NL1043906B1 - Mobiele bouwmachine, werkwijze voor het opladen van een batterijsysteem, mobiele energiecentrale en inrichting voor het uitvoeren van bouwwerken - Google Patents

Abstract

Werkwijze voor het opladen van een batterijsysteem, daardoor gekenmerkt dat het batterijsysteem geheel of gedeeltelijk wordt opgeladen door middel van stroom, die door een mobiele energiecentrale wordt geleverd en/of opgewekt, waarbij de stroom bij voorkeur geheel of gedeeltelijk door de mobiele energiecentrale uit duurzame energie, zoals zonne- en/of windenergie, wordt opgewekt.

Description

Mobiele bouwmachine, werkwijze voor het opladen van een batterijsysteem, mobiele energiecentrale en inrichting voor het uitvoeren van bouwwerken De huidige uitvinding heeft betrekking op een mobiele bouwmachine, een werkwijze voor het opladen van een batterijsysteem, éen mobiele energiecentrale en een inrichting voor het uitvoeren van bouwwerken.

Meer specifiek betreft de uitvinding een mobiele bouwmachine, die een elektromotor omvat, alsmede een batterijsysteem voor het aandrijven van de elektromotor.

Mobiele bouwmachines behoren tot de groep van de “niet voor de weg bestemde mobiele machines”, in het Engels “non-road mobile machinery” genoemd. Het zijn machines die niet voor personen- of goederenvervoer zijn bestemd.

Het gebruik van mobiele bouwmachines kan kwalijke gevolgen hebben voor het milieu. Immers, mobiele bouwmachines hebben meestal een verbrandingsmotor, die voor de uitstoot van CO2 en/of andere voor het milieu schadelijke stoffen zorgt. Verder worden deze machines typisch op lokale oppervlakten, bv. in het kader van een bouwproject, ingezet en kunnen zij in deze lokale zone en de nabije omgeving ervan de luchtkwaliteit drastisch verslechteren.

Hieraan wordt gepoogd tegemoet te komen door de zogenaamde “elektrificatie” van mobiele bouwmachines. Dat houdt in dat, in plaats van een verbrandingsmotor, een elektromotor wordt ingezet voor het geheel of gedeeltelijk aandrijven van de mobiele bouwmachine. Aangezien een elektromotor weinig tot geen schadelijke uitstoot heeft, kan de toepassing ervan de luchtkwaliteit in het werkveld van de mobiele bouwmachine significant verbeteren. Echter, zoals volgt uit hetgeen hierna komt, zijn de gekende technieken om een elektromotor bij mobiele bouwmachines in te zetten, weinig praktisch en weinig efficiënt.

Het is gekend om de elektromotor van een mobiele bouwmachine van stroom te voorzien of aan te drijven door deze met een voedingskabel op het elektriciteitsnet aan _ te sluiten. Deze oplossing is echter weinig praktisch, omdat ze de mobiliteit van de mobiele bouwmachine op significante wijze inperkt. Eigenlijk is deze manier om de 1043906 | elektromotor van stroom te voorzien, enkel geschikt bij permanente, of semipermanente, opstelling van de mobiele bouwmachine. Het document US 9,120,651 B1 openbaart een alternatieve mogelijkheid om de elektromotor van een mobiele bouwmachine van stroom te voorzien. In dat document wordt een kraan geopenbaard, die een compartiment voor het huisvesten van een oplaadbaar batterijsysteem omvat. Dit batterijsysteem wordt gebruikt om energie aan de elektromotor te leveren. Hierbij is geen verbinding tussen de kraan en het elektriciteitsnet nodig, waardoor de mobiliteit van de kraan kan worden behouden. Het batterijsysteem dat in het document US 9,120,651 omschreven is, is uitwisselbaar, wat betekent dat het batterijsysteem kan worden vervangen door, of gewisseld met, een ander dergelijk batterijsysteem. Dat biedt derhalve de mogelijkheid om het ontladen batterijsysteem te vervangen door een ander, opgeladen batterijsysteem, waarna de kraan terug operationeel is. Dergelijk systeem levert heel wat tijdswinst op in vergelijking met een vast met de kraan verbonden, niet-uitwisselbaar batterijsysteem. Immers, bij dit laatste systeem is de kraan niet of nauwelijks operationeel! tijdens het oplaadproces. Het batterijsysteem dat in US 9,120,651 wordt beschreven, is echter relatief log en het bijhorende “toolles” mechanisme voor het vervangen van het batterijsysteem is vrij ingewikkeld. Dat maakt dat het vervangproces toch tijdrovend is, waardoor de kraan voor een aanzienlijke tijdsperiode niet of nauwelijks inzetbaar zal zijn. Zeker in het kader van bouwwerken, is dat nefast. Het gebruik van uitwisselbare batterijsystemen is ook in andere technische domeinen gekend. Zo beschrijft het document US 2010/0230188 A1 een voertuig dat voor personen- en goederenvervoer is bestemd, uitgerust met dergelijk batterijsysteem. Een ander voorbeeld wordt gegeven in het document US 2002/0125857 A1, dat betrekking heeft op draadloos elektrisch gereedschap, waarbij een uitwisselbaar batterijsysteem wordt toegepast. Dergelijke batterijsystemen zijn echter niet geëigend voor gebruik in mobiele bouwmachines.

De huidige uitvinding beoogt in de eerste plaats in een alternatieve mobiele bouwmachine te voorzien, waarbij volgens verschillende voorkeurdragende uitvoeringsvormen één of meerdere van de voornoemde en/of andere problemen worden verholpen. Meer specifiek heeft de uitvinding onder meer als een doel het op praktische en/of efficiënte wijze inzetten van elektromotoren bij mobiele bouwmachines mogelijk te maken. Hiertoe voorziet de uitvinding, volgens een eerste onafhankelijk aspect ervan, in een mobiele bouwmachine, waarbij de mobiele bouwmachine een elektromotor omvat, alsmede een batterijsysteem voor het aandrijven van de elektromotor, met als kenmerk dat het batterijsysteem minstens twee batterijpakketten omvat, die individueel uitwisselbaar en oplaadbaar zijn. Door dit kenmerk worden meer mogelijkheden geboden om het vervang- en/of oplaadproces van het batterijsysteem van de mobiele bouwmachine beter te organiseren en om elektromotoren praktischer en/of efficiënter bij mobiele bouwmachines te kunnen inzetten. Doordat minstens twee batterijpakketten worden ingezet, die afzonderlijk van elkaar uitwisselbaar en oplaadbaar zijn, kunnen de individuele batterijpakketten kleiner en/of compacter worden uitgevoerd, in vergelijking met een batterijpakket dat siechts alleen zou worden ingezet, met als gevolg dat het vervangen van de batterijpakketten vlotter kan verlopen en de mobiele machine dus minder lang niet-operationeel hoeft te zijn. De mobiele bouwmachine kan bij de wissel van een batterijpakket zelfs inzetbaar blijven, want de uitvinding maakt het mogelijk dat dan het andere batterijpakket voor het aandrijven van de elektromotor kan worden ingezet, doordat de batterijpakketten individueel uitwisselbaar en oplaadbaar zijn.

Bij voorkeur zijn de batterijpakketten individueel inzetbaar voor het aandrijven van de elektromotor van de mobiele bouwmachine. Hiermee wordt bedoeld dat het ene batterijpakket afzonderlijk van het andere batterijpakket kan worden gebruikt voor de aandrijving. De mogelijkheid wordt derhalve geboden om de bouwmachine “actief” te houden, terwijl een batterijpakket wordt vervangen, doordat dan het andere batterijpakket kan worden ingezet voor het aandrijven van de elektromotor. De mobiele bouwmachine hoeft op deze manier weinig tot geen stilstand te ondervinden. De individuele inzetbaarheid van de batterijpakketten sluit niet uit dat zij ook met elkaar kunnen samenwerken om de elektromotor van de mobiele bouwmachine aan te drijven.

De mobiele bouwmachine kan een monitor omvatten voor het monitoren van het oplaadniveau van de batterijpakketten. Bij voorkeur is de monitor in staat om het individuele oplaadniveau van de batterijpakketten te monitoren. Alzo kan voor ieder batterijpakket afzonderlijk worden bepaald of deze al dan niet dient te worden opgeladen en derhalve al dan niet aan een wissel toe is.

1043906 |

Bij voorkeur omvat minstens één, en meer bij voorkeur elk, van de batterijpakketten een waterdichte box, die één of meer batterijen van het betreffende batterijpakket huisvest. Zo kan de veiligheid van de mobiele bouwmachine worden gegarandeerd. De batterijpakketten kunnen een waterdichte box gemeenschappelijk hebben, bijvoorbeeld in de zin dat één waterdichte box de één of meerdere batterijen van deze batterijpakketten huisvest. Het batterijsysteem is bij voorkeur in de mobiele bouwmachine geïncorporeerd.

De elektromotor en het batterijsysteem zijn bij voorkeur zodanig geconfigureerd dat een retrofit uitvoering mogelijk is, bijvoorbeeld doordat de elektromotor en het batterijsysteem de plaats kunnen innemen van een bij de mobiele bouwmachine ingebouwde verbrandingsmotor en eventuele toebehoren. Dat biedt de mogelijkheid voor het ombouwen van bestaande bouwmachines met een verbrandingsmotor tot elektrische bouwmachines volgens de uitvinding. Dergelijke retrofit uitvoering maakt het derhalve mogelijk de principes van de uitvinding op grootschalige basis uit te rollen. Een minimaal invasieve methode kan worden gekozen om zoveel mogelijk van de originele machineonderdelen van de bouwmachine te behouden. De uitvinding sluit evenwel niet uit dat zij bij nieuwe mobiele bouwmachines wordt toegepast. Bij voorkeur is minstens één, en meer bij voorkeur elk, van de batterijpakketten oplaadbaar door middel van duurzame energie, zoals zonne- en/of windenergie, en/of waterstof, en/of hydrozine. Daartoe kan de werkwijze volgens het tweede, derde en/of vierde aspect, de mobiele energiecentrale volgens het vijfde aspect, en/of de inrichting volgens het zesde aspect, van de uitvinding worden aangewend, waarbij al dan niet gebruik kan worden gemaakt van een mobiele energiecentrale. Doordat het betreffende batterijpakket door middel van duurzame energie, en/of waterstof, en/of hydrozine wordt opgeladen, biedt de uitvinding een duurzame oplossing voor het inzetten van een elektromotor bij mobiele bouwmachines. Minstens één, en meer bij voorkeur elk, van de batterijpakketten is bij voorkeur oplaadbaar door middel van een mobiele energiecentrale. Daartoe kan de werkwijze volgens het tweede, derde en/of vierde aspect, de mobiele energiecentrale volgens het vijfde aspect, en/of de inrichting volgens het zesde aspect, van de uitvinding worden 1043906 | aangewend.

Eén of meer voordelen van het gebruik van een mobiele energiecentrale voor het opladen van een batterijsysteem, of delen daarvan, in het bijzonder een uitwisselbaar en oplaadbaar batterijpakket, worden hierin onder meer in het kader van het tweede en andere aspecten van de uitvinding toegelicht. 5 Bij voorkeur is minstens één, en meer bij voorkeur elk, van de batterijpakketten gestandaardiseerd.

De standaardisatie biedt de mogelijkheid één en hetzelfde | batterijpakket in meerdere toepassingen, bv. in meerdere bouwmachines van een verschillend type, te gebruiken.

Het gestandaardiseerde batterijpakket kan dan naar keuze worden ingezet, bv. bij de machine die op een zeker moment in de tijd een opgeladen batterijpakket nodig heeft, los van het eigenlijke type van deze machine.

Ook in het kader van de andere aspecten van deze uitvinding is een batterijsysteem, of delen daarvan, zoals een batterijpakket of batterij, bij voorkeur gestandaardiseerd.

De mobiele bouwmachine is bij voorkeur volledig elektrisch aangedreven.

De uitvinding kan voordelig worden toegepast bij de volgende mobiele bouwmachines: een graafmachine, een shovel, een ankerboormachine, een heimachine en een bulldozer.

Het is echter niet uitgesloten dat de uitvinding bij andere mobiele bouwmachines wordt geïmplementeerd.

De uitvinding kan met name bij ieder type van mobiele bouwmachine worden toegepast.

Het opladen van een batterijsysteem, of delen daarvan, door middel van een mobiele energiecentrale is op zich een inventief idee, los van het gebruik van het batterijsysteem in een mobiele bouwmachine of van het minstens bestaan van het batterijsysteem uit uitwisselbare en oplaadbare batterijpakketten.

Hoewel een mobiele energiecentrale op zich bekend is, bijvoorbeeld uit het document NL1018569, werd dergelijke energiecentrale tot dusver niet ingezet voor het opladen van een batterijsysteem.

De huidige uitvinding heeft, volgens een onafhankelijk tweede aspect ervan, betrekking op een werkwijze voor het opladen van een batterijsysteem, met ais kenmerk dat het batterijsysteem, of delen daarvan, geheel of gedeeltelijk wordt opgeladen door middel van stroom, of elektrische energie, die door een mobiele energiecentrale wordt geleverd en/of opgewekt.

Dat kenmerk biedt de mogelijkheid om het batterijsysteem op te laden in de nabijheid van waar het dient te worden ingezet, zelfs als daar geen elektriciteitsnet voorhanden is.

Immers, een mobiele energiecentrale kan dicht bij de “werkzame” zone van het batterijsysteem, i.e. de zone waar het batterijsysteem dient te worden ingezet, worden geïnstalleerd. Op deze manier hoeft het batterijsysteem, of de inrichting waarin het batterijsysteem bedoeld is om te worden gebruikt, niet over ellenlange afstanden te worden getransporteerd naar een locatie waar aansluiting op het elektriciteitsnet mogelijk is. Derhalve kan voor een uitermate snel oplaadproces van het batterijsysteem worden gezorgd. Als het batterijsysteem op basis van uitwisselbare en oplaadbare batterijpakketten werkt, kan een zeer snelle wissel van ontladen door opgeladen batterijpakketten worden bewerkstelligd.

De stroom kan door de mobiele energiecentrale op verschillende manieren worden geleverd en/of opgewekt, dewelke manieren naar willekeur met elkaar kunnen worden gecombineerd. Hierin worden een aantal voorkeurdragende manieren toegelicht, maar de uitvinding is daar niet tot beperkt.

De stroom kan bijvoorbeeld geheel of gedeeltelijk door de mobiele energiecentrale uit duurzame energie worden opgewekt. In dat geval betreft de stroom, althans minstens gedeeltelijk, zogenaamde groene stroom. Er wordt derhalve een duurzame oplossing voor het opladen van een batterijsysteem geboden. De duurzame energie kan bijvoorbeeld zonne- en/of windenergie zijn. Zonne- en/of windenergie kan door de mobiele energiecentrale worden omgezet in de benodigde stroom door middel van, al naargelang het geval, zonnepanelen, windmolens en/of windturbines. Zonnepanelen, windmolens en/of windturbines kunnen bijvoorbeeld op de mobiele energiecentrale, meer in het bijzonder op de eventuele container van de mobiele energiecentrale, worden geplaatst.

Volgens nog een mogelijkheid kan de stroom geheel of gedeeltelijk door middel van een tot de mobiele energiecentrale behorende generator worden opgewekt. Deze generator werkt bij voorkeur op biobrandstof en meer bij voorkeur uitsluitend op biobrandstof. De generator kan zich in de mobiele energiecentrale, meer in het bijzonder in de eventuele container van de mobiele energiecentrale, bevinden.

Nog een mogelijkheid bestaat erin dat de stroom geheel of gedeeltelijk door de mobiele energiecentrale op basis van waterstof en/of hydrozine wordt opgewekt. Hiertoe kan bijvoorbeeld een brandstofcel worden gebruikt, die waterstof in stroom omzet. De brandstofcel kan een membraan omvatten, dat ervoor zorgt dat waterstofgas zich met zuurstofgas verbindt door middel van een redoxreactie, d.w.z. een reactie waarbij een elektronenstroom van 2 x H2 + O2 overgaat in 2 x H20, waarbij zowel de H2 als de O2 van neutrale deeltjes overgaan in elektrisch geladen deeltjes en waarbij alzo ionen worden vrijgegeven. De brandstofcel kan zich in de mobiele energiecentrale, meer in het bijzonder in de eventuele container van de mobiele energiecentrale, bevinden. Het waterstof wordt bij voorkeur gedragen door een tot de mobiele energiecentrale behorende, bv. een in de mobiele energiecentrale aanwezige, waterstofdrager. De waterstofdrager is bij voorkeur van het vloeibare type, wat als voordeel biedt dat geen druktanks vereist zijn in tegenstelling tot bij waterstofgas. De vloeibare waterstofdrager omvat bij voorkeur hydrozine, omdat hydrozine grote hoeveelheden waterstof op veilige wijze kan opslaan. De mobiele energiecentrale kan voorzien zijn van opslagmiddelen voor het al dan niet tijdelijk opslaan van de door de mobiele energiecentrale geleverde en/of opgewekte stroom. De stroom kan dan bijvoorbeeld tijdelijk worden opgeslagen alvorens het wordt gebruikt om het batterijsysteem op te laden. De opslagmiddelen kunnen bijvoorbeeld één of meer batterijen of accu's omvatten. Als meer dan één batterij of accu wordt gebruikt, is het voordelig dat deze batterijen of accu's redundant zijn uitgevoerd, d.w.z. als de ene batterij of accu moet worden opgeladen, kan de andere batterij of accu de leverantie overnemen. De mobiele energiecentrale kan al dan niet op een elektriciteitsnet worden aangesloten. Als de energiecentrale op het net is aangesloten, kan door de energiecentrale stroom worden geleverd aan het net, hetgeen wisseling in frequentie voorkomt en/of vermindert, en alzo een stabieler stroomnet oplevert. Bij deze on-grid oplossing kan ook stroom door het net aan de mobiele energiecentrale worden geleverd, bijvoorbeeld om de eventuele opslagmiddelen van de mobiele energiecentrale op te laden en/of het batterijsysteem op te laden. Als de mobiele energiecentrale niet op het net is aangesloten, is de energiecentrale standalone bruikbaar en mobiel inzetbaar.

De mobiele energiecentrale kan een verplaatsbare behuizing omvat. De behuizing is bij voorkeur een container. Dan is de energiecentrale eenvoudig te transporteren naar de locatie waar deze nodig is.

8 . Bij voorkeur is de mobiele energiecentrale modulair schaalbaar opgebouwd, wat bijvoorbeeld betekent dat met de energiecentrale verschillende vermogens realiseerbaar zijn, zodanig dat batterijsystemen met verschillende vermogens, bijvoorbeeld batterijsystemen die voor verschillende toepassingen zijn bedoeld, door de energiecentrale kunnen worden opgeladen. Het batterijsysteem omvat bij voorkeur een uitwisselbaar en oplaadbaar batterijpakket. Het is met name bij zulk batterijsysteem dat het uitermate voordelig is, te zorgen voor een snelle toelevering van een opgeladen stuk, zodat een snelle batterijwissel kan plaatsvinden. De uitvinding beperkt zich echter niet tot dergelijk batterijsysteem en kan bijvoorbeeld ook worden toegepast voor het opladen van vaste, d.w.z. niet- uitwisselbare, batterijen, zoals de vaste batterijen in elektrische voertuigen die voor personen- en/of goederenvervoer zijn bestemd.

Het batterijsysteem is bij voorkeur bedoeld voor gebruik buiten de mobiele energiecentrale. Het batterijsysteem kan bijvoorbeeld bedoeld zijn om te worden ingezet voor het aandrijven van een mobiele bouwmachine, in het bijzonder voor het aandrijven van een mobiele bouwmachine volgens het eerste aspect van de uitvinding. Het kan echter ook voor andere toepassingen dan mobiele bouwmachines worden gebruikt. Het batterijsysteem kan bijvoorbeeld worden ingezet voor het aandrijven van elektrische voertuigen die voor personen- en/of goederenvervoer zijn bestemd. Of, het batterijsysteem kan worden toegepast als voeding voor elektrisch draadloos gereedschap.

De uitvinding kan bijzonder voordelig worden uitgevoerd op een bouwlocatie, zoals een bouwwerf. Op dergelijke locatie is een goede netaansluiting dikwijls niet eenvoudig geregeld of soms helemaal niet mogelijk. Of, het is veel te duur om een laadvoorziening te plaatsen. De mobiele energiecentrale volgens de uitvinding biedt voor deze moeilijkheden een oplossing.

De huidige uitvinding heeft verder nog betrekking op de volgende onafhankelijke aspecten, die elk op zich inventieve aspecten van de uitvinding vormen: - een onafhankelijk derde aspect, dat een werkwijze betreft voor het opladen van een batterijsysteem voor een mobiele bouwmachine, met als kenmerk dat het batterijsysteem geheel of gedeeltelijk wordt opgeladen door middel van stroom, die geheel of gedeeltelijk uit duurzame energie en/of waterstof en/of hydrozine wordt opgewekt; en - een onafhankelijk vierde aspect, dat een werkwijze betreft voor het opladen van een uitwisselbaar batterijpakket, met als kenmerk dat het uitwisselbaar batterijpakket geheel of gedeeltelijk wordt opgeladen door middel van stroom, die geheel of gedeeltelijk uit duurzame energie en/of waterstof en/of hydrozine wordt opgewekt.

Deze verdere onafhankelijke aspecten kunnen één of meer kenmerken van het tweede aspect van de uitvinding vertonen, zonder dat zij noodzakelijkerwijs beperkt hoeven te zijn tot de toepassing van een mobiele energiecentrale.

De huidige uitvinding heeft, volgens een onafhankelijk vijfde aspect ervan, nog betrekking op een mobiele energiecentrale, met als kenmerk dat deze mobiele energiecentrale geschikt is om te worden ingezet bij het uitvoeren van een werkwijze volgens het tweede, derde en/of vierde aspect van de uitvinding, voor zover dergelijke werkwijze een mobiele energiecentrale toepast. Hiertoe kan deze mobiele energiecentrale middelen omvatten voor het uitvoeren van de stappen volgens de werkwijze van het tweede, derde en/of vierde aspect van de uitvinding.

De huidige uitvinding heeft verder, volgens een onafhankelijk zesde aspect ervan, nog betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van bouwwerken, met als kenmerk dat deze inrichting een mobiele energiecentrale volgens het vijfde aspect van deze uitvinding omvat. Deze inrichting omvat bij voorkeur nog een mobiele bouwmachine, meer bij voorkeur een mobiele bouwmachine volgens het eerste aspect van de uitvinding.

Een batterijsysteem of -pakket kan in het kader van deze uitvinding één of meer batterijen omvatten. In het geval dat het batterijsysteem of -pakket meer dan één batterij omvat, zijn deze batterijen bij voorkeur individueel inzetbaar, bijvoorbeeld voor het aandrijven van een elektromotor, waarbij de individuele inzetbaarheid niet uitsluit dat de batterijen kunnen samenwerken.

1043906 |

Er wordt nog opgemerkt dat één of meer afzonderlijke kenmerken uit ieder aspect van de uitvinding met één of meer afzonderlijke kenmerken uit ieder ander aspect van de uitvinding kunnen worden gecombineerd, in zoverre dergelijke combinatie niet tegenstrijdig is.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: - figuur 1 een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een mobiele bouwmachine volgens de uitvinding weergeeft; - figuur 2 een vergrootte weergave is van hetgeen in figuur 1 met het kader F2 is aangeduid; - figuur 3 een schematische weergave is van de uitwisselbaarheid van de batterijpakketten uit figuren 1 en 2; - figuren 4 tot 6 nog voorbeelden van mobiele bouwmachines volgens de uitvinding weergeven; en - figuur 7 een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een mobiele energiecentrale volgens de uitvinding weergeeft.

Figuur 1 toont een mobiele bouwmachine 1, die volgens de uitvinding is uitgevoerd. De mobiele bouwmachine 1 omvat een elektromotor en een batterijsysteem 2 voor het aandrijven van de elektromotor. Het batterijsysteem 2 omvat meerdere batterijpakketten 3. Het batterijsysteem 2 is in de mobiele bouwmachine 1 geïncorporeerd. Het batterijsysteem 2 en de batterijpakketten 3 zijn in figuur 2 vergroot weergegeven. De batterijpakketten 3 zijn individueel uitwisselbaar en oplaadbaar. Dat betekent dat elk batterijpakket 3, los van de andere batterijpakketten 3, kan worden verwisseld met een nieuw, ander batterijpakket 3 en worden opgeladen. Met andere woorden, een batterijpakket 3 hoeft niet samen met de andere batterijpakketten 3 te worden verwisseld en opgeladen. Figuur 3 toont op schematische wijze de individuele uitwisselbaarheid van de batterijpakketten 3a en 3b. Het ontladen batterijpakket 3a kan individueel worden verwisseld met een nieuw, opgeladen batterijpakket 3b en worden opgeladen.

Het uitwisselen van het ontladen batterijpakket 3a met het opgeladen batterijpakket 3b wordt schematisch aangegeven met de pijlen die in figuur 3 zijn weergegeven.

Nadat het ontladen batterijpakket 3a opgeladen is, kan het opnieuw worden ingezet voor het aandrijven van de elektromotor van de mobiele bouwmachine 1, en daartoe met een ander, ontladen batterijpakket worden verwisseld.

De batterijpakketten 3 zijn in het bijzonder individueel inzetbaar voor het aandrijven van de elektromotor van de mobiele bouwmachine 1. Dat wil zeggen dat elk batterijpakket 3 los van de andere batterijpakketten 3 kan worden ingezet voor het aandrijven van de elektromotor.

Daaruit volgt dat de elektromotor van de mobiele bouwmachine 1 blijvend kan worden aangedreven, terwijl een batterijpakket 3 wordt verwisseld, met name doordat dan de één of meer andere batterijpakketten 3, die nog in de mobiele bouwmachine 1 aanwezig zijn, kunnen worden ingezet om de elektromotor aan te drijven.

De batterijpakketten 3, die in de mobiele bouwmachine 1 aanwezig zijn, werken bij voorkeur samen om de elektromotor van de mobiele bouwmachine 1 aan te drijven.

De mobiele bouwmachine 1 omvat in het bijzonder een monitor voor het monitoren van het oplaadniveau van de batterijpakketten 3. De monitor bevindt zich bij voorkeur in de bestuurderscabine 4 van de mobiele bouwmachine 1, zodanig dat de bestuurder van de mobiele bouwmachine 1 het oplaadniveau van de batterijpakketten 3 kan volgen, terwijl deze bestuurder de mobiele bouwmachine 1 bestuurt.

De monitor is bij voorkeur in staat om het individuele oplaadniveau van de batterijpakketten 3 te monitoren.

Anders gezegd, het is bij voorkeur mogelijk om met de monitor het oplaadniveau van elk batterijpakket 3 afzonderlijk op te volgen, zodanig dat voor elk batterijpakket 3 afzonderlijk kan worden bepaald of deze moeten worden verwisseld en opgeladen.

De batterijpakketten 3 zijn bij voorkeur gestandaardiseerd.

De standaardisatie biedt de mogelijkheid de batterijpakketten 3 in meerdere toepassingen, bv. in meerdere bouwmachines van een verschillend type, te gebruiken.

De gestandaardiseerde batterijpakketten 3 kunnen dan naar keuze worden ingezet, bijvoorbeeld bij de machine die op een zeker moment in de tijd een opgeladen batterijpakket nodig heeft, los van het eigenlijke type van deze machine.

In het voorbeeld van figuur 1 wordt de mobiele bouwmachine 1 volledig elektrisch aangedreven. De uitvinding is echter niet beperkt tot volledig elektrisch aangedreven bouwmachines. Zij kan ook worden toegepast op deels elektrisch aangedreven bouwmachines.

De mobiele bouwmachine 1 van figuur 1 is in het bijzonder een kraan. De uitvinding is echter niet tot dergelijk type bouwmachine beperkt en kan bij eender welk type mobiele bouwmachine worden toegepast. Andere voorbeelden van types mobiele bouwmachines, die volgens de huidige uitvinding zijn uitgevoerd, zijn in de figuren 4 tot en met 6 weergegeven, waarbij deze bouwmachines 1 elk een batterijsysteem 2 hebben, dat meerdere individueel uitwisselbare en oplaadbare batterijpakketten 3 omvat. Figuur 7 geeft een mobiele energiecentrale 5 volgens de uitvinding weer. Met deze mobiele energiecentrale 5 kunnen de batterijpakketten 3 van het batterijsysteem 2 van de mobiele bouwmachine 1 worden opgeladen. Deze mobiele energiecentrale 5 kan bijvoorbeeld onderdeel zijn van een inrichting voor het uitvoeren van bouwwerken, waarbij de centrale 5 dan in het bijzonder op een bouwlocatie of bouwwerf kan zijn geïnstalleerd. De mobiele energiecentrale 5 past de werkwijze volgens de uitvinding toe. De mobiele energiecentrale 5 omvat een container 6. Zoals in figuur 7 is weergegeven, worden de batterijpakketten 3 geheel of gedeeltelijk opgeladen door middel van stroom, die door de mobiele energiecentrale 5 wordt geleverd en/of opgewekt. Deze stroom kan geheel of gedeeltelijk door de mobiele energiecentrale 5 uit duurzame energie worden verkregen, bijvoorbeeld uit onder meer zonne- en/of windenergie. De mobiele energiecentrale 5 kan daartoe zonnepanelen 7 en/of windmolens 8 omvatten. De zonnepanelen 7 zijn in het bijzonder op het dak van de container 6 geïnstalleerd. De stroom kan ook geheel of gedeeltelijk door een tot de mobiele energiecentrale 5 behorende generator worden opgewekt. Deze generator bevindt zich bij voorkeur in de container 6 en wordt dan meer bij voorkeur door de muren of wanden van de container |

6 omgeven. De generator werkt bij voorkeur, en meer bij voorkeur uitsluitend, op biobrandstof. De stroom kan verder geheel of gedeeltelijk door de mobiele energiecentrale 5 op basis van waterstof en/of hydrozine worden opgewekt. Hiertoe kan bijvoorbeeld een brandstofcel worden gebruikt, zoals in deze openbaarmaking is uitgelegd. De brandstofcel kan zich in de mobiele energiecentrale 5 en bij voorkeur in de container 6 van de centrale 5 bevinden. Dan wordt de brandstofcel meer bij voorkeur door de muren of wanden van de container 6 omgeven. Het waterstof wordt bij voorkeur gedragen door een tot de mobiele energiecentrale 5 behorende, bijvoorbeeld een zich in de container 6 bevindende, waterstofdrager. De waterstofdrager is bij voorkeur van het vloeibare type, wat als voordeel biedt dat geen druktanks vereist zijn, in tegenstelling tot bij waterstofgas. De vloeibare waterstofdrager omvat bij voorkeur hydrozine, omdat hydrozine grote hoeveelheden waterstof op veilige wijze kan opslaan.

De mobiele energiecentrale 5 is bij voorkeur voorzien van opslagmiddelen. Deze opslagmiddelen bevinden zich bij voorkeur in de mobiele energiecentrale 5 en meer bij voorkeur in de container 6 van de mobiele energiecentrale 5. De opslagmiddelen kunnen worden gebruikt voor het tijdelijk opslaan van door de mobiele energiecentrale 5 geleverde en/of opgewekte stroom. De opslagmiddelen kunnen bijvoorbeeld één of meer batterijen of accu's omvatten. Als meer dan één batterij of accu wordt gebruikt, is het voordelig dat deze batterijen of accu's redundant zijn uitgevoerd, d.w.z. als de ene batterij of accu moet worden opgeladen, kan de andere batterij of accu de leverantie overnemen.

De mobiele energiecentrale 5 kan al dan niet op het elektriciteitsnet worden aangesloten. De mobiele energiecentrale 5 kan een schakelsysteem omvatten voor het schakelen tussen de verschillende energiebronnen waarin de mobiele energiecentrale 5 voorziet. Het schakelsysteem kan bijvoorbeeld bepalen dat de stroom in de eerste plaats uit zonne-energie wordt bekomen en, als de zonne-energie niet toereikend is, dan wordt overgeschakeld op een andere energiebron, bijvoorbeeld windenergie of de generator of waterstof of hydrozine. Dit schakelsysteem kan algemeen worden toegepast en is dus niet beperkt tot de specifieke uitvoeringsvorm van de mobiele energiecentrale 5 volgens figuur 7. Het principe van het schakelsysteem kan breed worden gecombineerd met bijvoorbeeld de onafhankelijke aspecten van de uitvinding die hierin worden geopenbaard.

De mobiele energiecentrale 5 is bij voorkeur modulair schaalbaar opgebouwd, wat bijvoorbeeld betekent dat met de energiecentrale 5 verschillende vermogens realiseerbaar zijn, zodanig dat batterijsystemen met verschillende vermogens, bijvoorbeeld batterijsystemen die voor verschillende toepassingen zijn bedoeld, door de energiecentrale 5 kunnen worden opgeladen.

Zoals hierin is omschreven, wordt de mobiele energiecentrale 5 gebruikt voor het opladen van de uitwisselbare en oplaadbare batterijpakketten 3. De mobiele energiecentrale 5 van figuur 7 kan echter ook voor andere toepassingen worden ingezet. De mobiele energiecentrale 5 kan bijvoorbeeld worden gebruikt om een batterijsysteem van een elektrisch voertuig 9, dat voor personen- en/of goederenvervoer is bestemd, op te laden. Het batterijsysteem kan dan bijvoorbeeld een vaste, d.w.z. niet-uitwisselbare, batterij omvatten, zoals in figuur 7 getoond. De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen, doch dergelijke bouwmachines, werkwijzen, energiecentrales en inrichtingen kunnen volgens verschillende varianten worden gerealiseerd zonder buiten het kader van de huidige uitvinding te treden.

Claims (30)

Conclusies

1. Werkwijze voor het opladen van een batterijsysteem, daardoor gekenmerkt dat het batterijsysteem (2) geheel of gedeeltelijk wordt opgeladen door middel van stroom, die door een mobiele energiecentrale (5) wordt geleverd en/of opgewekt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de stroom geheel of gedeeltelijk door de mobiele energiecentrale (5) uit duurzame energie, zoals zonne- en/of windenergie, wordt opgewekt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de stroom geheel of gedeeltelijk door een tot de mobiele energiecentrale (5) behorende generator wordt opgewekt, dewelke generator bij voorkeur, en meer bij voorkeur uitsluitend, op biobrandstof werkt.

4. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de stroom geheel of gedeeltelijk door de mobiele energiecentrale (5) op basis van waterstof en/of hydrozine wordt opgewekt.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij de stroom geheel of gedeeltelijk door de mobiele energiecentrale (5) op basis van waterstof wordt opgewekt; en waarbij het waterstof door een tot de mobiele energiecentrale (5) behorende waterstofdrager wordt gedragen, dewelke waterstofdrager bij voorkeur een vloeibare waterstofdrager, en meer bij voorkeur hydrozine, omvat.

6. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de mobiele energiecentrale (5) voorzien is van opslagmiddelen voor het al dan niet tijdelijk opslaan van de door de mobiele energiecentrale (5) geleverde en/of opgewekte stroom.

7. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de mobiele energiecentrale (5) al dan niet op een elektriciteitsnet is aangesloten.

8. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de mobiele energiecentrale (5) een verplaatsbare behuizing omvat, dewelke behuizing bij voorkeur een container (6) omvat.

9. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de mobiele energiecentrale (5) modulair schaalbaar is opgebouwd.

10. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het batterijsysteem (2) een uitwisselbaar en oplaadbaar batterijpakket (3) omvat.

11. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het batterijsysteem (2), en/of het uitwisselbaar en oplaadbaar batterijpakket (3) van conclusie 10, gestandaardiseerd is.

12. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het batterijsysteem (2) bedoeld is om te worden gebruikt buiten de mobiele energiecentrale (5).

13. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het batterijsysteem (2) bedoeld is om te worden gebruikt voor het aandrijven van een mobiele bouwmachine, in het bijzonder een mobiele bouwmachine (1) volgens één van de conclusies 20 tot 30.

14. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de werkwijze op een bouwlocatie, zoals een bouwwerf, wordt uitgevoerd.

15. Werkwijze voor het opladen van een batterijsysteem voor een mobiele bouwmachine, daardoor gekenmerkt dat het batterijsysteem (2) geheel of gedeeltelijk wordt opgeladen door middel van stroom, die geheel of gedeeltelijk uit duurzame energie en/of waterstof en/of hydrozine wordt opgewekt.

16. Werkwijze voor het opladen van een uitwisselbaar en oplaadbaar batterijpakket, daardoor gekenmerkt dat het batterijpakket (3) geheel of gedeeltelijk wordt opgeladen door middel van stroom, die geheel of gedeeltelijk uit duurzame energie en/of waterstof en/of hydrozine wordt opgewekt.

17. Werkwijze volgens conclusie 15 of 16, waarbij deze werkwijze één of meer kenmerken vertoont van de werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 14, zonder dat deze werkwijze noodzakelijkerwijs beperkt is tot de toepassing van een mobiele energiecentrale (5).

18. Mobiele energiecentrale, daardoor gekenmerkt dat de mobiele energiecentrale (5) geschikt is om te worden ingezet bij een werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 17, in zoverre in dergelijke werkwijze een mobiele energiecentrale (5) wordt gebruikt; en dat deze mobiele energiecentrale (5) bij voorkeur middelen omvat voor het uitvoeren van de stappen van de werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 17.

19. Inrichting voor het uitvoeren van bouwwerken, daardoor gekenmerkt dat deze inrichting een mobiele energiecentrale (5) volgens conclusie 18 omvat; en dat deze inrichting bij voorkeur nog een mobiele bouwmachine omvat, meer bij voorkeur een mobiele bouwmachine (1) volgens één van de conclusies 20 tot 30.

20. Mobiele bouwmachine, waarbij de mobiele bouwmachine (1) een elektromotor omvat, alsmede een batterijsysteem (2) voor het aandrijven van de elektromotor, daardoor gekenmerkt dat het batterijsysteem (2) minstens twee batterijpakketten (3) omvat, die individueel uitwisselbaar en oplaadbaar zijn.

21. Mobiele bouwmachine volgens conclusie 20, waarbij de batterijpakketten (3) individueel inzetbaar zijn voor het aandrijven van de elektromotor van de mobiele bouwmachine (1).

22. Mobiele bouwmachine volgens conclusie 20 of 21, waarbij de mobiele bouwmachine (1) een monitor omvat voor het monitoren van het oplaadniveau van de batterijpakketten (3); en waarbij de monitor bij voorkeur in staat is om het individuele oplaadniveau van de batterijpakketten (3) te monitoren.

23. Mobiele bouwmachine volgens één van de conclusies 20 tot 22, waarbij minstens één, en bij voorkeur elk, van de batterijpakketten (3) een waterdichte box omvat, die één of meer batterijen van het betreffende batterijpakket (3) huisvest.

24. Mobiele bouwmachine volgens één van de conclusies 20 tot 23, waarbij het batterijsysteem (2) in de mobiele bouwmachine (1) is geïncorporeerd.

25. Mobiele bouwmachine volgens één van de conclusies 20 tot 24, waarbij de elektromotor en het batterijsysteem (2) zodanig zijn geconfigureerd dat een retrofit uitvoering mogelijk is, bijvoorbeeld doordat de elektromotor en het batterijsysteem (2) de plaats kunnen innemen van een bij de mobiele bouwmachine (1) ingebouwde verbrandingsmotor en eventuele toebehoren.

26. Mobiele bouwmachine volgens één van de conclusies 20 tot 25, waarbij minstens één, en bij voorkeur elk, van de batterijpakketten (3) geheel of gedeeltelijk oplaadbaar is door middel van duurzame energie, zoals zonne- en/of windenergie, en/of waterstof, en/of hydrozine.

27. Mobiele bouwmachine volgens één van de conclusies 20 tot 26, waarbij minstens één, en bij voorkeur elk, van de batterijpakketten (3) oplaadbaar is door middel van een mobiele energiecentrale (5).

28. Mobiele bouwmachine volgens één van de conclusies 20 tot 27, waarbij minstens één, en bij voorkeur elk, van de batterijpakketten (3) is gestandaardiseerd.

29. Mobiele bouwmachine volgens één van de conclusies 20 tot 28, waarbij de mobiele bouwmachine (1) volledig elektrisch aangedreven is.

30. Mobiele bouwmachine volgens één van de conclusies 20 tot 29, waarbij de mobiele bouwmachine (1) een machine betreft, die geselecteerd is uit de volgende groep: een graafmachine, een shovel, een ankerboormachine, een heimachine en een bulldozer.