DE102023001209B3

DE102023001209B3 - Procedure and charging device or e-charging station for e-cars

Info

Publication number: DE102023001209B3
Application number: DE102023001209.2A
Authority: DE
Inventors: gleich Patentinhaber Erfinder
Original assignee: MILOSIU JOHANN MARIUS
Current assignee: MILOSIU JOHANN MARIUS
Priority date: 2023-03-28
Filing date: 2023-03-28
Publication date: 2023-11-09
Anticipated expiration: 2043-03-29

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zum Energie-Laden von E-Autos oder E-Tanken ohne Benutzung einer elektrischen Verbindung und eine entsprechende Ladeeinrichtung oder E-Tankstelle.Das Verfahren basiert auf den schnellen Austausch der leeren Akku-Segmente mit welchen, die voll geladen sind. Die E-Tankstelle hat eine oder in der Regel mehrere E-Ladeeinrichtungen. Das zu betankende E-Auto fährt, geführt von Fahrrinnen, zu so einer Ladeeinrichtung, wo zu erst das E-Auto mittels einer Hebebühne integriert im Fahrrinnen gehoben wird und dann manuell oder automatisch der Akku Austausch gemacht wird. Darin gibt es eine Bedienungsplattform, die mit Hilfe der Positionsdioden für die leeren Akku-Segmente den Austausch vornimmt. Die Bedienungsplattform hat eine Positioniereinrichtung, die in der Lage ist, sehr genau für die Lade- / Entlade - Aktion sich zu positionieren. Es folgt die Annäherung an den Akku-Segment, bis die vorgesehenen Mikrosensoren den mechanischen Kontakt bestätigen und dann führt sie die Entriegelungsstifte in die entsprechenden Öffnungen befindlich in den Seitenteilen des E-Auto-Unterbodens; anschließend kann das Akku-Segment weggetragen werden und in einem Hochregallager plaziert werde, wo er mit elektrischer Energie geladen wird. Aus demselben Hochregallager wird ein voller Akku-Segment entnommen und im E-Auto eingesetzt. Nach dem Wegziehen der Entriegelungsstifte bleibt das Akku-Segment eingebaut und die Ladeprozedur kann für alle für Laden vorgesehenen Akku-Segmenten fortgeführt werden.The present invention discloses a method for energy charging of electric cars or electric refueling without using an electrical connection and a corresponding charging device or electric filling station. The method is based on the quick exchange of the empty battery segments with those that are fully charged are. The e-charging station has one or usually several e-charging facilities. The electric car to be refueled travels, guided by channels, to a charging facility where the electric car is first lifted using a lifting platform integrated into the channel and then the battery is replaced manually or automatically. There is an operating platform that carries out the replacement of the empty battery segments using the positioning diodes. The operating platform has a positioning device that is able to position itself very precisely for the loading/unloading action. This is followed by the approach to the battery segment until the microsensors provided confirm the mechanical contact and then guides the unlocking pins into the corresponding openings located in the side parts of the electric car underbody; The battery segment can then be carried away and placed in a high-bay warehouse where it is charged with electrical energy. A full battery segment is taken from the same high-bay warehouse and used in the electric car. After removing the unlocking pins, the battery segment remains installed and the charging procedure can be continued for all battery segments intended for charging.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ladeeinrichtung oder E-Tankstelle zum Laden mit Energie an Elektro-Autos (weiter E-Autos).The present invention relates to a method and a charging device or e-charging station for charging electric cars (further e-cars) with energy.

Das zurzeit allgemein übliche Verfahren zum Laden mit Energie an E-Autos besteht darin, eine Verbindung mittels eines Ladestützens, verbunden mit Kabel an einer E-Lade-Säule, zur Lade-Steckdose des zu ladenden Fahrzeugs herzustellen. Nach Starten des Ladens muss man warten, bis der im E-Auto befindliche Akku geladen ist. Das Laden dauert ungefähr 6 Stunden, es sei denn, man wählt die Variante des Schnell-Ladens, wo nur 70-80 % des Akkus geladen wird, jedoch in kürzere Zeit, üblicherweise 30- 60 Minuten. Dabei kommt eine aufwendige Mess- und Ladeeinrichtung untergebracht in der Lade-Säule und Ladestützen zur Anwendung. Folgende Nachteile lassen sich u.a. bei diesem System formulieren:

a- begrenzte Fahrzeit mit Zwangspausen von erheblicher Dauer für Akku-Laden
b- Schwierigkeiten beim Finden einer Akku-Säule
c- relativ geringe Akku-Kapazitäten; üblich zwischen 60 und 100 kWh und dadurch kleine Reichweite
d- rasante Abnutzung des Akkus bei häufigen Schnellladen (30 - 60 Min.)
e- Fahren mit hoher Geschwindigkeit (über 160 km/h) nicht möglich, wegen des enorm steigenden Energiebedarfs (dritter Potenz der Geschwindigkeit)
f- Erforderlicher Austausch des Akkus nach maximal 8 Jahren, was sehr teuer ist.

The currently common method for charging electric cars with energy is to establish a connection to the charging socket of the vehicle to be charged using a charging stand, connected to a cable on an electric charging station. After starting charging, you have to wait until the battery in the electric car is charged. Charging takes approximately 6 hours unless you choose the fast charging option, where only 70-80% of the battery is charged, but in a shorter time, usually 30-60 minutes. A complex measuring and charging device is used, housed in the charging column and charging supports. The following disadvantages, among others, can be formulated with this system:

a- limited driving time with compulsory breaks of considerable duration for battery charging
b- Difficulty finding a battery pack
c- relatively low battery capacities; usually between 60 and 100 kWh and therefore a small range
d- rapid wear of the battery with frequent quick charging (30 - 60 minutes)
e- Driving at high speeds (over 160 km/h) is not possible due to the enormous increase in energy requirements (the third power of the speed)
f- Required battery replacement after a maximum of 8 years, which is very expensive.

DE 10 2012 012 739 B4 gehört zum Stand der Technik; dabei wird der komplette Akku platziert im hinteren Teil des Fahrzeugs seitlich entnommen oder eingesetzt. Es besteht der Nachteil, dass nur der komplette Akku auswechselbar ist und nicht nur Teile davon. Außerdem mindert die Unterbringung des Akkus und seine Handhabung den Platz im Kofferraum. DE 10 2012 012 739 B4 belongs to the state of the art; The entire battery is placed in the rear part of the vehicle and removed or inserted laterally. The disadvantage is that only the entire battery can be replaced and not just parts of it. In addition, the storage of the battery and its handling reduce the space in the trunk.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die Ladeeinrichtung oder E-Tankstelle so auszugestalten, daß die Versorgung mit Energie ohne eine elektrische Verbindung zum E-Auto möglich ist.The present invention has the task of designing the charging device or e-charging station in such a way that the supply of energy is possible without an electrical connection to the e-car.

Das E-Tanken in der E-Tankstelle offenbart in dieser Erfindung basiert auf den schnellen Austausch der leeren Akku-Segmente mit welchen, die voll geladen sind. Die E-Tankstelle hat eine oder in der Regel mehrere E-Ladeeinrichtungen. Das zu betankende E-Auto fährt, geführt von Fahrrinnen, zu so eine Ladeeinrichtung, wo zu erst das E-Auto mittels einer Hebebühne integriert in den Fahrrinnen gehoben wird und danach manuell oder automatisch der Akku Austausch gemacht wird. Darin gibt es eine Bedienungsplattform, die mit Hilfe der Positionsdioden für die leeren Akku-Segmente den Austausch vornimmt. Die Bedienungsplattform hat eine Positioniereinrichtung, die in der Lage ist sehr genau für die Lade- / Entlade - Aktion sich zu positionieren. Es folgt die Annäherung an den Akku-Segment, bis die vorgesehenen Mikrosensoren den mechanischen Kontakt bestätigen und dann führt sie die Entriegelungsstifte in die entsprechenden Öffnungen befindlich in den Seitenteilen des E-Auto-Unterbodens. Anschließend kann das Akku-Segment weggetragen werden und in einem Hochregallager plaziert werde, wo er mit elektrischer Energie geladen wird. Aus demselben Hochregallager wird ein voller Akku-Segment entnommen und im E-Auto eingesetzt. Nach dem Wegziehen der Entriegelungsstifte bleibt das Akku-Segment eingebaut und die Ladeprozedur kann für alle für Laden vorgesehenen Akku-Segmenten fortgeführt werden. Nach Beendigung des Austausches fährt die Hebebühne das E-Auto herunter, der Fahrer aktiviert die komplette Verriegelung der Akku-Segmente, die jetzt in die EnergieVersorgung des E-Autos eingebunden sind und das Auto kann wegfahren.The e-refueling in the e-charging station disclosed in this invention is based on the quick exchange of the empty battery segments with those that are fully charged. The e-charging station has one or usually several e-charging facilities. The electric car to be refueled travels, guided by fairways, to a charging facility where the electric car is first lifted into the fairway using a lifting platform and then the battery is replaced manually or automatically. There is an operating platform that carries out the replacement of the empty battery segments using the positioning diodes. The operating platform has a positioning device that is able to position itself very precisely for the loading/unloading action. This is followed by approaching the battery segment until the microsensors provided confirm mechanical contact and then inserting the unlocking pins into the corresponding openings located in the side parts of the electric car underbody. The battery segment can then be carried away and placed in a high-bay warehouse where it is charged with electrical energy. A full battery segment is taken from the same high-bay warehouse and used in the electric car. After removing the unlocking pins, the battery segment remains installed and the charging procedure can be continued for all battery segments intended for charging. Once the replacement has been completed, the lift lowers the electric car, the driver activates the complete locking of the battery segments, which are now integrated into the electric car's energy supply, and the car can drive away.

Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Energie-Quelle im E-Auto ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert.The exemplary embodiment of the energy source according to the invention in the electric car is shown in the drawings and is explained in more detail below.

Es zeigen

1 - Seitenansicht der E-Tankstelle
2 - Bedienungsplattform
3 - Schnitt B-B

Show it

1 - Side view of the e-charging station
2 - Operating platform
3 - Cut BB

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Laden von E-Autos unter der Voraussetzung dass das E-Auto 66 mit einer neuartigen, standardmäßigen und segmentierten Akku-Batterie 1 ausgestattet ist.The present invention relates to a method for charging electric cars under the condition that the electric car 66 is equipped with a new, standard and segmented rechargeable battery 1.

Das Verfahren umfaßt folgende Schritte.The procedure includes the following steps.

Fahren des E-Autos 66 näher an die Ladeeinrichtung 2, wobei eine E-Tankstelle viele unabhängig voneinander arbeitende Ladeeinrichtungen 2 haben kann; dabei wird das E-Auto 66 durch Fahrrinnen 3 und Stopper 4 in die richtige Position gesteuert.Driving the electric car 66 closer to the charging device 2, whereby an electric filling station can have many charging devices 2 that work independently of one another; The electric car 66 is steered into the correct position by channels 3 and stoppers 4.

Nachdem die vorderen Räder des E-Autos 66 in der Mulde zwischen den Stoppern 4 angekommen ist, ein Drucksensor 43, vorhanden in dieser Mulde, veranlaßt das Heben des E-Autos 66 mittels Aktivierung der vier Hebebühnensäulen 53, 54 in die Arbeitshöhe (ca. 1,2 m).After the front wheels of the electric car 66 have arrived in the trough between the stoppers 4, a pressure sensor 43, present in this trough, causes the electric car 66 to be lifted by means of Activation of the four lifting platform columns 53, 54 to the working height (approx. 1.2 m).

Die Ladeeinrichtung 2 fährt eine Bedienungsplattform 5 zum E-Auto 66 und plaziert diese an einem Ende des E-Autos 66.The charging device 2 moves an operating platform 5 to the electric car 66 and places it at one end of the electric car 66.

Der Fahrer aktiviert vom Armaturenbrett 6 des E-Autos 66 die Anzeige 7 für die Akku-Segmente 8, die ausgetauscht werden sollen; diese Aktion schaltet die entsprechenden Positionsleuchtdioden 9, 10 - ohne Darstellung - befindlich in den Seitenteilen 11, 12 des E-Autos, 66 welche die Längsachse eines entsprechenden leeren Akku-Segments 8 markieren.The driver activates the display 7 for the battery segments 8 that are to be replaced from the dashboard 6 of the electric car 66; This action switches the corresponding position LEDs 9, 10 - not shown - located in the side parts 11, 12 of the electric car, 66, which mark the longitudinal axis of a corresponding empty battery segment 8.

Die Bedienungsplattform 5 mit ihrer Segment-Führung 50, den hydraulischen Hebern 51, 52 und den horizontalen Schieber 55, ist so gebaut, dass ein darauf liegendes Akku-Segment 8 linear nach oben, nach unten, nach links, nach rechts, nach vorne und nach hinten versetzbar ist, sich entlang des E-Autos 66 bewegt, bis sie eine erste Anzeige mit brennenden Positionsleuchtdioden 9, 10 findet und versetzt sich dank eines ausfahrbaren Arms 39 unter dem E-Auto 66.The operating platform 5 with its segment guide 50, the hydraulic lifters 51, 52 and the horizontal slider 55 is built in such a way that a battery segment 8 lying on it can move linearly up, down, left, right, forward and can be moved backwards, moves along the electric car 66 until it finds a first display with burning position LEDs 9, 10 and moves under the electric car 66 thanks to an extendable arm 39.

Nach der durchgeführten Positionierung steuert die Ladeeinrichtung 2 die Bedienungsplattform 5 nach oben, bis sie den mechanischen Kontakt mit den Seitenteilen 11, 12 mittels Mikrosensoren 28 - 31 - etwa Endschalter oder Ultraschallsensoren, jedoch ohne Darstellung - feststellt, wobei die vier Entriegelungsstifte 13, 14, 15, 16 in die Entriegelungskanäle 17, 18, 19, 20 bezogen auf den aktuell bearbeiteten Akku-Segment 8 hinein schiebt, das somit entriegelt wird; dabei ist das Akku-Segment 8 bereits vom E-Auto 66 losgelöst; dabei ruht das Akku-Segment 8 auf den Rollen 44 und ist somit beweglich entlang seiner Längsachse.After the positioning has been carried out, the loading device 2 controls the operating platform 5 upwards until it detects mechanical contact with the side parts 11, 12 by means of microsensors 28 - 31 - such as limit switches or ultrasonic sensors, but not shown - whereby the four unlocking pins 13, 14, 15, 16 into the unlocking channels 17, 18, 19, 20 in relation to the currently processed battery segment 8, which is thus unlocked; The battery segment 8 is already detached from the electric car 66; The battery segment 8 rests on the rollers 44 and is therefore movable along its longitudinal axis.

Die Bedienungsplattform 5 fährt nach unten und entfernt somit das Akku-Segment 8 aus seinem Steckplatz im E-Auto 66, wobei sie anschließend das Akku-Segment 8 seitlich weg vom E-Auto fährt und deponiert es in einem Steckplatz 40 des Hochregallager 22, indem es auf Rollen 41 befindlich im Boden des Steckplatzes 40 durch den Linearantrieb bestehend aus einer Gewindestange 45 und Mutter 46, die durch den Motor 47 samt Dorn 48, der in der Aussparung 49 steckt, geschoben wird. Danach dringen die Kontaktzungen der elektrischen Anschlüsse 21, 27 - ohne Darstellung - zum Laden nach unten in die entsprechenden Anschlüsse 23, 24 des Akku-Segments 8 ein, wodurch es arretiert wird und das Akku-Laden beginnt. Danach wird der Stift 48 aus der Aussparung 49 nach unten gezogen - elektromagnetischer Schieber - und die Gewindestange 45 dreht in die andere Richtung, bis die Start-Position der Mutter 46 erreicht ist, welche die Segment-Führung 5 außerhalb des Hochregallagers 22 positioniert.The operating platform 5 moves down and thus removes the battery segment 8 from its slot in the electric car 66, whereby it then moves the battery segment 8 laterally away from the electric car and deposits it in a slot 40 in the high-bay warehouse 22 it is located on rollers 41 in the bottom of the slot 40 by the linear drive consisting of a threaded rod 45 and nut 46, which is pushed by the motor 47 including the mandrel 48, which is in the recess 49. The contact tongues of the electrical connections 21, 27 - not shown - then penetrate downwards into the corresponding connections 23, 24 of the battery segment 8 for charging, whereby it is locked and battery charging begins. The pin 48 is then pulled down from the recess 49 - electromagnetic slider - and the threaded rod 45 rotates in the other direction until the starting position of the nut 46 is reached, which positions the segment guide 5 outside the high-bay warehouse 22.

Die Bedienungsplattform 5 fährt zu einem anderen Akku-Segment 8 des Hochregallagers 22, der voll geladen ist und entnimmt es, nachdem der Linearantrieb die Segment-Führung 5 erneut teilweise ins Hochregallager 22 hereinfährt, bis der Stift 48 unter der Aussparung 49 des zu entnehmenden Akku-Segments 8 steht und danach nach oben führt und sich in die Aussparung 49 einhackt, indem die Arretierung durch die elektrischen Anschlüsse 21, 27 gelöst wird und das Akku-Segment 8 auf den Rollen 41 mittels Aktivierung des Linearantriebs mit der Gewindestange 45 herausgezogen wird und auf die Segment-Führung 50 der Bedienungsplattform 5 bleibt und zwar so, dass die angestammte Position für das Einsetzen des Akku-Segments 8 erreicht ist.The operating platform 5 moves to another battery segment 8 of the high-bay warehouse 22, which is fully charged, and removes it after the linear drive partially moves the segment guide 5 again into the high-bay warehouse 22 until the pin 48 is under the recess 49 of the battery to be removed - Segment 8 stands and then leads upwards and hacks into the recess 49 by releasing the lock through the electrical connections 21, 27 and pulling out the battery segment 8 on the rollers 41 by activating the linear drive with the threaded rod 45 and on the segment guide 50 of the operating platform 5 remains in such a way that the original position for inserting the battery segment 8 is reached.

Das entnommene Akku-Segment 8 wird von der Bedienungsplattform 5 zum E-Auto 66 gebracht und wird in den nun freien Steckplatz geschoben, wobei vorhin die Entriegelungsstifte 13 - 16 die Entriegelung am Steckplatz aufgehoben haben.The removed battery segment 8 is brought from the operating platform 5 to the electric car 66 and is pushed into the now free slot, with the unlocking pins 13 - 16 having previously canceled the unlocking at the slot.

Wenn die Mikrosensoren 28 - 31 der Bedienungsplattform 5 den Kontakt mit den Seitenteilen 11, 12 des E-Autos 66 signalisieren, zieht die Bedienungsplattform 5 die Stifte 13 - 16 von den Entriegelungslöcher weg und das Akku-Segment 8 wird mechanisch arretiert, wodurch der Akku-Austausch beendet ist.When the microsensors 28 - 31 of the operating platform 5 signal contact with the side parts 11, 12 of the electric car 66, the operating platform 5 pulls the pins 13 - 16 away from the unlocking holes and the battery segment 8 is mechanically locked, whereby the battery -Exchange is finished.

Die Bedienungsplattform 5 fährt zum nächsten Akku-Segment 8, der durch die Positionsleuchtdioden 9, 10 markiert ist und wiederholt die beschriebene Prozedur erneut.The operating platform 5 moves to the next battery segment 8, which is marked by the position LEDs 9, 10, and repeats the procedure described again.

Wenn alle leeren Akku-Segmente 8 ausgetauscht sind, zieht sich die Bedienungsplattform 5 zurück, die Hebebühnensäulen 53, 54 bringen das E-Auto 66 wieder in Boden-Höhe und dem Fahrer wird signalisiert, dass er die Betankung zahlen kann; dabei signalisiert der Fahrer vom Armaturenbrett der Akku-Verwaltung 42 seines E-Autos 66, daß die Betankung beendet ist und diese schaltet alle elektromechanischen Verriegelungen der Akku-Segmente 8 ein, wodurch das E-Auto 66 fahrbereit ist.When all empty battery segments 8 have been replaced, the operating platform 5 retracts, the lifting platform columns 53, 54 bring the electric car 66 back to ground level and the driver is signaled that he can pay for refueling; The driver signals from the dashboard to the battery management 42 of his electric car 66 that refueling is finished and this switches on all electromechanical locks of the battery segments 8, whereby the electric car 66 is ready to drive.

Die Ladeeinrichtung weist vier Hebebühnensäulen 53, 54, welche im eingefahrenen Zustand, oben eine Mulde zwischen zwei Stoppern 4 haben, die mitten in zwei parallel verlaufenden Fahrrinnen 3 sich befinden, eine Bedienungsplattform 5, die auf vier Rollen 56, 57 beweglich in zwei parallel verlaufenden Rillen 58, 59 versehen mit Positionierungsmulden 60 parallel zu den Fahrrinnen 3 und ein Hochregallager 22 mit Steckplätzen 40 für die Aufbewahrung und Ladung der Akku-Segmente 8 auf. Der Abstand zwischen den Positionierungsmulden 60 entspricht dem Abstand zwischen zwei benachbarten Akku-Segmenten 8 im monierten Zustand im E-Auto 66, aber auch zwischen den Längsachsen von zwei benachbarten Steckplätzen 40 im Hochregallager 22.
Wenn die Rollen 56, 57 in zwei solchen Mulden sich befinden, ist die Längsachse der Segment-Führung 50 exakt unter der Längsachse eines im E-Auto 66 montierten Akku-Segments 8.The loading device has four lifting platform columns 53, 54, which in the retracted state have a trough at the top between two stoppers 4, which are located in the middle of two parallel channels 3, an operating platform 5, which is movable on four rollers 56, 57 in two parallel channels Grooves 58, 59 are provided with positioning troughs 60 parallel to the fairways 3 and a high-bay warehouse 22 with slots 40 for storing and charging the battery segments 8. The The distance between the positioning troughs 60 corresponds to the distance between two adjacent battery segments 8 in the assembled state in the electric car 66, but also between the longitudinal axes of two adjacent slots 40 in the high-bay warehouse 22.
If the rollers 56, 57 are located in two such troughs, the longitudinal axis of the segment guide 50 is exactly under the longitudinal axis of a battery segment 8 mounted in the electric car 66.

Der untere Teil der Bedienungsplattform 5 hat einen ausfahrbaren Arm 39, der mit dem Querstück 63 an seinem Ende, gerichtet auf das E-Auto 66, auf die Rolle 64, die beweglich auf dem Boden ist, sich stützt, wobei die Verbindung zwischen dem ausfahrbaren Arm 39 und der Segment-Führung 50 durch zwei teleskopisch gebauten hydraulischen Zylindern 51, 52 hergestellt ist, welche die Höhenreichweite der Bedienungsplattform 50 bis etwa über 3 m oder mehr, also Oberkante des Hochregallagers 22 sichert.The lower part of the operating platform 5 has an extendable arm 39, which, with the cross piece 63 at its end, directed towards the electric car 66, is supported on the roller 64, which is movable on the ground, the connection between the extendable Arm 39 and the segment guide 50 are produced by two telescopically constructed hydraulic cylinders 51, 52, which ensure the height range of the operating platform 50 to approximately over 3 m or more, i.e. the upper edge of the high-bay warehouse 22.

Die Segment-Führung 50 weist oben eine im Querschnitt rechteckige Aussparung 67 auf, worin seitlich mehrere Rollen 44 montiert sind, dergestalt, daß, wenn das Akku-Segment 8 sich vom E-Auto 66 löst, es darauf ruhen kann, wobei in der Mitte der Aussparung 67 ein Linearantrieb mit der Gewindestange 45 angetrieben von einem Motor 47 ist, die eine Mutter 46 versetzen kann, wobei die Mutter 46 in einer Schwalben-Schwanz-Führung 61, 62 gleitend angebracht ist und wobei an einer Seite (oder auf beiden Seiten) der Mutter 46 ein elektromagnetischer, vertikaler, beweglicher Dorn 48 plaziert ist, welcher bei Bedarf in die Aussparung 49 befindlich im Boden des Akku-Segments 8 greifen kann, was immer der Fall ist, wenn das Akku-Segment 8 versetzt wird.The segment guide 50 has a recess 67 with a rectangular cross section at the top, in which several rollers 44 are mounted on the sides, such that when the battery segment 8 detaches from the electric car 66, it can rest on it, in the middle the recess 67 is a linear drive with the threaded rod 45 driven by a motor 47, which can move a nut 46, the nut 46 being slidably mounted in a dovetail guide 61, 62 and being on one side (or on both sides ) an electromagnetic, vertical, movable mandrel 48 is placed in the nut 46, which can reach into the recess 49 located in the bottom of the battery segment 8 if necessary, which is always the case when the battery segment 8 is moved.

Claims

Verfahren zum Laden von E-Autos unter der Voraussetzung, dass das E-Auto (66) mit einer neuartigen, standardmäßigen und segmentierten Akku-Batterie (1) ausgestattet ist und ist dadurch gekennzeichnet, dass folgende Schritte eingehalten werden: a. Fahren des E-Autos (66) näher an die Ladeeinrichtung (2), wobei eine E-Tankstelle viele unabhängig voneinander arbeitende Ladeeinrichtungen (2) haben kann; dabei wird das E-Auto (66) durch Fahrrinnen (3) und Stopper (4) in die richtige Position gesteuert, b. wobei, nachdem die vorderen Räder des E-Autos (66) in der Mulde zwischen den Stoppern (4) angekommen ist, ein Drucksensor (43) vorhanden in dieser Mulde, das Heben des E-Autos (66) mittels Aktivierung der vier Hebebühnensäulen (53, 54) in die Arbeitshöhe veranlaßt, c. wobei, die Ladeeinrichtung (2) eine Bedienungsplattform (5) zum E-Auto (66) fährt und plaziert diese an einem Ende des E-Autos (66), d. wobei, der Fahrer vom Armaturenbrett (6) des E-Autos (66) die Anzeige (7) für die Akku-Segmente (8), die ausgetauscht werden sollen, aktiviert; diese Aktion schaltet die entsprechenden Positionsleuchtdioden (9, 10) befindlich in den Seitenteilen (11, 12) des E-Autos, (66) welche die Längsachse des entsprechenden leeren Akku-Segments (8) markieren, e. wobei, die Bedienungsplattform (5) mit ihrer Segment-Führung (50), den hydraulischen Hebern (51, 52) und dem horizontalen Schieber (55), so gebaut ist, dass ein darauf liegendes Akku-Segment (8) linear nach oben, nach unten, nach links, nach rechts, nach vorne und nach hinten versetzbar ist, sich entlang des E-Autos (66) bewegt, bis sie eine erste Anzeige mit brennenden Positionsleuchtdioden (9) findet und versetzt sich dank eines ausfahrbaren Arms (39) unter dem E-Auto (66), f. wobei, nach der durchgeführten Positionierung steuert die Ladeeinrichtung (2) die Bedienungsplattform (5) nach oben, bis sie den mechanischen Kontakt mit den Seitenteilen (11, 12) mittels Mikrosensoren (28 - 31) feststellt, wobei die vier Entriegelungsstifte (13, 14, 15, 16) in die Entriegelungskanäle (17, 18, 19, 20) bezogen auf das aktuell bearbeitete Akku-Segment (8) hinein schiebt, das somit entriegelt wird; dabei ist das Akku-Segment (8) bereits vom E-Auto (66) losgelöst, dabei ruht das Akku-Segment (8) auf den Rollen (44) und ist somit beweglich entlang seiner Längsachse, g. wobei, die Bedienungsplattform (5) nach unten fährt und entfernt somit das Akku-Segment (8) aus seinem Steckplatz im E-Auto (66), wobei sie anschließend das Akku-Segment (8) seitlich weg vom E-Auto fährt und deponiert es in einem Steckplatz (40) des Hochregallagers (22), indem es auf Rollen (41) befindlich im Boden des Steckplatzes (40) und teilweise auf Rollen (44) durch den Linearantrieb bestehend aus einer Gewindestange (45) und Mutter (46), die durch den Motor (47) samt Dorn (48), der in der Aussparung (49) steckt, geschoben wird, wobei danach die Kontaktzungen der elektrischen Anschlüsse (21, 27) zum Laden nach unten in die entsprechenden Anschlüsse (23, 24) des Akku-Segments (8) eindringen, wodurch es arretiert wird und das Akku-Laden beginnt; danach wird der Stift (48) aus der Aussparung (49) mittels eines elektromagnetischen Schiebers nach unten gezogen und die Gewindestange (45) dreht in die andere Richtung, bis die Start-Position der Mutter (46) erreicht ist, welche die Segment-Führung (5) außerhalb des Hochregallagers (22) positioniert, h. wobei, die Bedienungsplattform (5) zu einem anderen Akku-Segment (8) des Hochregallagers (22) fährt, das voll geladen ist und entnimmt es, nachdem der Linearantrieb die Segment-Führung (5) erneut teilweise ins Hochregallager (22) hereinfährt, bis der Stift (48) unter der Aussparung (49) des zu entnehmenden Akku-Segments (8) steht und danach nach oben führt und sich in die Aussparung (49) einhakt, indem die Arretierung durch die elektrischen Anschlüsse (21, 27) gelöst wird und das Akku-Segment (8) auf den Rollen (41) mittels Aktivierung des Linearantriebs mit der Gewindestange (45) herausgezogen wird und auf der Segment-Führung (50) der Bedienungsplattform (5) bleibt und zwar so, dass die angestammte Position für das Einsetzen des Akku-Segments (8) erreicht ist, i. wobei, das entnommene Akku-Segment (8) von der Bedienungsplattform (5) zum E-Auto (66) gebracht wird und in den nun freien Steckplatz geschoben wird, wobei vorher die Entriegelungsstifte (13 - 16) die Entriegelung am Steckplatz aufgehoben haben, j. wobei, wenn die Mikrosensoren (28 - 31) der Bedienungsplattform (5) den Kontakt mit den Seitenteilen (11, 12) des E-Autos (66) signalisieren, die Bedienungsplattform (5) die Stifte (13 - 16) von den Entriegelungslöchern weg zieht und das Akku-Segment (8) wird mechanisch arretiert, wodurch der Akku-Austausch beendet ist, k. wobei, die Bedienungsplattform (5) zum nächsten Akku-Segment (8) fährt, das durch die Positionsleuchtdioden (9, 10) markiert ist und wiederholt die beschriebene Prozedur erneut, l. wobei, wenn alle leeren Akku-Segmente (8) ausgetauscht sind, die Bedienungsplattform sich zurück zieht, die Hebebühnensäulen (53, 54) das E-Auto (66) wieder in Boden-Höhe bringen und dem Fahrer wird signalisiert, dass er die Betankung zahlen kann; dabei signalisiert der Fahrer vom Armaturenbrett der Akku-Verwaltung (42) seines E-Autos (66), daß die Betankung beendet ist und diese schaltet alle elektromechanischen Verriegelungen der Akku-Segmente (8) ein, wodurch das E-Auto (66) fahrbereit ist.Method for charging electric cars under the condition that the electric car (66) is equipped with a new, standard and segmented rechargeable battery (1) and is characterized in that the following steps are adhered to: a. Driving the electric car (66) closer to the charging device (2), whereby an electric filling station can have many independently operating charging devices (2); The electric car (66) is steered into the correct position by channels (3) and stoppers (4), b. whereby, after the front wheels of the electric car (66) have arrived in the trough between the stoppers (4), a pressure sensor (43) is present in this trough, the lifting of the electric car (66) by activating the four lifting platform columns ( 53, 54) to the working height, c. wherein, the charging device (2) moves an operating platform (5) to the electric car (66) and places it at one end of the electric car (66), i.e. wherein, the driver activates the display (7) for the battery segments (8) that are to be replaced from the dashboard (6) of the electric car (66); This action switches the corresponding position LEDs (9, 10) located in the side parts (11, 12) of the electric car, (66) which mark the longitudinal axis of the corresponding empty battery segment (8), e. wherein, the operating platform (5) with its segment guide (50), the hydraulic lifters (51, 52) and the horizontal slide (55) is built in such a way that a battery segment (8) lying on it moves linearly upwards, can be moved downwards, to the left, to the right, forwards and backwards, moves along the electric car (66) until it finds a first display with burning position LEDs (9) and moves thanks to an extendable arm (39) under the electric car (66), f. where, after the positioning has been carried out, the charging device (2) controls the operating platform (5) upwards until it makes mechanical contact with the side parts (11, 12) using microsensors (28 - 31 ) determines, the four unlocking pins (13, 14, 15, 16) being pushed into the unlocking channels (17, 18, 19, 20) in relation to the currently processed battery segment (8), which is thus unlocked; The battery segment (8) is already detached from the electric car (66), the battery segment (8) rests on the rollers (44) and is therefore movable along its longitudinal axis, g. wherein, the operating platform (5) moves down and thus removes the battery segment (8) from its slot in the electric car (66), whereby it then moves the battery segment (8) to the side away from the electric car and deposits it it in a slot (40) of the high-bay warehouse (22) by being on rollers (41) located in the bottom of the slot (40) and partly on rollers (44) by the linear drive consisting of a threaded rod (45) and nut (46). , which is pushed by the motor (47) including the mandrel (48), which is inserted in the recess (49), after which the contact tongues of the electrical connections (21, 27) are pushed downwards into the corresponding connections (23, 24) for charging ) of the battery segment (8), whereby it is locked and battery charging begins; then the pin (48) is pulled down from the recess (49) by means of an electromagnetic slide and the threaded rod (45) rotates in the other direction until the starting position of the nut (46), which is the segment guide, is reached (5) positioned outside the high-bay warehouse (22), h. wherein, the operating platform (5) moves to another battery segment (8) of the high-bay warehouse (22) that is fully charged and removes it after the linear drive partially moves the segment guide (5) into the high-bay warehouse (22) again, until the pin (48) is under the recess (49) of the battery segment (8) to be removed and then leads upwards and hooks into the recess (49) by releasing the lock through the electrical connections (21, 27) and the battery segment (8) on the rollers (41) is pulled out by activating the linear drive with the threaded rod (45) and remains on the segment guide (50) of the operating platform (5) in such a way that the original position for inserting the battery segment (8) is reached , i. whereby the removed battery segment (8) is brought from the operating platform (5) to the electric car (66) and pushed into the now free slot, the unlocking pins (13 - 16) having previously canceled the unlocking at the slot, j. whereby when the microsensors (28 - 31) of the operating platform (5) signal contact with the side parts (11, 12) of the electric car (66), the operating platform (5) moves the pins (13 - 16) away from the unlocking holes pulls and the battery segment (8) is mechanically locked, which ends the battery replacement, k. wherein, the operating platform (5) moves to the next battery segment (8), which is marked by the position LEDs (9, 10) and repeats the procedure described again, l. whereby, when all empty battery segments (8) have been replaced, the operating platform retracts, the lifting platform columns (53, 54) bring the electric car (66) back to ground level and the driver is signaled that he has to refuel can pay; The driver signals from the dashboard to the battery management (42) of his electric car (66) that refueling is finished and this switches on all electromechanical locks of the battery segments (8), making the electric car (66) ready to drive is.

Ladeeinrichtung oder E-Tankstelle für E-Autos (66) für die Ermöglichung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie vier Hebebühnensäulen (53, 54), welche im eingefahrenen Zustand, oben eine Mulde zwischen zwei Stoppern (4) haben, die mitten in zwei parallel verlaufenden Fahrrinnen (3) sich befinden, eine Bedienungsplattform (5), die auf vier Rollen (56, 57) beweglich in zwei parallel verlaufenden Rillen (58, 59) versehen mit Positionierungsmulden (60) parallel zu den Fahrrinnen (3) und ein Hochregallager (22) mit Steckplätzen (40) für die Aufbewahrung und Ladung der Akku-Segmente (8) aufweist, wobei, der Abstand zwischen den Positionierungsmulden (60) dem Abstand zwischen zwei benachbarten Akku-Segmenten (8) im monierten Zustand im E-Auto (66), aber auch zwischen den Längsachsen von zwei benachbarten Steckplätzen (40) im Hochregallager(22), entspricht und wobei, wenn die Rollen (56, 57) in zwei solchen Mulden sich befinden, die Längsachse der Segment-Führung (50) exakt unter der Längsachse eines im E-Auto (66) montierten Akku-Segments (8) ist.Charging facility or e-charging station for e-cars (66) to enable the procedure Claim 1 , characterized in that they have four lifting platform columns (53, 54), which in the retracted state have a trough at the top between two stoppers (4), which are located in the middle of two parallel fairways (3), an operating platform (5), which on four rollers (56, 57) movable in two parallel grooves (58, 59) provided with positioning troughs (60) parallel to the fairways (3) and a high-bay warehouse (22) with slots (40) for storing and charging the battery -Segments (8), whereby the distance between the positioning troughs (60) is the distance between two adjacent battery segments (8) in the assembled state in the electric car (66), but also between the longitudinal axes of two adjacent slots (40 ) in the high-bay warehouse (22), and where, if the rollers (56, 57) are in two such troughs, the longitudinal axis of the segment guide (50) is exactly under the longitudinal axis of a battery mounted in the electric car (66). Segment (8).

Ladeeinrichtung oder E-Tankstelle für E-Autos (66) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Teil der Bedienungsplattform (5) einen ausfahrbaren Arm (39), der mit dem Querstück (63) an seinem Ende, gerichtet auf das E-Auto (66), auf die Rolle (64), die beweglich auf dem Boden ist, sich stützt, wobei die Verbindung zwischen dem ausfahrbaren Arm (39) und der Segment-Führung (50) durch zwei teleskopisch gebaute hydraulische Zylinder (51, 52) hergestellt ist, welche die Höhenreichweite der Bedienungsplattform (50) bis etwa über 3 m - Oberkante Hochregallager - sichert.Charging facility or e-charging station for e-cars (66). Claim 2 , characterized in that the lower part of the operating platform (5) has an extendable arm (39) with the crosspiece (63) at its end, directed towards the electric car (66), on the roller (64), which is movable is on the floor, is supported, the connection between the extendable arm (39) and the segment guide (50) being established by two telescopically built hydraulic cylinders (51, 52), which increase the height range of the operating platform (50) up to approximately over 3 m - upper edge of high-bay warehouse - secures.

Ladeeinrichtung oder E-Tankstelle für E-Autos (66) nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Segment-Führung (50) oben eine im Querschnitt rechteckige Aussparung (67) aufweist, worin seitlich mehrere Rollen (44) montiert sind, dergestalt, daß, wenn das Akku-Segment (8) sich vom E-Auto (66) löst, es darauf ruhen kann, wobei in der Mitte der Aussparung (67) ein Linearantrieb mit der Gewindestange (45) angetrieben von einem Motor (47) ist, die eine Mutter (46) versetzen kann, wobei die Mutter (46) in einer Schwalben-Schwanz-Führung (61, 62) gleitend angebracht ist und wobei an einer Seite der Mutter (46) ein elektromagnetischer, vertikaler, beweglicher Dorn (48) plaziert ist, welcher bei Bedarf in die Aussparung (49) befindlich im Boden des Akku-Segments (8) greifen kann.Charging facility or e-charging station for e-cars (66). Claim 2 and 3 characterized in that the segment guide (50) has a recess (67) with a rectangular cross section at the top, in which several rollers (44) are mounted on the side, in such a way that when the battery segment (8) moves away from the electric car ( 66) solves, it can rest on it, with a linear drive in the middle of the recess (67) with the threaded rod (45) driven by a motor (47), which can move a nut (46), the nut (46) is slidably mounted in a dovetail guide (61, 62) and an electromagnetic, vertical, movable mandrel (48) is placed on one side of the nut (46), which, if necessary, can be inserted into the recess (49) located in the floor of the battery segment (8).