DE102011108199A1 - Electric drive device for use in battery exchange device for electrical refueling of motor car, has electromotor interchanging refueling, and battery case defining battery exchange direction that is arranged parallel to force direction - Google Patents

Electric drive device for use in battery exchange device for electrical refueling of motor car, has electromotor interchanging refueling, and battery case defining battery exchange direction that is arranged parallel to force direction Download PDF

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Abstract

The device (10) has a battery case (12) for accommodating electromotor batteries (13, 21) that are provided for an electromotor, which semi-automatically interchanges electric refueling. The battery case defines battery exchange direction (14) that is arranged parallel to gravitational force direction. The battery case comprises a guide element and an aperture (15), which is arranged at a lower surface of a motor car (11). Distance sensors (27, 27') position a motor car into an exchange position. A battery housing (19) is formed in drawer-shape. An independent claim is also included for a battery exchange device for electrical refueling a motor car comprising a linear stroke unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektroantriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electric drive device according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 10 2006 047 654 A1 ist bereits eine Elektroantriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Akkumulatorfach zur Aufnahme eines für einen Elektromotor vorgesehenen Elektromotorakkumulators, der zur elektrischen Betankung zumindest teilautomatisch austauschbar ist, bekannt.From the DE 10 2006 047 654 A1 is already an electric drive device of a motor vehicle, with an accumulator compartment for receiving a provided for an electric motor Elektromotorakkumulators that is at least partially automatically interchangeable for electrical refueling, known.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein zumindest teilautomatisches Austauschen des Elektromotorakkumulators zu vereinfachen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention is in particular the object of simplifying an at least partially automatic replacement of the electric motor battery. This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.

Die Erfindung geht aus von einer Elektroantriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Akkumulatorfach zur Aufnahme eines für einen Elektromotor vorgesehenen Elektromotorakkumulators, der zur elektrischen Betankung zumindest teilautomatisch austauschbar ist.The invention is based on an electric drive device of a motor vehicle, with an accumulator compartment for receiving an electric motor accumulator provided for an electric motor, which is at least partially automatically exchangeable for electrical refueling.

Es wird vorgeschlagen, dass das Akkumulatorfach eine Akkumulatoraustauschrichtung definiert, die zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Schwerkraftrichtung angeordnet ist. Dadurch können durch eine Schwerkraft verursachte Biegespannungen des Elektromotorakkumulators während eines Austauschvorgangs vermieden werden, wodurch auf eine zusätzliche Abstützung des Elektromotorakkumulators verzichtet werden kann. Es kann eine Kraft, die während des Austauschvorgangs auf Führungselemente der Elektroantriebsvorrichtung wirkt, insbesondere eine auf die Führungselemente wirkende Gewichtskraft des Elektromotorakkumulators reduziert werden, wodurch eine Lebensdauer der Führungselemente erhöht werden kann. Dadurch kann das zumindest teilautomatische Austauschen des Elektromotorakkumulators vereinfacht und Kosten der Elektroantriebsvorrichtung reduziert werden. Vorzugsweise ist die Akkumulatoraustauschrichtung in dem Austauschvorgang zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Schwerkraftrichtung angeordnet. Unter einem „Austauschvorgang” soll insbesondere ein zumindest teilautomatisches Austauschen des Elektromotorakkumulators durch einen anderen Elektromotorakkumulator und/oder eine zumindest teilautomatische elektrische Betankung des Kraftfahrzeugs verstanden werden. Unter einer „Elektroantriebsvorrichtung” soll insbesondere eine Antriebsvorrichtung verstanden werden, die zur Bereitstellung einer elektrischen Antriebsleistung einen Elektroantrieb aufweist. Unter einem „Elektroantrieb” soll insbesondere ein Kraftfahrzeugantrieb mit zumindest einem Elektromotor verstanden werden. Unter einer „Antriebsleistung” soll insbesondere eine Leistung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, das Kraftfahrzeug und damit Antriebsräder des Kraftfahrzeugs anzutreiben. Das Kraftfahrzeug mit der Elektroantriebsvorrichtung ist vorzugsweise als ein Elektrokraftfahrzeug oder als ein Hybridkraftfahrzeug ausgebildet. Unter einem „Elektromotorakkumulator” soll insbesondere ein Akkumulator des Kraftfahrzeugs mit der Elektroantriebsvorrichtung verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, eine elektrische Energie für den zumindest einen Elektromotor des Kraftfahrzeugs zu speichern, mittels der die elektrische Antriebsleistung des Kraftfahrzeugs erzeugt wird. Der Elektromotorakkumulator ist vorzugsweise als ein Hochvolt-Elektromotorakkumulator ausgebildet. Unter „Hochvolt” sollen insbesondere Nennspannungen oberhalb von 100 Volt und vorzugsweise um 300 Volt verstanden werden. Unter einer „elektrischen Betankung” soll insbesondere verstanden werden, dass eine elektrische Energie in der Elektroantriebsvorrichtung die zur Bereitstellung der elektrischen Antriebsleistung vorgesehen ist, erhöht wird, indem der vorzugsweise entladene Elektromotorakkumulator durch einen anderen vorzugsweise geladenen Elektromotorakkumulator zumindest teilautomatisch ersetzt wird. Unter „zumindest teilautomatisch” soll insbesondere automatisch oder teilautomatisch verstanden werden. Unter „teilautomatisch” soll insbesondere ein Austauschvorgang verstanden werden, der manuell von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs, von Personal und/oder einem Tankwart unterstützt wird. Unter einer „Akkumulatoraustauschrichtung” soll insbesondere eine Richtung verstanden werden, in die der Elektromotorakkumulator, insbesondere in dem Austauschvorgang, aus dem Akkumulatorfach entfernt und/oder in das Akkumulatorfach zugeführt werden kann. Unter „definieren” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass das Akkumulatorfach in der Art ausgebildet ist, so dass eine Zugänglichkeit des Elektroakkumulators in das Akkumulatorfach in die Akkumulatoraustauschrichtung bereitgestellt ist. Das Akkumulatorfach weist zur Definierung der Akkumulatoraustauschrichtung beispielsweise Führungselemente auf, die zur zumindest im Wesentlichen zur Schwerkraftrichtung parallelen Führung des Elektromotorakkumulators vorgesehen sind, beispielsweise Steckelemente, deren Steckrichtung zumindest im Wesentlichen parallel zu der Schwerkraftrichtung angeordnet sind, beispielsweise eine Öffnung, durch welche das Akkumulatorfach zumindest im Wesentlichen parallel zu der Schwerkraftrichtung zugänglich ist und/oder Ähnliches. Unter „zumindest im Wesentlichen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Akkumulatoraustauschrichtung und die Schwerkraftrichtung einen Winkel einschließen, der maximal 20°, vorteilhaft maximal 10° und besonders vorteilhaft maximal 5° beträgt. Unter „parallel” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Akkumulatoraustauschrichtung und die Schwerkraftrichtung einen Winkel einschließen, der null beträgt. Unter einer „Schwerkraftrichtung” soll insbesondere eine Richtung verstanden werden, in die die Schwerkraft wirkt. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.It is proposed that the accumulator compartment defines an accumulator exchange direction which is arranged at least substantially parallel to a direction of gravity. As a result, bending stresses of the electric motor accumulator caused by a gravitational force can be avoided during a replacement process, whereby an additional support of the electric motor accumulator can be dispensed with. A force which acts on guide elements of the electric drive device during the replacement process, in particular a weight force of the electric motor accumulator acting on the guide elements, can be reduced, whereby a service life of the guide elements can be increased. Thereby, the at least semi-automatic replacement of the electric motor battery can be simplified and the cost of the electric drive device can be reduced. In the replacement process, the accumulator exchange direction is preferably arranged at least substantially parallel to a direction of gravity. An "exchange process" is to be understood, in particular, as an at least semi-automatic replacement of the electric motor accumulator by another electric motor accumulator and / or at least partially automatic electrical refueling of the motor vehicle. An "electric drive device" is to be understood in particular as a drive device which has an electric drive for providing an electrical drive power. An "electric drive" is to be understood in particular as a motor vehicle drive with at least one electric motor. A "drive power" is to be understood in particular a power which is intended to drive the motor vehicle and thus driving wheels of the motor vehicle. The motor vehicle with the electric drive device is preferably designed as an electric motor vehicle or as a hybrid motor vehicle. An "electric motor accumulator" is to be understood in particular as an accumulator of the motor vehicle with the electric drive device, which is intended to store an electrical energy for the at least one electric motor of the motor vehicle, by means of which the electrical drive power of the motor vehicle is generated. The electric motor battery is preferably designed as a high-voltage Elektromotorakkumulator. By "high voltage" in particular nominal voltages above 100 volts and preferably be understood by 300 volts. By "electrical refueling" is to be understood in particular that an electrical energy in the electric drive device which is provided to provide the electrical drive power is increased by the preferably discharged Elektromotorakkumulator is replaced by another preferably charged Elektromotorakkumulator at least partially automatic. By "at least semi-automatic" should be understood in particular automatically or semi-automatically. By "semi-automatic" is meant in particular an exchange process that is supported manually by a driver of the motor vehicle, by personnel and / or a gas station attendant. An "accumulator exchange direction" is to be understood in particular as a direction into which the electric motor accumulator, in particular in the replacement process, can be removed from the accumulator compartment and / or fed into the accumulator compartment. In this context, the term "define" should be understood in particular to mean that the accumulator compartment is designed in such a way that an accessibility of the electroaccumulator into the accumulator compartment in the accumulator exchange direction is provided. The accumulator compartment has for defining the accumulator exchange direction, for example, guide elements, which are provided for at least substantially parallel to the direction of gravity guide the Elektromotorakkumulators, for example plug-in elements whose insertion direction are arranged at least substantially parallel to the direction of gravity, for example, an opening through which the accumulator compartment at least in Is accessible substantially parallel to the direction of gravity and / or the like. By "at least substantially" should be understood in this context, in particular, that the Accumulator exchange direction and the direction of gravity include an angle which is a maximum of 20 °, preferably a maximum of 10 ° and most preferably a maximum of 5 °. By "parallel" in this context is meant in particular that the accumulator exchange direction and the direction of gravity include an angle which is zero. A "direction of gravity" should be understood in particular a direction in which the force of gravity acts. "Provided" is to be understood in particular specially programmed, designed, equipped and / or arranged.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das Akkumulatorfach eine Öffnung aufweist, die an einem Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Zugänglichkeit des Akkumulatorfachs bereitgestellt werden.It is further proposed that the accumulator compartment has an opening which is arranged on an underbody of the motor vehicle. As a result, a particularly advantageous accessibility of the accumulator compartment can be provided.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Akkumulatorfach zumindest ein Führungselement auf, das dazu vorgesehen ist, den Elektromotorakkumulator zumindest im Wesentlichen parallel zu der Schwerkraftrichtung zu führen. Dadurch kann der Elektromotorakkumulator ordnungsgemäß in dem Akkumulatorfach eingeführt werden.In a preferred embodiment, the accumulator compartment has at least one guide element which is provided to guide the electric motor accumulator at least substantially parallel to the direction of gravity. Thereby, the electric motor accumulator can be properly inserted in the accumulator compartment.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Akkumulatorfach zumindest einen zur Bereitstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Elektromotor und dem Elektromotorakkumulator vorgesehenen Steckkontakt aufweist, der eine Steckrichtung definiert, die zumindest im Wesentlichen parallel zu der Schwerkraftrichtung angeordnet ist. Dadurch kann besonders einfach eine elektrische Verbindung zwischen dem Elektromotor und dem Elektromotorakkumulator hergestellt werden. Unter einer „Steckrichtung” soll insbesondere eine Richtung verstanden werden, in die der Elektromotorakkumulator zur Herstellung und Lösung der elektrischen Verbindung bewegt werden muss.In particular, it is advantageous if the accumulator compartment has at least one plug-in contact provided for providing an electrical connection between the electric motor and the electric motor accumulator, which defines an insertion direction which is arranged at least substantially parallel to the direction of the gravitational force. As a result, an electrical connection between the electric motor and the electric motor accumulator can be produced in a particularly simple manner. A "plug-in direction" is to be understood in particular a direction in which the electric motor accumulator must be moved to produce and solve the electrical connection.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Elektroantriebsvorrichtung zumindest einen Abstandssensor aufweist, der zur Positionierung des Kraftfahrzeugs in eine Austauschposition vorgesehen ist. Dadurch kann das Kraftfahrzeug besonders einfach und vorzugsweise automatisch in eine für den Austauschvorgang richtige Position gebracht werden, wodurch ein ordnungsgemäßes Entfernen und ordnungsgemäßes Zuführen des Elektromotorakkumulators realisiert werden kann. Unter einer „Austauschposition” soll insbesondere eine Position des Kraftfahrzeugs verstanden werden, in der das elektrische Betanken und damit der Austauschvorgang problemlos und insbesondere automatisch stattfinden kann.Furthermore, it is advantageous if the electric drive device has at least one distance sensor which is provided for positioning the motor vehicle in an exchange position. As a result, the motor vehicle can be brought into a position which is correct for the replacement process in a particularly simple and preferably automatic way, whereby a proper removal and proper feeding of the electric motor accumulator can be realized. A "replacement position" is to be understood in particular a position of the motor vehicle in which the electrical refueling and thus the replacement process can take place easily and in particular automatically.

Weiter wird ein Elektromotorakkumulator einer Elektroantriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer erfindungsgemäßen Elektroantriebsvorrichtung, vorgeschlagen, der zur elektrischen Betankung zumindest teilautomatisch austauschbar ist und ein Akkumulatorgehäuse aufweist, wobei das Akkumulatorgehäuse schubladenförmig ausgebildet ist. Dadurch kann ein besonders einfach austauschbarer Elektromotorakkumulator realisiert werden. Unter „schubladenförmig” soll insbesondere verstanden werden, dass das Akkumulatorgehäuse zumindest zwei gegenüberliegende Oberflächen aufweist, die sich in einer geometrischen Ausdehnung in zumindest eine Richtung unterscheiden, wobei vorzugsweise die geometrisch größere Oberfläche dazu vorgesehen ist, die Öffnung des Akkumulatorfachs abzudecken und/oder abzuschließen.Furthermore, an electric motor accumulator of an electric drive device of a motor vehicle, in particular an electric drive device according to the invention, is proposed, which is at least partially replaceable for electrical refueling and has an accumulator housing, wherein the accumulator housing is designed drawer-shaped. This allows a particularly easily replaceable Elektromotorakkumulator be realized. The term "drawer-shaped" should in particular be understood to mean that the accumulator housing has at least two opposing surfaces which differ in at least one direction in a geometric extension, wherein preferably the geometrically larger surface is intended to cover and / or close the opening of the accumulator compartment.

Ferner wird eine Akkumulatoraustauschvorrichtung zur elektrischen Betankung eines Kraftfahrzeugs mit einer Elektroantriebsvorrichtung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Elektroantriebsvorrichtung, mit einer Linearhubeinheit, die dazu vorgesehen ist, zur elektrischen Betankung wenigstens einen Elektromotorakkumulator der Elektroantriebsvorrichtung, insbesondere einen erfindungsgemäßen Elektromotorakkumulator, zumindest teilautomatisch durch einen anderen Elektromotorakkumulator zu ersetzen, wobei die Linearhubeinheit eine Hubrichtung aufweist, die zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Schwerkraftrichtung angeordnet ist, vorgeschlagen. Dadurch kann eine besonders einfache Vorrichtung zum zumindest teilautomatischen Austauschen des Elektromotorakkumulators bereitgestellt werden. Vorzugsweise ersetzt die Linearhubeinheit den Elektromotorakkumulator in dem Kraftfahrzeug durch einen Elektromotorakkumulator mit einem im Vergleich zu dem auszutauschenden Elektromotorakkumulator höheren Ladezustand.Furthermore, an accumulator replacement device for the electrical refueling of a motor vehicle with an electric drive device, in particular an electric drive device according to the invention, with a Linearhubeinheit which is intended for electrical refueling at least one Elektromotorakkumulator the electric drive device, in particular a Elektromotorakkumulator invention to replace at least partially automatically by another Elektromotorakkumulator wherein the Linearhubeinheit has a stroke direction, which is arranged at least substantially parallel to a direction of gravity proposed. Thereby, a particularly simple device for at least partially automatic replacement of the electric motor battery can be provided. The linear lifting unit preferably replaces the electric motor accumulator in the motor vehicle with an electric motor accumulator having a higher charging state compared to the electric motor accumulator to be replaced.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Linearhubeinheit dazu vorgesehen ist, den wenigstens einen Elektromotorakkumulator von unten aus dem Kraftfahrzeug zu entfernen und den anderen Elektromotorakkumulator von unten in das Kraftfahrzeug einzuführen. Dadurch kann der Elektromotorakkumulator besonders einfach ersetzt werden. Vorzugsweise ist die Linearhubeinheit dazu vorgesehen, den wenigstens einen Elektromotorakkumulator von unten aus dem Kraftfahrzeug zu ziehen und/oder den anderen Elektromotorakkumulator von unten in das Kraftfahrzeug zu schieben.In particular, it is advantageous if the linear lifting unit is intended to remove the at least one electric motor accumulator from below from the motor vehicle and to introduce the other electric motor accumulator from below into the motor vehicle. As a result, the electric motor accumulator can be replaced particularly easily. Preferably, the Linearhubeinheit is provided to pull the at least one Elektromotorakkumulator from below from the motor vehicle and / or to push the other Elektromotorakkumulator from below into the motor vehicle.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Akkumulatoraustauschvorrichtung eine Akkumulatorbeförderung mit einem Rollensystem aufweist, das dazu vorgesehen ist, zumindest einen Elektromotorakkumulator aus einem Lade- und/oder Lagerbereich wenigstens in einen Austauschbereich zu transportieren. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter Transport des Elektromotorakkumulators realisiert werden. Unter einem „Lade- und/oder Lagerbereich” soll insbesondere ein Bereich oder ein Raum der Akkumulatoraustauschvorrichtung verstanden werden, in dem die Elektromotorakkumulatoren gelagert und/oder geladen werden, wobei mindestens ein Elektromotorakkumulator zum Austausch bereit, d. h. geladen, ist. Der Lade- und/oder Lagerbereich ist vorzugsweise durch eine Trennwand räumlich von dem Kraftfahrzeug und dem Fahrer getrennt und/oder von dem Fahrer unzugänglich ausgebildet. Vorteilhafterweise ist der Lade- und/oder Lagerbereich lediglich für berechtigte Personen zugänglich, wie beispielsweise von einem Besitzer der Akkumulatoraustauschvorrichtung, von Reparatur- und/oder Wartungspersonal und/oder Ähnlichem. Unter einem „Austauschbereich” soll insbesondere ein Bereich oder ein Raum der Akkumulatoraustauschvorrichtung verstanden werden, in dem die Linearhubeinheit angeordnet ist und/oder der Austauschvorgang stattfindet. Der Austauschbereich ist vorzugsweise räumlich getrennt von dem Lade- und/oder Lagerbereich. Der Austauschbereich ist vorzugsweise durch einen Trennboden räumlich von dem Kraftfahrzeug und dem Fahrer getrennt und/oder von dem Fahrer unzugänglich ausgebildet. Vorteilhafterweise ist der Austauschbereich lediglich für berechtigte Personen zugänglich, wie beispielsweise von dem Besitzer der Akkumulatoraustauschvorrichtung, von dem Reparatur- und/oder Wartungspersonal und/oder Ähnlichem.Further, it is advantageous if the battery replacement device comprises a battery transport with a roller system, which is intended to transport at least one Elektromotorakkumulator from a loading and / or storage area at least in an exchange area. As a result, a particularly advantageous transport of the electric motor battery can be realized. A "loading and / or storage area" should be understood to mean, in particular, a region or a space of the battery exchange device in which the electric motor accumulators are stored and / or charged, wherein at least one electric motor accumulator is ready for replacement, ie charged. The loading and / or storage area is preferably separated by a partition wall of the motor vehicle and the driver and / or inaccessible to the driver. Advantageously, the loading and / or storage area is accessible only to authorized persons, such as for example by an owner of the battery replacement device, by repair and / or maintenance personnel and / or the like. An "exchange area" is to be understood in particular as an area or a space of the accumulator exchange device in which the linear lifting unit is arranged and / or the replacement process takes place. The exchange area is preferably spatially separated from the loading and / or storage area. The exchange area is preferably spatially separated from the motor vehicle and the driver by a separating floor and / or is inaccessible to the driver. Advantageously, the exchange area is accessible only to authorized persons, such as the owner of the battery replacement device, the repair and / or maintenance personnel and / or the like.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Akkumulaloraustauschvorrichtung einen beweglichen Boden aufweist, der dazu vorgesehen ist, das Kraftfahrzeug zur elektrischen Betankung zu positionieren. Dadurch kann das Kraftfahrzeug besonders vorteilhaft automatisch in die für den Austauschvorgang richtige Position gebracht werden, wodurch ein ordnungsgemäßes Entfernen und ordnungsgemäßes Zuführen des Elektromotorakkumulators realisiert werden kann.Furthermore, it is advantageous if the Akkumulaloraaustauschvorrichtung has a movable floor, which is intended to position the motor vehicle for electrical refueling. As a result, the motor vehicle can be automatically brought into the correct position for the replacement process, whereby a proper removal and proper feeding of the electric motor accumulator can be realized.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

1 zeigt schematisch eine Akkumulatoraustauschvorrichtung zur elektrischen Betankung eines Kraftfahrzeugs 11, das eine Elektroantriebsvorrichtung 10 aufweist. Das Kraftfahrzeug 11 ist als ein Elektrokraftfahrzeug ausgebildet. Es ist als ein Personenkraftfahrzeug ausgebildet. Die Elektroantriebsvorrichtung 10 des Kraftfahrzeugs 11 weist zur Bereitstellung einer elektrischen Antriebsleistung einen nicht näher dargestellten Elektromotor auf, der antriebstechnisch mit Antriebsrädern 28 des Kraftfahrzeugs 11 gekoppelt ist. Zur Versorgung des Elektromotors mit einer elektrischen Energie weist die Elektroantriebsvorrichtung 10 einen Elektromotorakkumulator 13 auf, der versorgungstechnisch mit dem Elektromotor verbindbar ist. Der Elektromotorakkumulator 13 ist zur elektrischen Betankung automatisch austauschbar. 1 schematically shows an accumulator replacement device for electrical refueling of a motor vehicle 11 that is an electric drive device 10 having. The car 11 is designed as an electric motor vehicle. It is designed as a passenger vehicle. The electric drive device 10 of the motor vehicle 11 has to provide an electric drive power to an electric motor, not shown, the drive technology with drive wheels 28 of the motor vehicle 11 is coupled. To supply the electric motor with an electrical energy, the electric drive device 10 an electric motor accumulator 13 on, the supply technology is connectable to the electric motor. The electric motor accumulator 13 is automatically exchangeable for electrical refueling.

Der Elektromotorakkumulator 13 weist ein Akkumulatorgehäuse 19 auf, das schubladenförmig ausgebildet ist. Das Akkumulatorgehäuse 19 ähnelt einer Schublade. Das Akkumulatorgehäuse 19 weist zwei gegenüberliegende Oberflächen 30, 31 auf, die sich in einer geometrischen Größe voneinander unterscheiden. Die Oberfläche 30 ist im Vergleich zu der Oberfläche 31 größer ausgebildet. Zur Aufnahme des für den Elektromotor vorgesehenen Elektromotorakkumulators 13 weist die Elektroantriebsvorrichtung 10 ein Akkumulatorfach 12 auf. Der Elektromotorakkumulator 13 ist in dem Akkumulatorfach 12 angeordnet. Das Akkumulatorgehäuse 19 und das Akkumulatorfach 12 bilden zusammen ein Schubladen ähnliches System aus. Das Akkumulatorgehäuse 19 schließt bei einem in dem Akkumulatorfach 12 angeordneten Elektromotorakkumulator 13 mit seiner größer ausgebildeten Oberfläche 30 das Akkumulatorfach 12 ab. Die kleiner ausgebildete Oberfläche 31 ist dabei innerhalb des Akkumulatorfachs 12 angeordnet. Bei in dem Akkumulatorfach 12 angeordneten Elektromotorakkumulator 13, d. h. bei dem eingeführten Elektromotorakkumulator 13 ist die größer ausgebildete Oberfläche 30 einem Untergrund, auf dem das Kraftfahrzeug 11 ordnungsgemäß steht oder fährt, zugewandt und die kleiner ausgebildete Oberfläche 31 dem Untergrund abgewandt. Bei dem eingeführten Elektromotorakkumulator 13 ist die größer ausgebildete Oberfläche 30 an einem Unterboden des Kraftfahrzeugs 11 angeordnet. Der automatisch austauschbare Elektromotorakkumulator 13 ist dazu vorgesehen, aus dem Akkumulatorfach 12 gezogen und in das Akkumulatorfach 12 geschoben zu werden. Er weist mehrere nicht näher dargestellte formschlüssige Eingriffsstellen auf, in die korrespondierend ausgebildete Greifelemente zum Austausch eingreifen. Die Greifelemente sind an der Oberfläche 30 angeordnet. Der Elektromotorakkumulator 13 ist als eine Hochvolt-Batterie ausgebildet.The electric motor accumulator 13 has an accumulator housing 19 on, which is designed drawer-shaped. The accumulator housing 19 resembles a drawer. The accumulator housing 19 has two opposite surfaces 30 . 31 on, which differ in a geometrical size from each other. The surface 30 is compared to the surface 31 formed larger. For receiving the intended for the electric motor Elektromotorakkumulators 13 has the electric drive device 10 an accumulator compartment 12 on. The electric motor accumulator 13 is in the accumulator compartment 12 arranged. The accumulator housing 19 and the accumulator compartment 12 Together form a drawer-like system. The accumulator housing 19 closes at one in the accumulator compartment 12 arranged electric motor accumulator 13 with its larger surface 30 the accumulator compartment 12 from. The smaller trained surface 31 is inside the accumulator compartment 12 arranged. In the accumulator compartment 12 arranged electric motor accumulator 13 , ie at the inserted electric motor accumulator 13 is the larger trained surface 30 a substrate on which the motor vehicle 11 properly stands or drives, facing and the smaller trained surface 31 turned away from the ground. At the introduced electric motor accumulator 13 is the larger trained surface 30 on an underbody of the motor vehicle 11 arranged. The automatically replaceable electric motor accumulator 13 is intended to come out of the accumulator compartment 12 pulled and into the accumulator compartment 12 to be pushed. It has a plurality of non-illustrated positive engagement points, engage in the correspondingly formed gripping elements for exchange. The gripping elements are on the surface 30 arranged. The electric motor accumulator 13 is designed as a high-voltage battery.

Zum automatischen Austausch des Elektromotorakkumulators 13 und damit zur elektrischen Betankung definiert das Akkumulatorfach 12 eine Akkumulatoraustauschrichtung 14, in die der Elektromotorakkumulator 13 aus dem Akkumulatorfach 12 hinausbewegt und dem Akkumulatorfach 12 zugeführt wird. Die Akkumulatoraustauschrichtung 14 ist parallel zu einer Schwerkraftrichtung angeordnet. Sie ist in einem normalen und ordnungsgemäßen Gebrauch des Kraftfahrzeugs 11 parallel zu der Schwerkraftrichtung angeordnet. Die Akkumulatoraustauschrichtung 14 ist vertikal orientiert. Sie ist senkrecht zu Antriebsachsen des Kraftfahrzeugs 11 und vertikal angeordnet. Die Akkumulatoraustauschrichtung 14 definiert eine Zuführrichtung, in die der Elektromotorakkumulator 13 in das Akkumulatorfach 12 eingebracht wird und eine Ausführrichtung, in die der Elektromotorakkumulator 13 aus dem Akkumulatorfach 12 entfernt wird. Die Zuführrichtung zeigt nach oben und die Ausführrichtung nach unten. Die Zuführrichtung ist dem Untergrund abgewandt und die Ausführrichtung dem Untergrund zugewandt. Die Zuführrichtung ist parallel und entgegengesetzt zu der Schwerkraftrichtung orientiert. Die Ausführrichtung entspricht der Schwerkraftrichtung.For automatic replacement of the electric motor battery 13 and thus for electrical refueling defines the accumulator compartment 12 an accumulator exchange direction 14 into which the electric motor accumulator 13 from the accumulator compartment 12 moved out and the accumulator compartment 12 is supplied. The accumulator exchange direction 14 is arranged parallel to a direction of gravity. It is in a normal and proper use of the motor vehicle 11 arranged parallel to the direction of gravity. The accumulator exchange direction 14 is oriented vertically. It is perpendicular to drive axles of the motor vehicle 11 and arranged vertically. The accumulator exchange direction 14 defines a feed direction into which the electric motor accumulator 13 in the accumulator compartment 12 is introduced and an execution direction, in which the electric motor accumulator 13 from the accumulator compartment 12 Will get removed. The feed direction points up and the execution direction down. The feeding direction is facing away from the ground and the execution direction facing the ground. The feed direction is oriented parallel and opposite to the direction of gravity. The execution direction corresponds to the direction of gravity.

Das Akkumulatorfach 12 weist eine Öffnung 15 auf, die an dem Unterboden des Kraftfahrzeugs 11 angeordnet ist. Die Öffnung 15 ist dem Untergrund zugewandt. Sie ist dazu vorgesehen, durch den Elektromotorakkumulator 13 verschlossen zu werden. Die Öffnung ist dazu vorgesehen, durch die Oberfläche 30 des Akkumulatorgehäuses 19 verschlossen zu werden. Die Öffnung 15 ist bei einem in dem Kraftfahrzeug 11 angeordneten Elektromotorakkumulator 13 durch den Elektromotorakkumulator 13 verschlossen. Sie ist bei einem in dem Kraftfahrzeug 11 angeordneten Elektromotorakkumulator 13 durch die Oberfläche 30 verschlossen.The accumulator compartment 12 has an opening 15 on, attached to the underbody of the motor vehicle 11 is arranged. The opening 15 is facing the ground. It is intended by the electric motor accumulator 13 to be closed. The opening is intended to pass through the surface 30 of the accumulator housing 19 to be closed. The opening 15 is at a in the motor vehicle 11 arranged electric motor accumulator 13 through the electric motor accumulator 13 locked. She is at one in the motor vehicle 11 arranged electric motor accumulator 13 through the surface 30 locked.

Zur Führung des Elektromotorakkumulators 13 während einem Austauschvorgang des Elektromotorakkumulators 13 weist das Akkumulatorfach 12 mehrere nicht näher dargestellte Führungselemente auf, die den Elektromotorakkumulator 13 während dem Austauschvorgang parallel zu der Schwerkraftrichtung führen. Die Führungselemente führen den Elektromotorakkumulator 13 in dem Akkumulatorfach 12 parallel zu der Schwerkraftrichtung. Sie stellen die Akkumulatoraustauschrichtung 14 bereit. Die Führungselemente sind dazu vorgesehen, fertigungstechnische, in einem Betrieb auftretende und durch einen Verschleiß entstehende Toleranzen auszugleichen. Die Führungselemente sind elastisch ausgebildet. Sie sind federbelastet ausgebildet. Grundsätzlich können die Führungselemente zusätzlich oder alternativ auch aus einem elastischen Material ausgebildet sein.To guide the electric motor battery 13 during an exchange process of the electric motor battery 13 has the accumulator compartment 12 a plurality of guide elements, not shown, which the Elektromotorakkumulator 13 during the replacement process parallel to the direction of gravity. The guide elements guide the electric motor accumulator 13 in the accumulator compartment 12 parallel to the direction of gravity. They represent the accumulator exchange direction 14 ready. The guide elements are intended to compensate for production-related, occurring in an operation and resulting from wear tolerances. The guide elements are elastic. They are designed spring-loaded. In principle, the guide elements may additionally or alternatively also be formed from an elastic material.

Zur elektrischen Verbindung des Elektromotors mit dem Elektromotorakkumulator 13 weist das Akkumulatorfach 12 zwei Steckkontakte 16, 17 auf, die jeweils eine Steckrichtung 18 und eine Aussteckrichtung 29 definieren, die parallel zu der Schwerkraftrichtung angeordnet sind. Die Steckkontakte 16, 17 gewährleisten automatisch die elektrische Verbindung. Zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen dem Elektromotor und dem Elektromotorakkumulator 13 wird der Elektromotorakkumulator 13 in die Steckrichtung 18 bewegt. Zur Auflösung der elektrischen Verbindung zwischen dem Elektromotor und dem Elektromotorakkumulator 13 wird der Elektromotorakkumulator 13 in die Aussteckrichtung 29 bewegt. Die Steckrichtung 18 ist dem Untergrund abgewandt und die Aussteckrichtung 29 dem Untergrund zugewandt. Die Steckrichtung 18 entspricht der Zuführrichtung und die Aussteckrichtung 29 entspricht der Ausführrichtung. Die Steckkontakte 16, 17 sind jeweils als ein elektrischer Kontakt ausgebildet. Sie stellen die Akkumulatoraustauschrichtung 14 bereit. Zur Bereitstellung der elektrischen Verbindung sind die Steckkontakte 16, 17 dazu vorgesehen, jeweils einen korrespondierenden Steckkontakt des Elektromotorakkumulators 13 zu kontaktieren. Die Steckkontakte des Elektromotorakkumulators 13 definieren ebenfalls jeweils eine Steckrichtung und eine Aussteckrichtung, die parallel zu der Schwerkraftrichtung angeordnet sind. Die Steckrichtung des Elektromotorakkumulators 13 entspricht der Steckrichtung 18 und die Aussteckrichtung des Elektromotorakkumulators 13 entspricht der Aussteckrichtung 29. Die Steckkontakte des Elektromotorakkumulators 13 sind an der geometrisch kleineren Oberfläche 31 des Akkumulatorgehäuses 19 angeordnet.For electrically connecting the electric motor to the electric motor accumulator 13 has the accumulator compartment 12 two plug contacts 16 . 17 on, each one plugging direction 18 and a hiding-out direction 29 define which are arranged parallel to the direction of gravity. The plug contacts 16 . 17 automatically ensure the electrical connection. To establish the electrical connection between the electric motor and the Elektromotorakkumulator 13 becomes the electric motor accumulator 13 in the plugging direction 18 emotional. For the dissolution of the electrical connection between the electric motor and the Elektromotorakkumulator 13 becomes the electric motor accumulator 13 in the removal direction 29 emotional. The plug-in direction 18 is facing away from the ground and the removal direction 29 facing the ground. The plug-in direction 18 corresponds to the feed direction and the removal direction 29 corresponds to the execution direction. The plug contacts 16 . 17 are each formed as an electrical contact. They represent the accumulator exchange direction 14 ready. To provide the electrical connection are the plug contacts 16 . 17 provided in each case a corresponding plug contact of the electric motor battery 13 to contact. The plug contacts of the electric motor battery 13 also define in each case an insertion direction and a removal direction, which are arranged parallel to the direction of gravity. The plug-in direction of the electric motor battery 13 corresponds to the plug-in direction 18 and the Aussteckrichtung the electric motor battery 13 corresponds to the removal direction 29 , The plug contacts of the electric motor battery 13 are at the geometrically smaller surface 31 of the accumulator housing 19 arranged.

Zur automatischen Positionierung des Kraftfahrzeugs 11 in eine Austauschposition und damit in eine zur elektrischen Betankung richtige Position weist die Elektroantriebsvorrichtung 10 zwei Abstandssensoren 27, 27' auf. Die Abstandssensoren 27, 27' sind an dem Akkumulatorfach 12 angeordnet. Sie sind an zwei gegenüberliegenden Seitenwänden des Akkumulatorfachs 12 angeordnet. Die Abstandssensoren 27, 27' sind an der Öffnung 15 des Akkumulatorfachs 12 angeordnet.For automatic positioning of the motor vehicle 11 in an exchange position and thus in a correct position for electrical refueling, the electric drive device 10 two distance sensors 27 . 27 ' on. The distance sensors 27 . 27 ' are at the accumulator compartment 12 arranged. They are on two opposite side walls of the accumulator compartment 12 arranged. The distance sensors 27 . 27 ' are at the opening 15 of the accumulator compartment 12 arranged.

Zur Befestigung des Elektromotorakkumulators 13 weist die Elektroantriebsvorrichtung 10 eine nicht näher dargestellte Akkumulatorbefestigung auf. Die Akkumulatorbefestigung ist dazu vorgesehen, den in dem Akkumulatorfach 12 angeordneten Elektromotorakkumulator 13 formschlüssig in dem Akkumulatorfach 12 zu befestigen. Die Akkumulatorbefestigung weist Formschlusselemente auf, die zur Befestigung des Elektromotorakkumulators 13 in das Akkumulatorgehäuse 19 formschlüssig eingreifen. Grundsätzlich kann die Akkumulatorbefestigung alternativ oder zusätzlich den Elektromotorakkumulator 13 von unten abstützen. Die Elektroantriebsvorrichtung 10 kann zur Verdeckung des Elektromotorakkumulators 13 grundsätzlich auch eine zumindest teilautomatisch öffnende und schließende Verdeckklappe aufweisen, die den Elektromotorakkumulator 13 von einer Umgebung schützt.For fixing the electric motor accumulator 13 has the electric drive device 10 a Akkumulatorbefestigung not shown on. The accumulator attachment is intended to be in the accumulator compartment 12 arranged electric motor accumulator 13 positively in the accumulator compartment 12 to fix. The Akkumulatorbefestigung has form-fitting elements, which are used to attach the Elektromotorakkumulators 13 in the accumulator housing 19 interlock positively. Basically, the accumulator attachment alternatively or additionally the Elektromotorakkumulator 13 support from below. The electric drive device 10 can be used to cover the electric motor battery 13 basically also have an at least partially automatic opening and closing top hatch, which the electric motor accumulator 13 protects from an environment.

Die Akkumulatoraustauschvorrichtung ist zur elektrischen Betankung des Kraftfahrzeugs 11 dazu vorgesehen, den entladenen Elektromotorakkumulator 13 aus dem Kraftfahrzeug 11 automatisch durch einen anderen, geladenen Elektromotorakkumulator 21 aus der Akkumulatoraustauschvorrichtung auszutauschen. Sie ist dazu vorgesehen, zur elektrischen Betankung den Elektromotorakkumulator 13 durch den Elektromotorakkumulator 21 automatisch zu ersetzen. Die Elektromotorakkumulatoren 13, 21 sind identisch ausgebildet. Sie sind vom gleichen Typ. Zum automatischen Austauschen weist die Akkumulatoraustauschvorrichtung eine Linearhubeinheit 20 auf, die zur elektrischen Betankung des Kraftfahrzeugs 11 und damit in dem Austauschvorgang den Elektromotorakkumulator 13 der Elektroantriebsvorrichtung 10 automatisch durch den anderen, geladenen Elektromotorakkumulator 21 ersetzt. Die Linearhubeinheit 20 weist eine Hubrichtung 22 auf, die parallel zu der Schwerkraftrichtung angeordnet ist. Die Hubrichtung 22 ist vertikal orientiert. Die Hubrichtung 22 definiert eine Zuführhubrichtung, in die der Elektromotorakkumulator 13 in das Akkumulatorfach 12 eingebracht wird und eine Ausführhubrichtung, in die der Elektromotorakkumulator 13 aus dem Akkumulatorfach 12 entfernt wird. Die Zuführhubrichtung zeigt nach oben und die Ausführhubrichtung nach unten. Die Zuführhubrichtung ist in dem Austauschvorgang und damit bei für den Austauschvorgang richtig positionierten Kraftfahrzeug 11 dem Kraftfahrzeug 11 zugewandt und die Ausführhubrichtung dem Kraftfahrzeug 11 abgewandt. Die Zuführhubrichtung ist parallel und entgegengesetzt zu der Schwerkraftrichtung orientiert. Die Ausführhubrichtung entspricht der Schwerkraftrichtung.The battery replacement device is for electrical refueling of the motor vehicle 11 provided the discharged electric motor accumulator 13 from the motor vehicle 11 automatically by another charged electric motor accumulator 21 to be replaced from the accumulator exchange device. It is intended for electric fueling the electric motor accumulator 13 through the electric motor accumulator 21 automatically replace. The electric motor accumulators 13 . 21 are identical. They are of the same type. For automatic replacement, the battery replacement device has a Linearhubeinheit 20 on, for the electrical refueling of the motor vehicle 11 and thus in the exchange process the Elektromotorakkumulator 13 the electric drive device 10 automatically by the other, charged electric motor accumulator 21 replaced. The Linearhubeinheit 20 has a stroke direction 22 on, which is arranged parallel to the direction of gravity. The stroke direction 22 is oriented vertically. The stroke direction 22 defines a supply stroke direction into which the electric motor accumulator 13 in the accumulator compartment 12 is introduced and a Ausführhubrichtung, in which the Elektromotorakkumulator 13 from the accumulator compartment 12 Will get removed. The Zuführhubrichtung points up and the Ausführhubrichtung down. The Zuführhubrichtung is in the replacement process and thus at the correct position for the exchange motor vehicle 11 the motor vehicle 11 facing and the Ausführhubrichtung the motor vehicle 11 away. The feed stroke direction is oriented parallel and opposite to the direction of gravity. The Ausführhubrichtung corresponds to the direction of gravity.

Die Linearhubeinheit 20 ist in einem Austauschbereich 25 der Akkumulatoraustauschvorrichtung angeordnet. Der Austauschbereich 25 und damit die Linearhubeinheit 20 sind in dem Austauschvorgang unterhalb des Kraftfahrzeugs 11 angeordnet. Der Austauschbereich 25 und damit die Linearhubeinheit 20 sind unterirdisch angeordnet. Sie sind unterhalb des Untergrunds angeordnet.The Linearhubeinheit 20 is in an exchange area 25 the accumulator exchange device arranged. The exchange area 25 and thus the Linearhubeinheit 20 are in the replacement process below the motor vehicle 11 arranged. The exchange area 25 and thus the Linearhubeinheit 20 are arranged underground. They are located below the ground.

In dem Austauschvorgang und damit bei der elektrischen Betankung entfernt die Linearhubeinheit 20 den Elektromotorakkumulator 13 von unten aus dem Kraftfahrzeug 11 und führt den anderen Elektromotorakkumulator 21 von unten in das Kraftfahrzeug 11 ein. Die Linearhubeinheit 20 zieht in dem Austauschvorgang den Elektromotorakkumulator 13 von unten aus dem Akkumulatorfach 12 heraus und schiebt den anderen Elektromotorakkumulator 21 in das Akkumulatorfach 12 hinein. Zum rausziehen des Elektromotorakkumulators 13 weist die Linearhubeinheit 20 die nicht näher dargestellten Greifelemente auf, die dazu vorgesehen sind, in das Akkumulatorgehäuse 19 formschlüssig einzugreifen.In the replacement process and thus in the electrical refueling removes the Linearhubeinheit 20 the electric motor accumulator 13 from below from the motor vehicle 11 and leads the other electric motor accumulator 21 from below into the motor vehicle 11 one. The Linearhubeinheit 20 pulls in the replacement process the electric motor accumulator 13 from below from the accumulator compartment 12 out and push the other electric motor accumulator 21 in the accumulator compartment 12 into it. To pull out the electric motor battery 13 indicates the Linearhubeinheit 20 the gripper elements, not shown, which are intended to, in the accumulator housing 19 intervene positively.

Zur Transportierung des entladenen und herausgezogenen Elektromotorakkumulators 13 aus dem Austauschbereich 25 in einen Lade- und Lagerbereich 24 der Akkumulatoraustauschvorrichtung und zur Transportierung des anderen, geladenen Elektromotorakkumulators 21 aus dem Lade- und Lagerbereich 24 in den Austauschbereich 25 weist die Akkumulatoraustauschvorrichtung eine Akkumulatorbeförderung 23 mit einem Rollensystem auf. Das Rollensystem ist drehbar ausgeführt. Es ist unterirdisch angeordnet. Das Rollensystem transportiert die Elektromotorakkumulatoren 13, 21 in eine zum Untergrund parallele Richtung 33. Die Richtung 33 ist senkrecht zu der Schwerkraftrichtung orientiert. Sie ist senkrecht zu der Akkumulatoraustauschrichtung 14 und damit senkrecht zu der Hubrichtung 22 orientiert. Das Rollensystem der Akkumulatorbeförderung 23 weist mehrere hintereinander angeordnete Rollen 34 auf. Die Rollen 34 sind angetrieben.For transporting the discharged and withdrawn Elektromotorakkumulators 13 from the exchange area 25 in a loading and storage area 24 the accumulator exchange device and for transporting the other, charged Elektromotorakkumulators 21 from the loading and storage area 24 in the exchange area 25 The battery replacement device has an accumulator transport 23 with a roller system on. The roller system is rotatable. It is arranged underground. The roller system transports the electric motor accumulators 13 . 21 in a direction parallel to the ground 33 , The direction 33 is oriented perpendicular to the direction of gravity. It is perpendicular to the Akkumulatoraustauschrichtung 14 and thus perpendicular to the stroke direction 22 oriented. The roller system of accumulator transport 23 has several successively arranged roles 34 on. The roles 34 are driven.

Um das Kraftfahrzeug 11 zur elektrischen Betankung automatisch zu positionieren weist die Akkumulatoraustauschvorrichtung einen beweglichen Boden 26 auf. Der bewegliche Boden 26 ist dazu vorgesehen, das Kraftfahrzeug 11 in die zur elektrischen Betankung richtige Position automatisch zu bewegen. Er ist dazu vorgesehen, das Kraftfahrzeug 11 in eine Position automatisch zu bewegen, in der die Linearhubeinheit 20 mit dem Akkumulatorfach 12 fluchtet. Der bewegliche Boden 26 bewegt das Kraftfahrzeug 11 automatisch in die Austauschposition. Der bewegliche Boden 26 ist zur Positionierung des Kraftfahrzeugs 11 dazu vorgesehen, das Kraftfahrzeug 11 parallel zu dem Untergrund zu bewegen. Er ist dazu vorgesehen, das Kraftfahrzeug 11 senkrecht zur Schwerkraftrichtung und damit senkrecht zur Akkumulatoraustauschrichtung 14 zu bewegen. Der bewegliche Boden 26 ist dazu vorgesehen, das Kraftfahrzeug 11 bezüglich eines in Fahrtrichtung schauenden Fahrers nach vorne, nach hinten, nach links und nach rechts zu bewegen.To the motor vehicle 11 to automatically position for electrical refueling, the accumulator exchanger has a movable floor 26 on. The moving floor 26 is intended to the motor vehicle 11 to automatically move to the correct position for electrical refueling. He is intended to the motor vehicle 11 to automatically move to a position in which the Linearhubeinheit 20 with the accumulator compartment 12 flees. The moving floor 26 moves the motor vehicle 11 automatically in the exchange position. The moving floor 26 is for positioning the motor vehicle 11 intended to the motor vehicle 11 move parallel to the ground. He is intended to the motor vehicle 11 perpendicular to the direction of gravity and thus perpendicular to the Akkumulatoraustauschrichtung 14 to move. The moving floor 26 is intended to the motor vehicle 11 to move forwards, backwards, to the left and to the right with respect to a driver looking in the direction of travel.

Zur Verdeckung und damit zur Verschließung des Austauschbereichs 25 weist die Akkumulatoraustauschvorrichtung eine Verdeckklappe 35 auf. Die Verdeckklappe 35 geht beim Starten des Austauschvorgangs automatisch auf. Sie öffnet den Austauschbereich 25 automatisch beim Starten des Austauschvorgangs. Zur automatischen Positionierung des Kraftfahrzeugs 11 in die Austauschposition weist die Akkumulatoraustauschvorrichtung ebenfalls zwei Abstandssensoren 36, 36' auf. Die Abstandssensoren 36, 36' sind an der Verdeckklappe 35 angeordnet. Sie sind in der Verdeckklappe 35 angeordnet.For concealing and thus closing the exchange area 25 the battery replacement device has a top hatch 35 on. The top hatch 35 starts automatically when you start the replacement process. She opens the exchange area 25 automatically when starting the replacement process. For automatic positioning of the motor vehicle 11 In the exchange position, the battery replacement device also has two distance sensors 36 . 36 ' on. The distance sensors 36 . 36 ' are on the top hatch 35 arranged. They are in the convertible top hatch 35 arranged.

Zur automatischen Positionierung des anderen, geladenen Elektromotorakkumulator 21 in der Austauschposition und damit in der zur elektrischen Betankung richtigen Position weist der Elektromotorakkumulator 21 zwei Abstandssensoren 32, 32' auf. Jeder Elektromotorakkumulator 13, 21 weist die zwei Abstandssensoren 32, 32' auf. Die Abstandssensoren 32, 32' sind in dem Akkumulatorgehäuse 19 angeordnet. Sie sind an zwei gegenüberliegenden Seitenwänden des Akkumulatorgehäuses 19 angeordnet. Die Abstandssensoren 32, 32' sind an der Oberfläche 30 angeordnet.For automatic positioning of the other, charged electric motor accumulator 21 in the replacement position and thus in the correct position for electrical refueling, the electric motor accumulator 21 two distance sensors 32 . 32 ' on. Each electric motor accumulator 13 . 21 has the two distance sensors 32 . 32 ' on. The distance sensors 32 . 32 ' are in the accumulator housing 19 arranged. They are on two opposite side walls of the accumulator housing 19 arranged. The distance sensors 32 . 32 ' are on the surface 30 arranged.

Die Austauschposition und damit die zur elektrischen Betankung richtigen Position des Kraftfahrzeugs 11 ist durch die Abstandsensoren 27, 27' der Elektroantriebsvorrichtung 10 und durch die Abstandssensoren 36, 36' der Akkumulatoraustauschvorrichtung definiert. Die Austauschposition des Kraftfahrzeugs 11 ist erreicht, wenn die Abstandssensoren 27, 27' sich genau über den Abstandssensoren 36, 36' befinden. In der Austauschposition des Kraftfahrzeugs 11 fluchtet das Akkumulatorfach 12 mit der Linearhubeinheit 20.The replacement position and thus the right for electrical refueling position of the motor vehicle 11 is through the distance sensors 27 . 27 ' the electric drive device 10 and through the distance sensors 36 . 36 ' the accumulator replacement device defined. The replacement position of the motor vehicle 11 is reached when the distance sensors 27 . 27 ' exactly above the distance sensors 36 . 36 ' are located. In the replacement position of the motor vehicle 11 Aligns the accumulator compartment 12 with the Linearhubeinheit 20 ,

Die Austauschposition und damit die zur elektrischen Betankung richtigen Position des Elektromotorakkumulators 21 ist durch die Abstandsensoren 27, 27' der Elektroantriebsvorrichtung 10 und die Abstandssensoren 32, 32' des geladenen Elektromotorakkumulators 21 definiert. Die Austauschposition des Elektromotorakkumulators 21 ist erreicht, wenn die Abstandssensoren 27, 27' sich genau über den Abstandssensoren 32, 32' befinden. In der Austauschposition des Elektromotorakkumulators 21 fluchtet das Akkumulatorfach 12 mit dem Elektromotorakkumulator 21. In der Austauschposition ist der geladene Elektromotorakkumulator 21 in dem Austauschbereich 25 und damit auf der Linearhubeinheit 20 angeordnet.The replacement position and thus the correct position of the electric motor accumulator for electrical refueling 21 is through the distance sensors 27 . 27 ' the electric drive device 10 and the distance sensors 32 . 32 ' the charged Elektromotorakkumulators 21 Are defined. The replacement position of the electric motor battery 21 is reached when the distance sensors 27 . 27 ' exactly above the distance sensors 32 . 32 ' are located. In the replacement position of the electric motor battery 21 Aligns the accumulator compartment 12 with the electric motor accumulator 21 , In the replacement position is the charged electric motor accumulator 21 in the exchange area 25 and thus on the Linearhubeinheit 20 arranged.

Zur Aufladung der entladenen Elektromotorakkumulatoren 13 weist die Akkumulatoraustauschvorrichtung eine dezentrale Energieerzeugungseinheit 37 auf. Die dezentrale Energieerzeugungseinheit 37 nutzt vorteilhafterweise erneuerbare Energiequellen. Die dezentrale Energieerzeugungseinheit 37 weist drei regenerative Energieerzeuger 38, 39, 40 auf. Die Energieerzeuger 38, 39, 40 sind jeweils als eine Photovoltaikanlage ausgebildet. Sie sind auf einem Dach 41 der Akkumulatoraustauschvorrichtung angeordnet.For charging the discharged electric motor accumulators 13 the battery replacement device has a decentralized power generation unit 37 on. The decentralized power generation unit 37 Advantageously uses renewable energy sources. The decentralized power generation unit 37 has three regenerative energy producers 38 . 39 . 40 on. The energy producers 38 . 39 . 40 are each designed as a photovoltaic system. They are on a roof 41 the accumulator exchange device arranged.

Zum Starten des Austauschvorgangs und Bezahlen einer Ladegebühr und damit des elektrischen Betankens weist die Akkumulatoraustauschvorrichtung eine Bedieneinheit 42 auf, die durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs bedienbar ist.To start the replacement process and pay a charging fee and thus the electrical refueling, the accumulator replacement device has a control unit 42 on, which is operable by the driver of the motor vehicle.

Zur Steuerung und Regelung des Austauschvorgangs weist die Akkumulatoraustauschvorrichtung eine nicht näher dargestellte Steuer- und Regeleinheit auf, die für den Austauschvorgang kommunizierend mit einer nicht näher dargestellten Steuer- und Regeleinheit des Kraftfahrzeugs 11 verbunden ist. Die Steuer- und Regeleinheit des Kraftfahrzeugs 11 öffnet beim Start des Austauschvorgangs automatisch die Akkumulatorbefestigung. Die Steuer- und Regeleinheit der Akkumulatoraustauschvorrichtung steuert und regelt die Linearhubeinheit 20, steuert und regelt das Rollensystem, bewegt das Kraftfahrzeug 11 mittels dem beweglichen Boden 26 in die Austauschposition, bewegt den Elektromotorakkumulator 21 mittels dem Rollensystem in die Austauschposition, öffnet die Verdeckklappe 35 beim Starten des Austauschvorgangs und steuert und regelt das Aufladen der entladenen Elektromotorakkumulatoren 13. Die Steuer- und Regeleinheit der Akkumulatoraustauschvorrichtung ist mit den Abstandssensoren 27, 27', 32, 32', 36, 36' kommunizierend verbunden. Die beiden Steuer- und Regeleinheiten sind mittels Funk kommunizierend miteinander verbunden. Grundsätzlich können die beiden Steuer- und Regeleinheiten auch mittels Infrarot, oder mittels einem Kabel oder Ähnlichem verbunden sein.For controlling and regulating the replacement process, the accumulator replacement device has a control and regulating unit, which is not shown in more detail, and communicates with a control and regulating unit of the motor vehicle, not shown, for the replacement process 11 connected is. The control unit of the motor vehicle 11 automatically opens the accumulator when the replacement process starts. The control and regulation unit of the battery replacement device controls and regulates the Linearhubeinheit 20 controls and regulates the roller system, moves the motor vehicle 11 by means of the movable floor 26 in the exchange position, moves the electric motor accumulator 21 by means of the roller system in the replacement position, opens the top hatch 35 when starting the replacement process and controls and regulates the charging of the discharged electric motor accumulators 13 , The control and regulation unit of the battery replacement device is with the distance sensors 27 . 27 ' . 32 . 32 ' . 36 . 36 ' communicatively connected. The two control and regulating units are communicatively connected to each other by means of radio. In principle, the two control units can also be connected by means of infrared, or by means of a cable or the like.

Grundsätzlich können in dem Lade- und Lagerbereich 24 auch verschiedene Typen von Elektromotorakkumulatoren 13, 21 gelagert sein, wobei der benötigte Typ des Elektromotorakkumulators 13, 21 mittels der Steuer- und Regeleinheit des Kraftfahrzeugs 11 der Steuer- und Regeleinheit der Akkumulatoraustauschvorrichtung übermittelt wird, wodurch der passende Elektromotorakkumulator 13, 21 in den Austauschbereich 25 transportiert wird.Basically, in the loading and storage area 24 also different types of electric motor accumulators 13 . 21 be stored, where the required type of electric motor battery 13 . 21 by means of the control unit of the motor vehicle 11 the control unit of the battery replacement device is transmitted, whereby the appropriate Elektromotorakkumulator 13 . 21 in the exchange area 25 is transported.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (10)

Elektroantriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs (11), mit einem Akkumulatorfach (12) zur Aufnahme eines für einen Elektromotor vorgesehenen Elektromotorakkumulators (13, 21), der zur elektrischen Betankung zumindest teilautomatisch austauschbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Akkumulatorfach (12) eine Akkumulatoraustauschrichtung (14) definiert, die zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Schwerkraftrichtung angeordnet ist.Electric drive device of a motor vehicle ( 11 ), with an accumulator compartment ( 12 ) for receiving an electric motor battery provided for an electric motor ( 13 . 21 ), which is at least partially automatically interchangeable for electrical refueling, characterized in that the accumulator compartment ( 12 ) an accumulator exchange direction ( 14 ) defined at least substantially parallel to a direction of gravity. Elektroantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Akkumulatorfach (12) eine Öffnung (15) aufweist, die an einem Unterboden des Kraftfahrzeugs (11) angeordnet ist.Electric drive device according to claim 1, characterized in that the accumulator compartment ( 12 ) an opening ( 15 ), which on an underbody of the motor vehicle ( 11 ) is arranged. Elektroantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Akkumulatorfach (12) zumindest ein Führungselement aufweist, das dazu vorgesehen ist, den Elektromotorakkumulator (13, 21) zumindest im Wesentlichen parallel zu der Schwerkraftrichtung zu führen.Electric drive device according to claim 1 or 2, characterized in that the accumulator compartment ( 12 ) has at least one guide element, which is provided to the electric motor accumulator ( 13 . 21 ) to lead at least substantially parallel to the direction of gravity. Elektroantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Akkumulatorfach (12) zumindest einen zur Bereitstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Elektromotor und dem Elektromotorakkumulator (13, 21) vorgesehenen Steckkontakt (16, 17) aufweist, der eine Steckrichtung (18) definiert, die zumindest im Wesentlichen parallel zu der Schwerkraftrichtung angeordnet ist.Electric drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the accumulator compartment ( 12 ) at least one for providing an electrical connection between the electric motor and the electric motor accumulator ( 13 . 21 ) provided plug-in contact ( 16 . 17 ), which has an insertion direction ( 18 ) defined at least substantially parallel to the direction of gravity. Elektroantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen Abstandssensor (27, 27'), der zur Positionierung des Kraftfahrzeugs (11) in eine Austauschposition vorgesehen ist.Electric drive device according to one of the preceding claims, characterized by at least one distance sensor ( 27 . 27 ' ), which is used for positioning the motor vehicle ( 11 ) is provided in an exchange position. Elektromotorakkumulator einer Elektroantriebsvorrichtung (10) eines Kraftfahrzeugs (11), insbesondere einer Elektroantriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der zur elektrischen Betankung zumindest teilautomatisch austauschbar ist und ein Akkumulatorgehäuse (19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Akkumulatorgehäuse (19) schubladenförmig ausgebildet ist.Electric motor accumulator of an electric drive device ( 10 ) of a motor vehicle ( 11 ), in particular an electric drive device ( 10 ) according to one of the preceding claims, which is at least partially automatically interchangeable for electrical refueling and an accumulator housing ( 19 ), characterized in that the accumulator housing ( 19 ) is designed drawer-shaped. Akkumulatoraustauschvorrichtung zur elektrischen Betankung eines Kraftfahrzeugs (11) mit einer Elektroantriebsvorrichtung (10), insbesondere einer Elektroantriebsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1–5, mit einer Linearhubeinheit (20), die dazu vorgesehen ist, zur elektrischen Betankung wenigstens einen Elektromotorakkumulator (13) der Elektroantriebsvorrichtung (10), insbesondere einen Elektromotorakkumulator (13) nach Anspruch 6, zumindest teilautomatisch durch einen anderen Elektromotorakkumulator (21) zu ersetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearhubeinheit (20) eine Hubrichtung (22) aufweist, die zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Schwerkraftrichtung angeordnet ist.Battery replacement device for the electrical refueling of a motor vehicle ( 11 ) with an electric drive device ( 10 ), in particular an electric drive device ( 10 ) according to any one of claims 1-5, with a Linearhubeinheit ( 20 ), which is intended for electric fueling at least one electric motor accumulator ( 13 ) of the electric drive device ( 10 ), in particular an electric motor accumulator ( 13 ) according to claim 6, at least partially automatically by another electric motor accumulator ( 21 ), characterized in that the Linearhubeinheit ( 20 ) a stroke direction ( 22 ), which is arranged at least substantially parallel to a direction of gravity. Akkumulatoraustauschvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearhubeinheit (20) dazu vorgesehen ist, den wenigstens einen Elektromotorakkumulator (13) von unten aus dem Kraftfahrzeug (11) zu entfernen und den anderen Elektromotorakkumulator (21) von unten in das Kraftfahrzeug (11) einzuführen.Battery replacement device according to claim 7, characterized in that the linear lifting unit ( 20 ) is provided, the at least one electric motor accumulator ( 13 ) from below from the motor vehicle ( 11 ) and the other electric motor accumulator ( 21 ) from below into the motor vehicle ( 11 ) introduce. Akkumulatoraustauschvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine Akkumulatorbeförderung (23), die ein Rollensystem aufweist, das dazu vorgesehen ist, den zumindest einen Elektromotorakkumulator (21) aus einem Lade- und/oder Lagerbereich (24) wenigstens in einen Austauschbereich (25) zu transportieren.Battery replacement device according to claim 7 or 8, characterized by an accumulator transport ( 23 ), which has a roller system, which is provided to the at least one electric motor accumulator ( 21 ) from a loading and / or storage area ( 24 ) at least in one exchange area ( 25 ) to transport. Akkumulatoraustauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 7–9, gekennzeichnet durch einen beweglichen Boden (26), der dazu vorgesehen ist, das Kraftfahrzeug (11) zur elektrischen Betankung zu positionieren.Battery replacement device according to any one of claims 7-9, characterized by a movable floor ( 26 ) intended to protect the motor vehicle ( 11 ) for electrical refueling.
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