DE102014107153A1

DE102014107153A1 - Elektrofahrzeug-Ladestation

Info

Publication number: DE102014107153A1
Application number: DE102014107153.0A
Authority: DE
Inventors: Xiang Zhao; Dalong Gao; Roland J. Menassa
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2014-12-04

Abstract

Eine Fahrzeugladestation umfasst eine Spur, die ausgelegt ist, um sich über mehrere Fahrzeugstellplätze zu erstrecken, und eine bewegliche Ladevorrichtung, die von der Spur gelagert wird. Die bewegliche Ladevorrichtung kann entlang der Spur zwischen den mehreren Fahrzeugstellplätzen umsetzen, um ein oder mehrere Fahrzeuge zu laden. Die bewegliche Ladevorrichtung umfasst ein Unterteil, das gleitend mit der Spur gekoppelt ist, einen Endeffektor, der mit dem Unterteil in mechanischer Verbindung steht und ausgelegt ist, um mit einem Elektrofahrzeug, das in einem der mehreren Fahrzeugstellplätze angeordnet ist, elektrisch zu koppeln, und einen Energiezufuhrkreis, der ausgelegt ist, um von einer Energiequelle eine elektrische Ladung aufzunehmen und die elektrische Ladung dem Elektrofahrzeug steuerbar zu liefern.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen U.S.-Patentanmeldung Nr. 61/829,601, eingereicht am 31. Mai 2013, die hierdurch durch Bezugnahme vollumfänglich aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Elektrofahrzeug-Ladestation für mehrere Elektrofahrzeuge.
HINTERGRUND
Verschiedene Arten von Kraftfahrzeugen, etwa Elektrofahrzeuge (EV), Elektrofahrzeuge mit verlängerter Reichweite (EREV) und Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEV), sind mit einem Energiespeichersystem ausgestattet, das ein regelmäßiges Laden erfordert. Typischerweise kann dieses Energiespeichersystem durch Verbinden desselben mit einer Energiequelle, etwa einer Wechselstromversorgungsleitung, geladen werden. Während es vorteilhaft sein mag, das Energiespeichersystem des Fahrzeugs vor oder nach jeder Fahrzeugnutzung wiederaufzuladen, erfordern es aktuelle Systeme, dass der Fahrer des Fahrzeugs die Versorgungsleitung manuell in das Fahrzeug einsteckt. Ein solcher manueller Vorgang ist für den Fahrer des Fahrzeugs möglicherweise nicht immer praktisch, was zu Fällen versäumten Ladens und/oder anschließend verschlechterter Fahrzeugleistung führen kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Fahrzeugladestation umfasst eine Spur, die ausgelegt ist, um sich über mehrere Fahrzeugstellplätze zu erstrecken, und eine bewegliche Ladevorrichtung, die von der Spur gelagert wird. Die bewegliche Ladevorrichtung kann entlang der Spur zwischen den mehreren Fahrzeugstellplätzen umsetzen bzw. verschoben werden, um ein oder mehrere Fahrzeuge zu laden. Die bewegliche Ladevorrichtung umfasst ein Unterteil, das gleitend mit der Spur gekoppelt ist, einen Endeffektor, der mit dem Unterteil in mechanischer Verbindung steht und ausgelegt ist, um mit einem Elektrofahrzeug, das in einem der mehreren Fahrzeugstellplätze angeordnet ist, elektrisch zu koppeln, und einen Energiezufuhrkreis, der ausgelegt ist, um von einer Energiequelle eine elektrische Ladung aufzunehmen und die elektrische Ladung dem Elektrofahrzeug steuerbar zu liefern.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den Begleitzeichnungen genommen wird, leicht deutlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Elektrofahrzeug-Ladestation, die eine auf dem Boden montierte bewegliche Ladevorrichtung nutzt.
2 ist eine schematische Draufsicht auf eine Elektrofahrzeug-Ladestation, die eine über Kopf montierte bewegliche Ladevorrichtung nutzt.
3 ist eine schematische Seitenansicht einer auf dem Boden montierten beweglichen Ladevorrichtung.
4 ist eine schematische Seitenansicht einer über Kopf montierten beweglichen Ladevorrichtung.
5 ist ein schematisches Flussdiagramm auf Systemebene eines Ladealgorithmus.
6 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Detektieren des Vorhandenseins und der Identität eines Elektrofahrzeugs, das ein Wiederaufladen benötigt.
7 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bewegen einer Ladevorrichtung und eines Endeffektors zu einem Fahrzeug, das ein Aufladen benötigt.
8 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Koppeln eines Endeffektors mit einer Ladebuchse eines Fahrzeugs, bei Bedarf einschließlich Öffnen einer Klappe, die die Buchse verdeckt.
9 ist eine schematische Perspektivansicht einer Ladebuchse, wie sie an einem Elektrofahrzeug angeordnet sein kann.
10 ist eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform eines Endeffektors für eine Robotikladestation.
11 ist eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform eines Endeffektors zum Koppeln mit einem Elektrofahrzeug.
12 ist eine vergrößerte schematische Perspektivansicht eines Teils des in 11 vorgesehenen Endeffektors.
13 ist eine schematische Querschnittansicht, teils in Explosionsdarstellung, des in 11 vorgesehenen Endeffektors entlang der Linie 13-13, mit der einfahrbaren Führung in einem ausgefahrenen Zustand gezeigt.
14 ist eine schematische Querschnittansicht eines Endeffektors, wie er in 11 vorgesehen ist, entlang der Linie 13-13, mit der einfahrbaren Führung in einem eingeklappten Zustand gezeigt.
15 ist eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines Endeffektors, der Krafterfassungsmittel umfasst.
16 ist eine schematische Draufsicht auf eine Elektrofahrzeug-Ladestation, die zwei auf dem Boden montierte bewegliche Ladevorrichtungen nutzt.
17 ist eine schematische Draufsicht auf eine Elektrofahrzeug-Ladestation, die zwei über Kopf montierte bewegliche Ladevorrichtungen nutzt.
18 ist eine schematische Draufsicht auf zwei benachbarte und miteinander verbundene Elektrofahrzeug-Ladestationen, die jeweils eine jeweilige auf dem Boden montierte bewegliche Ladevorrichtung nutzen.
19 ist Schaubild von zwei benachbarten und miteinander verbundenen Elektrofahrzeug-Ladestationen, die jeweils eine jeweilige über Kopf montierte bewegliche Ladevorrichtung nutzen.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen genutzt werden, um gleiche oder identische Komponenten in den verschiedenen Ansichten kenntlich zu machen, veranschaulicht 1 schematisch eine Elektrofahrzeug-Ladestation 10 zum Laden oder Wiederaufladen der primären Energiespeichervorrichtung von mehreren Elektrofahrzeugen 12. Wie hierin verwendet kann ein Elektrofahrzeug 12 ein beliebiges Fahrzeug einschließen, das einen Elektromotor als Energiequelle für Fahrzeugantrieb nutzt. Während für den Zweck dieser Beschreibung ein Kraftfahrzeug als beispielhaftes Fahrzeug verwendet wird, können andere Fahrzeuge in ähnlicher Weise verwendet werden. Einige Beispiele von Elektrofahrzeugen umfassen Reinelektro-Elektrofahrzeuge (EV), Steckdosen-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEV), Elektrofahrzeuge mit vergrößerter Reichweite (EREV), sind aber nicht darauf beschränkt. Diese Fahrzeuge können Personenfahrzeuge, Crossover-Fahrzeuge, SUV-Fahrzeuge, Wohnmobile, Lastwägen, Busse, Nutzfahrzeuge, etc. umfassen.
Ein Elektrofahrzeug 12 kann durch Nutzen elektrischer Energie von einer Energiespeichervorrichtung, etwa einer Fahrzeugbatterie, um während eines Antriebszeitraums einen Elektromotor anzutreiben, arbeiten. Nach einem längeren Zeitraum des Energieverbrauchs kann die Fahrzeugbatterie ein Wiederaufladen erfordern, bevor ein fortgesetzter Antrieb wieder einsetzen kann. Ein solches Wiederaufladen kann durch Koppeln der Fahrzeugbatterie mit einer Quelle elektrischer Energie entweder direkt oder durch ein oder mehrere Zwischenkomponenten erfolgen.
Im Allgemeinen kann die Elektrofahrzeug-Ladestation 10 eine feststehende Vorrichtung sein, die in einem Parkplatz oder einer anderen Fahrzeugabstellfläche angeordnet sein kann, die mehrere Abstellplätze 14 umfasst (z. B. Parkgarage, Valet-Parkfläche, Flottenfahrzeugabstellfläche, etc...). Wie hierin verwendet ist ein Abstellplatz 14 eine Fläche, die dazu gedacht ist, ein Fahrzeug einen Zeitraum lang aufzunehmen. Abstellplätze 14 können durch optische Markierungen 16, die auf dem Boden vorgesehen sind (wie z. B. bei einem Parkplatz), oder durch greifbare Gegenstände (wie es bei einer herkömmlichen Tankstelle der Fall ist, wo mehrere Benzinpumpen grob die jeweiligen Abstellplätze abgrenzen, die ein Fahrzeug zum Wiederauftanken aufnehmen sollen) abgegrenzt sein.
1 und 2 veranschaulichen jeweils eine Wiederaufladefläche, die acht Abstellplätze 14, gegliedert in zwei Reihen 18, 20 zu vier Flächen 14, umfasst. Jede Ladestation 10 kann eine jeweilige Spur 24, 26 umfassen, die sich über mehrere der Abstellplätze 14 erstreckt (z. B. entlang jeder Reihe 18, 20), und einer beweglichen Ladevorrichtung 28, 30 Zugang zu jedem Fahrzeug 12 gewährt, um ein selektives Wiederaufladen der Batterie des Fahrzeugs zu erleichtern.
Im Allgemeinen kann die Spur 24, 26 zwei allgemeine Konfigurationen aufweisen, nämlich eine Spur 24 auf Bodenhöhe (wie in 1 gezeigt) und eine Überkopfspur 26 (wie in 2 gezeigt). Unabhängig von der spezifischen Konfiguration kann jede Spur 24, 26 ihre jeweilige bewegliche Ladevorrichtung 28, 30 lagern und es der Ladevorrichtung 28, 30 ermöglichen, für Zugang zu jedem Fahrzeug 12 in der Station 10 entlang der Spur 24, 26 umzusetzen. Wie nachstehend näher beschrieben wird, kann die Ladevorrichtung 28, 30 mit einem Energiezufuhrkreis 32 und einem Ladesteuergerät 34 gekoppelt sein, die jeweils von der Ladevorrichtung 28, 30 genutzt werden können, um eine Batterie eines oder mehrerer der geparkten Elektrofahrzeuge 12 wiederaufzuladen.
3 und 4 veranschaulichen (jeweils) schematische Beispiele einer Spur 24 auf Bodenhöhe und einer Überkopfspur 26, die genutzt werden, um eine jeweilige bewegliche Ladevorrichtung 28, 30 zu lagern. Wie in 3 gezeigt kann die Spur 24 auf Bodenhöhe auf dem Boden 40 oder im Wesentlichen auf dem Boden 40 angeordnet sein, so dass die bewegliche Ladevorrichtung 28 im Allgemeinen über der Spur 24 angeordnet ist. Die bewegliche Ladevorrichtung 28 kann entlang der Spur 24 umsetzen, zum Beispiel unter Verwenden eines oder mehrerer Räder 42, die ausgelegt sind, um auf oder in einem Teil der Spur 24 zu gleiten. Die Spur 24 auf Bodenhöhe kann es der Ladevorrichtung 28 ermöglichen, zwischen den jeweiligen Fahrzeugen 12 körperlich umzusetzen, kann aber einen Mindestfreiraum zwischen den Reihen 18, 20 erfordern, der der Breite der Spur 24/Ladevorrichtung 28 entspricht.
Unter Bezugnahme auf 4 kann die Überkopfspur 26 eine Strecke 44 über dem Boden 40 angeordnet sein, die zum Beispiel zwischen 5 und 12 Fuß (= 1,52 und 3,66 m) beträgt. Die Ladevorrichtung 30 kann im Allgemeinen von der Spur 26 hängen, so dass sich die Ladevorrichtung 30 im Allgemeinen zwischen der Spur 26 und dem Boden 40 befindet. Während die Überkopfspur 26 aus Sicht der Flächennutzung vorteilhaft sein kann, indem sie das engere Beabstanden der Reihen 18, 20 ermöglicht, könnte die Spur 24 auf Bodenhöhe weniger zu implementierende Infrastruktur erfordern. Bei einer Konfiguration kann die Überkopfspur 26 von mehreren bestehenden Lichtmasten in dem Parkplatz hängen.
Unabhängig von der Form der Spur kann die bewegliche Ladevorrichtung 28, 30 im Allgemeinen ein Unterteil 50, das gleitend mit der Spur gekoppelt ist, und einen Endeffektor 52, der mit dem Unterteil 50 mechanisch gekoppelt ist, umfassen. Der Endeffektor 52 kann ausgelegt sein, um mit einem der Fahrzeuge 12, die in einem benachbarten Abstellplatz 14 angeordnet sind, elektrisch zu koppeln. Eine Beschreibung verschiedener Ausführungsformen eines Endeffektors 52 lässt sich nachstehend unter Bezugnahme auf 9–15 finden.
Unter weiterer Bezugnahme auf 3 und 4 kann der Endeffektor 52 in einer Konfiguration mit dem Unterteil 50 durch mehrere steife Armelemente 54 in mechanischer Verbindung stehen, die relativ zueinander ein Gelenk ausbilden und/oder umsetzen können. Bei anderen Konfigurationen kann der Endeffektor 52 aber durch ein biegsames Stromkabel mechanisch mit dem Unterteil 50 gekoppelt sein.
Bei einer einfachen Umsetzung der vorliegenden Ladestation 10 kann der Endeffektor 52 von einem Nutzer manuell in elektrische Verbindung mit einem Fahrzeug 12 positioniert/gebracht werden. Wenn zum Beispiel ein Nutzer sein Fahrzeug 12 laden möchte, kann er die Ladevorrichtung 28, 30 zu einer Fläche nahe seinem Fahrzeug 12 schieben und den Endeffektor manuell in elektrische Verbindung mit einer an seinem Fahrzeug angeordneten geeigneten Ladebuchse versetzen (d. h. wobei eine Ladebuchse im Allgemeinen einen Stromanschluss/Stromstecker bezeichnen soll, der an dem Fahrzeug angeordnet ist und mit einer Stromspeichervorrichtung, wie etwa einer Batterie, in elektrischer Verbindung steht). Bei dieser Umsetzung können alle zwischen den Armelementen 54 vorgesehenen Gelenke rein passiv sein und können einem Nutzer das freie Manipulieren des Endeffektors 52 ermöglichen.
Bei einer anderen Konfiguration kann die Fahrzeugladestation 10 vollautomatisch sein und kann ausgelegt sein, um ein Fahrzeug 12 eines Nutzers mit minimaler Interaktion seitens des Nutzers robotisch zu laden. Bei einer Konfiguration kann die Einbindung des Nutzers beim Ladeprozess auf das Vorsehen eines Hinweises auf eine erwünschte Ladung und/oder das Ermöglichen der Ladevorrichtung 28, 30, Zugriff auf eine Ladebuchse zu erhalten, beschränkt sein.
Bei einer Robotikumsetzung kann die Position und Ausrichtung des Endeffektors 52 durch die selektive Betätigung eines oder mehrerer Gelenkaktoren, die zwischen einem oder mehreren Armelementen 54 angeordnet sind, in 5 oder mehr Freiheitsgraden (zum Beispiel 3 Umsetzungsgraden und 2 oder mehr Drehungsgraden) robotisch gesteuert werden. Die Gelenkaktoren und die resultierende Bewegung des Endeffektors 52 kann durch ein Robotiksteuergerät 56 gesteuert werden, wie es in 1 und 2 schematisch gezeigt ist. Während die folgende Beschreibung im Allgemeinen eine Robotikumsetzung des vorliegenden Systems 10 betrifft, können bestimmte Ausgestaltungen in ähnlicher Weise in einer manuellen Version des Systems 10 verwendet werden (insbesondere solche, die durch das Ladesteuergerät 34 implementiert werden).
Das Robotiksteuergerät 56 sowie das Ladesteuergerät 34 können als ein oder mehrere digitale Computer oder Datenverarbeitungsvorrichtungen verkörpert sein, die ein oder mehrere Mikrosteuergeräte oder Zentralrechner (CPU), einen schreibgeschützten Speicher (ROM), einen Arbeitsspeicher (RAM), einen elektrisch löschbaren programmierbaren schreibgeschützten Speicher (EEPROM), einen Hochgeschwindigkeitstaktgeber, eine Analog/Digital(A/D)-Schaltungsanordnung, eine Digital/Analog(D/A)-Schaltungsanordnung, eine Eingangs-/Ausgangs(I/O)-Schaltungsanordnung und/oder Signalaufbereitungs- und Pufferelektronik umfassen. Das Robotiksteuergerät 56 und das Ladesteuergerät 34 können in einer einzigen Rechenvorrichtung als verschiedene Softwaremodule verkörpert sein oder können als körperlich getrennte Hardwaremodule verkörpert sein.
Das Ladesteuergerät 34 kann ausgelegt sein, um einen oder mehrere Ladesteuerungsalgorithmen automatisch durchzuführen, um einen Ladevorgang auszuführen, wenn das Steuergerät 34 ermittelt, dass ein Fahrzeug eine elektrische Ladung benötigt. In ähnlicher Weise kann das Robotiksteuergerät 56 ausgelegt sein, um automatisch ein oder mehrere Bewegungssteueralgorithmen durchzuführen, um die resultierende Bewegung des Endeffektors 52 mittels des einen oder der mehreren Gelenkmotoren zu steuern, um den Ladeprozess zu bewirken. Jede Steuer-/Verarbeitungsroutine kann als Software oder Firmware umgesetzt sein und kann entweder lokal auf dem jeweiligen Steuergerät 56, 34 gespeichert sein oder kann von dem Steuergerät 56, 34 mühelos beurteilbar sein.
5 veranschaulicht ein schematisches Flussdiagramm – auf Systemebene – eines Ladealgorithmus 60, der von dem Ladesteuergerät 34 in überwachender Weise ausgeführt werden kann. Der Algorithmus setzt bei 62 ein, wenn das System 10 eingeschaltet und/oder initialisiert wird. Bei 64 kann das Ladesteuergerät 34 das Vorhandensein und/oder die Identität von ein oder mehreren Fahrzeugen 12 erkennen, die einer Ladung bedürfen und sind innerhalb einer vorab festgelegten Anzahl von Abstellplätzen 14 befinden. Bei 66 kann das Ladesteuergerät 34 das Robotiksteuergerät 56 anweisen, die Ladevorrichtung 28, 30/den Endeffektor 52 zu dem ein Laden benötigenden Fahrzeug zu bewegen. Das Robotiksteuergerät 56 kann dann den Endeffektor 52 bei 68 mit einer Ladebuchse des Fahrzeugs 12 koppeln. Nach dem Koppeln kann das Ladesteuergerät 34 das Fahrzeug bei 70 laden, bis das Fahrzeug einen Ladezustand (SoC) oberhalb eines bestimmten Schwellenwerts meldet. Schließlich kann das Ladesteuergerät 34 bei 72 das Robotiksteuergerät 56 anweisen, sich von dem Fahrzeug 12 zu trennen und zu einer Ausgangsposition zurückzukehren, bevor es einen folgenden Ladevorgang aufnimmt. 6–8 liefern ein zusätzliches Detail zu verschiedenen Ausführungsformen der Schritte 64–68.
Nach dem Initialisieren kann der Ladealgorithmus 60 wirklich beginnen, sobald ein Elektrofahrzeug 12 in einem Abstellplatz 14 detektiert und/oder identifiziert wird und ermittelt wird, dass dieses bestimmte Fahrzeug Laden benötigt (Schritt 64). Wie in 6 weiter erläutert wird, kann Schritt 64 drei allgemeine Komponenten umfassen: Anwesenheitsdetektion 80; Ladungsermittlung 82; und Nutzeridentifizierung 84. Schritt 64 kann bei 80 einsetzen, wenn das Ladesteuergerät 34 einen Sensorhinweis erhält, dass ein Fahrzeug 12 in einen Abstellplatz 14 gefahren ist. Der Sensorhinweis kann zum Beispiel von einer Druckmatte, die in dem Boden des Abstellplatzes 14 eingebettet ist, von einem Ultraschall-, Laser- oder Radarannäherungsdetektor, von einer digitalen Kamera, die der Ladestation 10 zugeordnet ist, oder von einer von einem Nutzer durchgeführten Handlung (z. B. Drücken einer Taste, um eine Ladeforderung anzuzeigen) stammen.
Sobald das Vorhandensein eines Fahrzeugs 12 bei 80 detektiert wird, kann das Ladesteuergerät 34 bei 86 eine Kommunikation mit dem Fahrzeug 12 einleiten. Die Kommunikation kann mittels einer Datenverbindung, wie etwa zum Beispiel einer satellitenbasierten Kommunikationsverbindung, einer drahtlosen Verbindung entsprechend einem 802.11- oder Bluetooth-Standard, einer Punkt-zu-Punkt-Datenverbindung, einer RFID-Datenverbindung oder einer anderen transponderbasierten Datenverbindung, erfolgen. Sobald bei 86 eine Kommunikationsverbindung hergestellt ist, kann das Ladesteuergerät 34 bei 88 Fahrzeugbatterieinformationen und Ladezustand lesen, den Ladezustand bei 90 mit einem Schwellenwert vergleichen und bei 92 ein erforderliches Wiederaufladen anzeigen, wenn der Ladezustand unter einem Schwellenwert liegt. In einer anderen Ausführungsform kann ein Nutzer manuell ein Wiederaufladen durch eine manuelle Eingabe zu dem System 10 fordern (einschließlich Smartphone-Eingabe oder Tastatureingabe an einem Endgerät).
Im Anschluss an die Detektion eines Fahrzeugs bei 80 und die Identifizierung einer erforderlichen Wiederaufladung bei 82 kann das Ladesteuergerät 34 bei 84 die Identifizierung eines Nutzers ermitteln, der dem Fahrzeug 12 zugeordnet ist, es fährt oder besitzt. Der Nutzer-Id-Schritt kann es dem System 10 ermöglichen, individuellen Energieverbrauch zu berücksichtigen und falls zutreffend eine Rechnung zu erzeugen. Der Nutzer-Identifizierungsschritt 84 kann das drahtlose Empfangen eines Nutzeridentifikators mittels der hergestellten Kommunikationsverbindung oder durch manuelles Auffordern des Nutzers, Abrechnungsinformationen einzugeben, etwa eine persönliche Identifizierungsnummer oder eine Kreditkartennummer, umfassen. Sobald der Nutzer ordnungsgemäß identifiziert ist, kann das Fahrzeug 12 bei 94 zum Laden in eine Warteschlange aufgenommen werden.
Sobald das Fahrzeug die Spitze der Ladewarteschlange erreicht, kann das Ladesteuergerät 34 das Robotiksteuergerät 56 anweisen, die Ladevorrichtung 28, 30/den Endeffektor 52 zu dem ein Laden benötigenden Fahrzeug zu bewegen (Schritt 66 von 5). Wie in 7 gezeigt kann Schritt 66 im Allgemeinen zwei allgemeine Komponenten umfassen: Umsetzen der beweglichen Ladevorrichtung 28, 30 zu einer geeigneten Stelle entlang der Spur 24, 26 (bei 100); und Positionieren des Endeffektors 52 nahe einer Ladebuchse an dem Fahrzeug 12 (bei 102).
Um die Ladevorrichtung 28, 30 an einer geeigneten Stelle entlang der Spur 24, 26 100 zu positionieren, kann das Robotiksteuergerät ein oder mehrere Antriebsräder betätigen, die es der Ladevorrichtung 28, 30 ermöglichen, sich entlang der Spur 24, 26 selbst fortzubewegen. In einer anderen Ausführungsform kann die Ladevorrichtung 24, 26 mit einer Antriebskette gekoppelt sein, die sich über die Länge der Spur erstrecken und die Ladevorrichtung auf Forderung eines feststehenden Antriebsmotors zu der geeigneten Stelle ziehen kann. Wie ferner in 2 und 4 dargestellt ist, kann die Ladevorrichtung 30 in einer anderen Ausführungsform zu einem Grad seitlicher Bewegung relativ zu der Spur 26 imstande sein. Diese seitliche Bewegung kann aufgrund des im Allgemeinen niedrigen typischen Motorhaubenfreiraums zulässig sein, der es der Ladevorrichtung 30 ermöglichen kann, sich über einen Teil des Fahrzeugs zu erstrecken. Auf diese Weise kann es die seitliche Bewegung dem Endeffektor gestatten, ohne Notwendigkeit von langen Verlängerungsarmen einfacheren Zugriff auf die Ladebuchse zu haben.
Sobald die Ladevorrichtung 28, 30 in einer geeigneten Position entlang der Spur (100) allgemein positioniert ist, um es dem Endeffektor 52 zu ermöglichen, sich hin zu der Fahrzeugladebuchse zu bewegen, kann dann das Robotiksteuergerät 56 den einen oder die mehreren Gelenkaktoren (102) steuern, die dem einen oder den mehreren Armelementen 54 zugeordnet sind, um den Endeffektor nahe der Ladebuchse zu positionieren. In einer Ausführungsform kann das Positionieren des Endeffektors 52 bei 102 das Verfeinern der Position der Ladevorrichtung entlang der Spur umfassen.
Um den Endeffektor 52 bei 102 zu positionieren, kann das Robotiksteuergerät 56 durch Ermitteln der Position der Ladebuchse an dem Fahrzeug 12 bei 104 beginnen. Dies kann im Allgemeinen mittels visueller Identifizierung, durch Empfangen eines Signals von dem Fahrzeug mittels der Kommunikationsverbindung oder durch einen separaten Transponder oder eine separate RFID-Vorrichtung, die nahe der Ladebuchse platziert ist, erfolgen. In einer Ausführungsform kann die Ladebuchse durch eine Klappe oder eine andere selektiv abnehmbare Platte bedeckt sein. Ein RFID-Chip oder ein anderer Transponder kann an der Klappe befestigt oder benachbart zu der Buchse platziert sein, um eine Positionsangabe vorzusehen.
Sobald die Buchse bei 104 an dem Fahrzeug lokalisiert ist, kann das Robotiksteuergerät 56 bei 106 den Abstand des Fahrzeugs 12 relativ zu benachbarten Fahrzeugen prüfen. Wenn der Abstand unter zulässigen Toleranzen liegt, kann die Laderoutine bei 108 enden und der Nutzer kann bei 110 benachrichtigt werden. Wenn die Freiräume für ein Fortfahren des Prozesses ausreichend sind, kann das Robotiksteuergerät 56 den Endeffektor 52 bei 112 durch Steuern eines oder mehrerer Gelenkmotoren zu einem Bereich nahe der Buchse bewegen. Wenn sich der Endeffektor 52 hin zu der Ladebuchse fortbewegt, kann das Robotiksteuergerät 56 kontinuierlich eine Sensorrückmeldung als Nachweis einer Berührung zwischen dem Arm und einem Fahrzeug oder einem anderen Hindernis überwachen. Wenn eine Berührung detektiert wird, kann der Ladeprozess abbrechen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 5 kann, sobald der Endeffektor 52 bei 66 allgemein mit der Ladebuchse ausgerichtet ist, das Robotiksteuergerät 56 den Endeffektor 52 bei 68 mit einer Ladebuchse des Fahrzeugs 12 koppeln. Vor dem Vornehmen einer solchen Verbindung kann es aber erforderlich sein, eine Klappe zu öffnen, die die Buchse bedeckt. Wie allgemein in 8 gezeigt ist, kann Schritt 68 durch Ermitteln, ob die Ladeklappe offen ist (bei 120), beginnen. Wenn die Klappe bereits offen ist, kann das Robotiksteuergerät 56 bei 122 den geeigneten Endeffektor wählen, den Endeffektor 52 bei 124 hin zu der Ladebuchse führen und den Endeffektor 52 bei 126 mit der Ladebuchse mechanisch und/oder elektrisch koppeln.
In einer Konfiguration kann der Endeffektor 52 bei 124 unter Verwenden eines oder mehrerer Anhaltspunkte, die von der Buchse wahrgenommen werden können, hin zu der Ladebuchse geführt werden. Der Endeffektor 52 kann zum Beispiel einen Sensor umfassen, der von der Buchse bei 140 eine elektromagnetische Strahlung und/oder Schalldruckwellen empfangen kann. Das Robotiksteuergerät 56 kann bei 142 ein oder mehrere Anhaltspunkte der Ladebuchse von der empfangene Strahlung/den empfangenen Wellen identifizieren und kann während der Endannäherung bei 144 die Positionierung der Anhaltspunkte als Rückmeldung nutzen. In einer Konfiguration kann die empfangene elektromagnetische Strahlung sichtbares Licht mit einer Wellenlänge zwischen 400 nm und 750 nm sein. Analog können die Schalldruckwellen eine Frequenz von über 30 kHz (d. h. Ultraschall) aufweisen.
Wenn die Ladeklappe bei 120 noch nicht bereits offen ist, dann kann das Robotiksteuergerät 56 bei 128 ermitteln, ob das Fahrzeug 12 mit Klappenfernöffnungsfähigkeiten ausgestattet ist. Wenn ja, kann das Robotiksteuergerät 56 bei 130 ein Signal senden, um das Fahrzeug anzuweisen, die Klappe zu öffnen, und kann dann sich bei 122 daran machen, den geeigneten Endeffektor zu wählen. Wenn das Fahrzeug nicht mit Klappenfernöffnungsfähigkeiten ausgestattet ist, dann kann das Robotiksteuergerät 56 bei 132 den Endeffektor 52 manipulieren, um die Klappe durch Aufziehen der Klappe oder durch Schieben der Klappe nach innen, um ein Klick-Verriegelungsmerkmal zu lösen, gefolgt von deren Ziehen zu einem vollständig offenen Zustand, manuell zu öffnen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 5 kann, sobald der Endeffektor 52 mit der Ladebuchse gekoppelt ist, das Ladesteuergerät 34 das Fahrzeug bei 70 laden, bis das Fahrzeug einen Ladezustand (SoC) oberhalb eines bestimmten Schwellenwerts meldet. Schließlich kann das Ladesteuergerät 34 bei 72 das Robotiksteuergerät 56 anweisen, sich von dem Fahrzeug 12 zu trennen und zu einer Ausgangsposition zurückzukehren. Das Ladesteuergerät 32 kann die dem Fahrzeug 12 während des Ladeschritts 70 gelieferte Gesamtenergie überwachen und kann anschließend eine Rechnung an den identifizierten Nutzer ausstellen oder ein Konto desselben belasten.
9 veranschaulicht ein Beispiel eines Fahrzeugladesteckers/einer Fahrzeugladebuchse 160, der/die bei einem Elektrofahrzeug 12 enthalten sein kann. Wie gezeigt kann die Buchse 160 mehrere elektrische Kontakte 162 und eine mechanische Führung 164 umfassen, um die ordnungsgemäße Ausrichtung/Kopplung zwischen dem Endeffektor 52 und der Buchse 160 zu unterstützen. Die mechanische Führung 164 kann zum Beispiel die mehreren elektrischen Kontakte 162 umgeben und kann ein oder mehrere Positionierungsmerkmale 166 aufweisen, um eine ordnungsgemäße axiale Ausrichtung zu fördern.
10 veranschaulicht eine erste Ausführungsform eines Endeffektors 170, der dem vorstehend beschriebenen Endeffektor 52 ähnlich sein kann und verwendet werden kann, um mit der Fahrzeugladebuchse 160 von 9 zu koppeln. Wie gezeigt kann der Endeffektor 170 mehrere elektrische Kontakte 172 umfassen, die jeweils ausgelegt sind, um mit einem jeweiligen elektrischen Kontakt 162 der Buchse 160 in Passung zu treten. Der Endeffektor 170 kann weiterhin eine mechanische Führung 174 umfassen, die ausgelegt ist, um in oder über die mechanische Führung 164 der Buchse 160 zu passen. Ein Positionierungsmerkmal 176 des Endeffektors 170 kann mit einem ähnlichen Positionierungsmerkmal 166 der Buchse 160 in Passung/Eingriff treten, um das Vorsehen einer ordnungsgemäßen Ausrichtung/Orientierung zu unterstützen.
Wie in 9–10 gezeigt kann das Positionierungsmerkmal 176 ein Keilabschnitt der mechanischen Führung 172 sein, der verhindern kann, dass der Endeffektor mit der Buchse in einer anderen Weise als der ordnungsgemäßen Orientierung gekoppelt wird. Der Endeffektor 170 kann weiterhin eine selektiv einrückbare Befestigungslasche 178 umfassen, die den Endeffektor 170 mit der Buchse 160 koppeln kann. Die Lasche 178 kann sowohl eine ordnungsgemäße Verbindung/Kopplung sicherstellen (d. h. sicherstellen, dass der Endeffektor 170 ordnungsgemäß an der Buchse 160 sitzt) als auch die Wahrscheinlichkeit verringern, dass ein leichter, unbeabsichtigter Stoß den Endeffektor 170 aus seinem Sitz lösen kann.
11 veranschaulicht eine andere Ausführungsform eines Endeffektors 180, der dem vorstehend beschriebenen Endeffektor 52 ähnlich sein kann und verwendet werden kann, um mit der Fahrzeugladebuchse 160 des Fahrzeugs 12 selektiv zu koppeln. Wie gezeigt kann der Endeffektor 180 mehrere elektrische Kontakte 182 umfassen, die jeweils ausgelegt sind, um mit einem jeweiligen elektrischen Kontakt 162 der Buchse 160 in Passung zu treten.
Der Endeffektor 180 kann eine mechanische Führung 184 umfassen, die ausgelegt ist, um die elektrischen Kontakte 182 allgemein zu umgeben, und die ausgelegt ist, um in oder über die mechanische Führung 164 der Buchse 160 zu passen.
Die mechanische Führung 184 kann ein Positionierungsmerkmal 186 umfassen, das ausgelegt ist, um mit einem ähnlichen Merkmal 166 der Buchse 160 in Passung/Eingriff zu treten, um eine ordnungsgemäße Ausrichtung/Orientierung zu unterstützen. Wie in 9–11 gezeigt kann das Positionierungsmerkmal 186 ein Keilabschnitt der mechanischen Führung 184 sein, der verhindern kann, dass der Endeffektor 180 mit der Buchse 160 in einer anderen Weise als der ordnungsgemäßen Orientierung gekoppelt wird. Der Endeffektor 180 kann weiterhin eine selektiv einrückbare Befestigungslasche 188 umfassen, die mit einem an der Buchse 160 vorgesehenen Vorsprung verriegelt werden kann. Die Befestigungslasche 188 kann sicherstellen, dass eine ordnungsgemäße elektrische Verbindung/Kopplung hergestellt und während des gesamten Ladeprozesses gehalten wird (d. h. sicherstellen, dass der Endeffektor 180 ordnungsgemäß an der Buchse 160 sitzt). Auf diese Weise kann die Lasche 188 die Wahrscheinlichkeit verringern, dass ein leichter, unbeabsichtigter Stoß gegen den Verbinder/Effektor 180 oder das Fahrzeug 12 den Endeffektor 180 aus dem Sitz löst.
Wie allgemein in 11–14 gezeigt kann der Endeffektor 180 weiterhin eine einfahrbare Führung 200 umfassen, die die feststehende mechanische Führung 184 allgemein umgibt oder sich von dieser erstreckt, und kann ausgelegt sein, um das Ausrichten und Orientieren des Verbinders/Effektors 180 mit der Buchse 160 weiter zu unterstützen. Die einfahrbare Führung 200 kann zum Beispiel eine nach innen weisende Fase 202 umfassen, die sich allgemein von dem vorderen Rand 204 erstreckt. Die Fase 202 kann dazu dienen, einen fehlausgerichteten Verbinder/Effektor 180 zur Buchse 160 zu lenken/umzusetzen. Zusätzlich kann die einfahrbare Führung 200 eine geschlitzte Öffnung 206 umfassen oder ausbilden, die sich von dem vorderen Rand 204 der Führung 200 hin zu der Befestigungslasche 188 erstrecken kann. Die geschlitzte Öffnung 206 kann den Vorsprung der Buchse 160 ungehindert hin zum Unterteil 208 des Verbinders/Effektors 180 durchlassen, wo sie von der Lasche 188 ergriffen werden kann. Die einfahrbare Führung 200 kann eine sekundäre Fase 210 an jeder Seite der geschlitzten Öffnung 206 umfassen, um den Vorsprung hin zu der Lasche 188 zu lenken. Dabei kann die sekundäre Fase 210 geringfügige axiale Orientierungsunterschiede zwischen der Buchse 160 und dem Verbinder/Effektor 180 korrigieren.
Wie allgemein in 13–14 gezeigt ist, kann die einfahrbare Führung zwischen einem ausgefahrenen Zustand 211, der allgemein in 13 gezeigt ist, und einem eingeklappten Zustand 212, der allgemein in 14 gezeigt ist, wechseln. Wenn sie sich in einem ausgefahrenen Zustand 211 befindet, kann die einfahrbare Führung 200 daher genutzt werden, um die relativen Positionen des Verbinders/Effektors 180 und der Buchse 160 fein abzustimmen, bevor die elektrischen Kontakte 162, 182 miteinander in Eingriff treten. Auf diese Weise können die jeweiligen elektrischen Kontakte 162, 182 in geeigneter Weise ohne Festklemmen/Knicken verbinden. Sobald der Endeffektor 180 ordnungsgemäß in eine ordnungsgemäße relative Position gegenüber der Buchse 160 geführt wurde, kann die einfahrbare Führung 200 zu einem an das Verbinderunterteil 208 geklappten Zustand 212 wechseln, um es dem Endeffektor 180 zu ermöglichen, ohne Behinderung vollständiger mit der Buchse 160 zu greifen.
Bei einer Konfiguration kann die einfahrbare Führung 200 entlang einer oder mehreren Führungsstangen 213 gleiten, die es ihr ermöglichen können, an das Unterteil 208 zu klappen. Um die Führungsstangen 213 können mehrere ausreichend steife, vorgespannte Federn 214 angeordnet sein und können eine gewisse Nachgiebigkeit gegenüber der Einklappbewegung bieten und/oder können es der einfahrbaren Führung 200 ermöglichen, auszufahren, wenn der Verbinder/Effektor 180 von der Buchse 160 entfernt wird. Während der Einklapp-/Einfahrbewegung können die Federn 214 zwischen der einfahrbaren Führung 200 und dem Unterteil 208 des Verbinders/Effektors 180 zusammengedrückt werden. Bei einer Konfiguration können die Federn 214 die einfahrbare Führung 200 in einem ausgefahrenen Zustand 211 und mit ausreichender Nachgiebigkeit/Lagerung halten, um es der Führung 200 zu ermöglichen, ihre Führungsfunktion vor dem Einklappen zu verwirklichen. Sobald der Endeffektor 180 ordnungsgemäß ausgerichtet ist, kann das Vorbewegen des Verbinders/Effektors 180 eine ausreichend große Kraft auf die einfahrbare Führung 200 ausüben, um der Last entgegenzuwirken, die von den Federn ausgeübt wird, und kann ein elastisches Zusammendrücken der Federn hervorrufen.
Bei einer anderen Konfiguration, wie sie allgemein in 11–14 gezeigt ist, kann die einfahrbare Führung 200 unter Verwenden von Stützschenkeln 216, 218, die bis zur aktiven Freigabe ortsfest bleiben können, in einer ausgefahrenen Position 211 gelagert und/oder verriegelt werden (wie in 14 gezeigt). In einer Ausführungsform können die Schenkel 216, 218 schwenkbar mit der einfahrbaren Führung 200 verbunden sein. Die Stützschenkel 216, 218 können zwischen einer ersten Position (in 13 gezeigt) und einer zweiten Position (in 14 gezeigt) schwenkbar sein. Die Stützschenkel 216, 218 können ausgelegt sein, um die einfahrbare Führung 200 in dem ausgefahrenen Zustand 211 zu halten, wenn sie sich in der ersten Position befinden, und können ausgelegt sein, um ein Wechseln der einfahrbaren Führung 200 zu dem eingeklappten Zustand 212 zu ermöglichen, wenn sie zu der zweiten Position geschwenkt werden. Wie allgemein in 13 gezeigt ist, können sich die Schenkel 216, 218 im Einzelnen für gewöhnlich zwischen der einfahrbaren Führung 200 und dem Unterteil 208 erstrecken und können verhindern, dass die einfahrbare Führung 200 entlang der Führungsstangen 213 einklappt/einfährt. Sobald der Endeffektor 180 auf die Buchse 160 gleitet, kann die Buchse 160 einen Vorsprung 218, 202 berühren, der sich von jedem jeweiligen Schenkel 216, 218 erstreckt, und kann ein Schwenken der Schenkel 216, 218 nach außen hervorrufen. Sobald sie aus einer Lagerungsposition geschwenkt sind, kann die einfahrbare Führung 200 an das Unterteil 208 klappen.
Während die vorstehende Beschreibung (bezüglich 9–15) zwei mögliche Konfigurationen eines Endeffektors 52 beschreibt, können auch andere Konfigurationen verwendet werden.
Wie allgemein in 15 gezeigt ist, können ein oder mehrere Kraftsensoren 230, 232 an dem Unterteil 208 benachbart zu jedem schwenkenden Schenkel (z. B. Schenkel 216) enthalten sein. Ein Teil des Schenkels 216 (oder eine Verlängerung desselben) kann ausgelegt sein, um die Kraftsensoren 230, 232 zu berühren, wenn der Schenkel in einer Stützposition zwischen dem Unterteil 208 und der Führung 200 angeordnet ist. Auf diese Weise können die Kraftsensoren 230, 232 einen Hinweis auf die an der einfahrbaren Führung 200 angelegten Berührungskräfte zu dem Robotiksteuergerät 56 liefern. Diese Rückmeldung kann verwendet werden, um die ungefähre Größenordnung und Richtung einer mit der einfahrbaren Führung 200 erfolgten Berührung zu schätzen oder um anzuzeigen, dass die Führung geeignet eingefahren ist und eine mechanische Kopplung erreicht wurde. Wenn zum Beispiel die einfahrbare Führung 200 von der Buchse 160 exzentrisch berührt wird, kann die Last dann zu einem oder mehreren der jeweiligen Kraftsensoren 230, 232 übermittelt werden. Diese Rückmeldung kann beim Ermitteln brauchbar sein, ob der Endeffektor 180 ausreichend hin zur Buchse 160 vorbewegt wurde, um die Führung 200 zu veranlassen, einzufahren und eine sichere Kopplung herzustellen. Alternativ kann in einem Robotikkontext die berührungsempfindliche Rückmeldung verwendet werden, um die Endannäherung und Verbindung präziser zu steuern. In einer Ausführungsform können die Kraftsensoren 230, 232 kraftempfindliche Widerstände sein, die abhängig von dem Betrag der ausgeübten Kraft einen variablen Widerstand haben.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1–2 kann die Fahrzeugladestation 10 im Allgemeinen eine aufbereitete Zufuhr elektrischer Energie von einer Energiequelle wie etwa einem externen Stromnetz oder einer großen Anzahl von Solarzellen zu einem Fahrzeug 12 vorsehen. Um dies zu verwirklichen, kann die Ladestation 10 einen Energiezufuhrkreis 32 umfassen, der entweder ein- oder dreiphasigen Wechselstrom 33 aufnimmt und ausgelegt ist, um entweder elektrische Gleichstromenergie (DC) oder elektrische Wechselstromenergie (AC) auszugeben. Abhängig von der Natur der externen Energieversorgung kann der Energiezufuhrkreis 32 einen Umrichter/Wandler umfassen, um dem Fahrzeug die ordnungsgemäß aufbereitete, gerichtete und/oder gefilterte AC- oder DC-Energiezufuhr zu bieten.
In einer Konfiguration kann der Energiezufuhrkreis 32 eine elektrische Ladung ausgeben, die eine elektrische Spannung in dem Bereich von 200–500 VAC oder 400–500 VDC und eine Gesamtenergie von weniger als etwa 50 kW aufweist. Ein solches System benötigt ein beträchtlich geringeres Energieleistungsvermögen als eine vergleichbare Ladestation, die dedizierte Ladeterminals an jedem Abstellplatz 14 nutzt. Zum Beispiel kann das vorliegende System 10 50 kW für acht Abstellplätze abziehen, wogegen acht dedizierte Terminals insgesamt 400 kW abziehen kann.
In einer anderen Konfiguration, wie sie allgemein in 16–17 gezeigt ist, können mehrere bewegliche Ladevorrichtungen 28, 30 an jeder jeweiligen Spur 24, 26 angeordnet sein. Auf diese Weise können die zwei Vorrichtungen die Ladeanforderungen verteilen, um große Ladewarteschlangen zu vermeiden, können aber eine einzelne Spur (auch wenn sie einen Energiekreis 32 mit der doppelten Energiekapazität erfordert) nutzen.
In einer noch anderen Konfiguration, wie sie allgemein in 18–19 gezeigt ist, können mehrere Ladestationen 10 in benachbarter Weise angeordnet werden, um eine einfache Skalierbarkeit zu bieten. Bei dieser Konfiguration kann jede Ladestation 10 ihre eigene dedizierte bewegliche Ladevorrichtung 28, 30 umfassen. Bei einer anderen Konfiguration können die verschiedenen beweglichen Ladevorrichtungen 28, 30 frei zwischen benachbarten Spuren umsetzbar sein, um eine größere Flexibilität und Skalierbarkeit zu erleichtern.
Zusätzlich zu den vorstehend genannten Robotikkonzepten kann die vorliegend beschriebene Elektrofahrzeug-Ladestation 10 jedes der Fahrzeuganwesenheitsdetektionsmittel, Robotiksteuermittel, Ladebuchsen-Identifizierungsmittel, Endeffektor-Führungsmittel und/oder alle anderen Konzepte nutzen, die in der U.S.-Patentanmeldung Nr. 13/484,345 ( U.S.-Patentveröffentlichung Nr. 2013/0076902 ) offenbart sein können, die am 31. Mai 2012 eingereicht wurde und den Titel ”ROBOTICALLY OPERATED VEHICLE CHARING STATION” trägt und die durch Bezugnahme vollumfänglich aufgenommen ist.
Obgleich die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen. Alle in der vorstehenden Beschreibung enthaltenen oder in den Begleitzeichnungen gezeigten Sachverhalte sollen lediglich als veranschaulichend und nicht als einschränkend ausgelegt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2013/0076902 [0068]

Claims

Fahrzeugladestation, umfassend: eine Spur, die ausgelegt ist, um sich über mehrere Fahrzeugabstellplätze zu erstrecken; eine bewegliche Ladevorrichtung, die durch die Spur gelagert wird und entlang der Spur zwischen den mehreren Fahrzeugabstellplätzen umsetzbar bzw. verschiebbar ist, wobei die bewegliche Ladevorrichtung umfasst: ein Unterteil, das gleitend mit der Spur gekoppelt ist; und einen Endeffektor, der mit dem Unterteil in mechanischer Verbindung steht und ausgelegt ist, um mit einem Elektrofahrzeug elektrisch zu koppeln, das in einem der mehreren Fahrzeugabstellplätze angeordnet ist; und einen Energiezufuhrkreis, der ausgelegt ist, um von einer Energiequelle eine elektrische Ladung aufzunehmen und um die elektrische Ladung steuerbar dem Elektrofahrzeug zu liefern.
Fahrzeugladestation nach Anspruch 1, welche weiterhin einen Prozessor umfasst, der ausgelegt ist, um: das Vorhandensein des Elektrofahrzeugs in dem Abstellplatz zu detektieren; einen Ladezustand einer Antriebsbatterie, die dem Elektrofahrzeug zugeordnet ist, zu ermitteln; die bewegliche Ladevorrichtung anzuweisen, dem Elektrofahrzeug eine elektrische Ladung zu liefern, wenn der Ladezustand unterhalb eines Schwellenwerts liegt.
Fahrzeugladestation nach Anspruch 2, wobei der Prozessor weiterhin ausgelegt ist, um: eine Identität des detektierten Elektrofahrzeugs in dem Abstellplatz zu ermitteln; einen Betrag einer elektrischen Ladung, die dem Elektrofahrzeug von der beweglichen Ladevorrichtung geliefert wird, zu ermitteln; und aus der ermittelten Identität und dem Betrag der gelieferten elektrischen Ladung eine Rechnung zu erzeugen.
Fahrzeugladestation nach Anspruch 2, wobei der Prozessor ausgelegt ist, um einen Ladezustand einer Antriebsbatterie, die dem Elektrofahrzeug zugeordnet ist, durch ein oder mehrere drahtlose Signale, die von dem Fahrzeug empfangen werden, zu ermitteln.
Fahrzeugladestation nach Anspruch 1, wobei die bewegliche Ladevorrichtung weiterhin einen mechanischen Arm umfasst, der den Endeffektor mit dem Unterteil koppelt; und wobei der mechanische Arm mehrere betätigbare Gelenke umfasst, die den Endeffektor um mindestens 5 Freiheitsgrade bewegen können.
Fahrzeugladestation nach Anspruch 5, welche weiterhin ein Robotiksteuergerät umfasst, das mit den mehreren betätigbaren Gelenken verbunden und ausgelegt ist, um: eine Ladebuchse an dem Fahrzeug zu lokalisieren; Zugang zu der Ladebuchse zu erhalten; das eine oder die mehreren der betätigbaren Gelenke zu steuern, um den Endeffektor mit der Ladebuchse auszurichten; und den Endeffektor mit der Ladebuchse elektrisch zu koppeln.
Fahrzeugladestation nach Anspruch 6, wobei das Robotiksteuergerät ausgelegt ist, um eine Ladebuchse an dem Fahrzeug durch Empfangen eines Hochfrequenz-Lokalisierungssignals von einer Stelle nahe der Ladebuchse zu lokalisieren.
Fahrzeugladestation nach Anspruch 6, wobei das Robotiksteuergerät ausgelegt ist, um durch Liefern eines drahtlosen Befehls zu dem Fahrzeug, um eine Ladebuchsenklappe zu öffnen, Zugriff auf die Ladebuchse zu erhalten.
Fahrzeugladestation nach Anspruch 6, wobei das Robotiksteuergerät ausgelegt ist, um durch Steuern des einen oder der mehreren der betätigbaren Gelenke, so dass der Endeffektor eine Klappe öffnet, die selektiv die Ladebuchse verdeckt, Zugriff auf die Ladebuchse zu erhalten.
Fahrzeugladestation nach Anspruch 6, wobei das Robotiksteuergerät ausgelegt ist, um eine Ladebuchse an dem Fahrzeug durch: Empfangen einer elektromagnetischen Strahlung und/oder von Schalldruckwellen; und Identifizieren von Anhaltspunkten der Ladebuchse von der elektromagnetischen Strahlung und/oder den Schalldruckwellen zu lokalisieren.