專利名稱：用于對(duì)至少兩個(gè)工業(yè)車輛牽引電池充電的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的、用于對(duì)至少兩個(gè)電池充電的裝置。
背景技術(shù)：
電池驅(qū)動(dòng)的工業(yè)車輛的牽引電池(traction batteries)經(jīng)常在使用之后必須被重新充電。這是借助于充電單元進(jìn)行的，充電單元通常連接到充電站中的電力網(wǎng)供電(mains power supply)，并且工業(yè)車輛電池被傳送到充電站?；蛘?，自然也可能把帶內(nèi)置電池的工業(yè)車輛送到充電站。此外，也已經(jīng)已知在工業(yè)車輛中集成充電單元。然而，本發(fā)明關(guān)注的是充電單元與工業(yè)車輛分離的對(duì)電池進(jìn)行充電。
工業(yè)車輛通常不是晝夜不停地使用，而是例如只用于一個(gè)輪班。如果使用周期是八個(gè)小時(shí)，那么就有十六個(gè)小時(shí)的充電時(shí)間可以利用?；诎藗€(gè)小時(shí)的充電時(shí)間就已經(jīng)足夠的事實(shí)，可以用一個(gè)充電單元來對(duì)兩個(gè)電池相繼充電。為了可以執(zhí)行這樣的充電過程，要求相應(yīng)的操作人員，當(dāng)?shù)谝浑姵刂匦鲁潆娭?，將所述第一電池從充電單元上斷開，并且將下一個(gè)電池連接到充電單元上。這種方式的成本是相對(duì)高的，尤其是當(dāng)所述的轉(zhuǎn)換通常必須在夜間被執(zhí)行的時(shí)候。
設(shè)計(jì)當(dāng)前充電單元，使得一旦確定電池被重新充電，充電單元就自動(dòng)結(jié)束充電。滿充狀態(tài)可以用不同方法來確定，例如通過測(cè)量功率及/或電壓及/或能量總量。如果達(dá)到這個(gè)狀態(tài)，充電單元被自動(dòng)從電池上電氣斷連。也已知將檢測(cè)滿充狀態(tài)的檢測(cè)設(shè)備與電池結(jié)合，滿充狀態(tài)被無線地或通過信號(hào)線發(fā)送給充電單元，并使充電單元關(guān)斷。還已知設(shè)計(jì)充電單元，使得當(dāng)借助于適當(dāng)?shù)姆椒?，充電單元記錄所要充電的電池已?jīng)被連接的時(shí)候，電池就被自動(dòng)重新充電。
由DE 200 13 399 U1中已知用于電動(dòng)汽車的充電站，其中電源供電電路包括多個(gè)充電插座，每個(gè)插座能夠被連接到電動(dòng)汽車上。由繼電器進(jìn)行該連接，不同的繼電器根據(jù)具體的時(shí)間表被自動(dòng)地控制，因此產(chǎn)生了經(jīng)濟(jì)型的設(shè)計(jì)并避免了過度充電。
由EP 0 314 155 B1已知用于電池的充電站，其中多個(gè)電池被順序充電，例如電池必須被重新充電得越少，就首先對(duì)其進(jìn)行充電。反過來，使充電時(shí)間表適合于充電的效率，所述充電是通過測(cè)量不同參數(shù)來確定的，例如取決于電池各自的電荷狀態(tài)。
由EP 1 332 539已知給電池的單獨(dú)單元順序充電，控制設(shè)備根據(jù)是否到達(dá)所定義的充電特征來控制從一個(gè)單元到下一個(gè)單元的切換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供用于對(duì)至少兩個(gè)牽引電池充電的裝置，利用這種裝置，充電單元可以在預(yù)定的周期內(nèi)以低成本給最大可能數(shù)量的電池自動(dòng)充電。
這個(gè)目標(biāo)是通過權(quán)利要求1的特征來實(shí)現(xiàn)的。
根據(jù)本發(fā)明，切換設(shè)備的輸入連接到充電單元的輸出，其中切換設(shè)備包含至少兩個(gè)輸出，這兩個(gè)輸出可以通過一根各自的充電電纜被連接到至少兩個(gè)電池。切換設(shè)備的輸入分別被連接到一個(gè)輸出，通過合適的控制確保輸入可以被可選地連接到預(yù)定的輸出上。當(dāng)切換設(shè)備接收到作為切換信號(hào)的檢測(cè)裝置信號(hào)時(shí)，切換設(shè)備的輸入被切換到另一個(gè)輸出。
可以這樣來舉例，用戶操作兩輛在一個(gè)輪班期間運(yùn)行的工業(yè)車輛，例如從08:00時(shí)到14:00時(shí)。在運(yùn)行期間，汽車的電池或多或少被放電了。依靠本發(fā)明，首先第一輛汽車的電池被充電，例如從14:00時(shí)到22:00時(shí)。接下來，切換到另一輛汽車的電池，其被充電，例如從22:00時(shí)到上午06:00時(shí)。這個(gè)充電過程由根據(jù)本發(fā)明的裝置來自動(dòng)執(zhí)行，當(dāng)檢測(cè)裝置確定首先充電的電池被充分地重新充電時(shí)，則充電單元的連接從一個(gè)電池切換到另外一個(gè)電池，或繼續(xù)重新充電。從而為切換設(shè)備產(chǎn)生相應(yīng)的切換信號(hào)，使得這兩個(gè)電池被自動(dòng)地重新充電。
通過根據(jù)本發(fā)明的裝置，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，切換設(shè)備可以被集成到充電單元里，或外部連接到充電單元的機(jī)殼上。優(yōu)選地，包含適當(dāng)開關(guān)的切換設(shè)備被設(shè)置在通常充電單元的、通常被提供的輸出的鄰近位置，使得開關(guān)可以直接連接到電池的輸出上。開關(guān)包含適當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，通常存在于充電單元中的檢測(cè)設(shè)備可以產(chǎn)生切換信號(hào)。檢測(cè)設(shè)備通常由于狀態(tài)達(dá)到滿電荷而產(chǎn)生關(guān)斷信號(hào)。如果設(shè)計(jì)充電單元，使得在連接被放電的電池時(shí)自動(dòng)開始重新充電，那么借助于本發(fā)明很容易把充電單元切換到另一個(gè)電池，同樣當(dāng)放電后的電池被連接上之后，切斷的充電單元又重新接通。如果充電不自動(dòng)開始，那么當(dāng)電池達(dá)到滿電荷的時(shí)候，必須防止充電單元切斷。如果在這種狀態(tài)下執(zhí)行切換，由于充電單元被切斷，第二電池將不再被自動(dòng)充電。在這種情況下，如果切換設(shè)備的切換發(fā)生在第一電池仍然還沒有被完全重新充電并且因而充電單元仍然還沒有被自動(dòng)切斷的時(shí)候?qū)⑹怯欣摹?br> 在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例中，也可能在切換設(shè)備自身內(nèi)部產(chǎn)生切換信號(hào)，其中所述切換設(shè)備配備有檢測(cè)裝置，檢測(cè)裝置可以檢測(cè)各自電池的電荷狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，切換設(shè)備也可以與充電單元分開地被提供，例如切換設(shè)備被安裝在單獨(dú)的機(jī)殼上。切換設(shè)備通過電纜或其類似物連接到充電單元?？赡芫哂袃蓷l或多條來自切換單元的并行輸出的充電電纜，這些電纜被連接到要充電的電池上。在這種情況下，如果切換單元配置由與各個(gè)電池的電荷狀態(tài)有關(guān)的單獨(dú)的檢測(cè)裝置可能是有利的。然而，也可能使用充電單元的檢測(cè)裝置來產(chǎn)生切換信號(hào)，檢測(cè)裝置通常被集成在每個(gè)充電單元內(nèi)。然而在這種情況下，必須在充電單元和切換設(shè)備之間提供附加的線路，隨后啟動(dòng)用于切換設(shè)備中的開關(guān)的執(zhí)行設(shè)備的切換信號(hào)通過該線路被發(fā)送，或者用于開關(guān)的執(zhí)行設(shè)備的執(zhí)行信號(hào)通過該線路被直接從充電單元傳送到切換設(shè)備。在后一種情況下，信號(hào)能量足以致動(dòng)切換設(shè)備。
如果直接在電池上檢測(cè)電荷狀態(tài)，也可能在電池和切換設(shè)備之間提供無線的或有線的通信，以便自動(dòng)產(chǎn)生切換信號(hào)。
充電單元中和/或切換設(shè)備中用于檢測(cè)電池的電荷狀態(tài)的檢測(cè)裝置可以檢測(cè)不同的參數(shù)，例如充電電流與/或充電電壓與/或提供給電池的能量。然而，其也可能與時(shí)間有關(guān)地工作，例如借助于定時(shí)器來設(shè)定充電周期。在這種情況下，在第一充電周期之后，可以由用于切換設(shè)備的定時(shí)器產(chǎn)生切換信號(hào)，使得下一個(gè)電池在第二充電周期中被自動(dòng)地充電。


下文中將參照

本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)施例，其中附圖1是根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一實(shí)施例的示意圖。
附圖2是根據(jù)本發(fā)明的裝置的第二實(shí)施例的示意圖。
附圖3是用于根據(jù)本發(fā)明的裝置的切換設(shè)備的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在附圖1和2中可以看到各有一個(gè)充電單元10和10a，兩個(gè)電池12、14通過該充電單元被重新充電。首先來參考附圖2。
在附圖2中，位于16的切換設(shè)備被安裝在機(jī)殼18中。切換設(shè)備的單獨(dú)部分沒有被表示，但是將至少被概括地表示。切換設(shè)備16包括輸入20和兩個(gè)輸出22、24。輸入20可以用電纜26通過插塞式連接被連接到充電單元10a。電纜26到充電單元10a的連接也可以通過插塞式連接或以其它方式來進(jìn)行。電纜28、30分別連接到輸出22、24上，例如也通過插塞式連接。電纜28、30是所謂的充電電纜，它們可以以適當(dāng)?shù)姆绞奖贿B接到電池12、14上。例如，這些電池是工業(yè)車輛上的牽引電池。
切換設(shè)備16包含開關(guān)，例如壓縮機(jī)、繼電器或半導(dǎo)體開關(guān)，使得其將輸入20連接到各個(gè)輸出22或24中的一個(gè)。而且，因此在切換設(shè)備16中提供開關(guān)執(zhí)行器，其可選地定位開關(guān)，使得輸入20被連接到希望的輸出22、24。
切換設(shè)備16進(jìn)一步包括檢測(cè)裝置，利用該檢測(cè)裝置可以檢測(cè)各個(gè)被充電的電池12、14的電荷狀態(tài)，例如通過充電過程中的功率及/或電壓，或者甚至通過檢測(cè)充電開始前及充電過程中仍然存在的容量來檢測(cè)。這種檢測(cè)裝置本身是已知的。在這種情況下，檢測(cè)裝置在確定達(dá)到滿充電狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生用于開關(guān)的執(zhí)行設(shè)備的切換信號(hào)。
可以假設(shè)，在充電過程開始的時(shí)候，充電單元10a通過切換設(shè)備16中相應(yīng)的開關(guān)位置對(duì)電池12充電。只要或多或少空的電池12被連接到充電單元10a，就自動(dòng)啟動(dòng)充電過程的開始。充電單元10a甚至能夠確定連接的電池是否需要重新充電。如果需要，則充電過程開始。如果通過使用切換設(shè)備16中的檢測(cè)裝置確定電池12是滿電荷，那么檢測(cè)裝置產(chǎn)生反信號(hào)并且切換設(shè)備16中的開關(guān)把輸入20連接到輸出24，使得電池14被自動(dòng)充電，直到所述電池也達(dá)到它的滿充電狀態(tài)。對(duì)于充電兩個(gè)電池12、14，不需要操作人員的干預(yù)。
如果切換設(shè)備16不包含用于檢測(cè)電池12、14的電荷狀態(tài)的裝置，那么也可以在充電單元10a中采用相應(yīng)裝置。充電單元通常具有這種檢測(cè)裝置，并且當(dāng)達(dá)到滿充電狀態(tài)時(shí)自動(dòng)切斷。在這種情況下，必須通過充電單元10a致動(dòng)切換設(shè)備16中的開關(guān)，使得切換設(shè)備16可以切換到電池14。因此，可以提供在32處用虛線表示的附加線路，以便通過這根線路32來傳輸用于切換設(shè)備16的控制信號(hào)或命令信號(hào)。也可以執(zhí)行無線傳輸而不是使用線路32。
根據(jù)附圖1的實(shí)施例與附圖2的實(shí)施例所不同的地方在于，切換設(shè)備16被集成在充電單元10的機(jī)殼內(nèi)。然而，內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以類似于根據(jù)附圖2的設(shè)備16，也提供開關(guān)，開關(guān)可選地把切換設(shè)備16、并由此把充電單元10連接到充電電纜28、30的其中一條。切換設(shè)備16的輸入直接連接到充電單元的輸出，已經(jīng)存在的檢測(cè)裝置在充電單元10中被用作切換用途，以便在電池達(dá)到滿充電狀態(tài)時(shí)在切換設(shè)備16中實(shí)現(xiàn)切換。應(yīng)該理解，根據(jù)附圖1的切換設(shè)備16也具有檢測(cè)電池電荷狀態(tài)的獨(dú)立功能，以便實(shí)現(xiàn)從一個(gè)電池到另一個(gè)電池的希望的自動(dòng)切換。
在根據(jù)附圖1的實(shí)施例中，為了根據(jù)本發(fā)明裝配充電單元，需要對(duì)其做一些修改。在根據(jù)附圖2的實(shí)施例中，則不需要對(duì)充電單元進(jìn)行變更。切換設(shè)備16的成本是相對(duì)較低的。在任何情況下，成本明顯低于使用第二充電單元。
附圖3表示帶有機(jī)殼40的切換設(shè)備16。機(jī)殼包括切換開關(guān)42，其開關(guān)觸點(diǎn)連接到輸入20。切換開關(guān)42的接觸點(diǎn)被連接到輸出22和24上。
電磁鐵44致動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)。檢測(cè)設(shè)備46也在機(jī)殼40中，該設(shè)備檢測(cè)牽引電池的狀態(tài)。在電池被滿充電的情況下，其致動(dòng)磁鐵44，以便致動(dòng)切換開關(guān)42?；蛘?，牽引電池的狀態(tài)可以由充電設(shè)備10a的機(jī)殼內(nèi)的檢測(cè)設(shè)備46a來檢測(cè)(附圖2)。在這種情況下，信號(hào)通過線路32被傳輸以便致動(dòng)電磁鐵44。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)至少兩個(gè)用于工業(yè)車輛的牽引電池進(jìn)行充電的裝置，所述裝置包括充電單元，用于通過充電電纜被連接到牽引電池；切換裝置，具有連接到所述充電單元的輸入和至少兩個(gè)輸出，所述輸出可以分別通過充電電纜連接到充電電池；以及檢測(cè)裝置，如果一個(gè)牽引電池被完全充電了，則所述檢測(cè)裝置產(chǎn)生切換信號(hào)，如果所述切換裝置接收到來自所述檢測(cè)裝置的切換信號(hào)，則所述切換裝置將所述輸入切換到另一個(gè)輸出上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，切換設(shè)備(16)被集成在所述充電單元(10)內(nèi)和/或被附加在所述充電單元(10)的機(jī)殼上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述裝置，其特征在于，所述切換信號(hào)由所述充電單元(10)的檢測(cè)裝置產(chǎn)生。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置位于所述切換裝置內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置包含定時(shí)器。
6.根據(jù)權(quán)利要其1到4中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置測(cè)量所述電池的功率以及/或者電壓以及/或者容量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述切換設(shè)備包括壓縮機(jī)、繼電器、半導(dǎo)體開關(guān)等。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述切換設(shè)備(16)被設(shè)置在獨(dú)立機(jī)殼內(nèi)，并且可以通過電纜(26)連接到所述充電單元(10a)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置被設(shè)置在所述切換設(shè)備(16)的機(jī)殼(18)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，在所述充電單元(10a)和所述切換設(shè)備(16)之間，設(shè)置無線或有線的控制通道(32)，用于傳輸來自所述充電單元(10a)的、用于切換所述切換設(shè)備(16)的控制信號(hào)，或者所述充電單元(10a)中檢測(cè)裝置的切換信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，在所述充電單元(10a)與所述切換設(shè)備之間，設(shè)置無線或有線的傳輸通道，用于傳輸來自所述充電單元(10a)的檢測(cè)裝置的切換信號(hào)，切換裝置根據(jù)所述切換信號(hào)產(chǎn)生用于所述切換設(shè)備的控制命令。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，提供啟動(dòng)裝置，如果所述檢測(cè)裝置檢測(cè)到牽引電池被部分放電，則所述啟動(dòng)裝置啟動(dòng)所述充電單元的充電進(jìn)程。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，切換信號(hào)是在所述檢測(cè)裝置檢測(cè)到所述牽引電池被完全充滿之前不久被產(chǎn)生的。
全文摘要
一種用于對(duì)至少兩個(gè)用于工業(yè)車輛的牽引電池進(jìn)行充電的裝置，所述裝置包括充電單元、切換單元以及檢測(cè)單元。所述充電單元適合于通過充電電纜被連接到牽引電池。所述切換單元具有被連接到所述充電單元的輸入和至少兩個(gè)輸出，這兩個(gè)輸出每一個(gè)都可以通過充電電纜被連接到充電電池。如果一個(gè)牽引電池被完全充電了，那么所述檢測(cè)單元產(chǎn)生切換信號(hào)，如果所述切換單元接收到來自所述檢測(cè)單元的切換信號(hào)，那么所述切換單元把所述輸入切換到另一個(gè)輸出上。
文檔編號(hào)H02J7/00GK1770549SQ20051009671
公開日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月28日
發(fā)明者于爾根·勞特曼, 凱·V·博爾格 申請(qǐng)人:容海因里希股份公司