CN106660460A - 加载装置和用于对机动车进行加载的系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于对机动车(3)进行加载的加载装置(1)包括能量供应单元(5)，该能量供应单元设置在机动车(3)外部并且设计用于提供用于机动车(3)的固体气体电池(33)的电流。此外，加载装置(1)包括气体供应单元(7)，该气体供应单元设置在机动车(3)外部并且设计用于提供用于机动车(3)的固体气体电池(33)的气体。此外，加载装置(1)具有至少一个供应连接端(9)，能量供应单元(5)能借助于所述供应连接端在加载过程的范围中与机动车耦合以用于输送用于固体气体电池(33)的电流并且气体供应单元(7)能借助于所述供应连接端在加载过程的范围中与机动车耦合以用于输送用于固体气体电池(33)的气体。

Description

加载装置和用于对机动车进行加载的系统
技术领域
本发明涉及一种用于对机动车进行加载的加载装置和一种用于对机动车进行加载的系统，该加载装置或者该系统适合用于给机动车输送用于运行固体气体电池的电流和气体。
背景技术
具有电机的机动车是具有通过内燃机的传统驱动装置的机动车的备选方案。电机的优点是在有害物质排放方面的局部零排放。电机的驱动能量一般由可充电蓄电池提供。就此而言，通常将锂离子电池作为蓄电池使用，其施加必要的驱动能量以用于运行机动车。
备选于锂离子电池例如提供有锂空气电池或一般的固体气体电池，它们例如比当前的锂离子电池具有明显更高的理论能量密度和容量，另外它们可以有利地对机动车可能的续航里程产生作用。因此，对于具有固体气体电池的机动车也需要专门的加载装置，该专门的加载装置给机动车提供必要的燃料以用于运行固体气体电池。
在文献US 2012/0041628 A1中描述了一种系统和一种方法，它们适合于给设置在机动车中的金属空气电池进行加载。出于该目的，在机动车中还设置有压缩机和罐，它们能与外部的电流源一起实现金属空气电池的加载循环。
发明内容
本发明的任务提出一种加载装置和一种系统，该加载装置或该系统适用于能以简单的方式实现对用于机动车的固体气体电池的电流和气体的输送。
所述任务通过独立权利要求的特征得到解决。有利的设计方案表明在从属权利要求中。
按照本发明的第一方面，所述加载装置包括用于对机动车进行加载的能量供应单元，该能量供应单元设置在机动车外部并且设计用于提供用于机动车的固体气体电池的电流。此外，所述加载装置包括气体供应单元，该气体供应单元设置在机动车外部并且设计用于提供用于机动车的固体气体电池的气体。此外，所述加载装置具有至少一个供应连接端，能量供应单元能借助于所述供应连接端在加载过程的范围中与机动车耦合以用于输送用于固体气体电池的电流并且气体供应单元能借助于所述供应连接端在加载过程的范围中与机动车耦合以用于输送用于固体气体电池的气体。利用这样的加载装置能实现以简单的方式为具有固体气体电池的机动车加载电流和气体。
固体气体电池具有由固体组成的阳极和与阳极间隔开距离的阴极，该阴极例如由介孔碳组成并且形象地可以作为一种海绵来说明。典型地，电解质处在固体阳极和阴极之间，该电解质根据固体气体电池的实施形式例如可以是以固态或液态形式设计的。通过气体的输送在固体气体电池中感应出如下电流，出于供应能量的目的可以使用该电流。原则上，在固体气体电池的放电时正离子和电子从固体阳极中脱离并且转移到电解质中。在进一步的过程中，正离子在阴极上与输送的气体的原子或分子耦合并且在那里电化学地结合。所述在该过程中所释放的电子供电荷运输所使用并且由此能实现为与固体气体电池相耦合的组件的电流和电气供应。在如果例如将外部电压电位施加到固体气体电池上，该外部电压电位超过在固体气体电池放电时的电位，那么所描述的过程相反并且固体气体电池被充电。在该情况下，在固体阳极的离子和所输送的气体的原子或分子之间的电化学键再次解离。因此离子通过电解质移动到固体阳极并且通过与电子的复合而沉积在该固体阳极上。此外，电化学结合的气体又被释放，该气体例如可以排放到外部区域中或者用于固体气体电池的下一次循环而被回馈。
在要求保护的发明的方面，另外通过所描述的加载装置借助于至少一个供应连接端来提供电流，该电流代表外部电压电位并且该电流由此能实现固体气体电池的充电。能量供应单元例如是加载装置的分开的组件，该能量供应单元例如包括发电机和/或该能量供应单元与供电网耦合，从发电机和/或供电网中获取用于对机动车进行加载所需要的电流。优选地，由能量供应单元提供直流电流或直流电压，因为这对比利用交流电流或交流电压的充电能实现更快的充电过程。不过，利用交流电流或交流电压的充电同样是可能的，从而就此而言例如所述加载装置或机动车包括用于电流或电压转换的组件、例如整流器。以该方式保证给固体气体电池供应直流电流或直流电压，需要所述直流电流或直流电压以用于给固体气体电池充电。
所述在加载过程的范围中释放的气体例如可以从固体气体电池或机动车中排出或者再次用于固体气体电池的下一个行驶循环。在该情况下，例如在机动车中设置高压罐，所述高压罐能与加载装置的至少一个供应连接端耦合。
对于将释放的气体例如从机动车中排出的情况，借助于所描述的加载装置也提供用于固体气体电池的如下气体，该气体可以在加载过程的范围中输送给机动车。这必要时也基于如下理由，机动车的用户想将之前使用的气体用其他种类的气体交换，以便因此例如增加固体气体电池的效率和机动车可能的续航里程。就此而言，加载装置和机动车相应地设计用于在加载过程的范围中实施这样的气体交换。此外，固体气体电池在这样的情况下设计用于借助于不同的气体种类来运行。于是，所述加载装置的气体供应单元例如包括具有用于固体气体电池的不同的气体种类的多个气体罐，所述气体供应单元将不同的气体种类提供用于机动车的加载过程。备选地或者附加地，气体供应单元也与供气网耦合并且从中获取一种或多种气体种类以用于供应给机动车。
用于固体气体电池的电流和气体的加载可以在加载过程的范围中例如同时或者也可以时间上相继地进行。所述至少一个供应连接端在该情况下相应地对此进行设计并且与能量供应单元和气体供应单元耦合。所述至少一个供应连接端例如包括绝缘的电气导线以用于在加载过程的范围中输送电流，该绝缘的电气导线由用于输送气体的气体管路所包围。通过该气体管路例如也可以在加载过程的范围中接收来自机动车的气体，该气体例如在固体气体电池的充电时释放。备选地，所述加载装置出于该目的也包括另外的气体管路，所述另外的气体管路例如也能借助于所述至少一个供应连接端与机动车耦合。就此而言，所述至少一个供应连接端例如实现为一种组合连接端，如此设计所述供应连接端，使得其至少能实现所描述的功能。
备选地或者附加地，所描述的加载装置具有其他的供应连接端，从而在加载过程的范围中例如提供有第一供应连接端以用于输送电流和第二供应连接端以用于输送用于固体气体电池的气体。在此，第二供应连接端也可以设计用于接收来自机动车的气体或者例如存在第三供应连接端，该第三供应连接端承担接收来自机动车的气体的功能。就此而言，供应连接端如此设计，使得它们根据其功能例如具有通用的连接体形式。不过，供应连接端就其形式方面也可以另外地设计，从而在加载过程的范围中能至少持续加载用于固体气体电池的电流和/或气体。
按照第一方面的设计方案，气体供应单元包括压缩机，该压缩机设计用于压缩在加载过程的范围中所提供的用于固体气体电池的气体并且将该气体输送给机动车。
以该方式能给机动车压缩地提供用于运行固体气体电池必需的气体，以便由此例如填充机动车的高压罐。气体在加载过程的范围中压缩地输送给机动车，由此例如能在机动车的高压罐中储存较大的气体体积，较大的气体体积可以有利地对固体气体电池的功率容量和机动车的可能的续航里程产生作用。相应地也可以调整高压罐在机动车中的尺寸，该尺寸的调整另外可以与气体压力、机动车期望的可能的续航里程、固体气体电池的容量有关地实施。
压缩机作为气体供应单元的组件设置在机动车外部并且根据要求保护的发明例如集成在外部的加载站中。这例如能实现对在机动车的高压罐中——机动车自身不携带压缩机——压缩的气体的储存。由此可以实现具有固体气体电池的如下机动车，在所述机动车中能节约重量、体积和成本，这可以通过在机动车中安装压缩机得到证实。通过所描述的加载装置实现的机动车的重量减少有利地对固体气体电池的能量密度和容量产生作用并且通过随之带来的体积减少能实现机动车其他组件的调整，例如高压罐的调整。这可以基于如下理由，比在具有压缩机的机动车的情况下更大地设计高压罐的尺寸。因此通过在加载装置中以及在机动车外部布置压缩机有助于固体气体电池的高效的运行。
按照第一方面的另一设计方案，所述加载装置包括气体接收单元，该气体接收单元设置在机动车外部并且该气体接收单元设计用于在加载过程的范围中接收来自机动车的气体。
以该方式能借助于气体接收单元在加载过程的范围中接收来自机动车的气体并且将气体例如储存在气体罐中。例如因此能实现用于固体气体电池的气体的交换。如果固体气体电池例如设计用于利用合成的空气或纯氧气来运行，那么可以在加载过程的范围中根据需要来排出和交换气体种类。在此，加载装置的气体供应单元例如包括提供至少两种所提及的气体种类并且由此能实现在加载过程的范围中对期望气体的加载。因此例如可以对之前所罐储的合成气体与纯氧气进行交换，纯氧气必要时对比于合成的空气能实现固体气体电池的更高的效率并且由此能实现机动车更大的续航里程。
此外，借助于气体接收单元在加载过程的范围中也能接收所释放的气体，所述释放的气体通过在固体气体电池的放电时的运行与固体的正离子在阴极上化学结合，并且重新将释放的气体输送给机动车的高压罐。
按照第一方面的另一设计方案，所述气体接收单元与气体供应单元耦合并且设计用于将在加载过程的范围中所接收的来自机动车的气体至少部分地输送给气体供应单元。
就此而言，例如在加载过程的范围中所释放的机动车的气体借助于至少一个供应连接端来接收并且将所述气体在进一步的过程中例如经由气体供应单元的一个或多个管路来输送。因此可以借助于压缩机将所接收的气体重新压缩并且为下一个行驶循环而将气体输送给机动车的高压罐用于固体气体电池。必要时仅部分地将接收的气体输送给气体供应单元和机动车，因为例如接收的气体的质量总的来说不符合期望的预定。因此例如将所接收的气体的一部分与借助于气体供应单元通过供气网或通过气体罐所提供的气体混合，从而所述输送给机动车的用于固体气体电池的气体满足预定的要求。对所接收和输送的气体质量的控制例如通过在管路中的传感器来监控，这些传感器例如分析不同的对于运行固体气体电池有害的物质的浓度。
此外，气体接收单元例如也可以构成为简单的管路，该简单的管路将加载装置的至少一个供应连接端与压缩机相耦合。以该方式实现在加载过程的范围中机动车的固体气体电池所释放的气体特别简单的循环。
按照第一方面的另一设计方案，所述气体供应单元包括气体处理单元。
所述气体处理单元例如在将气体输送给机动车用于固体气体电池之前能实现气体的过滤。以该方式可以将有害成分从气体中过滤出，这些有害物质可以对固体气体电池的运行产生不利影响。于是，将所述这样处理过的气体例如输送给机动车的高压罐。
例如可以借助于气体处理单元来去除水和二氧化碳的绝大部分，水和二氧化碳处于例如100至400ppm的范围中就已经对固体气体电池的运行会产生不利影响并且长时间地会损坏固体气体电池。其他的污染物、例如颗粒物和/或碳氢化合物也可以以该方式被分离，从而例如通过处理气体产生基本上仅由氮气和氧气组成的合成气体。接着可以将该合成气体在加载过程的范围中输送给机动车并且该合成气体例如储存在加载装置的气体接收单元中。
在此，气体处理单元例如与气体供应单元的一个或多个气体罐以及与供气网耦合并且因此能实现在将气体在加载过程的范围中输送给机动车之前对气体的净化。
以该方式有助于固体气体电池的更高的使用寿命以及必要时也延迟机动车的固体气体电池的维护时间点。
按照第一方面的另一设计方案，所述加载装置包括至少一个气体罐，该气体罐设置在机动车外部并且与气体供应单元耦合。
如已经描述地那样，气体供应单元可以与至少一个供气网和/或至少一个气体罐耦合，以便能实现在加载过程的范围中对用于机动车的固体气体电池的气体的加载。所述至少一个气体罐例如包含合成空气或纯氧气。
按照第一方面的另一设计方案，所述加载装置包括空气调节器，空气调节器设计用于在加载过程之前和/或在加载过程期间冷却或加热用于机动车的固体气体电池的气体。
借助于所描述的加载装置的空气调节器能将气体调节到优化的温度上，所述优化温度与机动车的加载过程相联系地例如能实现气体的快速和/或保护电池的加载。例如借助于空气调节器来维持通过气体供应单元所提供的气体的确定的温度范围，该确定的温度范围及时实现机动车的固体气体电池的优化运行。例如所述至少一个气体罐是低温储存器，该低温储存器例如能实现对用于机动车的液态氧气的加载。在机动车的运行中例如将液态氧气从高压罐输送给固体气体电池并且液态氧气由于环境温度而汽化并且因此重新以气态存在。
按照第一方面的另一设计方案，所述加载装置包括通信接口，该通信接口设计用于在加载过程的范围中在加载装置和机动车之间交换用于控制加载过程的信号。
借助于通信接口，所要求保护的加载装置能与机动车进行通信并且因此控制机动车的加载过程。就此而言，机动车例如配备有相应的通信接口，相应的通信接口能实现这样的通信。例如因此通过加载装置对机动车的车辆或电池管理系统进行控制，该车辆或电池管理系统另外监控加载过程。在此，通信包括传输不同的信息，例如加载过程的状态、系统压力、输送的气体的氧含量、高压罐的填充度、固体气体电池中的压力、气体温度、电池温度。此外，加载装置设计用于确定对于通信所必要的信息以及测量值并且例如可以借助于不同的传感器来控制加载过程。例如也一起包含对热管理器的控制。
基于加载装置和机动车之间的通信能实现用于固体气体电池的优化且安全的加载过程。
按照第二方面，一种用于对机动车进行加载的系统包括根据第一方面的之前所描述的设计方案之一所述的加载装置以及如下的机动车，该机动车具有固体气体电池和至少一个加载连接端以用于借助于加载装置在加载过程的范围中输送用于固体气体电池的电流和/或气体。
所要求保护的加载装置例如代表一种在公共基础设施中用于具有固体气体电池的机动车的加载站并且可以基本上类似于例如用于具有内燃机的机动车的加油站来理解。区别于已知的加油站，一种这样的加载站能实现用于机动车的固体气体电池的电流和/或气体的加载。由此能实现具有电机的机动车的运行，具有电机的机动车在可能的能量密度和容量方面比当前的具有例如锂离子蓄电池的机动车具有明显更高的潜力。
附图说明
以下根据示意图进一步阐明本发明的实施例。其中：
图1示出用于对机动车进行加载的加载装置，
图2示出用于对机动车进行加载的系统。
具体实施方式
相同构造或功能的元件跨越附图地标明有相同的附图标记。
在图1中示出加载装置1的实施例，该加载装置能实现对用于具有固体气体电池33的机动车3(见图2)的电流和/或气体的加载。该加载装置1包括能量供应单元5和气体供应单元7，能量供应单元和气体供应单元设置在机动车3外部并且为机动车3的加载过程提供电流和气体。
机动车3的加载过程借助于至少一个供应连接端9来实现，所述至少一个供应连接端与能量供应单元5和气体供应单元7耦合。在该实施例中，气体供应单元7通过管道系统并且能量供应单元借助于电气导线与供应连接端9耦合。在管道系统中传播的气体的流量和方向例如可以借助于阀19来控制。在图1中示例性地在管道系统中不同的位置上设置所述阀。在此，在阀19的符号中的中心线应表明阀19是处于阻断方向还是流通方向中。阀19的阻断方向表示为在阀19的符号中的中心线横向于管道系统的相应管道的管壁标明。此外，与阀19的定向无关地通过在管道系统的管道上的箭头来表明气流优选沿着哪个方向流动。双箭头说明，气流能沿着两个所示出的方向流动。
能量供应单元5例如是加载装置1的单独的组件，该能量供应单元例如包括发电机和/或静态电池和/或该能量供应单元与供电网耦合，从供电网中获取对于给机动车3充电所需的电流。优选地，由能量供应单元5提供直流电流或直流电压，因为这对比利用交流电流或交流电压的充电能实现更快的充电过程。不过利用交流电流或交流电压的充电同样是可能的，从而就此而言加载装置1或机动车3例如包括用于电流或电压转换的组件，例如整流器。以该方式保证给固体气体电池33供应直流电流或直流电压，需要所述直流电流或直流电压以用于给固体气体电池33充电。
加载装置1的气体供应单元7在实施例中与两个气体罐17耦合，在两个气体罐中储存有用于固体气体电池33的不同的气体种类，气体罐为机动车的加载过程提供不同的气体种类。例如固体气体电池33设计用于利用合成的空气或者纯氧气来运行，从而气体供应单元7能在加载过程的范围中实现不同的气体种类的加载。备选地或附加地气体供应单元7也与供气网耦合并且从中获取一种或者多种气体种类以用于在加载过程的范围中供应给机动车3。在图1中气体供应单元7示例性地与外部的气体容器8耦合，气体容器附加于两个示出的气体罐17以确保气体供应。备选或附加于气体容器8也可以为机动车3的加载过程从外界空气中获取气体，这在图1中借助于用于外界空气的连接端10代表性地示出。
固体气体电池33例如是已知的锂离子电池的备选方案并且对比于锂离子电池提供有明显更高的能量密度和容量，这另外可以有利地对机动车3的续航里程产生作用。固体气体电池33的一个分组是金属空气电池并且就此而言具体例子是锂空气电池。
固体气体电池33具有由固体组成的阳极和与阳极间隔开距离的阴极。通过气体的输送在固体气体电池33中感应出如下电流，出于供应能量的目的可以在机动车3中使用该电流。另外，以该方式可以驱动机动车3的电机，所述电机将固体气体电池33的电能转化为机械能并且由此实现机动车3的运动。这因此导致固体气体电池33的放电，在固体气体电池的放电中气体的原子或分子与阳极的正离子在阴极上电化学结合。
为了给固体气体电池33再充电，在加载过程的范围中例如借助于至少一个加载连接端31将机动车3与加载装置1的供应连接端9耦合。于是，固体气体电池33的能量供应单元5导致如下电流，该电流基本上代表一个施加在固体气体电池33上的外部的电压电位。因此，之前所描述的放电过程被反转并且固体气体电池33被充电。在充电时在固体阳极的离子和所输送的气体的原子或分子之间的电化学键再次解离。因此电化学结合的气体重新释放并且可以排放到机动车3的外部区域中或者用于固体气体电池33的下一个循环而重新回馈到机动车3中。
就此而言，供应连接端9附加地设计用于在加载过程的范围中接收来自机动车3的气体。出于该目的，例如在机动车3上设置气体排出连接端37，所述气体排出连接端在加载过程的范围中能实现将气体从机动车3中排出。这例如基于如下理由，机动车3的用户想将之前使用的气体用其他种类的气体交换，以便因此例如在运行时提高固体气体电池33的效率和机动车3可能的续航里程。所述加载装置1例如包括气体接收单元13，该气体接收单元在加载过程的范围中借助于供应连接端9来接收来自机动车3的气体，以便将气体例如储存在气体罐中。例如因此能实现用于固体气体电池33的气体的交换。因此例如可以将之前罐储合成的(例如在机动车3的高压罐35中储存的)空气用纯氧气交换，纯氧气必要时对比于合成的空气在固体气体电池33的运行中能实现更高的效率并且由此能实现机动车3更大的续航里程。
此外，借助于气体接收单元13在加载过程的范围中也能接收所释放的气体，所述释放的气体通过在固体气体电池33的放电时的运行与固体的正离子在阴极上电化学结合，并且重新将释放的气体输送给机动车3的高压罐35。
用于固体气体电池33的电流和气体的加载例如可以在加载过程的范围中同时或者也可以时间上相继地进行。所述至少一个供应连接端9在该情况下相应地对此进行设计并且在该实施例中实现为一种组合连接端。备选地，多个供应连接端9设计用于实现所描述的功能。
在图1中的实施例的加载装置1还包括压缩机11和空气调节器21。此外，气体供应单元包括气体处理单元15，借助于该气体处理单元可以处理提供给机动车3的用于固体气体电池33的气体。气体处理单元15在这里所描述的实施例中与气体接收单元13、气体容器8和所述两个气体罐17以及用于外界空气的连接端10和压缩机11耦合。以该方式例如能将气体的有害组分从中过滤出而与气体供应单元7是从哪里获取用于加载过程的气体无关。因此在气体在加载过程的范围中输送给机动车3用于固体气体电池33之前借助于气体处理单元15来净化和/或处理气体。对于如下情况，例如为加载过程从气体容器8或从气体罐17中获取纯氧气，气体的处理不是强制必要的并且可以在没有经过气体处理单元15的情况下输送给机动车3用于固体气体电池33。这示例性地通过管道系统的绕过气体处理单元15的管道示出。
气体例如可以借助于气体处理单元15来去除水和二氧化碳的绝大部分，水和二氧化碳处于例如100至400ppm的范围中就已经对固体气体电池33的运行会产生不利影响并且长时间地会损坏固体气体电池33。其他的污染物、例如颗粒物和/或碳氢化合物也可以以该方式被分离，从而所处理的气体紧接着输送给机动车3或者储存用于例如以后的加载过程。借助于用于外界空气的连接端10以该方式也能从外界空气中获取气体并且如所描述地那样处理气体。于是，在进一步的过程中所述处理过的外界空气例如在加载过程的范围中借助于压缩机11压缩地输送给机动车3，以便因此例如提供对于固体气体电池33的运行所必要的氧气。备选地或附加地也能将处理过的外界空气储存在气体罐17中例如用于以后的加载过程。
借助于气体处理单元15有助于机动车3的固体气体电池33的更高的使用寿命并且很有可能延迟机动车3的固体气体电池33的维护时间点。
用于固体气体电池33的气体可以在加载过程的范围中也在受压力的情况下输送给机动车3。在该情况下在气体到达机动车3的高压罐35之前借助于压缩机11来压缩气体。气体压缩地在高压罐35中所承受的可能的压力范围处于300bar至700bar之间。不过，其他的压力范围同样是可能的。气体在加载过程的范围中压缩地输送给机动车3，由此例如能在机动车3的高压罐35中储存较大的气体体积，这可以有利地对固体气体电池33的功率容量和机动车3的可能的续航里程产生作用。
压缩机11作为气体供应单元7的组件设置在机动车3外部并且集成在加载装置1中。这能实现对用于机动车3的——机动车自身不携带压缩机11——压缩气体的加载和储存。由此可以实现具有固体气体电池33的如下机动车3，在所述机动车中可以节约重量、体积和成本，这可通过在机动车3中安装压缩机11得到证实。通过所描述的加载装置实现的机动车3的重量减少有利地对固体气体电池33的能量密度和容量产生作用并且通过随之带来的体积减少能实现机动车3其他组件的调整，例如高压罐35的调整。这可以基于如下理由，比在具有压缩机11的机动车3的情况下更大地设计高压罐的尺寸。因此通过在加载装置中以及在机动车3外部布置压缩机11而有助于固体气体电池33的高效的运行。
此外，压缩机11在结构类型方面也可以比在移动压缩机的情况下更大地设计。此外，这可以有利地对机动车3的加载过程产生作用，因为在功能相同的基本方案中，小的压缩机一般拥有比更大设计的压缩机更低的效率。因此以该方式在加载过程的范围中对气体更快的加载是可能的。
借助于加载装置1的空气调节器21能将用于加载过程和/或在加载过程期间的气体调节到如下的温度，该温度例如能实现对机动车3的快速和/或保护电池的加载。例如借助于空气调节器21来维持通过气体供应单元7所提供的气体的确定的温度范围，该确定的温度范围及时实现机动车3的固体气体电池33的优化运行。例如两个气体罐17中的一个气体罐也是低温储存器，该低温储存器利用空气调节器21来冷却并且该低温储存器例如能实现对用于机动车3的液态氧气的加载。空气调节器21在该实施例中包括所述两个气体罐17和管道系统的一部分。不过备选地或者附加地能实现的是，对气体接收单元13、气体处理单元15和加载装置1的其他组件进行温度调节并且将它们集成到空气调节器21的作用范围中。
此外，在图1中的加载装置1的实施例具有如下的通信接口23，借助于该通信接口能与机动车3通信并且因此控制机动车3的加载过程。就此而言，机动车3例如配备有相应的机动车-通信接口39，该通信接口能实现这样的通信。例如因此通过加载装置1来控制机动车3的车辆或电池管理系统，所述车辆或电池管理系统另外监控加载过程。在此，通信包括传输不同的信息，例如加载过程的状态、系统压力、输送的气体的氧含量、高压罐的填充度、固体气体电池中的压力、气体温度、电池温度。此外，加载装置1设计用于确定对于通信所必要的信息以及测量值并且例如可以借助于不同的传感器来控制加载过程。这在图1中通过线条来表明，所述线条从通信接口离开并且在能量供应单元5的电气导线上和在用于供应连接端9的管道中结束。可以这样来接收和转发所述测量值和信息，从而例如加载装置1的控制单元(未明确示出)可以针对性地影响加载过程。
因此，基于加载装置1和机动车3之间的通信能实现用于固体气体电池33的电流和/或气体的优化和安全的加载过程。
所描述的加载装置1例如能类似于已知的在公共基础设施中用于具有内燃机的机动车的加油站那样地实现，不过也可以设计为私人的而非用于商业目的。如果加载装置1例如在用户的住址上实现，那么加载装置1就此而言也可以称为私人加载站并且附加地也能实现对固体气体电池的加载，所述固体气体电池给如下组件供应电能，这些组件例如设置在用户的住处并且不属于机动车3。
在图2中示出一种用于对机动车3进行加载的系统，该系统包括加载装置1的实施例和机动车3。加载装置1在该设计方案中基本上相当于图1中加载装置1但具有如下区别，即在图2中示出有加载装置1的三个供应连接端9，所述三个供应连接端互相分离并且能实现在加载过程的范围中电流和/或气体的加载以及来自机动车3的气体的接收。机动车3相应地具有三个互补的连接端，它们在加载过程的范围中与加载装置1的相应所属的供应连接端9耦合。在此，加载装置1的第一供应连接端9为了加载气体而与第一加载连接端31耦合，第二供应连接端9为了加载电流而与第二加载连接端31耦合以及第三供应连接端9为了接收气体而与机动车3的气体排出连接端37耦合。
第一加载连接端31借助于输入管路与机动车3的高压罐35耦合并且能实现对气体的接收，所述气体由加载装置1提供并且在加载过程的范围中被输送。第二加载连接端31例如借助于简单的电气导线与固体气体电池33耦合并且给固体气体电池在加载过程的范围中供应电流，这因此导致固体气体电池33的充电。气体排出连接端37例如与高压罐35和固体气体电池33耦合并且因此能实现对之前所罐储的气体种类的交换和/或对在加载过程中例如从固体气体电池33的外壳所释放的气体的回馈。在此，气体例如由加载装置1的气体接收单元13接收，在进一步的过程中借助于气体处理单元15对有害组分进行去除，紧接着借助于压缩机11压缩并且在受压情况下重新输送给机动车3。必要时将处理过的气体在压缩前就与来自所述气体罐17之一的气体罐的气体混合，以便因此例如能实现高压罐35的最大容量和机动车3的尽可能大的续航里程。
供应连接端9例如如此设计，使得它们根据其功能至少具有通用的连接体形式。不过，供应连接端就其设计方案方面也可以另外地设计，从而在加载过程的范围中能至少持续加载用于固体气体电池33的电流和/或气体。
附图标记列表
1 加载装置
3 机动车
5 能量供应单元
7 气体供应单元
8 气体容器
9 供应连接端
10 外界空气的连接端
11 压缩机
13 气体接收单元
15 气体处理单元
17 气体罐
19 阀
21 空气调节器
23 通信接口
31 加载连接端
33 固体气体电池
35 高压罐
37 气体排出连接端
39 机动车-通信接口

Claims (9)

1.用于对机动车(3)进行加载的加载装置(1)，
-所述加载装置包括能量供应单元(5)，该能量供应单元设置在机动车(3)外部并且设计用于提供用于机动车(3)的固体气体电池(33)的电流，
-所述加载装置包括气体供应单元(7)，该气体供应单元设置在机动车(3)外部并且设计用于提供用于机动车(3)的固体气体电池(33)的气体，以及
-所述加载装置具有至少一个供应连接端(9)，能量供应单元(5)能借助于所述供应连接端在加载过程的范围中与机动车耦合以用于输送用于固体气体电池(33)的电流并且气体供应单元(7)能借助于所述供应连接端在加载过程的范围中与机动车(3)耦合以用于输送用于固体气体电池(33)的气体。
2.根据权利要求1所述的加载装置(1)，其中，所述气体供应单元(7)包括压缩机(11)，该压缩机设计用于压缩在加载过程的范围中所提供的用于固体气体电池(33)的气体并且将该气体输送给机动车(3)。
3.根据权利要求1或2所述的加载装置(1)，其中，所述加载装置包括气体接收单元(13)，该气体接收单元设置在机动车(3)外部并且设计用于在加载过程的范围中接收来自机动车(3)的气体。
4.根据权利要求3所述的加载装置(1)，其中，所述气体接收单元(13)与气体供应单元(7)耦合并且设计用于将在加载过程的范围中所接收的来自机动车(3)的气体至少部分地输送给气体供应单元(7)。
5.根据权利要求1至4之一所述的加载装置(1)，其中，所述气体供应单元(7)包括气体处理单元(15)。
6.根据权利要求1至5之一所述的加载装置(1)，其中，所述加载装置包括至少一个气体罐(17)，所述气体罐设置在机动车(3)外部并且气体罐与气体供应单元(7)耦合。
7.根据权利要求1至6之一所述的加载装置(1)，其中，所述加载装置包括空气调节器(21)，所述空气调节器设计用于在加载过程之前和/或在加载过程期间冷却或加热用于机动车(3)的固体气体电池(33)的气体。
8.根据上述权利要求之一所述的加载装置，其中，所述加载装置具有通信接口(23)，该通信接口设计用于在加载过程的范围中在加载装置(1)和机动车(3)之间交换用于控制加载过程的信号。
9.用于对机动车(3)进行加载的系统，所述系统包括：
-根据权利要求1至8之一所述的加载装置(1)，以及
-机动车(3)，所述机动车具有固体气体电池(33)和至少一个加载连接端(31)以用于借助于加载装置在加载过程的范围中输送用于固体气体电池(33)的电流和/或气体。
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GR01 Patent grant
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