DE102008036595A1 - Sustained traffic system is provided with batteries that are exchanged in short time in battery exchange stations, where electrical energy is fed back into power grid by direct current to alternating current converter - Google Patents

Sustained traffic system is provided with batteries that are exchanged in short time in battery exchange stations, where electrical energy is fed back into power grid by direct current to alternating current converter

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DE102008036595A1
DE102008036595A1 DE200810036595 DE102008036595A DE102008036595A1 DE 102008036595 A1 DE102008036595 A1 DE 102008036595A1 DE 200810036595 DE200810036595 DE 200810036595 DE 102008036595 A DE102008036595 A DE 102008036595A DE 102008036595 A1 DE102008036595 A1 DE 102008036595A1
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Abstract

The sustained traffic system is provided with batteries that are exchanged in short time in battery exchange stations, where the electrical energy is fed back into the power grid by direct current to alternating current converter. A sine wave inverter module and corresponding power line are also provided. The batteries are removed and the loads partially charge the vehicles.

Description

  • Der steigende Ölpreis und die Klimadiskussion führen zu verstärkten Anstrengungen auch den Verkehr, der den weltweit am stärksten wachsende Sektor hinsichtlich Energieverbrauch und Emissionen darstellt, in ein nachhaltiges System zu überführen. Rising oil prices and the climate debate lead to intensified efforts and the traffic, which is the world's fastest growing sector in terms of energy consumption and emissions, to convert it into a sustainable system. Trotz der Rückschläge der Wasserstofftechnik, die lange Zeit als die Zukunftslösung gesehen wurde, aber energetisch wenig Sinn macht, scheint ein emissionsfreier Antrieb dank der großen Fortschritte bei der Batterietechnik unter bestimmten Voraussetzungen möglich. Despite the setbacks of hydrogen technology that has been seen for a long time as the future solution, but makes little sense energy, seems to be a zero-emission drive thanks to the great advances in battery technology, under certain conditions possible. Viele große Fahrzeughersteller haben das Elektrofahrzeug wieder auf die Agenda genommen. Many major car manufacturers have taken the electric vehicle back on the agenda. Hier sind aber noch große Hüden technischer, infrastruktureller und ökonomischer Art zu nehmen. Here are still large Hüden technical, infrastructure and economic way to take. Der bloße Ersatz des Verbrennungsmotors durch den Elektroantrieb stellt aus energetischer und klimapolitischer Sicht noch keinen wesentlichen Fortschritt dar, da Elektroautos deutlich schwerer als ihre konventionellen Pendants sind und auf die gesamte Energiekette (well to wheel) bezogen nur ein kleiner Vorteil erreichbar ist. The simple replacement of the combustion engine by the electric drive is from an energy and climate policy have no significant step forward, since electric cars are much heavier than their conventional counterparts and to the entire energy chain (well to wheel), based only a small advantage is achievable. Hinzu kommen bislang ungelöste Probleme bei der Fahrzeugheizung und -klimatisierung, die die Batterien zusätzlich belasten. There are also unsolved problems in the vehicle heating and air conditioning, which pollute the batteries in addition. Ferner sind die erreichbaren Zyklenzahlen und die Energiedichte den zulässigen Ladeströmen entgegengesetzt. Furthermore, the achievable number of cycles and the energy density are opposed to the permissible charge currents. Für Elektroautos konventioneller Bauart, die etwa 20 kWh auf 100 km benötigen und die aus Akzeptanzgründen über mindestens 200 km Reichweite verfügen müssen, würden Zeiten für die volle Ladung an 16 A – Steckdosen von ca. 10-15 Stunden resultieren, was kaum akzeptabel ist. Electric car of conventional design, which require about 20 kWh per 100 km and the must have for reasons of acceptability over at least 200 km range, hours for the full charge at 16 A would - outlets result of approximately 10-15 hours, which is hardly acceptable. Die ökonomische Schwierigkeit liegt darin, dass die erforderlichen 40 kWh Batteriekapazität derzeit über 80.000 $ kosten, wobei schnelladefähige Akkutypen meist noch teurer sind. The economic problem is that the required 40 kWh battery capacity is currently about $ 80,000 cost, and quick charge capable battery types are usually more expensive. Batterieexperten hoffen diesen Wert mittelfristig auf ¼ reduzieren zu können (0,5 $/Wh), was immer noch mehr als der heutige durchschnittliche Fahrzeugpreis wäre. to battery experts hope this value in the medium term be reduced to ¼ (0.5 $ / Wh), which would still be more than today's average vehicle price. Um dieses Problem zu lösen, werden Batterie-Leasing-Systeme diskutiert, die den Anschaffungspreis der Batterie also nicht im Fahrzeugpreis, sondern im Kilometerpreis enthalten. To solve this problem, battery leasing systems are discussed, which therefore do not include the purchase price of the battery in the vehicle price, but the cost per kilometer. Dies würde bei einer Lebensdauer der Batterie von 100.000 km derzeit 0,80 $/km Batteriekosten zuzüglich Stromkosten und Leasinggebühren bedeuten, was wohl niemand bezahlen will. This would currently represent 0.80 $ / km battery costs plus electricity costs and leasing fees for a battery life of 100,000 km, which probably wants to pay no one. Auch wird die Möglichkeit der Doppelnutzung der Fahrzeugbatterien vorgeschlagen, zum einen für die Fahrenergie, zum anderen für die Rückspeisung von Strom ins Netz, um Schwankungen zwischen Nachfrage und Erzeugung des Stroms ausgleichen zu können. The possibility of double use of the vehicle batteries is proposed for one of the driving power to the other for the return of power to the grid in order to compensate for variations between demand and generation of electricity. Wenn also mit dem Bezug von Grundlaststrom Geld gespart und mit der Erzeugung von Spitzenlaststrom Geld verdient werden kann, reduziert sich die ökonomische Hürde etwas. Thus, if saved with the reference base load electricity money and money can be made with the production of peak-load electricity, the economic hurdle somewhat reduced. In In US 2008/0052145 A1 US 2008/0052145 A1 und auch in and also in US 5 642 270 US 5,642,270 ist ein solches System (vehicle-to-grid) ausführlich beschrieben. such a system (vehicle-to-grid) is described in detail. Obwohl dieser Ansatz auf den ersten Blick attraktiv erscheint, hat er doch eine Reihe von Nachteilen: Ungünstig ist, dass nur Garagen- und Stellplatzbesitzer davon profitieren und dass die Fahrzeuge zu den Spitzenlastzeiten (morgens, mittags, abends) selbst unterwegs sind, also nicht ins Netz einspeisen können. Although this approach seems attractive at first glance, he has a number of disadvantages: It is unfortunate that only garage and parking space owners benefit from it and that the vehicles at peak load times (morning, noon, evening) itself are on the road, not to can feed power. Auch kann der Mittagspeak der Solarenergie kaum aufgefangen werden, so dass die energetischen und ökonomischen Möglichkeiten dieser Variante sehr beschränkt sind. Even the midday peak of solar energy can be collected hardly so that the energetic and economic opportunities of this variant are very limited. Ferner muss der Fahrzeugbesitzer die Kosten des Rückspeisegerätes übernehmen. Furthermore, the vehicle owner must pay the cost of the energy recovery unit. Am gravierendsten aber ist, dass die allermeisten privaten Stromanschlüsse nicht auf die für die Spitzenlast erforderlichen Ströme ausgelegt, sondern meist nur mit 10 oder 16 A abgesichert sind, woraus sich bei 230 V relativ geringe Einspeiseleistungen von 2,3 bzw 3,7 kW ergeben. However, the most severe is that the vast majority of private electric connections not designed for the peak load required for the streams, they are usually covered with 10 or 16 A, resulting in relatively low at 230 V infeed of 2.3 or 3.7 kW yield. Dies ist unbefriedigend, da die Batterien das 10- bis 20-fache leisten könnten. This is unsatisfactory because the batteries could make 10 to 20 times.
  • Ein weiterer Ansatz, um das ökonomische Problem zu mildern, mehr aber noch, um die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen zu erhöhen, hat man vorgeschlagen, die Fahrzeugbatterien leicht austauschbar zu machen, so dass sie in Batteriewechselstationen, sogenannten Akkutankstellen, rasch und automatisiert gewechselt werden können. Another approach to mitigate the economic problem, but even to increase more acceptance of electric vehicles, it has been proposed to make the vehicle batteries easy to replace, so they can be quickly replaced and automated battery exchange stations, so-called battery gas stations. Beispiele hierfür sind in Examples of this are in DE 10 2008 047 654 A1 DE 10 2008 047 654 A1 und and EP 1 810 869 A1 EP 1810869 A1 gezeigt. shown. Shai Agassi, ehemaliger Vorstand von SAP will in naher Zukunft ein weltweites Netz von Akkutankstellen aufbauen ( Shai Agassi, a former board member of SAP wants to build a global network of battery service stations in the near future ( ), was in der gezeigten Version mit einem unterflurigen Austausch der Batterien und Induktionsladestationen neben erheblichen Investitionen auch neue Autos mit anderem Package und Design notwendig macht. ), Which makes necessary new cars with other package and design in the version shown with a unterflurigen replace batteries and induction charging stations in addition to significant investments. Drei Gründe sprechen dafür, dass auch dies nicht genügen wird, die ökonomische Hürde zu nehmen. Three reasons to believe that this will not be enough to take the economic hurdle. Erstens ist der Ersatz der Batterien eines Elektroautos wegen der hohen Batteriemasse von ca. 450 kg technisch aufwändig, zweitens müssen auf die Batteriekosten noch die Infrastrukturkosten und der Gewinn des Tankstellenbetreibers aufgeschlagen werden, was den elektrischen „Spriti” wieder sehr teuer macht und drittens bedeutet der bloße Ersatz des Verbrennungsmotors durch den Elektromotor nur die Fortschreibung der Energieverschwendung mit anderen Mitteln. First, the replacement of the batteries of an electric car is due to the high battery weight of about 450 kg technically complicated, secondly, the infrastructure costs and the benefits of the petrol station operator must still be open on the battery costs, which makes the electric "Spriti" very expensive again and thirdly means of simple replacement of the internal combustion engine by the electric motor, only the updating of the energy waste by other means. Das kann sich eine Weltbevölkerung, deren Energiebedarf noch auf viele Jahrzehnte über dem Angebot an regenerativen Energien liegen wird, nicht leisten. This can not afford a world population whose energy demand is still on for decades over the supply of renewable energy.
  • Ein nachhaltiges und umweltfreundliches Verkehrssystem fusst fraglos auf dem Elektroantrieb einerseits und regenerativen Energien andererseits, doch wie seine Komponenten aussehen müssen, ist nach wie vor unklar. A sustainable and environmentally friendly transport system based unquestionably on the electric drive on the one hand and renewable energies on the other, but how its components must look like is still unclear. Klar ist allerdings, dass ein solches System einen hohen Effizienzfortschritt bringen und in globalem Maßstab rasch umsetzbar sein muss, denn die Zeit drängt. But it is clear that such a system to bring high efficiency and progress must be quickly implemented on a global scale, because time is pressing. Es ist dem Fachmann auch offenkundig, dass nur ein Denken im Gesamtsystem „Verkehr” weiterführend ist und der Weg der Modifizierung des jetzigen Systems (conversion design) nicht möglich ist. It is the expert also apparent that only one thinking the overall system "traffic" is BEYOND and the way of modifying the current system (conversion design) is not possible. Dies zeigt sich z. This is evident, for. B. in der oben erwähnten Patentschrift As in the above-mentioned patent DE 10 2008 047 654 A1 DE 10 2008 047 654 A1 , da das dort gezeigte Beispielfahrzeug keinesfalls mit der beschriebenen Art und Weise des seitlichen Batterieaustausches kompatibel ist. As the example shown there vehicle is in no way compatible with the described manner of the lateral battery exchange. Es fehlt das dazu notwendige seitliche Karosseriefenster, das erforderliche Batterievolumen ist viel zu klein dargestellt und der Schwerpunkt ist zu hoch. It lacks the lateral bodywork window necessary to the required battery volume is shown far too small and the focus is too high. Nachhaltige Mobilität erfordert die optimale Anpassung der Fahrzeugflotte sowohl an die tatsächliche Nutzung, die heute schon überwiegend auf der Kurzstrecke stattfindet, als auch an die besonderen Eigenschaften der regenerativen Antriebstechniken. Sustainable mobility requires the optimum adaptation of the fleet both on the actual usage, which already takes place on the short-haul mostly today, and to the special properties of the regenerative drive technologies.
  • Im Stand der Technik ist bislang kein praktikabler Weg für die breite Einführung eines Verkehrssystems auf der Basis von Elektrofahrzeugen beschrieben, die gleichermaßen energieeffizient wie kostengünstig sind. In the prior art not a practical way for the widespread introduction of a transport system is not yet described on the basis of electric vehicles that are as energy efficient as inexpensive.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese Schwierigkeiten zu überwinden und ein nachhaltiges, hocheffizientes und ökonomisch günstiges Verkehrssystem zu entwickeln, das den Einsatz regenerativ erzeugten Stroms für den Straßenverkehr optimal und auf praktikable Weise nutzt. The object of the invention is therefore to overcome these difficulties and to develop a sustainable, highly efficient and economically effective transport system that utilizes the use of electricity from renewable sources for road traffic optimally and in a practicable way.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen: To achieve this object, the invention proposes:
    • 1. Einsatz von Elektrofahrzeugen spezieller Bauart, deren Batterien leicht und schnell ausgetauscht werden können, First use of electric vehicles special design type, the batteries can be replaced easily and quickly,
    • 2. Einsatz von Akkutankstellen (AT), die es erlauben die Batterien aus den Fahrzeugen zu entnehmen, zu lagern und mit Energie aus dem Stronetz (SN) zu laden, To store 2. Use of battery service stations (AT), which allow to remove the batteries of the vehicles and with energy from the Stronetz (SN) to load,
    • 3. Nutzung der den Fahrzeugen entnommenen und geladenen oder zumindest teilgeladenen Batterien zur Rückspeisung von Energie ins Netz mittels DC/AC-Wandler, z. 3. Use of the vehicles and taken charged or at least partially charged batteries for feeding back of energy to the grid by means of DC / AC converter, for example. B. Sinuswechselrichter (DC/AC). B. sine wave inverter (DC / AC).
  • Erfindungsgemäß werden überwiegend hocheffiziente Elektrofahrzeuge (EEV) verwendet, die sich nicht nur im Antrieb vom konventionellen Auto deutlich unterscheiden, sondern durch folgende Eigenschaften charakterisierbar sind: According to the invention predominantly highly efficient electric vehicles are used (EEV), which differ not only in the power of conventional car significantly, but can be characterized by the following features:
    • 1. Extremer Leichtbau mit einem überwiegenden Anteil an Leichtmetallen, Faserverbundwerkstoffen und Kunststoffen, 1. Extreme lightweight construction with a major proportion of light metals, fiber composites and plastics,
    • 2. Leichtlaufreifen mit einem Gasdruck über 4 bar und relativ geringer Breite, 2. low-friction tires with a gas pressure above 4 bar and a relatively small width,
    • 3. gegenüber dem heutigen Durchschnittsauto erheblich reduzierte Höchstgeschwindigkeit und Motorleistung, 3. compared to today's average car significantly reduced maximum speed and engine power,
    • 4. auf die schwerpunktsnahe Unterbringung der Batterien und deren leichten Austausch ausgerichtete Karosseriestruktur (kein Conversion Design). 4. aligned with the center of gravity close to accommodate the batteries and their easy replacement body structure (no conversion Design).
  • Da in naher Zukunft 70% der Menschheit in Städten und Ballungsgebieten leben werden, wird außerdem vorgeschlagen, speziell für den urbanen Raum optimierte, sehr kompakte, 2 oder 2 + 2 sitzige Leichtfahrzeuge, wie sie z. Since 70% of humanity will live in cities and metropolitan areas in the near future, it is also proposed, specially optimized for urban areas, very compact, 2 or 2 + 2-seater light vehicles as such. B. in B. DE 10 2007 050 552 DE 10 2007 050 552 und in and in DE 198 55 585 DE 198 55 585 beschrieben sind, zu verwenden, die unter 300 kg schwer sind, die EU-weit als „vierrädriges Kleinkraftfahrzeug” zugelassen werden können und die aufgrund der geringen Masse und ihrer geringen Komplexität äußerst kostengünstig herzustellen und zu betreiben sind. described are to be used that are difficult under 300 kg may be permitted across the EU as a "four-wheeled small car" and which are extremely inexpensive to produce because of the low mass and low complexity and operate. Nur sehr preiswerte Fahrzeuge können im globalen Maßstab ausreichend viele Käufer finden, um das System überall schnell etablieren und die für den raschen Aufbau der regenerativen Energieanlagen notwendigen Speicherkapazitäten aufbauen zu können. Very inexpensive vehicles can be found on a global scale sufficient number of buyers to establish the system anywhere quickly and be able to build the necessary for the rapid construction of renewable energy plants storage capacities.
  • Die Erfindung sieht auch vor, in den Elektrofahrzeugen ein oder mehrere Batterieeinheiten (BE) unter den Sitzen ( The invention also provides, in electric vehicles, one or more battery units (BE) under the seats ( 30 30 ) von Fahrer und Beifahrer in einem seitlich zugänglichen Quertunnel ( ) Of the driver and passenger (in a laterally accessible cross Tunnel 20 20 ) unterzubringen und sie beim Wechsel seitlich herauszufahren. ) And accommodate them out down the side of the change. Dabei wird vorgeschlagen, ein automatisches Kuppeln/Entkuppeln der Stromkontakte in der Endlage vorzusehen und die Batteriemodule mit Rollen oder Rädern zu versehen. It is proposed to provide an automatic engagement / disengagement of the power contacts in the end position and to provide the battery modules with rollers or wheels. So können die Batteriemodule manuell oder automatisch ohne großen Kraftaufwand über Schienen oder Flächen bewegt werden. Thus, the battery modules can be moved manually or automatically without any effort on rails or surfaces. Dabei wird der Quertunnel vorzugsweise so mit der übrigen Karosseriestruktur verbunden, dass er Torsinns- und Seitenkräfte aufnehmen kann. The cross tunnel is preferably connected to the rest of the body structure, that it can accommodate torsional and lateral forces.
  • Es wird ferner vorgeschlagen, die Akkutankstellen (AT) mit Informationen über die aktuelle Stromproduktion und Nachfrage zu versorgen und mit einem Energiemanagementsystem auszustatten, das zwischen Strombezug und Stromeinspeisung je nach Lage umschalten kann. It is further proposed that the battery service stations (AT) to provide information about the current power production and demand and provide them with an energy management system which can switch between the current reference and power supply depending on the location. Dieses System kann auf Softwarebasis autonom entscheidend oder ferngesteuert, z. This system can software-based autonomous substantially or remotely, eg. B. durch den Netzbetreiber, arbeiten. B. by the network operator to work. Auch ist vorgesehen, die in den Batterien enthaltene Energie für die Notstromversorgung zu verwenden. It is also provided to use the energy contained for emergency power supply in the batteries. Dazu wird vorgeschlagen, den Behörden von Landkreisen, Städten und Gemeinden, Zugriff auf die Batteriekapazität zu geben, indem sie per Funk oder Datenleitung It is proposed to give the authorities of counties, cities and communities, access to the battery capacity by radio or data line 13 13 fernsteuernd ins Energiemanagmentsystem (EMS) der Akkutankstelle (AT) eingreifen können. can intervene remotely controlling the energy management system (EMS) of the battery filling station (AT). Da die den Fahrzeugen entnommenen Batterien rund um die Uhr geladen werden können, ist es auch möglich, tagsüber Strom aus Sonnenkraftwerken zu verwenden. Since the removed the vehicles batteries can be charged around the clock, it is also possible during the day to use electricity from solar power plants.
  • Eine weitere Verbesserung dieser Erfindung sieht vor, die Akkutankstellen (AT) mit einem Messgerät für die Batteriekapazität und den -zustand auszustatten oder ein mit den Batterien stets verbundenes Gerät zur Batteriezustandserkennung auszulesen und Batterien, deren Kapazität zu weitgesunken ist, um wieder im Fahrzeug verwendet zu werden, nur noch für die Rückspeisung von Energie zu verwenden. A further improvement of this invention provides (AT) to provide the battery service stations with a measuring device for the battery capacity and the state or read out a with the batteries always connected device for battery state identification and a battery when the capacity is too much decreased to be reused in the vehicle be to use only for the return of energy. Sie erhalten damit eine Art „zweites Leben” bevor sie endgültig entsorgt werden müssen. so that you get a kind of "second life" before going to final disposal. Es ist vorteilhaft, diese Batterien aus dem fahrzeugnahen und in stetem Umschlag befindlichen Batteriemagazin zu entfernen und in ein separates Lager einzubringen. It is advantageous to remove the batteries from the close to the vehicle and located in a constant envelope battery magazine and be introduced into a separate bearing. Es kann, z. It can, for example. B. aus Platzgründen, sinnvoll sein, dieses Lager nicht auf dem Gelände der Akkutankstelle (AT) aufzustellen, sondern an einem anderen Ort, und die entsprechenden Batterien dorthin zu transportieren. establish example for reasons of space be practical, this bearing not on the site of the battery filling station (AT), but to be transported to another location, and the corresponding batteries there. Dann wird es auch günstig sein, Batterien aus verschiedenen Akkutankstellen (AT) dort zu versammeln. Then it will be convenient to assemble batteries from different battery service stations (AT) there. In dieser Variante der Erfindung befindet sich der DC-AC-Wandler nicht mehr oder zumindest nicht mehr allein an der Akkutankstelle (AT) sondern in einem zentralen Rückspeisemagazin. In this variant of the invention, the DC-AC converter is no longer, or no longer, at least only at the battery filling station (AT), but in a central feedback magazine.
  • Ferner ist vorgesehen, stets einen Teil der Batterien von der Rückspeisung auszunehmen, damit sie vollgeladen in die nächsten Fahrzeuge überführt werden können. It is further provided always exclude a portion of the batteries of the feedback so that they can be fully charged transferred to the next vehicle. Die von den Fahrzeugen übernommenen, weitgehend leeren Batterien werden zunächst vorgeladen, z. The acquired by the vehicles, largely empty batteries are first summoned for. B. auf 75% der Nennkapazität, bevor sie zur Netzeinspeisung verwendet werden. As to 75% of rated capacity, before they are used for grid connection. Dazu wird ein Energiemanagementsystem (EMS) verwendet, das über den Ladezustand der einzelnen Batterien informiert ist und das mit Informationen zu den kurzfristig erwarteten Fahrzeugzahlen und der erwarteten Stromsituation versorgt wird. To an energy management system is used (EMS) which is informed about the charging status of each battery and is supplied with information about the short term expected vehicle speeds and the expected current situation.
  • Es wird auch vorgeschlagen, die Akkutankstellen (AT) an ein leistungsfähiges Stromnetz (SN), z. It is also proposed, the battery service stations (AT) to a powerful current network (SN), for example. B. Mittelspannungsnetz mit 10 kV, anzuschließen. B. medium-voltage network with 10 kV to connect.
  • Um eine möglichst breite Fahrzeugpalette versorgen zu können, wird vorgeschlagen, die Batterien in standardisierte und relativ kleine Batterieeinheiten (BE), z. In order to provide the widest possible range of vehicles, it is proposed that the batteries in standard and relatively small battery units (BE), z. B. 48 V 40 Ah, aufzuteilen, die bezüglich Gewicht und Abmessungen relativ leicht handhabbar sind und die in Reihen- oder Parallelschaltung zu größeren Modulen unterschiedlicher Spannung und Kapazität im jeweiligen Fahrzeug auf einfache Weise kombiniert werden können. B. 48 V 40 Ah, divide, the weight and dimensions with respect to relatively easy to handle and which can be combined in series or parallel connection to larger modules of different voltage and capacity in the respective vehicle in a simple manner. Aus Gründen des Wärmemanagements der Zellen im Fahrzeug und innerhalb der Batteriemagazine und um die Fahrzeuge nicht unnötig hoch zu machen, ist ferner vorgesehen, die Batterieeinheiten (BE) relativ flach auszuführen, indem man die Höhe auf nicht mehr als etwa 1/2 der größten Seitenlänge bemisst. not to make unnecessarily high for reasons of thermal management of the cells inside the vehicle and within the battery magazines and to the vehicles, is also provided, the battery units (BE) perform relatively flat by the amount to no more than about 1/2 of the greatest side length measured. Eine Batterieeinheit (BE) mit obigen Kennwerten und integriertem Batteriemanagmenstsystem (BMS) hätte bei Verwendung von LiFePo4-Zellen und ausreichend Kühlluftkanälen Maße von ca. L × B × H = 0,40 m × 0,35 m × 0,18 m, was einem Volumen von 25 Litern entspricht. A battery unit (BE) having the above characteristics and integrated Batteriemanagmenstsystem (BMS) would have when using LiFePO4 cells and sufficient cooling air ducts dimensions of approximately L × W × H = 0.40 m × 0.35 m × 0.18 m, corresponds to a volume of 25 liters.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, für Transporter, leichte Lkw und Busse erheblich größere Batterieeinheiten (BE) zu wählen und über separate Wechselstationen ( Another embodiment of the invention provides for vans, light trucks and buses significantly larger battery units (BE) to vote and (separate exchange stations 6 6 , . 7 7 ) auszutauschen. exchange). Entsprechend kann auch für Elektrofahrräder ( Accordingly, (also for electric bikes 5 5 ) eine eigene Wechselstation ( ) Has its own changing station ( 8 8th ) mit einer kleinen Batterieeinheit (BE) vorgesehen werden. ) Are treated with a small battery unit (BE) is provided.
  • Ferner wird vorgeschlagen, sogenannte Lithium Power Cells zu verwenden, die hohe Entladeströme von über 5 C bis derzeit max. Furthermore, so-called Lithium Power Cells is proposed to use the high discharge of about 5 C to currently max. 10 C vertragen, da der Ausgleich der Stromschwankungen hohe Leistungen erfordert, aber auch, weil dieser Akkutyp besonders schnell geladen werden kann. 10 C tolerated because the balance of power fluctuations requires high performance, but also because this type of battery can be charged very quickly. Dies wiederum verkleinert die Anzahl der Batterien in der jeweiligen Akkutankstelle (AT), die aus oben genannten Gründen nicht an der Rückspeisung teilnehmen können, was zu einer insgesamt höheren spezifschen Rückspeiseleistung führt. This in turn reduces the number of batteries in the respective battery service station (AT) that can not participate in the recovery above mentioned reasons, resulting in an overall higher specifc feedback power.
  • Schließlich wird vorgeschlagen, die bei der Batterieladung und -entladung entstehende Abwärme in Batterien, Ladegeräten, Gleich- und Wechselrichtern mittels Wärmetauscher für Heizzwecke oder zur Brauchwassererwärmung zu verwenden. Finally, it is proposed to use the produced during the battery charge and discharge of waste heat in batteries, battery chargers, DC and AC inverters by means of heat exchangers for heating purposes or for heating domestic water.
  • Vorteile der Erfindung: Gegenüber dem Stand der Technik werden eine ganze Reihe erheblicher Vorteile erzielt: Advantages of the Invention Compared with the prior art a number of significant advantages are obtained:
    Die Kombination von hocheffizienten Elektrofahrzeugen einerseits und regenerativ erzeugter Energie andererseits erlaubt einen Effizienzsprung gegenüber dem heutigen System um mindestens den Faktor 3 bis 5. Der Energiebedarf der individuellen Mobilität wird erheblich gesenkt, die wertvollen und knappen regenerativen Energiequellen also effektiv genutzt und die CO2-Emission drastisch reduziert. The combination of highly efficient electric vehicles on the one hand and renewable sources of energy on the other hand allows a leap in efficiency compared with the current system by at least a factor of 3 to 5. The energy requirements of individual mobility is greatly reduced, so used the valuable and scarce renewable energy sources effectively and CO2 emissions drastically reduced.
  • Der Energietransfer über Akkutankstellen, die auch für die Strompufferung verwendet werden können, bietet nicht nur ein praktisches und zeitsparendes System für jedermann, sondern senkt die Kosten des Gesamtsystems durch Doppelnutzung der Batterien und durch die Größendegression der elektrotechnischen Anlagekosten. The energy transfer on battery service stations that can be used for the current buffering, not only provides a convenient and time-saving system for everyone, but also lowers the cost of the overall system by double use of the batteries and the economies of scale of electrotechnical equipment costs. Ein solches System erlaubt es auch, die Fahrzeuge ohne die Batterie zu kaufen, was die Anschaffungskosten erheblich senkt. Such a system also makes it possible to buy the vehicles without the battery, which considerably reduces the cost.
  • Im Gegensatz zum Vehicle-to-Grid-System kann es jederzeit erhebliche Stromleistungen bereitstellen und dem tatsächlichen Strombedarf weit besser folgen. In contrast to the vehicle-to-grid system can always provide significant current achievements and far better follow the actual power requirements. Beispielsweise kann eine Tankstelle mit 1000 kWh für die Rückspeisung verfügbarer Batteriekapazität eine Rückspeiseleistung von über 5000 kW erreichen. For example, achieve a regenerative capacity of over 5,000 kW petrol station at 1000 kWh for the return of available battery capacity. Bereits 200 solcher Tankstellen können zusammen die Leistung eines Großkraftwerks von 1 Gigawatt liefern. Already 200 such stations can together deliver the power of a large power plant of 1 GW. Zum Vergleich: In Deutschland sind derzeit ca. 7 GW Regelleistung in Pumpspeicherkraftwerken installiert. By comparison, in Germany about 7 GW control power in pumped storage power plants currently installed. Die durch eine verstärkte Nutzung regenerativer Energiequellen notwendige zusätzliche Speicherkapazität kann bei einem flächendeckenden Einsatz dieses Verkehrssystems ohne weiteres gedeckt werden. The additional capacity required by an increased use of renewable energy sources can be covered in a widespread use of this transport system readily. Ein weiterer großer Vorteil ist die einfache Einbindung der Akkutankstellen (AT) in die Notstromversorgung von Gemeinden und Städten, da das System rund um die Uhr zur Verfügung steht und nur relativ wenig Einheiten zur Rückspeisung angesteuert werden müssen. Another great advantage is the simple integration of the battery service stations (AT) in the emergency power supply of municipalities and cities, as the system is available around the clock and only a relatively small units must be driven to recovery. Auch bei großflächigen Netzzusammenbrüchen ist dieser Notbetrieb zumindest für einige Stunden möglich. Even with large-scale power failures this emergency operation is possible at least for a few hours.
  • Der seitliche Austausch der unter den Fahrersitzen befindlichen Batterien erlaubt ebenerdig aufgestellte und daher kostengünstige Batteriemagazine und Wechselvor richtungen. The lateral exchange of batteries under the driver's seats allowed ground level established and, therefore, cost-effective devices and battery Magazine Wechselvor. Teure unterirdische Systeme sind nicht notwendig. Expensive underground systems are not necessary. Die Aufteilung der Batterien in relativ kleine, standardisierte Einheiten ergibt ein äußerst flexibles und auf viele Fahrzeugtypen anwendbares System. The breakdown of batteries in a relatively small, standardized units results in a highly flexible and applicable to many types of vehicle system. Dies bietet auch den Vorteil, dass nicht jeder Fahrzeughersteller sein eigenes Batteriesystem entwickeln muss, so dass sich nochmals ganz erhebliche Kosteneinsparungen ergeben werden. This also provides the advantage that not every vehicle manufacturer has to develop its own battery system so that once again quite significant cost savings will result. Natürlich bleibt es weiterhin möglich und je nach den Umständen sinnvoll, die Fahrzeugbatterien an der heimischen Steckdose aufzuladen, um sich den Weg zur Tankstelle zu sparen. Of course, it remains possible and useful depending on the circumstances, recharge the vehicle batteries at the local outlet to the way to the gas station to save yourself. Auch eine private Rückspeisung kann für einen bestimmten Personenkreis Sinn machen. Also a private recovery may make sense for a particular group of people. Für die meisten Menschen aber wird die Akkutankstelle, die sich z. For most people, but the battery service station that such will. B. auch an Einkaufszentren oder an Parkplätzen großer Firmen befinden kann, der bequemere und meist auch einzig mögliche Weg sein. As can be located at shopping malls or parking lots of large companies also have a more convenient and usually only possible way. Wegen der großen Kostenvorteile und der breiten Anwendbarkeit kann dieses nachhaltige Verkehrssystem vergleichsweise rasch realisiert werden, was ein entscheidender Vorteil gegenüber den anderen diskutierten Lösungen ist. Because of the large cost advantages and the broad applicability of this sustainable transport system can be implemented relatively quickly, which is a decisive advantage over the other solutions discussed.
  • Das hier entwickelte elektrische Verkehrssystem ergänzt in idealer Weise den sicher auch in Zukunft verbrennungsmotorisch betriebenen Pkw-, Bus- und Lkw-Fernverkehr, für den man die nachwachsenden, aber immer nur begrenzt verfügbaren Biotreibstoffe, z. The electrical transport system developed here is an ideal complement to the safe combustion engine-powered in the future passenger car, bus and long-distance trucks, for which one the renewable, but only limited quantities of biofuels such. B. BtL, reservieren sollte. B. BtL should reserve.
  • Weitere erfindungsgemäße Merkmale und Vorteile gehen aus der Beschreibung und aus den Zeichnungen hervor. Other features and advantages of the invention will be apparent from the description and from the drawings. Die Ausführungsbeispiele sind im folgenden unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. The embodiments are described below with reference to the drawings. Es zeigen: Show it:
  • 1 1 ein Schema des erfindungsgemäßen Verkehrssystems a schematic of the transport system according to the invention
  • 2 2 eine typische Angebotskurve an Solarstrom im Vergleich zu typischen Stromverbrauchkurven im Tagesgang. a typical supply curve of solar power compared to typical power consumption curves in the diurnal cycle.
  • 3 3 ein Schema einer Akkutankstelle a diagram of a battery service station
  • 4 4 den Batteriewechsel in Frontansicht am Beispiel eines urbanen Leichtfahrzeugs change the battery in front view an example of an urban light vehicle
  • 5 5 den Größenvergleich zwischen Mittelklasse-Pkw und einem für den urbanen Verkehr optimierten Leichtfahrzeug the size comparison between medium-sized car and optimized for urban traffic light vehicle
  • 6 6 ein hocheffizientes Leichtfahrzeug in Seitenansicht mit seinen wesentlichen Merkmalen a highly efficient lightweight vehicle in side view, with its essential features
  • 7 7 das gleiche Fahrzeug in Draufsicht ohne Dach the same vehicle in a plan view without roof
  • 8 8th ein effizientes Elektrofahrzeug mit 3 × 2 Batterieeinheiten an efficient electric vehicle battery units with 3 × 2
  • 9 9 die modulare Zusammenstellung der Batteriemodule aus Batterieeinheiten the modular assembly of the battery modules of the battery units
  • 10 10 eine Kurve des Energieinhalts einer Batterie im Verlauf des gesamten Prozesses a graph of the energy content of a battery in the course of the entire process
  • 1 1 zeigt ein Schema des erfindungsgemäßen Verkehrssystems. shows a diagram of the transport system according to the invention. Dargestellt ist die elektrisch betriebene, hocheffiziente Fahrzeugflotte EEV einerseits, die regenerativen Kraftwerke RE und die vorerst noch mit dem Netz verbundenen fossilen Kraftwerke FE andererseits und dazwischen die Verknüpfung über Stromnetz SN, Akkutankstellen AT und austauschbare Batteriemodule BM. Shown the electrically operated, highly efficient vehicle fleet EEV is on the one hand, the regenerative power plants RE and the time being connected to the network fossil power plants FE other hand, and between the link via power supply SN, battery service stations AT and replaceable battery modules BM. Gestrichelt angedeutet ist auch die Möglichkeit, die Fahrzeuge EV an der Steckdose der Garage G aufzuladen und sie nach dem Vehicle-to-Grid-Prinzip für die Rückspeisung von Energie zu benutzen. Indicated by dashed lines is also the ability to recharge the vehicles EV at the outlet of the garage G and use them after the Vehicle-to-grid principle for the return of energy. Daneben ist das über Energiepflanzen nachhaltig betriebene System des Straßenfernverkehrs gezeigt, bei dem nach wie vor Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor CV verwendet werden, wobei vorwiegend Biomass-to-Liquid BtL, Biodiesel BD, Bioethanol BET und Biogas BG eingesetzt werden. In addition, the sustained-powered via power plant system of the road distance traffic is shown, which uses as before combustion engine vehicles CV wherein predominantly biomass-to-liquid BTL biodiesel BD, bioethanol and biogas BET BG be used. Der von den Kraftwerken RE und FE erzeugte Strom wird über das Stromnetz SN als Mittelspannung von 10 kV an die Akkutankstelle AT geliefert, dort auf Niederspannung heruntertransformiert und über einen als Ladegerät ausgelegten AC/DC-Wandler in die Batteriemodule BM geleitet. The current generated by the power plants RE and FE is supplied via the mains SN as a medium voltage of 10 kV to the battery filling station AT, transformed down there on low voltage and passed over a designed as a charger AC / DC converter in the battery modules BM. Natürlich können mehrere solcher Geräte parallel betrieben werden und auch die AC/DC-Wandlung und die I/U-gesteuerte Ladung in verschiedenen durch einen Gleichstromzwischenkreis verbundenen Gehäusen untergebracht werden. Of course, several such devices can be operated in parallel and the AC / DC conversion and the I / U-controlled charge can be accommodated in various connected by a direct current intermediate circuit housings. Übersteigt die Stromnachfrage das kraftwerksseitige Angebot wird aus einem Teil der Batterien Strom entnommen und über einen DC/AC-Sinuswechselrichter in das Netz zurückgespeist. Exceeds the power demand, the power plant side listing is taken from a part of the battery current and fed back into the network via a DC / AC sinusoidal inverter. Die strichpunktierte Linie deutet an, dass Batteriewechselstationen BW und Zapfsäulen für Biotreibstoffe auch gemeinsam auf dem Gelände einer Tankstelle angeboten werden können, allerdings nur mit ausreichendem Sicherheitsabstand wegen der Gefahr der Funkenexplosion. The dashed line indicates that battery replacement stations BW and petrol pumps for biofuels can be offered on the site of a gas station and together, but only with sufficient safety margin because of the danger of spark explosion. Aus dem Stromnetz SN beziehen die übrigen Stromverbraucher SV ebenfalls Energie. From the power network SN other power consumers SV also relate energy.
  • 2 2 zeigt mit der gestrichelten Linie eine typische Angebotskurve an Solarstrom im Vergleich zu typischen Stromverbrauchkurven im Tagesgang. shows with the dashed line a typical supply curve of solar power compared to typical power consumption curves in the diurnal cycle. Schraffiert sind die Stoßverkehrszeiten, in denen die wenigsten Fahrzeuge am Netz hängen können. Hatched the rush hour times when very few vehicles can hang on the net are. Man sieht hier sehr deutlich den Vorteil des erfindungsgemäßen Systems gegenüber der Stromeinspeisung durch im Fahrzeug befindliche Batterien, die nur zu einem Bruchteil wirklich für die Spitzenlastabdeckung oder für die Verwendung von Solarstrom genutzt werden könnten. Here we see very clearly the advantage of the present system compared to the current feed through in-car batteries that could be really used only at a fraction of the peak load or for the use of solar power. Das erfindungsgemäße System bietet demgegenüber eine viel höhere Zahl an mit dem Stromnetz SN verbundenen Batterien, insbesonder auch wegen der Zweitnutzung derjenigen Batterien, die aufgrund zu geringer Restkapazität aus dem Fahrbetrieb ausgesondert worden sind. In contrast, the system of the invention provides a much higher number of the electricity network SN connected batteries, insbesonder also for the secondary use of those batteries which have been separated from the vehicle operation due to insufficient residual capacity. Man kann erwarten, dass sie etwa noch einmal soviele Zyklen wie im Fahrzeug durchlaufen können, bevor sich ihre Verwendung nicht mehr lohnt. One can expect that they can go through about again as many cycles as in the vehicle before their use is no longer profitable.
  • 3 3 zeigt beispielhaft eine Akkutankstelle AT in Draufsicht mit den drei verschiedenen Fahrzeugtypen Elektrobus shows an example of a battery filling station AT in plan view with the three different types of vehicles Elektrobus 1 1 , Elektrofahrzeug , Electric vehicle 2 2 , Stadtfahrzeug , City car 3 3 , . 4 4 und Elektrofahrrad and electric bike 5 5 , die einen Akkutausch an verschiedenen Batteriewechselstationen That a battery replacement at various battery switch stations 6 6 , . 7 7 , . 8 8th mit den jeweiligen, dem Fahrzeugleistungsbedarf angepassten Batterieeinheiten BE vornehmen. make with the respective, adapted to the vehicle power demand battery units BE. Außer beim Elektrofahrrad Except for the electric bicycle 5 5 werden die Batterien durch automatisierte Wechseleinrichtungen seitlich entnommen bzw. zugeführt. the batteries are removed laterally by automated changers or supplied. Gezeigt sind auch die zugeordneten Batteriemagazine. Also shown are the associated battery Magazine. Mit den gestrichelten Pfeilen ist dargestellt, dass die von der Abwärme der Batterien, Ladegeräte und Wechselrichtern erwärmte Luft mittels Gebläse With the dashed arrows shown that heated by waste heat from the batteries, chargers and inverters air blower means 12 12 abgesaugt und über einen Luft-Wasser-Wärmetauscher zu Heizzwecken verwendet wird. filtered off and is used on an air-water heat exchanger for heating purposes. Das elektronische Energiemanagmentsystem EMS wird über eine Datenleitung The electronic energy management system EMS is via a data line 13 13 mit den notwendigen Informationen über die Stromlage versorgt und gegebenenfalls durch den Stromversorger oder die Behörden angesteuert. supplied with the necessary information on the current location and optionally driven by the power company or the authorities. Es ist mit einer Signalleitung mit dem oder den DC-AC-Invertern verbunden und entscheidet auf Softwarebasis über den Zeitpunkt, die Leistung und die Menge des zurückzuspeisenden und des für die Ladung zu verwendenden Stroms. It is connected to a signal line to the one or more DC-AC inverters, and decides on a software basis of the date, performance, and the amount of zurückzuspeisenden and to be used for the charge current. Ein geeichter Stromzähler erfasst zeitgenau den Strombezug, bzw. die Stromlieferung bei Rückspeisung. A calibrated flow meter records time exactly to the current reference, and the current supply when regenerating. Es ist möglich jede Batterieeinheit BE einzeln oder in Gruppen zu laden. It is possible to load into groups each battery unit BE separately or together. Dazu sind entsprechende Leistungsschaltelemente vorgesehen. To appropriate power switching elements are provided. An jeder Wechseleinrichtung kann eine Testmessung an den Batterien vorgenommen werden, die den aktuellen Lade- und Leistungszustand der Batterie erfasst und eventuelle Defekte feststellt. At each exchange device, a test measurement can be made on the batteries, which measures the actual load and power status of the battery and thereby detect possible defects. Batterien, die defekt sind, werden aussortiert, und solche, deren Kapazität zu weit abgesunken ist, um im Fahrzeug verwendet werden zu können, werden in das Rückspeisemagazin Batteries that are defective are rejected, and those whose capacity has fallen too low to be used in the vehicle may be in the regenerative magazine 9 9 überführt. transferred. Die übrigen Batterien werden nach der Messung zunächst auf mindestens 75% der Kapazität aufgeladen und erst danach für die Rekuperation verwendet. The remaining batteries are first charged after the measurement to at least 75% of capacity, and only then used for the recuperation. Die Batterien des jeweiligen Magazins, die bereits am längsten im Zyklus sind, werden für den bevorstehenden Austausch in ein Fahrzeug von der Rückspeisung ausgenommen und voll geladen. The batteries of the respective magazine already the longest in the cycle, except for the upcoming exchange in a vehicle of the recovery and fully charged. Etwa 1/3 der Batterien nehmen jeweils an der Rückspeisung teil. About 1/3 of the batteries are expected to participate in the recovery. Es ist auch möglich, ausschließlich die Batterien des Rückspeisemagazins It is also possible, only the batteries of regenerative magazine 9 9 für die Rückspeisung zu verwenden. to be used for recovery. Die einzelnen Batterien sind über elektronische Leistungsschaltelemente mit dem DC/AC-Konverter verbunden und können nach Aufschaltung durch des Energiemanagmentsystem EMS ins Netz zurückspeisen. The individual batteries are connected via electronic power switching elements with the DC / AC converter and can feed into the grid after intrusion by the energy management system EMS. Das Energiemanagmentsystem EMS protokolliert den Energiefluss und wacht auch darüber, dass keine Batterie zu stark oder zu tief entladen wird oder sich zusehr erhitzt. The energy management system EMS records the flow of energy and also the fact that no battery is too strong or too deeply discharged or heated zusehr monitored. Die Batteriemagazine sind in Etagenbauweise ausgeführt, wobei wegen der geringen Bauhöhe der Batterieeinheiten BE 10–20 Etagen ohne Schwierigkeit möglich sind. The battery trays are carried in floor construction, whereby due to the low overall height of the battery units BE 10-20 floors are possible without difficulty. Das Einlagern und Entnehmen der Batterieeinheiten BE oder auch ganzer Batteriemodule BM erfolgt über einen automatischen Zuführroboter. Warehousing and removal of the battery units BE, or even entire battery modules BM via an automatic conveyance robot.
  • 4 4 zeigt den Batteriewechsel in Frontansicht am Beispiel eines urbanen Leichtfahrzeugs. shows the battery replacement in front view an example of an urban light vehicle. In diesem sind die Batterien in einem Quertunnel In this the batteries are in a cross Tunnel 20 20 untergebracht, der sich unter den Sitzen accommodated, which seats under the 30 30 von Fahrer und Beifahrer befindet. is the driver and passenger. Dieser Quertunnel This cross tunnel 20 20 ist mit der übrigen Karosserie solide verbunden und trägt in erheblichem Maß zur Torsionssteifigkeit der Karosserie und zur Aufnahme von seitlichen Stoßkräften bei. is solidly connected to the rest of the body and contributes to a considerable extent at the torsional stiffness of the body and for receiving lateral impact forces. Auf ihm sind Fahrer- und Beifahrersitz montiert. On it are the driver and passenger seat-mounted. Die Batterien werden über Be- und Entladeschienen The batteries are loading and Entladeschienen 17 17 in das Batteriemagazin nahezu höhengleich überführt. almost at the same height transferred to the battery tray. Dazu kuppelt ein servomotorisch betriebener Teleskoparm These coupling a servo motor-driven telescopic arm 34 34 , der seitlich an den Batterien vorbei geführt wird, am hinteren Ende des aus zwei Batterieeinheiten BE bestehenden Batteriemoduls BM. Which is guided laterally on the batteries by, at the rear end of the two-battery units BE battery module BM. Dargestellt ist ein einfaches, rotierendes Trommelmagazin Shown is a simple rotating drum magazine 21 21 mit 6 × 2 Ladeplätzen. with 6 x 2 charging places. Die in In the 2 2 gezeigten Etagenmagazine mit einem Zuführroboter können erheblich mehr Batteriemodule BM im gleichen Volumen einlagern, sind aber auch teurer. Floor magazines illustrated with a conveyance robot can store significantly more battery modules BM in the same volume, but are also more expensive. Die Batterieeinheiten BE werden im Fahrzeug nach Fixierung in der Endposition durch automatische Kontakte The battery units BE are in the vehicle after fixing in the end position by automatic contacts 35 35 auf 48 V 80 Ah verschaltet. connected to 48 V 80 Ah. Auch im Trommelmagazin Also in the drum magazine 21 21 werden automatische Kontakte be automatically contacts 35 35 verwendet. used.
  • 5 5 zeigt den Größenvergleich zwischen Mittelklasse-Pkw und einem für den urbanen Verkehr optimierten Leichtfahrzeug. shows the size comparison between medium-sized car and optimized for urban traffic light vehicle. Neben der gezeigten drastischen Verkürzung des Fahrzeugs sinkt auch die Fahrzeugbreite um etwa 25%. In addition to the shown drastic shortening of the vehicle and the vehicle width is reduced by about 25%. Dies wird vor allem durch einen im Ellenbogenbereich sehr schmalen Türaufbau erreicht. This is achieved mainly by a very narrow in the elbow area door structure. Damit wird nur etwa 40% des Parkraums benötigt. This means that only about 40% of the parking space is needed.
  • 6 6 zeigt ein hocheffizientes Leichtfahrzeug in Seitenansicht mit seinen wesentlichen Merkmalen. shows a highly efficient lightweight vehicle in side view, with its essential characteristics. Es misst 2,4 × 1,35 × 1,45 m und wiegt etwa 200 kg. It measures 2.4 x 1.35 x 1.45 m and weighs about 200 kg. Seine Karosserie besteht im unteren Teil aus einer selbststragenden Struktur His body is in the lower part of a self-supporting structure 22 22 aus hochfesten Aluminiumblechen. from high-strength aluminum sheets. Im oberen Teil wird ein Spaceframe In the upper part, a space frame 23 23 aus Alumiumprofilen verwendet, an dem eine Kunststoffverkleidung from Alumiumprofilen used, at which a plastic cladding 25 25 abgebracht ist. is diverted. Lediglich der Bereich der Frontscheibe, der vom Scheibenwischer überstrichen wird, besteht aus Sicherheitsglas, alle anderen Scheiben aus kratzfest beschichtetem Polycarbonat. Only the area of ​​the windshield that is swept by the wiper, made of safety glass, all other disks made of scratch resistant coated polycarbonate. Das Fahrzeug rollt auf 6 cm schmalen Hochdruckgürtelreifen mit einem c r von 0,007. The vehicle rolls on 6 cm narrow high-pressure radial tire with a c r of 0.007. Die Nennleistung der beiden Elektromotoren The rated power of the two electric motors 26 26 beträgt zusammen 4 kW, die Kurzzeitspitzenleistung 10 kW. the short-time peak power together is 4 kW, 10 kW. Seine Höchstgeschwindigkeit beträgt 45 km/h. Its maximum speed is 45 km / h. Es kann sowohl vollkommen geschlossen als auch weitgehend offen gefahren werden, was eine Klimaanlage in vielen Fällen unnötig macht. It may either be completely closed are also driven largely open as what makes air conditioning unnecessary in many cases. Die Motorsteuerung erfolgt über die Tretkurbel The motor is controlled via the pedal crank 28 28 des Fahrers ähnlich wie bei Pedelecs. the driver similar to Pedelecs. Durch eine gewisse körperliche Aktivität des Fahrers wird innere Wärme frei, so dass die Heizanlage wesentlich kleiner dimensioniert werden kann und im wesentlichen der Scheibendefrostung oder -trocknung dient. By a certain physical activity of the driver's internal heat is released, so that the heating system can be sized significantly smaller and serves essentially the Scheibendefrostung or drying furnaces. Beim Bremsen wird elektrische Energie zurückgewonnen. When braking electric energy is recovered. Das Batteriemodul (BM) befindet sich sich in einem Quertunnel The battery module (BM) is located in a transverse tunnel 20 20 unter dem Fahrer- und Beifahrersitz. under the driver and passenger seats. Eine Seitenklappe A side flap 16 16 erlaubt den horizontalen Batteriewechsel. allows the horizontal battery replacement. Das Batteriemodul BM besteht aus zwei Batterieeinheiten BE von je 48 V/40 Ah. The battery module BM consists of two battery units BE each of 48 V / 40 Ah. Sie besitzen auf jeder Längsseite vier kugelgelagerte Rollen, die ein sehr leichtes Verfahren und die Überbrückung eines geringen Spaltes oder Höhenunterschiedes zwischen Batteriewechselstation und Fahrzeug erlauben. They have four wheels on ball bearings that allow a very easy process and bridging a small gap or height difference between the battery change station and vehicle on each longitudinal side. Die Batterieeinheiten BE können auch wegen des geringen Gewichts von unter 25 kg mittels eines ausziehbaren Handgriffs auf den Rollen wie ein Reisekoffer von Hand bewegt wenden, was ein großer Vorteil bei der Einführung der Fahrzeuge ist, da sich automatisierte Batteriewechselstationen The battery units BE can turn moved, which is a great advantage in the introduction of the vehicles also because of the low weight of less than 25 kg by means of a pull-out handle on the reels, as suitcases by hand, since automated battery exchange stations 6 6 , . 7 7 , . 8 8th erst bei einer höheren Fahrzeugzahl lohnen. worthwhile only at a higher vehicle speed. Die Anzahl der elektrischen Verbraucher an Bord und deren Leistungsaufnahme ist auf ein Minimum beschränkt. The number of electrical consumers on board and their power consumption is kept to a minimum. Schiebedach und Seitenfenster werden von Hand betätigt. Sunroof and side windows are operated manually. Durch das geringe Gewicht und die schmalen Reifen mit geringem Reifenlatsch ist keine Servolenkung notwendig. The low weight and the narrow tires with low tire contact area no power steering is necessary. Zudem kann wegen der geringen Höchstgeschwindigkeit auf ein ABS und ESP verzichtet werden. In addition, can be omitted due to the low speed limit on an ABS and ESP. Als Cabrio benötigt es zudem keine Klimaanlage. As a convertible, it requires no air conditioning.
  • 7 7 zeigt das gleiche Fahrzeug in Draufsicht ohne Dach. shows the same vehicle in a top view without a roof. Der Quertunnel The cross tunnel 20 20 und die mit ihm solide verbundenen Elemente der selbsttragenden Karosseriestruktur sind fett hervorgehoben. and solid its related elements of the self-supporting body structure are highlighted in bold. Der Quertunnel The cross tunnel 20 20 bildet mit Mittelkasten forms with center box 32 32 , Bodenblech , Floor plate 33 33 und den beiden Seitenkästen and the two side pods 31 31 durch großflächige Verklebung eine verwindungssteife Einheit, die auch hohe Querkräfte aufnehmen kann. by large-area bonding a rigid unit, which can also take up high transverse forces. Der Quertunnel bildet für die Batterien ein geschlossenes, vom Fahrgastraum getrenntes Gehäuse. The cross tunnel forms a closed, separate from the passenger compartment housing for the batteries. Bei Bedarf wird er von Gebläseluft durchströmt, um die Batterien zu temperieren oder zu kühlen. If necessary, it is flowed through by blowing air to control the temperature of the batteries or to cool.
  • 8 8th zeigt ein effizientes Elektrofahrzeug EEV mit 3 × 2 Batterieeinheiten BE, die alle im Fahrzeugboden und ebenfalls in einem Quertunnel shows an efficient electric vehicle EEV with 3 x 2 battery units BE, all in the vehicle floor, and also in a transverse tunnel 20 20 untergebracht sind. are housed. Es hat eine entsprechend hohe Reichweite (bis 200 km), Motorleistung (15/30 kW) und Höchstgeschwindigkeit (80 km/h). It has a correspondingly large range (up to 200 km), motor power (15/30 kW) and maximum speed (80 km / h). Es besitzt ebenfalls Hochdruckgürtelreifen. It also has high-pressure radial tires.
  • 9 9 zeigt die modulare Zusammenstellung der Batteriemodule BM aus Batterieeinheiten BE mit den darin enthaltenen Power Cells. shows the modular assembly of the battery modules BM of battery units BE with the contained Power Cells. Jede Batterieeinheit BE verfügt über ein normiertes Gehäuse und ein Batteriemanagmentsystem BMS, das die gleichmäßige Ladung aller Zellen steuert und überwacht und deren Zustand abspeichert, so dass sowohl der Bordcomputer Each battery unit BE has a standardized housing and a battery management system BMS, which controls and monitors the uniform charge of all cells and their state stores, so that both the on-board computer 27 27 des Fahrzeugs als auch das Energiemanagmentsystem EMS der Akkutankstelle AT diese Daten lesen kann. of the vehicle and the energy management system EMS the battery service station AT can read this data. Das Gehäuse ist so gestaltet, dass es von einem Kühlluftstrom, der jede einzelne Zelle erreicht, durchflossen werden kann. The housing is designed so that it can be traversed by a cooling air flow that reaches each individual cell. Dargestellt sind Batteriemodule BM aus zwei, vier und sechs Batterieeinheiten BE, die jeweils die gleiche Kapazität aber unterschiedliche Spannungsniveaus besitzen. Shown are battery modules BM of two, four and six battery units BE having the same capacity, respectively, but have different voltage levels. Fahrzeuge höherer Leistung benutzen vorzugsweise höhere Spannungen, um die Ströme beherrschbar zu halten. Vehicles higher power preferably use higher voltages to keep the currents manageable.
  • 10 10 zeigt eine Kurve des Energieinhalts einer Batterie im Verlauf des gesamten Prozesses. shows a graph of the energy content of a battery in the course of the entire process. Abschnitt A: Die vom Fahrzeug übernommene, weitgehend entleerte Batterie wird zunächst auf 75% vorgeladen. Section A: The battery acquired from the vehicle, substantially emptied is initially precharged to 75%. Abschnitt B: Ab diesem Ladezustand kann sie für die Stromeinspeisung verwendet werden. Section B: From this state of charge can be used for the power supply. Im Beispiel wird fünfmal Strom mit relativ hohen Entladeraten entnommen. In the example, five times with a relatively high discharge current is removed. Dazwischen wird die Batterie stets weiter aufgeladen. In between, the battery is always charged further. Abschnitt C: Nach einer gewissen Zeit wird sie von der Netzeinspeisemöglichkeit abgekoppelt und fertig geladen, um als volle Batterie ins Fahrzeug zu kommen. Section C: After a certain time it is disconnected from the Netzeinspeisemöglichkeit and finished loading to get into the vehicle as a full battery. Abschnitt D: Im Fahrzeug wird sie fahrzeugtypisch entladen. Section D: In the vehicle, it is the vehicle typically discharged. Die Abschnitte C und D entfallen bei denjenigen Batterien, die ins Rückspeisemagazin überführt worden sind, der Abschnitt B wird hingegen vielfach durchlaufen. Sections C and D be omitted in those batteries which have been transferred to the feedback magazine, the portion B is, however, often through.
  • AC/DC AC / DC
    Gleichspannungsnetzteil DC power supply
    AL AL
    Abluft exhaust
    AT AT
    Akkutankstelle battery Petrol Station
    BD BD
    Biodiesel biodiesel
    BE BE
    Batterieeinheit battery unit
    BET BET
    Bioethanol bioethanol
    BG BG
    Biogas biogas
    BM BM
    Batteriemodul battery module
    BMS BMS
    Batteriemanagementsystem Battery Management System
    BtL BtL
    Biomass-to-Liquid Biomass-to-Liquid
    BFT BFT
    Tankstelle für Biotreibstoffe Filling station for biofuels
    CV CV
    KFZ m. Car m. Verbrennungsmotor internal combustion engine
    DC/AC DC / AC
    Sinuswechselrichter Sine wave inverters
    EEV EEV
    effizientes Elektrofahrzeug efficient electric vehicle
    EMS EMS
    Energiemanagementsystem Energy Management System
    FE FE
    fossile Energie fossil energy
    G G
    Garage garage
    RE RE
    regenerative Energie regenerative energy
    SN SN
    Stromnetz power grid
    SV SV
    Stromverbraucher electricity consumers
    ZL ZL
    Zuluft supply air
    1 1
    Elektrobus electric bus
    2 2
    Elektrofahrzeug electric vehicle
    3, 4 3, 4
    Stadtfahrzeuge city ​​vehicles
    5 5
    Elektrofahrrad electric bicycle
    6 6
    Batteriewechselstation Bus Battery change station Bus
    7 7
    Batteriewechselstation Pkw Battery change station car
    8 8th
    Batteriewechselstation Fahrrad Battery change station bike
    9 9
    Rückspeisemagazin Regenerative Magazine
    10 10
    Verkaufsraum Tankstelle Salesroom petrol station
    11 11
    Luft/Wasser-Wärmetauscher Air / water heat exchanger
    12 12
    Gebläse fan
    13 13
    Datenleitung data line
    14 14
    Gleichstromzwischenkreis DC link
    15 15
    Lade- und Bedieneinheit Charging and control unit
    16 16
    Seitenklappe side flap
    17 17
    Be- und Entladeschiene Loading and Entladeschiene
    18 18
    Radführungskörper Radführungskörper
    19 19
    Rollen roll
    20 20
    Quertunnel cross tunnel
    21 21
    rotierendes Trommelmagazin rotating drum magazine
    22 22
    selbsttragende Struktur aus Aluminiumblechen self-supporting structure made from aluminum sheets
    23 23
    Spaceframe Space frame
    24 24
    Kunststoffscheiben Plastic discs
    25 25
    Kunststoffverkleidung Plastic cladding
    26 26
    Elektromotor electric motor
    27 27
    Bordcomputer board computer
    28 28
    Tretkurbel crank
    29 29
    Hochdruckgürtelreifen High pressure radial tires
    30 30
    Sitze seats
    31 31
    Seitenkasten page box
    32 32
    Mittelkasten center box
    33 33
    Bodenblech floor panel
    34 34
    Teleskoparm telescopic arm
    35 35
    automatischer Stromkontakt automatic power Contact
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  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
    • - US 2008/0052145 A1 [0001] - US 2008/0052145 A1 [0001]
    • - US 5642270 [0001] - US 5642270 [0001]
    • - DE 102008047654 A1 [0002, 0003] - DE 102008047654 A1 [0002, 0003]
    • - EP 1810869 A1 [0002] - EP 1810869 A1 [0002]
    • - DE 102007050552 [0008] - DE 102007050552 [0008]
    • - DE 19855585 [0008] - DE 19855585 [0008]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur Cited non-patent literature
    • - www.betterplace.com [0002] - www.betterplace.com [0002]

Claims (11)

  1. Nachhaltiges Verkehrssystem auf der Basis von Elektrofahrzeugen, deren Batterien in Batterie-Wechselstationen, sogenannten Akkutankstellen (AT), in kurzer Zeit ausgetauscht werden können, dadurch gekennzeichnet , dass die in den Batterien enthaltene elektrische Energie über DC/ACWandler, z. Sustainable transport system on the basis of electric vehicles, the batteries in the battery exchange stations, so-called battery service stations (AT), can be exchanged in a short time, characterized in that the electrical energy contained in batteries via DC / ACWandler, z. B. Sinuswechselrichter (DC/AC), und entsprechende Stromleitungen in das Stromnetz (SN) zurückgespeist werden kann, nachdem die Batterien den Fahrzeugen entnommen und geladen oder zumindest teilgeladen wurden. B. sine inverter (DC / AC), and corresponding power lines in the power supply (SN) may be fed back after the batteries removed from the vehicles and loaded or have been loaded at least in part.
  2. Verkehrssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektrofahrzeuge, neben Elektrofahrrädern, Elektrobussen des öffentlichen Personenverkehrs und leichten Elektronutzfahrzeugen, vor allem speziell für den urbanen Verkehr entwickelte, besonders effiziente Leichtfahrzeuge (EEV) verwendet werden, deren Baumerkmale – ein extremer Leichtbau mit einem überwiegenden Anteil an Leichtmetallen, Faserverbundwerkstoffen und Kunststoffen, – Leichtlaufreifen mit einem Gasdruck über 4 bar und relativ geringer Breite, – gegenüber dem heutigen Durchschnittsauto erheblich reduzierte Höchstgeschwindigkeit und Motorleistung, und – eine auf die schwerpunktsnahe Unterbringung der Batterien und deren leichten Austausch ausgerichtete Karosseriestruktur sind. Transport system according to claim 1, characterized in, are used that developed as electric vehicles, in addition to electric bicycles, electric buses for public transport and light electric utility vehicles, especially designed for urban transport, particularly efficient light vehicles (EEV) whose construction - an extreme lightweight with a preponderant proportion of light metals, fiber composites and plastics, - low-friction tires with a gas pressure above 4 bar and a relatively small width, - compared to the current average car significantly reduced top speed and engine power, and - an aligned on the center of gravity close to accommodate the batteries and their easy replacement body structure.
  3. Verkehrssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterien der Leichtfahrzeuge (EEV) unter dem Fahrer- und Beifahrersitz in einem Quertunnel ( Transport system according to claim 2, characterized in that the batteries of light vehicles (EEV) under the driver's and front passenger seat (in a cross Tunnel 20 20 ) platziert sind und zum Austausch seitlich herausgezogen werden können, wobei der Quertunnel ( ) Are placed and exchange can be pulled out laterally, the transverse tunnel ( 20 20 ) vorzugsweise mit der Karrosserie solide verbunden ist und Torsions- und Seitenkräfte aufnehmen kann. ) Preferably is solid connected to the car body and can accommodate torsional and lateral forces.
  4. Verkehrssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für den urbanen Raum optimierte, sehr kompakte, 2 oder 2+2-sitzige Leichtfahrzeuge verwendet werden, die unter 300 kg wiegen und die vorzugsweise der europäischen Fahrzeugklasse „vierrädriges Kleinkraftfahrzeug” entsprechen. Transport system according to one of claims 1 to 3, characterized in that optimized for urban areas, very compact, 2 or 2 + 2-seater light vehicles are used, weighing less than 300 kg and the preferably correspond to the European vehicle class "four-wheeled small motor vehicle."
  5. Verkehrssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Akkutankstellen (AT) ein Energiemanagmentsystem (EMS) besitzen, das Informationen über die momentane Stromsituation hinsichtlich Angebot, Nachfrage und Preis benutzt, um zwischen dem Bezug von Strom aus dem Netz und der Einspeisung in dieses umzuschalten, wobei das Laden der Batterien vorzugsweise in Zeiten des Spitzenangebots an regenerativ erzeugtem Strom erfolgt und dass die Akkutankstellen über Stromzähler verfügen, die eine zeitgenaue Abrechnung des ins Netz eingespeisten Stroms ermöglichen, vorzugsweise auch des bezogenen Stroms. Transport system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the battery service stations (AT), an energy management system (EMS) possess, uses the information about the present current situation regarding supply, demand and price in order between the supply of electricity from the grid and the switch feeding into this, wherein the charging of the batteries is preferably carried out in periods of peak supply of electricity from renewable sources and that the battery service stations are equipped with electricity meters that provide a time-based billing of the supplied into the AC power, and preferably also of the related flow.
  6. Verkehrssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Teil der sich in der jeweiligen Akkutankstelle (AT) befindenden Batterien zur Netzeinspeisung benutzt wird und ein anderer Teil für die vollständige Ladung mit anschließender Nutzung im Fahrzeug reserviert bleibt und dass die vom Fahrzeug übernommenen leeren Batterien zunächst mindestens bis zu einem bestimmten Wert ihrer Kapazität, z. Transport system according to one of claims 1 to 5, characterized in that only a portion located in the respective battery filling station (AT) will be used that are available batteries for feeding power and another part for the full charge with subsequent use is reserved in the vehicle and that from vehicle acquired empty batteries first at least up to a certain value of its capacity, z. B. 75%, vorgeladen werden, bevor sie zur Rückspeisung ins Stromnetz verwendet werden. Be summoned as 75% before they are used for feeding back into the grid.
  7. Verkehrssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Akkutankstellen (AT) ein System zur Erfassung der aktuellen Batteriekapazität verfügen und dass zur Rückspeisung ins Netz vorzugsweise diejenigen Batterien verwendet werden, deren Batteriekapazität durch den Gebrauch im Fahrzeug bereits unter einen bestimmten Prozentsatz, z. Transport system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the battery service stations (AT) have a system for detecting the actual battery capacity and that used for feedback into the network preferably those batteries whose battery capacity by the use in the vehicle already below a certain percentage such. B. 70%, der Nennkapazität gesunken sind und die nicht mehr in die Fahrzeuge zurückgetauscht werden sollen. B. 70% of the rated capacity have dropped and that should not be exchanged back into the vehicles.
  8. Verkehrssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterien in standardisierte und relativ kleine Batterieeinheiten (BE), z. Transport system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the batteries in standardized and relatively small battery units (BE), z. B. 48 V 40 Ah, aufgeteilt sind, die bezüglich Gewicht und Abmessungen leicht handhabbar sind und die in Reihen- oder Parallelschaltung zu größeren Batteriemodulen (BM) unterschiedlicher Spannung und Kapazität kombiniert werden können, wobei vorzugsweise für Busse, Lieferfahrzeuge und leichte Lkw wesentlich größere und für Elektrofahrräder wesentlich kleinere Batterieeinheiten (BE) vorgesehen werden und wobei die jeweiligen Sorten in eigenen Batteriewechselstationen ( B. 48 V 40 Ah, are divided, the weight and dimensions are easy to handle with respect to and in series or parallel connection to form larger battery modules (BM) of different voltage and capacity can be combined, preferably for buses, delivery vehicles and light trucks substantially greater much smaller battery units, and electric bicycles (bE) are provided and wherein the respective species (in its own battery exchange stations 6 6 , . 7 7 , . 8 8th ) angeboten werden. ) Tobe offered.
  9. Verkehrssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Zelleinheiten der Batterien sogenannte Lithium Power Cells verwendet werden, die hohe Entladeströme von über 5 C vertragen, und dass die Zelleinheiten zu relativ flachen Batterieeinheiten (BE) zusammengestellt sind, deren Höhe nicht mehr als die Hälfte der größten Seitenlänge bemisst. Transport system according to one of claims 1 to 8, characterized in that as the cell units of the batteries, so-called lithium POWERCELLs be used tolerate the high discharge currents of more than 5 C, and that the cell units to relatively flat battery units (BE) are given, which are not calculated more than half of the largest side length is measured.
  10. Verkehrssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Batterieladung und -entladung entstehende Abwärme in Batterien, Ladegeräten und Gleich- und Wechselrichtern mittels Wärmetauscher für Heizzwecke verwendet wird. Transport system according to one of claims 1 to 9, characterized in that is used in the battery charge and discharge waste heat generated in batteries, battery chargers, and AC and judges by means of the heat exchanger for heating purposes.
  11. Verkehrssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die die Behörden von Kreisen, Städten und Gemeinden im Falle des Stromausfalls das Energiemanagmentsystem (EMS) der Akkutankstelle (AT) per Funk oder Datenleitung ( Transport system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the authorities of districts, cities and towns in case of power failure, the energy management system (EMS) of the battery filling station (AT) (via radio or data line 13 13 ) fernsteuern und auf Rückspeisung umstellen können. can remote control) and switch to recovery.
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Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010018481A1 (en) * 2010-04-28 2011-11-03 Gm Global Technology Operations Llc (N.D.Ges.D. Staates Delaware) Floor structure of a vehicle body
DE102010040388A1 (en) 2010-09-08 2012-03-08 Siemens Aktiengesellschaft Service Machine to obtain and / or charging an energy storage device for an electric bike
EP2463162A2 (en) 2010-12-07 2012-06-13 Carbike GmbH System for supplying energy for electric vehicles
DE102010054136A1 (en) 2010-12-10 2012-06-14 cambio Mobilitätsservice GmbH & Co. KG Method for detecting availability of battery of lending vehicle e.g. electric car, involves determining whether state of charge of battery for one free vehicle exists in sufficient range of cumulative running distance
WO2012044767A3 (en) * 2010-09-30 2012-09-27 Midtronics, Inc. Battery pack maintenance for electric vehicle
US8493022B2 (en) 1997-11-03 2013-07-23 Midtronics, Inc. Automotive vehicle electrical system diagnostic device
DE102012015857A1 (en) * 2012-07-31 2014-02-06 Danger Möricke Method for processing carbon-fiber-reinforced polymer and carbon tube material for ultralight-cars, particularly for automotive industry, involves assembling carbon tubes to car-chassis
US8674654B2 (en) 1997-11-03 2014-03-18 Midtronics, Inc. In-vehicle battery monitor
US8674711B2 (en) 2003-09-05 2014-03-18 Midtronics, Inc. Method and apparatus for measuring a parameter of a vehicle electrical system
US8704483B2 (en) 2004-08-20 2014-04-22 Midtronics, Inc. System for automatically gathering battery information
WO2014005776A3 (en) * 2012-07-05 2014-05-15 Robert Bosch Gmbh Electric charging system comprising a temperature control system for battery- operated motor vehicles, and components of the charging system
US8872517B2 (en) 1996-07-29 2014-10-28 Midtronics, Inc. Electronic battery tester with battery age input
US8872516B2 (en) 2000-03-27 2014-10-28 Midtronics, Inc. Electronic battery tester mounted in a vehicle
US8958998B2 (en) 1997-11-03 2015-02-17 Midtronics, Inc. Electronic battery tester with network communication
US9018958B2 (en) 2003-09-05 2015-04-28 Midtronics, Inc. Method and apparatus for measuring a parameter of a vehicle electrical system
US9052366B2 (en) 2000-03-27 2015-06-09 Midtronics, Inc. Battery testers with secondary functionality
US9201120B2 (en) 2010-08-12 2015-12-01 Midtronics, Inc. Electronic battery tester for testing storage battery
US9229062B2 (en) 2010-05-27 2016-01-05 Midtronics, Inc. Electronic storage battery diagnostic system
US9244100B2 (en) 2013-03-15 2016-01-26 Midtronics, Inc. Current clamp with jaw closure detection
US9255955B2 (en) 2003-09-05 2016-02-09 Midtronics, Inc. Method and apparatus for measuring a parameter of a vehicle electrical system
US9274157B2 (en) 2007-07-17 2016-03-01 Midtronics, Inc. Battery tester for electric vehicle
US9312575B2 (en) 2013-05-16 2016-04-12 Midtronics, Inc. Battery testing system and method
US9335362B2 (en) 2007-07-17 2016-05-10 Midtronics, Inc. Battery tester for electric vehicle
DE102015101556A1 (en) 2015-02-04 2016-08-04 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Charger for rechargeable electrical energy storage for vehicles
US9419311B2 (en) 2010-06-18 2016-08-16 Midtronics, Inc. Battery maintenance device with thermal buffer
US9425487B2 (en) 2010-03-03 2016-08-23 Midtronics, Inc. Monitor for front terminal batteries
US9588185B2 (en) 2010-02-25 2017-03-07 Keith S. Champlin Method and apparatus for detecting cell deterioration in an electrochemical cell or battery
US9851411B2 (en) 2012-06-28 2017-12-26 Keith S. Champlin Suppressing HF cable oscillations during dynamic measurements of cells and batteries
US9923289B2 (en) 2014-01-16 2018-03-20 Midtronics, Inc. Battery clamp with endoskeleton design
US9966676B2 (en) 2015-09-28 2018-05-08 Midtronics, Inc. Kelvin connector adapter for storage battery
US10046649B2 (en) 2012-06-28 2018-08-14 Midtronics, Inc. Hybrid and electric vehicle battery pack maintenance device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5642270A (en) 1991-08-01 1997-06-24 Wavedriver Limited Battery powered electric vehicle and electrical supply system
DE19855585A1 (en) 1998-12-02 2000-06-08 Carbike Leichtfahrzeuge Gmbh & Light vehicle with hybrid electro-muscle power drive derives motor power control signal from pedal crank sensor signals and stored data for typical force/torque profile over crank rotation
DE10331084A1 (en) * 2003-07-09 2005-03-24 Aloys Wobben motor vehicle
EP1810869A1 (en) 2004-11-11 2007-07-25 Beijing Dainba Technology Co. Ltd. An electrical bus system
US20080052145A1 (en) 2006-08-10 2008-02-28 V2 Green, Inc. Power Aggregation System for Distributed Electric Resources
DE102006047654A1 (en) * 2006-10-09 2008-04-10 Robert Bosch Gmbh Refueling device e.g. gas station for electric vehicle, has gasoline pump configured to hold up accumulators as well as exchange one accumulator from electric vehicle with another
DE102007050552B3 (en) 2007-10-23 2008-09-04 Carbike Gmbh Electric automobile for personal transport has battery power or fuel cell whose output is regulated by driver's pedal crank
DE102008047654A1 (en) 2008-09-12 2010-03-25 Thomas Schulz Dike protection system of flow steering mat for protection of inland and flow dikes in road, is made of two different base elements in form of equilateral triangles with raised segmentations for influencing flow in all flow directions

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5642270A (en) 1991-08-01 1997-06-24 Wavedriver Limited Battery powered electric vehicle and electrical supply system
DE19855585A1 (en) 1998-12-02 2000-06-08 Carbike Leichtfahrzeuge Gmbh & Light vehicle with hybrid electro-muscle power drive derives motor power control signal from pedal crank sensor signals and stored data for typical force/torque profile over crank rotation
DE10331084A1 (en) * 2003-07-09 2005-03-24 Aloys Wobben motor vehicle
EP1810869A1 (en) 2004-11-11 2007-07-25 Beijing Dainba Technology Co. Ltd. An electrical bus system
US20080052145A1 (en) 2006-08-10 2008-02-28 V2 Green, Inc. Power Aggregation System for Distributed Electric Resources
DE102006047654A1 (en) * 2006-10-09 2008-04-10 Robert Bosch Gmbh Refueling device e.g. gas station for electric vehicle, has gasoline pump configured to hold up accumulators as well as exchange one accumulator from electric vehicle with another
DE102007050552B3 (en) 2007-10-23 2008-09-04 Carbike Gmbh Electric automobile for personal transport has battery power or fuel cell whose output is regulated by driver's pedal crank
DE102008047654A1 (en) 2008-09-12 2010-03-25 Thomas Schulz Dike protection system of flow steering mat for protection of inland and flow dikes in road, is made of two different base elements in form of equilateral triangles with raised segmentations for influencing flow in all flow directions

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
www.betterplace.com

Cited By (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8872517B2 (en) 1996-07-29 2014-10-28 Midtronics, Inc. Electronic battery tester with battery age input
US8958998B2 (en) 1997-11-03 2015-02-17 Midtronics, Inc. Electronic battery tester with network communication
US8674654B2 (en) 1997-11-03 2014-03-18 Midtronics, Inc. In-vehicle battery monitor
US8493022B2 (en) 1997-11-03 2013-07-23 Midtronics, Inc. Automotive vehicle electrical system diagnostic device
US9052366B2 (en) 2000-03-27 2015-06-09 Midtronics, Inc. Battery testers with secondary functionality
US8872516B2 (en) 2000-03-27 2014-10-28 Midtronics, Inc. Electronic battery tester mounted in a vehicle
US9255955B2 (en) 2003-09-05 2016-02-09 Midtronics, Inc. Method and apparatus for measuring a parameter of a vehicle electrical system
US8674711B2 (en) 2003-09-05 2014-03-18 Midtronics, Inc. Method and apparatus for measuring a parameter of a vehicle electrical system
US9018958B2 (en) 2003-09-05 2015-04-28 Midtronics, Inc. Method and apparatus for measuring a parameter of a vehicle electrical system
US8963550B2 (en) 2004-08-20 2015-02-24 Midtronics, Inc. System for automatically gathering battery information
US8704483B2 (en) 2004-08-20 2014-04-22 Midtronics, Inc. System for automatically gathering battery information
US9274157B2 (en) 2007-07-17 2016-03-01 Midtronics, Inc. Battery tester for electric vehicle
US9335362B2 (en) 2007-07-17 2016-05-10 Midtronics, Inc. Battery tester for electric vehicle
US9588185B2 (en) 2010-02-25 2017-03-07 Keith S. Champlin Method and apparatus for detecting cell deterioration in an electrochemical cell or battery
US9425487B2 (en) 2010-03-03 2016-08-23 Midtronics, Inc. Monitor for front terminal batteries
DE102010018481A1 (en) * 2010-04-28 2011-11-03 Gm Global Technology Operations Llc (N.D.Ges.D. Staates Delaware) Floor structure of a vehicle body
US9229062B2 (en) 2010-05-27 2016-01-05 Midtronics, Inc. Electronic storage battery diagnostic system
US9419311B2 (en) 2010-06-18 2016-08-16 Midtronics, Inc. Battery maintenance device with thermal buffer
US9201120B2 (en) 2010-08-12 2015-12-01 Midtronics, Inc. Electronic battery tester for testing storage battery
EP2428939A1 (en) 2010-09-08 2012-03-14 Siemens Aktiengesellschaft Automatic service machine for using and/or charging an energy storage device for an electric bicycle
DE102010040388A1 (en) 2010-09-08 2012-03-08 Siemens Aktiengesellschaft Service Machine to obtain and / or charging an energy storage device for an electric bike
JP2014502002A (en) * 2010-09-30 2014-01-23 ミッドトロニクス インコーポレイテッド Maintenance method of electric vehicle battery pack
WO2012044767A3 (en) * 2010-09-30 2012-09-27 Midtronics, Inc. Battery pack maintenance for electric vehicle
US8738309B2 (en) 2010-09-30 2014-05-27 Midtronics, Inc. Battery pack maintenance for electric vehicles
EP2463162A3 (en) * 2010-12-07 2012-09-19 Carbike GmbH System for supplying energy for electric vehicles
EP2463162A2 (en) 2010-12-07 2012-06-13 Carbike GmbH System for supplying energy for electric vehicles
DE102010054136A1 (en) 2010-12-10 2012-06-14 cambio Mobilitätsservice GmbH & Co. KG Method for detecting availability of battery of lending vehicle e.g. electric car, involves determining whether state of charge of battery for one free vehicle exists in sufficient range of cumulative running distance
US9851411B2 (en) 2012-06-28 2017-12-26 Keith S. Champlin Suppressing HF cable oscillations during dynamic measurements of cells and batteries
US10046649B2 (en) 2012-06-28 2018-08-14 Midtronics, Inc. Hybrid and electric vehicle battery pack maintenance device
WO2014005776A3 (en) * 2012-07-05 2014-05-15 Robert Bosch Gmbh Electric charging system comprising a temperature control system for battery- operated motor vehicles, and components of the charging system
DE102012015857A1 (en) * 2012-07-31 2014-02-06 Danger Möricke Method for processing carbon-fiber-reinforced polymer and carbon tube material for ultralight-cars, particularly for automotive industry, involves assembling carbon tubes to car-chassis
US9244100B2 (en) 2013-03-15 2016-01-26 Midtronics, Inc. Current clamp with jaw closure detection
US9312575B2 (en) 2013-05-16 2016-04-12 Midtronics, Inc. Battery testing system and method
US9923289B2 (en) 2014-01-16 2018-03-20 Midtronics, Inc. Battery clamp with endoskeleton design
DE102015101556A1 (en) 2015-02-04 2016-08-04 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Charger for rechargeable electrical energy storage for vehicles
US9966676B2 (en) 2015-09-28 2018-05-08 Midtronics, Inc. Kelvin connector adapter for storage battery

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