DE202008011762U1

DE202008011762U1 - Batterie-Wechsel-Stelle für Elektro-Personen-Kraftwagen von Kleinlieferwagen

Info

Publication number: DE202008011762U1
Application number: DE202008011762U
Authority: DE
Original assignee: SCHAAL HEINZ
Current assignee: SCHAAL HEINZ
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2018-09-04
Also published as: DE202008011762U8

Abstract

Batterie-Wechselstelle für Elektro-Personen-Kraftwagen und Kleinlieferwagen dadurch gekenzeichnet, dass, die Wechselstelle nach 1 aus 4 Haupt-Komponenten gebildet wird, wie Batterie-Wechsel-Automat (1), Auffahrtrampe (2), Abfahrtrampe (3), Lagerhalle und Nebenräume (4). In 1 ist eine Überflur-Ausführung der Wechselstelle gezeigt. Eine Unterflur-Ausführung nach 3 ist mit Anspruch 14 erfasst.

Description

Die Erfindung betrifft das Fachgebiet Straßenverkehrstechnik insbesondere Personenkraftwagen und Kleinlieferwagen mit vergleichbaren Leistungsdaten und die Automationstechnik.
Nach heutigem Stand werden obig genannte Fahrzeuge in der Hauptsache mit Benzin-oder Dieselmotoren angetrieben. Auch Gas wird verwendet. Die Bereitstellung dieser Kraftstoffe erfolgt in vielen Prozessen bis zur Verwendung an der Tanksäule. Der Rohstoff dazu wird nicht nur knapper sondern auch teurer, was den Kraftfahrer zu weniger Fahren und weniger Fahrzeugkauf veranlaßt. Die Industrie versucht es, den Hybrid-Antriebe in den Vordergrund zu stellen.
Das ist ein Kompromis, denn man braucht Kraftstoff und Strom.
Seit einem Jahrzehnt wird vom „Elektro-Auto" geschrieben, und das wird für die Zukunft gedacht, obwohl schon Hersteller E-Antriebe anbieten. Es gibt bereits leistungsfähige Batterien.
Allerdings nimmt man zum Laden der Batterie den Strom aus der Steckdose. Dabei ergibt sich kein flüssiger Verkehr, weil unterwegs Probleme mit der Strombereitstellung bestehen.
Zur Vermeidung der obigen Nachteile braucht man eine durchgreifende Innovation.
Der im Schutzanspruch 01 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, das Fahren mit Strom so zu ermöglichen, daß man die in Boxen gelagerten Batterien in einem Netz von Batterie-Wechsel-Stellen (BWST) automatisch kurzfristig geladen bekommt.
Dieses Problem wird mit dem im Schutzanspruch 01 aufgeführtem Merkmal gelöst.
Mit der Erfindung wird erreicht, dass eine länderübergreifende Versorgung der genannten Fahrzeuge mit Strom zum Fahren gegeben ist.
Ein Ausführungsbeispiel wird in nachstehenden Figuren auf Zeichnungen gezeigt:
1 Seitenansicht der Batterie-Wechselstelle (BWST) überflur Anlage 8
2 Frontansicht der BWST überflur Anlage 8
3 Schnitt A-B der BWST Unterflur Anlage 9
4 Schnitt C-D der BWST unterflur Anlage 9
5–8 Batterieunterbringung an Fahrzeugen Anlage 10
9 Zwei-Batterien- Box offen Anlage 10
10 Vier-Batterien-Box offen Anlage 11
11 Schnitt E-F der Box-Rollenschiene Anlage 10
12 Schnitt X-Y Batteriebox-Wechselautomat Anlage 11
Die Batterie-Wechselstelle, 1 und 2, besteht aus 4 Komponenten: Batteriebox-Wechsel-Automat (1), Auffahrt-Rampe (2), Abfahrt-Rampe (3), Lagerhalle und Nebenräume (4).
Der Batterie-Wechsel-Automat 12 nach Schnitt X-Y besteht aus einer bühnenartigen Stahl-Konstruktion und ist oben mit Fahrschienen und innenliegenden Radführungen (5) versehen.
Tragarme (6) sind an Säulen (7) über Rollen (8) geführt und werden mit Kettentrieb (9) elektrisch auf und ab bewegt. Die Arme besitzen konische Zapfen (10), die in Vertiefungen der Batteriebox (11) zur Fixierung eingreifen, wenn der Tragarm die Box erreicht. Nach Abwärts-Bewegung der Box wird sie auf Rollenschienen (12), die ebenfalls Fixierzapfen (13) besitzten, abgesetzt. Ein Kettentrieb (14) befördert die Box zur Batterie-Bestückung (15) in der Halle.
Unter dem Kettentrieb ist eine Wasser- und Schmutzfangwanne (16) angeordnet.
Die Batteriebox nach 9 besitzt 2 Batterien (17) und nach 10 4 Batterien (17).
Die Batteriebox enthält einen Stahl-Tragrahmen (18), der in den Ecken Verschlußbolzen (19) des Fahrzeugbodens aufnimmt. Der Schließvorgang wird über die Tragarme (6) ausgelöst.
Die Box (11) besteht aus dem mit Dichtung (20) versehenem, verschleißfestem Unterteil (21) und dem Oberteil (22), sodaß die Batterien unter dem Wagenboden geschützt untergebracht sind. Das Oberteil wird in der Lagerhalle zum Entnehmen der leeren Batterien und zum Einlegen der geladenen Batterien auf- und wieder zugeklappt, wie in 4 gezeigt.
Die 5–8 zeigen die Batterieunterbringung an den verschieden großen Fahrzeugen.
Bei jedem PKW-Fabrikat sind die Abstände A-B-C einzuhalten, um mit den Stellungen der Tragarme (6) überein zu stimmen. Die Höhe D-x, in 12, von Box-Unterkante zur Fahrbahn ist auf die Hubstrecke des Kettentriebes (9) abgestimmt.
Zur Überflur-Lösung 1 und 2 gibt es alternativ je nach baulicher Möglichkeit eine Unterflur- Ausführung nach 3 und 4. Die vermeidet das Fahren auf eine Rampe und sollte zum Standard werden. Der Box-Wechslerautomat (1) entspricht der Überflurlösung (1).
In beiden Lösungen wird am Wechslerschacht ein hochschwenkbares Geländer (23) angebracht, welches auch eine Schachtabdeckung enthält. Zur Sicherung dienen Warnschilder und es sind Fotozellen installiert. Die Anlage hat Video-Überwachung.
An der Dachsäule ist ein Zahlautomat (24) angebracht. Das Wartungspersonal kann durch ein Fenster (25) die Anlage kontrollieren. Die Treppe (26) für Fahrgäste gibt nach Wegnahme den Zugang zum Wechsler frei. Bei der Unterflur-Lösung 4 ist unter einem Deckel ein Wartungs-Schacht (27). 4 zeigt einen Wartungsschacht mit Deckel (27).
Der Batteriewechsel geschieht wie folgt:
Das vor der Anlage stehende Fahrzeug wird vom Scanner (28) erfasst. Die für den Wechser erforderlichen Daten gehen an den Rechner, um die Anlage passend zur Batterieanordnung am Fahrzeug zu programmiern. Das Fahrzeug darf auf die Bühne, sobald das Schutzgeländer hochgeklappt und ein Anschlag vor der Vorderachse (29) aufgestellt ist. Wenn das Fahrzeug auf der Bühne ist, kommt ein hinterer Anschlag (30) hoch, wodurch gewährleistet ist, dass der Abstand A eingehalten wird. Sofort fahren nur die Tragarme hoch, die der Batterieanordnung des Fahrzeugtyp's entsprechen und senken die Batteriebox auf die zugehörigen, querlaufenden Rollschienen ab. Der Kettenantrieb befördert sie in den Lagerraum, wo sie mit geladene Batterien bestückt werden. Die Box(en) wird(werden) dann zu den bereitstehenden Tragarmen zurück gebracht, die sie unter den Fahrzeugboden hebt(en). Nach Box-Verriegelung und Absenken der Radananschläge (29–30) ist der Wechselvorgang in ca 5 Min beendet. In dieser Zeit kann der Fahrer am Zahlautomat (24) den überall gültigen Festpreis je Batterie entrichten. Ein Beleg enthält die Zeitangabe, die Batterieanzahl mit Ladebestätigung und den Gesamtpreis.
Auf der Anzeigetafel unter dem Dach (31) konnte der Fahrer die Vorgänge verfolgen, und er bekommt das Signal zum Abfahren.
Vorteile der Erfindung und zusätzliche Merkmale:
Die Erfindung kann sich günstig auf das Verkehrsgeschehen auswirken, weil zumindest der PKW-Anteil die Umwelt weniger belastet und das Antriebsmedium „Strom" in einem vertraglichen Kostenrahmen gehalten werden kann, sofern die Stromerzeugung umweltgerecht erfolgt z. B. mit Windkraft und dgl. Auch für die Gesundheit gibt es positive Auswirkungen.
Batterien und Boxen können als Zulieferteile an vielen Stellen in hohen Stückzahlen gefertigt werden. Die komplette BWST wird aus Fertigteilen hergestellt und kann mit Tagesfrist aufgebaut werden. Die Herstellung der genormten Teile ist in mehreren Werken gleichzeitig möglich, um kurzfristig ein Netz von BWST zu erhalten.
Das Laden der Batterien einzeln oder komplett in Boxen erfolgt am Besten in Werken nahe der Stromerzeugung. Sie können per LKW von den BWST abgeholt und wieder gebracht werden.
Aber die Aufladung kann bei entsprechender Einrichtung auch gleich in der Lagerhalle der Batterie-Wechsel-Stelle erfolgen.

Claims

Batterie-Wechselstelle für Elektro-Personen-Kraftwagen und Kleinlieferwagen dadurch gekenzeichnet, dass, die Wechselstelle nach 1 aus 4 Haupt-Komponenten gebildet wird, wie Batterie-Wechsel-Automat (1), Auffahrtrampe (2), Abfahrtrampe (3), Lagerhalle und Nebenräume (4). In 1 ist eine Überflur-Ausführung der Wechselstelle gezeigt. Eine Unterflur-Ausführung nach 3 ist mit Anspruch 14 erfasst.
Batterie-Wechsel-Stelle nach Anspruch 01 dadurch gekennzeichnet, dass, nur Fahrzeuge mit Batteriebox-Anordnung unter dem Fahrzeugboden, wie 5–8 zeigen, und die ein codiertes Nummernschild haben, von der BWST angenommen werden. Ein Scanner (28) ließt die Codierung und gibt die vom Wechsler benötigten Daten an den Rechner weiter.
Batteriebox-Wechsel-Automat nach Anspruch 01 dadurch gekennzeichnet, dass, er sich unterhalb einer bühnenartigen Stahlkonstruktion befindet, auf der das Fahrzeug zum Box-Wechsel positioniert wird.
Batterie-Wechsel-Automat nach Anspruch 03 dadurch gekennzeichnet, dass, die Fahrspuren auf der Bühne mit Bordkanten (5) versehen sind, die auf der RäderInnenseite liegen und dadurch das Fahrzeug mittig ausrichten, und den Freiraum für das Box-Wechseln gewährleisten.
Batterie-Wechsel-Automat nach Anspruch 03 dadurch gekennzeichnet, dass, an beiden Vorderrädern des Fahrzeuges automatisch ausstellbare Anschläge (29 u. 30) vorhanden sind, die das Fahrzeug in Längsrichtung festhalten und es dadurch auf den Wechsler abstimmen.
Batteriebox-Wechsel-Automat nach Anspruch 03 dadurch gekennzeichnet, dass, an 4 Säulen (7), je 2 Tragarme (6), über Rollen (8) geführt, (12) angeordnet sind. Die Tragarme enthalten je 2 konische Zapfen (10) zum Fixieren der Box (11). Die Tragarme werden nach dem Computer-Programm entsprechend der Batterie-Anordnung am Fahrzeug über einen Kettenantrieb (9) betätigt. Nicht benötigte Tragarme bleiben unten stehen.
Batterie-Wechsel-Automat nach Anspruch 03 dadurch gekennzeichnet, dass, beidseitig neben den Säulen (7) querverlaufende Rollenschienen mit abgeschrägter Lauffläche (12) 11 angebracht sind, die bis in die Lagerhalle (4) 4 verlaufen.
Rollenschiene nach Anspruch 07 dadurch gekennzeichnet, dass, auf der Rollenschiene (12) sich ein U-förmiges Profilstück befindet, das mit Rollen versehen ist, und Fixierzapfen (13) für die Box besitzt. Das Profilstück überdeckt zum Schutz die Rollenschiene wie in 11 gezeigt. Das Profilstück wird über einen Kettentrieb (14) programmgesteuert vom Wechsler in die Lagerhalle befördert Hier bleibt die Box stehen. Sobald sie mit geladenen Batterien bestückt ist, bringt sie der Kettentrieb zurück.
Rollenschiene nach Anspruch 07 dadurch gekennzeichnet, dass, unter der Rollenschiene (12) eine Wanne (16) für das von der Box abfallende Wasser und den Schmutz angebracht ist. Die Wanne ist zum Lagerraum geneigt, wo sich am Ende eine Ablaufrinne befindet. Auf der Säulenseite ist eine automatische Reinigung des Wanne installiert, die auch für die Box(en) unter dem Fahrzeug eingesetzt wird.
Batteriebox nach Anspruch 02 dadurch gekennzeichnet, dass, den Fahrzeugen 2 Boxgrößen zur Verfügung stehen: Box (11) für 2 Batterien nach 9, Box (11a) für 4 Batterien nach 10. Die Batterien (17) sind einheilich.
Batteriebox nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass, zur gesicherten Aufnahme der Batterien im Box-Unterteil (21) nach 12 Stahl-Tragrahmen (18) nach 9 und 10 integriert sind. Die Tragrahmen besitzen in den Ecken Aufnahmestücke für die am Wagenboden befestigten Verschlußbolzen (19).
Batteriebox-Unterteil nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass, das Unterteil (21) nach 12 aus einem verschleißfestem Material besteht. Auf der Unterseite sind konische Vertiefungen vorhanden, die zur Fixierung der Box auf den Tragarmen und auf der Rollenschiene dienen. Der obere Rand enthält eine umlaufende Dichtung (20).
Batteriebox-Oberteil nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass, das Oberteil (22) als leichte Schutzhaube ausgebildet ist. Auf der Oberseite befinden sich Öffnungen für die Verschlußbolzen (19) und den Stromkontakt zum Fahrzeug nach 5–8. Die Öffnungen sind gegen Staub und Nasse abgedichtet. Seitlich sind Lüftungsschlitze mit Filtermatte für die Kühlung der Batterie vorhanden. Am Fahrzeug kann zusätzlich ein Lüfter-Gebläse vor einem Lüftungsschlitz angebracht werden.
Batterie-Wechsel-Stelle nach Anspruch 01 dadurch gekennzeichnet, dass, die Batterie-Wechsel-Stelle sowohl in Überflur-Lösung nach 1 als auch in Unterflur-Lösung nach 3 erstellt werden kann.
Batterie-Wechsel-Stelle in Unterflur-Lösung nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass, der Batterie-Wechsel-Automat (1) und die Lagerhalle (4) in einer betonierten Wanne untergebracht, und die Fahrflächen bündig sind. Zur Wartung ist die Wanne im Wechslerbereich erweitert und mit einer Klappe abgedeckt (27).
Batterie-Wechsel-Stelle nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass, an der Lagerhalle (4) wie in 2 und 3 gezeigt, ein hochschwenkbares Geländer (23) angebracht ist. Mit den unteren Stäben ist eine Schachtabdeckung gelenkig verbunden. Diese Zugangssicherung am Wechsler wird vorwiegend in den Betriebspausen computer-gesteuert über eine Seilwinde betätigt.
Batterie-Wechsel-Stelle nach Anspruch 01 dadurch gekennzeichnet, dass, die. Auffahrtrampe (2), wie der Wechsler, mit radführenden Bordkanten versehen ist. Im Übergang zur Wechslerbühne ist zwischen den Bordkanten eine Abflachung vorhanden, wodurch die Batterie-Boxen mehr Freiraum erhalten. Die Abfahrtrampe (3) ist gleich wie die Abffahrtrampe (2) ohne Scannereinrichtung. Beide Rampen erhalten absenkbare Räder, um Zugang zum Wechselautomaten bei Inspektionen durch Wegfahren, wie auch die seitliche Treppe (26), zu erhalten.
Batterie-Wechsel-Stelle nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass, unter einer Überdachung der BWST eine Anzeigetafel (31) befestigt ist, auf der alle wichtigen Hinweise dem Fahrer mitgeteilt werden, und dass an einer Dachstütze ein Zahlautomat (24) angebracht ist.
Batterie-Wechsel-Stelle nach Anspruch 01 dadurch gekennzeichnet, dass, im Nebenraum der Lagerhalle (4) die Computer-Steuerung gesichert untergebracht ist. Das Wartungspersonal kann durch ein Fenster (25) die Vorgänge an der Batterie-Wechsel-Stelle sehen.