DE4411843A1 - Einrichtung zum Auswechseln von Batterien - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf das Auswechseln von An
triebskraftquellen für Elektrofahrzeuge, und insbesondere
auf ein System von Einrichtungen, durch deren Zusammenwir
ken eine verbrauchte Kraftquelle auf einem Elektrofahrzeug
in kurzer Zeit gegen eine außerhalb des Fahrzeugs verfüg
bare, geladene Kraftquelle ausgewechselt werden kann.
Die Antriebskraftquelle für Elektrofahrzeuge besteht aus
einer Vielzahl von Akkumulatorbatterien, und während die
einzelne Batterie so ausgebildet ist, daß sie von Hand ge
handhabt werden kann, nimmt das gesamte Kraftpaket insge
samt einen wesentlichen Teil des Gesamtgewichts und -volu
mens des Fahrzeugs ein. Die Batteriekapazität begrenzt den
Fahrradius des Elektrofahrzeugs, und für das Aufladen ver
braucht er Batterien muß das Fahrzeug an stationäre Strom
steckdosen angeschlossen werden, wodurch das Fahrzeug wäh
rend der Aufladedauer, die mehrere Stunden beträgt, nicht
einsatzfähig ist. Schnelladesysteme können diese Stillege
zeiten verringern helfen, da sie ein Aufladen in einer Zeit
von einigen zig-Minuten ermöglichen, aber nur bis zu etwa
60% der vollen Ladekapazität der Batterie und nur auf Ko
sten einer sehr hohen Spannung und Stromzuführung, was zu
Risiken und einer Verkürzung der Batterielebedauer führt.
Batterieaustauschsysteme, die ebenfalls studiert werden,
sind bisher noch nicht entwickelt worden aufgrund des Feh
lens von einsatzfähigen Einrichtungen und geeigneten Ver
fahren.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines
Systems von Vorrichtungen zum Austausch der Antriebsquelle
eines Elektrofahrzeuges auf relativ einfache, schnelle und
sichere Weise.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung
einer Kraftquelleneinheit für ein Elektrofahrzeug, die den
Innenraum des Fahrzeugs nicht unnötig beeinträchtigt, keine
Wärme und Gase in die Fahrgastzelle abgibt und bei Kolli
sionen nicht zu einem Kontakt der Insassen mit dem chemi
schen Inhalt von aufgebrochenen Batterien bringt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung
eines Batteriepakets, das eine hohe Leistung relativ zu
seinem Gesamtgewicht aufweist, wobei die jeweils abgegebene
Wärme reduziert und die Temperatur des Batteriepakets in
gesteuerter Weise niedrig gehalten werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein neuarti
ges System von Einrichtungen vor, die sich im Betrieb er
gänzen, und zwar eine Antriebsquelleneinheit mit einer
Vielzahl von Batterien, die von einem Gehäuse umschlossen
sind, am Fahrgestell des Elektrofahrzeuges befestigten Mit
teln zum Halten der Einheit außerhalb des Fahrzeugs, sowie
ein Hebegerät, das an das Gewicht und die Bauform der Ein
heit angepaßt ist, um die Einheit beim Austausch zu handha
ben.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der nachstehenden Beschreibung mit Bezugnahme auf die
Zeichnungen.
Fig. 1 zeigt in teilweise weggebrochener perspektivischer
Darstellung eine Antriebskraftquelleneinheit gemäß der Er
findung.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die in das Gehäuse der
Einheit gepackten Batterien.
Fig. 3 zeigt perspektivisch einen Teil des Innenraums der
Umhüllung.
Fig. 4 und 5 zeigen eine rückwärtige Ansicht bzw. Seitenan
sicht, jeweils teilweise im Schnitt, der Antriebsquellen
einheit, die erfindungsgemäß unter dem hinteren Ende des
Fahrgestells eines Elektrofahrzeugs befestigt ist.
Fig. 6 und 7 zeigen eine rückwärtige Ansicht und eine Sei
tenansicht (teilweise geschnitten) eines Hebegeräts gemäß
der Erfindung mit einer darauf aufgenommenen Antriebskraft
quelleneinheit.
Wie in Fig. 1 perspektivisch dargestellt umfaßt eine Umhül
lung oder ein Gehäuse 1 aus einem geeigneten, widerstands
fähigen Material einen Deckel 1b und ein Kastenunterteil
1a, mit einem Paar von Verstärkungsflanschen 10, die paral
lel einander gegenüberliegend angeordnet sind. Nach außen
vorstehende und gezahnte Strahlungsrippen 2 und Öffnungen 3
sind an dem Gehäuse zur Luftkühlung vorgesehen. Äußere An
schlußklemmen 5a, 5b, 6a und 6b sind für den elektrischen
Anschluß vorgesehen.
Fig. 2 zeigt eine typische Innenaufteilung des Kastens 1a,
in dem eine Vielzahl von Batterien 4 in zwei getrennten
Gruppen gepackt sind, wobei jede Gruppe in Serie geschal
tete Batterien aufweist und an dem jeweiligen Paar von An
schlußklemmen 5a, 5b, bzw. 6a, 6b endet, um unterschiedli
che Kombinationen von Spannung und Strom über einen (nicht
dargestellten) Schalter, der vom Fahrer je nach den Fahrbe
dingungen betätigt wird, einem Elektrofahrzeug zuzuführen.
Ein im Innern des Gehäuses 1a vorgesehenes Gebläse 7 sorgt
zusammen mit den von Abstandshaltern 8 bewirkten Abständen,
wie in Fig. 3 dargestellt, für eine gleichmäßig niedrig ge
haltene Temperatur für die Batterien 4.
Gemäß Fig. 4 und 5, die die an einem Elektrofahrzeug befe
stigte Antriebskraftquelleneinheit darstellen, ist unter
dem hinteren Ende des Fahrgestells 9 des Fahrzeuges ein
Paar von Profilschienen 12 befestigt, an denen das Gehäuse
1 mittels der Randflansche 10 aufgehängt ist. Die Randflan
sche weisen eine Vielzahl von Kugellagern 10 auf, die das
Einschieben und Herausziehen der Einheit in Richtung der
Pfeile 13 relativ zu den auf den Boden 15 stillstehenden
Hinterrädern 14 erleichtern.
Während das Paar von Schienen 12 in Fig. 4 und 5 zwischen
den Hinterrädern 14 dargestellt ist, können diese Schienen
auch zwischen den Vorder- und Hinterrädern angeordnet sein.
In der einen Richtung schlägt die Einheit an den hochgebo
genen Schienenenden (ohne Bezugszeichen) an, und wird dann
am anderen Ende in geeigneter Weise festgelegt.
In Fig. 6 und 7 ist ein Hebegerät 19 dargestellt, das er
findungsgemäß für das Handhaben der Größe und des Gewichtes
der Einheit angepaßt ist, und durch den Bodenabstand, der
gemäß Fig. 4 und 5 begrenzt ist, unter diese einschiebbar
ist. Ein flachliegender Rollwagen 18 nimmt einen Hubzylin
der 17 niedriger Bauhöhe auf, der in an sich bekannter
Weise durch eine Fußpumpe 20 betätigt wird. Der Rollwagen
wird durch eine (nicht dargestellte) Lenkstange manövriert.
Eine von dem Hubzylinder 17 getragene Plattform 16 hat eine
ausreichende Größe, um den Boden des Gehäuses 1 in voller
Größe aufzunehmen. Die Plattform 16 weist eine übliche Zen
triereinrichtung mit Backen 23 und 24 auf, die mit einer
Gewindespindel 23 in Gewindeeingriff stehen und durch eine
Kurbel 21 betätigt werden können.
Bei Betrieb der Vorrichtung wird zum Austausch einer ver
brauchten Antriebskraftquelleneinheit zuerst das hintere
Ende des Fahrzeugs am Boden festgekettet oder in anderer
Weise gegen den Boden festgehalten zum Ausgleich von Ände
rungen der Fahrzeughöhe. Das Hebegerät wird dann unter das
Gehäuse der Batterieeinheit gerollt, und sobald Druck auf
den Hubzylinder gefühlt wird, wird die Zentriereinrichtung
betätigt. Wenn die eine oder andere Backe am Gehäuse an
schlägt, bewegt sich der Rollwagen bei weiterer Drehung der
Kurbel, wodurch eine zuverlässige Zentrierung der Last er
reicht wird, ohne daß dies visuell kontrolliert werden muß,
was häufig schwierig durchzuführen ist, aufgrund der Größe
und des Anbringungsortes dieser Last. Nachdem die Last auf
dem Hebegerät abgesetzt ist, wird dieses weggerollt, wo
durch die Einheit aus ihrem Eingriff mit den Halteschienen
seitlich herausgezogen wird.
Das Einsetzen erfolgt in umgekehrter Weise, wobei eine an
dere Antriebskraftquelleneinheit, die an einer Batte
rieladestation (wie in der japanischen Patentanmeldung
5-79722 vom 6.4.1993 beschrieben), aufgeladen worden ist,
eingesetzt wird, und das Fahrzeug kann dann weiterfahren.
Claims (6)
1. System zum Austausch von Fahrzeugbatterien, umfassend:
eine Vielzahl von elektrischen Akkumulatorbatterien;
ein Gehäuse zum Aufnehmen der Batterien in kompakte Anord nung;
Mittel an dem Gehäuse zum Kühlen der Batterien;
Anschlüsse an dem Gehäuse in elektrischer Verbindung mit den darin befindlichen Batterien;
Elektrokabel mit einem Mehrfach-Steckverbinder zur Stromzu führung von den Batterien über die Klemmen zu einem Elek trofahrzeug; und
Befestigungsmittel zum Anbringen des Gehäuses unter dem Fahrgestell des Fahrzeugs.
eine Vielzahl von elektrischen Akkumulatorbatterien;
ein Gehäuse zum Aufnehmen der Batterien in kompakte Anord nung;
Mittel an dem Gehäuse zum Kühlen der Batterien;
Anschlüsse an dem Gehäuse in elektrischer Verbindung mit den darin befindlichen Batterien;
Elektrokabel mit einem Mehrfach-Steckverbinder zur Stromzu führung von den Batterien über die Klemmen zu einem Elek trofahrzeug; und
Befestigungsmittel zum Anbringen des Gehäuses unter dem Fahrgestell des Fahrzeugs.
2. System nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittel
Öffnungen sowie gezahnte oder vorspringende Strahlungsrip
pen, ein inneres elektrisches Gebläse mit Stromzuführung,
sowie Abstandshalter am Innenboden des Gehäuses, die die
Batterien auf Abstand voneinander halten, umfassen.
3. System nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als Befesti
gungsmittel ein Paar von am Gehäuse beiderseits vorsprin
genden Rippen vorgesehen sind, die eine Vielzahl von Kugel
lagern aufweisen, sowie ein Paar von Profil schienen, die
unter dem Fahrgestell des Fahrzeugs befestigt sind für die
Aufnahme der Kugellager.
4. System nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stroman
schlüsse mehr als ein Paar von positiven und negativen
Klemmen aufweisen zum wahlweisen Kombinieren der Spannungs-
und Stromzufuhr, abhängig von den Fahrerfordernissen des
Fahrzeugs.
5. System zum Austausch von Fahrzeugbatterien, umfassend:
eine Vielzahl von elektrischen Akkumulatorbatterien;
ein Gehäuse zum Aufnehmen der Batterien in kompakter Anord nung;
Mittel an dem Gehäuse zum Kühlen der Batterien;
Anschlüsse an dem Gehäuse in elektrischer Verbindung mit den darin befindlichen Batterien;
Elektrokabel mit einem Mehrfach-Steckverbinder zur Stromzu führung von den Batterien über die Klemmen zu einem Elek trofahrzeug; und
Befestigungsmittel zum Anbringen des Gehäuses unter dem Fahrgestell des Fahrzeugs;
ein Hebegerät zum Erleichtern des Einsetzens oder Abnehmens der Batterieeinheit.
eine Vielzahl von elektrischen Akkumulatorbatterien;
ein Gehäuse zum Aufnehmen der Batterien in kompakter Anord nung;
Mittel an dem Gehäuse zum Kühlen der Batterien;
Anschlüsse an dem Gehäuse in elektrischer Verbindung mit den darin befindlichen Batterien;
Elektrokabel mit einem Mehrfach-Steckverbinder zur Stromzu führung von den Batterien über die Klemmen zu einem Elek trofahrzeug; und
Befestigungsmittel zum Anbringen des Gehäuses unter dem Fahrgestell des Fahrzeugs;
ein Hebegerät zum Erleichtern des Einsetzens oder Abnehmens der Batterieeinheit.
6. System nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Hebegerät
eine flache Plattform zum Aufnehmen des Bodens des Gehäu
ses, wobei die Plattform mit einer Zentriervorrichtung vor
gesehen ist, einen Hebemechanismus zum Ändern der Höhe der
Plattform und einen Rollwagen mit Rädern aufweist, der den
Hebelmechanismus enthält und eine Lenkstange aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5166909A JPH0717265A (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 電気自動車動力用二次電池の自動車への装架装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4411843A1 true DE4411843A1 (de) | 1995-01-12 |
Family
ID=15839894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4411843A Withdrawn DE4411843A1 (de) | 1993-07-06 | 1994-04-06 | Einrichtung zum Auswechseln von Batterien |
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US (1) | US5585205A (de) |
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DE (1) | DE4411843A1 (de) |
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