本發(fā)明涉及一種電氣的充電基礎(chǔ)設(shè)施，其用于建立至車輛接觸單元的導(dǎo)電連接。

背景技術(shù)：

1、在至少部分地電驅(qū)動的車輛例如插電式混合動力車輛和純電動車輛中，車輛的電池必須定期充電，優(yōu)選在每次行駛后充電。為此，車輛與相應(yīng)的電源連接，其中通常使用插頭，例如所謂的2型插頭，所述2型插頭必須由人員手動插入車輛處的相應(yīng)插座中。

2、從現(xiàn)有技術(shù)例如wo?2019/052962?a1中還已知用于車輛電池充電系統(tǒng)的地面接觸單元，所述地面接觸單元設(shè)置在地面上。地面接觸單元能夠與設(shè)置在待充電的車輛上的相應(yīng)的車輛接觸單元自動建立導(dǎo)電連接，以便給車輛充電。車輛接觸單元在此能夠設(shè)置在車輛的底部，其中所述車輛接觸單元向下運動以便與地面接觸單元建立電接觸。

3、例如，地面接觸單元構(gòu)成為所謂的矩陣充電墊，如在wo?2019/052962a1所示出的那樣。為此，地面接觸單元包括多個矩陣狀設(shè)置的接觸區(qū)域，其中接觸區(qū)域能夠借助于車輛接觸單元接觸，以便在地面接觸單元和車輛接觸單元之間建立電連接。根據(jù)車輛接觸單元的連接器的放置點，地面接觸單元的對應(yīng)地被占用的接觸區(qū)域被接通，以便經(jīng)由所述接觸區(qū)域建立電連接。

4、通常，被占用的接觸區(qū)域借助于單獨的繼電器接通，所述繼電器與地面接觸單元的每個電源觸點相關(guān)聯(lián)。由此產(chǎn)生所謂的矩陣繼電器，所述矩陣繼電器保證在絕緣路段等方面的安全相關(guān)的要求。此外，通常每電源觸點串聯(lián)連接兩個繼電器，以便確保對應(yīng)的冗余和失效安全性。此外，經(jīng)由多個繼電器保證：地面接觸單元準(zhǔn)備好執(zhí)行充電過程，其方式為，首先打開所有繼電器，使得將所有電源觸點切換為無電勢。

5、然而，大數(shù)量的繼電器以及其接線導(dǎo)致對應(yīng)高的成本。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是，更有效地設(shè)計充電基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)造。

2、所述目的根據(jù)本發(fā)明通過一種用于建立至車輛接觸單元的導(dǎo)電連接的電氣的充電基礎(chǔ)設(shè)施來實現(xiàn)。充電基礎(chǔ)設(shè)施具有地面接觸單元，所述地面接觸單元具有板狀基體和多個觸點，所述觸點設(shè)置在基體的充電面上，車輛接觸單元能夠貼靠在所述充電面處。多個觸點至少包括與至少一個電位層相關(guān)聯(lián)的電源觸點。電源觸點分別與接觸開關(guān)串聯(lián)連接。接觸開關(guān)分別構(gòu)成為鏡像觸點，使得每個接觸開關(guān)包括主觸點和監(jiān)測觸點，所述主觸點和監(jiān)測觸點機械耦聯(lián)但彼此電隔離。充電基礎(chǔ)設(shè)施具有監(jiān)測電路，所述監(jiān)測電路被配置用于至少監(jiān)測接觸開關(guān)的如下監(jiān)測觸點的相應(yīng)的切換位置，所述監(jiān)測觸點與電源觸點相關(guān)聯(lián)，所述電源觸點在存在導(dǎo)電連接的情況下不被接觸。監(jiān)測電路被配置用于操控裝置。

3、本發(fā)明的基本思想是，如下更簡單地設(shè)計地面接觸單元：電源觸點僅與接觸開關(guān)相關(guān)聯(lián)，而不是串聯(lián)連接的兩個繼電器，由此能夠顯著減少所使用的繼電器數(shù)量，這提高效率并且同時降低成本。接觸開關(guān)構(gòu)成為鏡像觸點，使得當(dāng)所述接觸開關(guān)閉合時，電流能夠流經(jīng)所述接觸開關(guān)的主觸點，其中同時監(jiān)測切換位置，其方式為，通過監(jiān)測電路監(jiān)測監(jiān)測觸點，尤其監(jiān)測觸點的位置。通過監(jiān)測監(jiān)測觸點，可行的是，檢查構(gòu)成為鏡像觸點的接觸開關(guān)的主觸點的對應(yīng)的位置，因為主觸點和監(jiān)測觸點彼此機械耦聯(lián)。換言之，由此確保：構(gòu)成為繼電器的主觸點實際上已經(jīng)到達所需求的打開路段，以便保證所期望的電隔離，因為只有到那時監(jiān)測觸點才處于閉合位置中，這通過監(jiān)測電路對應(yīng)地確定。因此，可能尤其能夠確定主觸點的所不期望的焊接或粘合，使得可能實行對應(yīng)的措施。

4、除此之外，根據(jù)本發(fā)明原則上能夠確定接觸開關(guān)之一的錯誤操控，例如因具有(操控)電子儀器的問題和/或因軟件問題引起。這種確定尤其在所執(zhí)行的充電過程中是重要的。

5、此外，對于這種類型的監(jiān)測，可行的是，當(dāng)接觸開關(guān)處于非引導(dǎo)電流的位置中時，即當(dāng)主觸點打開時，監(jiān)測接觸開關(guān)的位置，尤其接觸開關(guān)的主觸點的位置。這對應(yīng)于當(dāng)建立導(dǎo)電連接時未被接觸的電源觸點的所設(shè)置的位置。相反，在其他監(jiān)測中，只能監(jiān)測閉合位置，因為需要對應(yīng)的信號路徑或電流，所述信號路徑或電流被評估，以便探測故障位置。

6、當(dāng)然，監(jiān)測電路能夠附加地監(jiān)測由車輛接觸單元接觸的接觸開關(guān)的相應(yīng)的切換位置。如在上文中所闡述的那樣，這由于同樣經(jīng)由接觸開關(guān)的相關(guān)聯(lián)的監(jiān)測觸點的機械耦聯(lián)來進行，所述監(jiān)測觸點于是處于打開位置中，因為相關(guān)聯(lián)的主觸點處于閉合位置中。

7、原則上，地面接觸單元能夠放置在車道面上或裝入車道面中。與此對應(yīng)地，地面接觸單元也被稱為“墊”。

8、設(shè)置在地面接觸單元的基體的充電面上的多個觸點能夠是不同類型的。在任何情況下，觸點包括電源觸點，所述電源觸點對于充電過程是必需的，因為充電電流經(jīng)由電源觸點引導(dǎo)。電源觸點是與中性電位層(“中性”)或特定的相相關(guān)聯(lián)的觸點。能夠設(shè)置直至三個相(p1、p2、p3)或甚至更多相。也能夠可變地設(shè)計相應(yīng)的電位層與電源觸點的關(guān)聯(lián)性，使得電位層的切換是可行的。

9、除了電源觸點之外，多個觸點還能夠具有至少一個控制觸點(cp觸點)，經(jīng)由所述控制觸點引導(dǎo)控制信號，以便在接觸檢查中確定地面接觸單元的接觸，尤其通過車輛觸點單元對充電面的實際的接觸區(qū)域。

10、替選地或補充地，除了電源觸點之外，觸點還能夠具有至少一個保護導(dǎo)體觸點。原則上，能夠設(shè)置單獨構(gòu)成的多個保護導(dǎo)體觸點。替選地，也能夠提出，將整個充電面構(gòu)成為保護導(dǎo)體平面，電源觸點并且可選地控制觸點延伸穿過所述保護導(dǎo)體平面。其中其他類型的觸點借助于環(huán)形的絕緣區(qū)域與保護導(dǎo)體平面電絕緣。

11、基體的充電面是露出的充電面，只要地面接觸單元已經(jīng)準(zhǔn)備進行充電過程。這意味著，充電面原則上能夠是露出的。也能夠提出，在未使用的狀態(tài)中，覆蓋部暫時覆蓋充電面，其中手動或自動地移除覆蓋部，以便露出充電面，使得能夠進行充電過程。在任何情況下，觸點設(shè)置在充電面的外側(cè)處，使得所述觸點可自由進入，只要可選地存在的覆蓋部已移除。因此，充電面也被稱為露出的充電面，因為從如下狀態(tài)開始，所述狀態(tài)當(dāng)充電過程進行時或其前一刻存在。

12、充電基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)測電路能夠完全地集成在地面接觸單元本身中，使得在地面接觸單元中執(zhí)行所有監(jiān)測。替選地，能夠提出，監(jiān)測電路由多個子電路構(gòu)成，所述子電路設(shè)置在地面接觸單元和至少一個單獨構(gòu)成的監(jiān)測單元中，由此監(jiān)測電路兩件式或多件式地構(gòu)成。同樣能夠提出，充電基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)測電路完全地設(shè)置在地面接觸單元的外部。

13、能夠由監(jiān)測電路操控的切換裝置尤其當(dāng)監(jiān)測電路確定接觸開關(guān)中的至少一個接觸開關(guān)的錯誤位置時，即當(dāng)主觸點之一處于閉合位置中時被操控，盡管該主觸點這應(yīng)該處于打開位置中，因為主觸點屬于與電源觸點相關(guān)聯(lián)的接觸開關(guān)，所述電源觸點在存在導(dǎo)電連接時不被接觸。于是，切換裝置能夠至少切斷地面接觸單元或整個充電基礎(chǔ)設(shè)施，使得可自由進入的電源觸點即不被接觸的電源觸點不會不期望地與電位層相關(guān)聯(lián)，也就是說，存在電壓。據(jù)此，切換裝置能夠設(shè)計為，使得完全切斷當(dāng)前的電勢。替選地，切斷裝置也能夠?qū)㈦娢粚咏档偷椒桥R界水平，這同樣對應(yīng)于就本發(fā)明而言的切斷，因為沒有充電電流流動。這意味著，切斷裝置不一定必須完全(電)隔離地面接觸單元。在任何情況下因此確保接觸保護。

14、接觸開關(guān)的主觸點和/或監(jiān)測觸點能夠是具有打開位置和閉合位置的開關(guān)。

15、就此而言，主觸點或監(jiān)測觸點構(gòu)成為合閘開關(guān)或斷路開關(guān)。這意味著，主觸點或監(jiān)測觸點可在打開位置和閉合位置之間調(diào)節(jié)。因為主觸點構(gòu)成為具有打開位置和閉合位置的開關(guān)，所以如果主觸點從其使充電電流流經(jīng)主觸點的閉合位置轉(zhuǎn)移到不對應(yīng)于打開位置中的任何一個而是對應(yīng)于具有另一配對物例如接地線的閉合位置，那么主觸點在打開時不能焊接。當(dāng)打開時，會產(chǎn)生電弧，所述電弧于是可能確保：主觸點在第二(閉合)位置中焊接，使得主觸點從而整個接觸開關(guān)無法再調(diào)節(jié)。如果至少主觸點構(gòu)成為具有打開位置和閉合位置的開關(guān)，那么能夠有效地防止這種情況。

16、然而，也能夠提出，主觸點和/或監(jiān)測觸點能夠在兩個或更多個不同的閉合位置之間來回切換。

17、但是，在任何情況下，主觸點和監(jiān)測觸點彼此電隔離，使得這兩個觸點，即主觸點和監(jiān)測觸點，不構(gòu)成共同的(閉合)電路。也就是說，這兩個觸點不用于在接觸開關(guān)的一個切換位置中提供充電功能而在另一切換位置中提供傳感器功能等。相反，主觸點和監(jiān)測觸點與兩個彼此不相關(guān)的電流電路相關(guān)聯(lián)，所述電路彼此電隔離。

18、監(jiān)測原則上能夠在充電過程期間進行，但是也能夠在充電過程之前和/或充電過程之后進行，尤其結(jié)合自檢來進行。監(jiān)測也能夠在周期性間隔中進行。

19、如果探測到有故障或錯誤的切換位置，那么能夠輸出警告，例如光學(xué)警告、聲學(xué)警告和/或借助于遠程通知觸點的警告。同樣能夠提出：如果在檢查期間已經(jīng)探測到有故障或錯誤的切換位置，那么充電是不可行的，即不能啟動充電過程。

20、一個方面提出，接觸開關(guān)構(gòu)成為，使得主觸點和監(jiān)測觸點的切換位置相互依賴。這也被稱為交替原理，這表征鏡像觸點。一旦主觸點從打開位置轉(zhuǎn)移到閉合位置中，監(jiān)測觸點就會同時從閉合位置轉(zhuǎn)移到打開位置中，使得主觸點和監(jiān)測觸點的這兩個位置是相互依賴的。由于主觸點和監(jiān)測觸點的機械耦聯(lián)保證主觸點和監(jiān)測觸點不會同時處于打開或閉合位置中。由此確保了對接觸開關(guān)從而對在閉合狀態(tài)中引導(dǎo)電流的主觸點的可靠監(jiān)測。

21、此外，機械耦聯(lián)使得監(jiān)測觸點僅當(dāng)構(gòu)成為繼電器的主觸點足夠?qū)挼卮蜷_即存在分離路段時才閉合。

22、另一方面提出，主觸點構(gòu)成為no觸點，即常開觸點(“normally?open”-no)，監(jiān)測觸點構(gòu)成為nc觸點，即常閉觸點(“normally?closed”-nc)。這意味著，接觸開關(guān)具有起始位置，其方式為，沒有電流能夠流過構(gòu)成為繼電器的主觸點，因為主觸點構(gòu)成為no觸點。同時，監(jiān)測觸點在起始位置中閉合，使得監(jiān)測電路能夠確定：監(jiān)測電流或監(jiān)測信號能夠經(jīng)過對應(yīng)的監(jiān)測觸點，因為不存在中斷。

23、根據(jù)另一方面，當(dāng)監(jiān)測電路確定接觸開關(guān)的監(jiān)測觸點的至少一個錯誤的切換位置時，監(jiān)測電路操控切換裝置改變其狀態(tài)。也就是說，一旦接觸開關(guān)的唯一的監(jiān)測觸點占據(jù)錯誤或未定義的切換位置，那么監(jiān)測電路操控切換裝置改變其狀態(tài)。在這種情況下，能夠進行地面接觸單元或整個充電基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)斷。然而，也能夠提出，將功率降低到未臨界的水平。就此而言，切斷裝置能夠是功率調(diào)控裝置，所述功率調(diào)控裝置由監(jiān)測電路對應(yīng)地操控。

24、尤其地，監(jiān)測觸點的錯誤的切換位置對應(yīng)于監(jiān)測觸點已打開的切換位置。監(jiān)測觸點的打開的切換位置引起：與對應(yīng)的監(jiān)測觸點耦合的主觸點是閉合的，由此電流能夠經(jīng)由接觸開關(guān)流向電源觸點。這可能意味著：相關(guān)聯(lián)的電源觸點處于對應(yīng)的電勢上，然而這在錯誤的切換位置中是不期望的。出于該原因，監(jiān)測觸點的伴隨著相關(guān)聯(lián)的主觸點的閉合的切換位置的打開的切換位置對應(yīng)于錯誤的切換位置。

25、根據(jù)一個實施方式，切換裝置包括主開關(guān)。主開關(guān)也能夠稱為接觸器，只要該主開關(guān)打開，所述主開關(guān)就保證電隔離，尤其地，其中所有電源觸點都電隔離并且不僅僅是如下電源觸點電隔離，所述電源觸點的相關(guān)聯(lián)的接觸開關(guān)具有錯誤的切換位置，所述切換位置已被相應(yīng)地探測到。如果由此監(jiān)測電路確定錯誤或未定義的切換位置，那么包括主開關(guān)的切斷裝置能夠進行電隔離，由此將所有電源觸點切換為無電勢。

26、尤其地，監(jiān)測電路據(jù)此被配置用于打開主開關(guān)，以便經(jīng)由主開關(guān)建立電隔離。由此確保特別高的安全性，因為所有電源觸點同時切換為無電勢，使得在任何電源觸點處都不存在電勢，由此提供全面的接觸保護?？赡艿某潆娺^程可能被中斷。

27、根據(jù)另一實施方式能夠提出，切斷裝置包括電子功率調(diào)控裝置。電子功率調(diào)節(jié)裝置設(shè)置用于將對應(yīng)的電勢向下調(diào)控到非臨界的水平，使得接觸是可行的。換言之，檢測電路能夠被配置用于操控電子功率調(diào)控裝置，所述電子功率調(diào)節(jié)裝置將施加的電壓限制為非臨界的值。非臨界的值能夠是不危險的電壓，尤其是低于25v的交流電壓即25vac或低于60v的直流電壓即60vdc的電壓。

28、監(jiān)測電路能夠包括至少一個第一子電路，所述第一子電路集成在地面接觸單元中，其中第一子電路將地面接觸單元的至少一個輸出信號輸出給第二子電路，所述第二子電路設(shè)置在與地面接觸單元分開地構(gòu)成的監(jiān)測單元。由此產(chǎn)生監(jiān)測的功能性分離，因為監(jiān)測電路包括多個子電路。至少一個輸出信號能夠是唯一的輸出信號，其中地面接觸單元將其狀態(tài)傳送給單獨構(gòu)成的監(jiān)控單元。地面接觸單元的狀態(tài)能夠是二進制信號，所述二進制信號例如對應(yīng)于狀態(tài)“ok”或“不ok”。監(jiān)測單元，尤其第二子電路據(jù)此被配置用于評估地面接觸單元的輸出信號并且開始措施，即對應(yīng)地操控切斷裝置。

29、此外，還能夠提出，第一子電路傳送多個輸出信號，尤其地，針對每個被監(jiān)測的接觸開關(guān)分別傳送輸出信號。于是，多個輸出信號由單獨構(gòu)成的監(jiān)測單元進行評估，所述監(jiān)測單元例如設(shè)置在服務(wù)器或具有更高計算能力的計算單元上。

30、尤其地，監(jiān)測電路的第二子電路被配置用于操控切斷裝置。根據(jù)第二子電路從第一子電路接收到的至少一個輸出信號，在第二子電路已經(jīng)評估至少一個信號之后，第二子電路接著能夠操控切斷裝置。

31、切斷裝置尤其能夠是上級的系統(tǒng)的一部分，例如在諸如供電系統(tǒng)的住宅系統(tǒng)的停車樓的情況下。

32、除此之外，每個接觸開關(guān)能夠關(guān)聯(lián)有一個控制電路，經(jīng)由所述控制電路對應(yīng)地操控接觸開關(guān)?？刂齐娐纺軌虬ㄓ绕淙哂嘣O(shè)計的線圈驅(qū)動器。這意味著，線圈驅(qū)動器具有至少一個線圈，所述線圈具有第一線圈端部和第二線圈端部。這兩個線圈端部能夠與相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動器電路尤其高邊驅(qū)動器和低邊驅(qū)動器連接。由此確保：即使驅(qū)動器之一發(fā)生故障，也可以進行操控。