具有提高的運行安全性的模塊化的車輛系統的制作方法

本發明涉及一種模塊化的車輛系統、一種電動車輛和一種用于與電動車輛連接的模塊。

背景技術：

長期以來，尤其對于短途客運交通而言，由于提高的能量成本和對減少交通排放的要求，電驅動的車輛越來越重要。特別地，在輕型電動車輛的領域中，在此期間市售大量車輛類型，在所述領域中例如包括電動自行車、摩托化自行車和雙輪滑車，但是也包括輪椅和全地形車。

所有這些車輛具有電動馬達，所述電動馬達用于單獨地或者輔助性地進行驅動并且經由一個或多個電池給供給電能。因此必要的是：電動車輛的電系統設計為，使得提供電動馬達的安全且無干擾的功率供給。

在這些車輛中，全部驅動功率或者驅動功率的大部分必須經由車輛的電系統提供。電流強度和/或運行電壓因此與在已知的機動車輛相比通常更高。在對電系統進行干預時，因此例如當裝入不兼容的電池或者將不適當的充電設備與車輛連接時，產生相對高的損壞風險，尤其還有車輛的驅動系統的損壞風險。與常規的機動車輛不同，在電動車輛中無法完全避免未經培訓的人員對電系統進行干預。由于受限的電池容量從而由于受限的有效距離，例如需要的是：使用者能夠將充電設備連接到車輛上或者能夠容易地更換電池。從wo2011/135036a2中已知如下電動車輛，所述電動車輛實現了尤其也通過車輛使用者容易且安全地更換電模塊。

各個部件，例如充電設備或者電池意外地斷開或者連接，會引起干擾或者在最不利的情況下也會引起電動車輛的電系統損壞。恰好在公共區域中，例如在公共的固定的充電樁處，或者在租借的情況中，在對于公眾可自由進入的自助服務站處，不對在充電樁或站和車輛之間是否進行符合規定的連接進行檢查。此外，已知的連接系統無法確保安全的保護以防第三者干預到充電站和電池之間的連接中。具有提高的運行安全性的模塊化的車輛系統例如從wo2012/107448a1中已知，在所述車輛系統中，對與模塊的連接能夠借助于閉鎖裝置來尤其簡單地、安全地并且對未經授權的人員的干預受保護地進行。

在這兩個上述文獻中，進行電動車輛和模塊之間的通信，以便還保證該通信的兼容性。在充電模塊的情況下，在檢查兼容性期間，尤其檢查部件的電運行參數，以便保證：在電動車輛方設置的電池能夠安全地借助于充電模塊充電。為了該目的，在一個實施例中，電動車輛的控制裝置經由可斷開的總線系統與模塊的模塊控制裝置連接。

尤其如果開始提及的部件遭受氣候影響，那么這種連接的問題會是接觸安全性。如果通信不是可靠地可行的，那么功能會強烈受限。在開始提及的充電模塊實例中，給電動車輛的電池充電因此是不可行的。

技術實現要素：

因此存在下述目的，實現一種模塊化的車輛系統，其中避免現有技術的所提及的缺點，其中尤其提供車輛和模塊之間的更可靠的通信。

所述目的通過根據權利要求1的模塊化的車輛系統、根據權利要求13的電動車輛、根據權利要求14的模塊和根據權利要求15的方法來實現，所述車輛系統具有電動車輛和可借助于插接連接與電動車輛連接的模塊。本發明的優選的實施方式在從屬權利要求中描述。

本發明的核心方面是在電動車輛和模塊之間的插接連接中使用近距離或近場通信，在下文中也稱為“nfc”(nearfieldcommunication近場通信)，以便至少將電動車輛的控制裝置與模塊的模塊控制裝置連接以進行數據交換。除了可靠的通信，甚至在經受氣候影響的部件中，根據本發明的設計方案還提供控制裝置和模塊控制裝置之間的電氣隔離，這在一個部件故障時避免了相應其它部件損壞。與rfid技術相反，在插接連接中使用nfc，也就是說，使用不產生顯著的遠場的無線通信，還降低了因受限的通信有效距離所引起的可能的數據安全性疑慮。

在本發明的范圍中，將電動車輛理解為單軌或多軌的電驅動的車輛并且尤其理解為公路行駛車輛。優選地，電動車輛是輕型電動車輛，例如電的雙輪車或三輪車或者電動自動車、摩托化自行車、雙輪滑車、輪椅、全地形車或者卡丁車。尤其優選的是如下輕型電動車輛，所述輕型電動車輛具有不大于500kg的、更優選不大于350kg的凈重，相應不具有配件，例如電池。

根據本發明，電動車輛具有：至少一個功率車載電網，所述功率車載電網用于給電動車輛的電驅動單元供給能量；控制裝置，所述控制裝置用于與模塊通信；和至少一個與功率車載電網以及控制裝置連接的接口，所述接口用于與模塊連接，所述接口形成插接連接的第一元件。

模塊具有至少一個電裝置、用于與電動車輛的控制裝置通信的模塊控制裝置，和與電裝置和模塊控制裝置連接的連接元件，所述連接元件形成插接連接的第二元件。電動車輛的接口能夠以可分離的方式與模塊的連接元件連接，尤其機械地連接，以便將模塊的電裝置與電動車輛的功率車載電網連接。車輛和模塊自然能夠具有其它部件，尤其一個或多個開關單元，所述開關單元對功率車載電網和模塊之間的連接進行開關，然而首先不對其詳細探討。

電動車輛的接口根據本發明具有第一nfc裝置，并且模塊的連接元件具有第二nfc裝置，所述第一nfc裝置和第二nfc裝置至少彼此構成用于進行近場通信，以便將電動車輛的控制裝置與模塊控制裝置連接。

根據本發明的電動車輛的功率車載電網設計用于給電驅動單元供給能量并且至少將驅動單元與至少一個接口連接。功率車載電網自然基本上能夠連接車輛的其它相應構成的接口、電部件或者電組件，例如一個或多個內部的電池、發電機、燃料電池、dc/dc轉換器、馬達或者其它部件。

由于在電驅動單元的能量供給方面的要求，功率車載電網優選針對至少3a的，尤其至少5a的，適當地100a的電流來設計。電壓在此能夠適當地選擇并且是交變電壓或者直電流壓。適當地，電壓為10v至200v，尤其24v至120v，尤其在60v和120v之間。根據一個實施例，功率車載電網是直流功率電網，尤其60v的dc功率電網(峰值電壓)。

根據車輛的設計方案和類型，除了功率車載電網外，根據另一實施例設有獨立的輔助車載電網，所述輔助車載電網給其它電組件，如控制裝置、儀表、操作元件和/或照明裝置供給電能。尤其優選的是，輔助車載電網針對12v或14v的電壓來設計。輔助車載電網能夠具有自身的電壓供給裝置，例如電池，或者例如借助于轉換器從功率車載電網來供給。補充地或者替選地，功率車載電網能夠針對多個電壓水平，例如60v以及120v的峰值電壓或者48v和96v的標稱電壓構成，以便例如實現電池的快速充電。

在本發明的范圍中，自然將電池理解為可再次充電的能量儲存器，即例如一個或多個蓄電池。

根據本發明的電驅動單元用于將電能轉換為機械功并且例如能夠具有一個或多個電動馬達。在此，電驅動單元用作為主驅動器；然而，替選地或者補充地，同樣可以考慮的是：電驅動單元用于輔助性地進行驅動，例如在電動自行車中輔助性地用于腳踏式驅動。

電驅動單元能夠構成為直接驅動器，也就是說，構成為不具有傳動裝置的驅動器，這在能量效率方面是有利的。在輕型電動車輛中，電驅動單元優選是葉輪轉子馬達。尤其優選的是，驅動單元是變速馬達。根據驅動單元的設計方案提出一種馬達控制裝置，所述馬達控制裝置構成用于調控驅動功率，例如借助于電流和/或電壓調控和/或脈寬調制(pwm)來進行。

車輛的至少一個接口構成用于與模塊的連接元件連接。接口和連接元件在此能夠具有所有適當的設計方案，所述接口和連接元件提供模塊和功率車載電網之間的安全的電連接。自然，接口和連接元件應當相應在機械上彼此匹配地構成。接口和連接元件根據本發明構成為插接連接。由此，實現了突出的可操作性并且實現了容易地將模塊與車輛連接。優選地，連接元件和接口構成為彼此匹配的插接元件。優選地，接口構成為插頭而連接元件構成為插座。

根據本發明，車輛側的接口至少與功率車載電網和控制裝置連接，而模塊側的連接元件至少與電裝置和模塊控制裝置連接。這些內部的連接基于導體構成并且能夠永久地、可分離地或者可開關地構成。所述連接應當容易地遵循：應當將連接以匹配于相應的電壓和相應的電流的方式構成。

鑒于通過車輛使用者進行的可能的操作，優選所有引導電流的部件應當適當地以防接觸保護的方式構成，相應地，接口和連接元件也是如此。

根據本發明的電模塊除了連接元件外還具有如已經提及的電裝置。電裝置設計用于與功率車載電網連接并且能夠具有所有適當的設計方案。在此，在最簡單的情況下，其例如能夠是電的導體裝置，所述導體裝置構成用于經由連接元件與功率車載電網連接，并且例如將功率車載電網必要時借助于另一插接連接器與其它構件或者另一模塊連接。然而，特別地，電裝置包括一個或多個電的或者電子的構件和/或電路。

適當地，電裝置是功率裝置。術語功率裝置在本發明的范圍中包括所有的電的電路裝置和構件，所述電路裝置和構件構成用于與功率車載電網或驅動單元連接并且尤其構成用于給驅動單元輸送電能或者用于將在驅動單元方產生的電能導出。當驅動單元用作為再生制動器或者發電機時，尤其能夠是上述后面提到的情況。優選地，功率裝置針對輸送或導出至少1a的，尤其優選至少5a的并且尤其100a的電流來設計。

適當地，電裝置是電壓源或電流源，即能量源，并且例如具有電池、充電設備、太陽能電池板、燃料電池和/或發電機。模塊由此尤其能夠構成為充電設備或者充電站，也就是說，構成為“充電模塊”。替選地或者補充地，電裝置也能夠構成為電消耗器，也就是說，構成為散能裝置，并且例如具有制動電阻、處于充電運行模式中的電池、轉換器或者用于電網的功率饋入裝置，所述電網必要時具有用于“車輛至電網”耦聯裝置的逆變器。

控制裝置為了與至少一個模塊通信尤其能夠具有一個或多個微處理器或者相應設立的計算機單元，所述計算機單元具有相應的、存儲在存儲器中的編程裝置。

控制裝置能夠一件式或多件式地構成，其中中央的控制裝置是優選的。控制裝置也能夠與車輛的其它部件集成地構成，例如與電驅動單元的馬達控制裝置集成地構成。優選地，控制裝置對應于“能量總線-控制器(ebc)”。

模塊控制裝置例如能夠具有微控制器、微處理器或者另一適當的電子構件，所述微控制器、微處理器或者另一適當的電子構件必要時具有相應的編程裝置，使得與控制裝置的通信是可行的。

如已經提及的那樣，電動車輛的接口還具有第一nfc裝置，并且連接元件具有第二nfc裝置，所述第一nfc裝置和第二nfc裝置至少構成用于彼此近場通信，以便將電動車輛的控制裝置與模塊控制裝置連接。

在本文中，將控制裝置和模塊控制裝置之間的連接理解為數據連接，所述數據連接允許在之前所提到的部件之間的至少一個單向的并且優選雙向的通信。

這兩個近場通信裝置構成用于近場通信，從而用于彼此間無線的通信。在此，將術語“近場通信”理解為無線的通信，其中不產生顯著的遠場。所述通信能夠電感性地、電容性地或者光學地進行。通信的有效距離優選小于10cm并且尤其小于2cm。nfc裝置在此為了進行通信能夠使用適當的通信協議，例如iso14443、18092、21481、ecma340、352、356、362或者etsits102190。特別地，近場通信優選具有在ism頻帶中的頻率，尤其優選13.56mhz的頻率。

如開始已經探討的那樣，通過使用nfc裝置能夠提供車輛的控制裝置和模塊控制裝置之間的可靠的通信。當插接連接經受氣候影響時，尤其是這種情況，這會輕易地導致接觸腐蝕或者接觸部受污染。這在功率車載電網和電裝置之間的連接中出現高的電流時通常是沒有問題的，而導電的數據連接的接觸部卻敏感得多。本發明以有利的方式避免相應的接觸問題。在此，使用近場通信同時提高了通信的安全性，改進了抗干擾性并且相對于使用例如wifi、wlan或者rfid簡化了尋址。如已經提及的那樣，本發明也提供至少在控制裝置和模塊控制裝置之間的有利的電氣隔離。

第一和第二nfc裝置能夠具有所有適當的設計方案，以便提供彼此間的近場通信。根據一個適當的實施方式，這兩個nfc裝置中的至少一個與接口或連接元件整體地構成，這提供極其緊湊的構型。在此，相應的nfc裝置能夠以“封裝的方式”設置在接口或連接元件的殼體中，使得該nfc裝置能夠被保護免受氣候影響或者損壞。根據一個實施例，nfc裝置中的至少一個具有電磁有效的屏蔽裝置。由此，所述通信能夠安全地被限制到之前提及的有效距離上，這再次改進了通信的安全性。

如一開始提及的那樣，nfc裝置允許至少一個單向的通信。優選地，這兩個nfc裝置構成用于雙向的通信。尤其優選地，這兩個nfc裝置都構成為是有源的。電壓供給裝置在此例如能夠經由輔助車載電網實現。

根據另一替選的或者補充的實施方式，nfc裝置能夠附加地構成用于傳輸能量，尤其用于給電動車輛的控制單元和/或模塊控制裝置供給電能。

根據當前的實施方式，nfc裝置除了提供通信或數據連接外同時允許傳輸電能，這是尤其有利的。在此，一方面，例如如果內部的電池應當完全被放空的話，或者但是通過存在于車輛側的電壓源給模塊控制裝置供給電能，那么可以通過模塊給車輛中的控制單元供給電能。相應地，當前的設計方案允許控制裝置和模塊控制裝置之間的通信，即使在車輛電池完全被放空并且保持電氣隔離時也是如此。

在當前的設計方案的范圍中，將傳輸能量或供給電能理解為傳輸至少1瓦特直至例如最大24瓦特的電功率。

如一開始提及的那樣，電動車輛還能夠具有輔助車載電網，所述輔助車載電網給其它的電組件，如控制裝置、儀表、操作元件和/或照明裝置供給電能。特別地，輔助車載電網能夠構成用于給控制裝置供給電能。

根據另一實施例，nfc裝置構成用于在車輛的輔助車載電網和模塊之間傳輸電能。特別地，在此能夠進行輔助車載電網和模塊的輔助模塊電網之間的連接。輔助模塊電網在此例如能夠與模塊控制裝置連接，使得模塊控制裝置能夠相應地用輔助車載電網中的電能來供電。替選地或者補充地，例如在如一開始所提及的“充電模塊”的情況下，輔助模塊電網能夠與電壓源，例如12v或者14v的電源的連接，以便必要時給電動車輛的控制裝置和模塊控制裝置供給對于按照規定運行這些部件必需的電能。

為了進行電能傳輸，nfc裝置能夠具有所有適當的設計方案。能量傳輸在此能夠電容性地或者電感性地進行。

根據一個實施方式，第一和第二nfc裝置分別具有nfc線圈，所述nfc線圈的線圈軸線與插接方向正交并且在接口和連接元件的正常的連接中彼此平行地設置。由此，借助于nfc裝置一方面保證了信號的尤其好的傳輸并且必要時另一方面保證了有效的能量傳輸。

第一和第二nfc裝置尤其能夠構成為，使得其線圈軸線在插接連接正常地連接時基本上完全地，也就是說，例如以必要時+-2mm的公差重合。

適當地，接口和連接元件構成用于將模塊的電裝置與電動車輛的功率車載電網電流連接，而將控制裝置和模塊控制裝置電氣隔離。以這種方式能夠在模塊的電裝置和電動車輛的功率車載電網之間傳輸高電壓和/或電流，而能夠排除在控制裝置和模塊控制裝置之間(無意地)傳輸過高的電壓和/或電流。相應地，進一步降低錯誤操作的風險。

根據另一實施例，接口和連接元件能夠構成用于將模塊的電裝置與電動車輛的功率車載電網在多個電壓水平上電流連接。如一開始所探討的那樣，這例如對于電池的快速充電是適宜的。優選地，功率車載電網和/或模塊的電裝置在此具有兩個在彼此分開的導體上的電壓水平。

適當地，接口和連接元件具有：至少一個第一接觸元件，所述第一接觸元件用于將功率車載電網與電裝置在第一電壓水平上連接；以及至少一個第二接觸元件，所述第二接觸元件用于將電動車輛的功率車載電網與電裝置在不同的第二電壓水平上連接。第二電壓水平在此能夠對應于快速充電線路。在“充電模塊”的情況下，電裝置能夠相應地具有電壓供給裝置，所述電壓供給裝置提供至少兩個電壓。

根據另一替選的或者補充的實施方式，第一和/或第二nfc裝置能夠具有nfc控制裝置。該nfc控制裝置尤其能夠構成用于與控制裝置通信從而允許驗證相應的nfc裝置。當電動車輛構成有多于一個的接口時，當前的實施方式尤其能夠是適當的。在這種情況下，可確定哪個模塊與哪個接口連接，使得可以進行模塊和接口的關聯。尤其有利的是，nfc控制裝置是可邏輯尋址的。這允許對電流路徑進行分析并且必要時允許對數據路徑或通信進行分析。

適當地，nfc控制裝置構成用于在功率車載電網或輔助車載電網上進行電流和/或電壓測量，例如借助于相應的測量單元測量。該設計方案允許監控電連接，例如充電過程。替選地或者補充地，nfc控制裝置構成用于控制開關單元和/或閉鎖驅動器，如其接下來闡述。

nfc控制裝置能夠與相應的nfc裝置整體地構成或者設置作為獨立的控制裝置。根據一個實施方式，第二nfc裝置的nfc控制裝置與模塊控制裝置例如在微處理器中整體地構成。

根據本發明的另一替選的或者補充的實施方式，在接口上設置有第一閉鎖機構。在連接元件上設置有第二閉鎖機構，所述第二閉鎖機構構成用于與第一閉鎖機構接合。

所述閉鎖機構中的至少一個能夠在自由位置(解鎖)和閉鎖位置(鎖止)之間可運動。在自由位置中，連接元件可與接口分開。在閉鎖位置中，連接元件與接口機械地閉鎖。在該實施方式中，除了車輛和模塊之間的電連接，在連接的運行狀態中同時實現部件的機械的閉鎖。

由此，當前的實施方式實現了車輛和模塊之間的安全的連接，這提高了運行安全性并且降低了未經授權人員干預的危險。在此尤其有利的是，經由車輛的至少一個接口和模塊的連接元件不僅進行電連接而且進行機械的閉鎖。由此，所述系統是尤其用戶友好的并且可快速且簡單地操作。

根據當前的實施方式提出的閉鎖機構能夠具有所有適當的設計方案，以便將連接元件和接口在閉鎖位置中彼此閉鎖，也就是說，機械地彼此固定，使得避免模塊與自行車的意外分離。由此例如可行的是，避免車輛和模塊“在負荷下”分開，這明顯提高了運行安全性。此外，根據設計方案，也能夠防止未經授權從車輛移除模塊，由此提供了一定的防盜保護。

優選地，閉鎖機構構成為相對應的元件。在此，閉鎖元件中的一個例如能夠構成為弓形件(bügel)、槽、凹部或者開口，相應另外的閉鎖元件接合到所述弓形件、槽、凹部或者開口中，所述相應另外的閉鎖元件優選構成為銷、栓或者鎖緊凸輪。尤其優選地，第二閉鎖機構構成用于與第一閉鎖機構形狀配合地接合。

閉鎖機構能夠一件式地或者多件式地構成，其中第一閉鎖機構優選與接口整體地構成。適當地，第二閉鎖機構與連接元件整體地構成。

如果車輛具有多個接口，那么優選每個接口都應當具有相關聯的閉鎖機構。

如一開始所探討的那樣，至少第一或第二閉鎖機構能夠是可從自由位置運動到閉鎖位置中的并且反之亦然。然而，這兩個閉鎖機構也能夠構成為是可運動的。優選地，至少第二閉鎖機構，即模塊側的閉鎖機構，構成為是可運動的，由此車輛側的接口能夠有利地尤其簡單且緊湊地構成。

相應的閉鎖機構例如能夠構成為，使得該閉鎖機構可線性地或者旋轉地從自由位置運動到閉鎖位置中。然而，根據應用情況的不同，相應的閉鎖機構在此也能夠實施多個疊加的運動，例如替選地或者補充地構成為是可樞轉或可轉動的，其中閉鎖機構優選通過可尤其簡單實現的運動從自由位置運動到閉鎖位置中。優選地，至少一個閉鎖機構可沿著一個方向運動，即垂直于接口和連接元件的連接或分開方向運動，也就是說，垂直于如下方向運動，接口或連接元件即可沿著所述方向運動，以便彼此接合或者斷開連接。

在本發明的范圍中，將“自由位置”或“解鎖位置”理解為閉鎖機構的如下位置，所述位置基本上允許連接元件與接口分開。自然，在車輛和/或模塊上能夠設置另一保護裝置或者封閉件，所述保護裝置或封閉件即使在自由位置中也防止連接元件與接口自動分開，即例如進行附加的機械的和/或磁性的鎖止或固定。

在閉鎖位置中，如一開始已經探討的那樣，連接元件和接口彼此閉鎖，也就是說，彼此機械地固定，使得避免模塊與車輛意外分開。這兩個閉鎖機構在該位置中彼此接合，使得連接元件和接口的分開，也就是說，阻止這些構件相對于彼此沿著分開方向的更大的運動。連接元件和接口之間的連接因閉鎖而引起的保持力優選使得：在閉鎖狀態中，接口和連接元件無法在正常使用時彼此拽開，當然在借助于人員的體重下這是可能的，更確切地說，使得接口的元件之一不被損壞。對此，連接元件和接口之間的閉鎖的連接優選應當針對500n并且優選730n的保持力構成。然而，在一個實施例中附加地提出：設有閉鎖的自動脫開，以便例如當超過最大的安全保持力時，避免部件損壞。這用于進一步改進當前的車輛系統的運行安全性。預設的安全保持力例如能夠為500n并且尤其730n。

在一個補充的或者替選的實施例中，接口和連接元件構成為，使得在沿著插接連接的軸向方向拉動時超過安全保持力的情況下自動地脫開。

替選地或者補充地，在另一實施例中能夠在接口和/或連接元件上設有預定斷裂部位，所述預定斷裂部位在超過預設的垂直的安全保持力時，也就是說，在超過沿著垂直于插接連接的軸向方向的方向上的安全保持力時，將所有的接觸部從而也將車輛和模塊彼此分開。預設的垂直的安全保持力例如能夠為600n并且尤其為800n。

閉鎖機構能夠借助于馬達驅動的閉鎖驅動器在自由位置和閉鎖位置之間可運動地構成，例如借助于一個或多個彈簧和/或氣動的、液壓的或者其它馬達驅動的閉鎖驅動器。

根據一個優選的實施方式，在第一和/或第二閉鎖機構上設置有可電操作的閉鎖驅動器，所述閉鎖驅動器設計用于使閉鎖機構中的至少一個閉鎖機構，即閉鎖機構中的第一閉鎖機構和/或第二閉鎖機構在自由位置和閉鎖位置之間運動。

可電操作的閉鎖驅動器對此能夠具有所有適合的設計方案并且例如構成為電動馬達。閉鎖驅動器不僅能夠直接地而且能夠經由另一機械系統、例如驅動蝸桿或者齒輪系統與相應的閉鎖機構連接，以便使該閉鎖機構在自由位置和閉鎖位置之間運動。

用于閉鎖機構的驅動器不僅能夠設置在電動車輛上而且能夠設置在模塊上。只要這兩個閉鎖機構可運動地構成，那么不僅在電動車輛上而且在模塊上能夠分別設置有所屬的閉鎖驅動器。

尤其優選的是，閉鎖驅動器設置在模塊側的連接元件上。由此實現尤其簡單且緊湊的車輛側的接口。此外，在充電模塊的情況下，因此可機械運動的部件不設置在車輛側，由此在車輛運行期間提供尤其防止外部的影響，例如濕氣和因振動而引起的機械損壞的尤其有利的保護。此外，在有干擾的情況下，例如能夠與電動車輛無關地訪問閉鎖驅動器，以便例如在維修或者維護工作中容易地將車輛和模塊彼此分開。

激活閉鎖驅動器能夠通過所有適當的設備進行。例如可以考慮的是，設置開關接觸部，所述開關接觸部在連接元件與接口連接時操作閉鎖驅動器，以便閉鎖所述部件。作為開關接觸部例如能夠使用機械的傳感器或者無接觸的傳感器，例如聲學的或者光學的傳感器。

根據一個實施例，模塊控制裝置構成用于確定第二閉鎖機構的位置并且相應地控制閉鎖驅動器。

因此例如可以考慮的是，在充電模塊的情況下，在接口與連接元件連接時，模塊控制裝置激活閉鎖驅動器并且將閉鎖機構閉鎖。在存在于車輛中的電池的充電過程結束之后，閉鎖驅動器能夠再次通過使用者激活并且接口和連接元件被相應地解鎖。由此能夠防止充電過程過早地被中斷，這對于常用的電池而言會是不利的。

替選地或者補充地，模塊控制裝置與操作面板連接，使得閉鎖和/或解鎖僅在輸入pin碼之后進行。由此，尤其能夠在公共區域中防止未經授權移除模塊或者車輛。

在另一實施方式中，控制裝置構成用于將激活信號發送給至少一個閉鎖驅動器，以便將連接元件與接口閉鎖。此外或者替選地，控制裝置構成用于將去激活信號發送給至少一個閉鎖驅動器并且將連接元件和接口解鎖。

對此，控制裝置例如能夠與相應的操作面板連接，使得去激活信號根據使用者輸入來發送，例如當使用者請求將模塊與車輛分離時發送。替選地或者補充地，控制裝置能夠構成用于自動地發送去激活信號，例如當使用者通過移動終端設備(智能手機或者類似設備)解除閉鎖時發送。

激活信號在此能夠直接由控制裝置發送給閉鎖驅動器或者間接地例如經由模塊控制裝置發送給閉鎖驅動器。激活信號在此能夠是相應適合的，優選電的信號；尤其優選的是，激活信號是數字信號。所述信號也能夠經由因特網傳輸，從而當使用者在現場時，解鎖能夠經由移動因特網設備(移動電話)由使用者發送，或者能夠通過遠程授權來執行。

根據另一替選的或者補充的實施例，模塊控制裝置尤其構成用于在連接元件與接口連接時將驗證信號發送給控制裝置。

控制裝置自此能夠補充地構成用于接收驗證信號，與至少一個兼容性參數比較并且在驗證信號與兼容性參數一致時執行所述方法步驟中的一個或多個。

這種方法步驟例如能夠包括將激活信號發送給至少一個開關單元，以便將電裝置與功率車載電網連接。這種附加的方法步驟的另一實例是借助于之前所描述的閉鎖驅動器執行閉鎖。換而言之，例如在驗證信號與兼容性參數一致的情況下，能夠將第一激活信號發送給至少一個閉鎖驅動器，以便將連接元件與接口閉鎖，和/或將第二激活信號發送給至少一個開關單元，以便將電裝置與功率車載電網連接。第一和第二激活信號的時間順序能夠根據應用來選擇。在此，第一激活信號能夠在第二激活信號之前、與其同時或者在其之后發送。

由此，根據當前的實施例有利地提出：電動車輛的接口僅當如下情況時才與模塊的連接元件閉鎖：對這一方面保證兼容性或授權。由此例如可以確保：僅兼容的或已授權的車輛能夠在模塊，例如充電站處使用和閉鎖，或者僅兼容的或已授權的模塊，例如原裝電池與車輛一起使用并且閉鎖。當前的兼容性檢查進一步提高了運行安全性。

如一開始所提及的那樣，模塊控制裝置能夠設計為，使得至少在模塊的連接元件與電動車輛的接口連接時，在所述連接元件與所述接口連接前不久或者在所述連接元件與所述接口連接后不久，將驗證信號發送給控制裝置。

驗證信號對于控制裝置能夠實現與至少一個兼容性參數比較從而實現在關于模塊與車輛的運行的兼容性或授權方面做出決定。控制裝置的驗證信號例如能夠實現關于模塊的電裝置與功率車載電網的兼容性的方面做出決定，也就是說，檢查所述裝置是否能夠安全地與功率車載電網連接。優選地，驗證信號是數字信號，這尤其關于可靠性方面是有利的。

在最簡單的情況下，驗證信號允許對模塊進行驗證，使得必要時在詢問相應地設置在控制裝置中的存儲器單元之后，可以檢查是否應允許將模塊與電動車輛連接或者模塊是否與功率車載電網兼容從而與車輛兼容。因此，驗證信號能夠對應于驗證參數，例如訪問碼或者pin碼、序列號和/或類型id，其必要時具有制造商id。替選地或者補充地，驗證信號能夠對應于關于電部件的功能性方面的功能id，所述電部件例如是“能量源”或者“散能裝置”或“電池”、“充電設備”或者“太陽能電池板”。

至少一個兼容性參數例如能夠具有一個或多個比較值和/或一個或多個閾值。自然，控制裝置也能夠構成用于比較多個兼容性參數。至少一個兼容性參數能夠在控制裝置中固定地預設或者優選通過控制單元從存儲器單元中詢問。替選地或者補充地，測量單元能夠與控制單元連接，以便測量功率車載電網的電變量，例如電壓或者電流，并且從中相應地確定一個或多個兼容性參數。測量單元在此例如能夠經由nfc裝置中的一個來詢問。

如一開始所提及的那樣，根據一個實施例，控制裝置能夠在成功進行兼容性檢查之后，因此在驗證信號與兼容性參數一致的情況下，將第二激活信號發送給至少一個開關單元，以便將電裝置與功率車載電網連接。

開關單元用于將模塊的電裝置與功率車載電網可開關地、可分離地連接。基本上，開關單元應當構成為，使得在通過控制裝置激活開關單元之前，安全地將電裝置與功率車載電網分離，由此即使在將連接元件與接口連接和通過控制裝置激活開關單元之間的時間段中也安全地將電裝置與功率車載電網分離。

當前的構成方案由此用于在兼容性檢查之前安全地將模塊的電裝置與功率車載電網電氣隔離。在驗證信號與兼容性參數一致的情況下，例如能夠首先通過發送第一激活信號來進行之前所描述的接口和連接元件的閉鎖，并且隨后建立功率車載電網和模塊的電裝置之間的電連接。由此，運行安全性通過如下方式進一步提高：在建立功率車載電網和模塊的電裝置之間的電連接之前，首先保證模塊在車輛上的按照規定的連接和閉鎖。

優選地，控制裝置因此構成用于首先將第一激活信號發送給閉鎖驅動器并且隨后將第二激活信號發送給開關單元。

為了操作開關單元，該開關單元與控制裝置連接以適合于接受第二激活信號，其中自然除了直接連接外，間接的連接也是可行，例如經由車輛的或模塊的其它的部件，例如經由nfc裝置中的一個或者模塊控制裝置進行的連接。

開關單元能夠構成用于：只要保證通過控制裝置進行激活之前在裝置和功率車載電網之間沒有顯著的電流流動，就對電裝置和功率車載電網之間的連接進行單極或者多極地開關。優選地，開關單元構成用于全極地開關電裝置和功率車載電網之間的連接，這進一步有利地提高了運行安全性。開關單元能夠離散地例如構成為繼電器或者保護器，也能夠構成為集成電路，例如構成為mosfet。

開關單元在此能夠一件式或多件式地構成并且基本上設置在車輛中，這關于模塊的重量和結構尺寸是有利的。然而優選的是，開關單元設置在至少一個模塊中。由此，功率車載電網能夠以簡單的方式通過添加其它的接口來擴展，類似于總線系統。在多個模塊的情況下，自然每個模塊應當具有相應的開關單元。

優選地，開關單元與連接元件整體地構成，由此實現尤其緊湊的構型。尤其優選地，模塊控制裝置與連接元件整體地構成并且尤其與開關單元整體地構成。適當地，光學的指示器，例如led，與開關元件連接,以顯示連接狀態。

根據本發明的一個優選的改進方案，控制裝置設計用于從驗證信號確定所述裝置的至少一個電的運行參數，并且將運行參數與功率車載電網的至少一個電的兼容性參數比較。

由此，根據待連接的電網的電特性實現了有利的兼容性檢查，這進一步提高了系統的安全性。所述裝置的電的運行參數和功率車載電網的電的兼容性參數在此能夠是任何適合于進行比較的電變量或者范圍，例如電壓、電流、功率和/或電池容量。

自然，能夠提出：將所述裝置的多個電的運行參數與相應的兼容性參數比較。

模塊控制裝置例如能夠構成用于從模塊側的存儲器中詢問至少一個電的運行參數并且緊接著將相應的驗證信號發送給車輛的控制單元。當電的運行參數對應于模塊的電裝置的工作范圍時，例如對應于所述裝置的所允許的電壓范圍和/或最大所允許的電流時，這是尤其有利的。

替選地或者補充地，模塊控制裝置能夠具有至少一個測量單元或者與這種測量單元連接，以便通過測量確定電的運行參數。在電壓源、如電池或者充電設備的情況下，由此可行的是，確定當前的電壓并且將相應的驗證信號發送給控制裝置。

以相同的方式，控制裝置能夠如一開始所探討的那樣從存儲器單元或者設置在車輛中或插接連接處的測量單元中確定功率車載電網的至少一個電的兼容性參數。

尤其優選地，不僅模塊控制裝置具有至少一個測量單元以測量電裝置的電壓而且控制裝置具有車輛側的測量單元以測量功率車載模塊的電壓。適當地，模塊控制裝置能夠具有第二測量單元，以便在與接口中的一個連接之后確定功率車載電網究竟是否被供給電壓。

優選地，模塊控制裝置傳送驗證信號，所述驗證信號至少對應于電裝置的電壓。控制裝置從驗證信號中確定電裝置的電壓并且將電裝置的電壓與功率車載電網的電壓比較。當這兩個電壓彼此不顯著偏差時，也就是說，彼此偏差不超過±0.5v，尤其不超過±0.15v并且尤其優選不超過0.05v時，控制裝置在這種情況下發送一個或多個激活信號。如一開始所提及的那樣，在插接連接構成用于將模塊的電裝置與車輛的功率車載電網在多個電壓水平上電流連接的情況下，在另一替選或者補充的實施例中，控制裝置能夠構成用于將如下電壓水平與功率車載電網連接，所述電壓水平對應于功率車載電網上的電壓(當前的電壓和/或額定電壓)。當前的選擇允許插接連接的極其靈活的使用。

自然，根據應用不排除：驗證信號對應于多個運行參數和/或驗證參數，并且控制裝置構成用于將這些運行參數和/或驗證參數與相應的兼容性參數比較。

如一開始所提及的那樣，根據本發明的電動車輛和模塊可經由插接連接來連接。在本文中，將插接連接或插接連接器理解為可分離的構件，所述構件能夠與相對應的構件連接，并且提供功率車載電網和電裝置之間的電流的，即基于導體的可分開的連接。

插接連接優選應當構成為，使得車輛的功率車載電網和模塊的電裝置之間的安全的連接是可行的。特別地，插接連接應當針對對于相應的裝置的電學要求，尤其關于電流和電壓的要求來構成。適當地，插接連接在電壓為10v至200v，尤其12v至120v(峰值電壓)的情況下針對至少3a，尤其至少5a或至少60a至100a的電流來設計。

通常的插接連接器或插接連接例如是插座，所述插座設計為用于容納插頭。在此可行的是，連接元件或者接口構成為插座或者插頭。有利地，因為是尤其少維修和易護理的，所以模塊側的連接元件構成為插座。在這種情況下，接口能夠構成為對應于插座的插頭。

優選地，插接連接具有至少兩個電的接觸元件，使得功率車載電網能夠與電裝置連接。尤其優選地，插接連接具有三個電的接觸元件，例如用于+60v，-120v的連接以及功率車載電網和電裝置之間的接地連接。用于傳輸通信信號、例如can總線系統的通信信號并且必要時用于將一開始所探討的輔助車載電網與模塊電連接的接觸元件不是必需的。

根據本發明的一個尤其優選的改進方案，在接口和電動車輛之間和/或在連接元件和模塊之間設置有柔性的連接機構。由此進一步簡化車輛系統的可操作性并且進一步簡化模塊與車輛的連接。

連接機構在此能夠一件式或多件式地構成。優選地，連接機構軟管狀地或線纜狀地構造，并且除了用于將功率車載電網與模塊的電裝置連接的相應的電導體外還具有由相對于機械負荷有抵抗力的材料構成的保護元件，例如金屬的加強部或者鋼繩。優選地，保護元件與接口或與連接元件整體地構成或者與接口或連接元件或閉鎖機構中的一個固定為，使得這些部件無法在不被破壞的情況下彼此分開。

通過柔性的連接機構，對于車輛使用者而言得到模塊和電動車輛之間的改進的連接可行性。因此，自行車例如能夠間隔開地停放在充電站處并且與該充電站連接和閉鎖。例如也可行的是，將模塊與車輛連接和閉鎖，然而其中模塊能夠柔性地例如定位在車輛的把手上。此外，車輛例如能夠借助連接機構尤其簡單地連接在如下物體上，所述物體例如是自行車撐腳架，并且附加地與模塊連接。

尤其優選的是如下實施方式，其中在車輛處存在具有用于接口的閉鎖機構的附加的容納部，使得柔性的連接機構與接口能夠插入到容納部中并且被閉鎖。由此，當恰好沒有模塊與車輛連接時，使用具有柔性的連接機構的接口以及“電纜鎖”是可行的。

根據另一優選的實施方式，提出一種磁性的固定裝置，以便將接口和連接元件彼此固定并且更松動地定位。磁性的固定裝置不僅能夠設置在連接元件上而且/或者能夠設置在接口上。所述固定裝置允許接口和連接元件彼此間精確的定位，以便實現無干擾的并且精確的閉鎖。此外，在成功解鎖之后，連接元件由此也保留在接口上，使得該連接元件，例如在構成有柔性的連接機構的情況下，不非受控地離開其位置并且被無意地損壞。

適當地，電動車輛構成用于連接兩個或更多個模塊。特別地，在此通過兼容性檢查得到顯著的優點。自然，電動車輛優選應當具有兩個或更多個接口。

開關單元在這種情況下能夠構成用于分開地將兩個或更多個模塊與功率車載電網連接，使得在不兼容的情況下，相應的模塊雖然未與功率車載電網連接，然而連接其它模塊是可行的。

替選地或者補充地，控制單元在連接兩個或者更多個模塊的情況下能夠適當地具有優先級控制裝置，以便除了兼容性檢查外根據優先級確定：相應的模塊是否能夠與功率車載電網連接。對此，控制單元優選能夠構成用于將驗證信號與一個或多個優先級參數比較，使得激活信號僅當驗證信號與至少一個優先級參數一致時才被發送給開關單元或閉鎖驅動器。

在連接多個電池模塊的情況下例如可以考慮的是，根據電驅動單元的當前的功率需求來執行優先化。同樣可行的是，根據模塊類型來進行優先化，使得例如首先使用太陽能電池板的能量來進行驅動并且僅當太陽能電池板無法提供足夠的電功率時才接通電池模塊。自然，未接通的模塊盡管在車輛處但還是能夠保持閉鎖。

此外，電動車輛能夠具有與功率車載電網分開的通信網絡，所述通信網絡將控制裝置與至少一個接口連接。在此，在模塊與車輛的接口連接以后，通信網絡用于由模塊控制裝置至少傳送驗證信號。自然，通信網絡能夠構成用于連接車輛或模塊的其它組件，例如閉鎖驅動器、開關單元、儀表板、操作裝置和/或馬達控制裝置。通信網絡在此例如能夠具有電信號線路和/或無線的通信路線；適當地，通信網絡是光學網絡，即相應地構成有光學的信號線路和發送器/接收器裝置的傳輸網絡。在這種情況下，接口和連接元件具有光學的發送器/接收器裝置，所述發送器/接收器裝置至少與相應的nfc裝置連接。優選地，通信網絡構成為具有適當協議的總線系統，尤其優選地，通信網絡是can總線系統(can高，can低)。尤其優選地，控制單元和模塊控制裝置構成用于經由can-open協議進行通信。nfc裝置在此構成用于將can(高/低)信號轉換為適合于近場通信的協議，并且相應地再次在接收器側轉換為can(高/低)信號。適合用于近場通信的協議一開始已經探討過。

根據本發明的另一方面，提出一種用于將電動車輛與模塊連接的方法。

在此，電動車輛具有：功率車載電網，所述功率車載電網用于給電動車輛的電驅動單元供給能量；與功率車載電網連接的接口，所述接口用于與模塊連接；和控制裝置，所述控制裝置用于與模塊通信。

模塊具有：電裝置，所述電裝置用于與電動車輛的功率車載電網連接；能夠與電動車輛的接口可分離地連接的連接元件；和模塊控制裝置，所述模塊控制裝置用于與電動車輛的控制裝置通信。

根據當前的方面，接口和連接元件構成用于彼此間無線地進行近場通信，使得在接口和連接元件連接之后，模塊控制裝置和電動車輛的控制裝置經由接口和連接元件彼此無線地通信。

在根據當前的方面的方法中，尤其能夠在連接元件與接口連接時將驗證信號發送給控制裝置并且驗證信號借助于控制裝置接收，與至少一個兼容性參數比較，并且在驗證信號與兼容性參數一致時執行后續的方法步驟，例如之前所描述的閉鎖和/或開關。在所述方法中，尤其能夠將第一和/或第二閉鎖機構從自由位置引入到閉鎖位置中，以便將連接元件鎖在接口上。

關于各個部件和可能的實施方式的構成方案，參考之前對模塊化的車輛系統的描述。

之前所闡述的在電動車輛和模塊之間的近場通信也能夠有利地在模塊化的充電系統的范圍中使用。因此，本發明的另一方面涉及一種模塊化的充電系統，所述充電系統具有充電單元和至少一個模塊。

充電單元具有充電線路和一個或多個與充電線路連接的接口，所述接口用于連接至少一個可充電的模塊。此外，設有用于與模塊通信的控制裝置。

至少一個可充電的模塊能夠具有能夠與接口可分離地連接的連接元件和用于與充電線路連接的電裝置。模塊還能夠具有用于與控制裝置通信的模塊控制裝置。

在此，充電單元的接口能夠與模塊的連接元件可分離地連接，以便將模塊的電裝置與充電線路連接。此外，接口能夠具有第一nfc裝置，并且連接元件能夠具有第二nfc裝置，所述第一nfc裝置和第二nfc裝置構成用于彼此間的近場通信，以便將充電單元的控制裝置與模塊控制裝置連接(用于數據通信)。

根據當前方面的設計方案因此在可充電的模塊與充電單元連接時也允許通過根據本發明的近場通信有利地提高運行安全性。

電裝置優選具有電的能量儲存器并且尤其優選具有電池裝置，例如一個或多個蓄電池。因此，適當的是，可充電的模塊是電池模塊。

充電單元優選設計用于與供給電網，例如220v或者110v的電流供給電網連接。適當地，充電單元具有如下電源，所述電源將供給電網與充電單元連接并且設計用于調整并且必要時監控電流和/或電壓。充電線路在此還能夠對應于之前描述的、必要時具有多個電壓水平(60v、120v、180v的峰值電壓)的功率車載電網并且對應于對此的單獨的導體構成。也可行的是，針對不同的功率等級、例如5a、15a、30a、40a、60a構成相應的實施方式。

關于充電單元的和可充電的模塊的各個部件的構成方案，參考之前對模塊化的車輛系統的描述，其中充電單元的部件的構成方案對應于車輛的相應的部件。

附圖說明

接下來根據實施例描述本發明。附圖示出：

圖1在示意性視圖中示出電動車輛的電系統的一個實施例；

圖2在示意性視圖中示出模塊的一個實施例；

圖3示出根據圖2的模塊的連接元件的細節視圖；

圖4示出根據圖1的電系統與根據圖2的所連接的模塊的實施例，

圖5在示意性的流程圖中示出在模塊與電動車輛連接時通信的一個實施例，

圖6在立體視圖與示意的線路圖中示出連接元件和接口的一個示例性的實施方式，

圖7在部分剖視的立體視圖與示意性的線路圖中示出根據圖6的接口的一個示例性的實施方式，以及

圖8在立體的分解視圖中示出圖6的連接元件。

具體實施方式

圖1示出根據本發明的具有總共三個車載電網系統的車輛2的電系統1，所述三個車載電網系統即是功率車載電網3、can總線系統4和輔助車載電網5。功率車載電網3在此主要用于給車輛2的電驅動單元6供給電能。功率車載電網3設計為具有多個電壓水平的直電流網，所述電壓水平即對于大約20a至100a的電流為+60v的dc以及-120v的dc峰值電壓和+48v的dc或-96v的標稱電壓。所述功率車載電網由內部的、可再次充電的車輛電池7供給電能。在下文中，功率車載電網3的各個電壓水平參考一開始所提及的峰值電壓來表示，即使當標稱電壓與其不同時也是如此。

輔助車載電網5針對運行電壓+12v的直電流流來設計并且用于給其它車輛部件供給能量，所述其它車輛部件例如是操作單元8和控制裝置9。在此，輔助車載電網5經由電池7和連接在中間的60v/12v的轉換器供給電能。

can總線系統4用于車輛部件的控制和通信，如接下來詳細闡述的那樣。can總線系統4當前構成有電的信號線路；通信協議對應于根據規定cia454(lev)的“can-open”協議。

根據當前的實施例，功率車載電網3由此具有三個導體，即+60v的dc、+120v的dc和接地線。輔助車載電網5總共具有兩個導體，即+12v的dc和接地線，而can總線系統4具有can高和can低導體。為了更好地概覽，之前所探討的電網的各個導體在圖1和2中未示出。

電驅動單元6包括電動馬達11，所述電動馬達經由馬達控制裝置12與功率車載電網3連接。馬達控制裝置12為了接收控制指令還與can總線4連接并且借助于脈寬調制(pwm)調制從功率車載電網3輸送給馬達的電壓，以便實現對驅動功率的調控。

為了控制電動車輛，設有已經提及的中央的控制裝置9，所述中央的控制裝置對應地與can總線4連接并且為了進行電壓供給還與輔助車載電網5連接。控制裝置9是微處理器控制裝置，所述微處理器控制裝置經由保存在所連接的并且可變的存儲器單元13中的程序來控制。在此，控制單元9例如用于對應于車輛使用者的經由操作單元8輸入的控制指令來控制用于車輛運行的馬達控制裝置12。

控制單元9此外監控功率車載電網3并且對此與測量單元14連接，所述測量單元檢測功率車載電網上的電壓和電流，并且將相應的數字的測量值提供給控制裝置9。存儲器單元13具有位于數據庫中的兼容性參數，這接下來將詳細闡述。

電動車輛2的電系統1此外具有兩個接口15，所述接口構成為用于與相應的模塊16連接的插接連接器，并且將功率車載電網3、輔助車載電網5和通信網絡4對應地與連接在接口15上的模塊16可分離地連接。電動車輛2的電系統1并且尤其車載電網3、4和5自然能夠具有其它組件和部件，或者連接其它組件或部件，如通過虛線所表明的那樣。

設置用于與接口15連接的模塊16的一個實施例在圖2中的示意圖中示出。模塊16具有連接元件17，所述連接元件當前構成為插座以與接口15中的一個接合。模塊16此外具有電裝置，即60v的電池18，所述電池為了經由供給線路19將電能輸送到功率車載電網3中而與連接元件17連接。替選地，模塊16尤其能夠構成為充電樁或者充電設備，也就是說，構成有相應的電源。

接口15和連接元件17構成為機械地彼此匹配的插接連接器。特別地，連接元件17能夠具有電動馬達驅動的鎖止器(在圖2中未示出)，所述鎖止器接合到設置在接口15中的弓形件(在圖2中未示出)中，以進行閉鎖。

連接元件17的示意性的視圖在圖3中示出。如可從圖3中可見，連接元件17具有總共三個接觸元件30，以便將模塊16與功率車載電網3(+60v，-120v，gnd)電流連接。

連接元件17具有集成的第一開關單元20，借助于所述第一開關單元能夠對+60v的供給線路19進而電池18與功率車載電網3之間的連接進行開關。設有第二開關單元21，以便以可開關的方式將功率車載電網3的-120v的線路與模塊16連接。如所示出的那樣，該連接在當前的具有60v電池18的“電池模塊”16中未被使用，當然該連接能夠在具有相應的例如用于給車輛電池7快速充電的“充電模塊”的情況下使用。接地線路(gnd)未被接通。

開關單元20和21當前構成有mosfet開關并且經由微處理器-模塊控制裝置23控制，所述微處理器-模塊控制裝置經由無線的近場連接與can總線系統4連接。對此，在模塊側設有第二nfc裝置104，所述第二nfc裝置經由近場連接根據iso14443在13.56mhz下與車輛側的第一nfc裝置43(在圖3中未示出)接觸。

車輛側的nfc裝置43與接口15集成地構成，如接下來仍將詳細闡述。nfc裝置43、104此外用于傳輸能量，即用于將輔助車載電網5與模塊16或模塊側的輔助模塊電網(在圖3中未示出)連接，并且用于給模塊控制裝置23和電動馬達114(同樣未在圖3中示出)供給大約20w的能量。

接口15和連接元件17由此用于將模塊16與功率車載電網3(能傳導地)電流連接，而can總線系統4和輔助車載電網5與模塊16和模塊控制裝置23電氣隔離。

設有探測器27，以便測量供給線路19上的電壓從而測量通過電池18提供的電壓并且將相應的測量值提供給模塊控制裝置23。

此外，設有監控單元28，所述監控單元監控模塊16和功率車載電網3之間的最大允許的電流以及監控最大所允許的電壓，使得例如在短路的情況下電池18能夠安全地與車輛2的電系統1分離。對此，監控單元28定期地將相應的測量值傳送給模塊控制裝置23，所述模塊控制裝置相應地操作開關單元20和21。

在當前的實例中，不應超出供給線路19和功率車載電網3之間的100a的電流。

監控單元28、開關單元20、21和探測器27自然經由適當的通信線路(未示出)與模塊控制裝置23連接并且必要時與該模塊控制裝置以集成在電子單元中的方式構成。

附加地，設有電動馬達114(未在圖3中示出)，所述電動馬達驅動之前描述過的鎖止器(同樣未示出)。電動馬達114由模塊控制裝置23控制并且經由nfc裝置104供給電能，如一開始所提及。

模塊化的車輛2的電系統1與所連接的模塊16的一個實施例在圖4中示出。當內部的車輛電池7耗盡或者應提高車輛的有效距離時，例如于是能夠需要連接附加的電池18。使用者對此將模塊16連接到接口15上，據此控制裝置9和模塊控制裝置23在兼容性模式中彼此經由can總線4和這兩個nfc裝置43、104通信，以便一方面檢查用于連接模塊16的授權，并且另一方面在將模塊的電池與功率車載電網3連接和閉鎖之前檢查模塊16的兼容性并且更確切地說檢查模塊16的電池18的兼容性。

接下來參考根據圖5的實施例來闡述在將模塊16與接口15連接中的方法，所述實施例根據流程圖描述各個步驟。

根據步驟50，首先通過使用者將模塊16的連接元件17與接口15中的一個連接。開關單元20和21在該狀態中首先是打開的，使得電池18不與功率車載電網3連接。當然，連接元件17用于將監控單元28與功率車載電網3連接。

一旦監控單元28確定功率車載電網3上的電壓，那么該監控單元將信號發給模塊控制裝置23，所述模塊控制裝置在步驟51中關于在供給線路19上的當前的電池電壓詢問探測器27。此外，模塊控制裝置23并行地從內部的存儲器中確定多個驗證參數，所述驗證參數在類型和制造商方面表征模塊16。在步驟52中，模塊控制裝置23經由這兩個nfc裝置43、104并且相應地經由can總線系統4將驗證信號發送給控制裝置9。驗證信號在當前的實例中包含下述信息：

制造商id：005

類型id：125

電池電壓：49.5v

在此，制造商id對應于模塊的特定的、相應與id相關聯的制造商。類型id對應于功能“能量源-電池”。

控制裝置9在步驟53中接收驗證信號并且從保存在存儲器13中的數據庫中詢問車輛的兼容性參數。在當前的實例中，數據庫包括下述參數：

所允許的制造商：002-008，057，062，118-255

所允許的模塊類型：014-042，48，87，125，144

最大電壓功率車載電網(低的電壓水平)：60.0v

最小電壓功率車載電網(低的電壓水平)：30.0v

控制裝置9在步驟54中首先將包含在驗證信號中的參數與從數據庫中獲得的兼容性參數進行比較。如從之前的表中所得出的那樣，模塊16基本上與車輛兼容并且被授權進行連接。控制裝置9根據步驟55將激活信號發送給模塊控制裝置23，所述模塊控制裝置在步驟56中控制鎖止器的電動馬達114并且將模塊16鎖在車輛上。相應地，控制裝置9在步驟57中緊接著關于功率車載電網3的當前的電壓詢問測量單元14。

需要在步驟57中詢問測量單元14，因為車輛也具有內部的車輛電池7從而電池7的電壓應當僅不顯著地與電池18的電壓不同。在當前的實例中，功率車載電網3上的電壓為49.5v。

控制裝置9在步驟58中將該值與出自驗證信號的電池電壓比較，并且檢查模塊16的電池電壓是否與功率車載電網3的電壓偏差不超過±0.05v。

因為在當前的實例中是這種情況，所以控制裝置9在步驟59中將第二激活信號發送給與模塊控制裝置23連接的開關單元20和21，對此供給線路19從而電池18與功率車載電網3連接。兼容性檢查或“兼容性模式”在步驟60中終止。

通過綠色的指示燈(參見圖8)，例如led，向使用者顯示連接成功，所述指示燈設置在連接元件17中。否則，連接元件17中的紅色的指示燈(參見圖8)示出：模塊16與車輛的連接由于缺少兼容性而是不可行的。在這種情況下，再次操作鎖止器的電動馬達114(均未示出)，以便將模塊16與接口15解鎖。

在運行期間，監控單元28保持工作。如果超出電流或電壓的預設的最大值，那么監控單元28將信號發送給模塊控制裝置23，使得開關單元20將電池18和車輛的電系統1之間的連接分離，以便避免損壞。

自然，本發明不受限于如下應用情況，其中模塊16與車輛2連接。也可以考慮第一模塊、例如充電站或充電單元和第二模塊、例如可再次充電的模塊與蓄電池連接。

圖6示出車輛側的接口15連同相應的模塊側的連接元件17的另一實施例。在當前的實例中，模塊16是具有電網端子(未示出)的充電模塊。充電模塊具有電源(同樣未示出)，所述電源提供多個電壓，即-120v的dc、+60v的dc，以一方面用于與功率車載電網3連接，以及提供+12v的dc以用于無線地與輔助車載電網5無線地連接。模塊側的+12v的dc線路在下文中也稱為“輔助模塊電網”(moduleauxiliarypowersupply)。

如所示出的那樣，連接元件17具有三個接觸銷101、102、103以建立模塊16和功率車載電網3之間的連接，所述接觸銷設置在構成為絕緣體的插座殼體100中。一開始已經探討過的nfc裝置104以被覆蓋的方式設置在插座殼體100的下部區域中，如接下來仍參照圖8詳細闡述的那樣。

如在圖6的下部區域中所說明的示意性的線路圖示出：如果插頭15和插座17彼此連接，那么接觸銷101、102、103經由車輛側的接口15的相應的插接接觸部46、47、48將模塊16與車輛1的功率車載電網3連接。接口15和連接元件17之間的這種連接是導電的，也就是說，是電流的連接。如一開始參考圖3的實施例所探討的那樣，120v的dc連接可選地對應于相應的應用。而can總線系統4和輔助車載電網5的連接是無線的從而與模塊16電氣隔離。由此，尤其避免了在這些電網上的電流小時的接觸問題。

對應于圖3的實施例，連接元件17還具有模塊控制裝置23、第二nfc裝置104和(未示出的)閉鎖裝置的電動馬達114，所述模塊控制裝置、第二nfc裝置和電動馬達形成電子單元105。nfc裝置104通過模塊控制裝置23控制以進行通信。一開始參考圖3所探討的探測器27、監控單元28以及開關單元20和21在圖6至8中為了更好的概覽未被示出，然而同樣能夠形成電子單元105的一部分。替選地，這些部件在模塊16中也能夠設置在連接元件17外部。所示出的模塊側的-120v的dc、+60v的dc以及+12v的dc線路與一開始所探討的電源(未示出)連接，而模塊側的can低106和can高107線路用于將車輛2與中央的數據檢測設備(未示出)連接，以便結算充電過程或者收集診斷或使用信息。然而can總線線路106、107是可選的。

接口15的部分剖視的立體視圖與示意性的線路圖在圖7中示出。為了更好的概覽，接口15的電插接接接觸部46、47、48在圖7中未示出。

在圖7中示出的接口15構成為可閉鎖的插頭。所述接口具有在附圖中為了更好的示出而透視地示出的殼體33，例如呈優選5mm厚的鋼繩形式的柔性的連接機構34通入所述殼體中。連接機構34固定在閉鎖機構35上。閉鎖機構35構成為閉合環繞的鋼弓形件并且部分地在接口15的與連接機構34相對置的一側上從殼體33伸出，使得在殼體33外部構成有基本上c形的閉合的弓形件30，所述弓形件設有橫向于插接方向穿通的開口36。

can總線系統4和輔助車載電網5的線路平行于連接機構34伸展(線路橫截面awg24，電纜總共12mm)。這些線路在殼體33中經由連接器46與另一電子單元41連接，所述電子單元具有第一nfc裝置43和微處理器42(這兩者均未在圖7的下部部分中示出)，所述第一nfc裝置具有nfc線圈45。微處理器42在此控制nfc裝置43并且必要時控制其它設置在接口中的測量單元。

nfc線圈45用于無線的通信以及傳輸電能并且尤其用于將輔助車載電網5與輔助模塊電網連接，也就是說，至少與充電模塊的電源連接。nfc線圈45設置為，使得其線圈軸線橫向于插接方向設置。

在此未示出的、至功率車載電網3的連接自然能夠以相同的方式平行于連接機構34伸展。

圖8在分解視圖中示出之前所闡述的連接元件17的細節連同示出之前所闡述的接口15。如一開始已經闡述的那樣，連接元件17具有：殼體100；例如呈6mm的銷形式的接觸銷101、102、103；第二nfc裝置104以及閉鎖機構105。

nfc裝置104平行于插接方向定向從而在接口15被插入時平行于接口15的電子單元41定向。所述nfc裝置具有在附圖中未示出的nfc線圈，所述nfc線圈的線圈軸線在所提及的情況中平行于接口15的nfc線圈45的線圈軸線定向并且最好與該線圈軸線重合。設置在nfc裝置104的前側上的led表明相應的連接狀態，如這一開始已經探討過。

接觸銷101、102、103容納在殼體100中并且一方面在接口15被插入時接觸其相應的插接接觸部46、47、48。經由接觸銷101、102、103和所屬的插接接觸部46、47、48從功率車載電網3處進行能量傳輸/傳輸至功率車載電網3，例如以對車輛電池7充電。如在圖8中所示出，功率車載電網3的導體自然具有比can總線系統4和輔助車載電網5的導體更大的橫截面。

連接元件17的閉鎖機構105具有借助于閉鎖馬達114可以旋轉的方式定位的鎖止器元件107。該鎖止器元件構成用于與接口15的閉鎖機構35共同作用并且具有鎖止器凸輪108，所述鎖止器凸輪在相應徑向定位時接合到弓形件30的在閉鎖機構35中構成的凹槽36中并且閉鎖插入到連接元件17中的接口15。

之前所闡述的實施例允許大量的改變或者補充。例如可以考慮的是：

-控制單元9以與操作單元8和/或馬達控制裝置12集成的方式構成，

-開關單元20、21在車輛側或者在充電單元的一側上構成，

-開關單元20、21以與接口15集成的方式構成，

-開關單元20、21設置在模塊16中，

-在車輛的電系統1中或者在充電單元中設置有僅一個或者多于兩個的用于與相應的模塊16連接的接口15，

-內部的車輛電池7經由連接元件17可分離地與接口15中的一個連接，

-can總線系統4補充于或者替選于所示出的電信號線路包括光學的信號線路和/或無線的信號路線，

-指示燈或led替代設置在連接元件17中而設置在車輛側或者設置在充電單元中，

-功率車載電網3僅一個電壓水平，

-接口15和連接元件17構成有與所示出的三個接觸部101、102、103或46、47、48相比更多或更少的接觸部，

-開關單元20構成用于分開地開關饋送線路和充電線路，所述饋送線路和充電線路設置在模塊16和功率車載電網3之間，

-控制裝置9構成用于，將如下電壓水平與功率車載電網3連接，所述電壓水平對應于功率車載電網3上的電壓(當前的電壓和/或額定電壓)，

-附加地設有閉鎖的自動脫開，以便當在沿著插接連接的軸向方向拉動時超出最大的安全保持力的情況下避免部件損壞，

-在接口15和/或連接元件17上設置預定斷裂部位，所述預定斷裂部位在超過預設的、垂直的安全保持力時，也就是說，在超過沿著垂直于插接連接的軸向方向的方向上的安全保持力時，將所有的接觸部從而也將車輛2和模塊16彼此分開，和/或

-模塊16設計為無源的部件，即例如構成為延長線纜或者橋接線纜，并且除了連接元件17外還具有另一插接連接器或者接口15，以用于與另一模塊連接。

在權利要求和說明書中使用的術語“具有”或者“包括”不排除其它特征的存在。不定冠詞的使用也不排除多個。在不同的從屬權利要求中或者不同的實施例中的各個特征的單純列舉不表示：這些特征的組合不能夠根據本發明在有利的實施例中使用。相反，能夠考慮大量的組合。附圖標記的使用不能夠理解為是限制性的。