WO2021018505A1

WO2021018505A1 - Charging system for a vehicle-mounted stored energy source

Info

Publication number: WO2021018505A1
Application number: PCT/EP2020/068600
Authority: WO
Inventors: Holger Schererz
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2021-02-04
Also published as: EP3980290A1; DE102019211456A1

Abstract

The invention relates to a charging system (1) for charging a stored energy source (2) of an electrically driven vehicle (3), in particular an electric bus, via an at least two-pole charging interface between the vehicle (3) and a roadside charging station (4). The charging station (4) has, for each charging pole, a station-mounted contact element (8) with a linear contact area (20), which contact elements are movable relative to a vehicle (3) located in the charging position. The vehicle (3) has, for each charging pole, a vehicle-mounted contact element (9) with a linear contact area (17), which contact elements are connectable to the stored energy source (2). When the electrical charging connection is made, the station-mounted contact element (8) for each charging pole is transverse to the vehicle-mounted contact element (9), so that, for each charging pole, an electrical charging current flows via a punctiform contact area between intersecting linear contact areas (17, 20). According to the invention, the vehicle-mounted contact element (9) or the station-mounted contact element (8) of at least one charging pole has a further linear contact area (18, 21), so that an electrical charging current flows via two punctiform contact areas between intersecting linear contact areas (17, 18, 20, 21). A charging system (1) allowing safe transfer of high charging currents is provided hereby.

Description

Beschreibung description

Ladesystem für einen fahrzeugseitigen Energiespeicher Charging system for an energy storage device on the vehicle

Die Erfindung betrifft ein Ladesystem zum Aufladen eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrobusses, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to a charging system for charging an energy store of an electrically driven vehicle, in particular an electric bus, according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Ladestation für ein Fahrzeug ist beispielswei se aus der Veröffentlichung EP 3 031 658 Al bekannt. Sie um fasst wenigstens zwei elektrische Kontakte, um in gegenseiti gem Kontakt mit wenigstens zwei komplementären elektrischen Kontakten des Fahrzeugs elektrische Verbindungen zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation herzustellen. Die Ladestation ist derart ausgebildet, dass die elektrischen Kontakte der Ladestation wenigstens vertikal bewegbar ausgeführt sind. Die elektrischen Kontakte weisen Längen auf, welche eine Breite des Fahrzeugs unterschreiten. Wenigstens zwei elektrische Kontakte der Ladestation sind so angeordnet, dass sie in ei ner vorgegebenen Ladeposition des Fahrzeugs quer zu ihren komplementären elektrischen Kontakten des Fahrzeugs verlau fen. Bei hergestellter elektrischer Ladeverbindung besteht je Ladekontakt ein punktförmiger galvanischer Kontakt zwischen den elektrischen Kontakten zur Übertragung des Ladestroms. Such a charging station for a vehicle is known for example from the publication EP 3 031 658 A1. It comprises at least two electrical contacts in order to produce electrical connections between the vehicle and the charging station in mutual contact with at least two complementary electrical contacts of the vehicle. The charging station is designed such that the electrical contacts of the charging station are designed to be at least vertically movable. The electrical contacts have lengths that are less than the width of the vehicle. At least two electrical contacts of the charging station are arranged in such a way that they run transversely to their complementary electrical contacts of the vehicle in a predetermined charging position of the vehicle. When the electrical charging connection is established, there is a point-like galvanic contact between the electrical contacts for transmitting the charging current for each charging contact.

Bei ungünstigen Kontaktbedingungen kommt es zu hohen Über gangswiderständen und damit zu sehr hohen, möglicherweise schädlichen, zumindest aber technisch schwer zu beherrschen den Wärmeentwicklungen in den Kontaktelementen. Unfavorable contact conditions lead to high transition resistances and thus to very high, possibly harmful, but at least technically difficult to control, the generation of heat in the contact elements.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Ladesystem der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches eine si chere Übertagung hohe Ladeströme ermöglicht. The invention is therefore based on the object of providing a charging system of the type mentioned at the outset, which enables safe transmission of high charging currents.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Ladesystem der eingangs ge nannten Art mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspru ches 1 angegebenen Merkmalen. Ein Ladesystem zum Aufladen ei- nes Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahr zeugs, insbesondere eines Elektrobusses, verfügt über eine mindestens zweipolige Ladeschnittstelle zwischen dem Fahrzeug und einer straßenseitigen Ladestation. Die Ladestation weist je Ladepol ein stationsseitiges Kontaktelement mit einer li nienförmigen Kontaktfläche auf. Die stationsseitigen Kontak telemente sind relativ zu einem in Ladeposition stehenden Fahrzeug verstellbar angeordnet. Das Fahrzeug weist je Lade pol ein fahrzeugseitiges Kontaktelement mit einer linienför migen Kontaktfläche auf. Die fahrzeugseitigen Kontaktelemente sind zum Aufladen mit dem Energiespeicher verbindbar. Bei hergestellter elektrischer Ladeverbindung steht je Ladepol das stationsseitige Kontaktelement quer zum fahrzeugseitigen Kontaktelement, so dass ein elektrischer Ladestrom je Ladepol über eine punktförmige Kontaktfläche zwischen sich kreuzenden linienförmigen Kontaktflächen fließt. Erfindungsgemäß weist das fahrzeugseitige Kontaktelement oder das stationsseitige Kontaktelement mindesten eines Ladepols eine weitere linien förmige Kontaktfläche auf, so dass ein elektrischer Ladestrom über zwei punktförmige Kontaktflächen zwischen sich kreuzen den linienförmigen Kontaktflächen fließt. Durch mehrere be teiligte Kontaktstellen verteilt sich der Ladestrom und somit auch der Wärmeeintrag in die Kontaktelemente besser, so dass die punktuelle Wärmeentwicklung verringert wird. Dadurch kön nen auch hohe Ladeströme von bis zu 1000 A übertragen werden. The object is achieved by a charging system of the type mentioned above with the features specified in the characterizing part of patent claims 1. A charging system for charging a nes energy store of an electrically driven vehicle, in particular an electric bus, has an at least two-pole charging interface between the vehicle and a street-side charging station. The charging station has a station-side contact element with a linear contact surface for each charging pole. The station-side contact elements are arranged to be adjustable relative to a vehicle in the loading position. The vehicle has a vehicle-side contact element with a linienför-shaped contact surface for each loading pole. The vehicle-side contact elements can be connected to the energy store for charging. When the electrical charging connection is established, the station-side contact element for each charging pole is transverse to the vehicle-side contact element, so that an electrical charging current per charging pole flows over a point-like contact surface between intersecting linear contact surfaces. According to the invention, the vehicle-side contact element or the station-side contact element of at least one charging pole has a further line-shaped contact surface, so that an electrical charging current flows over two point-shaped contact surfaces crossing the line-shaped contact surfaces between them. With several contact points involved, the charging current and thus also the heat input into the contact elements is better distributed, so that the selective heat generation is reduced. This means that high charging currents of up to 1000 A can also be transmitted.

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des erfindungsge mäßen Ladesystems weisen das fahrzeugseitige Kontaktelement und das stationsseitige Kontaktelement mindestens eines Lade pols je eine weitere linienförmige Kontaktfläche auf, so dass ein elektrischer Ladestrom über vier punktförmige Kontaktflä chen zwischen sich doppelt kreuzenden linienförmigen Kontakt flächen fließt. Hierdurch verteilt sich der übertragene Lade strom nochmals und auch der damit verbundene Wärmeeintrag, so dass noch höhere Ladeströme fließen können. In an advantageous embodiment of the charging system according to the invention, the vehicle-side contact element and the station-side contact element of at least one charging pole each have a further linear contact surface, so that an electrical charging current flows over four point-shaped contact surfaces between double-crossing linear contact surfaces. This distributes the transferred charging current and the associated heat input, so that even higher charging currents can flow.

In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel des er findungsgemäßen Ladesystems verlaufen die linearen Kontakt- flächen eines Kontaktelements mit zwei linearen Kontaktflä chen parallel zueinander. Neben fertigungstechnischen Verein fachungen resultieren daraus vergleichbare Kontaktverhältnis se an den Ladepolen, insbesondere wenn Kontaktelemente unter schiedlicher Ladepole entlang einer gemeinsamen Längsachse ausgerichtet sind. In a further advantageous embodiment of the charging system according to the invention, the linear contact surfaces of a contact element with two linear contact surfaces parallel to each other. In addition to simplifications in terms of manufacturing technology, this results in comparable contact relationships at the charging poles, especially if contact elements of different charging poles are aligned along a common longitudinal axis.

In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel des er findungsgemäßen Ladesystems sind die linearen Kontaktflächen durch eine Rippe mit bogenförmigem Querschnitt gebildet. Eine Rippe kann beispielsweise als Halbzylinder mit halbkreisför migem Querschnitt ausgebildet sein, wobei ein Bereich um die äußerste Mantellinie des Halbzylinders die linienförmige Kon taktfläche bildet, an die eine linienförmige Kontaktfläche eines komplementären Kontaktelements gedrückt wird. In a further advantageous embodiment of the charging system according to the invention, the linear contact surfaces are formed by a rib with an arcuate cross section. A rib can, for example, be designed as a half-cylinder with a semicircular cross-section, an area around the outermost surface line of the half-cylinder forming the linear contact surface against which a linear contact surface of a complementary contact element is pressed.

In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel des er findungsgemäßen Ladesystems sind die Rippen eines Kontaktele ments mit zwei linearen Kontaktflächen an einem gemeinsamen Grundkörper angeformt sind. Grundkörper und angeformte Rippen können einstückig aus einem hochleitenden Material, bei spielsweise aus einer Kupferlegierung, hergestellt werden. In a further advantageous embodiment of the charging system according to the invention, the ribs of a contact element are formed with two linear contact surfaces on a common base body. The base body and molded ribs can be produced in one piece from a highly conductive material, for example from a copper alloy.

In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel des er findungsgemäßen Ladesystems ist der Grundkörper in einer Hal terung derart beweglich gelagert, dass die beiden Rippen um eine zu ihren linienförmigen Kontaktflächen parallele Kipp achse verkippbar sind. Da die linienförmigen Kontaktflächen der mindestens zwei Ladepole gleichzeitig und mit gleichen Andruckkräften an den punktförmigen Kontaktflächen kontaktie ren müssen, ermöglicht der Kippfreiheitsgrad auf einfachem Wege alle auftretenden Fertigungs- und Positionstoleranzen auszugleichen. Durch diese Maßnahme wird es den Kontaktele menten ermöglicht, sich beim Ladekontakt einem kreuzenden komplementären Kontaktelement so anzupassen, dass beide punktförmigen Kontaktflächen eines Kontaktelements mit nahezu der Hälfte der pro Kontaktelement aufgewendeten Andruckkraft aneinandergedrückt werden. In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel des er findungsgemäßen Ladesystems ist die Kippachse durch ein den Grundkörper mit der Halterung verbindendes Drehgelenk gebil det . Das Drehgelenk kann durch zwei an gegenüber liegenden Stirnseiten des Grundkörpers angeformten, fluchtenden Dreh bolzen, die in entsprechenden Bohrungen der Halterung drehbar gelagert sind, gebildet sein. In a further advantageous embodiment of the charging system according to the invention, the base body is movably mounted in a holder in such a way that the two ribs can be tilted about a tilting axis parallel to their linear contact surfaces. Since the linear contact surfaces of the at least two charging poles have to contact the punctiform contact surfaces at the same time and with the same pressure forces, the degree of freedom of tilt allows to easily compensate for all manufacturing and position tolerances that occur. This measure enables the contact elements to adapt to an intersecting complementary contact element during the charging contact in such a way that both punctiform contact surfaces of a contact element are pressed against each other with almost half the pressure applied per contact element. In a further advantageous embodiment of the charging system according to the invention, the tilt axis is gebil det by a swivel joint connecting the base body to the holder. The swivel joint can be formed by two aligned swivel bolts which are integrally formed on opposite end faces of the base body and are rotatably mounted in corresponding bores in the holder.

In einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel des erfin dungsgemäßen Ladesystems ist die Kippachse durch eine schwim mende Lagerung des Grundkörpers in der Halterung gebildet.In a further alternative embodiment of the charging system according to the invention, the tilt axis is formed by a floating mounting of the base body in the holder.

Die schwimmende Lagerung des Grundkörpers in der Halterung kann beispielsweise durch Federelemente gebildet sein. The floating mounting of the base body in the holder can be formed, for example, by spring elements.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an hand der Zeichnungen, in deren Further properties and advantages of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment with reference to the drawings, in which

FIG 1 ein Ladesystem mit einem in einer Ladestation posi tionierten Fahrzeug in Vorderansicht, 1 shows a charging system with a vehicle posi tioned in a charging station in a front view,

FIG 2 die Ladeschnittstelle des Ladesystems aus FIG 1 in perspektivischer Ansicht, FIG. 2 shows the charging interface of the charging system from FIG. 1 in a perspective view,

FIG 3 ein Ladepol mit komplementären Kontaktelementen in FIG. 3 shows a charging pole with complementary contact elements in FIG

Vorderansicht , Front view,

FIG 4 ein Querschnitt des Ladepols aus FIG 3 entlang der 4 shows a cross section of the charging pole from FIG. 3 along the line

Schnittlinie X-X in einer ersten Ausführungsvarian te, Section line X-X in a first variant,

FIG 5 ein Querschnitt des Ladepols aus FIG 3 entlang der 5 shows a cross section of the charging pole from FIG. 3 along the

Schnittlinie X-X in einer zweiten Ausführungsvari ante, Section line X-X in a second variant,

FIG 6 ein Kontaktelement mit im Uhrzeigersinn verkipptem 6 shows a contact element tilted in a clockwise direction

Grundkörper, Base body,

FIG 7 ein Kontaktelement mit gegen den Uhrzeigersinn ver kipptem Grundkörper, 7 shows a contact element with a counterclockwise ver tilted base body,

FIG 8 eine Ladeschnittstelle ohne Ladekontakt und 8 shows a charging interface without a charging contact and

FIG 9 die Ladeschnittstelle aus FIG 8 bei hergestelltem FIG. 9 shows the charging interface from FIG. 8 when it is produced

Ladekontakt schematisch veranschaulicht sind. Charging contact are illustrated schematically.

Gemäß FIG 1 dient ein erfindungsgemäßes Ladesystem 1 dem Auf laden eines Energiespeichers 2 eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 3 über eine mehrpolige Ladeschnittstelle zwischen dem Fahrzeug 3 und einer straßenseitigen Ladestation 4. Das Fahrzeug 3 kann beispielsweise ein Elektrobus des öffentli chen Personennahverkehrs mit aufladbaren Akkumulatoren und/oder Kondensatoren sein. Die Ladestation 4 umfasst einen neben der Fahrbahn 5 verankerten und über die Fahrbahn 5 ra genden Lademast 6, an dem ein oberhalb des positionierten Fahrzeugs 3 befestigtes, pantographenartiges Stellglied 7 mit stationsseitigen Kontaktelementen 8 angeordnet ist. Mittels des Stellglieds 7 sind die stationsseitigen Kontaktelemente 8 zwischen einer oberen Ruheposition (FIG 1) und einer unteren Ladeposition (FIG 2) vertikal verstellbar. Auf dem Dach des Fahrzeugs 3 sind fahrzeugseitige Kontaktelemente 9 angeord net, die zum Laden mit dem Energiespeicher 2 verbindbar sind. According to FIG 1, an inventive charging system 1 is used to load an energy store 2 of an electrically powered vehicle 3 via a multi-pole charging interface between the vehicle 3 and a street-side charging station 4. The vehicle 3 can, for example, be an electric bus of public transport with rechargeable batteries and / or Be capacitors. The charging station 4 comprises a loading mast 6 anchored next to the roadway 5 and extending over the roadway 5, on which a pantograph-like actuator 7 with station-side contact elements 8 is arranged, fastened above the positioned vehicle 3. By means of the actuator 7, the station-side contact elements 8 are vertically adjustable between an upper rest position (FIG. 1) and a lower loading position (FIG. 2). On the roof of the vehicle 3, vehicle-side contact elements 9 are angeord net, which can be connected to the energy store 2 for charging.

Gemäß FIG 2 weist das pantographenartige Stellglied 7 einen am Lademast 6 angelenkten Oberarm 10 und einen mit diesem ge lenkig verbundenen Unterarm 11 auf, die gegen die Rückstell kraft einer Schraubenfeder 12 über eine Schubstange 13 halb scherenartig aufklapp- und einfaltbar sind, wodurch die sta tionsseitigen Kontaktelemente 8 je Ladepol in Ladekontakt mit den komplementären fahrzeugseitigen Kontaktelementen 9 bring bar sind. Die Ladeschnittstelle im dargestellten Ausführungs beispiel weist vier Ladepole auf: Zur Übertragung des Lade stroms einen Pluspol, dem das stationsseitige Kontaktelement 8P und das fahrzeugseitige Kontaktelement 9P zugeordnet sind, und einen Minuspol, dem das stationsseitige Kontaktelement 8N und das fahrzeugseitige Kontaktelement 9N zugeordnet sind.According to Figure 2, the pantograph-like actuator 7 is hinged to the loading mast 6 upper arm 10 and a with this ge articulated lower arm 11, which can be opened and folded against the restoring force of a coil spring 12 via a push rod 13 semi-scissors-like, whereby the sta tion-side Contact elements 8 per charging pole in charging contact with the complementary vehicle-side contact elements 9 are bring bar. The charging interface in the illustrated embodiment has four charging poles: To transmit the charging current, a positive pole, to which the station-side contact element 8P and the vehicle-side contact element 9P are assigned, and a negative pole, to which the station-side contact element 8N and the vehicle-side contact element 9N are assigned.

Zur Ausbildung als Schutzleiter ist ein Erdungspol vorgese hen, dem das stationsseitige Kontaktelement 8E und das fahr zeugseitige Kontaktelement 9E zugeordnet sind. Schließlich ist ein Kontrollpol zur Feststellung eines Massestroms vorge sehen, dem das stationsseitige Kontaktelement 8C und das fahrzeugseitige Kontaktelement 9C zugeordnet sind. Die stati- onsseitigen Kontaktelemente 8N und 8E sowie 8P und 8C sind jeweils auf einer Linie angeordnet, die beiden Linien verlauf parallel. Die fahrzeugseitigen Kontaktelemente 9P und 9E so wie 9N und 9C sind über Stützisolatoren 14 am Dach des Fahr zeugs 3 befestigt und ebenfalls jeweils auf einer Linie ange ordnet, diese beiden Linien verlaufen auch parallel zueinan der. Die stationsseitigen Kontaktelemente 8 stehen dabei je weils quer zu den komplementären fahrzeugseitigen Kontaktele menten 9; anders ausgedrückt, bilden die Linien, entlang der die stationsseitigen Kontaktelementen 8 ausgerichtet sind, und die Linien, entlang der die fahrzeugseitigen Kontaktele menten 9 ausgerichtet sind, einen Winkel von zwischen 45° und 135°, vorzugsweise von 90°. For training as a protective conductor, a grounding pole is provided, to which the station-side contact element 8E and the vehicle-side contact element 9E are assigned. Finally, a control pole for determining a mass flow is provided, to which the station-side contact element 8C and the vehicle-side contact element 9C are assigned. The stati- On-side contact elements 8N and 8E as well as 8P and 8C are each arranged on a line, the two lines running parallel. The vehicle-side contact elements 9P and 9E as well as 9N and 9C are attached to the roof of the vehicle 3 via post insulators 14 and are also each arranged on a line, these two lines also run parallel to one another. The station-side contact elements 8 are each Weil transverse to the complementary vehicle-side Kontaktele elements 9; In other words, the lines along which the station-side contact elements 8 are aligned and the lines along which the vehicle-side contact elements 9 are aligned form an angle of between 45 ° and 135 °, preferably 90 °.

Gemäß FIG 3 bis FIG 9 sind die fahrzeugseitigen Kontaktele mente 9 durch einen schienenartigen Grundkörper 15 mit zwei angeformten Rippen 16 gebildet. Grundkörper 15 und Rippen 16 sind einstückig aus einer Kupferlegierung aus oder einem an deren elektrisch hoch leitenden Material hergestellt. Die Rippen 16 verlaufen parallel zueinander und sind von etwa halbzylindrischer Form, weisen also einen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Die äußerste Mantellinie der ersten Rippe 16 bildet eine linienförmige Kontaktfläche 17 und diejenige der zweiten Rippe 16 eine weitere linienförmige Kontaktfläche 18. Die beiden linienförmigen Kontaktflächen 17 und 18 liegen in einer Tangentialebene des Kontaktelements 9. According to FIG 3 to FIG 9, the vehicle-side Kontaktele elements 9 are formed by a rail-like base body 15 with two molded ribs 16. The base body 15 and ribs 16 are made in one piece from a copper alloy or one of their other highly electrically conductive materials. The ribs 16 run parallel to one another and are approximately semi-cylindrical in shape, that is to say have a semi-circular cross-section. The outermost surface line of the first rib 16 forms a linear contact surface 17 and that of the second rib 16 forms a further linear contact surface 18. The two linear contact surfaces 17 and 18 lie in a tangential plane of the contact element 9.

Gemäß FIG 4 weist das stationsseitige Kontaktelement 8 nur eine Rippe 19 mit einer linearen Kontaktfläche 20 auf, so dass gemäß FIG 3 bei Ladekontakt je Ladepol zwei punktförmige Kontaktflächen zwischen dem stationsseitigen Kontaktelement 8 und dem fahrzeugseitigen Kontaktelement 9 entstehen, auf die sich die Kontaktkraft F eines Ladepols hälftig aufteilt. According to FIG. 4, the station-side contact element 8 has only one rib 19 with a linear contact surface 20, so that, according to FIG. 3, two point contact surfaces arise between the station-side contact element 8 and the vehicle-side contact element 9 for each charging pole, on which the contact force F is applied Split the charging pole in half.

Gleichwohl verteilt sich der übertragene Ladestrom auf die beiden punktförmigen Kontaktflächen, so dass sich der Wärme eintrag in die Kontaktelemente 8 und 9 ebenfalls gut ver teilt . In der alternativen Ausführung gemäß FIG 5 weist das stati onsseitige Kontaktelement 8 auch zwei Rippen 19 mit einer li nearen Kontaktfläche 20 und einer weiteren linearen Kontakt fläche 21 auf, so dass bei Ladekontakt je Ladepol vier punkt förmige Kontaktflächen zwischen dem stationsseitigen Kontak telement 8 und dem fahrzeugseitigen Kontaktelement 9 entste hen, auf die sich die Kontaktkraft F eines Ladepols gevier telt aufteilt. Gleichwohl verteilt sich der übertragene Lade strom auf alle vier punktförmigen Kontaktflächen, so dass sich der Wärmeeintrag in die Kontaktelemente 8 und 9 noch besser verteilt. Nevertheless, the transferred charging current is distributed over the two point-shaped contact surfaces, so that the heat input into the contact elements 8 and 9 is also well divided. In the alternative embodiment according to FIG 5, the station-side contact element 8 also has two ribs 19 with a linear contact surface 20 and a further linear contact surface 21, so that when charging contact per charging pole four point-shaped contact surfaces between the station-side contact element 8 and the The vehicle-side contact element 9 ensues, on which the contact force F of a charging pole is divided quarterly. Nevertheless, the transferred charging current is distributed over all four point contact surfaces, so that the heat input into the contact elements 8 and 9 is even better distributed.

In beiden Ausführungsvarianten können höhere Ladeströme über tragen werden, so dass erfindungsgemäße Ladesysteme 1 mit hö herer Ladeleistung ausgelegt werden können. In both embodiment variants, higher charging currents can be transmitted, so that charging systems 1 according to the invention can be designed with higher charging power.

Gemäß FIG 8 können aufgrund von Fertigungs- und Montagetole ranzen oder aufgrund einer Neigung des Fahrzeugs 3 in der La deposition die durch die linienförmigen Kontaktflächen 17 und 18 aufgespannten Tangentialebenen nebeneinander liegender La depole auseinander fallen, so dass im statischen Fall die stationsseitigen Kontaktelemente 8 und die fahrzeugseitigen Kontaktelemente 9 nicht an allen acht oder sechzehn Kontakt punkte mit gleicher Kontaktkraft F aneinander gedrückt werden - gegebenenfalls wird an manchen Kontaktpunkten gar kein gal vanischer Kontakt geschlossen. Um dies zu vermeiden, sind die Grundkörper 15 in einer Halterung 22 derart beweglich gela gert, dass die beiden Rippen 16 um eine zu ihren linienförmi gen Kontaktflächen 17 und 18 parallele Kippachse 23 verkipp bar sind, die in FIG 3 und FIG 6 bis FIG 9 senkrecht zur Zei chenebene verläuft. Die Kippachse 23 wird durch ein den According to FIG 8, due to manufacturing and assembly tolerances or due to an inclination of the vehicle 3 in the La deposition, the tangential planes spanned by the linear contact surfaces 17 and 18 of adjacent La depole fall apart, so that in the static case, the station-side contact elements 8 and the Vehicle-side contact elements 9 are not pressed against each other at all eight or sixteen contact points with the same contact force F - possibly no galvanic contact is made at some contact points. In order to avoid this, the base bodies 15 are movably supported in a holder 22 in such a way that the two ribs 16 can be tilted around a tilting axis 23 parallel to their linear contact surfaces 17 and 18, as shown in FIG. 3 and FIG. 6 to FIG runs perpendicular to the drawing plane. The tilt axis 23 is through a

Grundkörper 15 mit der Halterung 22 verbindendes Drehgelenk gebildet, das zwei an den gegenüberliegenden Stirnseiten des Grundkörpers 15 angeformte und einander fluchtende Drehbolzen 24 aufweist, die in entsprechenden Bohrungen der Halterung 22 gelagert sind. In den Grenzen der Bauformen von Grundkörper 15 und Halterung 22 ist gemäß FIG 6 und FIG 7 ein Verkippen des Grundkörpers 15 im Uhrzeigersinn um einen Kippwinkel und gegen den Uhrzeigersinn um einen Kippwinkel ß möglich. Hierdurch wird gemäß FIG 9 bei Herstellung des Ladekontakts eine gleichmäßige Kontaktierung über sämtliche Kontaktstellen aller Ladepole möglich. The swivel joint connecting the base body 15 to the holder 22 is formed and has two pivot pins 24 which are integrally formed on the opposite end faces of the base body 15 and are aligned with one another and which are mounted in corresponding bores in the holder 22. Within the limits of the designs of base body 15 and holder 22, according to FIGS. 6 and 7, base body 15 is tilted clockwise by a tilt angle and counterclockwise by a tilt angle ß possible. As a result, according to FIG. 9, when the charging contact is made, uniform contact is possible across all contact points of all charging poles.

Ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen, ist die Verwirklichung des Kippfreiheitsgrades auch über eine schwim mende Lagerung der Grundkörper 15 in den Halterungen 22 rea lisierbar. Ebenso müssen nicht sämtliche Ladepole mit vier Kontaktpunkten, also punktförmigen Kontaktflächen, ausgestal tet sein. Es können auch einzelne oder alle Ladepole mit zwei Kontaktpunkten gebildet werden. Without departing from the basic idea of the invention, the implementation of the degree of freedom of tilt is also realizable via a floating mounting of the base body 15 in the brackets 22. Likewise, not all charging poles have to be configured with four contact points, i.e. point-shaped contact surfaces. It is also possible to form individual or all charging poles with two contact points.

In den Zeichnungen und der vorangegangenen Figurenbeschrei bung werden folgende Bezugszeichen verwendet: In the drawings and the preceding description of the figures, the following reference symbols are used:

1 Ladesystem 1 charging system

2 Energiespeieher 2 energy stores

3 Fahrzeug 3 vehicle

4 Ladestation 4 charging station

5 Fahrbahn 5 lane

6 Lademast 6 loading mast

7 Stellglied 7 actuator

8 Kontaktelement , stationsseitiges 8 contact element, station-side

8P Kontaktelement , stationsseitiges, Pluspol 8P contact element, station-side, positive pole

8N Kontaktelement , stationsseitiges, Minuspol 8N contact element, station-side, negative pole

8E Kontaktelement , stationsseitiges, Erdungspol 8E contact element, station-side, grounding pole

8C Kontaktelement , stationsseitiges, Kontrollpol 8C contact element, station-side, control pole

9 Kontaktelement , fahrzeugseitiges 9 contact element, vehicle-side

9P Kontaktelement , fahrzeugseitiges , Pluspol 9P contact element, vehicle-side, positive pole

9N Kontaktelement , fahrzeugseitiges , Minuspol 9N contact element, vehicle-side, negative pole

9E Kontaktelement , fahrzeugseitiges , Erdungspol 9E contact element, vehicle-side, grounding pole

9C Kontaktelement , fahrzeugseitiges , Kontrollpol 9C contact element, vehicle-side, control pole

10 Oberarm 10 upper arm

11 Unterarm 11 forearm

12 Schraubenfeder 12 coil spring

13 Schubstange 13 push rod

14 Stützisolator 15 Grundkörper 14 post insulator 15 base body

16 Rippe von 9 16 rib of 9

17 Kontaktfläche, linienförmige an 16 17 contact surface, linear at 16

18 Kontaktfläche, weitere linienförmige an 16 18 contact surface, further linear ones on 16

19 Rippe von 8 19 rib of 8

20 Kontaktfläche, linienförmige an 19 20 contact surface, linear at 19

21 Kontaktfläche, weitere linienförmige an 19 21 contact area, further linear ones at 19

22 Halterung 22 Bracket

23 Kippachse 23 tilt axis

24 Drehgelenk, Drehbolzen 24 swivel joint, pivot pin

F Kontaktkraft F contact force

, ß Kippwinkel , ß tilt angle

Claims

Patentansprüche Claims

1. Ladesystem (1) zum Aufladen eines Energiespeichers (2) ei nes elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (3), insbesondere ei nes Elektrobusses, über eine mindestens zweipolige Lade schnittstelle zwischen dem Fahrzeug (3) und einer straßensei tigen Ladestation (4), 1. Charging system (1) for charging an energy storage device (2) of an electrically powered vehicle (3), in particular an electric bus, via an at least two-pole charging interface between the vehicle (3) and a charging station (4) on the street side,

- wobei die Ladestation (4) je Ladepol ein stationsseitiges Kontaktelement (8) mit einer linienförmigen Kontaktfläche (20) aufweist, welche relativ zu einem in Ladeposition ste henden Fahrzeug (3) verstellbar angeordnet sind, - wherein the charging station (4) has a station-side contact element (8) with a linear contact surface (20) for each charging pole, which are arranged to be adjustable relative to a vehicle (3) in the charging position,

- wobei das Fahrzeug (3) je Ladepol ein fahrzeugseitiges Kon taktelement (9) mit einer linienförmigen Kontaktfläche (17) aufweist, welche mit dem Energiespeicher (2) verbindbar sind, - The vehicle (3) having a vehicle-side contact element (9) with a linear contact surface (17) for each charging pole, which can be connected to the energy store (2),

- wobei bei hergestellter elektrischer Ladeverbindung je La depol das stationsseitige Kontaktelement (8) quer zum fahr zeugseitigen Kontaktelement (9) steht, so dass ein elektri scher Ladestrom je Ladepol über eine punktförmige Kontaktflä che zwischen sich kreuzenden linienförmigen Kontaktflächen (17, 20) fließt, - With an established electrical charging connection, the station-side contact element (8) for each charging terminal is transverse to the vehicle-side contact element (9), so that an electrical charging current per charging terminal flows via a punctiform contact surface between intersecting linear contact surfaces (17, 20),

dadurch gekennzeichnet, characterized,

- dass das fahrzeugseitige Kontaktelement (9) oder das stati onsseitige Kontaktelement (8) mindesten eines Ladepols eine weitere linienförmige Kontaktfläche (18, 21) aufweist, so dass ein elektrischer Ladestrom über zwei punktförmige Kon taktflächen zwischen sich kreuzenden linienförmigen Kontakt flächen (17, 18, 20, 21) fließt. - That the vehicle-side contact element (9) or the station-side contact element (8) of at least one charging pole has a further linear contact surface (18, 21), so that an electrical charging current via two point-shaped contact surfaces between intersecting linear contact surfaces (17, 18) , 20, 21) flows.

2. Ladesystem (1) nach Anspruch 1, 2. charging system (1) according to claim 1,

- wobei das fahrzeugseitige Kontaktelement (9) und das stati onsseitige Kontaktelement (8) mindestens eines Ladepols je eine weitere linienförmige Kontaktfläche (18, 21) aufweisen, so dass ein elektrischer Ladestrom über vier punktförmige Kontaktflächen zwischen sich kreuzenden linienförmigen Kon taktflächen (17, 18, 20, 21) fließt. - wherein the vehicle-side contact element (9) and the station-side contact element (8) of at least one charging pole each have a further linear contact surface (18, 21), so that an electrical charging current via four point-shaped contact surfaces between intersecting linear contact surfaces (17, 18 , 20, 21) flows.

3. Ladesystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, 3. charging system (1) according to claim 1 or 2,

- wobei die linearen Kontaktflächen (17, 18; 20, 21) eines Kontaktelements (9; 8) mit zwei linearen Kontaktflächen (17, 18; 20, 21) parallel zueinander verlaufen. - wherein the linear contact surfaces (17, 18; 20, 21) of a contact element (9; 8) with two linear contact surfaces (17, 18; 20, 21) run parallel to one another.

4. Ladesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. charging system (1) according to one of claims 1 to 3,

- wobei die linearen Kontaktflächen (17, 18; 20, 21) durch eine Rippe (16; 19) mit bogenförmigem Querschnitt gebildet sind . - wherein the linear contact surfaces (17, 18; 20, 21) are formed by a rib (16; 19) with an arcuate cross-section.

5. Ladesystem (1) nach Anspruch 4, 5. charging system (1) according to claim 4,

- wobei die Rippen (16; 19) eines Kontaktelements (9; 8) mit zwei linearen Kontaktflächen (17, 18; 20, 21) an einem ge meinsamen Grundkörper (15) angeformt sind. - The ribs (16; 19) of a contact element (9; 8) with two linear contact surfaces (17, 18; 20, 21) are formed on a common base body (15).

6. Ladesystem (1) nach Anspruch 5, 6. charging system (1) according to claim 5,

- wobei der Grundkörper (15) in einer Halterung (22) derart beweglich gelagert ist, dass die beiden Rippen (16) um eine zu ihren linienförmigen Kontaktflächen (17, 18) parallele Kippachse (23) verkippbar sind. - The base body (15) being movably mounted in a holder (22) in such a way that the two ribs (16) can be tilted about a tilting axis (23) parallel to their linear contact surfaces (17, 18).

7. Ladesystem (1) nach Anspruch 6, 7. charging system (1) according to claim 6,

- wobei die Kippachse (23) durch ein den Grundkörper (15) mit der Halterung (22) verbindendes Drehgelenk (24) gebildet ist. - The tilting axis (23) being formed by a rotary joint (24) connecting the base body (15) to the holder (22).

8. Ladesystem (1) nach Anspruch 6, 8. charging system (1) according to claim 6,

- wobei die Kippachse (23) durch eine schwimmende Lagerung des Grundkörpers (15) in der Halterung (22) gebildet wird. - The tilt axis (23) is formed by a floating mounting of the base body (15) in the holder (22).