DE69425511T2

DE69425511T2 - Verfahren zum ersetzen einer elektrischen batterie in einem elektrisch angetriebenen fahrzeug

Info

Publication number: DE69425511T2
Application number: DE69425511T
Authority: DE
Inventors: G. Hammerslag
Original assignee: UNLTD RANGE ELECTRIC CAR SYSTE
Current assignee: UNLTD RANGE ELECTRIC CAR SYSTE
Priority date: 1994-01-06
Filing date: 1994-12-12
Publication date: 2001-04-19
Anticipated expiration: 2014-12-13
Also published as: DE69425511D1; EP0735978A4; CA2179612A1; US5549443A; EP0735978A1; AU1304995A; ATE195297T1; JPH09507191A; WO1995018760A1; EP0735978B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Batterielade- und -transfersysteme. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Batterielade- und -transfersysteme, die den automatischen Austausch und die automatische Ladung von elektrischen Autobatterien ermöglichen.
In meinem früheren US-Patent Nr. 4.334.819 wird ein kontinuierliches Batterieladesystem beschrieben, bei dem die Batterien in einer Batterietransferstation aus einem elektrischen Fahrzeug herausgenommen werden. In der Transferstation wird eine frische Batterie eingebaut, und die erschöpfte Batterie wird in ein Ladesystem eingesetzt, um aufgeladen zu werden und nach der Transferstation zurückbefördert zu werden.
Bei dem System wird der Fall betrachtet, daß es einen Bedarf für die Aufladung einer großen Anzahl von austauschbaren Batterien gibt, zum Beispiel, nachdem die Autofahrer das Konzept der elektrisch angetriebenen Fahrzeuge übernommen und akzeptiert haben. Ein Nachteil der elektrisch angetriebenen Fahrzeuge ist die relativ kleine Reichweite, die bei Verwendung der bekannten Batterietechnologie erreicht werden kann. Um ein brauchbares elektrisches Fahrzeugsystem zu verwirklichen, müssen an zahlreichen Stellen Batterietransfermöglichkeiten vorhanden sein, so daß der Fahrbereich ziemlich groß sein kann, ohne daß der Fahrer eine Batterie wiederaufladen muß. Dies bedeutet, daß dann, wenn die Reichweite eines elektrischen Fahrzeugs ohne Wiederaufladen der Batterie oder der Batteriepackens ungefähr 160 km (100 Meilen) ist, die Ausflüge des Benutzers auf ungefähr 80 km (50 Meilen) begrenzt sind. Wenn der Benutzer jedoch in Abständen von 120 oder 160 km (75 oder 100 Meilen) die teilweise erschöpfte Batterie leicht durch eine frische oder voll aufgeladene Batterie ersetzen kann, ist die Grenze für eine sichere Fahrt hinausgeschoben.
In meinem früheren Patent wird daher eine Erfindung beschrieben, welche die Verwendung von elektrischen Fahrzeugen bei einer größeren Reichweite ermöglicht, weil aufgeladene oder frische Batterien an verschiedenen Stellen einer Strecke, die länger als die der Rundfahrtleistung der Fahrzeugbatterie entsprechende Strecke ist, rasch in das Fahrzeug eingebaut werden können. Trotzdem besteht ein Bedarf für ein Batterielade- und -transfersystem, das die leichte Herausnahme von entladenen Batterien aus einem Fahrzeug und die Ersetzung durch eine vollständig aufgeladene Batterie ermöglicht. Die Batterien und das Ladesystem müssen angepaßt werden, um die Batterie bei der Herausnahme-, Lade- und Einbauprozedur in wirksamer Weise zu handhaben.
In DE-A-22 59 505 wird eine Batteriestation zum Befördern von Batterien längs einer durch eine Förderereinheit gebildeten Schleife zu einem Fahrzeug hin und von einem Fahrzeug weg beschrieben.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um ein Batterietransfer- und -ladesystem von der in meinem oben angegebenen Patent allgemein betrachteten Art universeller anwendbar und kommerziell akzeptierbar zu machen, werden in dem vorliegenden Patent Verbesserungen bei dem System hinsichtlich der Transfermethode zum Austauschen der Batterien in der Transferstation, und hinsichtlich der Bauweise der Ladestationen vorgenommen.
Insbesondere wird bei der vorliegenden Erfindung der Fall betrachtet, daß das elektrische Fahrzeug mit einer Batterie oder einem Batteriepacken mit relativ langer und breiter, aber flacher Form versehen ist, die in das Fahrzeug seitlich eingebaut werden können. Die Batterie kann eine Einheit von zum Beispiel ungefähr 150 cm (5') Breite, ungefähr 150 cm (5') Länge, und ungefähr 23 cm (9") Höhe sein, oder eine Verbundbatterie aus in Serie geschalteten, kleineren Batterien in einem Packen oder einer Box sein, welche die kleineren Batterien einschließen. In jedem Fall kann die Batterie (Einheit oder Packen) aus dem Fahrzeug leicht seitlich herausbewegt werden, beispielsweise, wenn sie aus dem Fahrzeug herausgeschoben wird, weil eine frische Batterie in den Batteriesitz des Fahrzeugs seitlich hineingeschoben wird. In dem Batteriesitz wird der Kontakt der Batterieklemmen mit dem Antriebsmotor des Fahrzeugs automatisch hergestellt.
Bei einem solchen System können die Fahrzeuge mit einer anfänglichen Batterie verkauft werden, die in einer Transferstation bei relativ geringen Kosten gegen eine frische Batterie ausgetauscht werden kann, wobei die Kosten die Wiederaufladung der Batterie, plus die Wertminderung und den Austausch der Batterie umfassen, und zwar durch eine Batterieaufladeorganisation, die Stationen hat, die in strategischer Weise in Gebieten gelegen sind, in denen ein zunehmender Bestand von kompatiblen elektrischen Fahrzeugen zu versorgen ist.
Um den Aufbau eines Systems von Batterietransferstationen zu erleichtern, haben die Stationen der vorliegenden Erfindung eine modulare Bauweise. Dies ermöglicht, eine Transferstation bei niedrigen anfänglichen Investitionskosten zu errichten. Die Station kann vergrößert werden, wenn der Bedarf zunimmt.
Zu diesem Zweck besteht die vorliegende Erfindung aus einer Methode zum Ersetzen einer elektrischen Batterie eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, wie sie in dem Patentanspruch 1 definiert ist.
Um dies zu erreichen, habe ich eine Batterietransferstation vorgesehen, in die ein standardisiertes Fahrzeug hineingefahren werden kann. Das bei der Erfindung betrachtete Fahrzeug hat ein Batteriesitzmittel, um eine relativ breite, flache Batterie aufzunehmen. Eine aufgeladene Batterie kann innerhalb des Batteriesitzmittels seitlich bis in ihre Position geschoben werden. Wenn die aufgeladene Batterie in ihre Position geschoben wird, kommt sie in Kontakt mit der vorhandenen Batterie, und schiebt sie die vorhandene Batterie aus dem Batteriesitzmittel heraus bis in ein Aufnahmemittel. Die Zahnräder des Aufnahmemittels greifen in die Kerben auf der Unterseite der vorhandenen Batterie ein, wenn die vorhandene Batterie von dem Batteriesitzmittel weggeschoben wird. Die Zahnräder führen die Herausnahme der vorhandenen Batterie aus dem Fahrzeug zu Ende.
Weiterhin sind Antriebsmittel vorgesehen, um eine frische Batterie horizontal in den Batteriesitz zu schieben, und es sind Mittel vorgesehen, um die erschöpfte Batterie bei dem Ladesystem aufzunehmen. Die erschöpfte Batterie wird getestet, und zurückgewiesen, wenn sie für die Wiederaufladung ungeeignet ist, oder mit anderen Batterien der Reihe nach wiederaufgeladen, während sie über Ladestellen nach der Transferstation befördert wird zwecks Einbau in ein später angekommenes Fahrzeug.
Die Lade- und Transfersysteme der Erfindung sind in einer modularen Bauweise ausgeführt, wodurch anfänglich eine kleine Ladestation errichtet werden kann und, wenn der Bedarf zunimmt, ein zweiter Modul und weitere Module hinzugefügt werden können, die auf der anfänglichen Station basieren, und bei denen viele Teile von dem gleichen Transfer- und Handhabungsapparat verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung hat weitere Vorteile und Merkmale, die unter Bezugnahme auf das hier beschriebene Beispiel am besten verständlich sind, wobei jedoch die folgende ausführliche Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen nicht in einem begrenzenden Sinn verstanden werden sollen. Die Erfindung ist in den beigefügten Patentansprüchen definiert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Fig. 1 ist eine Draufsicht, mit weggebrochenen Teilen, die ein Batterietransfer- und -ladesystem gemäß der vorliegenden Erfindung wiedergibt.
Die Fig. 2 ist eine vertikale Schnittansicht gemäß der Linie 2-2 der Fig. 1, die einen ersten Modul mit vollen Linien, und zusätzliche Module mit unterbrochenen Linien wiedergibt.
Die Fig. 3 ist eine seitliche Schnittansicht gemäß der Linie 3-3 der Fig. 1.
Die Fig. 4 ist eine vergrößerte, fragmentarische Draufsicht gemäß der Linie 4-4 der Fig. 3, mit weggebrochenen Teilen, welche die Batterieeinbaumittel wiedergibt.
Die Fig. 5 ist eine vertikale Schnittansicht gemäß der Linie 5-5 der Fig. 4, mit weggebrochenen Teilen.
Die Fig. 6 ist vorwiegend eine perspektivische Ansicht von unten einer typischen Batterie oder Batteriebox, die für die Verwendung bei der Erfindung bestimmt ist.
Die Fig. 7 ist eine seitliche, fragmentarische Schnittansicht gemäß der Linie 7-7 der Fig. 2.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

In den Fig. 1 und 2, auf die zuerst Bezug genommen wird, ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung allgemein veranschaulicht, bei der die Batterien B in einer Batterietransferstation T ausgetauscht werden. Die erschöpften Batterien werden von einem Fahrzeug V bis in ein Ladesystem C bewegt und über einen Pfad an einer Vielzahl von Ladestationen oder Ladestellen 5 vorbei befördert, wonach sie in die Transferstationen zurückbefördert werden, um dann in die Fahrzeuge eingebaut zu werden.
Die wiedergegebene Struktur umfaßt eine gewisse Anzahl von vertikalen Tragpfosten 10, auf denen eine Rahmenstruktur auf eine geeignete Weise angebracht ist. Die Pfosten 10 erstrecken sich vertikal über eine gewünschte Länge, um die Anbringung einer Serie von vertikal in einem gewissen Abstand voneinander angeordneten Batteriebeförderungs-Rahmenmodulen, wie bei 10a in der Fig. 2 wiedergegeben, zu ermöglichen, von denen jeder im allgemeinen mit dem unten beschriebenen Beförderungs- und Ladesystem übereinstimmt.
In der Fig. 2, auf die nun Bezug genommen wird, umfaßt die Transferstation T eine Positionierungsstruktur 12, die als Aufnahme für die Vorder räder 13 des Fahrzeugs V wiedergegeben ist, wenn das Fahrzeug in die Transferstation T hineingefahren wird, wodurch Fahrzeuge von Standardlänge in der Transferstation in der Längsrichtung gleichmäßig positioniert werden. Wenn gewünscht, können mehrere Positionierungsmittel 12 bei den in einem gewissen Abstand voneinander angeordneten Stellen für Fahrzeuge von verschiedener Länge vorgesehen werden. Auf jeden Fall wird das Fahrzeug zwischen einer Batterieverschiebungsstation 14 und einer von dem Batterieladesystem vorgesehenen Batterieaufnahmestation 15 richtig positioniert, wodurch eine frische Batterie durch ein Schiebemittel 16 von der Verschiebestation 14 bis in das Batteriefach 17 (Fig. 2) des Fahrzeugs V horizontal bewegt wird. Die Batterie, die hineingeschoben wird, schiebt eine vorhandene Fahrzeugbatterie weit genug aus Fach 17 heraus, um einem Aufnahmemittel der Aufnahmestation 15 zu ermöglichen, die Herausnahme der vorhandenen Batterie zu Ende zu führen.
Der tatsächliche Batterieaustausch bei dem Fahrzeug kann auf viele alternative Arten ausgeführt werden, je nach der Konfiguration der Batterie und der Batterieaufnahmestrukturen des Fahrzeugs. Anstatt der gewaltsamen Verschiebung der eingebauten, entladenen Batterie durch eine neue, aufgeladene Batterie kann die entladene Batterie vorher herausgenommen werden, zum Beispiel durch ein Zahnrad, wie unten erörtert wird. Obwohl bei der bevorzugten Ausführungsform ein seitlicher, horizontaler Einbau und eine seitliche, horizontale Herausnahme der Batterie verwendet werden, werden außerdem für einen Fachmann auf diesem Gebiet Varianten ersichtlich werden hinsichtlich der vorliegenden Beschreibung und der gewünschten Batteriefachkonfiguration für, das Fahrzeug.
Beispielsweise kann die Batterie leicht angepaßt werden für die vertikale Herausnahme aus dem Auto und den anschließenden vertikalen Einbau der neuen Batterie. In ähnlicher Weise kann die Batterie leicht in einer axialen Richtung horizontal herausgenommen werden, wie beispielsweise aus dem hinteren Teil des Wagens oder aus dem vorderen Teil des Wagens. Die genaue Stelle und Art der Herausnahme der Batterie ist eine Entwurfsüberlegung, die durch Routineversuche eines Fachmannes auf diesem Gebiet optimiert werden kann, hinsichtlich Überlegungen, wie Batteriegröße, Gewichtsverteilung bei dem Fahrzeug, und anderer Zugangsüberlegungen, wie die Lage der Türen, der Räder und dergleichen.
Obwohl eine einzige Batterie bevorzugt wird, können auch zwei, drei, vier oder mehr einzelne Batterien bei einem Fahrzeug herausgenommen oder eingebaut werden. Die Verwendung von mehreren Batterien, die in getrennten Einheiten enthalten sind, kann in konstruktiver oder ästhetischer Hinsicht wünschenswert sein, je nach der Autokonfiguration und dem gewünschten Gesamtvolumen der Batterie. Außerdem können eine hauptsächliche Fahrbatterie und eine getrennte "Reserve"-Batterie im Hinblick auf den Verbraucherkomfort wünschenswert sein.
Die Anpassung der verschiedenen vertikalen Hebevorrichtungen, der Förderer und der anderen strukturellen Komponenten des Batterielade- und -transfersystems der vorliegenden Erfindung, um jede dieser Arten von Variationen unterzubringen, ist für einen Fachmann auf diesem Gebiet angesichts dieser Beschreibung leicht ausführbar. Die dargestellte Ladestationsstruktur erstreckt sich in der Längsrichtung von der Aufnahmestation 15, dann in der Querrichtung, und danach zurück bis zu der Verschiebe (Einbau)-Station. Folglich ist ein seitlicher Zwischenraum vorgesehen, um das Fahrzeug zwischen den Längsstrecken aufzunehmen. Der Querabschnitt des Ladesystems ist erhöht angeordnet, wie in der Fig. 2 zu sehen ist, und die parallelen Längsstrecken verlaufen von der Transferstation nach oben, so daß das Fahrzeug nach dem Batterieaustausch zwischen den vertikalen Tragpfosten 10 unter dem erhöht angeordneten Querabschnitt der Struktur hindurchfahren kann. In alternativer Weise kann der Querabschnitt des Batteriepfades, wenn gewünscht, auch unterhalb des Pfades des herausfahrenden Wagens angeordnet werden, oder es kann vorgesehen werden, den Wagen rückwärts aus dem Austauschstand herauszufahren, wenn gewünscht wird, das Batterieförderersystem im wesentlichen längs einer einzigen, horizontalen Ebene zu halten. Bei den vorherigen zwei Konfigurationen können die Fahrzeuge nacheinander durch die gesamte Struktur hindurchfahren.
Wie in der Fig. 1 zu sehen ist, hat ein hydraulischer Kolben 20 eine Stange 21, die ausgefahren werden kann, um die Batterie oder den Batteriepacken B gewaltsam in das Fahrzeug hineinzuschieben. In der Fig. 7, auf die nun Bezug genommen wird, schiebt die Stange 21 die Batterie B1 seitlich in einen in dem Fahrzeug vorgesehenen Batteriesitz 22. Die Batterie B1 verschiebt die vorhandene Fahrzeugbatterie B2, wodurch diese auf einen Ausgangsförderer geschoben wird, zum Beispiel auf einem geneigten Rampenabschnitt 23 des Sitzes 22 nach oben und zu der Batterieaufnahmestation 15 hin geschoben wird.
Der Batteriesitz in dem Fahrzeug ist so strukturiert, daß er Zurückhaltemittel aufweist, um eine seitliche Bewegung der Batterie aus dem Sitz heraus zu verhindern, außer bei der Transferstation, wo geeignete Verschiebemittel 16, wie der Kolben 20, vorgesehen sind. Es können viele verschiedene Zurückhaltestrukturen vorgesehen werden, je nach dem Batterieentwurf und dem Batteriesitzentwurf. Beispielsweise können ein oder mehr sich vertikal erstreckende Stege oder Vorsprünge auf der Einbauseite und/oder der Herausnahmeseite der Batterie vorgesehen werden, um einen Anschlag zu haben, über den die Batterie hinwegbewegt werden muß, um aus dem Wagen herausgenommen zu werden. Der Anschlag kann dauerhaft angebracht sein, oder zwischen einer "verriegelten" und einer "unverriegelten" Position bewegbar sein. In alternativer Weise können viele verschiedene Batteriefachluken verwendet werden, die normalerweise geschlossen und verriegelt sind, jedoch nicht während des Batterieaustauschvorgangs.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Batteriesitz 22 auf der Einbauseite mit einer Schulter versehen, um eine Bewegung der Batterie in der Rückwärtsrichtung zu verhindern. Obwohl der Erfinder ein System bevorzugt, bei dem die Batterien auf einem kontinuierlichen Pfad in einer Richtung eingeschoben und herausgenommen werden, können die Förderer und hydraulischen Vorrichtungen der Transferstation von einem Fachmann auf diesem Gebiet leicht modifiziert werden, um die Herausnahme und den Einbau der Batterie von derselben Seite des Fahrzeugs aus vorzunehmen, wenn dies gewünscht wird.
Antriebsmittel D, die in der Fig. 4 zu sehen sind, sind vorgesehen, um die seitliche Bewegung der erschöpften Batterie aus dem Fahrzeug heraus zu unterstützen. Solche Antriebsmittel D können, wie in der Fig. 7 teilweise gezeigt ist, angetriebene Zahnradmittel 24 sein, die ausgelegt sind, um in Kerben oder Aussparungen 25 in der Unterseite der Batterie einzugreifen, um den Transfer der Batterie B2 von dem Fahrzeug in die Aufnahmestation 15 zu Ende zu führen. Die Kerben 25 sind vorzugsweise bei den entgegengesetzten Enden der Batterie B gelegen, und sie weisen Vorsprünge auf, die einen seitlichen Antrieb der Batterie ermöglichen. Die Unterseite der Batterie hat außerdem Zahnrad-Aufnahmeaussparungen 26, die seitlich in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet sind, und die Vorsprünge aufweisen, in die zusätzliche Antriebszahnräder 27 (Fig. 4 und 5) eingreifen können, die ausgelegt sind, um in die Batterien einzugreifen und die Batterien in einer zu der Verschieberichtung senkrechten, seitlichen Richtung durch die Ladestationen zu verschieben.
In alternativer Weise können auf dem Batteriepacken viele verschiedene Eingriffsstrukturen vorgesehen werden, um einen Eingriff mit dem Antriebsmechanismus der Transferstation zu ermöglichen. Die Verwendung einer bestimmten Struktur, wie Haken, Ringe, Vorsprünge oder Aussparungen ist abhängig von dem Gewicht der zu transferierenden Batterie, der statischen Reibung oder dem strukturellen Anschlag, die beim Herausnehmen der Batterie zu überwinden sind, und der Art der Herausnahme, wie beispielsweise durch eine horizontale Verschiebung oder eine vertikale Anhebung, wie für einen Fachmann auf diesem Gebiet leicht ersichtlich ist. Im allgemeinen haben die Eingriffsstrukturen vorzugsweise ein relativ niedriges Profil, um eine eventuelle unbeabsichtigte gegenseitige Verriegelung mit anderen Batterien oder Teilen des Systems zu minimieren, und dennoch einen Transfer mit genügend Kraft zu ermöglichen, um die Batterie durch die Transferstation zu schieben. Zu diesem Zweck bevorzugt der Erfinder eine Vielzahl von in einem gewissen Abstand voneinander angeordneten Aussparungen in dem Batteriegehäuse, in die, wie dargestellt, ein Zahnrad eingreifen kann, oder eine andere Eingriffsstruktur auf dem Antriebsmechanismus.
Wie in den Fig. 1 und 6 veranschaulicht ist, hat die Batterie an ihren entgegengesetzten Enden Kontaktpfosten 30, die automatisch in Kontakte innerhalb des Fahrzeugs eingreifen, wenn die Batterie in das Fahrzeug hineingeschoben wird. Außerdem sind auf entgegengesetzten Seiten der Batterie Ladekontakte 31 vorgesehen, die auch als Testkontakte verwendet werden. Wenn die Batterie in der Transferstation aus dem Fahrzeug herausgeschoben wird, kommt sie in der Aufnahmestation an, und dann greift der Kontakt 31 auf einer Seite in eine Testschiene 32 ein. Ein vertikal verschiebbarer Testkontakt 33 in der Aufnahmestation 15 ist ausgelegt, um durch einen Kolben 34 angehoben und abgesenkt zu werden, wodurch die Batterie getestet werden kann. In der Teststation kann die Batterie mittels eines unter der Aufnahmestation vorgesehenen Kolbens 35 (Fig. 3) nach einer Stelle für defekte Batterien abgesenkt werden zwecks Herausnahme aus dem System.
Wenn die Batterien nach und nach an den Ladestationen S vorbeibewegt werden, greifen die Pfosten oder Kontakte 31 in die Ladekontakte 35 und 36 ein. Die Ladepfosten 35 und 36 werden durch einen Spannungsregler (nicht wiedergegeben) so gesteuert, daß das Ladungsniveau der Batterien gesteuert wird. Die spezielle Konfiguration der elektrischen Kontakte kann sehr verschieden sein, wie für einen Fachmann auf diesem Gebiet ersichtlich ist. Beispielsweise können anstelle des dargestellten Pfostens 31 viele verschiedene elektrisch leitende Kontaktoberflächen entweder über oder unter der angrenzenden Oberfläche der Batterie vorgesehen werden. In alternativer Weise können viele verschiedene Stecker, Clips, leitende Kabel und dergleichen verwendet werden, um sowohl den Wagen, als auch die Ladestation in elektrischen Kontakt mit der Batterie zu bringen.
Die quergerichteten Antriebsnocken 25 in den Batterien ermöglichen auch eine seitliche Batteriebewegung, wenn die Batterien das Ende der ersten Längsstrecke nach der Aufnahmestation erreichen, so daß die Batterien nach der zu der Aufnahmestation 14 zurückführenden Längsstrecke verschoben werden können.
Nun wird auf die Fig. 4 und 5 Bezug genommen. Da die Querantriebszahnräder 24 und die Längsantriebszahnräder 27 nicht gleichzeitig in die Batterien eingreifen dürfen, sind die Zahnräder 24 und die Antriebsmittel 24d auf einer Rahmenstruktur 24f angebracht, die durch einen Kolben 24r in selektiver Weise vertikal verschoben wird. In gleicher Weise werden die Zahnradrahmenstruktur 27f und der Zahnradantrieb 27d durch einen Kolben 27r vertikal verschoben. Folglich können die Zahnräder 24 und 27 in selektiver Weise mit den Batterieantriebsaussparungen 25 und 26 in Eingriff gebracht werden.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß gemäß der vorliegenden Erfindung ein verbessertes System verwirklicht wird, bei dem die Prinzipien meiner oben angegebenen Patentanmeldung verwendet werden, wodurch Batterien oder Batteriepacken durch ein Aufbewahrungs- und Ladesystem leicht und rasch zu einem elektrischen Fahrzeug hin, und von einem elektrischen Fahrzeug weg transferiert werden können, wobei das Aufbewahrungs- und Ladesystem nach und nach erweitert werden kann, wenn Bedarf für zusätzliche Module entsteht. Jeder Modul stimmt im wesentlichen mit dem ersten Modul überein, und kann in vertikalen Ebenen eingebaut oder gebaut werden.
Die Hebevorrichtungen in der Transferstation können so strukturiert werden, daß das Anheben und Absenken von Batterien nach und von einer Ebene von ausgewählter Höhe ermöglicht wird, wodurch eine große Anzahl von Batterien auf engem Raum aufbewahrt und geladen werden kann.

Claims

1. Methode zum Ersetzen einer elektrischen Batterie in einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug, welche die Schritte aufweist, bei denen:

eine Batterietransferstation vorgesehen wird, mit

einer Durchfahr-Fahrzeugbucht, die an einem ersten Ende einen Eingang und an einem zweiten Ende einen Ausgang hat, um dem Fahrzeug zu ermöglichen, in die Bucht hineinzufahren, innerhalb der Bucht anzuhalten, und längs eines vorgegebenen Pfades aus der Bucht herauszufahren, ohne die Richtung umzukehren;

einem kontinuierlichen Batterietransferförderer, um eine entladene Batterie aus dem Fahrzeug heraus zu befördern, und um eine geladene Batterie in das Fahrzeug hinein zu befördern, wobei der Batterietransferförderer auf einer ersten Seite der Bucht ein Batterieaufnahmeende, und auf einer zweiten Seite der Bucht ein Batterieabgabeende hat; mindestens einer Batterieladestation auf dem Batterietransferförderer zwischen dem Batterieaufnahmeende und dem Batterieabgabeende; und

einem vertikal versetzten Abschnitt des Förderers, um dem Förderer zu ermöglichen, den vorgegebenen Pfad zu kreuzen, und das Batterieaufnahmeende mittels des Förderers in Verbindung mit dem Batterieabgabeende zu bringen, ohne zu verhindern, daß sich das Fahrzeug längs des vorgegebenen Pfades weiterbewegt;

ein Fahrzeug längs des vorgegebenen Pfades und in die Bucht hinein weiterbewegt wird, wobei das Fahrzeug in einem Batteriefach eine entladene Batterie hat, wobei das Batteriefach auf einer Seite des Fahrzeugs eine Batterieausgangsöffnung, und auf einer anderen Seite des Fahrzeugs eine Batterieeinbauöffnung hat;

eine kontinuierliche, geschlossene Batterietransferschleife von dem Batteriefach, aus der Batterieausgangsöffnung des Fahrzeugs heraus und auf das Batterieaufnahmeende des Förderers, längs des Förderers nach dem Abgabeende, von dem Fördererabgabeende durch die Batterieeinbauöffnung des Fahrzeugs, und in das Batteriefach hinein hergestellt wird;

die entladene Batterie von dem Batteriefach des Fahrzeugs durch die Batterieausgangsöffnung und auf das Batterieaufnahmeende des Förderers befördert wird; und

eine geladene Batterie längs des Förderers, von dem Fördererabgabeende herunter, durch die Batterieeinbauöffnung und in das Batteriefach des Fahrzeugs hinein befördert wird.

2. Methode gemäß Anspruch 1, die weiterhin den Schritt aufweist, bei dem die entladene Batterie längs des Förderers weiterbewegt wird und in eine darauf vorgesehene Batterieladestation hinein bewegt wird.

3. Methode gemäß Anspruch 2, die weiterhin den Schritt aufweist, bei dem die Batterie von der Batterieladestation längs des Förderers weiterbewegt wird und in das Batteriefach des Fahrzeug hinein bewegt wird.

4. Methode gemäß Anspruch 3, wobei der Förderer eine darauf vorgesehene Batterieteststation aufweist, um die längs des Förderers weiterbewegten Batterien zu testen, wobei die Methode weiterhin die Schritte aufweist, bei denen:

die entladene Batterie längs des Förderers weiterbewegt wird und in die Batterieteststation hinein bewegt wird;

die Batterie in der Batterieteststation getestet wird, um zu beurteilen, ob die Batterie eine Ladung aufnehmen kann; und

aufgrund der Ergebnisse des Tests die Batterie entweder längs des Förderers nach der Ladestation weiterbewegt wird, oder die Batterie von dem Förderer heruntergenommen wird.

5. Methode gemäß Anspruch 1, wobei bei dem Schritt, bei dem die entladene Batterie aus dem Batteriefach heraus befördert wird, die entladene Batterie mit der geladenen Batterie weiterbewegt wird.

6. Methode gemäß Anspruch 5, wobei bei dem Weiterbewegungsschritt eine geladene Batterie von einer ersten Seite des Fachs in das Fach hinein befördert wird, bis die geladene Batterie die entladene Batterie berührt, und die geladene Batterie weiterbewegt wird, um die entladene Batterie gewaltsam aus dem Fach heraus zu bewegen.

7. Methode gemäß Anspruch 1, wobei bei dem Schritt, bei dem eine geladene Batterie in das Fach hinein bewegt wird, automatisch eine elektrische Verbindung der geladenen Batterie mit einem Kreis des Fahrzeugs hergestellt wird.

8. Methode gemäß Anspruch 1, die weiterhin den Schritt aufweist, bei dem die entladene Batterie in der Ladestation automatisch geladen wird.

9. Methode gemäß Anspruch 1, die weiterhin den Schritt aufweist, bei dem ein die Kapazität vergrößernder Modul zu der Fördererschleife hinzugefügt wird, um dadurch die Batteriekapazität der Fördererschleife zu vergrößern.