CN1305702C - 补充和计算车辆消耗的能量的方法、车辆以及站 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种补充和计算车辆所消耗的能量的方法，所述车辆包含一个用于蓄能器的容纳区，其特征在于，a)从车辆(35)上卸下第一蓄能器，b)把带有预设电平的第二蓄能器引入车辆(35)中，c)确定第一和第二蓄能器之间的能量的量差，d)把指示该差的值传输到数据采集装置，e)在第一蓄能器由第二蓄能器(20)更换后，防止从第二蓄能器(20)抽取能量以及通过一驶离禁止装置(22)防止车辆(35)驶离，和f)如果能量抽取被防止，通过一个信号释放能量抽取，以及如果驶离禁止装置(22)防止车辆(35)驶离，释放驶离禁止装置(22)。本发明还公开了一种与所述方法相适应而使用的车辆以及一种用于为车辆更换蓄能器的站。

Description

补充和计算车辆消耗的能量的方法、车辆以及站
技术领域
本发明涉及一种补充和计算一种车辆消耗的能量的方法，所述车辆包含一个用于第一蓄能器的容纳区域。
本发明还涉及一种蓄能器，尤其涉及一种含有一个或多个蓄电池或者电容器的蓄能器。
本发明另外还涉及一种用一个蓄能器工作的车辆，并且最终涉及一种用于补充能量供给的设备，且带有一个进路通道和至少一个车辆的停车位置。
背景技术
对于现今摩托车辆的司机，驱车到加油站以在加油站补充燃料供给并且灌满燃料箱是否日常事务。如所公知，在加燃料的过程中，检测流入燃料箱的燃料量并且把流入燃料箱的燃料量传输到付款处。这种过程视内燃机中所使用的不同燃油而进行，其中所述燃料包括汽油、柴油、燃气等等。
除了大多数的用内燃机的摩托车辆以外，还有少量但数量在不断增加的用电推进的车辆。这些车辆的推进能量储存在蓄电池或者电容器中。因为蓄电池只能够用预设的最大电流进行充电，在使用后通过电缆将车辆与电源连接并且再以预设的最大电流进行充电而完成充电，从而在次日又可以用完全充满电的蓄电池行车。
一个电能系统可由EP0557287B1获知。
发明内容
本发明的问题是创建一种系统，其能够在一个有限的时隙内为电动车辆提供能量以及进行为此的支付。
该问题由上述类型的方法解决，其中
a)从车辆上卸下第一蓄能器，
b)把带有预设电平(level)的第二蓄能器引入车辆，
c)确定第一和第二蓄能器之间的能量差，
d)把一指示该差的值传输到数据采集装置。
当然，在该数据采集装置中，可以对指示所述差的值进行任何所希望的处理，从而例如可以确定能量差的价值。因为第二个引入的蓄能器可以是已经完全充好电的，利用蓄能器的交换，填充过程(充电过程)所要求的时间可保持限于所述交换过程。从而“加燃料”的时间也保持限于现今的每个司机所熟悉的通常加燃料过程的时隙。
而且，车辆的范围可以通过引入有较高容量的蓄能器而扩展(如果临时地希望)。通过这样的交换，最后，如果只需要行驶一较短距离，可以拆下一个在家庭端用便宜的夜间电力整夜充电的蓄能器，并由一个带有只够当天使用的能量的蓄能器更换。在此也可以确定一个差(有利于消费者)，并因而可以进行记帐或者付帐。
例如，可以使用用便宜的夜间电力充满电的蓄能器支持下午高峰时间的电网。从而在夜间廉价购进的电力可以以较高的价格在此高峰时间销售。
为了保证引入车辆中的蓄能器工作可靠并且不导致车辆(过早)故障，在充电过程前，对每个蓄能器都进行一种功能检测和/或一个或多个附加检测。
为了使检测结果可以跟踪，存储由一个或多个检测得出的预定数据。例如通过附录中或者蓄能器上的铭牌上书写的记录实现存储。附加地或者可选地，蓄能器还可以配备一个芯片来存储此数据并且在需要时输出。
在所述方法的一个优选改进中，在交换蓄能器后防止从第二蓄能器抽取能量和/或以一种驶离禁止装置防止车辆开走，并且由数据采集装置通过一个信号启动能量抽取或者驶离。以此方式，在例如直到为新蓄能器进行支付后才能进行这种启动，这样能够有效地阻止“偷燃料贼”。
为了能够向司机或者等待者提供车辆耗能的概况，可以获取相关能耗的数据并且把该数据传输向数据采集装置。例如，这些数据可以是行驶距离、车辆的功率输出、温度数据和/或其它数据。
此问题还通过一种开始部分所述类型的蓄能器解决，所述蓄能器带有一个明确的标记和/或标准的接线端和/或一种标准的形状。利用例如一个胶粘上的铭牌、一个电子芯片、一个刻入的号码等形式的明确的标记，可得到蓄能器的明确标识或者跟踪。利用标准化的接线端，可以在每个带有适合的接线端的车辆中使用蓄能器。这种带有标准化接线端的蓄能器还可以在任何标准地点进行计量并且在任何适当的充电站进行充电。为了在将蓄电池从车辆卸下或引入车辆的过程中能够进行标准化的并且优选地自动处理，本发明的蓄能器还具有标准化的形状。
在一个优选的改进中，所述蓄能器的特征在于至少一个保持装置，所述保持装置上可以放置一装配进车辆外壳中的可更换的模制件。从而，同一蓄能器可以用于不同型号的车辆。这样车辆中设置的用于更换蓄能器的开口再通过一个为该车辆或者车型专门构建的模制件覆盖，并且用适当的紧固件紧固在蓄能器上。当然，颜色也可以以此方式匹配。
为了能够在不同的车辆方向上更换蓄能器，在一个优选的实施方式中，蓄能器可以从车辆的至少一个侧面取放和/或从车底取放。从而，车辆两侧的取放开口使得蓄能器的更换能够在侧面进行，而不需要一个特别地精确的车辆取向。
在本发明车辆的一个优选改进中，设有一个容器，所述容器基本上具有蓄能器的横截面，并且具有一个用于可更换模制件的保持装置，并且可以引入一个非蓄能器所需的空间中。最后，所述车辆具有一个槽道，所述槽道在其整个宽度上基本具有蓄能器的横截面；否则，就不可能从车辆的不同侧面更换蓄电池。在此槽道中非蓄能器所需的空间可以用于作为例如工具和/或报警灯和/或急救箱的附加储存空间。取决于车辆中该储存空间的位置，与车箱相比，附加储存空间是容置这些部件的更好位置。
为了能够在自动更换蓄能器时可靠地了解蓄能器位于何处，根据本发明的车辆的特征在于设有一种指示车辆型号和/或蓄能器的位置的标签。可以分析该标签而得出蓄能器的位置、其容量和其他参数。该标签可以构建为置于车辆上的标记的形式，如插头连接器，或者向一个无线查询发送适当的响应信号的装置。
此外，所述问题可由一个上述类型的设备解决，所述设备的特征在于具有至少一个用于搬走第一蓄能器并提供已填充的第二蓄能器的装置。从而，可以在不同的地方对已经从车辆上卸下的蓄能器进行检测和/或充电，诸如在一个中心区域，并且只有已经从车辆上卸下的第一蓄能器和要引入车辆的第二蓄能器处于相应的车辆停止位置。
在本发明的一个优选的改进中，所述设备的特征在于具有一个获取车辆型号的装置。例如，检测可以通过图像方法(照像机)、以键盘进行的手工输入、无线查询等其它适当的方式实现，从而，例如可以使得对于所述设备来说，蓄能器在车辆中的位置是已知的。
为了在需要各个蓄能器时尽可能地缩短各个蓄能器的输送时间，除了一个用于检测和再充从车辆上卸下的蓄能器的(中心)设备以外，还可以在至少一个车辆停泊位置的附近提供一个主储存区域和一个中间储存区域。从而，可以把从车辆上卸下的蓄能器提供给用于检测和再充的设备。在此，将对它们进行检测和再充电并且提供到例如一个主储存区域。现在准备好配送的蓄能器从该主储存区域提供给较小的中间储存区域，例如车辆停泊位置处，从而在此总是可以提供许多充好电并且检测过的蓄能器。只要要为车辆进行蓄能器更换，就立即可以在其附近得到检测过并且充好电的蓄能器并且可以快速地安装，从而可以用适当的速度完成更换过程。
一方面，为了将人们从更换蓄能器的繁重体力劳动中解放出来，并且另一个方面，为了降低出错的风险，一种根据本发明的设备包含至少一个自动更换蓄能器的装置。
为了独立于车辆型号具有更换蓄能器的清楚确定的位置，本发明设备的一个优选改进中，车辆的停泊位置处于一输送装置上，所述输送装置把车辆输送过各个工作位置。
因为对于这种补充能量供给的更换过程来说，其确实存在与加燃料过程类似之处，这样的设备完全可以结合到常规的加油站中。对于这样的设备，为了能够最佳地无阻碍抵达和驶离，可以提供用于蓄能器的输送装置，所述输送装置优选至少部分位于地下，用以在各个储存地点与工作站之间输送蓄能器。
附图说明
下面结合附图详细说明本发明。在附图中：
图1示出根据本发明的方法的流程图；
图2示出其间进行的各种检测的流程图；
图3示出根据本发明的蓄能器；
图4用于释放蓄能器的电路；
图5根据本发明的车辆的简化侧视图；
图6示出根据本发明的蓄能器；
图7示出储存隔间插件；而
图8示出根据本发明的补充能量供给的设备。
具体实施方式
为一种电动车辆补充能量供给的方法示于图1中。在步骤1中，从车辆卸下第一蓄能器；在步骤2中，引入已充电的第二蓄能器；在步骤3中，测量第一蓄能器。该测量首先只涉及还包含在蓄能器中能量的量。因为包含在引入的第二蓄能器中的能量的量是已知的，所以可以方便地确定差值(步骤4)并且为之进行支付(步骤5)。在此方面，两个蓄能器的容量是否有差别是不重要的。从而可以在具体的情况下使用具体的、并且因而重的、有较高容量的蓄能器，并且从而可以扩展车辆的范围。在所述具体情况的极端情况下，可以使用带有相应降低了的却有足够范围的较小容量的、较轻的蓄能器。
只要一从车辆卸下蓄能器并且已经确定了蓄能器中余留的能量，可以对蓄能器进行一个附加的检测过程，以确保仅仅对技术上可接受的蓄能器进行充电和重新利用。这样的检测可以包含，例如，一视觉检查(步骤6)，用于确定外部的损坏、变形等等。还可以进行一机械检测(步骤7)，所述机械检测提供关于尺寸稳定性、接线端的坚实收容力等等的信息。另外例如可以设想一容量检测(步骤8)、一内阻检测(步骤9)，和一酸密度检测(步骤10)。从而这些检测以及可能的其它检测的结果可以推导出蓄能器的情况和预测的剩余使用寿命。从而可以确保只队可接受的蓄能器进行充电并且插入到车中。从而，可以在一定程度上避免由失效电池造成的车辆故障。
图3示意地示出根据本发明的蓄能器的例子。这种蓄能器具有一个外壳12。在此外壳中或者外壳上有例如板式的电极14、15。这些板具有足以传导运行车辆所需要的电流的横截面。还设有一个插头连接器16，经所述插头连接器16可以确定静态和/或动态的测量参数。在此，可以考虑电池电压、内阻等等。另外，可设有一个标签17。此标签17使蓄能器具有明确的标识，所述蓄能器总体上用标号20指出。如果这种标签17，例如铭牌式的，置于蓄能器20的前侧并且提供有足够的空间，可以在此录入诸如测量结果之类的附加数据。图中还示出一个袋18，其中可以保存例如测量协议，从而使之总是与蓄能器20在一起。当然，可选地或者可附加地，特性和/或测量结果和/或相关数据可以存放在可以结合在蓄能器20中的一个电子存储器(未图示)中。
图4示出一个驶离禁止装置的简化例子。所述装置分成两个部分。标号28指标的一部分与车辆相关联，而用标号34指示的另一部分与加油站相关联。安排在车辆中的部分28包含蓄能器20、一个(或多个)触点22和一个马达24。蓄能器20、触点22和马达24串联连接。因此为了向马达24提供电力，触点22必须对蓄能器20闭合。触点22通过例如一个继电器26而致动。该继电器26通过插头连接器30从远程的电源32接受电力。因此，当向继电器26供电时，触点22开路并且中断蓄能器20与马达24之间的电路。
以此方式，可以可靠地把蓄能器与任何负载切断。当更换蓄能器20并且为补充的能量而付款后，就可以再次中断电源32与继电器26之间的连接。从而，去除对继电器26的激励，触点闭合并且可以用从蓄能器发出的电力向马达24供电。
当然，还可以设想其它的实施方式，因而，例如可以作为无线电接收机信号的函数驱动继电器。以此方式，马达24能量的释放，即触点22的闭合，可以自动地与支付过程相联接。只要一结束支付过程，即只要为补充的能量供给付款，就可以立即释放从蓄能器20到马达24的能量流。另一方面，这意味着只要触点22不闭合，也就是说只要没有释放对马达24的供电，车辆就不能够开走。从而“偷油贼”问题是没有问题的。
图5示意地示出本发明车辆35的一个例子。在此车辆35中，蓄能器的安装位置用标号36标示。在此考虑从侧面的更换。然而，如果提供一个适当的取放开口，还可以考虑从车底进行更换。当然，还可以为更换蓄能器(在此图中未标示)在车辆的另一侧面提供相应的取放可能性。
在图6中，再次示意地示出蓄能器20。在此情况中，还示出在蓄能器外壳12前侧上的一个模制面板38。该模制面板38紧密但可拆卸地固定到蓄能器20上。如果从而侧面把蓄能器引入到车辆中，该取放开口(图5中的标号36)可以由模制面板38关闭。此关闭可以借助于由矩形凹口40移动的单一杆39连接到车辆上。模制面板38还构建为尽可能平滑地匹配车辆的外部形状，并具有与车辆相同的颜色。该模制面板38不需要绝对地连接到蓄能器，因为其基本功能是不引人注意地关闭车身中的取放开口。
如果可以在车辆35的每个纵侧面上更换蓄能器，一种类型的通道是在车辆内部走行。只要这个通道不完全地由蓄能器充满，剩余的空间就例如可以用作储存空间。为此，如图7所示，可以设置引入此储存空间的容器42。此取放开口也可以用已经在图6中示出的模制面板关闭。当然，还可以有譬如下部凹陷、卡扣配件、螺纹配件等用于紧固模制面板38和连接于车身的其它类型的锁定件。
图8示意地示出一个用于补充能量供给的设备。这样一个设备也可以是结合有适当的用于更换蓄能器的装置的常规加油站。然而，必须在常规的汽油泵与更换蓄能器20的站点之间设有最小间隔。即使在常规的汽油泵处溅洒或者蒸发的燃料与空气形成混合物时，所述间隔也可保证在更换蓄能器20时发生的火花(诸如断路火花(电弧))不会把此混合物引燃。
在此设备中设置几个车辆35的停泊位置。在这些停止位置可以设置可以用燃油充灌油箱的汽油泵44。
在其它停止位置可以更换蓄能器20。这些位置可以设在岛43的两侧。
在图的上部，车辆35总是处于岛旁的同一位置。在图的下部示出另一个岛43，输送带45在该另一个岛43的纵侧走行。在此，车辆35驶进例如车轮运动支架，然后由输送带45以预定的速度连续地或者间断地沿岛43输送。以此方式，可以把车辆35移过预定的工作站。例如，在第一工作站，可以卸下位于车辆35中的蓄能器，并且在第二工作站，可以向车辆35引入新的蓄能器。

Claims (14)

1.一种补充和计算车辆所消耗的能量的方法，所述车辆包含一个用于蓄能器的容纳区，其特征在于，
a)从车辆(35)上卸下第一蓄能器，
b)把带有预设电平的第二蓄能器引入车辆(35)中，
c)确定第一和第二蓄能器之间的能量的量差，
d)把一个指示该差的值传输到数据采集装置，
e)在第一蓄能器由第二蓄能器更换后，防止从第二蓄能器抽取能量以及通过一驶离禁止装置(22)防止车辆(35)驶离，和
f)如果所述能量抽取被防止，通过一个信号释放能量抽取，以及如果驶离禁止装置(22)防止车辆(35)驶离，释放驶离禁止装置(22)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对从车辆(35)卸下的蓄能器(在再充电过程前进行功能检测。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，检测得出的预设数据保存或者存储在所述蓄能器上或所述蓄能器中。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，测取与能耗相关的数据并且把该数据传输向数据采集装置。
5.使用一个蓄能器运行的车辆，包含至少一个蓄电池或者至少一个电容器，其特征在于，具有明确的标签(17)、标准化的接线端(14、15)和标准形状(12)这三者中的至少一个，其中所述蓄能器可以在车辆至少一侧和/或者从车辆底部取放，所述标签指示车辆型号或蓄能器的位置两者中的至少一个，且所述蓄能器可以和另一个蓄能器交换并且能够通过一个信号释放能量的抽取。
6.如权利要求5所述的车辆，其特征在于，设有一个容器(42)，所述容器基本上具有所述蓄能器的横截面。
7.如权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述容器(42)具有用于可更换的模制面板(38)的保持装置。
8.一种用于为如权利要求5或6所述的与蓄能器一起运行的车辆更换蓄能器的站，其中，所述站设置用于实现如权利要求1-4中任一项所述的补充能量供给的方法其包括用于车辆的取放通道和至少一个停泊位置，其特征在于，具有至少一个用于在第一工作站处将第一蓄能器从车辆(35)搬走并且用于在第二工作站向所述车辆(35)提供充有能量的第二蓄能器的装置，所述车辆停泊位置位于将车辆输送过各个工作位置的输送装置上。
9.如权利要求8所述的站，其特征在于，具有一个测取车辆型号的装置。
10.如权利要求8所述的站，其特征在于，具有一个用于检测和再充从车辆(35)上卸下的蓄能器的设备。
11.如权利要求8所述的站，其特征在于，车辆停泊位置的附近设有用于已充的蓄能器的至少一个主储存区域和一个中间储存区域。
12.如权利要求8所述的站，其特征在于，具有至少一个自动地更换蓄能器的装置。
13.如权利要求8述的站，其特征在于，具有至少部分位于地下的输送装置，用于在各个储存地点或工作站之间输送蓄能器。
14.如权利要求8所述的站，其特征在于，所述设备与常规的加油站结合在一起。
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