DE102019110658A1 - Method and device for a battery capacity upgrade of an electric vehicle, as well as upgrade kit and electric vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit einem Aufrüstsatz für eine zumindest temporäre Batteriekapazitäts-Aufrüstung mindestens eines Elektrofahrzeugs (1) aufweisend einen batterieelektrischen Fahrzeugantrieb (2), eine aus mindestens einem Batteriemodul (3) bestehende Basisbatterie (4) mit einer Batteriekapazität für 150 bis 250 km Reichweite, eine Steuereinheit (5) sowie ein Ladegerät (6) mit einer Anschluss-Einrichtung (7) für eine Ladesäule, indem die Batteriekapazität der Basisbatterie entsprechend einem zumindest temporären Bedarf eines Fahrzeug-Nutzers (10) für 250 bis 1.000 km Reichweite durch einen Einbauvorgang (11) des aus mindestens einem Batteriemodul (12) bestehenden Aufrüstsatzes (13) in ein Batteriefach (9) aufgerüstet wird, wobei der Einbauvorgang und bei der temporären Aufrüstung auch ein Ausbauvorgang (14) mit einer Vorrichtung (16) in mindestens einer Aufrüststation (15) in einer Mensch-Roboter-Kooperation erfolgt, bei der ein Greifer (17) oder (18) eines Industrieroboters (19) über eine Handbedieneinheit (21) einer Steuerung (22) menschgeführt entlang einer über die Steuerung vorgegebenen Bahnkurve (23) an einer Fahrzeugunterseite (8) zum Batteriefach (9) positioniert wird, wobei beim Positionieren eine Lageabweichung (24) des Fahrzeugs zu einer Soll-Lage (25) über einen Ausgleichsvorgang (137-A) oder (137-B) mit einer Ausgleichseinheit (26-A) oder (26-B) am Greifer ausgeglichen wird und wobei bei der temporären Aufrüstung eine Versorgung des Einbauvorgangs mit dem Aufrüstsatz (13) über einen mit der Vorrichtung nach einer geplanten Verfügbarkeit und Auslastung geführten Bestand (28) in einem über die Vorrichtung überwachten Kreislauf (29) erfolgt, indem ein Betreiber den Bedarf des Fahrzeug-Nutzers einschließlich einer Terminierung über einen Bedarfserfassungsvorgang (30) mit einer Ein-/Ausgabe-Einheit (31) oder (32) der Vorrichtung erfasst, eine für das Fahrzeug geplante Anzahl des Batteriemoduls (12) über die Ein-/Ausgabe-Einheit (31) im Bestand reserviert, entsprechend der Terminierung satzweise in einer Pufferstation (27) bereitstellt, an einem im Batteriefach angeordneten und über die Steuereinheit mit Anschlusseinrichtung und Antrieb verbindbaren Adapter (43) mit der Vorrichtung einbaut und nach dem Ausbauvorgang dem Bestand für mindestens einen weiteren Einsatz in diesem oder in einem anderen Elektrofahrzeug wieder zuführt. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung für das Verfahren, einen Aufrüstsatz sowie ein Elektrofahrzeug.The invention relates to a method with an upgrade kit for an at least temporary battery capacity upgrade of at least one electric vehicle (1) having a battery-electric vehicle drive (2), a base battery (4) consisting of at least one battery module (3) with a battery capacity for 150 to 250 km Range, a control unit (5) as well as a charger (6) with a connection device (7) for a charging station, by the battery capacity of the base battery according to an at least temporary requirement of a vehicle user (10) for a range of 250 to 1,000 km by a Installation process (11) of the upgrade kit (13) consisting of at least one battery module (12) is upgraded into a battery compartment (9), the installation process and, in the case of the temporary upgrade, also a removal process (14) with a device (16) in at least one upgrade station (15) takes place in a human-robot cooperation in which a gripper (17) or (18) of an industrialist oboters (19) is positioned on a vehicle underside (8) to the battery compartment (9) via a manual control unit (21) of a control (22) guided by a person along a trajectory (23) specified by the control, with a positional deviation (24) of the vehicle during positioning to a target position (25) via a compensating process (137-A) or (137-B) with a compensating unit (26-A) or (26-B) on the gripper, and in the case of the temporary upgrade, a supply of the installation process with the upgrade kit (13) via an inventory (28) managed with the device according to a planned availability and utilization in a circuit (29) monitored by the device, by an operator recording the needs of the vehicle user including a termination via a needs recording process ( 30) with an input / output unit (31) or (32) of the device, a number of battery modules (12) planned for the vehicle via the input / output unit (31) in the order and reserved, provided in sets in a buffer station (27) according to the termination, installed with the device on an adapter (43) arranged in the battery compartment and connectable via the control unit to the connection device and drive and, after the removal process, the stock for at least one further use in this or in another electric vehicle. The invention also relates to a device for the method, an upgrade kit and an electric vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für eine Batteriekapazitäts-Aufrüstung eines Elektrofahrzeugs nach den Ansprüchen 1 bis 5. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung für die Batteriekapazitäts-Aufrüstung nach Anspruch 6, einen entsprechenden Aufrüstsatz nach den Ansprüchen 7 bis 9 sowie ein entsprechendes Elektrofahrzeug nach den Ansprüchen 10 bis 14.The invention relates to a method for upgrading the battery capacity of an electric vehicle according to claims 1 to 5. The invention also relates to a device for upgrading the battery capacity according to claim 6, a corresponding upgrade kit according to claims 7 to 9 and a corresponding electric vehicle according to the claims 10 to 14.

Im Hinblick auf umweltpolitische Ziele gewinnen Elektrofahrzeuge gegenüber Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor zunehmend an Bedeutung. Vor allem bei Fahrzeugen mit vollelektrischem Antrieb erhofft man sich in den kommenden Jahren einen deutlichen Zuwachs.With regard to environmental policy goals, electric vehicles are becoming increasingly important compared to vehicles with internal combustion engines. Particularly in vehicles with fully electric drives, it is hoped that there will be significant growth in the coming years.

Zur Erreichung dieser Ziele stehen derzeit im Wesentlichen zwei Schlüsseltechnologien zur Verfügung. Die eine Technologie basiert auf Brennstoffzellenantrieben mit Wasserstoff als Energiequelle, die andere setzt dagegen auf batterieelektrische Antriebe.There are currently two key technologies available to achieve these goals. One technology is based on fuel cell drives with hydrogen as an energy source, while the other uses battery-electric drives.

Elektrofahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb sind nicht Gegenstand dieser Erfindung.Electric vehicles powered by fuel cells are not part of this invention.

Die vorliegende Erfindung betrifft Elektrofahrzeuge mit batterieelektrischem Antrieb. Bei dieser Gattung von Fahrzeugen wird der elektrische Antrieb von einer Traktionsbatterie gespeist. Als Traktionsbatterie wird ein Energiespeicher bezeichnet, der zum Antrieb von Elektrofahrzeugen dient und aus mehreren zusammengeschalteten Elementen besteht. In der Regel kommen dabei Batteriezellen auf Lithium-Ionen bzw. Lithium-Polymer-Basis als Stromquelle zum Einsatz. Diese Zelltypen sind wiederaufladbar und haben sich in mobilen Geräten, wie beispielsweise in Mobiltelefonen, Laptops usw. seit längerem bewährt.The present invention relates to electric vehicles with battery electric drive. In this type of vehicle, the electric drive is fed by a traction battery. An energy storage device that is used to drive electric vehicles and consists of several interconnected elements is called a traction battery. As a rule, battery cells based on lithium ions or lithium polymer are used as the power source. These cell types are rechargeable and have long been used in mobile devices such as cell phones, laptops, etc.

Allerdings ist die Energiedichte von Lithium-Ionen bzw. Lithium-Polymer-Batterien deutlich geringer als bei fossilen Kraftstoffen. Das hat zur Folge, dass einer Reichweite von batterieelektrischen Fahrzeugen aus Platz- und Gewichtsgründen Grenzen gesetzt sind. Ein batterieelektrisches Fahrzeug wird auf absehbare Zeit stets erheblich schwerer sein als ein Fahrzeug gleicher Reichweite mit Verbrennungsmotor. Das bringt fahrdynamische Nachteile mit sich.However, the energy density of lithium-ion or lithium-polymer batteries is significantly lower than that of fossil fuels. As a result, there are limits to the range of battery electric vehicles for reasons of space and weight. For the foreseeable future, a battery electric vehicle will always be considerably heavier than a vehicle of the same range with a combustion engine. This has disadvantages in terms of driving dynamics.

Zudem benötigt eine Wiederaufladung der Traktionsbatterie deutlich mehr Zeit als eine Fahrzeugbetankung mit Kraftstoff.In addition, recharging the traction battery takes significantly more time than filling up the vehicle with fuel.

Geringe Reichweiten und lange Ladezeiten sind bislang die Hauptgründe für eine Kaufzurückhaltung bei batterieelektrischen Fahrzeugen. Zwar gibt es mittlerweile Elektrofahrzeuge, die WLTP-Reichweiten von 400 bis 500 km und Ladezeiten unter einer Stunde ermöglichen, allerdings erfordert das Traktionsbatterien mit einer großen Speicherkapazität, die dementsprechend schwer und teuer sind. WLTP steht dabei für Worldwide Harmonised Light-Duty Vehicles Test Procedure und stellt ein weltweit einheitliches Testverfahren zur Bestimmung des Kraftstoffverbrauchs und der Abgasemissionen dar.Short ranges and long charging times have so far been the main reasons for reluctance to buy battery-electric vehicles. Although there are now electric vehicles that enable WLTP ranges of 400 to 500 km and charging times of less than one hour, this requires traction batteries with a large storage capacity, which are correspondingly heavy and expensive. WLTP stands for Worldwide Harmonized Light-Duty Vehicles Test Procedure and represents a globally standardized test procedure for determining fuel consumption and exhaust emissions.

Zudem wirken sich bekanntlich Fahrweise und Außentemperatur signifikant auf die Reichweite aus, so dass die mit einer Batterieladung tatsächlich erzielbaren Reichweiten in der Praxis geringer als nach Norm ermittelt ausfallen. Das gilt v.a. bei Heizungs- bzw. Klimabetrieb und hohen Geschwindigkeiten. Aus diesem Grund werden Reichweiten inzwischen nicht mehr nach dem Neuer Europäischer Fahrzyklus (NEFZ), sondern nach der praxisnäheren WLTP-Norm ermittelt. Auch die Reichweitenangaben in dieser Erfindung beziehen sich daher auf den WLTP-Zyklus.In addition, as is well known, the driving style and outside temperature have a significant effect on the range, so that the ranges that can actually be achieved with one battery charge are lower in practice than determined according to the standard. This is especially true for heating or air conditioning and high speeds. For this reason, ranges are no longer determined according to the New European Driving Cycle (NEDC), but according to the more practical WLTP standard. The range specifications in this invention therefore also relate to the WLTP cycle.

Erschwerend kommt hinzu, dass eine Infrastruktur mit Stromtankstellen erst im Aufbau ist. Das gilt vor allem für Schnell-Ladesäulen mit hoher Ladeleistung über 100 KW, denn nur dort lassen sich kurze Ladezeiten unter einer Stunde erzielen.To make matters worse, an infrastructure with charging stations is only being set up. This is especially true for fast charging stations with a high charging power of over 100 KW, because only there can short charging times of less than an hour be achieved.

Selbst die Ladezeiten bei 100 bis 150 KW sind immer noch um ein Vielfaches höher als die Betankungszeiten eines Fahrzeugs mit Kraftstoff. Zwar wird mittlerweile an neuen Batterie- und Ladetechnologien, wie beispielsweise Feststoffzellen und 350-KW-Ladestationen geforscht, bis zur Einsatzreife und bis zum Aufbau entsprechender Versorgungsnetze wird es jedoch noch dauern.Even the charging times at 100 to 150 KW are still many times longer than the refueling times of a vehicle with fuel. Although research is now being carried out on new battery and charging technologies, such as solid cells and 350 kW charging stations, it will take some time until they are ready for use and the appropriate supply networks are set up.

In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass die Umweltfreundlichkeit von Elektrofahrzeugen regelmäßig in Frage gestellt wird, da eine CO2-Bilanz nur dann wirklich besser ist als bei Verbrennungsantrieben, wenn der Strom aus erneuerbaren Energien gewonnen wird. Derzeit stammt jedoch ein nicht unerheblicher Teil des Stroms aus Kohlekraftwerken.In this context, it should be noted that the environmental friendliness of electric vehicles is regularly questioned, since a CO2 balance is only really better than with combustion engines if the electricity is generated from renewable energies. Currently, however, a not inconsiderable part of the electricity comes from coal-fired power plants.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Technologie für batterieelektrische Fahrzeuge bereitzustellen, mit der die Probleme der geringen Reichweite, hohen Batteriekosten, langen Ladezeiten und fehlenden Lade-Infrastruktur schon jetzt gelöst und Umweltverträglichkeit sowie Wirtschaftlichkeit verbessert werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 5.The object of the present invention is to provide a technology for battery-electric vehicles with which the problems of short range, high battery costs, long charging times and lack of charging infrastructure are already solved and environmental compatibility and economic efficiency are improved. This object is achieved according to the invention by a method having the features specified in claim 1. Advantageous configurations are the subject matter of subclaims 2 to 5.

Aufgabe dieser Erfindung ist außerdem, eine Vorrichtung, einen entsprechenden Aufrüstsatz und ein entsprechendes Elektrofahrzeug für das erfindungsgemäße Verfahren vorzuschlagen. Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß über die in den Ansprüchen 6, 7 und 10 genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche 8 und 9 sowie 11 bis 14.The object of this invention is also to provide a device, a corresponding upgrade kit and a corresponding electric vehicle for the to propose method according to the invention. According to the invention, these objects are achieved by the features mentioned in claims 6, 7 and 10. Advantageous configurations are the subject of dependent claims 8 and 9 as well as 11 to 14.

Elektrofahrzeuge im Sinne der vorliegenden Erfindung verfügen über rein batterieelektrische Antriebe mit Elektromotoren und wiederaufladbaren Traktionsbatterien. Eine elektrische Grundarchitektur dieser Fahrzeuge beinhaltet neben elektromotorischem Antrieb und Traktionsbatterie eine Steuereinheit sowie ein Batterieladegerät mit Anschluss-Einrichtung für eine externe Ladesäule.Electric vehicles within the meaning of the present invention have purely battery-electric drives with electric motors and rechargeable traction batteries. The basic electrical architecture of these vehicles includes an electric motor drive and traction battery, a control unit and a battery charger with a connection device for an external charging station.

Zwar soll sich die Erfindung primär auf Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen beziehen es wird jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sich zumindest Teile der Erfindung auch bei Krafträdern oder bei Nutzkraftwagen mit batterieelektrischem Antrieb anwenden lassen. Selbst bei Elektrofahrrädern, Golfcarts, Elektro-Scootern etc. ist eine Nutzung von Teilen der Erfindung denkbar.Although the invention is intended primarily to relate to motor vehicles, in particular to passenger vehicles, it is expressly pointed out that at least parts of the invention can also be used in motorcycles or in commercial vehicles with battery-electric drives. Use of parts of the invention is conceivable even with electric bicycles, golf carts, electric scooters, etc.

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Fokus beziehen sich nachfolgende Ausführungen auf Personenkraftwagen.In accordance with the focus of the invention, the following statements relate to passenger cars.

Bei Personenkraftwagen befindet sich die Traktionsbatterie meist an einer Stelle mit fahrdynamisch günstigem und dementsprechend möglichst niedrigem Schwerpunkt. Um zugleich einen guten Schutz bei Auffahrunfällen zu gewährleisten, bietet sich beispielsweise eine Batterieanordnung an einer Unterseite des Fahrzeugs zwischen seitlichen Türschwellern einer Karosseriestruktur an. Schweller, Hauptboden und ein stabiler Unterboden als Unterfahrschutz bilden dabei quasi ein Batteriefach mit Rundumschutz für die Traktionsbatterie.In the case of passenger cars, the traction battery is usually located at a point with a center of gravity that is favorable in terms of driving dynamics and accordingly the lowest possible. In order to ensure good protection in rear-end collisions at the same time, a battery arrangement on an underside of the vehicle between side door sills of a body structure is recommended. The sill, main floor and a stable underbody as underride protection form a battery compartment with all-round protection for the traction battery.

Die Reichweite eines solchen Elektrofahrzeugs wird in hohem Maße über eine Kapazität der Traktionsbatterie festgelegt. Die Kapazität bestimmt, wieviel Strom in der Batterie gespeichert werden kann. Diese ist wiederum von Energiedichte und Anzahl der die Traktionsbatterie bildenden Batteriezellen abhängig. Da eine Größe des Batteriefachs über einen Schweller- und Radstand sowie über eine Bodenfreiheit des Fahrzeugs i.d.R. vorgegeben ist, kann im Batteriefach nur eine bestimmte Batteriekapazität realisiert werden.The range of such an electric vehicle is largely determined by the capacity of the traction battery. The capacity determines how much electricity can be stored in the battery. This in turn depends on the energy density and the number of battery cells forming the traction battery. Since the size of the battery compartment via a sill and wheelbase as well as a ground clearance of the vehicle usually is specified, only a certain battery capacity can be realized in the battery compartment.

Inzwischen sind Personenkraftwagen mit einer Batteriekapazität von ca. 100 KWh bekannt, deren Reichweite 500 km und mehr betragen soll. Das daraus resultierende hohe Gewicht der Batterie kann mehrere Hundert Kilogramm betragen. Zur Überwindung einer damit verbundenen Massenträgheit sind beim Beschleunigen hohe Antriebsleistungen mit entsprechendem Energieverbrauch erforderlich. Da mit zunehmender Batteriekapazität zugleich das Batterie- und damit das Fahrzeuggewicht ansteigen, erhöht sich die Reichweite nicht in gleichem Maße wie die Batteriekapazität. Es sind größere und schwerere Antriebs- und Bremsaggregate sowie stabilere Karosserien erforderlich. Zugleich führt eine höhere Batteriekapazität zu einer deutlichen Verteuerung des Fahrzeugs.In the meantime, passenger cars with a battery capacity of approx. 100 KWh are known, the range of which should be 500 km and more. The resulting high weight of the battery can be several hundred kilograms. In order to overcome the associated inertia, high drive powers with corresponding energy consumption are required when accelerating. Since the battery and vehicle weight increase with increasing battery capacity, the range does not increase to the same extent as the battery capacity. Larger and heavier drive and braking units as well as more stable bodies are required. At the same time, a higher battery capacity leads to a significant increase in the price of the vehicle.

Eine Sinnhaftigkeit von Elektrofahrzeugen mit permanent hoher Reichweite ist daher unter energetischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten fraglich.It is therefore questionable whether electric vehicles with a permanently long range make sense from an energetic and economic point of view.

Eine hohe Reichweite wird jedoch i.d.R. nur selten benötigt. Nach einer Studie von McKinsey beträgt eine durchschnittliche tägliche Fahrstrecke potenzieller Käufer von Elektrofahrzeugen lediglich 40 bis 65 km. Der vorliegenden Erfindung liegt daher der Gedanke zugrunde, Elektrofahrzeuge mit einer Batteriekapazität für lediglich 150 bis 250 km Basisreichweite auszurüsten, so dass für den Regelfall ausreichend Kapazitätsreserven zur Verfügung stehen und das Fahrzeug in der Anschaffung deutlich preisgünstiger wird.However, a high range is usually required. rarely needed. According to a study by McKinsey, the average daily driving distance for potential buyers of electric vehicles is only 40 to 65 km. The present invention is therefore based on the idea of equipping electric vehicles with a battery capacity for a basic range of only 150 to 250 km, so that sufficient capacity reserves are usually available and the vehicle is significantly cheaper to buy.

Eine Traktionsbatterie mit einer Batteriekapazität für 150 bis 250 km Reichweite erhält im Folgenden die Bezeichnung „Basisbatterie“.A traction battery with a battery capacity for a range of 150 to 250 km is referred to in the following as a "basic battery".

Um Fahrzeugnutzern bei Bedarf auch Strecken über 250 km ohne häufiges Nachladen mit langen Ladezeiten zu ermöglichen, schlägt die Erfindung vor, die Batteriekapazität der Basisbatterie zumindest temporär über einen Aufrüstsatz nach Anspruch 7 aufrüsten. Die Basisbatterie verbleibt dabei permanent im Fahrzeug. Wird die höhere Batteriekapazität nicht mehr benötigt, wird der Aufrüstsatz wieder ausgebaut. Der Antrieb wird dann wieder allein von der Basisbatterie gespeist.In order to enable vehicle users to travel over 250 km without frequent recharging with long charging times, the invention proposes upgrading the battery capacity of the base battery at least temporarily using an upgrade kit according to claim 7. The basic battery remains permanently in the vehicle. If the higher battery capacity is no longer required, the upgrade kit is removed again. The drive is then fed by the basic battery again.

Zwar kann der Aufrüstsatz bei Bedarf auch dauerhaft in das Fahrzeug eingebaut sein. Da die gewichtssparende Basisbatterie für den durchschnittlichen Kurzstreckenverkehr i.d.R. vollkommen ausreicht, ist eine bedarfsorientierte, temporäre Batteriekapazitätsaufrüstung jedoch energetisch weitaus sinnvoller und vor allem kostengünstiger. Der Aufrüstsatz wird daher nach einem Einsatz vorzugsweise wieder ausgebaut.The upgrade kit can, if necessary, also be permanently installed in the vehicle. Since the weight-saving basic battery for average short-haul traffic usually is completely sufficient, a demand-oriented, temporary battery capacity upgrade is far more sensible in terms of energy and, above all, cheaper. The upgrade kit is therefore preferably removed again after use.

Nach dem der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken schafft ein Fahrzeug mit temporär aufrüstbarer Basisbatterie ideale Voraussetzungen, um das Problem der Reichweitenangst infolge der unzureichenden Ladeinfrastruktur zu lösen. Das gilt umso mehr, je größer die bei der temporären Aufrüstung erreichbare Gesamtkapazität ist.According to the idea on which the invention is based, a vehicle with a temporarily upgradeable base battery creates ideal conditions for solving the problem of range anxiety due to the inadequate charging infrastructure. This applies all the more, the greater the total capacity that can be achieved with the temporary upgrade.

Mittlerweile sind Neuentwicklungen im Batteriesektor mit Energiedichten im Gange, mit denen Reichweiten von 1.000 km erreichbar sein sollen (Beispiel: Projekt Embatt, Fraunhofer-Gesellschaft).In the meantime, new developments in the battery sector are underway with energy densities with which ranges of 1,000 km should be achieved (example: Embatt project, Fraunhofer-Gesellschaft).

Bei einer Reichweite von 1.000 km würde das Nachladen unterwegs entfallen. Die aufgerüstete Basisbatterie könnte dann zuhause bzw. am Zielort bequem über Nacht wiederaufgeladen werden. Ladezeiten und Ladeinfrastruktur wäre dann kein Thema mehr.With a range of 1,000 km, there is no need to recharge en route. The upgraded basic battery could then be conveniently recharged overnight at home or at the destination. Charging times and charging infrastructure would then no longer be an issue.

Dementsprechend schlägt die Erfindung einen Aufrüstsatz vor, mit dem sich die Basisbatterie entsprechend einem zumindest temporären Bedarf eines Fahrzeug-Nutzers auf 250 bis 1.000 km Reichweite aufrüsten lässt.Accordingly, the invention proposes an upgrade kit with which the basic battery can be upgraded to a range of 250 to 1,000 km in accordance with an at least temporary requirement of a vehicle user.

Um den Aufrüstsatz auch während der Zeiträume, in denen er für ein Fahrzeug nicht benötigt wird, optimal zu nutzen, bietet sich eine geteilte Nutzung durch mehrere Fahrzeug-Nutzer an. Für eine geteilte Nutzung des Aufrüstsatzes durch mehrere Fahrzeug-Nutzer gibt es zwei Möglichkeiten. Eine Möglichkeit besteht darin, dass sich eine Gruppe von Fahrzeug-Nutzern einen Aufrüstsatz und damit verbundene Anschaffungskosten für ihre Fahrzeuge teilt. Eine koordinierte Bereitstellung könnte beispielsweise über einen Betreiber einer Vorrichtung mit entsprechenden Aufrüststationen erfolgen. Die zweite Möglichkeit besteht in einer Anschaffung des Aufrüstsatzes und ggf. auch der Basisbatterie durch einen Vermieter. Der Vermieter übernimmt die Anschaffungskosten und berechnet entsprechende Mietkosten. Der Effekt ist auch hier eine signifikante Reduzierung der Anschaffungskosten von Elektrofahrzeugen. Zudem lassen sich interessante Mietkonditionen realisieren. Vom Fahrzeug-Nutzer ist lediglich die Batteriekapazität zu bezahlen, die er tatsächlich benötigt. Das ist im Regelfall die Miete für die Basisbatterie. Höhere Mietkosten fallen lediglich während der Zeiträume an, in denen tatsächlich höhere Reichweiten benötigt werden. Auch diese Variante basiert letztendlich auf einer geteilten Nutzung des Aufrüstsatzes und erfordert ein Verfahren für eine Koordination der Bereitstellung.In order to use the upgrade kit optimally during the periods in which it is not required for a vehicle, it is advisable to use it shared by several vehicle users. There are two options for shared use of the upgrade kit by several vehicle users. One possibility is for a group of vehicle users to share an upgrade kit and the associated acquisition costs for their vehicles. A coordinated provision could take place, for example, via an operator of a device with corresponding upgrade stations. The second option is to purchase the upgrade kit and, if necessary, the basic battery from a landlord. The landlord pays the acquisition costs and calculates the corresponding rental costs. Here, too, the effect is a significant reduction in the cost of electric vehicles. Interesting rental conditions can also be realized. The vehicle user only has to pay for the battery capacity that he actually needs. This is usually the rent for the basic battery. Higher rental costs are only incurred during the periods in which longer ranges are actually required. This variant, too, is ultimately based on shared use of the upgrade kit and requires a method for coordinating the provision.

Da in beiden Fällen lediglich die anteilige Nutzung des Aufrüstsatzes Kosten verursacht, könnte das den wirtschaftlichen Anreiz zum Kauf von Elektrofahrzeugen steigern, ohne im Bedarfsfall auf Reichweiten deutlich über 250 km verzichten zu müssen. Zudem tragen beide Möglichkeiten zur Einsparung teurer Batterien und dadurch zur Schonung knapper Lithium-Ressourcen bei. Darüber hinaus werden Energieverbrauch und CO2-Emissionen bei Rohstoffgewinnung, Batterieherstellung, Fahrzeugnutzung und Recycling minimiert, so dass sich das gesamte LifeCycle Assessment, also die Lebenszyklusanalyse bzw. Umweltbilanz oder Ökobilanz von Elektroautos verbessert.Since in both cases only the partial use of the upgrade kit causes costs, this could increase the economic incentive to buy electric vehicles without having to forego ranges of well over 250 km if necessary. In addition, both options contribute to saving expensive batteries and thus to conserving scarce lithium resources. In addition, energy consumption and CO2 emissions in raw material extraction, battery production, vehicle use and recycling are minimized, so that the entire life cycle assessment, i.e. the life cycle analysis or environmental balance or life cycle assessment of electric cars, is improved.

Dementsprechend wird der Aufrüstsatz beim erfindungsgemäßen Verfahren von einem Betreiber der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus dem Batteriefach eines Elektrofahrzeugs nach einem temporären Einsatz wieder ausgebaut und einem Bestand für mindestens einen weiteren Einsatz in diesem oder in einem anderen Elektrofahrzeug eines anderen Fahrzeug-Nutzers wieder zuführt.Accordingly, the upgrade kit in the method according to the invention is removed from the battery compartment of an electric vehicle by an operator of the device according to the invention after a temporary use and returned to a stock for at least one further use in this or in another electric vehicle of another vehicle user.

Die Herausforderungen zur Realisierung einer solch temporären Batteriekapazitäts-Aufrüstung sind hauptsächlich logistischer Art. Das gilt wegen der damit verbundenen Batterievarianz insbesondere bei Fahrzeugen unterschiedlichen Typs. Zur Gewährleistung einer Verfügbarkeit und Auslastung des Aufrüstsatzes erfordert eine geteilte Nutzung eine Versorgungslogistik in Form eines überwachten Kreislaufs, bei der ein Bestand nach von Fahrzeug-Nutzern erfassten Bedarfen geplant, disponiert und bewirtschaftet wird und aus dem der Aufrüstsatz nach den erfassten Bedarfen zumindest temporär für die Fahrzeug-Nutzer bereitgestellt wird. Im Folgenden wird angenommen, dass diese Steuerungsaufgabe von einem Betreiber der erfindungsgemäßen Vorrichtung übernommen wird. Nach einem temporären Einsatzvorgang wird der Aufrüstsatz dem Bestand des Betreibers wieder zugeführt und steht somit für einen erneuten Einsatz in diesem oder in einem anderen Fahrzeug zur Verfügung.The challenges for realizing such a temporary battery capacity upgrade are mainly of a logistical nature. Because of the associated battery variance, this applies particularly to vehicles of different types. To ensure availability and utilization of the upgrade kit, shared use requires supply logistics in the form of a monitored cycle, in which inventory is planned, dispatched and managed according to requirements recorded by vehicle users and from which the upgrade kit is at least temporarily for the needs according to the recorded needs Vehicle user is provided. It is assumed below that this control task is taken over by an operator of the device according to the invention. After a temporary use, the upgrade kit is returned to the operator's inventory and is therefore available for a new use in this or in another vehicle.

Die Herausforderung besteht dabei primär darin, eine Bestandshöhe so zu planen, dass sowohl eine hohe Verfügbarkeit als auch eine hohe Auslastung der Aufrüstsätze erreicht wird. Eine hohe Verfügbarkeit erfordert hohe Bestände. Hohe Bestände führen jedoch zu einer niedrigen Auslastung und verursachen hohe Kosten. Daraus resultiert ein Optimierungsproblem. Erschwerend kommt hinzu, dass der Bedarf bei einem solchen Nutzungsmodell nicht konstant ist, so dass der Bestand einer Bedarfsentwicklung fortlaufend angepasst werden muss.The main challenge here is to plan an inventory level in such a way that both high availability and high utilization of the upgrade kits are achieved. High availability requires high stocks. However, high stocks lead to low utilization and high costs. This results in an optimization problem. A further complication is that the demand is not constant with such a usage model, so that the inventory has to be continuously adapted to a demand development.

Problematisch sind v.a. saisonale Bedarfsschwankungen durch Ferien und Feiertage. Eine am saisonalen Spitzenbedarf ausgerichtete Bestandhöhe hat in Zeiten mit geringer Nachfrage eine unzureichende Bestands-Auslastung zur Folge. Bei einer Anlehnung an einen durchschnittlichen Bedarf können jedoch Versorgungsengpässe entstehen.The main problematic are seasonal fluctuations in demand due to vacations and public holidays. A stock level based on seasonal peak demand results in insufficient stock utilization in times of low demand. However, if based on an average demand, supply bottlenecks can arise.

Problematisch sind zudem Situationen, in denen der Aufrüstsatz vom Fahrzeug-Nutzer nicht termingerecht zurückgegeben wird oder beim Betreiber nicht auffindbar ist, obwohl er eigentlich im Bestand vorhanden sein müsste. Fortlaufende Bestandsführung mit Bestands- und Einsatzüberwachung sind bei einem geteilten Nutzungsmodell Erfolgsvoraussetzung und erfordern ein Verfahren, das in dieser Erfindung im Detail aufgezeigt ist.Situations are also problematic in which the vehicle user does not return the upgrade kit on time or cannot be found at the operator's premises, although it should actually be in stock. Continuous inventory management with inventory and usage monitoring are part of a shared usage model A prerequisite for success and require a method which is shown in detail in this invention.

Das Verfahren trägt zudem dazu bei, den Bedarf der Fahrzeug-Nutzer termingerecht und schnell zu befriedigen. Dementsprechend schlägt die Erfindung eine datenbankgestützte Vorrichtung mit Aufrüststationen vor, die von einem Betreiber betrieben wird. Mit der Vorrichtung erfolgt die gesamte Steuerung und Abwicklung des Versorgungskreislaufs von der Bedarfserfassung über die Bestands-Bewirtschaftung und Disposition bis zur Bereitstellung einschließlich Ein- und Ausbau in einer der Aufrüststationen.The process also helps to meet vehicle users' needs quickly and on time. Accordingly, the invention proposes a database-supported device with upgrade stations, which is operated by an operator. The device is used for the entire control and processing of the supply cycle from the recording of requirements to inventory management and scheduling to provision including installation and removal in one of the upgrade stations.

Über die datenbankgestützte Vorrichtung ist dem Betreiber bekannt, wer wann wie lange welchen Aufrüstsatz in welchem Fahrzeug benötigt und wo sich der Aufrüstsatz gerade befindet. Dadurch lassen sich Engpässe im Versorgungskreislauf vermeiden. Zudem ist der Betreiber darüber informiert, wann welcher Aufrüstsatz aus dem Bestand auszulagern, vorzubereiten, zu transportieren, einzubauen, auszubauen, aufzubereiten und wieder einzulagern ist.Via the database-supported device, the operator knows who needs which upgrade kit, when, for how long, in which vehicle and where the upgrade kit is currently located. This avoids bottlenecks in the supply cycle. In addition, the operator is informed when which upgrade kit is to be removed from the inventory, prepared, transported, installed, expanded, prepared and then stored again.

Fahrzeug-Nutzer und Betreiber sind dazu mit einer Datenbank der Vorrichtung über Ein-/Ausgabe-Einheiten verbunden. Als Ein-/Ausgabe-Einheiten eignen sich beispielsweise mit der Datenbank vernetzte PCs mit Tastatur, Monitore und Drucker, Laptops, Terminals oder auch Mobiltelefone mit Computerfunktionalität (Smart-Phones). Über die Ein-Ausgabe-Einheiten wird der Bedarf der Fahrzeug-Nutzer in der Datenbank erfasst. Auf dieser Grundlage wird der Bestand vom Betreiber mit der Vorrichtung geplant, erfasst, disponiert, bewirtschaftet und für den Einbauvorgang in einer Pufferstation bereitgestellt.For this purpose, vehicle users and operators are connected to a database of the device via input / output units. PCs with keyboards, monitors and printers, laptops, terminals or mobile phones with computer functionality (smart phones) networked with the database are suitable as input / output units. The requirements of the vehicle users are recorded in the database via the input / output units. On this basis, the operator uses the device to plan, record, dispose, manage and prepare the inventory in a buffer station for the installation process.

Der Bestand besteht dabei erfindungsgemäß aus wiederaufladbaren Hochvolt-Batteriepacks mit einer Vielzahl zusammengeschalteter Batteriezellen, nachfolgend Batteriemodule genannt, aus denen der Aufrüstsatz für das jeweilige Fahrzeug mit einer von der Batteriefachgröße abhängigen Anzahl satzweise kommissioniert wird. Der Aufrüstsatz besteht aus einem Satz von Batteriemodulen, mindestens jedoch aus einem Batteriemodul. Ein aus Batteriemodulen bestehender Aufrüstsatz bietet dabei die Möglichkeit einer Vereinheitlichung für unterschiedliche Fahrzeugtypen. Das vereinfacht eine logistische Steuerung und ermöglicht eine Vorrichtung mit weniger Lagerfläche. Eine Gewichtsaufteilung des Aufrüstsatzes auf einzelne Batteriemodule erleichtert zudem ein Handling beim Ein- und Ausbau.According to the invention, the inventory consists of rechargeable high-voltage battery packs with a large number of interconnected battery cells, hereinafter referred to as battery modules, from which the upgrade kit for the respective vehicle is picked in sets in a number depending on the battery compartment size. The upgrade kit consists of a set of battery modules, but at least one battery module. An upgrade kit consisting of battery modules offers the possibility of standardization for different vehicle types. This simplifies logistical control and enables a device with less storage space. Dividing the weight of the upgrade kit to individual battery modules also facilitates handling during installation and removal.

Ein- und Ausbau erfolgen erfindungsgemäß in zumindest einer der Aufrüststationen der Vorrichtung in einer Mensch-Roboter-Kooperation. Dabei wird der Aufrüstsatz von einem Roboter der Vorrichtung menschgeführt anhand von Steuerimpulsen über eine Handbedieneinheit entlang einer programmierten Bahnkurve kulissenartig zum Batteriefach bewegt. Der Einsatz des Roboters als Kulissenführung macht eine Aufrüstung des Fahrzeugs trotz hohem Batteriemodulgewicht sehr einfach und ergonomisch. Die Handbedieneinheit lässt sich intuitiv, beispielsweise über einen Joystick bedienen, so dass keine aufwändige Qualifizierung des Bedieners erforderlich ist. Aufgrund der manuellen Bedienbarkeit eignet sich dieses Verfahren insbesondere für eine Aufrüstung in Kfz-Werkstätten. Auch an Tankstellen bzw. auf Autohöfen ließe sich die Aufrüstung durchführen, sofern dort entsprechende Werkstattkapazitäten verfügbar sind.According to the invention, installation and removal are carried out in at least one of the setup stations of the device in human-robot cooperation. The upgrade kit is man-guided by a robot of the device using control pulses via a manual control unit along a programmed trajectory to the battery compartment. The use of the robot as a link guide makes upgrading the vehicle very easy and ergonomic despite the high battery module weight. The manual control unit can be operated intuitively, for example using a joystick, so that no complex operator training is required. Because it can be operated manually, this method is particularly suitable for upgrading vehicle workshops. The upgrade can also be carried out at petrol stations or at truck stops, provided that the appropriate workshop capacity is available there.

Die von der Erfindung vorgeschlagene Mensch-Roboter-Kooperation zeichnet sich im Hinblick auf Ausführungsdetails insbesondere dadurch aus, dass eine Lageabweichung des Fahrzeugs gegenüber einer bei der Programmierung der Bahnkurve zugrunde gelegten Soll-Lage über einen greiferseitigen Ausgleichsvorgang mit einer Ausgleichseinheit messtechnisch und mechanisch ausgeglichen wird. Das ermöglicht den Einsatz einer in Kfz-Werkstätten üblichen Hebebühne, um die erforderliche Zugänglichkeit des Roboters an der Fahrzeugunterseite zu schaffen. Die mit einer Hebebühne erreichbare Positioniergenauigkeit wäre sonst zu gering für einen Einbau per Roboter.The human-robot cooperation proposed by the invention is distinguished in terms of design details in particular in that a positional deviation of the vehicle compared to a target position on which the programming of the trajectory was based is compensated for by means of a compensation process on the gripper side with a compensation unit. This enables the use of a lifting platform that is customary in vehicle workshops in order to create the necessary accessibility for the robot on the underside of the vehicle. The positioning accuracy that can be achieved with a lifting platform would otherwise be too low for installation by robot.

Erfindungsgemäß hat das Batteriemodul für den Einbauvorgang mindestens zwei spiegelsymmetrisch an einem Batteriemodulgehäuse angeordnete Aufnahmen mit Schnittstellen und Zentrierschräge, mit denen sich das Batteriemodul über einen Adapter an einer mechanischen und einer elektrischen Schnittstelle im Batteriefach schnell und einfach per Robotergreifer anbringen lässt.According to the invention, the battery module has at least two mirror-symmetrically arranged receptacles on a battery module housing with interfaces and centering bevels for the installation process, with which the battery module can be attached quickly and easily via an adapter to a mechanical and an electrical interface in the battery compartment using a robot gripper.

Der Adapter hat in diesem Zusammenhang eine Doppelfunktion. Zum einen dient er als Aufnahmeeinrichtung für die Batteriemodule des Aufrüstsatz, zum anderen als Anpasseinrichtung für eine Anpassung der Batteriemodule an Fahrzeuge unterschiedlichen Typs. Das ermöglicht eine Vereinheitlichung der Batteriemodule und deren Schnittstellen trotz fahrzeugtypindividueller mechanischer und elektrischer Schnittstellen.The adapter has a double function in this context. On the one hand, it serves as a receiving device for the battery modules of the upgrade kit and, on the other hand, as an adapter for adapting the battery modules to vehicles of different types. This enables the battery modules and their interfaces to be standardized despite the mechanical and electrical interfaces that are specific to the vehicle type.

In einer besonders bevorzugten Ausführung hat der Adapter darüber hinaus eine Verstärkungsfunktion und weist dementsprechend eine Rahmen- bzw. Gitterstruktur auf. Eine solche Struktur schützt die Batteriemodule bei Auffahrunfällen. Es sind Traktionsbatterien bekannt, in denen eine Gitterstruktur zum Schutz der Batteriezellen integriert ist. Da sich der Aufrüstsatz, anders als der Adapter, jedoch lediglich temporär im Batteriefach befindet, erscheint es für eine dauerhaft hohe Crashperformance des Fahrzeugs sinnvoller, diese Verstärkungsfunktion im Adapter zu realisieren und bereits bei der Fahrzeugkonstruktion zu berücksichtigen. Wird der Adapter bei der Fahrzeugkonstruktion als mittragendes Karosseriebauteil berücksichtigt, kann im Idealfall eine Gewichtsneutralität oder sogar eine Gewichtseinsparung erreicht werden. Ansonsten kann die Integration der Verstärkung in die Batteriemodule sinnvoller sein.In a particularly preferred embodiment, the adapter also has a reinforcement function and accordingly has a frame or lattice structure. Such a structure protects the battery modules in rear-end collisions. Traction batteries are known in which a grid structure is integrated to protect the battery cells. Since the upgrade kit, unlike the adapter, is only temporarily located in the battery compartment, it seems more sensible for a permanently high crash performance of the vehicle to use this reinforcement function in the Realizing adapters and taking them into account during the vehicle design. If the adapter is taken into account in the vehicle design as a load-bearing body component, ideally weight neutrality or even weight savings can be achieved. Otherwise, the integration of the reinforcement in the battery modules can make more sense.

Die batteriemodulseitige elektrische Schnittstelle ist erfindungsgemäß mit einer batteriemodulseitigen mechanischen Schnittstelle räumlich zu einer Einheit, nachfolgend mechanisch-elektrische Schnittstelle genannt, zusammengefasst. Mindestens eine der Aufnahmen weist eine derart kombinierte mechanisch-elektrische Schnittstelle auf.According to the invention, the electrical interface on the battery module side is spatially combined with a mechanical interface on the battery module side to form a unit, hereinafter referred to as the mechanical-electrical interface. At least one of the receptacles has such a combined mechanical-electrical interface.

Eine Ankopplung der mechanisch-elektrischen Schnittstelle an eine entsprechende Schnittstelle am Adapter erfolgt über eine mechanische Verrastung in Verbindung mit einer Verschraubung. Dabei wird ein Riegel einer batteriemodulseitigen Ver- und Entriegelungs-Einheit in einer adapterseitigen Nut eingerastet und die Aufnahme zusätzlich verschraubt. Eine Vorfixierung mittels Verrastung erleichtert den Einbau in Mensch-Roboter-Kooperation. Das ist v.a. dann der Fall, wenn der Adapter am Hauptboden oder an seitlichen Schwellern angebracht ist.The mechanical-electrical interface is coupled to a corresponding interface on the adapter by means of mechanical latching in conjunction with a screw connection. A bolt of a locking and unlocking unit on the battery module side is locked into a groove on the adapter side and the receptacle is also screwed. A pre-fixation by means of latching facilitates the installation in human-robot cooperation. This is mainly this is the case when the adapter is attached to the main floor or to the side sills.

Aufgrund ihrer unmittelbar benachbarten Anordnung zur elektrischen Schnittstelle ermöglich die zusätzliche Verschraubung den Einsatz selbstkontaktierender elektrischer Kontaktelemente, so dass beim Batteriemoduleinbau zugleich eine elektrische Verbindung zum Adapter hergestellt wird. Die Verschraubung sorgt dabei über einen Anpressdruck auf die räumlich benachbarten Kontaktelemente dauerhaft für eine zuverlässige elektrische Kontaktierung.Due to their arrangement directly adjacent to the electrical interface, the additional screw connection enables the use of self-contacting electrical contact elements, so that an electrical connection to the adapter is established at the same time when the battery module is installed. The screw connection ensures permanent reliable electrical contact via a contact pressure on the spatially adjacent contact elements.

Bei Elektrofahrzeugen mit einem Temperierkreislauf zur Kühlung der Batterie kann darüber hinaus eine der Aufnahmen eine mit einer mechanischen Schnittstelle kombinierte Kühlmittelschnittstelle aufweisen, mit der sich der Aufrüstsatz an den Temperierkreislauf anbinden lässt. Eine Verbindung der Kühlmittelschnittstelle mit einer entsprechenden Schnittstelle am Adapter erfolgt dabei analog zur mechanisch-elektrischen Schnittstelle, d.h. über Ver- und Entriegelungs-Einheit mit Riegel und Nut sowie über die zusätzliche Verschraubung.In the case of electric vehicles with a temperature control circuit for cooling the battery, one of the receptacles can also have a coolant interface combined with a mechanical interface, with which the upgrade kit can be connected to the temperature control circuit. The coolant interface is connected to a corresponding interface on the adapter in the same way as the mechanical-electrical interface, i.e. via locking and unlocking unit with bolt and groove as well as via the additional screw connection.

Im Folgenden werden das erfindungsgemäße Verfahren mit Vorrichtung, Aufrüstsatz und Elektrofahrzeug gegenüber dem Stand der Technik abgegrenzt. Dabei werden sowohl Patentschriften zur temporären Reichweitenerhöhung als auch zu einem Batterie-Schnellwechselsystem (sog. Batterie-Swapping) herangezogen. Zwar unterscheidet sich das Verfahren des Swappings grundsätzlich von einer temporären Aufrüstung, Vorrichtung und Schnittstellen könnten jedoch zumindest im Hinblick auf eine Realisierung kurzer Taktzeiten beim Ein- und Ausbau Ähnlichkeiten aufweisen.In the following, the method according to the invention with device, upgrade kit and electric vehicle are distinguished from the prior art. Both patents for a temporary increase in range and for a battery quick-change system (so-called battery swapping) are used. Although the swapping method differs fundamentally from a temporary upgrade, the device and interfaces could, however, have similarities, at least with regard to realizing short cycle times during installation and removal.

Beim Swapping wird eine leere Traktionsbatterie gegen eine wiederaufgeladene Traktionsbatterie ausgewechselt. Ein Wechsel der Traktionsbatterie kann, wenn man die heute üblichen Ladezeiten zugrunde legt, mit entsprechenden Vorrichtungen und Schnittstellen deutlich schneller vonstattengehen als eine Wiederaufladung an Ladesäulen. Vollautomatisch arbeitende Stationen ermöglichen einen Wechsel binnen weniger Minuten. Der Aufbau einer entsprechenden Infrastruktur mit speziellen Servicestationen geht jedoch mit hohen Investitionen einher.Swapping involves replacing an empty traction battery with a recharged traction battery. A change of the traction battery can, if one takes the charging times that are customary today as a basis, with the appropriate devices and interfaces take place significantly faster than a recharge at charging stations. Fully automatic stations enable a change within a few minutes. However, building a corresponding infrastructure with special service stations involves high investments.

Demgegenüber wird die Batterie bei der temporären Batteriekapazitäts-Aufrüstung in einer Basisvariante des hier beanspruchten Verfahrens nicht gewechselt. Die erfindungsgemäße Basisbatterie mit einer Kapazität für 150 bis 250 km bleibt permanent im Fahrzeug eingebaut und wird vom Betreiber, entsprechend einem zumindest temporären Bedarf eines Fahrzeug-Nutzers für 250 bis 1.000 km Reichweite, über den Einbau eines aus mindestens einem Batteriemodul bestehenden Aufrüstsatzes aufgerüstet. Dabei entstehen, entsprechend der vorliegenden Erfindung, lediglich temporär anteilige Nutzungskosten - ein Vorteil gegenüber dem Swapping. Ein- und Wiederausbau erfolgen erfindungsgemäß in Mensch-Roboter-Kooperation, was kurze Taktzeiten ermöglicht und in bestehenden Werkstätten unter Nutzung vorhandener Service-Infrastrukturen auch ohne hohe Investitionen umsetzbar ist. Aufrüstsatz sowie Termin und Standort für Ein- und Ausbau lassen sich vom Fahrzeug-Nutzer im Vorfeld einer Reise bequem über die Ein-/Ausgabe-Einheiten der Vorrichtung reservieren. Während der Reise können Aufrüstsatz und Basisbatterie über die Anschluss-Einrichtung geladen werden. Ein Ausbau oder Wechsel ist dafür nicht erforderlich. Da die aufgerüstete Basisbatterie jedoch erfindungsgemäß Reichweiten bis 1.000 km ermöglicht, spielen lange Ladezeiten unterwegs keine Rolle. Eine Wiederaufladung kann bequem über Nacht erfolgen.In contrast, the battery is not changed in the case of the temporary battery capacity upgrade in a basic variant of the method claimed here. The basic battery according to the invention with a capacity for 150 to 250 km remains permanently installed in the vehicle and is upgraded by the operator, according to an at least temporary requirement of a vehicle user for a range of 250 to 1,000 km, by installing an upgrade kit consisting of at least one battery module. According to the present invention, only temporary proportional usage costs arise - an advantage over swapping. According to the invention, installation and removal take place in human-robot cooperation, which enables short cycle times and can be implemented in existing workshops using existing service infrastructures without high investments. The upgrade kit as well as the date and location for installation and removal can be conveniently reserved by the vehicle user in advance of a trip using the device's input / output units. During the trip, the upgrade kit and base battery can be charged via the connection device. An expansion or change is not necessary for this. However, since the upgraded basic battery enables ranges of up to 1,000 km according to the invention, long charging times do not matter. A recharge can be done conveniently overnight.

Weitere Unterschiede bestehen in der logistischen Versorgung der Fahrzeuge mit Batterien. Zwar erfolgt die Versorgung der Fahrzeuge beim Swapping ebenfalls über einen Bestand, der in einem Kreislauf eingesetzt wird. Da jedoch die aus dem Bestand entnommene volle Batterie durch eine Leere ersetzt wird, bleibt der Bestand beim Swapping, anders als bei der erfindungsgemäßen Aufrüstung, konstant. Das vereinfacht beim Swapping eine logistische Steuerung des Bestandes. Eine permanente Bestandsführung und -überwachung ist daher beim Swapping, anders als bei der temporären Aufrüstung, im Hinblick auf Verfügbarkeit und Auslastung kaum ein Thema. Ein Verfahren zur Bestandsführung und -überwachung für eine temporäre Batterie-Kapazitäts-Aufrüstung ist nicht bekannt.Further differences exist in the logistical supply of the vehicles with batteries. It is true that the vehicles are also supplied during swapping via an inventory that is used in a cycle. However, since the full battery removed from the inventory is replaced by an empty one, the inventory remains constant during swapping, in contrast to the upgrade according to the invention. This simplifies the logistic control of the inventory when swapping. Permanent inventory management and monitoring is therefore hardly an issue with swapping, unlike with temporary upgrading, with regard to availability and utilization. A procedure for inventory management and - Monitoring for a temporary battery capacity upgrade is not known.

Patentschriften zum Stand der Technik:

  • DE 10 2013 003 918 B3 betrifft eine Vorrichtung aufweisend ein Fahrzeug und wenigstens eine Hochvoltbatterie sowie Verfahren für eine Vorrichtung. Die erste Hochvoltbatterie ist im Fahrzeug verbaut. Zur Erhöhung der Reichweite kann in oder an dem Fahrzeug zum bestimmungsgemäßen Betrieb des Fahrzeugs temporär eine zweite Hochvoltbatterie angeordnet werden. Das Fahrzeug weist zur Aufnahme der zweiten Hochvoltbatterie fahrzeugseitig eine Sensorik zur Ausrichtung des Fahrzeugs, eine Absenkvorrichtung und eine mechanische Schnittstelle zur mechanischen Halterung der zweiten Hochvoltbatterie auf. Die zweite Hochvoltbatterie wird mit dem Fahrzeug mechanisch und mit der ersten Hochvoltbatterie über eine elektrische Schnittstelle elektrisch gekoppelt.
Prior art patents:
  • DE 10 2013 003 918 B3 relates to a device comprising a vehicle and at least one high-voltage battery, as well as a method for a device. The first high-voltage battery is installed in the vehicle. To increase the range, a second high-voltage battery can be temporarily arranged in or on the vehicle for the intended operation of the vehicle. To accommodate the second high-voltage battery, the vehicle has a sensor system for aligning the vehicle, a lowering device, and a mechanical interface for mechanically holding the second high-voltage battery. The second high-voltage battery is mechanically coupled to the vehicle and electrically coupled to the first high-voltage battery via an electrical interface.

DE 10 2009 042 001 A1 offenbart ein Fahrzeug für den Straßenverkehr aufweisend einen elektrischen Antrieb, eine erste wiederaufladbare Batterie mit einer ersten Speicherkapazität, eine Aufnahmeeinrichtung für eine zweite Batterie mit einer zweiten Speicherkapazität, wobei die zweite Speicherkapazität größer ist als die erste Speicherkapazität und wobei ein Fahrbetrieb des Fahrzeugs durch Energieversorgung des elektrischen Antriebs sowohl über die erste Batterie als auch über die zweite Batterie vorgesehen ist. Die zweite Batterie ist in einem Auswechselfach über einen selbstarretierenden Aufnahmemechanismus einsetzbar und nach Lösen des Aufnahmemechanismus entnehmbar. Das Fahrzeug weist eine erste Anschlusseinrichtung zum Aufladen der ersten Batterie auf, ist jedoch frei von einer Anschlusseinrichtung zum Aufladen der im Fahrzeug eingesetzten zweiten Batterie. Die zweite Batterie weist eine zweite Anschlusseinrichtung auf, über die sie im ausgebauten Zustand über eine externe Stromquelle oder Spannungsquelle aufladbar ist. Eine zentrale Steuerungseinheit im Fahrzeug gibt Anforderungssignale an Akkuwechselstationen zum Wechseln der zweiten Batterie entlang der Wegstrecke aus, vorzugsweise über eine drahtlose Sendeeinrichtung. Zudem wird ein entsprechendes Verkehrssystem dargestellt.

  • DE 10 2015 013 377 A1 offenbart eine Temperiereinrichtung für ein Batteriesystem
  • DE 10 2014 112 628 A1 offenbart ein kühlbares Batteriemodul
  • DE 10 2016 104 173 A1 offenbart ein Batteriemodul, entsprechende Traktionsbatterie sowie Vorrichtung und Verfahren zum Montieren einer solchen
  • DE 10 2016 003 816 A1 offenbart einen Industrieroboter mit einem am Manipulator mitgeführten Überwachungsraum
  • DE 10 2017 102 379 U1 offenbart ein intelligentes Greifsystem
  • DE 10 2005 055 102 A1 offenbart ein Verfahren zur Erfassung, Lokalisierung und Verwaltung von Objekten mit einem Inventar- oder Betriebsmittelverwaltungssystem sowie zugehörige Anordnung
  • EP 3 336 929 A1 offenbart eine Batterieverriegelungsvorrichtung, ein Energiequellen-Transportwerkzeug sowie ein Batteriemontage- und -demontageverfahren
  • US 2017 0259 675 A1 offenbart Batterie Swapping und Technik mit Hebevorrichtung für Elektrofahrzeug und Energiespeichersystem
  • US 2018 0134 260 A1 offenbart ein Schnellwechselsystem samt Verfahren
  • CA 2 730 372 A1 offenbart System und Verfahren zum Betreiben eines Elektrofahrzeugs
  • CA 2 736 889 A1 und CA 2 837 982 A1 offenbaren Batteriewechselstationen
  • CA 2 737 620 A1 offenbart ein System zur elektrischen Verbindung von Batterien in Elektrofahrzeugen.
DE 10 2009 042 001 A1 discloses a vehicle for road traffic having an electric drive, a first rechargeable battery with a first storage capacity, a receiving device for a second battery with a second storage capacity, wherein the second storage capacity is greater than the first storage capacity and wherein a driving operation of the vehicle by power supply of the electric drive is provided both on the first battery and on the second battery. The second battery can be inserted in an interchangeable compartment via a self-locking receiving mechanism and can be removed after the receiving mechanism has been released. The vehicle has a first connection device for charging the first battery, but is free of a connection device for charging the second battery used in the vehicle. The second battery has a second connection device, via which it can be charged in the removed state via an external power source or voltage source. A central control unit in the vehicle outputs request signals to battery changing stations for changing the second battery along the route, preferably via a wireless transmission device. A corresponding traffic system is also shown.
  • DE 10 2015 013 377 A1 discloses a temperature control device for a battery system
  • DE 10 2014 112 628 A1 discloses a coolable battery module
  • DE 10 2016 104 173 A1 discloses a battery module, corresponding traction battery and device and method for assembling such
  • DE 10 2016 003 816 A1 discloses an industrial robot with a monitoring space carried along on the manipulator
  • DE 10 2017 102 379 U1 discloses an intelligent gripping system
  • DE 10 2005 055 102 A1 discloses a method for the detection, localization and management of objects with an inventory or resource management system and associated arrangement
  • EP 3 336 929 A1 discloses a battery locking device, a power source transport tool, and a battery assembly and disassembly method
  • US 2017 0259 675 A1 discloses battery swapping and lifting device technology for electric vehicles and energy storage systems
  • US 2018 0134 260 A1 discloses a quick change system and method
  • CA 2 730 372 A1 discloses system and method for operating an electric vehicle
  • CA 2 736 889 A1 and CA 2 837 982 A1 reveal battery changing stations
  • CA 2 737 620 A1 discloses a system for electrically interconnecting batteries in electric vehicles.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren mit einem Aufrüstsatz für eine zumindest temporäre Batteriekapazitäts-Aufrüstung mindestens eines Elektrofahrzeugs.The present invention relates to a method with an upgrade kit for an at least temporary battery capacity upgrade of at least one electric vehicle.

Das Elektrofahrzeug weist einen batterieelektrischen Fahrzeugantrieb, eine aus mindestens einem Batteriemodul bestehende Basisbatterie mit einer Batteriekapazität für 150 bis 250 km Reichweite, eine Steuereinheit sowie ein Ladegerät mit einer Anschluss-Einrichtung für eine Ladesäule auf.The electric vehicle has a battery-electric vehicle drive, a base battery consisting of at least one battery module with a battery capacity for a range of 150 to 250 km, a control unit and a charger with a connection device for a charging station.

Die Batteriekapazitäts-Aufrüstung erfolgt, indem die Batteriekapazität der Basisbatterie entsprechend einem zumindest temporären Bedarf eines Fahrzeug-Nutzers für 250 bis 1.000 km Reichweite durch einen Einbauvorgang des aus mindestens einem Batteriemodul bestehenden Aufrüstsatzes in ein Batteriefach aufgerüstet wird.The battery capacity upgrade takes place in that the battery capacity of the basic battery is upgraded according to an at least temporary requirement of a vehicle user for a range of 250 to 1,000 km by installing the upgrade kit consisting of at least one battery module in a battery compartment.

Die Batteriekapazitäts-Aufrüstung zeichnet sich nach Anspruch 1 dadurch aus, dass der Einbauvorgang und bei der temporären Aufrüstung auch ein Ausbauvorgang mit einer Vorrichtung in mindestens einer Aufrüststation in einer Mensch-Roboter-Kooperation erfolgt, bei der ein Greifer eines Industrieroboters über eine Handbedieneinheit einer Steuerung menschgeführt entlang einer über die Steuerung vorgegebenen Bahnkurve an einer Fahrzeugunterseite zum Batteriefach positioniert wird, wobei beim Positionieren eine Lageabweichung des Fahrzeugs zu einer Soll-Lage über einen Ausgleichsvorgang mit einer Ausgleichseinheit am Greifer ausgeglichen wird.The battery capacity upgrade is characterized according to claim 1 in that the installation process and, in the case of the temporary upgrade, also a removal process with a device in at least one upgrade station in a human-robot cooperation, in which a gripper of an industrial robot via a manual control unit guided by a person along a trajectory given by the control on the underside of the vehicle is positioned to the battery compartment, wherein when positioning a positional deviation of the vehicle from a target position is compensated for via a compensation process with a compensation unit on the gripper.

Die Batteriekapazitäts-Aufrüstung zeichnet sich nach Anspruch 1 zudem dadurch aus, dass bei der temporären Aufrüstung eine Versorgung des Einbauvorgangs mit dem Aufrüstsatz über einen mit der Vorrichtung nach einer geplanten Verfügbarkeit und Auslastung geführten Bestand in einem über die Vorrichtung überwachten Kreislauf erfolgt, indem ein Betreiber den Bedarf des Fahrzeug-Nutzers einschließlich einer Terminierung über einen Bedarfserfassungsvorgang mit einer Ein-/Ausgabe-Einheit der Vorrichtung erfasst, eine für das Fahrzeug geplante Anzahl des Batteriemoduls über die Ein-/Ausgabe-Einheit im Bestand reserviert, entsprechend der Terminierung satzweise in einer Pufferstation bereitstellt, an einem im Batteriefach angeordneten und über die Steuereinheit mit Anschlusseinrichtung und Antrieb verbindbaren Adapter mit der Vorrichtung einbaut und nach dem Ausbauvorgang dem Bestand für mindestens einen weiteren Einsatz in diesem oder in einem anderen Elektrofahrzeug wieder zuführt.The battery capacity upgrade is also characterized in that during the temporary upgrade, the installation process is supplied with the upgrade kit via an inventory managed with the device according to a planned availability and capacity utilization in a circuit monitored by the device by an operator the needs of the vehicle user including a termination via a needs recording process with an input / output unit of the device, a number of the battery module planned for the vehicle is reserved via the input / output unit in the inventory, according to the termination in a set Provides buffer station, installed on an adapter arranged in the battery compartment and connectable to the control unit with connection device and drive adapter and after the removal process returns to the inventory for at least one further use in this or in another electric vehicle.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 5.Advantageous refinements of the method are the subject matter of subclaims 2 to 5.

Außerdem werden für das Verfahren eine entsprechende Vorrichtung, ein entsprechender Aufrüstsatz sowie ein entsprechendes Elektrofahrzeug mit dem Adapter vorgeschlagen. Der Adapter nimmt den Aufrüstsatz über einheitliche Schnittstellen auf und ist im Batteriefach an Schnittstellen angebracht, die je nach Fahrzeugtyp unterschiedlich gestaltet sein können. Mithilfe des Adapters lässt sich der Aufrüstsatz für verschiedene Fahrzeugtypen vereinheitlichen, sehr einfach und schnell ein- bzw. ausbauen und - anders als bei der DE 10 2009 042 001 A1 - auch im eingebauten Zustand bequem über die Anschlusseinrichtung aufladen.In addition, a corresponding device, a corresponding upgrade kit and a corresponding electric vehicle with the adapter are proposed for the method. The adapter accepts the upgrade kit via standardized interfaces and is attached to interfaces in the battery compartment, which can be designed differently depending on the vehicle type. With the help of the adapter, the upgrade kit can be standardized for different vehicle types, installed and removed very easily and quickly and - unlike the DE 10 2009 042 001 A1 - Charge conveniently via the connection device even when installed.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind eine höhere Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit von Elektrofahrzeugen. Entsprechend dem Verfahren ist im Fahrzeug stets nur so viel Batteriekapazität eingebaut, wie vom Fahrzeug-Nutzer tatsächlich benötigt wird. Eine Reichweite kann dabei temporär bis zu 1.000 km betragen, so dass eine Reichweitenangst aufgrund fehlender Ladeinfrastruktur kein Thema mehr ist. Ein Aufladen unterwegs entfällt. Das Fahrzeug kann stattdessen bequem, auch ohne Schnelladetechnik, über Nacht wieder aufgeladen werden. Das Verfahren mit einem in einem Kreislauf eingesetzten und über die Vorrichtung geführten Bestand aus Batteriemodulen ermöglicht darüber hinaus in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Adapter eine Batteriestandardisierung sowie innovative Nutzungsmodelle, in denen Kosten lediglich nach anteiliger Nutzung abgerechnet werden. Zudem bietet das Verfahren trotz variierender Bedarfssituation und Bestandshöhe eine hohe Verfügbarkeit und Auslastung der für die Aufrüstung erforderlichen Aufrüstsätze. Ein- und Ausbau in Mensch-Roboter-Kooperation sowie die besondere Ausführung der Schnittstellen zwischen Batteriemodul und Adapter ermöglichen einen bediener- und kundenfreundlichen Expressservice mit kurzen Taktzeiten („Plug & Play“). Ein Stufenkonzept ermöglicht eine Einführung mit einfachen Handhabungsgeräten, so dass sich das Verfahren in bestehenden Service-Werkstätten, Tankstellen und Autohöfen, d.h. mit vorhandener Infrastruktur und dementsprechend moderaten Investitionen umsetzen lässt. Da vorhandene Infrastruktur genutzt werden kann, ist die vorliegende Erfindung prädestiniert für zahlreiche weiträumige Gebiete, in denen die Errichtung einer Ladeinfrastruktur nur langsam voranschreiten wird. Das trägt dazu bei, die Einstiegshürden der E-Mobilität infolge fehlender Schnell-Ladesäulen in weiten Teilen des weltweiten Automobilmarktes zu überwinden. Zusätzliche Expressstationen mit der erfindungsgemäßen Mensch-Roboter-Kooperation können die Infrastruktur nach und nach ergänzen.The advantages achieved by the invention are greater economic efficiency and environmental compatibility of electric vehicles. According to the method, only as much battery capacity is installed in the vehicle as is actually required by the vehicle user. A range can temporarily be up to 1,000 km, so that fear of range due to a lack of charging infrastructure is no longer an issue. There is no need to charge on the go. Instead, the vehicle can be conveniently recharged overnight, even without rapid charging technology. The method with an inventory of battery modules used in a circuit and managed via the device also enables battery standardization and innovative usage models in connection with the adapter according to the invention, in which costs are only billed according to proportionate usage. In addition, the process offers a high level of availability and utilization of the upgrade kits required for the upgrade despite varying requirements and inventory levels. Installation and removal in human-robot cooperation as well as the special design of the interfaces between the battery module and adapter enable a user-friendly and customer-friendly express service with short cycle times ("plug & play"). A step-by-step concept enables an introduction with simple handling devices, so that the process can be used in existing service workshops, petrol stations and truck stops, i.e. can be implemented with existing infrastructure and correspondingly moderate investments. Since existing infrastructure can be used, the present invention is predestined for numerous large areas in which the establishment of a charging infrastructure will only progress slowly. This helps to overcome the entry barriers to e-mobility due to the lack of fast charging stations in large parts of the global automotive market. Additional express stations with the human-robot cooperation according to the invention can gradually supplement the infrastructure.

Anwendungsmöglichkeiten sind v.a. Pkw-Limousinen, SUVs, Vans und Geländewagen. Weitere Einsatzgebiete eröffnen sich bei Wohnmobilen, Kleintransportern, Bussen sowie leichten und schweren Lkws. Teile der Erfindung sind zudem auf Elektrofahrräder, Krafträder, Elektro-Scooter und Golfcarts übertragbar.Possible applications are mainly Car sedans, SUVs, vans and off-road vehicles. Other areas of application open up in mobile homes, small vans, buses and light and heavy trucks. Parts of the invention can also be transferred to electric bicycles, motorcycles, electric scooters and golf carts.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht ausschließlich auf die Einzelheiten dieser Zeichnungen beschränkt sein.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings. However, the present invention is not intended to be limited solely to the details of these drawings.

Dabei zeigt

  • 1 schematisch eine Übersicht über das erfindungsgemäße Verfahren für eine zumindest temporäre Batteriekapazitäts-Aufrüstung mindestens eines Elektrofahrzeugs.
  • 2 schematisch weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 3 schematisch den Kreislauf für die Versorgung der Aufrüststation in einer Übersicht.
  • 4 schematisch die Verfahrensschritte zum Planungsvorgang 33 aus 3.
  • 5 schematisch die Verfahrensschritte zum Aufrüstsatz-Planungsvorgang 41 aus 4.
  • 6 schematisch die Verfahrensschritte zum Adapter-Planungsvorgang 42 aus 4.
  • 7 schematisch die Verfahrensschritte zum Bahnkurven-Planungsvorgang 46 aus 4.
  • 8 schematisch die Verfahrensschritte zum Bedarfserfassungsvorgang 30 aus 3.
  • 9 schematisch die Verfahrensschritte zum Bewirtschaftungsvorgang 34 aus 3.
  • 10 schematisch die Verfahrensschritte zum Bestandsplanungsvorgang 79 aus 9.
  • 11 schematisch die Verfahrensschritte zum Dispositionsvorgang 35 aus 3.
  • 12 schematisch die Verfahrensschritte zum Versorgungsvorgang 36 aus 3.
  • 13 schematisch die Verfahrensschritte zum Einbauvorgang 11 aus den 1 und 2 in einer Übersicht.
  • 14 schematisch den Positioniervorgang 134-A des Aufrüstsatzes für den Befestigungsvorgang am hauptboden- bzw. schwellerseitigen Adapter.
  • 15 schematisch den Positioniervorgang 134-B des Aufrüstsatzes für den Befestigungsvorgang am unterbodenseitigen Adapter.
  • 16 schematisch den Positioniervorgang 125 für die Unterbodendemontage.
  • 17 schematisch den Positioniervorgang 126 für die Unterbodenremontage.
  • 18 schematisch den Ausgleichsvorgang 137-A für den Aufrüstsatz.
  • 19 schematisch relevante Details des Greifer 18 zur Erläuterung des mechanischen Toleranzausgleichs 157-A beim Ausgleichsvorgang für den Aufrüstsatz sowie zur Beschreibung des Messvorgangs mit einer Gabellichtschranke.
  • 20 schematisch relevante Details des Greifers 17 zur Erläuterung des mechanischen Toleranzausgleichs 157-B beim Ausgleichsvorgang für den Unterboden.
  • 21 schematisch die Verfahrensschritte zur Verfolgung des Einsatzvorgangs 37.
  • 22 schematisch die Verfahrensschritte zum Ausbauvorgang 14 aus den 1 bis 3 in einer Übersicht.
  • 23 schematisch den Entriegelungsvorgang 195 der Ver- und Entriegelungs-Einheit am Batteriemodul über einen greiferseitig angeordneten Mitnehmer in einem Teilausschnitt.
  • 24 schematisch die Verfahrensschritte zum Bezahlvorgang 38 aus den 3 und 21.
  • 25 schematisch eine Verfahrensvariante für die Batteriekapazitäts-Aufrüstung eines Elektrofahrzeugs.
  • 26 schematisch ein Stationslayout mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 16 in einer Draufsicht.
  • 27 schematisch die Fahrzeug-Aufnahme 120 in Form einer Hebebühne in einer Seitenansicht.
  • 28 schematisch den Greifer 18 für den Aufrüstsatz.
  • 29 schematisch den Greifer 17 für den Unterboden.
  • 30 schematisch einen Kombigreifer.
  • 31 schematisch eine alternative Ausführung des Handhabungsgeräts 226 für den Einbauvorgang und bei der temporären Aufrüstung auch für den Ausbauvorgang in einer Seitenansicht.
  • 32 schematisch den Aufrüstsatz 13 für eine zumindest temporäre Batteriekapazitäts-Aufrüstung in einer 3D-Ansicht.
  • 33a - 33d schematisch Möglichkeiten einer geometrischen Anpassung des Aufrüstsatzes an ein Batteriefach sowie zur Vereinheitlichung mithilfe von Größenklassen.
  • 33-a schematisch ein Batteriefach mit Batteriemodul und Adapter im Querschnitt bei ebenem Hauptboden.
  • 33-b schematisch ein Batteriefach mit Batteriemodul und Adapter im Querschnitt bei einem Hauptboden mit Mitteltunnel.
  • 33-c schematisch zwei Varianten eines Schnitts A-A aus 33-a.
  • 33-d schematisch das Prinzip einer Geometrievereinheitlichung von Batteriemodulen eines aufzurüstenden Fahrzeugspektrums mithilfe von Größenklassen anhand eines Beispiels mit vier unterschiedlich großen Batteriefächern 9-1, 9-2, 9-3 und 9-4.
  • 34 schematisch ein Prinzipschaltbild mit einer elektrischen Trennung und Anpassung des Aufrüstsatzes.
  • 35a - 35g schematisch einen Aufrüstsatz 13 mit einem Batteriemodul 12 sowie Möglichkeiten einer schnellen und einfachen Ankopplung über einen Adapter 43.
  • 35-a schematisch ein Ausführungsbeispiel des Batteriemoduls 12 mit Adapter 43 in einer Vorderansicht.
  • 35-b schematisch zu 35-a einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich der linken Batteriemodulaufnahme.
  • 35-c schematisch eine Seitenansicht des Batteriemoduls aus 35-A von links (Ansicht „A“).
  • 35-d schematisch eine Seitenansicht des Batteriemoduls aus 35-A von rechts (Ansicht „B“) sowie eine Detailansicht zum Aufbau der Kühlmittelschnittstellen (Einzelheit „Z2“).
  • 35-e schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Adapters aus Rechteckprofilen mit Einsätzen zur Ankopplung der erfindungsgemäßen Batteriemodule sowie ein daran angebrachtes Batteriemodul in einer Draufsicht.
  • 35-f schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Adapters bestehend aus einzelnen Adapterelementen zur Ankopplung der erfindungsgemäßen Batteriemodule an seitliche Schweller im Batteriefach sowie ein daran anzubringendes Batteriemodul in einer 3D-Ansicht.
  • 35-g schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Batteriemoduls mit zwei modifizierten Aufnahmen für eine Ankopplung an lediglich ein Adapterelement pro Seite in einer 3D-Ansicht sowie die entsprechenden Adapterelemente.
  • 36a - 36n schematisch ein Elektrofahrzeug 1 für eine zumindest temporäre Batteriekapazitäts-Aufrüstung sowie Details des Elektrofahrzeugs.
  • 36-a schematisch ein Elektrofahrzeug 1 für eine zumindest temporäre Batteriekapazitäts-Aufrüstung.
  • 36-b schematisch einen aus Längsprofilen 307 bestehenden Adapter in einem Schnitt.
  • 36-c schematisch einen Adapter, bei dem die Längsprofile direkt an den Schwellern befestigt sind.
  • 36-d schematisch einen Adapter, bei dem die Längsprofile in die Schweller integriert sind und Schwellerprofile 317 bilden.
  • 36-e schematisch einen Adapter, bei dem die Längsprofile zusätzlich über mindestens zwei Querverbindungen 308 aus je einem Rechteckprofil untereinander zu einer zusammenhängenden und dadurch besonders steifen Rahmen- bzw. Gitterstruktur verbunden sind.
  • 36-f schematisch eine modifizierte Ausführung des Adapters mit mehr als zwei Längsprofilen 307.
  • 36-g schematisch eine Ausführung des Adapters, bei der die Schnittstellen 270-B und 271-B sowie ggf. die Schnittstelle 268-B an den Querverbindungen 308 statt an den Längsprofilen 307 angebracht sind.
  • 36-h schematisch eine Anordnung der Batteriemodule 3 und 12 im Batteriefach.
  • 36-i schematisch eine modifizierte Anordnung der Batteriemodule im Batteriefach.
  • 36-j schematisch eine nochmals modifizierte Anordnung der Batteriemodule im Batteriefach.
  • 36-k schematisch eine nochmals modifizierte Anordnung der Batteriemodule im Batteriefach.
  • 36-1 schematisch eine modifizierte Anordnung der Basisbatterie an einer zusätzlichen mechanischen Schnittstelle 306 außerhalb des Batteriefachs.
  • 36-m schematisch eine Anordnung aus einer modifizierten Basisbatterie 213 im Batteriefach sowie zwei stärkeren, nicht in das Fahrzeug eingebauten Antriebsbatterien 214-A und 214-B außerhalb des Batteriefachs.
  • 36-n schematisch eine nochmals modifizierte Basisbatterie 315 mit integriertem Adapter 43.
It shows
  • 1 schematically an overview of the method according to the invention for an at least temporary battery capacity upgrade of at least one electric vehicle.
  • 2 schematically further details of the method according to the invention.
  • 3 schematically the circuit for the supply of the upgrade station in an overview.
  • 4th schematically the procedural steps for the planning process 33 out 3 .
  • 5 schematically the process steps for the upgrade kit planning process 41 out 4th .
  • 6 schematically the procedural steps for the adapter planning process 42 out 4th .
  • 7th schematically the process steps for the trajectory planning process 46 out 4th .
  • 8th schematically the procedural steps for the needs assessment process 30th out 3 .
  • 9 schematically the procedural steps for the management process 34 out 3 .
  • 10 schematically the procedural steps for the inventory planning process 79 out 9 .
  • 11 schematically the procedural steps for the disposition process 35 out 3 .
  • 12 schematically the process steps for the supply process 36 out 3 .
  • 13 schematically the process steps for the installation process 11 from the 1 and 2 in an overview.
  • 14th schematically the positioning process 134-A of the upgrade kit for the fastening process on the adapter on the main floor or on the sill side.
  • 15th schematically the positioning process 134-B of the upgrade kit for the fastening process on the adapter on the underside.
  • 16 schematically the positioning process 125 for underbody dismantling.
  • 17th schematically the positioning process 126 for underbody remounting.
  • 18th schematically the equalization process 137-A for the upgrade kit.
  • 19th schematically relevant details of the gripper 18th to explain the mechanical tolerance compensation 157-A during the compensation process for the upgrade kit and for describing the measurement process with a fork light barrier.
  • 20th schematically relevant details of the gripper 17th to explain the mechanical tolerance compensation 157-B during the leveling process for the sub-floor.
  • 21st schematically the procedural steps for tracking the deployment process 37 .
  • 22nd schematically the process steps for the expansion process 14th from the 1 to 3 in an overview.
  • 23 schematically the unlocking process 195 the locking and unlocking unit on the battery module via a driver arranged on the gripper side in a partial section.
  • 24 schematically the process steps for the payment process 38 from the 3 and 21st .
  • 25th schematically a process variant for the battery capacity upgrade of an electric vehicle.
  • 26th schematically a station layout with the device according to the invention 16 in a top view.
  • 27 schematically the vehicle recording 120 in the form of a lifting platform in a side view.
  • 28 schematically the gripper 18th for the upgrade kit.
  • 29 schematically the gripper 17th for the sub-floor.
  • 30th schematically a combination gripper.
  • 31 schematically an alternative embodiment of the handling device 226 for the installation process and for the temporary upgrade also for the removal process in a side view.
  • 32 schematically the upgrade kit 13 for an at least temporary battery capacity upgrade in a 3D view.
  • 33a - 33d Schematic options for geometrically adapting the upgrade kit to a battery compartment and for standardization using size classes.
  • 33-a schematically a battery compartment with battery module and adapter in cross section with a level main floor.
  • 33-b a schematic cross-section of a battery compartment with a battery module and adapter for a main floor with a central tunnel.
  • 33-c schematically two variants of a section AA 33-a .
  • 33-d schematically the principle of a geometry standardization of battery modules of a vehicle range to be upgraded with the help of size classes based on an example with four different sized battery compartments 9-1 , 9-2 , 9-3 and 9-4 .
  • 34 schematically a block diagram with an electrical separation and adaptation of the upgrade kit.
  • 35a - 35g schematically an upgrade kit 13 with a battery module 12 as well as options for a quick and easy connection via an adapter 43 .
  • 35-a schematically an embodiment of the battery module 12 with adapter 43 in a front view.
  • 35-b schematically too 35-a an enlarged section in the area of the left battery module holder.
  • 35-c schematically shows a side view of the battery module 35-A from the left (view "A").
  • 35-d schematically shows a side view of the battery module 35-A from the right (view "B") and a detailed view of the structure of the coolant interfaces (detail " Z2 ").
  • 35-e schematically, an embodiment of an adapter made of rectangular profiles with inserts for coupling the battery modules according to the invention and a battery module attached to it in a plan view.
  • 35-f schematically, an embodiment of an adapter consisting of individual adapter elements for coupling the battery modules according to the invention to side sills in the battery compartment and a battery module to be attached to it in a 3D view.
  • 35-g schematically an embodiment of a battery module with two modified receptacles for coupling to only one adapter element per side in a 3D view and the corresponding adapter elements.
  • 36a - 36n schematically an electric vehicle 1 for an at least temporary battery capacity upgrade and details of the electric vehicle.
  • 36-a schematically an electric vehicle 1 for an at least temporary battery capacity upgrade.
  • 36-b schematically one made of longitudinal profiles 307 existing adapter in one cut.
  • 36-c schematically an adapter in which the longitudinal profiles are attached directly to the sills.
  • 36-d schematically an adapter in which the longitudinal profiles are integrated into the rocker panel and rocker panel profiles 317 form.
  • 36-e schematically an adapter in which the longitudinal profiles additionally have at least two cross connections 308 each of a rectangular profile are connected to one another to form a cohesive and therefore particularly rigid frame or lattice structure.
  • 36-f schematically a modified version of the adapter with more than two longitudinal profiles 307 .
  • 36-g schematically an embodiment of the adapter in which the interfaces 270-B and 271-B and, if applicable, the interface 268-B at the cross connections 308 instead of the longitudinal profiles 307 are attached.
  • 36-h schematically an arrangement of the battery modules 3 and 12 In the battery compartment.
  • 36-i schematically a modified arrangement of the battery modules in the battery compartment.
  • 36-j schematically a further modified arrangement of the battery modules in the battery compartment.
  • 36-k schematically a further modified arrangement of the battery modules in the battery compartment.
  • 36-1 schematically a modified arrangement of the basic battery at an additional mechanical interface 306 outside the battery compartment.
  • 36-m schematically an arrangement of a modified basic battery 213 in the battery compartment and two more powerful drive batteries not installed in the vehicle 214-A and 214-B outside the battery compartment.
  • 36-n schematically a further modified basic battery 315 with integrated adapter 43 .

1 zeigt schematisch eine Übersicht über das erfindungsgemäße Verfahren für eine zumindest temporäre Batteriekapazitäts-Aufrüstung mindestens eines Elektrofahrzeugs. Das Elektrofahrzeug 1 ist mit einer Basisbatterie 4 mit einer Batteriekapazität für 150 bis 250 km Reichweite als Antriebsbatterie ausgerüstet. Die Basisbatterie ist in einem Batteriefach 9 an einer Fahrzeugunterseite 8 angeordnet. Auch andere Anordnungen der Basisbatterie, beispielsweise unter einer Motorhaube oder in einem Heckbereich des Fahrzeugs, sind denkbar (vgl. 36-1). Für das im Rahmen der vorliegenden Erfindung beanspruchte Verfahren ist die Anordnung der Basisbatterie nicht von zentraler Bedeutung. 1 shows schematically an overview of the method according to the invention for an at least temporary battery capacity upgrade of at least one electric vehicle. The electric vehicle 1 is with a basic battery 4th Equipped with a battery capacity for a range of 150 to 250 km as a drive battery. The basic battery is in a battery compartment 9 on the underside of the vehicle 8th arranged. Other arrangements of the basic battery, for example under a hood or in a rear area of the vehicle, are also conceivable (cf. 36-1 ). The arrangement of the base battery is not of central importance for the method claimed in the context of the present invention.

Da eine Batteriekapazität für 150 bis 250 km Reichweite zwar für den durchschnittlichen Gebrauch, nicht jedoch für große Strecken ohne häufiges Nachladen an Ladesäulen mit entsprechenden Ladezeiten ausreicht, wird vorgeschlagen, die Batteriekapazität der Basisbatterie entsprechend einem zumindest temporären Bedarf eines Fahrzeug-Nutzers für 250 bis 1.000 km Reichweite durch einen Einbauvorgang 11 eines aus mindestens einem Batteriemodul 12 bestehenden Aufrüstsatzes 13 in das Batteriefach 9 aufzurüsten.Since a battery capacity for a range of 150 to 250 km is sufficient for average use, but not for long distances without frequent recharging at charging stations with corresponding charging times, it is proposed to increase the battery capacity of the basic battery for 250 to 1,000 according to an at least temporary requirement of a vehicle user km range through one installation process 11 one of at least one battery module 12 existing upgrade kit 13 in the battery compartment 9 upgrade.

Was in diesem Zusammenhang unter einem Batteriemodul zu verstehen ist, wurde bereits in der einleitenden Beschreibung erläutert und ist zudem aus den Figuren zum Aufrüstsatz einschließlich deren Beschreibung entnehmbar (siehe 32ff).What is to be understood by a battery module in this context has already been explained in the introductory description and can also be found in the figures relating to the upgrade kit including their description (see 32ff ).

Der bei der Aufrüstung zusätzlich zur Basisbatterie eingebaute Aufrüstsatz erhöht die für den Antrieb zur Verfügung stehende Batteriekapazität und damit die Reichweite, indem sich die Kapazitäten der Basisbatterie und des Aufrüstsatzes addieren.The upgrade kit installed in addition to the basic battery when upgrading increases the battery capacity available for the drive and thus the range by adding the capacities of the basic battery and the upgrade kit.

Selbst bei einer weiten Reise wird eine Reichweite zwischen 250 und 1.000 km im Normalfall ausreichen, um ein Tagesziel ohne Unterbrechung durch einen Aufladevorgang zu erreichen. Der Aufladevorgang kann bequem über Nacht erfolgen. Sofern das Batteriefach groß genug ist, lässt sich die Reichweite des Fahrzeugs über eine Veränderung einer Batteriemodulanzahl des Aufrüstsatzes dem individuellen Bedarf des Fahrzeug-Nutzers entsprechend anpassen. Hat die Basisbatterie beispielsweise eine Kapazität für 250 km Reichweite und das Batteriemodul des Aufrüstsatzes ebenfalls eine Kapazität für 250 km Reichweite, so ergibt die Aufrüstung der Basisbatterie mit dem aus einem Batteriemodul bestehenden Aufrüstsatz eine Gesamtreichweite von 500 km. Umfasst der Aufrüstsatz dagegen zwei oder drei Batteriemodule, so ergibt sich eine Gesamtreichweite von 750 bzw. 1.000 km.Even on a long journey, a range of between 250 and 1,000 km will normally be sufficient to reach a daily destination without interrupting the charging process. The charging process can be carried out conveniently overnight. If the battery compartment is large enough, the range of the vehicle can be adapted to the individual needs of the vehicle user by changing the number of battery modules in the upgrade kit. For example, if the base battery has a capacity for a range of 250 km and the battery module of the upgrade kit also has a capacity for a range of 250 km, upgrading the base battery with the upgrade kit consisting of a battery module results in a total range of 500 km. If, on the other hand, the upgrade kit includes two or three battery modules, the total range is 750 or 1,000 km.

Nach der vorliegenden Erfindung kann die Aufrüstung darüber hinaus je nach Bedarf dauerhaft oder temporär erfolgen. Werden mit dem Fahrzeug nur selten große Strecken über 250 km zurückgelegt, kann der Aufrüstsatz mit dem vorgeschlagenen Verfahren nach Gebrauch wieder ausgebaut und in einem Kreislauf für eine erneute Versorgung dieses oder eines anderen Elektrofahrzeugs bereitgestellt werden. Dadurch bietet das erfindungsgemäße Verfahren dem Fahrzeug-Nutzer Flexibilität, die Reichweite seines Fahrzeugs situativ an seinen Bedarf anzupassen. Zugleich eröffnen sich dadurch Möglichkeiten zur Etablierung innovativer Nutzungsmodelle mit einer geteilten Nutzung des Aufrüstsatzes durch mehrere Fahrzeug-Nutzer.According to the present invention, the upgrade can also be permanent or temporary as required. If the vehicle seldom covers long distances over 250 km, the upgrade kit can be removed again with the proposed method after use and made available in a circuit for a renewed supply of this or another electric vehicle. As a result, the method according to the invention offers the vehicle user flexibility to adapt the range of his vehicle to his needs depending on the situation. At the same time, this opens up possibilities for establishing innovative usage models with shared use of the upgrade kit by several vehicle users.

Ein baukastenartig aufgebauter aus Batteriemodulen bestehender Aufrüstsatz hat für den Kreislauf, an anderen Stellen der Verfahrensbeschreibung auch als Versorgungskreislauf bezeichnet, gegenüber einer nicht modular aufgebauten Zusatzbatterie den Vorteil einer Standardisierbarkeit des Batteriemoduls, so dass der Aufrüstsatz für die Aufrüstung unterschiedlicher Fahrzeugtypen aus einem einheitlichen Batteriemodultyp entsprechend einer fahrzeugtyp- und reichweitenbedarfsabhängig geplanten Anzahl kommissioniert und dadurch ein Logistikaufwand im Versorgungskreislauf reduziert werden kann.A modular upgrade kit consisting of battery modules has the advantage of standardizing the battery module for the circuit, also referred to at other points in the description of the method as the supply circuit, compared to a non-modular additional battery Depending on the vehicle type and range required, the planned number can be picked, thereby reducing logistics costs in the supply cycle.

Erfindungsgemäß erfolgt der Einbauvorgang und bei der temporären Aufrüstung auch ein Ausbauvorgang 14 des Aufrüstsatzes über einen an einem menschgeführten Industrieroboter 19 angebrachten und mit einer Ausgleichseinheit 26-A bzw. 26-B ausgerüsteten Greifer 17 oder 18 einer Vorrichtung 16. Der Roboter mit dem Greifer wird dabei von einem Menschen über eine Handbedieneinheit 21 in einer Mensch-Roboter-Kooperation geführt bzw. positioniert und ist dazu in einer Aufrüststation 15 zum Fahrzeug derart angeordnet, dass für den Roboter eine Zugänglichkeit des Batteriefachs von unten gewährleistet ist. Das Fahrzeug selbst ist - anders als bei der DE 10 2013 003 918 B3 - nicht Teil der Vorrichtung.According to the invention, the installation process takes place and, in the case of the temporary upgrade, also a removal process 14th of the upgrade kit via a human-operated industrial robot 19th attached and with a compensation unit 26-A or. 26-B equipped grapple 17th or 18th a device 16 . The robot with the gripper is operated by a human using a manual control unit 21st guided or positioned in a human-robot cooperation and is in an upgrade station for this purpose 15th Arranged to the vehicle in such a way that the robot can access the battery compartment from below. The vehicle itself is - different from that DE 10 2013 003 918 B3 - not part of the device.

Das Verfahren reduziert gegenüber einer Vollautomatisierung die Investitionskosten und ermöglicht vergleichbar kurze Ein- bzw. Ausbauzeiten. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass eine Verfahrensvariante auch eine Vollautomatisierung beinhalten kann, indem der Roboter nicht über die Handbedieneinheit, sondern im Automatikbetrieb betrieben wird.Compared to full automation, the process reduces the investment costs and enables comparatively short installation and removal times. In this context, it should be noted that a method variant can also include full automation in that the robot is not operated via the manual control unit but in automatic mode.

Um den Ein- bzw. Ausbauvorgang mit dem Roboter durchführen zu können muss eine Lageabweichung 24 des Fahrzeugs zu einer bei einer Programmierung des Roboters zugrunde gelegten Soll-Lage 25 kompensiert werden. Erfindungsgemäß wird die Lageabweichung über einen Ausgleichsvorgang mit einer am Greifer angebrachten Ausgleichseinheit 26-A bzw. 26-B kompensiert. Der Ausgleichsvorgang ermöglicht bei der Mensch-Roboter-Kooperation trotz Lageabweichung des Fahrzeugs eine exakte und kollisionsfreie Positionierung und Ausrichtung des Greifers zum Batteriefach. Dadurch werden Beschädigungen am Fahrzeug und am Aufrüstsatz, die ansonsten bei manuell bedienten Vorrichtungen infolge einer Massenträgheit des hohen Batteriegewichts auftreten können, vermieden.In order to be able to carry out the installation or removal process with the robot, there must be a positional deviation 24 of the vehicle to a target position on which programming of the robot is based 25th be compensated. According to the invention, the positional deviation is compensated for with a compensation unit attached to the gripper 26-A or. 26-B compensated. In the case of human-robot cooperation, the compensation process enables exact and collision-free positioning and alignment of the gripper in relation to the battery compartment, despite the vehicle's positional deviation. This avoids damage to the vehicle and to the upgrade kit, which could otherwise occur with manually operated devices as a result of the inertia of the high battery weight.

Durch die Mensch-Roboter-Kooperation mit dem erfindungsgemäßen Ausgleichsvorgang eignet sich das Verfahren insbesondere für Servicewerkstätten. Der Roboter lässt sich von einem Werkstattmitarbeiter über die Handbedieneinheit, beispielsweise anhand eines Joysticks, intuitiv bedienen, so dass sich der Schulungsaufwand des Werkstattpersonals auf ein Minimum beschränkt.Due to the human-robot cooperation with the compensation process according to the invention, the method is particularly suitable for service workshops. The robot can be operated intuitively by a workshop employee using the manual control unit, for example using a joystick, so that the training effort for the workshop personnel is reduced to a minimum.

Wie bereits angeführt, erfolgt die temporäre Aufrüstung des Elektrofahrzeugs in einem Kreislauf. Ein weiteres wesentliches Verfahrensmerkmal bezieht sich daher auf eine Steuerung dieses Kreislaufs. Der Aufrüstsatz muss dem Bedarf und Fahrzeugtyp des Fahrzeug-Nutzers entsprechend mit Batteriemodulen des richtigen Typs in der richtigen Anzahl zur richtigen Zeit am richtigen Ort in einwandfreiem Zustand für den Einbauvorgang bereitgestellt und bei der temporären Aufrüstung nach dem Ausbauvorgang geprüft, aufbereitet und für einen erneuten Einsatz eingelagert werden. Um eine hohe Verfügbarkeit des Aufrüstsatzes entsprechend dem Bedarf des Fahrzeug-Nutzers zu gewährleisten und um eine hohe Auslastung des Batteriemoduls bei geringen Bestandskosten zu erreichen, erfolgen eine Erfassung des Bedarfs sowie die Steuerung des Versorgungskreislaufs erfindungsgemäß ebenfalls über die Vorrichtung 16. Auch in diesem Zusammenhang bietet ein, wie vorgeschlagen, aus standardisierbaren Batteriemodulen bestehender Aufrüstsatz Vorteile, da ein Bevorratungs- und Steuerungsaufwand, entsprechend einer geringeren Variantenvielfalt, niedriger ausfällt und das Risiko eines Versorgungsengpasses besser beherrschbar ist.As already mentioned, the temporary upgrade of the electric vehicle takes place in a cycle. Another essential process feature therefore relates to a control of this cycle. The upgrade kit must be provided for the installation process in accordance with the needs and vehicle type of the vehicle user with battery modules of the right type in the right number at the right time in the right place in perfect condition and, in the case of the temporary upgrade after the removal process, checked, prepared and used again be stored. In order to ensure a high availability of the upgrade kit according to the needs of the vehicle user and to achieve a high utilization of the battery module with low inventory costs, the requirements and the control of the supply circuit are also determined according to the invention via the device 16 . In this context, too, as suggested, offers a standardizable Upgrade kit of existing battery modules, because the storage and control costs, corresponding to a lower number of variants, are lower and the risk of a supply bottleneck can be better managed.

Weitere Einzelheiten zur Mensch-Roboter-Kooperation sowie zur Bedarfserfassung und Steuerung der Versorgung werden anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben.Further details on human-robot cooperation as well as on recording needs and controlling the supply are described using the following figures.

2 zeigt schematisch weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens. Entsprechend der hier dargestellten zusätzlichen Merkmale bezieht sich das Verfahren insbesondere auf ein Elektrofahrzeug 1 mit einem batterieelektrischen Antrieb 2. Bei Fahrzeugen dieser Gattung erfolgt der Antrieb rein elektrisch über einen oder mehrere Elektromotoren. Die dafür benötigte elektrische Energie wird dabei über wiederaufladbare Batteriezellen bereitgestellt. Sowohl die Basisbatterie 4 als auch der aus mindestens einem Batteriemodul 12 bestehende Aufrüstsatz 13 bestehen aus einer Vielzahl dieser Batteriezellen, die in einem Batteriemodulgehäuse untergebracht sind. 2 shows schematically further details of the method according to the invention. According to the additional features shown here, the method relates in particular to an electric vehicle 1 with a battery-electric drive 2 . In vehicles of this type, the drive is purely electrically via one or more electric motors. The electrical energy required for this is provided by rechargeable battery cells. Both the base battery 4th as well as from at least one battery module 12 existing upgrade kit 13 consist of a large number of these battery cells that are housed in a battery module housing.

Entsprechend dem derzeitigen Stand der Technik bestehen die Batterien moderner Elektrofahrzeuge i.d.R. aus Lithium-Ionen-Zellen, die auch in mobilen elektrischen Geräten verbreitet eingesetzt werden. Da das hier beschriebene Verfahren der Batteriekapazitäts-Aufrüstung unabhängig von einer bestimmten Batteriezellentechnologie ist und auch dann noch ökonomische und ökologische Vorteile bietet, wenn das Problem der langen Ladezeiten gelöst ist, sollen sich die erfindungsgemäßen Ansprüche nicht allein auf Lithium-Ionen-Batterien beschränken und zukünftige Batterietechnologien mit einschließen.According to the current state of the art, the batteries of modern electric vehicles usually consist of from lithium-ion cells, which are also widely used in mobile electrical devices. Since the method of battery capacity upgrade described here is independent of a specific battery cell technology and also offers economic and ecological advantages when the problem of long charging times is solved, the claims according to the invention should not be limited to lithium-ion batteries and future ones Include battery technologies.

Die Gesamtheit der Batteriezellen des Elektrofahrzeugs bildet einen Stromspeicher, der beim Aufladen eine von der Kapazität der Batteriezellen abhängige Ladungsmenge aufnehmen und im Fahrbetrieb an den Antrieb abgeben kann. Je größer die Batteriekapazität, desto größer die entsprechende Reichweite des Fahrzeugs. Eine große Batteriekapazität hat jedoch den Nachteil eines höheren Fahrzeuggewichts und hoher Kosten, so dass eine permanent hohe Batteriekapazität nicht immer sinnvoll ist. Zudem belastet die Rohstoffgewinnung und Herstellung der Batteriezellen die Umwelt.The totality of the battery cells of the electric vehicle forms an electricity storage device which, when charging, can take up a charge amount depending on the capacity of the battery cells and transfer it to the drive while driving. The greater the battery capacity, the greater the vehicle's range. However, a large battery capacity has the disadvantage of a higher vehicle weight and high costs, so that a permanently high battery capacity does not always make sense. In addition, the extraction of raw materials and the manufacture of the battery cells pollutes the environment.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist, das Elektrofahrzeug standardmäßig oder auf Sonderwunsch mit einer Batteriekapazität für den durchschnittlichen Reichweitenbedarf eines Fahrzeug-Nutzers auszurüsten und die Batteriekapazität der Basisbatterie 4 mit dem Aufrüstsatz 13, entsprechend dem Bedarf des Fahrzeug-Nutzers 10, für eine höhere Reichweite aufzurüsten. Je nach Bedarf kann der Aufrüstsatz dauerhaft im Fahrzeug verbleiben oder nach einem Einsatz mit entsprechend langen Fahrstrecken wieder ausgebaut werden. Bei lediglich temporärem Bedarf können sich zwei oder mehrere Fahrzeug-Nutzer den Aufrüstsatz für ihre Fahrzeuge teilen und auf diese Weise Kosten sparen bzw. die Umwelt entlasten, indem bei der Erstausrüstung des jeweiligen Fahrzeugs lediglich die Basisbatterie 4 als Antriebsbatterie eingebaut wird. Dadurch kann das Fahrzeug preisgünstig angeboten werden.The basic idea of the present invention is to equip the electric vehicle as standard or upon special request with a battery capacity for the average range requirement of a vehicle user and the battery capacity of the basic battery 4th with the upgrade kit 13 , according to the needs of the vehicle user 10 to upgrade for a longer range. Depending on requirements, the upgrade kit can remain in the vehicle permanently or it can be removed again after use with long journeys. If the need is only temporary, two or more vehicle users can share the upgrade kit for their vehicles and in this way save costs or reduce the burden on the environment by only using the basic battery for the initial equipment of the respective vehicle 4th is installed as a drive battery. As a result, the vehicle can be offered inexpensively.

Erfindungsgemäß besteht die Basisbatterie, analog zum Aufrüstsatz, aus mindestens einem Batteriemodul 3 und verfügt für den durchschnittlichen Gebrauch über eine Batteriekapazität für 150 bis 250 km Reichweite. Die Batteriekapazität der Basisbatterie wird, entsprechend dem zumindest temporären Bedarf des Fahrzeug-Nutzers für 250 bis 1.000 km Reichweite aufgerüstet, indem der Bedarf mit der Vorrichtung 16 erfasst, mit der Vorrichtung der aus mindestens dem einen Batteriemodul 12 bestehende Aufrüstsatz 13 über einen mit der Vorrichtung nach einer geplanten Verfügbarkeit und Auslastung geführten Bestand 28 bereitgestellt, in das Batteriefach 9 an der Fahrzeugunterseite 8 eingebaut und im Falle eines lediglich temporären Bedarfs am Ende eines Einsatzes ausgebaut und dem Bestand 28 über den Versorgungskreislauf 29 wieder zugeführt wird.According to the invention, the basic battery, analogously to the upgrade kit, consists of at least one battery module 3 and has a battery capacity for a range of 150 to 250 km for average use. The battery capacity of the basic battery is upgraded according to the at least temporary need of the vehicle user for a range of 250 to 1,000 km by using the device 16 detected, with the device of at least one battery module 12 existing upgrade kit 13 via an inventory managed with the device according to a planned availability and utilization 28 provided in the battery compartment 9 on the underside of the vehicle 8th built in and, in the case of a merely temporary need, expanded at the end of a mission and added to the inventory 28 via the supply circuit 29 is fed back.

Wie bereits in der Beschreibung zu 1 angeführt, erfolgt der Einbauvorgang 11 und bei der temporären Aufrüstung auch der Ausbauvorgang 14 in einer Mensch-Roboter-Kooperation mit einem Industrieroboter 19 und unterscheidet sich damit wesentlich von der DE 10 2013 003 918 B3 , da das Fahrzeug selbst nicht Teil der Vorrichtung ist. Da jedoch zumindest Teile des Verfahrens auch ohne Mensch-Roboter-Kooperation, beispielsweise in Verbindung mit üblichem Werkstattequipment oder mit einem Handhabungsgerät nutzbar sind, soll die vorliegende Erfindung nicht allein auf das Merkmal der Mensch-Roboter-Kooperation beschränkt sein. Im Hinblick auf eine kurze Ein- bzw. Ausbauzeit ist die Mensch-Roboter-Kooperation jedoch für einen Express-Service bei der Aufrüstung besonders vorteilhaft. Erfindungsgemäß findet der Ein- bzw. Ausbauvorgang daher zumindest in einer Aufrüststation 15 der Vorrichtung 16 in der Mensch-Roboter-Kooperation statt. Die Vorrichtung kann vorteilhafterweise auch mehr als die eine Aufrüststation 15 umfassen, wobei die Aufrüststationen auf unterschiedliche Standorte verteilt sein können. Zumindest die Aufrüststation 15 ist für den Express-Service in der Mensch-Roboter-Kooperation eingerichtet. Weitere hier nicht dargestellte Aufrüststationen ohne diesen Express-Service können beispielsweise vorhandene Servicewerkstätten eines OEMs sein, in denen Handhabungsgeräte anstelle von menschgeführten Robotern zum Einsatz kommen (siehe 31).As stated in the description too 1 the installation process takes place 11 and in the case of temporary upgrading, also the expansion process 14th in a human-robot cooperation with an industrial robot 19th and thus differs significantly from the DE 10 2013 003 918 B3 because the vehicle itself is not part of the device. However, since at least parts of the method can also be used without human-robot cooperation, for example in connection with customary workshop equipment or with a handling device, the present invention is not intended to be limited solely to the feature of human-robot cooperation. In terms of a short installation or removal time, however, human-robot cooperation is particularly advantageous for an express service when upgrading. According to the invention, the installation or removal process therefore takes place at least in an upgrade station 15th the device 16 takes place in human-robot cooperation. The device can advantageously also have more than one upgrade station 15th include, wherein the upgrade stations can be distributed to different locations. At least the upgrade station 15th is set up for express service in human-robot cooperation. Further upgrade stations not shown here without this express service can be, for example, existing service workshops of an OEM, in which handling devices are used instead of human-operated robots (see 31 ).

Während bei einer hochautomatisierten Fahrzeugherstellung in Automobilfabriken ein hoher Aufwand für eine exakte Fahrzeugpositionierung betrieben werden kann, ist diese Möglichkeit bei der Aufrüstung in Servicewerkstätten nicht gegeben. In der CA 2736889 A1 wird ein Verfahren für eine Batteriewechselstation vorgestellt. Die Antriebsbatterie wird dort mit einer automatisierten Vorrichtung gewechselt. Das Fahrzeug steht auf Rädern und wird mit der Vorrichtung an den Rädern ausgerichtet. Dieses Verfahren erscheint kompliziert und aufwändig. Unterschiedliche Fahrzeugbeladungen und Reifendrücke sowie Reifendeformationen können sich bei diesem Verfahren auf die Positioniergenauigkeit auswirken und beim Batteriewechsel Probleme verursachen.While in a highly automated vehicle production in automobile factories a lot of effort can be made for an exact vehicle positioning, this possibility is not given with the upgrade in service workshops. In the CA 2736889 A1 a procedure for a battery exchange station is presented. The drive battery is changed there with an automated device. The vehicle stands on wheels and is aligned with the device on the wheels. This procedure appears complicated and time-consuming. Different vehicle loads and tire pressures as well as tire deformations can affect the positioning accuracy with this method and cause problems when changing the battery.

Daher schlägt die Erfindung vor, das Fahrzeug mit einer hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Fahrzeug-Aufnahme lediglich vorzupositionieren und die dabei auftretende Lageabweichung 24 beim Einbauvorgang 11 bzw. beim Ausbauvorgang 14 über einen Ausgleichsvorgang mit der am Greifer angeordneten Ausgleichseinheit 26-A bzw. 26-B auszugleichen. Dazu wird das Fahrzeug mit der Fahrzeug-Aufnahme an einem dafür vorgesehenen stabilen Bereich an der Fahrzeugunterseite 8 aufgenommen und in eine für den Roboter 19 mit dem Greifer 17 oder 18 von unten zugängliche Position angehoben (siehe 27). Räder und Federung haben somit keinen Einfluss auf eine Lagegenauigkeit des Fahrzeugs, insbesondere wenn beim Einbauvorgang erfindungsgemäß Druck auf die Fahrzeugunterseite ausgeübt wird. Als Fahrzeug-Aufnahme eignet sich beispielsweise eine Hebebühne, die in Servicewerkstätten ohnehin vorhanden ist. Es versteht sich von selbst, dass eine Zugänglichkeit an der Fahrzeugunterseite auch über eine Auffahrrampe oder eine Grube geschaffen werden kann, allerdings steht das Fahrzeug dann auf Rädern, was für das hier beschriebene Verfahren aus besagten Gründen nicht unbedingt von Vorteil ist.The invention therefore proposes merely pre-positioning the vehicle with a vehicle mount, not shown here for reasons of clarity, and the positional deviation that occurs in the process 24 during the installation process 11 or during the removal process 14th via a compensation process with the compensation unit arranged on the gripper 26-A or. 26-B balance. For this purpose, the vehicle with the vehicle mount is placed in a stable area provided for this on the underside of the vehicle 8th included and in one for the robot 19th with the gripper 17th or 18th position accessible from below (see 27 ). Wheels and suspension therefore have no influence on the positional accuracy of the vehicle, in particular if, according to the invention, pressure is exerted on the underside of the vehicle during the installation process. A lifting platform, for example, which is already available in service workshops, is suitable as a vehicle mount. It goes without saying that access to the underside of the vehicle can also be created via a ramp or a pit, but the vehicle is then on wheels, which is not necessarily advantageous for the method described here for the reasons mentioned.

Der Ausgleichsvorgang erfolgt beim Ein- bzw. Ausbauvorgang während eines in der Mensch-Roboter-Kooperation durchgeführten Positioniervorgangs des Greifers zum Batteriefach (siehe auch Beschreibung zu 1). Dabei wird der Greifer vom Industrieroboter 19 durch einen Mitarbeiter 20 eines Betreibers der Aufrüststation menschgeführt über die Handbedieneinheit 21 einer Steuerung 22 entlang einer über die Steuerung vorgegebenen Bahnkurve 23 zum Batteriefach 9 positioniert. Die vorgegebene Bahnkurve entspricht quasi einer Kulisse, entlang der sich der Roboter über Steuerbefehle des Mitarbeiters mit der Handbedieneinheit bewegen lässt. Die Kulisse wird beim vorliegenden Verfahren jedoch nicht durch eine mechanische Führung gebildet, sondern durch in der Steuerung 22 programmierte Punkte der Bahnkurve. Entlang dieser durch die programmierten Punkte vorgegebenen Bahnkurve lässt sich der Greifer mit dem Roboter menschgeführt zu einem Check-Point 142 oder 146 nahe dem Batteriefach bewegen (siehe 14, 16 und 17).The compensation process takes place during the installation or removal process during a positioning process of the gripper in relation to the battery compartment carried out in human-robot cooperation (see also description for 1 ). The gripper is used by the industrial robot 19th by an employee 20th of an operator of the upgrade station, guided by the manual control unit 21st a controller 22nd along a path curve specified by the control 23 to the battery compartment 9 positioned. The specified trajectory corresponds, so to speak, to a backdrop along which the robot can be moved using control commands from the employee using the manual control unit. In the present method, however, the backdrop is not formed by a mechanical guide, but by in the controller 22nd programmed points of the trajectory. Along this trajectory given by the programmed points, the gripper can be guided by the robot to a check point 142 or 146 move near the battery compartment (see 14th , 16 and 17th ).

An diesem Check-Point wird mit der Ausgleichseinheit die Lageabweichung 24 gemessen, die Bahnkurve 23 über ein Korrekturprogramm entsprechend der gemessenen Lageabweichung in der Steuerung korrigiert, der Positioniervorgang mit der korrigierten Bahnkurve in der Mensch-Roboter-Kooperation bis zu einer Zielposition für den Ein- bzw. Ausbauvorgang am Batteriefach fortgesetzt und in der Zielposition schließlich ein mechanischer Toleranzausgleich durchgeführt.At this check point, the compensation unit is used to determine the positional deviation 24 measured the trajectory 23 corrected via a correction program according to the measured positional deviation in the control, the positioning process with the corrected trajectory continued in the human-robot cooperation up to a target position for the installation or removal process on the battery compartment and finally a mechanical tolerance compensation carried out in the target position.

Der mechanische Toleranzausgleich mit der Ausgleichseinheit kompensiert Positionierungenauigkeiten des Roboters, Bauteiltoleranzen sowie Lagetoleranzen des Batteriefachs. Nähere Einzelheiten zum Ausgleichsvorgang und zur Ausgleichseinheit können den 18 bis 20 und deren Erläuterungen entnommen werden.The mechanical tolerance compensation with the compensation unit compensates positioning inaccuracies of the robot, component tolerances and positional tolerances of the battery compartment. Further details on the compensation process and the compensation unit can be found in the 18th to 20th and their explanations can be found.

Der sich dem Ausgleichsvorgang anschließende Ein- bzw. Ausbauvorgang des Aufrüstsatzes erfolgt erfindungsgemäß über selbstverriegelnde Ver- und Entriegelungseinheiten 166 am Batteriemodul, die mit dem Greifer über einen Andrückvorgang verriegelt bzw. über einen Mitnehmer oder durch Betätigen eines Elektromagneten entriegelt werden. Die Verriegelung dient dabei jedoch lediglich als Vorfixierung des Batteriemoduls und wird über anschließende, aus Kostengründen vorzugsweise manuell durchgeführte Verschraubungen zusätzlich gesichert. Die Ver- und Entriegelungseinheiten sind in batteriemodulseitige Aufnahmen 61 integriert und in den 23 und 35-b anhand von zwei Ausführungsbeispielen dargestellt.The installation or removal process of the upgrade kit that follows the equalization process is carried out according to the invention via self-locking and unlocking units 166 on the battery module, which are locked with the gripper via a pressing process or unlocked via a driver or by actuating an electromagnet. However, the lock only serves as a pre-fixing of the battery module and is additionally secured via subsequent screw connections, which are preferably carried out manually for reasons of cost. The locking and unlocking units are in receptacles on the battery module side 61 integrated and in the 23 and 35-b shown on the basis of two exemplary embodiments.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung dieser Erfindung wird der Aufrüstsatz beim Einbauvorgang 11 über selbstkontaktierende mechanische und elektrische Schnittstellen 163-A an den batteriemodulseitigen Aufnahmen an einem Adapter 43 befestigt. Der Adapter ist an einer mechanischen Schnittstelle 44-A im Batteriefach angebracht und mit einer elektrischen Schnittstelle 45 im Fahrzeug gekoppelt. Über die Schnittstelle 45 und die Steuereinheit 5 lässt sich der Aufrüstsatz, wie auch die Basisbatterie, mit Antrieb 2 bzw. mit Ladegerät 6 und Anschlusseinrichtung 7 verbinden (Schnittstelle 163-A siehe 32, 35-b und 35-c). Die Verbindung des Aufrüstsatzes mit der Anschlusseinrichtung ermöglicht eine Wiederaufladung des Aufrüstsatzes ohne vorherigen Ausbau - ein wesentlicher Vorteil gegenüber der Zusatzbatterie in der DE 10 2009 042 001 A1 , bei der das nicht möglich ist.In a particularly preferred embodiment of this invention, the upgrade kit is used during the installation process 11 via self-contacting mechanical and electrical interfaces 163-A to the receptacles on the battery module side on an adapter 43 attached. The adapter is at a mechanical interface 44-A mounted in the battery compartment and with an electrical interface 45 coupled in the vehicle. Via the interface 45 and the control unit 5 the upgrade kit, like the basic battery, can be powered 2 or with charger 6 and connection device 7th connect (interface 163-A please refer 32 , 35-b and 35-c ). The connection of the upgrade kit with the connection device enables the upgrade kit to be recharged without removing it beforehand - a major advantage over the additional battery in the DE 10 2009 042 001 A1 where that is not possible.

Der Adapter ermöglicht eine Vereinheitlichung des Batteriemoduls und dessen Aufnahmen 61 für unterschiedliche Fahrzeugtypen. Das Batteriemodul lässt sich dazu über den Adapter an die jeweiligen Schnittstellen 44-A und 45 anpassen. Zu diesem Zweck weist der Adapter zu den batteriemodulseitigen Aufnahmen 61 mit den selbstverriegelnden, selbstkontaktierenden, räumlich zusammengeführten mechanischen und elektrischen Schnittstellen 163-A einheitliche Schnittstellen 163-B und zu den fahrzeugseitigen Schnittstellen 44-A und 45 fahrzeugtypspezifische Schnittstellen auf (siehe 36-a und 36-b).The adapter enables the battery module and its receptacles to be standardized 61 for different vehicle types. The battery module can be connected to the respective interfaces via the adapter 44-A and 45 to adjust. For this purpose, the adapter points to the receptacles on the battery module side 61 with the self-locking, self-contacting, spatially merged mechanical and electrical interfaces 163-A uniform interfaces 163-B and to the vehicle-side interfaces 44-A and 45 vehicle-type-specific interfaces (see 36-a and 36-b ).

Die Zusammenführung der mechanischen und elektrischen Schnittstellen an den batteriemodulseitigen Aufnahmen, im Folgenden mechanisch-elektrische Schnittstellen genannt, sowie die zusätzlichen Verschraubungen gewährleisten gegenüber der DE 10 2013 003 918 B3 mit räumlich getrennt angeordneten Schnittstellen eine höhere Funktionssicherheit, insbesondere was eine sichere elektrische Kontaktierung anbelangt. Hintergrund ist, dass die Verschraubung auf Kontaktelemente der angrenzenden elektrischen Schnittstelle einen Anpressdruck P ausübt, was bei einer räumlichen Trennung der Schnittstellen nicht der Fall ist. Der Anpressdruck senkt einen Übergangswiderstand an den Kontaktelementen und beugt Wackelkontakte infolge von Fahrbahnunebenheiten vor (siehe auch 35-c).The merging of the mechanical and electrical interfaces on the receptacles on the battery module side, referred to below as mechanical-electrical interfaces, and the additional screw connections ensure that compared to the DE 10 2013 003 918 B3 with spatially separated interfaces a higher functional reliability, especially as far as safe electrical contact is concerned. The background is that the screw connection exerts a contact pressure P on contact elements of the adjacent electrical interface, which is not the case with a spatial separation of the interfaces. The contact pressure lowers transition resistance on the contact elements and prevents loose contacts due to uneven road surfaces (see also 35-c ).

Der Adapter 43 nimmt das Batteriemodul 12 des Aufrüstsatzes in einer vom Betreiber für den jeweiligen Fahrzeugtyp geplanten Anzahl sowie ggf. auch das Batteriemodul der Basisbatterie 3 in ein und derselben Befestigungsebene 62 nebeneinander aufgereiht auf (vgl. 36-h). Die Batteriemodule des Aufrüstsatzes und der Basisbatterie sind dabei bevorzugt gleichen Typs. Diese Vereinheitlichung hat logistische Vorteile, reduziert einen Steuerungsaufwand des Versorgungskreislaufs 29 und trägt bei einer Bestandsführung zu einer hohen Auslastung und Verfügbarkeit des für die Aufrüstung bereitstehenden Bestandes 28 bei.The adapter 43 takes the battery module 12 of the upgrade kit in a number planned by the operator for the respective vehicle type and, if applicable, the battery module of the basic battery 3 in one and the same mounting plane 62 lined up next to each other (cf. 36-h ). The battery modules of the upgrade kit and the basic battery are preferably of the same type. This standardization has logistical advantages and reduces the control effort of the supply cycle 29 and with inventory management it contributes to a high utilization and availability of the inventory available for the upgrade 28 at.

Die Steuerung des Versorgungskreislaufs 29 und die Führung des Bestandes 28 stellt insbesondere bei einer geteilten Nutzung des Aufrüstsatzes für mehrere Fahrzeuge eine komplexe Aufgabe dar. Der Aufrüstsatz muss, dem Bedarf des jeweiligen Fahrzeug-Nutzers entsprechend, mit Batteriemodulen des richtigen Typs in der richtigen Anzahl zur richtigen Zeit am richtigen Standort in einwandfreiem Zustand in einer Pufferstation 27 für den Einbauvorgang 11 bereitgestellt und bei der temporären Aufrüstung nach dem Ausbauvorgang 14 geprüft, aufbereitet und im Bestand 28 für einen erneuten Einsatz wieder eingelagert werden. Um eine hohe Verfügbarkeit des Aufrüstsatzes entsprechend dem Bedarf des jeweiligen Fahrzeug-Nutzers zu gewährleisten und um eine hohe Auslastung des Bestandes zu erreichen, erfolgen eine Bedarfserfassung, die Steuerung des Versorgungskreislaufs 29 und die Bestandführung erfindungsgemäß ebenfalls über die Vorrichtung 16.The control of the supply circuit 29 and the management of the stock 28 This is a complex task, especially when the upgrade kit is shared for several vehicles. The upgrade kit must, according to the needs of the respective vehicle user, with battery modules of the right type in the right number at the right time in the right location and in perfect condition in a buffer station 27 for the installation process 11 provided and for the temporary upgrade after the expansion process 14th checked, prepared and in stock 28 can be stored again for re-use. In order to ensure a high availability of the upgrade kit according to the needs of the respective vehicle user and to achieve a high level of utilization of the stock, a needs assessment is carried out, the control of the supply circuit 29 and inventory management according to the invention also via the device 16 .

Der Bestand 28 wird dazu mit einer Ein-/Ausgabe-Einheit 31 des Betreibers in einer Datenbank 40 der Vorrichtung erfasst. Der Bedarf des Fahrzeug-Nutzers 10 wird über einen Bedarfserfassungsvorgang 30 mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 des Betreibers oder mit einer Ein-/Ausgabe-Einheit 32 des Fahrzeug-Nutzers ebenfalls in der Datenbank erfasst. Der Betreiber führt daraufhin mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 eine entsprechende Bestandsreservierung in der Datenbank durch, erfasst für das Fahrzeug mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 einen Versorgungs- und Einsatzauftrag 100 und steuert anhand dieses Versorgungs- und Einsatzauftrags und der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 den Versorgungskreislauf 29, so dass der Aufrüstsatz, entsprechend dem Bedarf des Fahrzeug-Nutzers, in der Pufferstation 27 für den Einbauvorgang 11 bereitgestellt und nach einem Einsatz im Fahrzeug dem Bestand 28 wieder zugeführt wird.The stock 28 is used for this with an input / output unit 31 of the operator in a database 40 detected by the device. The needs of the vehicle user 10 is via a needs recording process 30th with the input / output unit 31 of the operator or with an input / output unit 32 of the vehicle user is also recorded in the database. The operator then leads with the input / output unit 31 a corresponding inventory reservation in the database, recorded for the vehicle with the input / output unit 31 a supply and deployment order 100 and controls on the basis of this supply and deployment order and the input / output unit 31 the supply circuit 29 so that the upgrade kit, according to the needs of the vehicle user, in the buffer station 27 for the installation process 11 provided and after a use in the vehicle the inventory 28 is fed back.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit können in 2 lediglich ausgewählte Teilaspekte der Erfindung dargestellt werden. Das gesamte Verfahren der Aufrüstung einschließlich der Steuerung des Versorgungskreislaufs wird nachfolgend anhand weiterer Figuren im Detail beschrieben.For the sake of clarity, 2 only selected partial aspects of the invention are shown. The entire process of upgrading including the control of the supply circuit is described in detail below with reference to further figures.

3 zeigt schematisch den Kreislauf für die Versorgung der Aufrüststation in einer Übersicht. Anhand der Darstellung wird deutlich, dass die Versorgung bei der temporären Aufrüstung in einem Kreislauf 29 erfolgt, der mindestens einen über die Vorrichtung 16 durchgeführten Planungsvorgang 33, mindestens den einen über die Vorrichtung durchgeführten Bedarfserfassungsvorgang 30, mindestens einen über die Vorrichtung durchgeführten Bewirtschaftungsvorgang 34, mindestens einen über die Vorrichtung durchgeführten Dispositionsvorgang 35, mindestens einen über die Vorrichtung durchgeführten Versorgungsvorgang 36, mindestens einen über die Vorrichtung verfolgten Einsatzvorgang 37, mindestens den einen über die Vorrichtung durchgeführten Einbauvorgang 11, mindestens den einen über die Vorrichtung durchgeführten Ausbauvorgang 14, und mindestens einen über die Vorrichtung durchgeführten Bezahlvorgang 38 umfasst. 3 shows schematically the circuit for the supply of the upgrade station in an overview. Based on the illustration it becomes clear that the supply with the temporary upgrade is in a cycle 29 takes place, the at least one on the device 16 carried out planning process 33 , at least the one requirement recording process carried out via the device 30th , at least one management process carried out via the device 34 , at least one scheduling process carried out via the device 35 , at least one supply process carried out via the device 36 , at least one operation tracked via the device 37 , at least the one installation process carried out on the device 11 , at least the one removal process carried out on the device 14th , and at least one payment process carried out via the device 38 includes.

Eine Steuerung des Kreislaufs 29, mit dem die Aufrüststation 15 über den Versorgungsvorgang 36 aus dem Bestand 28 mit dem Aufrüstsatz 13, entsprechend dem beim Bedarfserfassungsvorgang 30 erfassten Bedarf, für den Einbauvorgang 11 und den Ausbauvorgang 14 versorgt wird, erfolgt erfindungsgemäß über einen Versorgungs- und Einsatzauftrag 100, den der Betreiber beim Dispositionsvorgang 35 mit der Vorrichtung erfasst.A control of the cycle 29 with which the upgrade station 15th about the supply process 36 from the inventory 28 with the upgrade kit 13 , according to the requirement recording process 30th recorded demand for the installation process 11 and the expansion process 14th is supplied, takes place according to the invention via a supply and deployment order 100 the operator during the disposition process 35 detected with the device.

Entsprechend dem im Versorgungs- und Einsatzauftrag erfassten Bedarf aus dem Bedarfserfassungsvorgang 30 wird das Batteriemodul 12 dem Bestand 28 über den Versorgungsvorgang 36 in einer für das Fahrzeug über den Planungsvorgang 33 geplanten Anzahl entnommen, zum Aufrüstsatz 13 kommissioniert, für den Einbauvorgang 11 in der Aufrüststation bereitgestellt und nach dem Ausbauvorgang 14 über den Versorgungsvorgang 36 dem Bestand 28 wieder zugeführt.According to the demand recorded in the supply and deployment order from the demand recording process 30th becomes the battery module 12 the stock 28 about the supply process 36 in one for the vehicle via the planning process 33 planned number taken for the upgrade kit 13 picked for the installation process 11 provided in the upgrade station and after the removal process 14th about the supply process 36 the stock 28 fed back.

Im Zuge des Ausbauvorgangs bzw. im Anschluss daran werden Ladevorgänge des Aufrüstsatzes und eine verbrauchte Energiemenge während eines Einsatzvorgangs 37 im Versorgungs- und Einsatzauftrag erfasst und stehen somit für eine Bezahlvorgang 38 durch den Fahrzeug-Nutzer bereit. Der Einsatzvorgang des Aufrüstsatzes im Fahrzeug wird dazu über die Vorrichtung verfolgt.In the course of the expansion process or afterwards, charging processes of the upgrade kit and an amount of energy consumed during an operation 37 recorded in the supply and deployment order and thus represent a payment process 38 ready by the vehicle user. The process of using the upgrade kit in the vehicle is tracked via the device.

Damit für den Versorgungsvorgang 36, entsprechend dem im Versorgungs- und Einsatzauftrag erfassten Bedarf, ein ausreichender Bestand 28 mit dem richtigen Batteriemodul 12 in der über den Planungsvorgang 33 geplanten Anzahl zur Verfügung steht, wird der Bestand vom Betreiber über den Bewirtschaftungsvorgang 34 mit der Vorrichtung geführt. Die Bestandsführung erfolgt dabei erfindungsgemäß hinsichtlich einer geplanten Verfügbarkeit und Auslastung des Batteriemoduls.So for the supply process 36 A sufficient stock, according to the requirements recorded in the supply and deployment order 28 with the right battery module 12 in the about the planning process 33 planned number is available, the operator uses the management process to determine the inventory 34 out with the device. Inventory management takes place according to the invention with regard to a planned availability and utilization of the battery module.

Die einzelnen Vorgänge des Kreislaufs werden anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben.The individual processes of the cycle are described in more detail using the following figures.

4 zeigt schematisch die Verfahrensschritte zum Planungsvorgang 33 aus 3. Erfindungsgemäß erfolgt die Batteriekapazitäts-Aufrüstung über einen aus mindestens einem Batteriemodul bestehenden Aufrüstsatz. Das Batteriemodul wird dazu beim Versorgungsvorgang aus einem Bestand des Betreibers in der für das Fahrzeug benötigten Anzahl satzweise kommissioniert und als Aufrüstsatz für den Einbauvorgang bereitgestellt. 4th shows schematically the procedural steps for the planning process 33 out 3 . According to the invention, the battery capacity upgrade takes place via an upgrade kit consisting of at least one battery module. For this purpose, the battery module is picked in sets during the supply process from a stock of the operator in the number required for the vehicle and made available as an upgrade kit for the installation process.

Um die Batteriekapazitäts-Aufrüstung für verschiedene Fahrzeugtypen mit einer unterschiedlichen Geometrie des Batteriefachs 9, einer unterschiedlichen mechanischen Schnittstelle 44-A und einer unterschiedlichen elektrischen Schnittstelle 45 zu ermöglichen, werden mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 über den Fahrzeugtyp-Erfassungs- und Speichervorgang 39 zunächst die für die Aufrüstung geplanten Fahrzeugtypen in der Datenbank 40 erfasst und für nachfolgende Vorgänge gespeichert.To upgrade the battery capacity for different vehicle types with a different geometry of the battery compartment 9 , a different mechanical interface 44-A and a different electrical interface 45 to be made possible with the input / output unit 31 via the vehicle type acquisition and storage process 39 First the vehicle types planned for the upgrade in the database 40 recorded and saved for subsequent processes.

Auf Grundlage der erfassten Fahrzeugtypen wird anschließend über einen Aufrüstsatz-Planungsvorgang 41 der jeweilige Aufrüstsatz geplant und eine für das jeweilige Fahrzeug benötigte Art und Anzahl des Batteriemoduls sowie eine entsprechende Anordnung im Batteriefach festgelegt. Für Fahrzeugtypen mit einem großen Batteriefach wird eine entsprechend größere Anzahl des Batteriemoduls geplant als bei einem kleinen Batteriefach. Art und Anzahl werden sowohl für eine Bestandsplanung im Rahmen des Bewirtschaftungsvorgangs 34 als auch für den Dispositionsvorgang 35 und den Versorgungsvorgang 36 benötigt. Die Anordnung hat Einfluss auf den Einbauvorgang 11 und den Ausbauvorgang 14. Daher werden beim Planungsvorgang Art, Anzahl und Anordnung des Batteriemoduls mit der Vorrichtung erfasst und gespeichert.Based on the recorded vehicle types, an upgrade kit planning process is then carried out 41 the respective upgrade kit is planned and the type and number of battery modules required for the respective vehicle and a corresponding arrangement in the battery compartment are specified. For vehicle types with a large battery compartment, a correspondingly larger number of battery modules is planned than for a small battery compartment. Type and number are used both for inventory planning in the context of the management process 34 as well as for the disposition process 35 and the supply process 36 needed. The arrangement influences the installation process 11 and the expansion process 14th . Therefore, during the planning process, the type, number and arrangement of the battery module are recorded and stored with the device.

Da die Aufrüstung unterschiedlicher Fahrzeugtypen erfindungsgemäß mit vorzugsweise einheitlichen Batteriemodulen erfolgt, wird über einen Planungsvorgang 42 zudem eine Koppeleinrichtung, nachfolgend als Adapter 43 bezeichnet, geplant. Mit dem Adapter wird das Batteriemodul im Batteriefach an der mechanischen Schnittstelle 44-A befestigt und mit der elektrischen Schnittstelle 45 verbunden. Der Adapter gestattet eine Anpassung des einheitlichen Batteriemoduls an unterschiedliche mechanische und elektrische Schnittstellen verschiedener Fahrzeugtypen.Since different vehicle types are upgraded according to the invention with preferably uniform battery modules, a planning process 42 also a coupling device, hereinafter referred to as an adapter 43 designated, planned. With the adapter, the battery module is attached to the mechanical interface in the battery compartment 44-A attached and with the electrical interface 45 connected. The adapter allows the standardized battery module to be adapted to different mechanical and electrical interfaces of different vehicle types.

Auch die Bahnkurve 23 für den Ein- bzw. Ausbauvorgang kann fahrzeugtypabhängig variieren und wird mit dem Bahnkurven-Planungsvorgang 46 entsprechend über die Vorrichtung geplant.Also the trajectory 23 for the installation and removal process can vary depending on the vehicle type and is based on the trajectory planning process 46 planned accordingly on the device.

Damit der Fahrzeug-Nutzer beim Bedarfserfassungsvorgang 30 einen für sich günstig gelegenen Standort für die Aufrüstung über die Vorrichtung auswählen kann und um die Aufrüststation an diesem Standort zu einem vom Fahrzeug-Nutzer gewünschten Termin zu reservieren, enthält der Planungsvorgang darüber hinaus mindestens einen vom Betreiber mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Standort-Erfassungs- und Speichervorgang 47.So that the vehicle user during the requirement recording process 30th can select a conveniently located location for the upgrade via the device and to reserve the upgrade station at this location at a date desired by the vehicle user, the planning process also includes at least one from the operator with the input / output unit 31 performed location acquisition and storage process 47 .

Dementsprechend umfasst der Planungsvorgang mindestens einen mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Fahrzeugtyp-Erfassungs- und Speichervorgang 39 für eine Erfassung und Speicherung zumindest eines Fahrzeugtyps des Elektrofahrzeugs in einer Datenbank 40 der Vorrichtung, mindestens einen für den erfassten Fahrzeugtyp durchgeführten Aufrüstsatz-Planungsvorgang 41 für eine Planung des Aufrüstsatzes 13, mindestens einen für den erfassten Fahrzeugtyp durchgeführten Adapter-Planungsvorgang 42 für eine Planung des Adapters 43 für eine Anbindung des Aufrüstsatzes 13 an die mechanische Schnittstelle 44-A und an die elektrische Schnittstelle 45 im Batteriefach 9, mindestens einen für den erfassten Fahrzeugtyp durchgeführten Bahnkurven-Planungsvorgang 46 für eine Planung der Bahnkurve 23 und mindestens einen mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Standort-Erfassungs- und Speichervorgang 47 für eine Erfassung und Speicherung eines Standortes der Aufrüststation 15.Accordingly, the planning process includes at least one with the input / output unit 31 carried out vehicle type acquisition and storage process 39 for recording and storing at least one vehicle type of the electric vehicle in a database 40 of the device, at least one upgrade kit planning process carried out for the detected vehicle type 41 for planning the upgrade kit 13 , at least one adapter planning process carried out for the vehicle type detected 42 for planning the adapter 43 for connecting the upgrade kit 13 to the mechanical interface 44-A and to the electrical interface 45 In the battery compartment 9 , at least one trajectory planning process carried out for the detected vehicle type 46 for planning the trajectory 23 and at least one with the input / output unit 31 performed site Acquisition and storage process 47 for recording and storing a location of the upgrade station 15th .

5 zeigt schematisch die Verfahrensschritte zum Aufrüstsatz-Planungsvorgang 41 aus 4. Beim Aufrüstsatz-Planungsvorgang werden für den Aufrüstsatz im Wesentlichen Batteriemodultyp, Batteriemodulanzahl und Batteriemodulanordnung geplant. 5 shows schematically the process steps for the upgrade kit planning process 41 out 4th . In the upgrade kit planning process, the battery module type, number of battery modules and battery module arrangement are essentially planned for the upgrade kit.

Um eine geometrische und elektrische Kompatibilität des Batteriemoduls zum Elektrofahrzeug zu gewährleisten, werden beim Aufrüstsatz-Planungsvorgang zuerst die in der Datenbank 40 erfassten, für die Aufrüstung vorgesehenen Fahrzeugtypen über einen Datenbank-Abfragevorgang 48 abgerufen (Fahrzeugtyp-Erfassungsvorgang siehe 4).In order to ensure geometrical and electrical compatibility of the battery module with the electric vehicle, when planning the upgrade kit, the data in the database are first entered 40 recorded vehicle types intended for the upgrade via a database query process 48 retrieved (vehicle type registration process see 4th ).

Beim Planungs- und Erfassungsvorgang 49 legt der Betreiber einen für den jeweiligen Fahrzeugtyp geeigneten Batteriemodultyp fest. Der Aufrüstsatz 13 besteht, wie bereits angeführt, vorzugsweise aus einheitlichen Batteriemodulen 12. Das ermöglicht dem Betreiber, die Aufrüstung von mehr als einem Fahrzeugtyp mit dem gleichen Batteriemodultyp durchzuführen und dadurch Kosten einzusparen.During the planning and recording process 49 the operator specifies a battery module type suitable for the respective vehicle type. The upgrade kit 13 consists, as already mentioned, preferably of uniform battery modules 12 . This enables the operator to upgrade more than one type of vehicle with the same type of battery module and thereby save costs.

Bei sehr unterschiedlichen Elektrofahrzeugen lässt sich eine Vereinheitlichung des Batteriemoduls 12 über eine Klassifizierung der Fahrzeuge erreichen, indem Fahrzeuge mit ähnlicher Batteriefachgeometrie, insbesondere ähnlicher Batteriefachbreite, ähnlicher Spannung und ähnlichem Lade-/Entladeverhalten der Basisbatterie zu Klassen gebündelt und einem dafür geeigneten Batteriemodultyp zugeordnet werden (Beispiel für eine Klassifizierung nach Größenklassen siehe 33-d).In the case of very different electric vehicles, the battery module can be standardized 12 can be achieved by classifying the vehicles by grouping vehicles with a similar battery compartment geometry, in particular a similar battery compartment width, similar voltage and similar charging / discharging behavior of the basic battery into classes and assigning them to a suitable battery module type (for an example of a classification according to size classes, see 33-d ).

Dementsprechend wird der Aufrüstsatz für mehr als einen Fahrzeugtyp bevorzugt aus dem gleichen Batteriemodultyp geplant, wobei Batteriemodulanzahl und Batteriemodulanordnung entsprechend einer Batteriefachgröße und Anordnung der Basisbatterie variieren kann, über den erfindungsgemäßen Adapter 43 an die fahrzeugtypspezifischen Schnittstellen 44-A und 45 angebunden und erforderlichenfalls an eine elektrische Spannung und an ein Lade- bzw. Entladeverhalten der Basisbatterie 4 angepasst (siehe auch 34).Accordingly, the upgrade kit for more than one type of vehicle is preferably planned from the same battery module type, the number of battery modules and the battery module arrangement being able to vary according to a battery compartment size and arrangement of the basic battery, via the adapter according to the invention 43 to the vehicle type-specific interfaces 44-A and 45 connected and, if necessary, to an electrical voltage and to a charging or discharging behavior of the basic battery 4th adapted (see also 34 ).

Besonders vorteilhaft erscheint es, wenn der Aufrüstsatz aus dem gleichen Batteriemodultyp geplant wird wie die Basisbatterie, denn das führt beim Aufrüstsatz zu einer weiteren Kostenreduzierung und erleichtert die elektrische Anpassung an die Basisbatterie.It appears to be particularly advantageous if the upgrade kit is planned from the same battery module type as the basic battery, because this leads to a further cost reduction for the upgrade kit and facilitates the electrical adaptation to the basic battery.

Nach dem Planungs- und Erfassungsvorgang 49 für die Planung des Batteriemodultyps werden mit den Planungs- und Erfassungsvorgängen 50 und 51 Anzahl und Anordnung des Batteriemoduls im Batteriefach 9 geplant.After the planning and recording process 49 for planning the battery module type, the planning and recording processes 50 and 51 Number and arrangement of the battery module in the battery compartment 9 planned.

Für den Bewirtschaftungsvorgang 34, Dispositionsvorgang 35 und den Versorgungsvorgang 36 ist eine eindeutige Zuordnung des Aufrüstsatzes zum Fahrzeugtyp, zum Batteriemodultyp sowie zur geplanten Anzahl und Anordnung zweckmäßig. Der Aufrüstsatz wird daher einschließlich dieser Zuordnung unter einer entsprechenden Bezeichnung mit einer Zeichnungsnummer über die Vorgänge 52 bis 54 in der Datenbank 40 erfasst. Das erleichtert eine Durchführung der Vorgänge 34 bis 36 und verhindert entsprechende Fehler.For the management process 34 , Disposition process 35 and the supply process 36 It is advisable to clearly assign the upgrade kit to the vehicle type, the battery module type and the planned number and arrangement. The upgrade kit is therefore including this assignment under a corresponding designation with a drawing number about the processes 52 to 54 in the database 40 detected. This makes it easier to carry out the processes 34 to 36 and prevents corresponding errors.

Demzufolge umfasst der Aufrüstsatz-Planungsvorgang 41 einen mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Datenbank-Abfragevorgang 48 des in der Datenbank 40 erfassten Fahrzeugtyps, einen mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Planungs- und Erfassungsvorgang 49 für einen dem geplanten Aufrüstsatz zuzuordnenden Batteriemodultyp, einen mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Planungs- und Erfassungsvorgang 50 für eine dem geplanten Aufrüstsatz zuzuordnende Batteriemodulanzahl, einen mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Planungs- und Erfassungsvorgang 51 für eine dem geplanten Aufrüstsatz zuzuordnende Batteriemodulanordnung am Adapter 43, einen mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Zuordnungsvorgang 52 für eine Zuordnung des Fahrzeugtyps zum geplanten Batteriemodultyp mit der entsprechenden Anzahl und Anordnung, einen mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Aufrüstsatz-Erfassungsvorgang 53 für eine Erfassung des Aufrüstsatzes mit dieser Zuordnung sowie mit einer Bezeichnung und einer Zeichnungsnummer für den Aufrüstsatz, und einen Speichervorgang 54 für eine Speicherung des erfassten Aufrüstsatzes in der Datenbank.Accordingly, the upgrade kit includes planning process 41 one with the input / output unit 31 performed database query process 48 des in the database 40 detected vehicle type, one with the input / output unit 31 carried out planning and recording process 49 for a battery module type to be assigned to the planned upgrade kit, one with the input / output unit 31 carried out planning and recording process 50 for a number of battery modules to be assigned to the planned upgrade kit, one with the input / output unit 31 carried out planning and recording process 51 for a battery module arrangement on the adapter to be assigned to the planned upgrade kit 43 , one with the input / output unit 31 performed assignment process 52 for an assignment of the vehicle type to the planned battery module type with the corresponding number and arrangement, one with the input / output unit 31 carried out upgrade kit acquisition process 53 for recording the upgrade kit with this assignment and with a designation and a drawing number for the upgrade kit, and a storage process 54 for saving the recorded upgrade kit in the database.

6 zeigt schematisch die Verfahrensschritte zum Adapter-Planungsvorgang 42 aus 4. Der Aufrüstsatz mit dem Batteriemodul wird erfindungsgemäß besonders vorteilhaft über den Adapter 43 mit der mechanischen Schnittstelle 44-A und der elektrischen Schnittstelle 45 im Batteriefach 9 verbunden. Entsprechende Darstellungen sind in den Figuren zum Aufrüstsatz und zum Elektrofahrzeug zu finden. 6 shows schematically the process steps for the adapter planning process 42 out 4th . According to the invention, the upgrade kit with the battery module is particularly advantageous via the adapter 43 with the mechanical interface 44-A and the electrical interface 45 In the battery compartment 9 connected. Corresponding representations can be found in the figures for the upgrade kit and the electric vehicle.

Erst durch den Adapter lässt sich das Batteriemodul 12 typübergreifend vereinheitlichten. Erforderlichenfalls kann der Aufrüstsatz, entsprechend 34, an eine andere elektrische Spannung angepasst werden.Only through the adapter can the battery module 12 unify across types. If necessary, the upgrade kit can be used accordingly 34 , can be adapted to a different electrical voltage.

Über den Adapter-Planungsvorgang 42 wird zu jedem in der Datenbank erfassten Fahrzeugtyp und Aufrüstsatz ein entsprechender Adapter geplant. Die entsprechenden Fahrzeugtypen und Aufrüstsätze werden über einen Datenbank-Abfragevorgang 55 aus der Datenbank 40 abgerufen. Die Planung des Adapters hinsichtlich einer Geometrie und einer Anbindung erfolgt dabei über die Planungsvorgänge 56 und 57.Via the adapter planning process 42 becomes for every vehicle type recorded in the database and upgrade kit, a corresponding adapter is planned. The corresponding vehicle types and upgrade kits are queried via a database 55 from the database 40 retrieved. The planning of the adapter with regard to a geometry and a connection takes place via the planning processes 56 and 57 .

Die Planung der Geometrie des Adapters richtet sich nach einer fahrzeugtypspezifischen Geometrie des Batteriefachs und der für den Aufrüstsatz geplanten Batteriemodule nach Batteriemodultyp, Batteriemodulanzahl und Batteriemodulanordnung (vgl. 5).The planning of the geometry of the adapter is based on the vehicle-type-specific geometry of the battery compartment and the battery modules planned for the upgrade kit according to the battery module type, number of battery modules and battery module arrangement (cf. 5 ).

Sofern die Basisbatterie ebenfalls im Batteriefach untergebracht ist, werden die Basisbatterie und deren Anordnung bei der Planung des Adapters dementsprechend mit berücksichtigt. Die Anbringung der Basisbatterie kann dabei entweder direkt oder über den Adapter an den fahrzeugseitigen Schnittstellen 44-A und 45 geplant werden (siehe auch 36-h bis 36-k).If the base battery is also housed in the battery compartment, the base battery and its arrangement are taken into account when planning the adapter. The base battery can be attached either directly or via the adapter to the interfaces on the vehicle 44-A and 45 be planned (see also 36-h to 36-k ).

Wenn die Befestigung der Basisbatterie über den Adapter geplant ist wird für die Basisbatterie vorzugsweise das gleiche Batteriemodul verwendet wie für den Aufrüstsatz. Dadurch kann eine adapterseitige Schnittstelle zur batteriemodulseitigen Aufnahme 61 vereinheitlicht werden (vgl. 35-a). Die Batteriemodule des Aufrüstsatzes und der Basisbatterie werden in diesem Fall vorzugsweise in ein und derselben Befestigungsebene 62 aufgereiht am Adapter aufgenommen (siehe 36-h). Alternativ kann eine Integration des Adapters in ein Gehäuse der Basisbatterie geplant werden (siehe 36-n).If the attachment of the base battery is planned via the adapter, the same battery module is preferably used for the base battery as for the upgrade kit. As a result, an interface on the adapter side can be used for receiving the battery module 61 be standardized (cf. 35-a ). The battery modules of the upgrade kit and the basic battery are in this case preferably in one and the same mounting plane 62 added lined up on the adapter (see 36-h ). Alternatively, integration of the adapter into a housing of the basic battery can be planned (see 36-n ).

Die Anbindung des Adapters zu den fahrzeugseitigen Schnittstellen 44-A und 45 wird jeweils fahrzeugtypspezifisch geplant.The connection of the adapter to the vehicle-side interfaces 44-A and 45 is planned for each vehicle type.

Um einen reibungslosen Ein- und Ausbau des Aufrüstsatzes zu gewährleisten, wird jedem Fahrzeugtyp ein bestimmter Adapter und jedem Adapter ein bestimmter Aufrüstsatz zugeordnet, wobei der Adapter mehr als einem Fahrzeugtyp und Aufrüstsatz zugeordnet sein kann. Der so geplante Adapter wird einschließlich dieser Zuordnungen über die Vorgänge 58 bis 60 in der Datenbank 40 erfasst.To ensure smooth installation and removal of the upgrade kit, a specific adapter is assigned to each vehicle type and a specific upgrade kit is assigned to each adapter, the adapter being able to be assigned to more than one vehicle type and upgrade kit. The adapter planned in this way, including these assignments, is made via the operations 58 to 60 in the database 40 detected.

Der Adapter-Planungsvorgang 42 umfasst dementsprechend einen mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Datenbank-Abfragevorgang 55 des in der Datenbank 40 erfassten Fahrzeugtyps und Aufrüstsatzes, einen Planungsvorgang 56 für eine dem geplanten Aufrüstsatz und einer Größe des Batteriefachs entsprechende Geometrie des Adapters 43, einen Planungsvorgang 57 für eine Anbindung dieses Adapters an batteriemodulseitige Aufnahmen 61, an die mechanische Schnittstelle 44-A und an die elektrische Schnittstelle 45 im Batteriefach, einen mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Adapter-Erfassungsvorgang 58 für eine Erfassung dieses Adapters anhand einer Bezeichnung und einer Zeichnungsnummer für den Adapter, einen mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Zuordnungsvorgang 59 für eine Zuordnung diese Adapters zum Fahrzeugtyp und zum Aufrüstsatz und einen Speichervorgang 60 für eine Speicherung des erfassten Adapters mit der Zuordnung zum Fahrzeugtyp und zum Aufrüstsatz in der Datenbank.The adapter planning process 42 accordingly comprises one with the input / output unit 31 performed database query process 55 des in the database 40 recorded vehicle type and upgrade kit, a planning process 56 for a geometry of the adapter corresponding to the planned upgrade kit and a size of the battery compartment 43 , a planning process 57 for connecting this adapter to receptacles on the battery module side 61 , to the mechanical interface 44-A and to the electrical interface 45 in the battery compartment, one with the input / output unit 31 adapter discovery process performed 58 for recording this adapter using a designation and a drawing number for the adapter, one with the input / output unit 31 performed assignment process 59 for an assignment of this adapter to the vehicle type and to the upgrade kit and a storage process 60 for storing the recorded adapter with the assignment to the vehicle type and to the upgrade kit in the database.

7 zeigt schematisch die Verfahrensschritte zum Bahnkurven-Planungsvorgang 46 aus 4. Für den Ein- bzw. Ausbau des Aufrüstsatzes in der Mensch-Roboter-Kooperation muss die Bahnkurve 23 für die Positionierung des Greifers 17 bzw. 18 zum Batteriefach 9 geplant und in der Steuerung 22 des Roboters 19 programmiert werden. 7th shows schematically the process steps for the trajectory planning process 46 out 4th . For the installation or removal of the upgrade kit in human-robot cooperation, the path curve 23 for positioning the gripper 17th or. 18th to the battery compartment 9 planned and in control 22nd of the robot 19th programmed.

Die Bahnkurve ist abhängig vom Fahrzeugtyp, Aufrüstsatz und Adapter und wird beim Bahnkurven-Planungsvorgang 46 jeweils für die Soll-Lage 25 des Fahrzeugs geplant. In der Soll-Lage hat das Elektrofahrzeug eine bestimmte Höhe über einem Boden der Aufrüststation, so dass die FahrzeugUnterseite 8 mit dem Batteriefach 9 mit dem Greifer und vom Mitarbeiter von unten zugänglich ist (Einbauhöhe H, siehe 27). Dementsprechend wird Stehhöhe unter dem Fahrzeug geplant. Das Fahrzeug wird dazu mit einer Fahrzeug-Aufnahme 120, beispielsweise einer Hebebühne 228, auf ca. 1,80 m bis 2,00 m Höhe angehoben.The trajectory depends on the vehicle type, upgrade kit and adapter and is used during the trajectory planning process 46 each for the target position 25th of the vehicle planned. In the target position, the electric vehicle has a certain height above a floor of the upgrade station, so that the underside of the vehicle 8th with the battery compartment 9 is accessible from below with the gripper and by the employee (installation height H, see 27 ). Headroom under the vehicle is planned accordingly. The vehicle is equipped with a vehicle mount 120 , for example a lifting platform 228 , raised to a height of approx. 1.80 m to 2.00 m.

Da der Aufrüstsatz beim Versorgungsvorgang 36 in der Pufferstation 27 neben dem Roboter 19 bereitgestellt wird, ist eine Geometrie der Bahnkurve von einer Bereitstellungsposition des Aufrüstsatzes in der Pufferstation, einer Geometrie des Batteriemoduls, der geplanten Anzahl und Anordnung des Batteriemoduls im Batteriefach, der geplanten Soll-Lage des Fahrzeugs für den Ein- bzw. Ausbauvorgang, einer Position des Roboters und ggf. einer Störkontur der Fahrzeug-Aufnahme abhängig. Die Geometrie der Bahnkurve hängt zudem von einer fahrzeugtypabhängigen Anordnung und Geometrie des Batteriefachs sowie davon ab, ob die Batteriemodule einzeln nacheinander oder satzweise im Fahrzeug ein- bzw. ausgebaut werden.As the upgrade kit during the supply process 36 in the buffer station 27 next to the robot 19th is provided is a geometry of the trajectory of a provision position of the upgrade kit in the buffer station, a geometry of the battery module, the planned number and arrangement of the battery module in the battery compartment, the planned target position of the vehicle for the installation or removal process, a position of the Robot and possibly an interfering contour of the vehicle recording dependent. The geometry of the trajectory also depends on a vehicle-type-dependent arrangement and geometry of the battery compartment and on whether the battery modules are installed or removed in the vehicle individually one after the other or in sets.

Aufgrund der zuvor beschriebenen Abhängigkeiten geht dem Planungsvorgang 64 für die Planung der Geometrie der Bahnkurve ein Abfragevorgang 63 der in der Datenbank 40 erfassten Fahrzeugtypen, Aufrüstsätze und Adapter voraus.The planning process is due to the dependencies described above 64 a query process for planning the geometry of the trajectory 63 the one in the database 40 registered vehicle types, upgrade kits and adapters.

Im Anschluss an oder während des Planungsvorgangs 64 findet ein Programmiervorgang 65 statt. Beim Programmiervorgang 65 wird die vom Betreiber geplante Bahnkurve 23 in der Steuerung 22 des Roboters 19 Punkt für Punkt programmiert. Die Programmierung der einzelnen Punkte der Bahnkurve kann beispielsweise durch „Teachen“ erfolgen und bildet quasi eine Kulisse für die menschgeführte Positionierung des Roboters über die Handbedieneinheit 21.After or during the planning process 64 a programming process takes place 65 instead of. During the programming process 65 becomes the trajectory planned by the operator 23 in the control 22nd of the robot 19th Programmed point by point. The programming of the individual points of the trajectory can be done, for example, by "teaching" and forms a kind of backdrop for the human-guided positioning of the robot via the manual control unit 21st .

Erfindungsgemäß sind zudem für jede geplante Bahnkurve ein Erfassungsvorgang 66, ein Zuordnungsvorgang 67 und ein Speichervorgang 68 in der Datenbank vorgesehen. Die geplante Bahnkurve wird dazu über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 mit einer Bezeichnung und einer Programmnummer erfasst, dem jeweiligen Fahrzeugtyp, Aufrüstsatz und Adapter zugeordnet und in der Datenbank 40 gespeichert. Dadurch lässt sich über eine Koinzidenzprüfung für das in der Aufrüststation bereitstehende Fahrzeug feststellen, ob für den Fahrzeugtyp die richtige Bahnkurve in der Steuerung 22 geladen und der richtige, zum Adapter passende Aufrüstsatz in der Pufferstation bereitgestellt ist.According to the invention, there is also a detection process for each planned trajectory 66 , an assignment process 67 and a save process 68 provided in the database. The planned trajectory is used via the input / output unit 31 recorded with a designation and a program number, assigned to the respective vehicle type, upgrade kit and adapter and stored in the database 40 saved. In this way, a coincidence check for the vehicle waiting in the upgrade station can be used to determine whether the correct trajectory is in the control for the vehicle type 22nd loaded and the correct upgrade kit suitable for the adapter is provided in the buffer station.

Der Bahnkurven-Planungsvorgang 46 umfasst demnach einen mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Datenbank-Abfragevorgang 63 des in der Datenbank 40 erfassten Fahrzeugtyps, Aufrüstsatzes und Adapters, einen Planungsvorgang 64 für eine der Soll-Lage 25 des Elektrofahrzeugs sowie dem Fahrzeugtyp, dem Aufrüstsatz und dem Adapter entsprechende Geometrie der Bahnkurve 23 für den Einbauvorgang und/oder den Ausbauvorgang, einen Programmiervorgang 65 für eine Programmierung der Steuerung 22 mit der Geometrie der Bahnkurve, einen Erfassungsvorgang 66 mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 für eine Erfassung einer Bezeichnung und einer Programmnummer der Bahnkurve, einen Zuordnungsvorgang 67 für eine Zuordnung der Bezeichnung und Programmnummer der Bahnkurve zum Fahrzeugtyp, Aufrüstsatz und Adapter im Hinblick auf eine Koinzidenzprüfung und einen Speichervorgang 68 für eine Speicherung der erfassten Bahnkurve mit der Bezeichnung und Programmnummer sowie der Zuordnung zum Fahrzeugtyp, Aufrüstsatz und Adapter in der Datenbank 40.The trajectory planning process 46 accordingly includes one with the input / output unit 31 performed database query process 63 des in the database 40 recorded vehicle type, upgrade kit and adapter, a planning process 64 for one of the target positions 25th of the electric vehicle as well as the vehicle type, the upgrade kit and the adapter corresponding to the geometry of the trajectory 23 for the installation process and / or the removal process, a programming process 65 for programming the control 22nd with the geometry of the trajectory, an acquisition process 66 with the input / output unit 31 for recording a designation and a program number of the trajectory, an assignment process 67 for an assignment of the designation and program number of the trajectory to the vehicle type, upgrade kit and adapter with regard to a coincidence check and a storage process 68 for storing the recorded trajectory with the designation and program number as well as the assignment to the vehicle type, upgrade kit and adapter in the database 40 .

8 zeigt schematisch die Verfahrensschritte zum Bedarfserfassungsvorgang 30 aus 3. Der Bedarfserfassungsvorgang bildet für den Betreiber der Aufrüststation die Grundlage für die Steuerung des Versorgungskreislaufs 29 und für eine dementsprechende Führung des Bestandes 28. 8th shows schematically the process steps for the needs recording process 30th out 3 . For the operator of the upgrade station, the requirement recording process forms the basis for controlling the supply circuit 29 and for a corresponding management of the stock 28 .

Über die Erfassungsvorgänge 69 bis 71 mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 oder 32 werden zumindest Angaben zur Identifizierung des Fahrzeug-Nutzers, zum Elektrofahrzeug sowie zum Bedarf für die Aufrüstung mit Termin und Standort erfasst. Zum Elektrofahrzeug werden insbesondere Fahrzeugtyp und/oder Fahrzeug-Ident-Nummer benötigt. Darüber hinaus können weitere Angaben zur Identifizierung, wie beispielsweise Benutzerkennwort, Bankverbindung, Post- und E-Mail-Adresse etc. erfasst und authentifiziert werden.About the acquisition processes 69 to 71 with the input / output unit 31 or 32 At least information about the identification of the vehicle user, the electric vehicle and the need for the upgrade with date and location are recorded. The vehicle type and / or vehicle identification number in particular are required for the electric vehicle. In addition, further identification information, such as user password, bank details, postal and e-mail address, etc., can be recorded and authenticated.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Bedarfserfassungsvorgangs lässt sich der Standort der gewählten Aufrüststation als Ziel bzw. Zwischenziel in eine Routenplanung mittels einer externen Datenübertragung an ein Fahrzeug-Navigationssystem übernehmen. Ist die Ein-/Ausgabe-Einheit 32 mit einer entsprechenden Navigationsfunktion ausgerüstet, kann eine Datenübertragung auch geräteintern erfolgen.In a particularly advantageous embodiment of the needs recording process, the location of the selected upgrade station can be adopted as a destination or intermediate destination in a route planning by means of an external data transmission to a vehicle navigation system. Is the input / output unit 32 Equipped with a corresponding navigation function, data transmission can also take place within the device.

In einer für autonomes Fahren prädestinierten Verfahrensvariante erfolgt der Bedarfserfassungsvorgang durch das Fahrzeug-Navigationssystem bei einer Routenplanung automatisch, indem vom Navigationssystem ein Bedarf und ein geeigneter Standort für die Aufrüstung anhand einer Reichweiten- und Entfernungsberechnung zu einem Reiseziel ermittelt und ggf. nach einer Bestätigung durch Fahrzeug-Nutzer und Betreiber in die Routenplanung übernommen werden.In a variant of the method that is predestined for autonomous driving, the vehicle navigation system automatically determines the needs for a route planning, in that the navigation system determines a need and a suitable location for the upgrade based on a range and distance calculation to a travel destination and possibly after confirmation by the vehicle -Users and operators are included in the route planning.

Sofern der Fahrzeug-Nutzer beim Bedarfserfassungsvorgang 71 noch keine Konkretisierung des Bedarfs nach Terminen und Standorten für die Aufrüstung vornehmen kann oder will, wird zumindest erfasst, an welchem Nutzungsmodell bzw. welcher Vertragsart (z.B. Aufrüstsatz mieten oder Anteilserwerb) Interesse besteht. Darüber hinaus können ein dementsprechender Vertrag sowie Informationen zum zukünftigen Bedarf erfasst werden. Informationen können beispielsweise Angaben über Fahrzeugnutzung, Reisegewohnheiten und Bedarfsschwerpunkte sein. Diese Angaben können für den Betreiber im Rahmen einer Bedarfsprognose beim Bewirtschaftungsvorgang nützlich sein. Die Konkretisierung des Bedarfs kann vom Fahrzeug-Nutzer zu einem späteren Zeitpunkt nachgeholt werden. Der Bedarfserfassungsvorgang wird zumindest einmal durchgeführt, kann jedoch entsprechend dem Bedarf des Fahrzeug-Nutzers beliebig oft wiederholt werden.Provided that the vehicle user during the requirement recording process 71 cannot or does not want to specify the need for dates and locations for the upgrade, it is at least recorded which usage model or which type of contract (e.g. renting an upgrade kit or acquiring shares) is interested. In addition, a corresponding contract and information on future needs can be recorded. Information can be, for example, details about vehicle use, travel habits and key needs. This information can be useful for the operator as part of a demand forecast during the management process. The vehicle user can make up the specification of the requirement at a later point in time. The requirement recording process is carried out at least once, but can be repeated as often as required according to the needs of the vehicle user.

Die Erfassungsvorgänge 69 bis 71 erfolgen, wie eingangs erwähnt, mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 oder 32. Der Fahrzeug-Nutzer kann die Erfassung mit einer eigenen Ein-/Ausgabe-Einheit 32 selbst vornehmen oder in einem persönlichen Dialog mit dem Betreiber über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 des Betreibers vornehmen lassen.The acquisition processes 69 to 71 take place, as mentioned above, with the input / output unit 31 or 32 . The vehicle user can do the recording with his own input / output unit 32 Do it yourself or in a personal dialog with the operator via the input / output unit 31 by the operator.

Die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 kann beispielsweise ein mit der Datenbank vernetzter PC mit Tastatur bzw. Maus, Monitor und Drucker, ein Laptop, ein Terminal oder auch ein Mobiltelefon mit Computerfunktionalität (Smart-Phone) sein. Für die Ein-/Ausgabe-Einheit 32 gilt entsprechendes. Auch eine im Elektrofahrzeug installierte Computer-Konsole mit Anzeige eignet sich als Ein-/Ausgabe-Einheit 32. Entscheidend ist eine Konnektivität zur Datenbank 40. Der Datenaustausch mit der Datenbank kann kabelgebunden oder drahtlos erfolgen und über ein auf der Ein-/Ausgabe-Einheit 32 installiertes Programm unterstützt sein.The input / output unit 31 can be, for example, a PC with a keyboard or mouse, monitor and printer, a laptop, a terminal or a mobile phone with computer functionality (smart phone) that is networked with the database. For the input / output unit 32 the same applies. Also a computer console installed in the electric vehicle The display is suitable as an input / output unit 32 . Connectivity to the database is crucial 40 . The data exchange with the database can be wired or wireless and via an on the input / output unit 32 installed program must be supported.

Über den Zuordnungsvorgang 72 wird der erfasste Fahrzeug-Nutzer mit dem erfassten Fahrzeugtyp und/oder der erfassten Fahrzeug-Ident-Nummer sowie dem erfassten Bedarf einem Nutzerkonto 73 zugeordnet. Das Nutzerkonto wird wiederum über den anschließenden Zuordnungsvorgang 74 einem für das Fahrzeug benötigten Aufrüstsatz zugeordnet. Anhand des im Nutzerkonto erfassten Fahrzeugtyps lässt sich die Zuordnung zum Aufrüstsatz und damit zum erforderlichen Batteriemodul nach Typ, Anzahl und Anordnung besonders einfach durchführen. Entsprechende Informationen wurden beim Planungsvorgang 33 in der Datenbank 40 erfasst.About the assignment process 72 the recorded vehicle user becomes a user account with the recorded vehicle type and / or the recorded vehicle identification number and the recorded need 73 assigned. The user account is in turn via the subsequent assignment process 74 assigned to an upgrade kit required for the vehicle. Based on the vehicle type recorded in the user account, the assignment to the upgrade kit and thus to the required battery module according to type, number and arrangement can be carried out particularly easily. Corresponding information was given during the planning process 33 in the database 40 detected.

Mit dem Speichervorgang 75 wird das Nutzerkonto einschließlich der Zuordnung zum Aufrüstsatz in der Datenbank 40 gespeichert, so dass der Betreiber den Bedarf des Fahrzeug-Nutzers über das gespeicherte Nutzerkonto disponieren und den Bestand entsprechend dem Bedarf bewirtschaften kann.With the save process 75 becomes the user account including the assignment to the upgrade kit in the database 40 stored so that the operator can plan the needs of the vehicle user via the stored user account and manage the stock according to the needs.

Der Bedarfserfassungsvorgang 30 umfasst somit einen mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 oder 32 durchgeführten Erfassungsvorgang 69 für zumindest eine Erfassung einer Identität des Fahrzeug-Nutzers 10, einen Erfassungsvorgang 70 für eine Erfassung des Fahrzeugtyps und/oder einer Fahrzeug-Ident-Nummer des vom Fahrzeug-Nutzer genutzten Elektrofahrzeugs, und mindestens einen Erfassungsvorgang 71 für eine Erfassung des Bedarfs des Fahrzeug-Nutzers anhand einer Vertragsart und/oder mindestens eines geplanten Termins und Standortes für den Einbauvorgang und/oder für den Ausbauvorgang, wobei die Erfassung des Termins und Standorts nachholbar ist.The needs registration process 30th thus includes one with the input / output unit 31 or 32 carried out acquisition process 69 for at least one detection of an identity of the vehicle user 10 , an acquisition process 70 for recording the vehicle type and / or a vehicle identification number of the electric vehicle used by the vehicle user, and at least one recording process 71 for recording the needs of the vehicle user on the basis of a contract type and / or at least one planned date and location for the installation process and / or for the removal process, with the recording of the date and location being catchable.

Darüber hinaus beinhaltet der Bedarfserfassungsvorgang einen mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Zuordnungsvorgang 72 für eine Zuordnung des erfassten Fahrzeug-Nutzers mit dem Fahrzeugtyp und/oder der Fahrzeug-Ident-Nummer und dem Bedarf zu einem Nutzerkonto 73, einen mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Zuordnungsvorgang 74 für eine Zuordnung des Nutzerkontos zum Aufrüstsatz und dementsprechend zum Batteriemodultyp und zur geplanten Anzahl und Anordnung sowie einen Speichervorgang 75 für eine Speicherung des Nutzerkontos und der Zuordnung zum Aufrüstsatz in der Datenbank 40.In addition, the needs registration process includes one with the input / output unit 31 performed assignment process 72 for an assignment of the recorded vehicle user with the vehicle type and / or the vehicle identification number and the need for a user account 73 , one with the input / output unit 31 performed assignment process 74 for an assignment of the user account to the upgrade kit and correspondingly to the battery module type and the planned number and arrangement as well as a storage process 75 for storing the user account and the assignment to the upgrade kit in the database 40 .

9 zeigt schematisch die Verfahrensschritte zum Bewirtschaftungsvorgang 34 aus 3. Für den Betreiber besteht bei der temporären Batteriekapazitäts-Aufrüstung die Herausforderung darin, den Bestand 28 so zu führen, dass für die Aufrüstung einerseits genügend Batteriemodule zur Deckung des über den Vorgang 30 erfassten Bedarfs zur Verfügung stehen und andererseits eine wirtschaftliche Auslastung erreicht wird. 9 shows schematically the procedural steps for the management process 34 out 3 . The challenge for the operator with the temporary battery capacity upgrade is to keep the existing 28 to lead so that for the upgrade on the one hand there are enough battery modules to cover the over the process 30th recorded demand are available and, on the other hand, economic utilization is achieved.

Diese Herausforderung ist umso größer, je mehr Fahrzeug-Nutzer sich einen Aufrüstsatz für ihre Fahrzeuge teilen und je höher eine Variantenvielfalt des Batteriemoduls ist. Bei einer geteilten Nutzung des Aufrüstsatzes kann es vor allem zur Ferienzeit Bedarfsüberschneidungen und dadurch Versorgungsengpässe geben. Bei einer Ausrichtung des Bestandes am Spitzenbedarf kann zwar eine optimale Verfügbarkeit erreicht werden, darunter leiden jedoch eine durchschnittliche Auslastung des Bestands und damit die Wirtschaftlichkeit.This challenge is all the greater, the more vehicle users share an upgrade kit for their vehicles and the greater the number of variants of the battery module. With shared use of the upgrade kit, there may be overlapping requirements and thus supply bottlenecks, especially during the holiday season. If the inventory is geared to peak demand, optimum availability can be achieved, but average utilization of the inventory and thus profitability suffer.

Weitere Herausforderungen bestehen darin, den vorhandenen Bestand zu überwachen. Für den Dispositionsvorgang 35 in 3 muss dem Betreiber bekannt sein, welche Batteriemodultypen sich in welcher Anzahl in einem Lager befinden, wie viele davon bereits für die Aufrüstung reserviert sind, welche sich infolge eines Einsatzvorgangs 37 in einem Umlauf befinden und ob bzw. wann diese vom Fahrzeug-Nutzer zurückgebracht werden.Another challenge is to monitor the existing inventory. For the disposition process 35 in 3 The operator must know which battery module types are in a warehouse, how many of them are already reserved for upgrading, which battery module types are in use as a result of an operation 37 are in circulation and whether and when these are returned by the vehicle user.

Eine Bewältigung dieser Herausforderungen ist Gegenstand des mit der Vorrichtung durchgeführten Bewirtschaftungsvorgangs 34 sowie einer Verfolgung des in 3 gezeigten Einsatzvorgangs 37, auf den an anderer Stelle noch eingegangen wird.Overcoming these challenges is the subject of the management process carried out with the device 34 as well as tracking the in 3 operation shown 37 , which will be discussed elsewhere.

Da der Versorgungskreislauf 29, entsprechend 3, zumindest bei der temporären Aufrüstung i.d.R. mehrfach durchlaufen wird, können sich die in 9 dargestellten Verfahrensschritte wiederholen. Der Bewirtschaftungsvorgang enthält demnach mindestens einen Bestandserfassungs- und -überwachungsvorgang 78, mindestens einen Bestandsplanungsvorgang 79, mindestens einen Entscheidungsvorgang 91, mindestens einen Beschaffungsvorgang 80 oder Aussonderungsvorgang 81 und mindestens einen Speicher- bzw. Löschvorgang 82 bzw 83.Because the supply circuit 29 , corresponding 3 , at least with the temporary upgrade, is usually run several times, the in 9 Repeat the process steps shown. The management process accordingly contains at least one inventory recording and monitoring process 78, at least one inventory planning process 79 , at least one decision-making process 91 , at least one procurement process 80 or disposal process 81 and at least one save or delete operation 82 or 83.

Beim Bestandserfassungs- und -überwachungsvorgang 78 wird das Batteriemodul 12 über eine Schreib-/Lese-Einheit 76 der Vorrichtung und/oder die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 sowie einen am Batteriemodul angebrachten Ident-Datenträger 77 in der Datenbank erfasst. Erfindungsgemäß erfolgt die Erfassung an verschiedenen Stationen entlang des Versorgungskreislaufs entsprechend eines Arbeitsfortschritts zum Versorgungs- und Einsatzauftrag. Auf diese Weise lässt sich vom Betreiber feststellen, wo sich gerade welche Batteriemodule im Versorgungskreislauf nach 3 befinden.During the inventory and monitoring process 78, the battery module 12 via a read / write unit 76 the device and / or the input / output unit 31 as well as an identification data carrier attached to the battery module 77 recorded in the database. According to the invention, the detection takes place at various stations along the supply circuit in accordance with a work progress for the supply and deployment order. In this way, the operator can determine where which battery modules are located in the supply circuit 3 are located.

Nachteil einer manuellen Erfassung über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 ist das Risiko, dass der Erfassungsvorgang durch eine Nachlässigkeit des Mitarbeiters 20 vergessen wird. In der DE 10 2005 055 102 A1 ist jedoch ein Verfahren beschrieben, mit dem sich dieses Problem lösen lässt und welches auch in der vorliegenden Erfindung für den Erfassungsvorgang 78 eingesetzt werden kann.Disadvantage of manual recording via the input / output unit 31 is the risk that the recording process is caused by negligence on the part of the employee 20th is forgotten. In the DE 10 2005 055 102 A1 however, a method is described with which this problem can be solved and which is also described in the present invention for the detection process 78 can be used.

Beim über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Bestandplanungsvorgang 79 wird vom Betreiber entsprechend einer geplanten Verfügbarkeit und Auslastung eine erforderliche Bestandshöhe ermittelt und mit dem vorhandenen Bestand verglichen. Dieser Vorgang wird anhand von 10 näher beschrieben. Ist der vorhandene Bestand gegenüber dem Bedarf zu gering, wird dementsprechend der Beschaffungsvorgang 80 eingeleitet. Im umgekehrten Fall wird der Aussonderungsvorgang 81 ausgelöst.When using the input / output unit 31 performed inventory planning process 79 the operator determines a required inventory level based on a planned availability and utilization and compares it with the existing inventory. This process is carried out using 10 described in more detail. If the existing inventory is too low compared to the demand, the procurement process is carried out accordingly 80 initiated. In the opposite case, the disposal process is used 81 triggered.

Eine entsprechende Entscheidung über eine Beschaffung oder Aussonderung eines bestimmten Batteriemoduls bzw. Batteriemodultyps wird über den Entscheidungsvorgang 91 getroffen. Der Aussonderungsvorgang ist nicht allein bedarfsabhängig, sondern wird auch dann durchgeführt, wenn Batteriemodule defekt oder technisch veraltet sind und durch neue ersetzt werden müssen. Der Versorgungskreislauf enthält dementsprechend einen Prüf- und Aufbereitungsvorgang, der hier nicht dargestellt ist und auf den an späterer Stelle noch eingegangen wird.A corresponding decision about the procurement or disposal of a specific battery module or battery module type is made via the decision-making process 91 met. The disposal process is not only dependent on requirements, but is also carried out if battery modules are defective or technically outdated and have to be replaced with new ones. The supply circuit accordingly contains a test and preparation process, which is not shown here and which will be discussed later.

Über den Speichervorgang 82 bzw. den Löschvorgang 83 wird der Bestand in der Datenbank aktualisiert. Ausgesonderte Module werden in der Datenbank mit ihren Ident-Daten gelöscht.About the storage process 82 or the deletion process 83 the inventory in the database is updated. Discarded modules are deleted from the database with their ident data.

Zusammengefasst enthält der Bewirtschaftungsvorgang 34 mindestens einen vom Betreiber über eine Schreib-/Lese-Einheit 76 und/oder die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 und einen am Batteriemodul angebrachten Ident-Datenträger 77 durchgeführten Bestandserfassungs- und -überwachungsvorgang 78 für eine Erfassung und Überwachung des Bestandes 28 in der Datenbank 40, mindestens einen über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Bestandsplanungsvorgang 79 mit einem Entscheidungsvorgang 91, mindestens einen über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 gesteuerten Beschaffungsvorgang 80 oder Aussonderungsvorgang 81 für eine Beschaffung oder Aussonderung des Batteriemoduls entsprechend dem Bestandsplanungsvorgang, mindestens einen Speichervorgang 82 des beim Beschaffungsvorgang 80 über den Ident-Datenträger 77 erfassten Batteriemoduls im in der Datenbank erfassten Bestand, und mindestens einen Löschvorgang 83 des beim Aussonderungsvorgang 81 über den Ident-Datenträger 77 erfassten Batteriemoduls im in der Datenbank erfassten Bestand.In summary, the management process contains 34 at least one from the operator via a read / write unit 76 and / or the input / output unit 31 and an identification data carrier attached to the battery module 77 performed inventory recording and monitoring process 78 for recording and monitoring the inventory 28 in the database 40 , at least one via the input / output unit 31 performed inventory planning process 79 with a decision-making process 91 , at least one via the input / output unit 31 controlled procurement process 80 or disposal process 81 for a procurement or disposal of the battery module according to the inventory planning process, at least one storage process 82 des during the procurement process 80 via the ident data carrier 77 recorded battery module in the inventory recorded in the database, and at least one deletion process 83 des during the separation process 81 via the ident data carrier 77 recorded battery module in the inventory recorded in the database.

10 zeigt schematisch die Verfahrensschritte zum Bestandsplanungsvorgang 79 aus 9. Wie unter 9 bereits angeführt, wird beim Bestandsplanungsvorgang betreiberseitig eine für die Aufrüstung mindestens eines Elektrofahrzeuges erforderliche Bestandshöhe ermittelt und mit dem vorhandenen, in der Datenbank erfassten Bestand 28 verglichen. 10 shows schematically the procedural steps for the inventory planning process 79 out 9 . As below 9 already mentioned, during the inventory planning process the operator determines an inventory level required for upgrading at least one electric vehicle and uses the existing inventory recorded in the database 28 compared.

Ein Bestimmungsvorgang 88 der erforderlichen Bestandshöhe erfolgt anhand des ermittelten Bedarfs und einer vom Betreiber geplanten Verfügbarkeit und Auslastung des Bestands. Verfügbarkeit und Auslastung werden beim Planungsvorgang 84 festgelegt. Zwischen Verfügbarkeit, Bedarf, Bestandshöhe, Auslastung und Bestandskosten bestehen Zusammenhänge, die beim Planungsvorgang anhand einer Simulation mit der Vorrichtung analysiert werden. Wird bei bekanntem Bedarf eine bestimmte Verfügbarkeit von beispielsweise 95 Prozent bezogen auf einen Spitzenbedarf geplant, resultiert daraus ein bestimmter Mindestbestand. Ist ein tatsächlich vorhandener Bestand größer als dieser Mindestbestand, bedeutet das eine nicht optimale Auslastung und Wirtschaftlichkeit der Batteriemodule. Da der Bedarf saisonalen Schwankungen unterliegt, ist die Auslastung nicht konstant und in Zeiträumen geringer Nachfrage entsprechend niedrig. Beim Planungsvorgang 84 geht es folglich darum, ein Optimum von Verfügbarkeit und Auslastung zu finden. Ein wichtiges Kriterium ist dabei die Wirtschaftlichkeit. Mithilfe eines Bedarfsverlaufs lässt sich durch Simulation mit der Vorrichtung ermitteln, bei welcher Verfügbarkeit und Auslastung ein Bestandskostenminimum erreicht ist. Für eine Kundenzufriedenheit kann es jedoch erforderlich sein, eine höhere als die auf diese Weise ermittelte Verfügbarkeit zu planen. Auswirkungen einer Änderung der Verfügbarkeit auf Auslastung und Wirtschaftlichkeit lassen sich wiederum über die Vorrichtung mithilfe weiterer Simulationen untersuchen. Simulationen logistischer Art sind Stand der Technik und werden daher an dieser Stelle nicht weiter vertieft.A determination process 88 The required inventory level is based on the determined demand and the availability and utilization of the inventory planned by the operator. Availability and utilization are in the planning process 84 set. There are relationships between availability, demand, inventory level, utilization and inventory costs, which are analyzed during the planning process using a simulation with the device. If a certain availability of, for example, 95 percent based on a peak demand is planned when the need is known, this results in a certain minimum stock. If the inventory actually available is greater than this minimum inventory, this means that the capacity utilization and economy of the battery modules is not optimal. Since the demand is subject to seasonal fluctuations, the utilization is not constant and accordingly low in periods of low demand. During the planning process 84 it is therefore a matter of finding an optimum of availability and utilization. An important criterion is economic efficiency. With the aid of a demand curve, simulation with the device can be used to determine the availability and utilization at which a minimum inventory cost is reached. For customer satisfaction, however, it may be necessary to plan a higher availability than that determined in this way. The effects of a change in availability on capacity utilization and economic efficiency can in turn be examined using the device with the aid of further simulations. Logistical simulations are state of the art and are therefore not discussed in any further detail here.

Eine Bestimmung der Bestandshöhe allein auf Grundlage des in der Datenbank über den Bedarfserfassungsvorgang 30 erfassten Bedarfs ist zwar möglich, allerdings bleiben dabei zukünftige Marktentwicklungen unberücksichtigt. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die Bestimmung 88 der erforderlichen Bestandshöhe anhand einer Bedarfsprognose 87 durchzuführen, die über eine Datenbankabfrage 85 und einen statistischen Analysevorgang 86 erstellt wird. Auf diese Weise lassen sich Markttrends berücksichtigen.A determination of the inventory level solely on the basis of the requirements recording process in the database 30th recorded demand is possible, but future market developments are not taken into account. According to the invention it is therefore proposed that the determination 88 the required inventory level based on a demand forecast 87 perform that via a database query 85 and a statistical analysis process 86 is created. In this way, market trends can be taken into account.

Bei der Datenbankabfrage 85 wird der in der Datenbank 40 über das Nutzerkonto 73 erfasste Bedarf des Fahrzeug-Nutzers 10 für ein aktuelles Jahr und mindestens ein Vorjahr jeweils einschließlich eines unterjährigen Bedarfsverlaufs über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 abgerufen (Bedarfserfassungsvorgang siehe 8). Sind mehrere Nutzerkonten erfasst, wird der Bedarf der Nutzerkonten beim Abruf aus der Datenbank über eine Recheneinheit 92 der Vorrichtung, mit der auch die Simulation beim Planungsvorgang 84 durchgeführt werden kann, entsprechend kumuliert.When querying the database 85 becomes the one in the database 40 via the user account 73 recorded needs of the vehicle user 10 for a current year and at least one previous year inclusive a course of demand over the course of the year via the input / output unit 31 retrieved (requirement recording process see 8th ). If several user accounts are recorded, the need for the user accounts is determined by a processing unit when they are retrieved from the database 92 the device with which the simulation during the planning process 84 can be carried out, accumulated accordingly.

Eine Ausgabe des erfassten Bedarfs erfolgt bevorzugt über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31. Die Ausgabe kann beispielsweise graphisch erfolgen und dem Betreiber über einen Monitor der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 als Bedarfskurve für das jeweilige Jahr angezeigt werden.The recorded requirement is preferably output via the input / output unit 31 . The output can for example take place graphically and to the operator via a monitor of the input / output unit 31 can be displayed as a demand curve for the respective year.

Durch einen Vergleich eines über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 ausgegebenen Bedarfsverlaufs eines Jahres mit dem eines aus mindestens einem Vorjahr kann der Betreiber über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 eine Bedarfsentwicklung feststellen. Zudem kann er periodisch wiederkehrende Bedarfsschwankungen bedingt durch Jahreszeiten, Feiertage, Schulferien etc. erkennen.By comparing one about the input / output unit 31 The operator can use the input / output unit to change the demand trend of a year issued with that of at least one previous year 31 determine a demand development. In addition, it can recognize periodically recurring fluctuations in demand due to the seasons, public holidays, school holidays, etc.

Beim Analysevorgang 86, den der Betreiber aus Komplexitätsgründen vorzugsweise ebenfalls mithilfe der Recheneinheit 92 durchführt, werden die Bedarfsentwicklung und die periodischen Bedarfsschwankungen statistisch analysiert, ausgewertet und über eine Hochrechnung auf eine zukünftige Bedarfssituation projiziert. Dabei können bereits bekannte Veränderungen, wie beispielsweise eine Verschiebung von Spitzenbedarfszeiten aufgrund geänderter Schulferientermine oder eine veränderte Nachfragesituation nach bestimmten Fahrzeugtypen über Eingaben des Betreibers über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 berücksichtigt und so eine Prognosequalität gesteigert werden.During the analysis process 86 The operator, for reasons of complexity, preferably also uses the computing unit 92 is carried out, the development of demand and the periodic fluctuations in demand are statistically analyzed, evaluated and projected onto a future demand situation via an extrapolation. Known changes, such as a shift in peak demand times due to changed school holidays or a changed demand situation for certain vehicle types, can be made via inputs from the operator via the input / output unit 31 taken into account and thus the quality of the forecast can be increased.

Hochrechnungen und deren statistische Methoden sind Stand der Technik und werden daher an dieser Stelle nicht näher betrachtet. Da Hochrechnungen immer auch ein bestimmtes Maß an Unsicherheit beinhalten hat der Betreiber im Rahmen der im Nachgang zum Analysevorgang 86 durchgeführten Bedarfsprognose 87 die Möglichkeit, ein Ergebnis der Hochrechnung individuell nach oben oder unten zu korrigieren und eigene Erfahrungen bei der Bedarfsprognose zu berücksichtigen.Projections and their statistical methods are state-of-the-art and are therefore not considered in detail at this point. Since extrapolations always contain a certain amount of uncertainty, the operator has to follow up on the analysis process 86 carried out demand forecast 87 the possibility of individually correcting a result of the extrapolation upwards or downwards and taking into account your own experience when forecasting requirements.

Beim nachfolgenden Bestimmungsvorgang 88 für die Bestimmung der erforderlichen Bestandshöhe wird aus der Bedarfsprognose 87 eine erforderliche Bestandshöhe ermittelt. Das ist notwendig, da sich die Bedarfsprognose auf Aufrüstsätze und nicht auf Batteriemodule bezieht. Da im Bestand jedoch Batteriemodule geführt werden, aus denen der Betreiber den jeweiligen Aufrüstsatz kommissioniert, wird ein Ergebnis der Bedarfsprognose für den jeweiligen Aufrüstsatz in eine entsprechende Anzahl eines bestimmten Batteriemodultyps umgerechnet. Diese Umrechnung erfolgt anhand der in der Datenbank erfassten Informationen aus dem Aufrüstsatz-Planungsvorgang 41 (vgl. 4 und 5). Dieser Umrechnungsvorgang wird für jeden in der Datenbank erfassten und einem bestimmten Fahrzeugtyp zugeordneten Aufrüstsatz durchgeführt.In the subsequent determination process 88 to determine the required inventory level, the demand forecast 87 a required inventory level is determined. This is necessary because the demand forecast relates to upgrade kits and not to battery modules. However, since battery modules are kept in stock, from which the operator picks the respective upgrade kit, a result of the demand forecast for the respective upgrade kit is converted into a corresponding number of a specific battery module type. This conversion takes place on the basis of the information recorded in the database from the upgrade kit planning process 41 (see. 4th and 5 ). This conversion process is carried out for each upgrade kit recorded in the database and assigned to a specific vehicle type.

Anhand der Vorgänge 89 und 90 wird anschließend geprüft, ob zwischen der erforderlichen Bestandshöhe und dem in der Datenbank erfassten Bestand eine Differenz besteht. Dazu wird der erfasste Bestand über eine Datenbankabfrage 89 mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 aus der Datenbank 40 abgerufen und zur erforderlichen Bestandshöhe eine Differenzermittlung 90 durchgeführt. Die Differenzermittlung kann über die Recheneinheit 92 erfolgen. Stellt sich bei der Differenzermittlung heraus, dass der erfasste Bestand einschließlich eines Umlaufbestands geringer ist als der erforderliche Bestand, wird über den Entscheidungsvorgang 91 eine Bestandserhöhung entsprechend der ermittelten Differenz festgelegt und über den Beschaffungsvorgang 80 beschafft. Im umgekehrten Fall kann eine Bestandsreduzierung über den Aussonderungsvorgang 81 erfolgen, wenn entsprechend der Bedarfsprognose kein Bedarf für den Bestandsüberhang besteht (siehe hierzu auch 9).Based on the operations 89 and 90 it is then checked whether there is a difference between the required inventory level and the inventory recorded in the database. For this purpose, the recorded inventory is queried via a database 89 with the input / output unit 31 from the database 40 retrieved and a difference determination for the required inventory level 90 carried out. The difference can be determined via the computing unit 92 respectively. If it turns out during the difference determination that the recorded inventory including a circulating inventory is less than the required inventory, the decision is made 91 an inventory increase according to the determined difference is determined and via the procurement process 80 procured. In the opposite case, a stock reduction can be achieved through the disposal process 81 take place if, according to the demand forecast, there is no demand for the excess inventory (see also 9 ).

Konkret wird beim Bestandsplanungsvorgang 79 betreiberseitig, ausgehend von einem Planungsvorgang 84 für eine Verfügbarkeit und Auslastung des Bestandes 28, einer über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Datenbankabfrage 85 des anhand des Nutzerkontos in der Datenbank erfassten Bedarfs, sowie einem statistischen Analysevorgang 86 einer aus dem abgerufenen Bedarf resultierenden Bedarfsentwicklung und einem unterjährigen Verlauf eine Bedarfsprognose 87 erstellt, darauf basierend eine Bestimmung 88 einer erforderlichen Bestandhöhe durchgeführt, über eine mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 erfolgende Datenbankabfrage 89 der erfasste Bestand abgefragt und für einen Entscheidungsvorgang 91 über eine Bestandserhöhung oder eine Bestandsreduzierung für den Beschaffungsvorgang 80 oder Aussonderungsvorgang 81 eine Differenzermittlung 90 zwischen der erforderlichen Bestandshöhe und dem in der Datenbank erfassten Bestand durchgeführt.The inventory planning process becomes concrete 79 by the operator, based on a planning process 84 for availability and utilization of the inventory 28 , one via the input / output unit 31 performed database query 85 the needs recorded in the database using the user account, as well as a statistical analysis process 86 a demand development resulting from the requested demand and a demand forecast over the course of the year 87 created a determination based on this 88 a required inventory level carried out via one with the input / output unit 31 subsequent database query 89 the recorded inventory is queried and for a decision-making process 91 via an inventory increase or inventory reduction for the procurement process 80 or disposal process 81 a difference determination 90 between the required inventory level and the inventory recorded in the database.

Bei einer geteilten Nutzung des Aufrüstsatzes besteht, wie bereits erwähnt, das Problem, dass es vor allem zur Ferienzeit und bei Feier- bzw. Brückentagen Bedarfsüberschneidungen der Fahrzeug-Nutzer und dadurch Versorgungsengpässe geben kann. Bei einer Ausrichtung des Bestandes am Spitzenbedarf kann zwar eine optimale Verfügbarkeit nahe 100 Prozent erreicht werden, darunter leiden jedoch eine durchschnittliche Auslastung des Bestandes und damit die Wirtschaftlichkeit.With shared use of the upgrade kit, there is the problem, as already mentioned, that there may be overlapping needs of the vehicle users and, as a result, supply bottlenecks, especially during the holiday season and on public holidays or bridge days. If the inventory is geared to peak demand, optimal availability of close to 100 percent can be achieved, but this suffers average utilization of the stock and thus the profitability.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Bestand an periodische Bedarfsschwankungen entsprechend angepasst wird. Das ist möglich, da jahreszeitlich bedingte Bedarfsschwankungen, beispielsweise aufgrund von Schulferien, im Voraus bekannt sind und sich dementsprechend vom Betreiber über den statistischen Analysevorgang 86 auswerten lassen.This problem is solved according to the invention in that the inventory is adapted accordingly to periodic fluctuations in demand. This is possible because seasonal fluctuations in demand, for example due to school holidays, are known in advance and are accordingly determined by the operator using the statistical analysis process 86 let evaluate.

Vor einem Zeitraum mit einem höheren Bedarf bzw. einem Spitzenbedarf wird der Bestand über den Beschaffungsvorgang 80 entsprechend der Differenzermittlung 90 aufgebaut. Um den Bestand entsprechend einem nachlassenden Bedarf am Ende eines Spitzenbedarfszeitraums wieder abbauen zu können wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Bestandsüberhang einer Fahrzeug-Erstausrüstung mit der Basisbatterie zuzuführen, wobei die Basisbatterie mit der Vorrichtung vorzugsweise analog zum Aufrüstsatz in das Batteriefach eingebaut und am Adapter befestigt wird.Before a period with a higher demand or a peak demand, the inventory is determined via the procurement process 80 according to the difference determination 90 built up. In order to be able to reduce the stock at the end of a peak demand period in accordance with decreasing demand, it is proposed according to the invention to supply the excess stock of a vehicle original equipment with the base battery, the base battery with the device preferably being installed in the battery compartment and attached to the adapter analogous to the upgrade kit.

Hier zeigt sich der Vorteil der vorgeschlagenen Vereinheitlichung des Batteriemoduls der Basisbatterie und des Aufrüstsatzes. Durch die Vereinheitlichung kann das Batteriemodul 12 aus dem bei der Differenzermittlung 90 festgestellten Bestandüberhang als Batteriemodul 3 für die Basisbatterie 4 verwendet und auf diese Weise der Bestandsüberhang abgebaut werden.This shows the advantage of the proposed standardization of the battery module of the basic battery and the upgrade kit. As a result of the standardization, the battery module 12 from when determining the difference 90 identified excess inventory as a battery module 3 for the basic battery 4th used and in this way the excess inventory can be reduced.

Aufgrund der erfahrungsgemäß hohen Lebensdauer der Batteriezellen sind die Batteriemodule aus dem Überbestand nach einem Nutzungszeitraum von maximal einem Jahr nahezu neuwertig und daher für die Erstausrüstung eines Neufahrzeugs mit der Basisbatterie, vor allem bei geleasten Fahrzeugen oder bei Fahrzeugen mit Batterie-Mietverträgen, einsetzbar. Der Überbestand wird dazu vom Betreiber entweder einer Fahrzeugproduktion des entsprechenden Fahrzeugherstellers zugeführt oder der Betreiber führt den Einbau der Basisbatterie selbst durch. Letzteres ist besonders vorteilhaft, da der Betreiber ohnehin über das entsprechende Equipment für den Einbauvorgang verfügt. Alternativ können auch gebrauchte Fahrzeuge bzw. Leasingrückläufer bei einer Veräußerung damit aufgerüstet und so ein höherer Gebrauchtwagenpreis erzielt werden.Due to the long service life of the battery cells, the battery modules from the excess stock are almost as good as new after a maximum period of use of one year and can therefore be used for the initial equipping of a new vehicle with the basic battery, especially for leased vehicles or vehicles with battery rental agreements. The operator either transfers the excess stock to a vehicle production facility of the relevant vehicle manufacturer or the operator installs the basic battery himself. The latter is particularly advantageous because the operator already has the appropriate equipment for the installation process. Alternatively, used vehicles or leasing returns can be upgraded when they are sold and a higher used vehicle price can be achieved.

Eine andere Möglichkeit zur Verfügbarkeits- und Auslastungsoptimierung besteht in einer Kombination verschiedener Nutzungsmodelle mit unterschiedlichen Verfügbarkeiten für die Fahrzeug-Nutzer. Beispielsweise lässt sich ein Nutzungsmodell für eine geteilte Aufrüstsatz-Nutzung (Battery Sharing Modell) mit einem Batterie-Mietmodell kombinieren. Beim Battery Sharing Modell wird der Aufrüstsatz von den Fahrzeug-Nutzern anteilig vorfinanziert. Im Gegenzug wird den Fahrzeug-Nutzern eine bestimmte jährliche Verfügbarkeit garantiert. Beim Batterie-Mietmodell wird der Aufrüstsatz über den Betreiber vorfinanziert. Eine Verfügbarkeit wird in diesem Fall nicht garantiert. Durch einen Mix beider Modelle, der sich über die Recheneinheit anhand von Bedarfsprognosen ermitteln bzw. optimieren lässt, können Verfügbarkeit und Auslastung in Einklang gebracht werden.Another possibility for optimizing availability and capacity utilization is to combine different usage models with different availabilities for vehicle users. For example, a usage model for shared upgrade kit usage (battery sharing model) can be combined with a battery rental model. With the battery sharing model, the upgrade kit is partially pre-financed by the vehicle users. In return, vehicle users are guaranteed a certain annual availability. With the battery rental model, the upgrade kit is pre-financed by the operator. Availability is not guaranteed in this case. A mix of both models, which can be determined or optimized via the computing unit based on demand forecasts, can be used to reconcile availability and utilization.

11 zeigt schematisch die Verfahrensschritte zum Dispositionsvorgang 35 aus 3. Beim Dispositionsvorgang verfügt der Betreiber über den Bestand 28 und eine Kapazität der Aufrüststation 15 für den Einbauvorgang 11 bzw. den Ausbauvorgang 14 und teilt Bestand und Kapazität, entsprechend dem über den Bedarfserfassungsvorgang 30 im Nutzerkonto 73 erfassten Bedarf, ein. 11 shows schematically the process steps for the disposition process 35 out 3 . During the disposition process, the operator has the inventory 28 and a capacity of the upgrade station 15th for the installation process 11 or the expansion process 14th and divides stock and capacity according to the needs recording process 30th in the user account 73 recorded needs.

Um den Dispositionsvorgang durchzuführen, benötigt der Betreiber stets aktuelle Informationen darüber, wann bei welchen Nutzerkonten welcher Bedarf zu welchem Termin an welchem Standort der Aufrüststation besteht. Dies gilt insbesondere bei sehr kurzfristig vom Fahrzeug-Nutzer terminierten Bedarfen. Grundlage dafür ist eine vom Fahrzeug-Nutzer beim Bedarfserfassungsvorgang im Nutzerkonto erfasste Bedarfsterminierung für die Aufrüstung.In order to carry out the disposition process, the operator always needs up-to-date information about when, with which user accounts, what is required, at what time, at which location of the upgrade station. This applies in particular to requirements terminated by the vehicle user at very short notice. The basis for this is a requirement scheduling for the upgrade entered by the vehicle user during the requirements recording process in the user account.

Um zu verhindern, dass beim Dispositionsvorgang ein erfasster Bedarf eines Fahrzeug-Nutzers übersehen oder betreiberseitig darauf zu spät reagiert wird, schlägt die Erfindung vor, dass der Betreiber über den erfassten Bedarf vorzugsweise über einen mit einem Datenbankmanagementsystem 93 der Datenbank 40 und die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 gesteuerten Ausgabevorgang 94 des Nutzerkontos 73 informiert wird.In order to prevent that a recorded requirement of a vehicle user is overlooked during the disposition process or that the operator reacts to it too late, the invention proposes that the operator informs the operator about the recorded requirement, preferably using a database management system 93 the database 40 and the input / output unit 31 controlled output process 94 of the user account 73 is informed.

Nach der vorliegenden Erfindung geschiegt dies dadurch, dass der Betreiber einen anzuzeigenden Tag über eine Datumseingabe als ein Suchkriterium mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 eingibt. Über das Datenbankmanagementsystem, welches entsprechend dem Stand der Technik nichts anders ist als eine Software für eine strukturierte Datenbankabfrage, werden automatisch alle in der Datenbank erfassten Nutzerkonten, auf die das eingegebene Datum entsprechend der im Nutzerkonto erfassten Terminierung der Aufrüstung zutrifft, herausgefiltert und erfindungsgemäß über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 ausgegeben bzw. angezeigt. Eine solche Filterfunktion kann von einem Fachmann entsprechend dem Stand der Technik ohne Schwierigkeiten in einem entsprechenden Datenbankmanagementsystem realisiert werden, so dass auf nähere Einzelheiten an dieser Stelle verzichtet wird.According to the present invention, this happens because the operator enters a day to be displayed via a date input as a search criterion with the input / output unit 31 enters. Via the database management system, which according to the state of the art is nothing more than software for a structured database query, all user accounts recorded in the database to which the entered date applies according to the termination of the upgrade recorded in the user account are automatically filtered out and according to the invention via the Input / output unit 31 issued or displayed. Such a filter function can be implemented by a person skilled in the art in accordance with the prior art without difficulty in a corresponding database management system, so that further details are dispensed with at this point.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können sehr kurzfristige Bedarfe über das Datenbankmanagementsystem automatisch herausgefiltert und dem Betreiber angezeigt werden. Dazu wird vom Betreiber im System ein Zahlenwert hinterlegt, mit wieviel Tagen Vorlaufzeit ein Nutzerkonto automatisch ausgegeben und der darin erfasste Bedarf angezeigt werden soll. Als eine Referenz dient dabei das jeweils aktuelle Datum.In a particularly advantageous embodiment of the present invention, very short-term requirements can be automatically filtered out via the database management system and displayed to the operator. For this purpose, the operator stores a numerical value in the system with how many days in advance a user account should be automatically issued and the demand recorded in it displayed. The current date serves as a reference.

Für die ausgegebenen Nutzerkonten bzw. die angezeigten Bedarfe wird über den mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 und der Datenbank 40 durchgeführten Prüfungsvorgang 95 zunächst eine Batteriemodul- bzw. Standortverfügbarkeit, entsprechend dem im Nutzerkonto erfassten Bedarf der für den Aufrüstsatz geplanten Batteriemodulanzahl entsprechenden Batteriemodultyps, einer bereits reservierten Bestandsmenge und Kapazität am Standort und einer vom Betreiber geplanten Zeitdauer für den Ein- bzw. Ausbauvorgang geprüft, in der Datenbank für das Nutzerkonto über die mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Reservierungsvorgänge 96 und 97 reserviert und entsprechend als solches gekennzeichnet. Der dem Nutzerkonto zugeordnete Fahrzeug-Nutzer wird anschließend anhand eines mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Reservierungsbestätigungsvorgangs 98 über eine erfolgreiche Reservierung informiert.For the user accounts issued or the requirements displayed, the input / output unit 31 and the database 40 performed verification process 95 First a battery module or location availability, according to the requirement recorded in the user account, the number of battery modules planned for the upgrade kit, the corresponding battery module type, an already reserved stock quantity and capacity at the location and a period of time planned by the operator for the installation or removal process, checked in the database for the user account with the input / output unit 31 performed reservation processes 96 and 97 reserved and marked as such. The vehicle user assigned to the user account is then connected to the input / output unit 31 completed reservation confirmation process 98 informed of a successful reservation.

Sofern der für den Aufrüstsatz geplante Batteriemodultyp in der geplanten Anzahl am Standort nicht zur Verfügung steht wird vom Betreiber geprüft, ob dieser Batteriemodultyp von einem anderen Standort über einen Transportvorgang oder über einen Eilauftrag bei einem Batteriehersteller beschafft werden kann. Fehlt am fahrzeugnutzerseitig ausgewählten Standort Kapazität für den Ein- bzw. Ausbauvorgang wird geprüft, ob eine nahegelegene Standortalternative mit freier Kapazität verfügbar ist.If the battery module type planned for the upgrade kit is not available in the planned number at the location, the operator will check whether this battery module type can be procured from another location via a transport process or via a rush order from a battery manufacturer. If there is no capacity for the installation or removal process at the location selected by the vehicle user, a check is made as to whether a nearby alternative location with free capacity is available.

Bei Versorgungs- oder Kapazitätsengpässen wird der Fahrzeug-Nutzer dementsprechend vom Betreiber informiert. Eine Möglichkeit besteht beispielsweise in einer Textnachricht des Betreibers über eine Nicht-Bestätigung der Reservierung. Diese kann im Rahmen des Reservierungsbestätigungsvorgangs 98 über die Ein-/Ausgabe-Einheiten 31 erfasst, an den Fahrzeug-Nutzer versendet, vom Fahrzeug-Nutzer über die Ein-/Ausgabe-Einheiten 32 kommentiert und anschließend an den Betreiber zurückgesendet werden. Beispielsweise könnte der Fahrzeug-Nutzer dem Betreiber gegenüber eine Bereitschaft für eine Terminverschiebung mitteilen, die der Betreiber dann entsprechend prüfen kann.In the event of supply or capacity bottlenecks, the vehicle user is informed accordingly by the operator. One possibility exists, for example, in a text message from the operator about a non-confirmation of the reservation. This can be done as part of the reservation confirmation process 98 via the input / output units 31 recorded, sent to the vehicle user, by the vehicle user via the input / output units 32 commented and then sent back to the operator. For example, the vehicle user could inform the operator that he is ready to postpone an appointment, which the operator can then check accordingly.

Im Anschluss an den Reservierungsbestätigungsvorgang erfolgt ein über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführter Auftragserfassungs- und Speichervorgang 99. Hierbei erfasst der Betreiber, entsprechend dem reservierten Bedarf, einen Versorgungs- und Einsatzauftrag 100 und ordnet diesen dem Nutzerkonto zu. Mit dem Versorgungs- und Einsatzauftrag wird die Aufrüstung und der Versorgungskreislauf 29 gesteuert und verfolgt (siehe 3).Following the reservation confirmation process, an is sent via the input / output unit 31 Order entry and storage process carried out 99 . Here, the operator records a supply and deployment order according to the reserved requirement 100 and assigns this to the user account. With the supply and deployment order, the upgrade and the supply cycle 29 controlled and tracked (see 3 ).

Mit dem vorzugsweise über das Datenbankmanagementsystem 93 der Datenbank und die Ein-/Ausgabe-Einheiten 31 und 32 gesteuerten Ausgabe- und Prüfungsvorgang 101, dessen Steuerung analog zum Vorgang 94 erfolgt, wird der in 3 dargestellte Einsatzvorgang 37 hinsichtlich einer fahrzeugnutzerseitigen Termineinhaltung des im Nutzerkonto erfassten Ein- und/oder Ausbautermins geprüft. Eine verspätete Rückgabe des Aufrüstsatzes kann sich auf eine Verfügbarkeit der entsprechenden Batteriemodule bei nachfolgenden Aufträgen auswirken und ein Umdisponieren dieser Aufträge erforderlich machen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher vorgeschlagen, die Termineinhaltung durch den Fahrzeug-Nutzer rückbestätigen zu lassen. Der Betreiber stellt dazu über die Ein-Ausgabe-Einheit 31 eine entsprechende Anfrage an den Fahrzeug-Nutzer, die dieser über die Ausgabe-Einheit 32 erhält und beantworten kann.With the preferably via the database management system 93 the database and the input / output units 31 and 32 controlled output and checking process 101 , its control analogous to the process 94 occurs, the in 3 Depicted deployment process 37 checked with regard to the vehicle user's compliance with the installation and / or removal date recorded in the user account. A delayed return of the upgrade kit can affect the availability of the corresponding battery modules for subsequent orders and make it necessary to reschedule these orders. According to the present invention, it is therefore proposed to have the vehicle user confirm that the deadline has been met. To do this, the operator provides the input-output unit 31 a corresponding request is sent to the vehicle user via the output unit 32 receives and can answer.

Es versteht sich von selbst, dass bei der temporären Aufrüstung jeder der zuvor beschriebenen Dispositionsvorgänge zumindest einmal durchgeführt wird.It goes without saying that each of the previously described scheduling processes is carried out at least once during the temporary upgrade.

Der Dispositionsvorgang 35 umfasst daher mindestens einen, vorzugsweise über ein Datenbankmanagementsystem 93 der Datenbank 40 und die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 gesteuerten Ausgabevorgang 94 des Nutzerkontos 73 mit dem erfassten Bedarf, mindestens einen vom Betreiber anhand des Nutzerkontos über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 und die Datenbank 40 durchgeführten Prüfungsvorgang 95 hinsichtlich einer Batteriemodul- bzw. Standortverfügbarkeit entsprechend dem im Nutzerkonto erfassten Bedarf, der vom Betreiber für den Aufrüstsatz geplanten Batteriemodulanzahl entsprechenden Typs, einer bereits reservierten Bestandsmenge und Kapazität am Standort und einer vom Betreiber geplanten Zeitdauer für den Ein- bzw. Ausbauvorgang, mindestens einen vom Betreiber über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Reservierungsvorgang 96 für eine Reservierung des Aufrüstsatzes, bei dem der für den Aufrüstsatz geplante Batteriemodultyp in der Datenbank in der geplanten Anzahl entsprechend dem erfassten Bedarf für das Nutzerkonto reserviert und entsprechend als solches gekennzeichnet wird, mindestens einen vom Betreiber über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Reservierungsvorgang 97 für eines Reservierung des Standortes, bei dem der geplante Standort in der Datenbank zum geplanten Termin entsprechend dem erfassten Bedarf und der geplanten Zeitdauer für den Ein- bzw. Ausbauvorgang für das Nutzerkonto reserviert und entsprechend als solches gekennzeichnet wird, mindestens einen über die Ein-/Ausgabe-Einheiten 31 und 32 durchgeführten Reservierungsbestätigungsvorgang 98 an den Fahrzeug-Nutzer, mindestens einen vom Betreiber über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 durchgeführten Auftragserfassungs- und Speichervorgang 99 eines Versorgungs- und Einsatzauftrags 100 mit einer Zuordnung zum Nutzerkonto für eine Steuerung und Verfolgung der Aufrüstung und mindestens einen, vorzugsweise über das Datenbankmanagementsystem 93 der Datenbank und die Ein-/Ausgabe-Einheiten 31 und 32 gesteuerten Ausgabe- und Prüfungsvorgang 101 hinsichtlich einer fahrzeugnutzerseitigen Termineinhaltung des im Nutzerkonto 73 erfassten Ein- und/oder Ausbautermins.The disposition process 35 therefore comprises at least one, preferably via a database management system 93 the database 40 and the input / output unit 31 controlled output process 94 of the user account 73 with the recorded requirement, at least one from the operator using the user account via the input / output unit 31 and the database 40 performed verification process 95 with regard to battery module or location availability according to the requirement recorded in the user account, the number of battery modules planned by the operator for the upgrade kit, an already reserved stock quantity and capacity at the location and a time period planned by the operator for the installation or removal process, at least one from Operator via the input / output unit 31 completed reservation process 96 for a reservation of the upgrade kit, in which the battery module type planned for the upgrade kit is reserved in the database in the planned number according to the recorded requirement for the user account and marked as such, at least one by the operator via the input / output unit 31 completed reservation process 97 for a reservation of the location, in which the planned location in the database at the planned date according to the recorded demand and the planned duration for the entry or exit. The expansion process is reserved for the user account and marked as such, at least one via the input / output units 31 and 32 performed reservation confirmation process 98 to the vehicle user, at least one from the operator via the input / output unit 31 carried out order entry and storage process 99 a supply and deployment order 100 with an assignment to the user account for controlling and tracking the upgrade and at least one, preferably via the database management system 93 the database and the input / output units 31 and 32 controlled output and checking process 101 with regard to vehicle users meeting deadlines in the user account 73 recorded installation and / or removal dates.

12 zeigt schematisch die Verfahrensschritte zum Versorgungsvorgang 36 aus 3. Eine Durchführung der einzelnen Schritte erfolgt mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung (siehe hierzu auch 26). 12 shows schematically the process steps for the supply process 36 out 3 . The individual steps are carried out with the device according to the invention (see also 26th ).

Bedingt durch eine Wiederverwendbarkeit der Batteriemodule umfasst der Versorgungsvorgang 36 entsprechend der Darstellung mindestens einen Auslagerungs- und Kommissioniervorgang 104, mindestens einen Transportvorgang 106, mindestens einen Auflade- und Vorbereitungsvorgang 107 und mindestens einen Bereitstellungsvorgang 110. Bei der temporären Aufrüstung umfasst der Versorgungsvorgang darüber hinaus mindestens einen Prüf- und Aufbereitungsvorgang 112, sowie mindestens einen Einlagerungsvorgang 115.Due to the reusability of the battery modules, the supply process includes 36 at least one retrieval and picking process as shown 104 , at least one transport operation 106 , at least one charging and preparation process 107 and at least one deployment process 110 . In the case of a temporary upgrade, the supply process also includes at least one test and preparation process 112 , as well as at least one storage process 115 .

Beim Auslagerungs- und Kommissioniervorgang 104 werden die für die Aufrüstung über den Dispositionsvorgang 35 reservierten Batteriemodule mit einer Lagervorrichtung 102 aus dem Bestand 28 einer Lagerstation 103 entnommen und zum Aufrüstsatz kommissioniert. Aus dem Versorgungs- und Einsatzauftrag 100 geht hervor, welcher Batteriemodultyp in welcher Anzahl bei der Kommissionierung benötigt wird.During the removal and picking process 104 are those for the upgrade via the disposition process 35 reserved battery modules with a storage device 102 from the inventory 28 a storage station 103 removed and picked for the upgrade kit. From the supply and deployment order 100 shows which battery module type and how many are required for picking.

Über den anschließenden Transportvorgang 106 wird der kommissionierte Aufrüstsatz entsprechend dem Versorgungs- und Einsatzauftrag von der Lagerstation 103 zur Pufferstation 27 und bei der temporären Aufrüstung nach einem Einsatzvorgang 37 von der Pufferstation auch wieder zurück zur Lagerstation transportiert. Dafür kommt ein Transportmittel 105 oder ein Transporthilfsmittel, beispielsweise ein Hubwagen zum Einsatz. Der Transport zwischen der Lagerstation und der Pufferstation kann entsprechend einer Festlegung im Versorgungs- und Einsatzauftrag auf direktem Weg erfolgen oder auf einem Hinweg zur Pufferstation an einer Vorbereitungsstation 108 bzw. auf einem Rückweg zur Lagerstation an einer Aufbereitungsstation 111 durch einen Zwischenstopp unterbrochen werden.About the subsequent transport process 106 the picked upgrade kit is sent from the storage station according to the supply and deployment order 103 to the buffer station 27 and for temporary upgrades after a deployment 37 from the buffer station also transported back to the storage station. There is a means of transport for that 105 or a transport aid, for example a lift truck, is used. The transport between the storage station and the buffer station can take place in accordance with a specification in the supply and deployment order on a direct route or on a way to the buffer station at a preparation station 108 or on a way back to the storage station at a processing station 111 be interrupted by a stopover.

In der Vorbereitungsstation 108 wird der Aufrüstsatz entsprechend dem Versorgungs- und Einsatzauftrag über den Auflade- und Vorbereitungsvorgang 107 auf den Einsatzvorgang 37 im Fahrzeug vorbereitet und mit einer Aufladevorrichtung 109 elektrisch aufgeladen.In the prep station 108 the upgrade kit is based on the supply and deployment order via the charging and preparation process 107 on the deployment process 37 prepared in the vehicle and with a charger 109 electrically charged.

Beim Bereitstellungsvorgang 110 wird der Aufrüstsatz in der Pufferstation 27 für den Einbauvorgang 11 und bei der temporären Aufrüstung nach dem Ausbauvorgang 14 auch für den Transportvorgang zurück zur Lagerstation bereitgestellt. Die Bereitstellung für den Einbauvorgang erfolgt im Hinblick auf eine Entnahme mit dem Roboter, was insbesondere eine genaue Positionierung in der Pufferstation erforderlich macht. Eine Erläuterung erfolgt im Rahmen des Einbauvorgangs.During the deployment process 110 becomes the upgrade kit in the buffer station 27 for the installation process 11 and for temporary upgrading after the expansion process 14th also provided for the transport process back to the storage station. The provision for the installation process takes place with a view to removal with the robot, which in particular requires precise positioning in the buffer station. An explanation is given during the installation process.

Der nach dem Ausbauvorgang 14 in einer Aufbereitungsstation 111 durchgeführte Prüf- und Aufbereitungsvorgang 112 dient zur Prüfung und Wiederaufbereitung des Aufrüstsatzes für einen erneuten Einsatzvorgang. Defekte Module werden instandgesetzt oder ausgesondert.The one after the expansion process 14th in a processing station 111 performed testing and preparation process 112 is used to test and recondition the upgrade kit for a new use. Defective modules are repaired or retired.

Beim Prüfvorgang wird unter anderem ein technischer Gesamt- sowie ein Ladezustand analysiert und festgestellt, ob und wie oft der Fahrzeug-Nutzer den Aufrüstsatz während des Einsatzvorgangs 37 über die Anschluss-Einrichtung aufgeladen hat und welche Energiemenge dem Aufrüstsatz dabei zugeführt bzw. über den Antrieb entnommen wurde. Unterwegs durchgeführte Lade- und Entladevorgänge werden über einen am Aufrüstsatz angebrachten Datenlogger 114 erfasst und. Zusätzlich kann dabei ggf. auch erfasst werden, an welchen Ladesäulen welchen Betreibers Strom geladen wurde.During the test process, among other things, an overall technical and charge status is analyzed and it is determined whether and how often the vehicle user uses the upgrade kit during the deployment process 37 charged via the connection device and what amount of energy was supplied to the upgrade kit or withdrawn via the drive. Charging and discharging processes carried out en route are recorded via a data logger attached to the upgrade kit 114 captured and. In addition, it may also be possible to record at which charging stations which operator electricity was charged.

Der Datenlogger wird beim Prüf- und Aufbereitungsvorgang mit einer Schreib-/Leseeinheit 113 ausgelesen. Alternativ erfolgt das Auslesen beim Ausbauvorgang 14 oder, sofern ein Datenabruf per Mobilfunknetz möglich ist, noch während des Einsatzvorgangs.The data logger is used with a read / write unit during the test and preparation process 113 read out. Alternatively, it is read out during the removal process 14th or, if data can be accessed via the cellular network, during the deployment process.

Da sich anhand der Ladezyklen eine Restlebensdauer des Batteriemoduls beurteilen lässt, schlägt die Erfindung vor, die ausgelesenen Lade-/Entladevorgänge über die Schreib-/Leseeinheit in der Datenbank zu erfassen, dem jeweiligen Batteriemodul über die Ident-Daten zuzuordnen, und bei jedem Prüfvorgang entsprechend fortzuschreiben. Durch einen hier nicht dargestellten Datenbankabfragevorgang lassen sich auf diese Weise veraltete Batteriemodule auffinden und aussondern.Since a remaining service life of the battery module can be assessed on the basis of the charging cycles, the invention proposes to record the read out charging / discharging processes via the read / write unit in the database, to assign them to the respective battery module via the ident data, and accordingly for each test process to continue. Using a database query process, not shown here, obsolete battery modules can be found and sorted out in this way.

Darüber hinaus schlägt die Erfindung vor, die ausgelesenen Lade-/Entladevorgänge sowie die Energieverbrauchsmenge im Versorgungs- und Einsatzauftrag zu erfassen, damit diese Informationen für den Bezahlvorgang 38 zur Verfügung stehen (vgl. 3 und 24).In addition, the invention proposes to record the read out loading / unloading processes and the amount of energy consumed in the supply and use order so that this information is used for the payment process 38 are available (cf. 3 and 24 ).

Aus Gründen einer Nachvollziehbarkeit empfiehlt die Erfindung, vor dem Einsatzvorgang erfolgte Ladezyklen einer vorausgegangenen Nutzung ebenfalls zu erfassen und im Versorgungs- und Einsatzauftrag als Ausgangszustand festzuhalten. Das gilt insbesondere dann, wenn die Batteriemodule, wie weiter unten ausgeführt, während einer Lagerperiode in einem Smart Grid eingesetzt werden und setzt voraus, dass jedem Batteriemodul ein entsprechender Datenlogger fest zugeordnet ist. Eine Erfassung des Ausgangszustandes erfolgt entweder beim Auflade- und Vorbereitungsvorgang 107 oder beim Einbauvorgang 11.For reasons of traceability, the invention recommends that charging cycles that have taken place prior to the use of a previous use also be recorded and recorded as the initial state in the supply and use order. This applies in particular when the battery modules, as explained below, are used in a smart grid during a storage period and assumes that a corresponding data logger is permanently assigned to each battery module. The initial state is recorded either during the charging and preparation process 107 or during the installation process 11 .

Über den Einlagerungsvorgang 115 erfolgt eine mit der Lagervorrichtung 102 durchgeführte Wiedereinlagerung der Batteriemodule in der Lagerstation 103. Die Batteriemodule stehen somit für den nächsten Einsatzvorgang bereit.About the storage process 115 takes place one with the storage device 102 carried out re-storage of the battery modules in the storage station 103 . The battery modules are thus ready for the next use.

Nach den bisherigen Ausführungen zu 12 umfasst der Versorgungsvorgang 36 folglich mindestens einen mit einer Lagervorrichtung 102 einer Lagerstation 103 durchgeführten Auslagerungs- und Kommissioniervorgang 104 der für die Aufrüstung reservierten Batteriemodule, mindestens einen mit einem Transportmittel 105 oder einem Transporthilfsmittel durchgeführten Transportvorgang 106 zwischen der Lagerstation 103 mit dem Bestand 28 und der Pufferstation 27 und bei der temporären Aufrüstung auch von der Pufferstation zurück zur Lagerstation, mindestens einen Auflade- und Vorbereitungsvorgang 107 in einer Vorbereitungsstation 108 mit einer Aufladevorrichtung 109, mindestens einen Bereitstellungsvorgang 110 in der Pufferstation 27 für den Einbauvorgang 11 und bei der temporären Aufrüstung nach dem Ausbauvorgang 14 auch für den Transportvorgang zurück zur Lagerstation, und bei der temporären Aufrüstung darüber hinaus mindestens einen in einer Aufbereitungsstation 111 durchgeführten Prüf- und Aufbereitungsvorgang 112, wobei mit einer Schreib-/Leseeinheit 113 mindestens ein von einem Datenlogger 114 während des Einsatzvorgangs 37 erfasster Ladevorgang des Aufrüstsatzes ausgelesen und defekte Module instandgesetzt oder ausgesondert werden sowie mindestens einen über die Lagervorrichtung 102 durchgeführten Einlagerungsvorgang 115 für eine Wiedereinlagerung der Module in der Lagerstation 103.According to the previous statements about 12 includes the restoration process 36 consequently at least one with a storage device 102 a storage station 103 carried out removal and picking process 104 of the battery modules reserved for the upgrade, at least one with a means of transport 105 or a transport process carried out 106 between the storage station 103 with the stock 28 and the buffer station 27 and in the case of the temporary upgrade also from the buffer station back to the storage station, at least one charging and preparation process 107 in a prep station 108 with a charger 109 , at least one deployment process 110 in the buffer station 27 for the installation process 11 and for temporary upgrading after the expansion process 14th also for the transport process back to the storage station, and in the case of temporary upgrading, at least one in a processing station 111 performed testing and preparation process 112 , with a read / write unit 113 at least one from a data logger 114 during the deployment process 37 The recorded loading process of the upgrade kit is read out and defective modules are repaired or removed, as well as at least one via the storage device 102 carried out storage process 115 for re-storing the modules in the storage station 103 .

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der Transportvorgang und die Funktion der Pufferstation in manuellen Aufrüststationen auch einem in 31 dargestellten Handhabungsgerät zugeordnet sein kann.At this point it should be noted that the transport process and the function of the buffer station in manual set-up stations are also 31 shown handling device can be assigned.

In Anbetracht einer Komplexität durch eine Vielzahl erfasster Bedarfe verschiedener Fahrzeug-Nutzer mit unterschiedlichen Elektrofahrzeugen und zur Gewährleistung eines reibungslosen Versorgungsablaufs erfordert der Versorgungsvorgang 36 eine Steuerung und Verfolgung der in 12 dargestellten Schritte. Das Gleiche gilt für Batteriemodule bzw. Aufrüstsätze, deren jeweils aktueller Standort im Rahmen des Bestandserfassungs- und -überwachungsvorgangs 78 ebenfalls verfolgt werden sollte.In view of the complexity due to a large number of recorded needs of different vehicle users with different electric vehicles and to ensure a smooth supply process, the supply process requires 36 control and tracking of the in 12 illustrated steps. The same applies to battery modules or upgrade kits, the current location of which should also be tracked as part of the inventory recording and monitoring process 78.

Erfindungsgemäß erfolgt die Steuerung des Versorgungsvorgangs 36 über den Versorgungs- und Einsatzauftrag 100, indem der Versorgungs- und Einsatzauftrag über den Ausgabevorgang 117 mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 in der Lagerstation 103, Vorbereitungsstation 108, Aufbereitungsstation 111 und Pufferstation 27 termingesteuert angezeigt und ein Auftragsdurchlauf anhand einer entsprechenden Statusmeldung aus der Lager-, Vorbereitungs-, Aufbereitungs- und Pufferstation über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 erfasst und verfolgt wird.According to the invention, the supply process is controlled 36 about the supply and deployment order 100 by placing the supply and use order via the issuing process 117 with the input / output unit 31 in the storage station 103 , Preparation station 108 , Processing station 111 and buffer station 27 Timely displayed and an order flow based on a corresponding status message from the storage, preparation, processing and buffer station via the input / output unit 31 is captured and tracked.

Im Sinne einer Übersichtlichkeit werden erfindungsgemäß vorzugsweise nur die am jeweiligen Tag abzuarbeitenden Versorgungs- und Einsatzaufträge in einer beim Dispositionsvorgang festgelegten Reihenfolge über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 angezeigt. Dies erfolgt über das Datenbankmanagementsystem 93 vorzugsweise termingesteuert, insbesondere automatisch.For the sake of clarity, according to the invention, only the supply and use orders to be processed on the respective day are preferably transmitted via the input / output unit in a sequence established during the disposition process 31 displayed. This is done via the database management system 93 preferably scheduled, in particular automatically.

Welche Versorgungs- und Einsatzaufträge am jeweiligen Tag in welcher Reihenfolge an welchem Standort einer Aufrüststation abzuarbeiten sind, ergibt sich über das Datenbankmanagementsystem aus den über den Reservierungsvorgang 97 durchgeführten Reservierungen in der Datenbank. Dazu werden beim Reservierungsvorgang der jeweiligen Reservierung ein bestimmter Versorgungs- und Einsatzauftrag sowie ein Datum und eine Uhrzeit zugeordnet. Auf diese Weise lassen sich die anstehenden Aufträge über das Datenbankmanagementsystem automatisch herausfiltern. Selbstverständlich kann der Betreiber über die Ein-/Ausgabeeinheit 31 auch einen bestimmten Tag manuell festlegen. Über das Datenbankmanagementsystem werden dann die an dem ausgewählten Tag anstehenden Aufträge ausgegeben (siehe hierzu auch die entsprechenden Ausführungen zum Dispositionsvorgang in 11).Which supply and deployment orders are to be processed on the respective day in which order at which location of an upgrade station is determined by the database management system from the reservation process 97 made reservations in the database. For this purpose, a specific supply and deployment order as well as a date and time are assigned to the respective reservation during the reservation process. In this way, the pending jobs can be automatically filtered out via the database management system. Of course, the operator can use the input / output unit 31 also set a specific day manually. The orders pending on the selected day are then output via the database management system (see also the relevant information on the disposition process in 11 ).

Der Betreiber kann die angezeigten Aufträge über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 einzeln anwählen und sich im Detail anzeigen lassen, so dass er sich über die im Auftrag festgelegten Arbeiten informieren und diese entsprechend durchführen kann. Nach erfolgreicher Durchführung kann er die Arbeiten im jeweiligen Versorgungs- und Einsatzauftrag anhand einer Statusmeldung über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 fertigmelden und den nächsten Auftrag bearbeiten. Dadurch hat der Betreiber stets einen Überblick über Auftragsfortschritt und noch zu erledigende Aufträge.The operator can view the orders via the input / output unit 31 individually and view them in detail so that they can find out about the work specified in the order and carry them out accordingly. To If it has been carried out successfully, he can carry out the work in the respective supply and deployment order using a status message via the input / output unit 31 Report finished and process the next order. This means that the operator always has an overview of job progress and jobs that have yet to be completed.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung dieser Erfindung befindet sich in jeder Station der Vorrichtung, d.h. in der Lager-, Vorbereitungs-, Aufbereitungs- und Pufferstation eine Ein-/Ausgabe-Einheit 31. Auf diese Weise lässt sich der Auftragsdurchlauf von einem Disponenten des Betreibers verfolgen. Das ist insbesondere dann von Vorteil, wenn für die einzelnen Vorgänge verschiedene Mitarbeiter zuständig sind und die einzelnen Arbeitsstationen weit auseinanderliegen.In a particularly advantageous embodiment of this invention, there is an input / output unit in each station of the device, ie in the storage, preparation, processing and buffering station 31 . In this way, the order flow can be tracked by a dispatcher of the operator. This is particularly advantageous when different employees are responsible for the individual processes and the individual workstations are far apart.

Erfindungsgemäß erfolgt eine Standortverfolgung der Batteriemodule 12 im Rahmen des Bestandserfassungs- und -überwachungsvorgangs 78 dadurch, dass beim Auslagerungs- und Kommissioniervorgang 104, Transportvorgang 106, Vorbereitungsvorgang 107, Bereitstellungsvorgang 110, Einbauvorgang 11, Ausbauvorgang 14, Aufbereitungsvorgang 112 und Einlagerungsvorgang 115 wiederholt ein am Batteriemodul angebrachter Ident-Datenträger 77 über die Schreib-/Lese-Einheit 76 oder die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 erfasst wird. Das jeweilige Batteriemodul wird dabei im in der Datenbank erfassten Bestand entsprechend mit einem Standortvermerk gekennzeichnet.According to the invention, the location of the battery modules is tracked 12 in the context of the inventory recording and monitoring process 78 in that during the removal and picking process 104 , Transport process 106 , Preparation process 107 , Deployment process 110 , Installation process 11 , Removal process 14th , Preparation process 112 and storage process 115 an ID tag attached to the battery module repeats 77 via the read / write unit 76 or the input / output unit 31 is captured. The respective battery module is marked accordingly with a location note in the inventory recorded in the database.

Abschließend wird zu 12 noch angemerkt, dass die Batteriemodule nach dem Einlagerungsvorgang bis zum nächsten Auslagerungsvorgang in einem Smart-Grid eingesetzt werden können. Dementsprechend werden die Batteriemodule 12 in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung dieser Erfindung in der Lagerstation 103 während einer Lagerperiode für eine Versorgung und/oder Stabilisierung eines öffentlichen oder nicht öffentlichen Stromnetzes mit einer Aufladevorrichtung für bidirektionales Laden 116 verbunden. Dabei ist es zweckmäßig, die Ladezyklen analog zum Einsatzvorgang 37 über den Datenlogger und die Schreib-/Leseeinheit zu erfassen, so dass sich die Stromnetzversorgung vom Betreiber monetär abrechnen lässt.In conclusion, to 12 It is also noted that the battery modules can be used in a smart grid after the storage process until the next removal process. The battery modules are accordingly 12 in a particularly advantageous embodiment of this invention in the storage station 103 during a storage period for a supply and / or stabilization of a public or non-public electricity network with a charging device for bidirectional charging 116 connected. It is useful to set the charging cycles in the same way as the deployment process 37 to be recorded via the data logger and the read / write unit, so that the operator can bill for the electricity supply.

13 zeigt schematisch die Verfahrensschritte zum Einbauvorgang 11 aus den 1 und 2 in einer Übersicht. Wie bereits unter den 1 und 2 angeführt, erfolgt der Einbauvorgang 11, mit dem der Aufrüstsatz 13 in das Batteriefach 9 des Elektrofahrzeugs 1 eingebaut wird, zumindest in einer Aufrüststation der Vorrichtung erfindungsgemäß in einer Mensch-Roboter-Kooperation. Dabei wird ein Greifer 17 oder 18 eines Industrieroboters 19 durch einen Mitarbeiter 20 eines Betreibers der Aufrüststation menschgeführt über die Handbedieneinheit 21 einer Steuerung 22 entlang einer über die Steuerung vorgegebenen Bahnkurve 23 zum Batteriefach 9 positioniert. Dieses Verfahren reduziert gegenüber einer in der CA 2736889 A1 beschriebenen Vollautomatisierung die Investitionskosten und ermöglicht gleichwohl kurze Ein- bzw. Ausbauzeiten. 13 shows schematically the process steps for the installation process 11 from the 1 and 2 in an overview. As already under the 1 and 2 the installation process takes place 11 with which the upgrade kit 13 in the battery compartment 9 of the electric vehicle 1 is installed, at least in an upgrade station of the device according to the invention in a human-robot cooperation. This is a gripper 17th or 18th an industrial robot 19th by an employee 20th of an operator of the upgrade station, guided by the manual control unit 21st a controller 22nd along a path curve specified by the control 23 to the battery compartment 9 positioned. This procedure reduces compared to one in the CA 2736889 A1 The full automation described reduces the investment costs and at the same time enables short installation and removal times.

Der Einbauvorgang ins Batteriefach kann auf direktem Weg oder indirekt über einen Vormontagevorgang erfolgen. Welche dieser beiden Varianten bei der Aufrüstung eingesetzt wird ist davon abhängig, ob eine Befestigung des Aufrüstsatzes an einer Unterseite eines Hauptbodens 136, an seitlichen Schwellern 180 oder an einer Oberseite eines Unterbodens 124 vorgesehen ist (Anordnung von Haupt- bzw. Unterboden, Schwellern sowie Adapter 43 für die Befestigung siehe 19, 20, 33-a, 35-f sowie 36-a bis 36-d). Das wiederum hängt von einer fahrzeugherstellerseitig vorgegebenen Anordnung der mechanischen Schnittstelle 44-A ab, an welcher der Aufrüstsatz 13 beim Einbauvorgang 11 über den Adapter 43 befestigt wird. Befindet sich die mechanische Schnittstelle mit dem Adapter am Hauptboden oder an den seitlichen Schwellern, ist der Einbauvorgang identisch. Unterschiede ergeben sich bei unterbodenseitiger Lage der mechanischen Schnittstelle.The installation process in the battery compartment can be carried out directly or indirectly via a pre-assembly process. Which of these two variants is used for the upgrade depends on whether the upgrade kit is attached to an underside of a main floor 136 , on the side sills 180 or on a top of a sub-floor 124 is provided (arrangement of main or sub-floor, sills and adapters 43 for attachment see 19th , 20th , 33-a , 35-f and 36-a to 36-d). This in turn depends on an arrangement of the mechanical interface specified by the vehicle manufacturer 44-A from which the upgrade kit 13 during the installation process 11 through the adapter 43 is attached. If the mechanical interface with the adapter is on the main floor or on the side sills, the installation process is identical. Differences arise when the mechanical interface is positioned on the underside.

Beim unterbodenseitig angebrachten Adapter findet der Einbauvorgang nach einem Demontagevorgang 122 des Unterbodens über den Vormontagevorgang 139 statt. Der Aufrüstsatz wird dabei anhand eines Befestigungsvorgangs 133 über den Adapter am demontierten Unterboden befestigt und in Verbindung mit einem nachfolgenden Remontagevorgang 123 des Unterbodens in das Batteriefach eingebaut.With the adapter attached on the underside, the installation process takes place after a dismantling process 122 of the sub-floor via the pre-assembly process 139 instead of. The upgrade kit is based on a fastening process 133 attached to the dismantled sub-floor via the adapter and in connection with a subsequent reassembly process 123 of the underbody built into the battery compartment.

Anders als beim hauptboden- oder schwellerseitig angebrachten Adapter, bei dem der Befestigungsvorgang des Aufrüstsatzes direkt, d.h. ohne Vormontagevorgang, im Batteriefach erfolgt, findet der Befestigungsvorgang bei der Variante mit unterbodenseitig angebrachtem Adapter nicht am Fahrzeug, sondern davon entkoppelt statt. Ein dafür geeigneter Ort ist beispielsweise die Pufferstation 27. Der Befestigungsvorgang ist bei beiden Varianten identisch, lediglich der Ort der Durchführung, ein davon abhängiger Positioniervorgang und der beim Einbauvorgang eingesetzte Greifer unterscheiden sich.In contrast to the adapter attached to the main floor or sill side, in which the upgrade kit is attached directly, i.e. without pre-assembly, in the battery compartment, the attachment process for the variant with an adapter attached to the underside does not take place on the vehicle, but rather decoupled from it. A suitable place for this is, for example, the buffer station 27 . The fastening process is identical in both variants, only the place of implementation, a positioning process that depends on it and the gripper used during the installation process differ.

Der Einbauvorgang setzt sich aus mehreren Einzelschritten zusammen, die in 13 abgebildet und nachfolgend beschrieben sind. Ergänzend wird auf die 1 und 2 sowie 14 ff verwiesen.The installation process consists of several individual steps, which are described in 13 are shown and described below. In addition, the 1 and 2 as well as 14 ff.

Eine Steuerung des Einsatzvorgangs erfolgt in Anlehnung an den Versorgungsvorgang, indem der Versorgungs- und Einsatzauftrag 100 über den Ausgabevorgang 117 mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 zur rechtzeitigen Information des Betreibers termingesteuert angezeigt und ein Auftragsdurchlauf anhand einer entsprechenden Statusmeldung des Mitarbeiters 20 über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 erfasst und verfolgt wird. Entsprechende Einzelheiten zur termingesteuerten Anzeige lassen sich aus der Beschreibung zur 12 entnehmen.The deployment process is controlled based on the supply process by placing the supply and deployment order 100 about the output process 117 with the input / output unit 31 to inform the operator in good time and an order flow based on a corresponding status message from the employee 20th via the input / output unit 31 is captured and tracked. Corresponding details of the time-controlled display can be found in the description for 12 remove.

Da sich die Pufferstation 27 in einem direkten Zugriffsbereich des den Roboter bedienenden Mitarbeiters 20 befindet, kann die in der Pufferstation für den Versorgungsvorgang vorgesehene Ein-/Ausgabe-Einheit 31 zugleich für den Einbauvorgang verwendet werden. Da die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 sowohl für den Versorgungsvorgang als auch für den Einbauvorgang genutzt werden kann, lässt sich bei der Vorrichtung eine Ein-/Ausgabe-Einheit einsparen. Es können natürlich auch separate Ein-/Ausgabe-Einheiten verwendet werden.Since the buffer station 27 in a direct access area of the employee operating the robot 20th is located, the input / output unit provided in the buffer station for the supply process 31 can also be used for the installation process. As the input / output unit 31 can be used both for the supply process and for the installation process, an input / output unit can be saved in the device. Of course, separate input / output units can also be used.

Beim Koinzidenzprüfungsvorgang 118 lässt sich mit der Vorrichtung für das in der Aufrüststation bereitstehende Fahrzeug feststellen, ob für das Fahrzeug der richtige Versorgungs- und Einsatzauftrag vorliegt, ob in der Pufferstation der richtige, zum Adapter passende Aufrüstsatz mit den richtigen Batteriemodulen in der richtigen Anzahl bereitsteht und ob für den Einbauvorgang beim steuerungsseitigen Ladevorgang 119 die richtige Bahnkurve 23 in der Steuerung 22 des Roboters 19 geladen wird.In the coincidence check process 118 The device can be used to determine for the vehicle that is available in the upgrade station whether the vehicle has the correct supply and deployment order, whether the correct upgrade kit with the correct number of battery modules is available in the buffer station and the correct number of battery modules for the Installation process for the control-side loading process 119 the right trajectory 23 in the control 22nd of the robot 19th is loaded.

Ob für das Fahrzeug der richtige Versorgungs- und Einsatzauftrag vorliegt, bzw. ob umgekehrt zum vorliegenden Versorgungs- und Einsatzauftrag das richtige Fahrzeug in der Aufrüststation bereitsteht, lässt sich vom Mitarbeiter 20 anhand einer Ident-Nummer des Fahrzeugs feststellen. Die Fahrzeug-Identnummer ist i.d.R. mehrfach am Fahrzeug an unterschiedlichen Stellen, beispielsweise im Motorraum, angebracht und lässt sich auch einem Fahrzeugschein entnehmen.The employee can determine whether the right supply and deployment order is available for the vehicle or, conversely, whether the right vehicle is available in the upgrade station for the current supply and deployment order 20th using an identification number of the vehicle. The vehicle identification number is usually affixed several times to the vehicle in different places, for example in the engine compartment, and can also be found in a vehicle registration document.

Ein Vergleich der am Fahrzeug angebrachten mit einer im Versorgungs- und Einsatzauftrag angegebenen Ident-Nummer gibt Aufschluss über ein Vorliegen des richtigen Versorgungs- und Einsatzauftrags. Die Ident-Nummer wird dazu beim Bedarfserfassungsvorgang 30 im Nutzerkonto 73 erfasst und beim Dispositionsvorgang 35 dem Versorgungs- und Einsatzauftrag zugeordnet (vgl. 8 und 11).A comparison of the ID number attached to the vehicle with one specified in the supply and deployment order provides information about whether the correct supply and deployment order is available. The identification number is used for this purpose when entering the requirements 30th in the user account 73 recorded and during the disposition process 35 assigned to the supply and deployment order (cf. 8th and 11 ).

Um eine Übereinstimmung der im Versorgungs- und Einsatzauftrag angegebenen mit der am Fahrzeug angebrachten Ident-Nummer festzustellen, gibt es verschiedene Möglichkeiten.There are various ways of determining whether the identification number specified in the supply and deployment order matches the identification number on the vehicle.

Eine Möglichkeit besteht in einer visuellen Überprüfung. Der Mitarbeiter liest die Fahrzeug-Identnummer an einer entsprechenden Stelle am Fahrzeug ab und vergleicht die abgelesene Nummer mit einer im ausgegebenen Versorgungs- und Einsatzauftrag angegebenen Ident-Nummer. Bei einer Übereinstimmung der Ident-Nummern wird daraufhin vom Mitarbeiter eine Bestätigung über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 erfasst.One possibility is a visual inspection. The employee reads the vehicle identification number at a corresponding point on the vehicle and compares the read number with an identification number specified in the supply and deployment order issued. If the ID numbers match, the employee will then send a confirmation via the input / output unit 31 detected.

Der Mitarbeiter kann die abgelesene Ident-Nummer auch über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 erfassen, indem er die Ident-Nummer Ziffer für Ziffer über eine Tastatur der Ein-/Ausgabe-Einheit eingibt. Die mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 erfasste Fahrzeug-Ident-Nummer wird anschließend über ein Datenbankmanagementsystem 93 mit der im Versorgungs- und Einsatzauftrag angegebenen Ident-Nummer automatisch verglichen. Eine Programmierung eines automatischen Vergleichs im Datenbankmanagementsystem dürfte einem Fachmann keine Schwierigkeiten bereiten, so dass an dieser Stelle nicht darauf eingegangen wird.The employee can also use the input / output unit to read the ID number 31 by entering the ID number digit by digit using a keyboard on the input / output unit. The one with the input / output unit 31 The vehicle identification number is then recorded via a database management system 93 automatically compared with the ID number specified in the supply and deployment order. Programming an automatic comparison in the database management system should not cause a person skilled in the art any difficulties, so that it will not be discussed at this point.

Eine Übereinstimmung der Ident-Nummern kann beispielsweise durch eine entsprechende Meldung über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 visuell angezeigt werden. Dabei können nachfolgende Schritte des Einbauvorgangs über das Datenbankmanagementsystem automatisch oder anhand einer manuellen Bestätigung über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 freigegeben werden. Andernfalls kann der Mitarbeiter anhand der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 über einen Koinzidenzfehler informiert und aufgefordert werden, eine Ursache des Fehlers zu klären.The identification numbers can be matched, for example, by a corresponding message via the input / output unit 31 displayed visually. The following steps of the installation process can be carried out automatically via the database management system or using a manual confirmation via the input / output unit 31 be released. Otherwise, the employee can use the input / output unit 31 be informed about a coincidence error and asked to clarify a cause of the error.

Nachteil einer visuellen Überprüfung bzw. einer manuellen Eingabe der Fahrzeug-Ident-Nummer sind mögliche Ablese- bzw. Eingabefehler. Um diese Fehler zu vermeiden schlägt die Erfindung vor, für die Erfassung der Ident-Nummer eine Ein-/Ausgabe-Einheit 31 mit einer integrierten Kamera bzw. mit einem Scanner einzusetzen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, in den Adapter 43 einen Ident-Datenträger zu integrieren, der vorzugsweise baugleich ist zu einem am Batteriemodul angebrachten Ident-Datenträger 77 und auf dem anstelle einer Batteriemodul-Ident-Nummer die Fahrzeug-Ident-Nummer gespeichert ist. Zusätzlich kann darauf auch eine Ident-Nummer des Adapters gespeichert sein. Auf diese Weise kann die Ident-Nummer des Fahrzeugs mit der derselben Schreib-/Lese-Einheit 76 ausgelesen werden wie bei der nachfolgend beschriebenen Koinzidenzprüfung des Aufrüstsatzes. Der anschließende Vergleich der Fahrzeug-Ident-Nummern erfolgt wiederum vorzugsweise automatisch. Auch eine Bestätigung der Übereinstimmung der Fahrzeug-Ident-Nummern kann automatisch erfolgen.Disadvantages of a visual check or manual entry of the vehicle identification number are possible reading or input errors. In order to avoid these errors, the invention proposes an input / output unit for recording the ID number 31 to be used with an integrated camera or with a scanner. Another option is to use the adapter 43 to integrate an ident data carrier, which is preferably identical in construction to an ident data carrier attached to the battery module 77 and on which the vehicle identification number is stored instead of a battery module identification number. An ID number of the adapter can also be stored on it. In this way, the identification number of the vehicle can be transferred to the same read / write unit 76 are read out as with the coincidence test of the upgrade kit described below. The subsequent comparison of the vehicle identification numbers is again preferably carried out automatically. Confirmation of the correspondence of the vehicle identification numbers can also take place automatically.

Ob in der Pufferstation der richtige, zum Adapter passende Aufrüstsatz mit den richtigen Batteriemodulen in der richtigen Anzahl bereitsteht, lässt sich vom Mitarbeiter mit der Schreib-/Lese-Einheit 76 anhand einer Erfassung des jeweiligen Ident-Datenträgers 77 der bereitgestellten Batteriemodule überprüfen. Nach der vorliegenden Erfindung geht aus dem Versorgungs- und Einsatzauftrag hervor, welche Batteriemodule in welcher Anzahl für die Aufrüstung des Fahrzeugs erforderlich bzw. reserviert sind. Für eine Koinzidenzprüfung enthält der Versorgungs- und Einsatzauftrag zumindest eine Angabe über einen bei der Aufrüstung zu verwendenden Batteriemodultyp. Darüber hinaus können zusätzlich die für den Auftrag reservierten Batteriemodul-Ident-Nummern angegeben sein. Durch einen Vergleich der im Versorgungs- und Einsatzauftrag erfassten Angaben über die für den Aufrüstsatz erforderlichen Batteriemodule mit den aus den Ident-Datenträgern ausgelesenen Daten lässt sich auf einfache Art und Weise feststellen, ob es sich um die richtigen Batteriemodule in der richtigen Anzahl handelt.The employee can use the read / write unit to determine whether the right upgrade kit with the right number of battery modules is available in the buffer station to match the adapter 76 based on a recording of the respective identification Data carrier 77 check the battery modules provided. According to the present invention, the supply and use order reveals which battery modules and in which number are required or reserved for upgrading the vehicle. For a coincidence check, the supply and deployment order contains at least information about a battery module type to be used for the upgrade. In addition, the battery module identification numbers reserved for the order can also be specified. By comparing the information recorded in the supply and use order about the battery modules required for the upgrade kit with the data read from the ID data carriers, it is easy to determine whether the correct number of battery modules is involved.

Nach 6 ist darüber hinaus jedem Fahrzeugtyp ein bestimmter Adapter und jedem Adapter ein bestimmter Aufrüstsatz zugeordnet, so dass über eine Erfassung des Ident-Datenträgers am Adapter und das Datenbankmanagementsystem automatisch festgestellt werden kann, ob der bereitgestellte Aufrüstsatz zum im Batteriefach eingebauten Adapter passt.To 6 In addition, a specific adapter is assigned to each vehicle type and a specific upgrade kit is assigned to each adapter, so that the identification data carrier on the adapter and the database management system can be used to automatically determine whether the upgrade kit provided fits the adapter installed in the battery compartment.

Ob beim steuerungsseitigen Ladevorgang die richtige Bahnkurve in der Steuerung geladen wird, lässt sich vom Mitarbeiter feststellen, indem er eine im Versorgungs- und Einsatzauftrag erfasste Bezeichnung bzw. Programmnummer der Bahnkurve mit einer von der Steuerung 22 angezeigten Bezeichnung bzw. Programmnummer vergleicht.Whether the correct trajectory is loaded into the control during the loading process on the control side can be determined by the employee by comparing a designation or program number of the trajectory recorded in the supply and operation order with one from the control 22nd compares the displayed designation or program number.

Da der Betreiber den Versorgungs- und Einsatzauftrag auf Basis des Nutzerkontos erstellt, lässt sich die Bezeichnung bzw. Programmnummer der richtigen Bahnkurve dem Versorgungs- und Einsatzauftrag beim Dispositionsvorgang 35 eindeutig zuordnen. Dazu wird im Nutzerkonto entsprechend dem Bedarfserfassungsvorgang 30 der jeweilige Fahrzeugtyp erfasst, dem Fahrzeugtyp über den Bahnkurven-Planungsvorgang 46 eine geplante Bahnkurve mit einer bestimmten Bezeichnung bzw. Programmnummer zugeordnet und beim Dispositionsvorgang in den Versorgungs- und Einsatzauftrag aufgenommen (vgl. 7 und 11).Since the operator creates the supply and deployment order on the basis of the user account, the name or program number of the correct trajectory can be added to the supply and deployment order during the disposition process 35 clearly assign. This is done in the user account according to the needs recording process 30th the respective vehicle type is recorded, the vehicle type via the trajectory planning process 46 a planned trajectory with a specific designation or program number is assigned and included in the supply and deployment order during the disposition process (cf. 7th and 11 ).

Sollten am Fahrzeug gegenüber einer Serie bauliche Veränderungen vorgenommen worden sein, kann die für den Fahrzeugtyp programmierte Bahnkurve u.U. nicht verwendet werden. Es erscheint es daher sinnvoll, entsprechende Veränderungen über das Nutzerkonto zu erfassen und dadurch den Ladevorgang der für den Fahrzeugtyp geplanten Bahnkurve erforderlichenfalls zu sperren oder durch einen Ladevorgang einer gesondert programmierten Bahnkurve zu ersetzen.If structural changes have been made to the vehicle compared to a series, the trajectory programmed for the vehicle type may be subject to change. Not used. It therefore makes sense to record corresponding changes via the user account and thereby block the loading process of the trajectory planned for the vehicle type, if necessary, or to replace it with a loading process of a specially programmed trajectory.

Beim Ladevorgang 119 wird die im Versorgungs- und Einsatzauftrag angegebene Bezeichnung bzw. Programmnummer der Bahnkurve 23 vom Mitarbeiter in die Steuerung 22 eingegeben und daraufhin die Bahnkurve aus einem Speicher geladen. Die Eingabe kann beispielsweise über die Handbedieneinheit 21, eine Tastatur oder einen Touch Screen der Steuerung erfolgen. Dabei ist es unerheblich, ob der Speicher mit den beim Programmiervorgang 65 programmierten typspezifischen Bahnkurven Bestandteil der Steuerung oder ein gesonderter Speicherplatz in der Datenbank 40 ist.During the charging process 119 becomes the designation or program number of the trajectory specified in the supply and deployment order 23 from the employee to the control 22nd entered and then loaded the trajectory from a memory. The input can, for example, via the manual control unit 21st , a keyboard or a touch screen of the control. It is irrelevant whether the memory was used during the programming process 65 programmed type-specific trajectories are part of the control system or a separate storage space in the database 40 is.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung dieser Erfindung erfolgt dieser Ladevorgang automatisch, d.h. die manuelle Eingabe der Bezeichnung bzw. Programmnummer entfällt. Die im Versorgungs- und Einsatzauftrag erfasste Bezeichnung und Programmnummer der Bahnkurve wird dabei über das Datenbankmanagementsystem 93 an die Steuerung 22 automatisch übermittelt und geladen.In a particularly advantageous embodiment of this invention, this loading process takes place automatically, ie there is no need to manually enter the designation or program number. The name and program number of the trajectory recorded in the supply and deployment order is transferred via the database management system 93 to the controller 22nd automatically transmitted and loaded.

Für die automatische Übermittlung ist die Steuerung des Roboters erfindungsgemäß über eine in 26 dargestellte Datenschnittstelle 227 an die Datenbank mit dem Datenbankmanagementsystem angebunden. Indem die Bezeichnung bzw. Programmnummer nicht manuell in die Steuerung einzugeben ist, sondern über die Schnittstelle automatisch übermittelt wird, lassen sich beim steuerungsseitigen Ladevorgang Eingabefehler und dadurch Kollisionen aufgrund einer falschen Bahnkurve vermeiden.According to the invention, the robot is controlled via an in 26th data interface shown 227 connected to the database with the database management system. Since the designation or program number does not have to be entered manually into the control, but is automatically transmitted via the interface, input errors and thus collisions due to an incorrect path curve can be avoided during the control-side loading process.

Mit dem Aufnahme- und Vorpositioniervorgang 121 wird das Fahrzeug 1 in einer für den Roboter 19 und den Mitarbeiter 20 von einer Fahrzeugunterseite 8 her zugänglichen Position des Batteriefachs 9 für den Einbauvorgang vorpositioniert. Erfindungsgemäß kommt dafür eine Fahrzeug-Aufnahme 120 zum Einsatz. Die Fahrzeug-Aufnahme ist beispielsweise eine Hebebühne (siehe 27). Auch eine Auffahrrampe oder eine Halle mit zwei Geschossebenen bzw. einer Grube kann als Fahrzeug-Aufnahme eingesetzt werden (siehe auch entsprechende Hinweise unter 2).With the pickup and prepositioning process 121 becomes the vehicle 1 in one for the robot 19th and the employee 20th from a vehicle underside 8th accessible position of the battery compartment 9 pre-positioned for the installation process. According to the invention, there is a vehicle mount for this 120 for use. The vehicle mount is, for example, a lifting platform (see 27 ). A drive-on ramp or a hall with two storeys or a pit can also be used as a vehicle mount (see also the relevant information under 2 ).

Um den Aufrüstsatz in das Batteriefach einzubauen, wird als erstes der das Batteriefach verschließende Unterboden 124 an der Fahrzeugunterseite 8 ganz oder zumindest teilweise demontiert. Die Demontage des Unterbodens kann manuell oder in Anlehnung an den Aufrüstsatz in der erfindungsgemäßen Mensch-Roboter-Kooperation erfolgen. Ob die Demontage manuell oder in Mensch-Roboter-Kooperation stattfindet ist u.a. davon abhängig, ob die Befestigung des Aufrüstsatzes am Hauptboden 136, an den Schwellern 180 oder am Unterboden 124 erfolgt.In order to install the upgrade kit in the battery compartment, the first step is the underbody that closes the battery compartment 124 on the underside of the vehicle 8th completely or at least partially dismantled. The underbody can be dismantled manually or based on the upgrade kit in the human-robot cooperation according to the invention. Whether the dismantling takes place manually or in human-robot cooperation depends, among other things, on whether the upgrade kit is attached to the main floor 136 , on the sills 180 or on the sub-floor 124 he follows.

Wenn Aufrüstsatz und Basisbatterie am Unterboden befestigt werden und somit das Gewicht der Basisbatterie und bei der Remontage auch das Gewicht des Aufrüstsatzes auf dem Unterboden lasten, ist für ein Handling des Unterbodens allein schon aus Ergonomiegründen die Mensch-Roboter-Kooperation vorzuziehen. Die Mensch-Roboter-Kooperation kann jedoch bei entsprechend hohem Eigengewicht des Unterbodens auch bei einer Anordnung der mechanischen Schnittstelle am Hauptboden bzw. an den seitlichen Schwellern sinnvoll sein. Da eine Demontage des Unterbodens von Hand für einen Fachmann keiner näheren Erläuterung bedarf, wird im Folgenden lediglich auf die Demontage in der Mensch-Roboter-Kooperation eingegangen. Entsprechendes gilt für die weiter unten beschriebene Remontage des Unterbodens.When the upgrade kit and the basic battery are attached to the underbody and thus the weight the base battery and the weight of the upgrade kit on the sub-floor during reassembly, human-robot cooperation is preferable for handling the sub-floor for reasons of ergonomics alone. The human-robot cooperation can, however, be useful if the sub-floor is correspondingly heavy, even when the mechanical interface is arranged on the main floor or on the side sills. Since manual dismantling of the underbody does not require any further explanation for a person skilled in the art, only dismantling in human-robot cooperation is discussed below. The same applies to the reassembly of the subfloor described below.

Die Demontage des Unterbodens umfasst nach 13 einen Positioniervorgang 125, einen Ausgleichsvorgang 137-B sowie einen Demontagevorgang 122 mit einem Stütz- und Andrückvorgang 127.The dismantling of the underbody includes after 13 a positioning process 125 , a balancing process 137-B as well as a dismantling process 122 with a supporting and pressing process 127 .

Beim Positioniervorgang 125 wird der Greifer 17 für den Demontagevorgang 122 über den Roboter 19 vom Mitarbeiter 20 menschgeführt mit der Handbedieneinheit 21 einer Steuerung 22 entlang einer über die Steuerung vorgegebenen Bahnkurve 23 zum an der Fahrzeugunterseite 8 angebrachten Unterboden 124 positioniert. Da die Bahnkurve zudem jeweils eine Bahngeometrie für die Positioniervorgänge 126 und 134-A oder 134-B beinhaltet, wird vom Roboter bei der Demontage nur ein dafür bestimmter Programmteil der von der Steuerung geladenen Bahnkurve ausgeführt.During the positioning process 125 becomes the gripper 17th for the dismantling process 122 about the robot 19th from the employee 20th guided by the hand control unit 21st a controller 22nd along a path curve specified by the control 23 on the underside of the vehicle 8th attached sub-floor 124 positioned. Since the trajectory also has a trajectory geometry for the positioning processes 126 and 134-A or 134-B contains, the robot only executes a specific program part of the trajectory loaded by the controller during dismantling.

Da das Fahrzeug beim Aufnahme- und Positioniervorgang 121 lediglich vorpositioniert wird, kann der Greifer nicht allein über eine fest programmierte Bahnkurve zum Unterboden positioniert werden. Grund dafür ist, dass bei der Vorpositionierung des Fahrzeugs i.d.R. eine mehr oder weniger große Lageabweichung 24 gegenüber einer beim Programmiervorgang 65 zugrunde gelegten Soll-Lage 25 auftreten wird, die bei der Mensch-Roboter-Kooperation erfindungsgemäß über den Ausgleichsvorgang 137-A bzw. 137-B kompensiert wird (vgl. Ausführungen zu 2). Die Lageabweichung könnte ansonsten zu einer Kollision des Greifers mit dem Fahrzeug führen. Das gilt insbesondere dann, wenn die Vorpositionierung mit einer Hebebühne als Fahrzeug-Aufnahme 120 durchgeführt wird, mit der eine wiederholgenaue Positionierung des Fahrzeugs kaum möglich ist. Ein apparativer Aufwand wie in der Automobilproduktion, der eine reproduzierbar genaue Positionierung ermöglichen würde, lässt sich jedoch aus Kostengründen bei einer erfindungsgemäß für Werkstätten vorgesehenen Lösung kaum rechtfertigen.As the vehicle during the pick-up and positioning process 121 is only prepositioned, the gripper cannot be positioned on the sub-floor using a fixed programmed path. The reason for this is that the prepositioning of the vehicle usually involves a more or less large positional deviation 24 compared to one during the programming process 65 underlying target position 25th will occur that in human-robot cooperation according to the invention via the compensation process 137-A or. 137-B is compensated (see remarks on 2 ). Otherwise, the positional deviation could lead to a collision of the gripper with the vehicle. This is especially true when pre-positioning with a lifting platform as a vehicle mount 120 is carried out, with which a repeatable positioning of the vehicle is hardly possible. An outlay in terms of equipment, as in automobile production, which would enable reproducibly precise positioning, can hardly be justified for reasons of cost in a solution provided according to the invention for workshops.

Der Ausgleichsvorgang 137-A bzw. 137-B ist Teil des jeweiligen Positioniervorgangs und wird während des Positioniervorgangs durchgeführt. In 13 wird das zum Ausdruck gebracht, indem ein Kästchen um den Positioniervorgang 125 den Ausgleichvorgang 137-B umschließt. Der Positioniervorgang 125 für die Demontage und der Ausgleichsvorgang 137-B wird im Einzelnen anhand der 16 beschrieben.The balancing process 137-A or. 137-B is part of the respective positioning process and is carried out during the positioning process. In 13 this is expressed by placing a box around the positioning process 125 the equalization process 137-B encloses. The positioning process 125 for dismantling and the balancing process 137-B is detailed based on the 16 described.

Es versteht sich von selbst, dass der von der Erfindung für die Mensch-Roboter-Kooperation vorgeschlagene Ausgleichsvorgang bei einer manuell durchgeführten Unterbodendemontage entfällt bzw. durch andere Verfahren ersetzt sein kann. Das gleiche gilt für den Ausgleichsvorgang 137-B bei der Unterboden-Remontage. Der Einbauvorgang 11 enthält jedoch mindestens bei einem der Positioniervorgänge den Ausgleichsvorgang 137-A, nämlich beim Positioniervorgang 134-A. 13 zeigt drei Ausgleichsvorgänge, die jeweils während des entsprechenden Positioniervorgangs durchgeführt werden.It goes without saying that the compensation process proposed by the invention for human-robot cooperation does not apply to a manually performed underbody dismantling or can be replaced by other methods. The same applies to the equalization process 137-B when reassembling the underbody. The installation process 11 but contains the compensation process for at least one of the positioning processes 137-A , namely during the positioning process 134-A . 13 shows three compensation processes that are carried out during the corresponding positioning process.

Beim Demontagevorgang 122 wird eine Befestigung des Unterbodens, beispielsweise in Form einer Verschraubung, entfernt, so dass sich der Unterboden mit dem Greifer 17 von der Fahrzeugunterseite abnehmen und in der Pufferstation 27 ablegen lässt. Das Entfernen der Befestigung erfolgt aus Kostengründen vorzugsweise von Hand, kann durch in den Greifer integrierbare Schrauber allerdings auch automatisiert erfolgen. Beim Lösen der Befestigung wird der Unterboden mit dem Stütz- und Andrückvorgang 127 über den Greifer 17 abgestützt, so dass dieser nicht herunterfallen und den Mitarbeiter 20 verletzen kann.During the dismantling process 122 a fastening of the sub-floor, for example in the form of a screw connection, is removed so that the sub-floor is connected to the gripper 17th from the underside of the vehicle and in the buffer station 27 lets drop. For cost reasons, the fastening is preferably removed by hand, but it can also be done automatically using a screwdriver that can be integrated into the gripper. When loosening the fastening, the sub-floor is supported and pressed down 127 over the gripper 17th supported so that it does not fall and the employee 20th can hurt.

Wenn die mechanische Schnittstelle 44-A mit dem Adapter 43 an der Oberseite des Unterbodens angeordnet ist, muss vom Mitarbeiter beim Abnehmen des Unterbodens die elektrische Schnittstelle 45 getrennt werden. Dazu wird an der Schnittstelle beispielsweise eine Steckverbindung eines Verbindungskabels 294 zum Adapter gelöst. Aufgrund der bei Elektrofahrzeugen erforderlichen Hochvolttechnik sind dabei ggf. entsprechende Vorsichtsmaßnahmen zu ergreifen.When the mechanical interface 44-A with the adapter 43 is arranged on the upper side of the sub-floor, the employee must open the electrical interface when removing the sub-floor 45 be separated. For this purpose, for example, a plug connection of a connecting cable is used at the interface 294 solved to the adapter. Due to the high-voltage technology required for electric vehicles, appropriate precautionary measures may have to be taken.

Bei einem Fahrzeug mit Temperierkreislauf 269 müssen beim Abnehmen des Unterbodens zudem Kühlmittelleitungen 295 zwischen Adapter und Temperierkreislauf getrennt werden.For a vehicle with a temperature control circuit 269 must also have coolant lines when removing the sub-floor 295 be separated between adapter and temperature control circuit.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung dieser Erfindung entfällt dieser Trennvorgang, indem Verbindungskabel 294 und Kühlmittelleitungen 295 über selbsttrennende Schnittstellen verfügen. Diese können ähnlich der Schnittstellen zwischen Aufrüstsatz und Adapter ausgeführt sein (vgl. 35-a bis 35-d).In a particularly advantageous embodiment of this invention, this separation process is omitted in the connection cable 294 and coolant lines 295 have self-separating interfaces. These can be designed similar to the interfaces between the upgrade kit and adapter (cf. 35-a to 35-d ).

Die Demontage und auch die weiter unten beschriebene Remontage des Unterbodens können mit einem eigens dafür vorgesehenen Roboter erfolgen. Alternativ kann für die De- und Remontage derselbe Roboter eingesetzt werden wie für den Einbau des Aufrüstsatzes. Eine Entscheidung zugunsten der einen oder anderen Alternative beeinflusst ein Greiferkonzept. Wird derselbe Roboter eingesetzt, schlägt die Erfindung einen Greiferwechsel vor (in 13 nicht dargestellt). Stattdessen kann auch ein Kombi-Greifer verwendet werden, bei dem die Greifer 17 und 18 zu einer Einheit kombiniert sind. Nachteilig ist das höhere Gewicht. Kommen dagegen zwei separate Roboter zum Einsatz, wird der eine Roboter mit dem Greifer 17 und der andere mit dem Greifer 18 bestückt.The dismantling and also the reassembly of the sub-floor described below can be done with a specially designed robot. Alternatively, the same robot can be used for dismantling and reassembly as for installing the upgrade kit. A decision in favor of one or the other alternative influences a gripper concept. If the same robot is used, the invention suggests changing the gripper (in 13 not shown). Instead, a combination gripper can be used in which the gripper 17th and 18th are combined into one unit. The disadvantage is the higher weight. If, on the other hand, two separate robots are used, one becomes the robot with the gripper 17th and the other with the gripper 18th equipped.

Der in der Pufferstation 27 über den Versorgungsvorgang 36 bereitgestellte Aufrüstsatz 13 muss für eine Entnahme in der Mensch-Roboter-Kooperation exakt aufgenommen und zentriert werden. Erfindungsgemäßen erfolgt dies über den Aufnahme- und/oder Zentriervorgang 128-A. Im einfachsten Fall sind dafür in der Pufferstation Bolzen mit Zentrierdorn angebracht, welche die einzelnen Batteriemodule des Aufrüstsatzes über Bohrungen im Batteriegehäuse definiert aufnehmen. Alternativ kann eine Zentriermechanik analog zur Greif-/Zentrier-Einheit 129 eingesetzt werden (vgl. 19).The one in the buffer station 27 about the supply process 36 provided upgrade kit 13 must be precisely picked up and centered for a removal in the human-robot cooperation. According to the invention, this takes place via the receiving and / or centering process 128-A . In the simplest case, bolts with a centering pin are attached to the buffer station, which hold the individual battery modules of the upgrade kit in a defined manner via bores in the battery housing. Alternatively, a centering mechanism analogous to the gripping / centering unit can be used 129 can be used (cf. 19th ).

Bei einer Unterboden-Remontage in Mensch-Roboter-Kooperation gilt das Gleiche auch für den in der Pufferstation über den Positioniervorgang 125 abgelegten Unterboden 124. Das gilt insbesondere dann, wenn der Aufrüstsatz über den eingangs beschriebenen Vormontagevorgang am demontierten Unterboden befestigt wird. In diesem Fall wird der Unterboden nach der Demontage vorzugsweise direkt neben dem Aufrüstsatz in der Pufferstation abgelegt und über den Aufnahme- und/oder Zentriervorgang 128-B exakt aufgenommen und zentriert. Bei einer manuellen Unterboden-Remontage kann demgegenüber zumindest der Zentriervorgang entfallen.In the case of sub-floor reassembly in human-robot cooperation, the same also applies to that in the buffer station via the positioning process 125 deposited sub-floor 124 . This applies in particular if the upgrade kit is attached to the dismantled sub-floor using the pre-assembly process described at the beginning. In this case, after dismantling, the sub-floor is preferably placed directly next to the upgrade kit in the buffer station and via the pick-up and / or centering process 128-B precisely recorded and centered. In contrast, manual underbody reassembly can at least dispense with the centering process.

Beim Greif- und Zentriervorgang 130 wird der Aufrüstsatz in der Mensch-Roboter-Kooperation über die Greif-/Zentrier-Einheit 129 des Greifers 18 aus der Pufferstation 27 entnommen, zum Greifer zentriert und gegen ein Verrutschen oder Herunterfallen während der anschließenden Positionierung zum Adapter gesichert (Greifer vgl. 19 und 28). Da der Einbauvorgang der einzelnen Batteriemodule des Aufrüstsatzes, entsprechend der steuerungsseitig programmierten Bahnkurve, satzweise oder sequenziell erfolgt, kann sich dieser Vorgang, entsprechend der Anzahl der Batteriemodule, ggf. wiederholen. Beim satzweisen Einbau werden die Batteriemodule in der beim Aufrüstsatz-Planungsvorgang 41 geplanten Anordnung für den Greif- und Zentriervorgang bereitgestellt und vom Greifer 18 gleichzeitig gegriffen. Die Batteriemodule können dabei, beispielsweise über Gewindestangen, untereinander verbunden sein (vgl. 32).During the gripping and centering process 130 becomes the upgrade kit in human-robot cooperation via the gripping / centering unit 129 of the gripper 18th from the buffer station 27 removed, centered on the gripper and secured against slipping or falling during the subsequent positioning to the adapter (gripper cf. 19th and 28 ). Since the installation of the individual battery modules of the upgrade kit takes place in blocks or sequentially according to the trajectory programmed on the control side, this process can be repeated depending on the number of battery modules. When installing in sets, the battery modules are included in the upgrade kit planning process 41 planned arrangement for the gripping and centering process and provided by the gripper 18th gripped at the same time. The battery modules can be connected to one another, for example via threaded rods (cf. 32 ).

Beim Positioniervorgang 134-A bzw. 134-B wird der Greifer 18 in der erfindungsgemäßen Mensch-Roboter-Kooperation aus einer Startposition zu einer Entnahmeposition in der Pufferstation und anschließend mit dem zentriert gegriffenen Aufrüstsatz zu einer Einbauposition am Adapter 43 bewegt. Der zuvor beschriebene Greif- und Zentriervorgang 130 findet demnach, wie auch der bereits oben kurz erläuterte Ausgleichsvorgang 137-A, während des Positioniervorgangs statt. In 13 umschließt daher das Kästchen für den Positioniervorgang 134-A bzw. 134-B die Vorgänge 130 und 137-A. Weitere Einzelheiten zum Positioniervorgang 134-A bzw. 134-B und zum Ausgleichsvorgang 137-A sind in den 14, 15 und 18 dargestellt.During the positioning process 134-A or. 134-B becomes the gripper 18th in the human-robot cooperation according to the invention from a starting position to a removal position in the buffer station and then with the center-gripped upgrade kit to an installation position on the adapter 43 emotional. The gripping and centering process described above 130 therefore takes place, as does the equalization process briefly explained above 137-A , takes place during the positioning process. In 13 therefore encloses the box for the positioning process 134-A or. 134-B the operations 130 and 137-A . More details on the positioning process 134-A or. 134-B and to the balancing process 137-A are in the 14th , 15th and 18th shown.

Der Adapter 43, an dem der Aufrüstsatz beim Befestigungsvorgang 133 erfindungsgemäß befestigt wird, kann entweder an der Unterseite des Hauptbodens 136, an den seitlichen Schwellern 180 oder an der Oberseite des Unterbodens 124 angebracht sein. Das hängt, wie bereits angeführt, von der Anordnung der mechanischen Schnittstelle 44-A ab. Demzufolge können sich der Positioniervorgang 134-A bzw. 134-B und damit die Bahnkurve 23 in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp unterscheiden. Je nachdem, wo der Adapter befestigt ist, führt der Positioniervorgang entweder zum Batteriefach 9 an der Fahrzeugunterseite 8 (das entspricht dem Positioniervorgang 134-A, wobei dieser für einen hauptbodenseitig angeordneten Adapter und einen schwellerseitig angebrachten Adapter identisch ist) oder zwecks Durchführung des oben beschriebenen Vormontagevorgangs zum demontierten Unterboden 124 in der Pufferstation 27 (das entspricht dem Positioniervorgang 134-B). In diesem Zusammenhang wird auf die 14 und 15 verwiesen.The adapter 43 on which the upgrade kit is attached during the fastening process 133 is attached according to the invention, either on the underside of the main floor 136 , on the side sills 180 or at the top of the subfloor 124 to be appropriate. As already mentioned, this depends on the arrangement of the mechanical interface 44-A from. As a result, the positioning process 134-A or. 134-B and with it the trajectory 23 differ depending on the vehicle type. Depending on where the adapter is attached, the positioning process either leads to the battery compartment 9 on the underside of the vehicle 8th (this corresponds to the positioning process 134-A , whereby this is identical for an adapter arranged on the main floor side and an adapter attached to the sill side) or for the purpose of performing the pre-assembly process described above for the dismantled underbody 124 in the buffer station 27 (this corresponds to the positioning process 134-B) . In this context, the 14th and 15th referenced.

Wenn die Batteriemodule des Aufrüstsatzes nicht satzweise, sondern sequentiell gegriffen und eingebaut werden, kann sich zudem der Positioniervorgang 134-A bzw. 134-B entsprechend der Anzahl der Batteriemodule wiederholen. Bei der satzweisen Positionierung ergeben sich Taktzeitvorteile, während bei der sequentiellen Positionierung ein kleinerer Roboter mit geringerer Tragkraft eingesetzt werden kann. Zudem sind beim sequentiellen Einbau Toleranzprobleme besser beherrschbar.If the battery modules of the upgrade kit are gripped and installed sequentially rather than set by set, the positioning process can also take place 134-A or. 134-B repeat according to the number of battery modules. In the case of batch-wise positioning, cycle time advantages result, while with sequential positioning a smaller robot with a lower load capacity can be used. In addition, tolerance problems can be better managed with sequential installation.

Nach dem Positioniervorgang 134-A bzw. 134-B und dem Ausgleichsvorgang 137-A erfolgt der Befestigungsvorgang 133, welcher eine Vorfixierung und eine Verschraubung umfasst. Der Aufrüstsatz bzw. die einzelnen Batteriemodule werden dabei mit ihren Schnittstellen 163-A über einen mit einem kraftgeregelten Druckzylinder 164-A des Greifers 18 durchgeführten Andrückvorgang 135 an mechanisch-elektrischen Schnittstellen 163-B am Adapter 43 zunächst vorfixiert und anschließend über eine Verschraubung 169 zusätzlich gesichert (siehe auch 19 und 28 sowie 35-a bis 35-c).After the positioning process 134-A or. 134-B and the equalization process 137-A the fastening process takes place 133 , which includes a pre-fixation and a screw connection. The upgrade kit or the individual battery modules with their interfaces 163-A via a force-controlled pressure cylinder 164-A of the gripper 18th performed pressing process 135 at mechanical-electrical interfaces 163-B on the adapter 43 initially pre-fixed and then via a screw connection 169 additionally secured (see also 19th and 28 and 35-a to 35-c).

Aufgrund der räumlichen Zusammenführung der mechanischen Schnittstellen und der elektrischen Schnittstellen zu mechanisch-elektrischen Schnittstellen 163-A und 163-B findet während des Befestigungsvorgangs 133 zugleich ein Verbindungsvorgang 138 zwischen dem jeweiligen Batteriemodul und dem Adapter statt.Due to the spatial merging of the mechanical interfaces and the electrical interfaces to mechanical-electrical interfaces 163-A and 163-B takes place during the fastening process 133 at the same time a connection process 138 between the respective battery module and the adapter.

Dieser Verbindungsvorgang für die elektrische Verbindung des Aufrüstsatzes 13 mit dem Adapter 43 und der Steuereinheit 5 ist selbstkontaktierend, kann jedoch auch in herkömmlicher Weise über Kabelverbindungen mit Steckern, Kabelschuhen und dergleichen realisiert sein.This connection process for the electrical connection of the upgrade kit 13 with the adapter 43 and the control unit 5 is self-contacting, but can also be implemented in a conventional manner via cable connections with plugs, cable lugs and the like.

Die mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-A enthält bei der selbstkontaktierenden Ausführung nach 35-c mindestens ein modulseitiges Kontaktelement 171, die mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-B mindestens eine adapterseitige Leiterbahn 172 oder mindestens ein adapterseitiges Kontaktelement 283-B. Beim Verbindungsvorgang liegt das Kontaktelement 171 an der Leiterbahn 172 oder am Kontaktelement 283-B an und stellt somit eine elektrische Verbindung zwischen Batteriemodul und Adapter her. Die Kontaktstelle steht infolge der benachbarten Verschraubung 169 unter einem Anpressdruck P, wodurch eine zuverlässige elektrische Kontaktierung gewährleistet ist. Bei der hauptbodenseitigen Anordnung des Adapters ist damit zugleich eine über die Steuereinheit 5 schaltbare elektrische Verbindung zwischen Aufrüstsatz 13 und Antrieb 2 bzw. Anschluss-Einrichtung 7 hergestellt. Bei der unterbodenseitigen Anordnung des Adapters ist dagegen ein zusätzlicher Verbindungsschritt 173 erforderlich.The mechanical-electrical interface 163-A contains for the self-contacting version 35-c at least one module-side contact element 171 , the mechanical-electrical interface 163-B at least one conductor track on the adapter side 172 or at least one adapter-side contact element 283-B . The contact element lies during the connection process 171 on the conductor track 172 or on the contact element 283-B and thus establishes an electrical connection between the battery module and the adapter. The contact point is due to the adjacent screw connection 169 under a contact pressure P, which ensures reliable electrical contact. When the adapter is arranged on the main floor side, there is also one via the control unit 5 switchable electrical connection between upgrade kit 13 and drive 2 or connection device 7th manufactured. In contrast, when the adapter is arranged on the underside, there is an additional connection step 173 required.

Bei einem Fahrzeug mit Temperierkreislauf 269 werden beim Verbindungsvorgang 138 zugleich die Kühlmittelschnittstellen 282-A und 282-B untereinander verbunden (vgl. 35-d). Bei hauptboden-bzw. schwellerseitiger Anordnung des Adapters ist damit zugleich eine Verbindung zum Temperierkreislauf hergestellt. Bei der unterbodenseitigen Anordnung des Adapters ist die Verbindung zum Temperierkreislauf dagegen erst nach dem zusätzlichen Verbindungsschritt 173 vollständig hergestellt.For a vehicle with a temperature control circuit 269 during the connection process 138 at the same time the coolant interfaces 282-A and 282-B connected to each other (cf. 35-d ). With main floor or. With the sill-side arrangement of the adapter, a connection to the temperature control circuit is also established. In contrast, when the adapter is arranged on the underside, the connection to the temperature control circuit is only after the additional connection step 173 completely manufactured.

Bei der Vorfixierung der Batteriemodule rastet ein Riegel 165 einer batteriemodulseitig angebrachten Ver- und Entriegelungs-Einheit 166 in eine adapterseitige Nut 167 über eine Feder 168 selbsttätig ein (vgl. 19 und 28 sowie 35-a bis 35-c). Die zusätzliche Verschraubung gewährleistet über den Anpressdruck P eine zuverlässige Kontaktierung der Schnittstellen 163-A und 163-B bzw. 282-A und 282-B und damit eine hohe Funktionssicherheit der entsprechenden Verbindung.A latch engages when the battery modules are pre-fixed 165 a locking and unlocking unit attached to the battery module 166 into a groove on the adapter side 167 over a feather 168 automatically (cf. 19th and 28 and 35-a to 35-c). The additional screw connection ensures reliable contacting of the interfaces via the contact pressure P. 163-A and 163-B or. 282-A and 282-B and thus a high functional reliability of the corresponding connection.

Die Verschraubung wird aus Kostengründen vorzugsweise manuell durchgeführt, kann durch in den Greifer 18 integrierbare Schrauber allerdings auch automatisiert erfolgen.For reasons of cost, the screw connection is preferably carried out manually and can be done in the gripper 18th integrable screwdrivers can also be automated.

Da der Greifer 18 bei der manuellen Verschraubung eine Zugänglichkeit von Schraubstellen durch den Mitarbeiter 20 beeinträchtigen kann, wird der Andrückvorgang 135 vor Durchführung der Verschraubung beendet und der Greifer aus einem Arbeitsbereich unter dem Fahrzeug über den Roboter entfernt. Um sicherzustellen, dass die Batteriemodule in den Adapter korrekt eingerastet sind und den Mitarbeiter beim Entfernen des Greifers nicht durch Herunterfallen verletzen können, wird die Entnahme des Greifers für die Verschraubung steuerungsseitig erst freigegeben, nachdem von der Steuerung über eine greiferseitig angebrachte Endlagensensorik 170 eine korrekte Verrastung der Ver- und Entriegelungs-Einheiten 166 erfasst wurde (vgl. 28).Because the gripper 18th In the case of manual screwing, screwing points can be accessed by the employee 20th can affect the pressing process 135 Finished before the screwing was carried out and the gripper was removed from a work area under the vehicle via the robot. In order to ensure that the battery modules are correctly locked into the adapter and that the employee cannot be injured by falling when removing the gripper, removal of the gripper for the screw connection is only released on the control side after the control has received an end position sensor attached on the gripper side 170 correct latching of the locking and unlocking units 166 was recorded (cf. 28 ).

Nachdem der Aufrüstsatz am Adapter fest verschraubt ist, kann der demontierte Unterboden 124 an der Fahrzeugunterseite remontiert werden. Dazu wird der Unterboden über einen mit einer Greif-/Zentrier-Einheit 131 des Greifers 17 durchgeführten Greif- und Zentriervorgang 132 aus der Pufferstation 27 entnommen, zum Greifer zentriert und gegen ein Verrutschen oder Herunterfallen während der anschließenden Positionierung an der Fahrzeugunterseite 8 gesichert (Greifer vgl. 29).After the upgrade kit is firmly screwed to the adapter, the dismantled underbody 124 be reassembled on the underside of the vehicle. To do this, the sub-floor is fitted with a gripping / centering unit 131 of the gripper 17th performed gripping and centering process 132 from the buffer station 27 removed, centered on the gripper and prevented from slipping or falling during the subsequent positioning on the underside of the vehicle 8th secured (gripper cf. 29 ).

Bei dem zwecks Remontage des Unterbodens 124 durchgeführten Positioniervorgang 126 wird der Greifer 17 in der erfindungsgemäßen Mensch-Roboter-Kooperation aus einer Startposition zu einer Entnahmeposition in der Pufferstation 27 und anschließend mit dem zentriert gegriffenen Unterboden zu einer Remontageposition an der Fahrzeugunterseite 8 bewegt. Die Remontageposition ist mit der Demontageposition i.d.R. identisch.For the purpose of reassembling the sub-floor 124 performed positioning process 126 becomes the gripper 17th in the human-robot cooperation according to the invention from a starting position to a removal position in the buffer station 27 and then with the centered gripped underbody to a reassembly position on the underside of the vehicle 8th emotional. The reassembly position is usually identical to the disassembly position.

Der zuvor beschriebene Greif- und Zentriervorgang 132 findet demnach, wie auch der bereits oben kurz erläuterte Ausgleichsvorgang 137-B, während des Positioniervorgangs statt. In 13 umschließt daher das Kästchen für den Positioniervorgang 126 die Vorgänge 132, 137-B und 173. Der Positioniervorgang 126 für die Remontage wird im Einzelnen anhand der 17 beschrieben. Hinweise zum Ausgleichsvorgang 137-B finden sich zudem in 18.The gripping and centering process described above 132 therefore takes place, as does the equalization process briefly explained above 137-B , takes place during the positioning process. In 13 therefore encloses the box for the positioning process 126 the operations 132 , 137-B and 173 . The positioning process 126 for reassembly is detailed using the 17th described. Notes on the equalization process 137-B can also be found in 18th .

Wenn der Aufrüstsatz 13 über den eingangs beschriebenen Vormontagevorgang am demontierten Unterboden befestigt wird, erfolgt im Rahmen der Unterboden-Remontage zugleich der Einbau des Aufrüstsatzes in das Batteriefach.If the upgrade kit 13 is attached to the dismantled sub-floor via the pre-assembly process described above, takes place in the frame The underbody reassembly also includes the installation of the upgrade kit in the battery compartment.

In diesem Fall muss die bei der Unterboden-Demontage getrennte Verbindung der elektrischen Schnittstelle 45 und bei Fahrzeugen mit Temperierkreislauf 269 darüber hinaus auch die der Kühlmittelleitungen 295 über den zusätzlichen Verbindungsschritt 173 wiederhergestellt werden (Temperierkreislauf siehe 32, 35-a, 35-d sowie 36-a). Über den Verbindungsschritt 173 wird der Aufrüstsatz über die Steuereinheit 5 mit Antrieb 2 und Anschluss-Einrichtung 7 schaltbar verbunden und ggf. an den Temperierkreislauf angeschlossen. Wenn die Basisbatterie ebenfalls unterbodenseitig am Adapter befestigt ist, gilt das auch für die Verbindung zwischen Basisbatterie, Antrieb und Anschluss-Einrichtung sowie ggf. für den Anschluss der Kühlmittelleitungen an die Basisbatterie.In this case, the connection of the electrical interface that was separated during the underbody dismantling 45 and for vehicles with temperature control circuit 269 in addition, that of the coolant lines 295 via the additional connection step 173 be restored (temperature control circuit see 32 , 35-a , 35-d as well as 36-a). About the connection step 173 the upgrade kit is via the control unit 5 with drive 2 and connection facility 7th switchably connected and possibly connected to the temperature control circuit. If the base battery is also attached to the adapter underneath, this also applies to the connection between the base battery, drive and connection device and, if necessary, to the connection of the coolant lines to the base battery.

Da die Schnittstelle 45 und die Kühlmittelleitungen 295 im remontierten Zustand nicht mehr zugänglich sind, muss der Verbindungsschritt 173 vor dem Remontagevorgang 123 erfolgen. Der Positioniervorgang 126 kann dazu eine von der Remontageposition 149 beabstandete Warteposition 174 enthalten (vgl. 17).Because the interface 45 and the coolant lines 295 are no longer accessible in the remounted state, the connection step 173 before the reassembly process 123 respectively. The positioning process 126 can do this one from the reassembly position 149 spaced waiting position 174 included (cf. 17th ).

Bei einer konstruktiven Ausführung der elektrischen Schnittstelle 45 sowie der Kühlmittelleitungen in Anlehnung an die Schnittstellen 163-A, 163-B, 282-A sowie 282-B kann der Verbindungsschritt 173 auch selbstkontaktierend erfolgen (siehe auch 35-a bis 35-d).With a constructive design of the electrical interface 45 as well as the coolant lines based on the interfaces 163-A , 163-B , 282-A as 282-B can the joining step 173 can also be self-contacting (see also 35-a to 35-d ).

Beim Remontagevorgang 123 wird die beim Demontagevorgang 122 gelöste Befestigung des Unterbodens wiederhergestellt. Die Befestigung erfolgt aus Kostengründen vorzugsweise von Hand, kann durch in den Greifer integrierbare Schrauber allerdings auch automatisiert erfolgen. Zumindest während eines Teils der Befestigung wird der Unterboden mit dem Stütz- und Andrückvorgang 127 über den Greifer 17 abgestützt und gegen die Fahrzeugunterseite 8 gedrückt, so dass sich der Unterboden einfacher montieren lässt und während der Befestigung nicht herunterfallen kann.During the reassembly process 123 becomes the during the dismantling process 122 loosened fastening of the sub-floor restored. For cost reasons, the fastening is preferably done by hand, but it can also be done automatically using a screwdriver that can be integrated into the gripper. At least during part of the fastening process, the sub-floor is supported and pressed on 127 over the gripper 17th supported and against the underside of the vehicle 8th so that the sub-floor is easier to assemble and cannot fall off during attachment.

Der Einbauvorgang 11 in der Mensch-Roboter-Kooperation umfasst, entsprechend der Beschreibung, mindestens einen entsprechend dem Reservierungsvorgang 97 mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 termingesteuert durchgeführten Ausgabevorgang 117 des beim Dispositionsvorgang 35 erfassten Versorgungs- und Einsatzauftrags 100, mindestens einen Koinzidenzprüfungsvorgang 118, mindestens einen steuerungsseitigen Ladevorgang 119 der im Versorgungs- und Einsatzauftrag für den Einbauvorgang angegebenen Bahnkurve 23, mindestens einen mit einer Fahrzeug-Aufnahme 120 durchgeführten Aufnahme- und Vorpositioniervorgang 121 des Fahrzeugs 1 in einer für den Roboter 19 und einen Roboterbediener 20 von der Fahrzeugunterseite 8 her zugänglichen Position des Batteriefachs 9, mindestens einen Demontagevorgang 122 und mindestens einen Remontagevorgang 123 eines das Batteriefach verschließenden Unterbodens 124 mit je mindestens einem Positioniervorgang 125 bzw. 126 des Greifers 17 und je mindestens einem Stütz- bzw. Andrückvorgang 127 über den Greifer 17, mindestens je einen in der Pufferstation 27 durchgeführten Aufnahme- und/oder Zentriervorgang 128-A und 128-B des für den Einbauvorgang bereitgestellten Aufrüstsatzes 13 und des demontierten Unterbodens 124, mindestens einen mit einer Greif-/Zentrier-Einheit 129 des Greifers 18 durchgeführten Greif- und Zentriervorgang 130 des Aufrüstsatzes und einen mit einer Greif-/Zentrier-Einheit 131 des Greifers 17 durchgeführten Greif- und Zentriervorgang 132 des Unterbodens, mindestens einen Befestigungsvorgang 133 des Aufrüstsatzes mit mindestens einem Positioniervorgang 134-A oder 134-B des Greifers 18 und mindestens einem Andrückvorgang 135 über den Greifer 18 an dem an einer Unterseite eines Hauptbodens 136 oder an seitlichen Schwellern 180 oder an einer Oberseite des Unterbodens 124 angebrachten Adapter 43, mindestens bei einem der Positioniervorgänge den Ausgleichsvorgang 137-A oder 137-B für den Ausgleich der Lageabweichung 24 des Fahrzeugs zur Soll-Lage 25, und mindestens einen Verbindungsvorgang 138 für eine Verbindung des Aufrüstsatzes 13 mit dem Adapter 43, der Steuereinheit 5 und ggf. einem Temperierkreislauf 269.The installation process 11 In human-robot cooperation, according to the description, comprises at least one according to the reservation process 97 with the input / output unit 31 timed output process 117 des during the disposition process 35 recorded supply and deployment order 100 , at least one coincidence check operation 118 , at least one control-side charging process 119 the trajectory specified in the supply and deployment order for the installation process 23 , at least one with a vehicle mount 120 carried out recording and prepositioning process 121 of the vehicle 1 in one for the robot 19th and a robot operator 20th from the underside of the vehicle 8th accessible position of the battery compartment 9 , at least one disassembly process 122 and at least one reassembly operation 123 an underbody that closes the battery compartment 124 with at least one positioning process each 125 or. 126 of the gripper 17th and at least one supporting or pressing process 127 over the gripper 17th , at least one each in the buffer station 27 carried out recording and / or centering process 128-A and 128-B of the upgrade kit provided for the installation process 13 and the dismantled underbody 124 , at least one with a gripping / centering unit 129 of the gripper 18th performed gripping and centering process 130 of the upgrade kit and one with a gripping / centering unit 131 of the gripper 17th performed gripping and centering process 132 of the sub-floor, at least one fastening process 133 of the upgrade kit with at least one positioning process 134-A or 134-B of the gripper 18th and at least one pressing process 135 over the gripper 18th on that on an underside of a main floor 136 or on the side sills 180 or on a top of the sub-floor 124 attached adapter 43 , the compensation process for at least one of the positioning processes 137-A or 137-B to compensate for the positional deviation 24 of the vehicle to the target position 25th , and at least one connection process 138 for connecting the upgrade kit 13 with the adapter 43 , the control unit 5 and possibly a temperature control circuit 269 .

Darüber hinaus wird aus der Beschreibung zu 13 folgendes festgehalten:

  • Beim Koinzidenzprüfungsvorgang 118 für eine Koinzidenzprüfung wird mit der Vorrichtung 16 festgestellt, ob für das bereitstehende Fahrzeug 1 der richtige Aufrüstsatz 13 mit den richtigen Batteriemodulen 12, der richtige Versorgungs- und Einsatzauftrag 100 und die richtige Bahnkurve 23 bereitstehen, indem mit der Schreib-/Lese-Einheit 76 oder mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 eine Fahrzeug-Ident-Nummer des bereitstehenden Fahrzeugs und von jedem Batteriemodul des bereitstehenden Aufrüstsatzes der Ident-Datenträger 77 erfasst und mit einer entsprechenden Angabe im angezeigten Versorgungs- und Einsatzauftrag visuell oder automatisch verglichen werden und indem die Bahnkurve im Falle einer Übereinstimmung entsprechend der aus dem Versorgungs- und Einsatzauftrag hervorgehenden Bezeichnung automatisch in die Steuerung 22 geladen wird.
In addition, the description becomes too 13 recorded the following:
  • In the coincidence check process 118 for a coincidence test, the device 16 determined whether for the waiting vehicle 1 the right upgrade kit 13 with the right battery modules 12 , the right supply and mission order 100 and the right trajectory 23 are available by using the read / write unit 76 or with the input / output unit 31 a vehicle identification number of the available vehicle and of each battery module of the available upgrade kit of the ID data carrier 77 recorded and compared visually or automatically with a corresponding information in the displayed supply and deployment order and by automatically transferring the trajectory to the control in the event of a match according to the designation resulting from the supply and deployment order 22nd is loaded.

Der Einbauvorgang 11 des Aufrüstsatzes sowie der Demontagevorgang 122 und Remontagevorgang 123 des Unterbodens 124 erfolgen mit demselben Roboter 19 in Verbindung mit einem Kombi-Greifer bestehend aus einer Kombination aus den Greifern 17 und 18 oder mit demselben Roboter 19 in Verbindung mit separaten Greifern 17 und 18 und einem Greiferwechsel oder mit zwei Robotern, wobei einer der Roboter mit dem Greifer für den Aufrüstsatz 18 und der andere mit dem Greifer 17 für den Unterboden bestückt ist.The installation process 11 of the upgrade kit and the dismantling process 122 and reassembly process 123 of the subfloor 124 are done with the same robot 19th in connection with a combination Gripper consisting of a combination of the grippers 17th and 18th or with the same robot 19th in connection with separate grippers 17th and 18th and a gripper change or with two robots, one of the robots with the gripper for the upgrade kit 18th and the other with the gripper 17th for the sub-floor.

Der Demontagevorgang 122 und Remontagevorgang 123 des Unterbodens wird beim hauptboden- oder schwellerseitig angebrachten Adapter alternativ von Hand durchgeführt.The dismantling process 122 and reassembly process 123 The sub-floor is alternatively carried out by hand with the adapter attached to the main floor or sill side.

Der Einbauvorgang 11 der Batteriemodule 12 des Aufrüstsatzes erfolgt entsprechend der steuerungsseitig programmierten Bahnkurve satzweise oder sequenziell.The installation process 11 of the battery modules 12 of the upgrade kit takes place in blocks or sequentially according to the trajectory programmed on the control side.

Der Einbauvorgang 11 erfolgt beim unterbodenseitig angebrachten Adapter 43 über einen Vormontagevorgang 139 des Aufrüstsatzes auf dem demontierten Unterboden 124 in Verbindung mit dem nachfolgenden Remontagevorgang 123 des Unterbodens.The installation process 11 takes place with the adapter attached to the bottom 43 via a pre-assembly process 139 of the upgrade kit on the dismantled underbody 124 in connection with the subsequent reassembly process 123 of the subfloor.

Beim Einbauvorgang 11 am Adapter 43 erfolgt der Befestigungsvorgang 133 des Aufrüstsatzes 13 an einer mechanisch-elektrischen Schnittstelle 163-B sowie an einer bei Elektrofahrzeugen mit einem Temperierkreislauf vorhandenen Kühlmittelschnittstelle 282-B, indem beim Andrückvorgang 135 über einen kraftgeregelten Druckzylinder 164-A am Greifer 18 ein Riegel 165 einer batteriemodulseitig angebrachten Ver- und Entriegelungs-Einheit 166 in eine adapterseitige Nut 167 über eine Feder 168 eingerastet und anschließend mit einer Verschraubung 169 eine kraftschlüssige Befestigung an der mechanisch-elektrischen Schnittstelle 163-B sowie an der ggf. vorhandenen Kühlmittelschnittstelle 282-B durchgeführt wird.During the installation process 11 on the adapter 43 the fastening process takes place 133 of the upgrade kit 13 at a mechanical-electrical interface 163-B as well as at a coolant interface present in electric vehicles with a temperature control circuit 282-B by during the pressing process 135 via a force-controlled pressure cylinder 164-A on the gripper 18th a bolt 165 a locking and unlocking unit attached to the battery module 166 into a groove on the adapter side 167 over a feather 168 locked and then with a screw connection 169 a force-fit attachment to the mechanical-electrical interface 163-B as well as at any existing coolant interface 282-B is carried out.

Die Verschraubung wird steuerungsseitig freigegeben, nachdem von der Steuerung 22 über eine Endlagensensorik 170 eine korrekte Verrastung der Ver- und Entriegelungs-Einheiten 166 erfasst wurde.The screw connection is released on the control side after the control 22nd via an end position sensor 170 correct latching of the locking and unlocking units 166 was recorded.

Die elektrische Verbindung des Aufrüstsatzes 13 mit dem Adapter 43 und der Steuereinheit 5 erfolgt über die mechanisch-elektrischen Schnittstellen 163-A und 163-B mit mindestens einem modulseitigen Kontaktelement 171, mindestens einer adapterseitigen Leiterbahn 172 oder mindestens einem adapterseitigen Kontaktelement 283-B und der zusätzlichen Verschraubung 169 beim Verbindungsvorgang 138 selbstkontaktierend.The electrical connection of the upgrade kit 13 with the adapter 43 and the control unit 5 takes place via the mechanical-electrical interfaces 163-A and 163-B with at least one module-side contact element 171 , at least one conductor track on the adapter side 172 or at least one adapter-side contact element 283-B and the additional screw connection 169 during the connection process 138 self-contacting.

Eine Verbindung des Aufrüstsatzes 13 zu einem Temperierkreislauf 269 des Fahrzeugs erfolgt über Kühlmittelschnittstellen 282-A und 282-B beim Verbindungsvorgang 138 ebenfalls selbstkontaktierend.A connection of the upgrade kit 13 to a temperature control circuit 269 of the vehicle takes place via coolant interfaces 282-A and 282-B during the connection process 138 also self-contacting.

Der Verbindungsvorgang 138 beim Remontagevorgang 123 des Unterbodens mit dem unterbodenseitig angeordneten Adapter umfasst einen zusätzlichen Verbindungsschritt 173 für eine Wiederherstellung einer beim Demontagevorgang 122 getrennten Verbindung zum Adapter sowie ggf. zum Temperierkreislauf 269, der ebenfalls selbstkontaktierend sein kann.The connection process 138 during the reassembly process 123 of the underbody with the adapter arranged on the underbody side comprises an additional connection step 173 for a recovery during the dismantling process 122 separate connection to the adapter and, if necessary, to the temperature control circuit 269 which can also be self-contacting.

14 zeigt schematisch den Positioniervorgang 134-A des Aufrüstsatzes für den Befestigungsvorgang am hauptboden- bzw. schwellerseitigen Adapter. Nach den bisherigen Ausführungen kann der Adapter 43 für die Befestigung des Aufrüstsatzes 13 entweder am Hauptboden 136, an seitlichen Schwellern 180 oder am Unterboden 124 des Batteriefachs 9 angeordnet sein (fahrzeugseitige Anordnung von Haupt- bzw. Unterboden sowie Schwellern siehe 19, 20 und 36-a). Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass der Positioniervorgang für die Befestigung am Hauptboden identisch ist mit dem Positioniervorgang für die Befestigung an den Schwellern. 14 zeigt den Positioniervorgang 134-A für die hauptboden-bzw. schwellerseitige Anordnung des Adapters. Der Unterboden wurde zuvor entfernt (Unterbodendemontage siehe 16). 14th shows schematically the positioning process 134-A of the upgrade kit for the fastening process on the adapter on the main floor or on the sill side. According to the previous statements, the adapter 43 for attaching the upgrade kit 13 either on the main floor 136 , on the side sills 180 or on the sub-floor 124 of the battery compartment 9 be arranged (on the vehicle-side arrangement of main or sub-floor and sills see 19th , 20th and 36-a ). In the following it is assumed that the positioning process for the attachment to the main floor is identical to the positioning process for the attachment to the sills. 14th shows the positioning process 134-A for the main floor or. Sill-side arrangement of the adapter. The sub-floor was removed beforehand (sub-floor dismantling see 16 ).

Für den Befestigungsvorgang 133 muss der Aufrüstsatz zunächst in einer Entnahmeposition 141 in der Pufferstation 27 vom Greifer 18 aufgenommen werden. Der Greifer wird dazu in einem ersten Teilabschnitt des Positioniervorgangs 134-A in der Mensch-Roboter-Kooperation mit dem Roboter 19 entlang der Bahnkurve 23 aus einer Startposition 140 zur Entnahmeposition 141 in der Pufferstation 27 bewegt. Dort wird der Aufrüstsatz über eine Greif-/Zentrier-Einheit 129 des Greifers gegriffen und zum Greifer zentriert (Greif-/Zentrier-Einheit siehe 19 und 28).For the fastening process 133 the upgrade kit must first be in a removal position 141 in the buffer station 27 from the gripper 18th be included. The gripper is used for this in a first section of the positioning process 134-A in human-robot cooperation with the robot 19th along the trajectory 23 from a starting position 140 to the removal position 141 in the buffer station 27 emotional. There the upgrade kit is installed via a gripping / centering unit 129 of the gripper and centered to the gripper (gripping / centering unit see 19th and 28 ).

Anschließend erfolgt über einen ebenfalls in der Mensch-Roboter-Kooperation durchgeführten zweiten Teilabschnitt des Positioniervorgangs 134-A eine Positionierung des Greifers mit dem zentriert gegriffenen Aufrüstsatz von der Entnahmeposition 141 zu einem Check-Point 142 an der Fahrzeugunterseite 8. Am Check-Point startet der erfindungsgemäße Ausgleichsvorgang 137-A für die Kompensation der Lageabweichung 24 des Fahrzeugs 1 gegenüber einer bei der Programmierung der Bahnkurve zugrunde gelegten Soll-Lage 25. Die Lageabweichung äußert sich in einer relativen Verschiebung und/oder Verdrehung eines Fahrzeugbezugskoordinatensystems mit den Koordinatenachsen X', Y' und Z' in Bezug zu einem beim Programmiervorgang der Bahnkurve zugrunde gelegten festen Bezugskoordinatensystem mit den Koordinatenachsen X, Y und Z.This is followed by a second sub-section of the positioning process, which is also carried out in human-robot cooperation 134-A a positioning of the gripper with the centered gripped upgrade kit from the removal position 141 to a check point 142 on the underside of the vehicle 8th . The balancing process according to the invention starts at the check point 137-A for the compensation of the positional deviation 24 of the vehicle 1 compared to a target position on which the programming of the trajectory was based 25th . The positional deviation is expressed in a relative shift and / or rotation of a vehicle reference coordinate system with the coordinate axes X ', Y' and Z 'in relation to a fixed reference coordinate system with the coordinate axes X, Y and Z on which the trajectory is programmed.

Dabei werden nach einem Messvorgang die Greiferposition und -ausrichtung in Bezug zur Ist-Lage 151 des Fahrzeugs steuerungsseitig korrigiert und der Positioniervorgang 134-A zu einer Einbauposition 143 nahe am Adapter 43 an der Unterseite des Hauptbodens 136 bzw. an den seitlichen Schwellern 180 fortgesetzt.After a measurement process, the gripper position and alignment are determined in relation to the actual position 151 of the vehicle corrected on the control side and the positioning process 134-A to an installation position 143 close to the adapter 43 at the bottom of the main floor 136 or on the side sills 180 continued.

Die Korrektur der Greiferposition über den Ausgleichsvorgang 137-A ist am Check-Point über einen Pfeil schematisch angedeutet. Da die Ist-Lage des Fahrzeugs von der Soll-Lage in alle drei Raumrichtungen X, Y und Z des Bezugskoordinatensystems abweichen kann, bedeutet das für die Greiferposition am Check-Point 142, dass diese über den Ausgleichsvorgang 137-A ebenfalls Korrekturen in alle drei Raumrichtungen erfordern kann. Die Korrektur erfolgt dementsprechend vektoriell, hier angedeutet über den mit 137-A bezeichneten Pfeil. Ausgehend von der korrigierten Greiferposition kann der Positioniervorgang entlang der programmierten Bahnkurve fortgesetzt werden.The correction of the gripper position via the compensation process 137-A is indicated schematically by an arrow at the check point. Since the actual position of the vehicle can deviate from the target position in all three spatial directions X, Y and Z of the reference coordinate system, this means for the gripper position at the check point 142 that this is about the settlement process 137-A may also require corrections in all three spatial directions. The correction is accordingly carried out vectorially, indicated here by the arrow labeled 137-A. Starting from the corrected gripper position, the positioning process can be continued along the programmed trajectory.

Da die Lageabweichung des Fahrzeugs darüber hinaus Winkelfehler beinhalten kann, die sich in einer anderen als bei der Programmierung zugrunde gelegten Orientierung einer Bezugsfläche an der Fahrzeugunterseite äußern, wird die Ausrichtung des Greifers zur Fahrzeugunterseite bzw. zum Adapter ebenfalls am Check-Point korrigiert.Since the positional deviation of the vehicle can also contain angular errors that manifest themselves in a different orientation of a reference surface on the underside of the vehicle than that used for programming, the orientation of the gripper to the underside of the vehicle or to the adapter is also corrected at the check point.

In der Einbauposition erfolgt ein im Rahmen des Ausgleichsvorgangs 137-A durchgeführter mechanischer Toleranzausgleich. Dadurch werden Positioniertoleranzen des Roboters, die nach der Korrektur der Greiferposition bei der Positionierung zur Einbauposition entstehen und vom Messvorgang nicht erfasst sind ausgeglichen. Darüber hinaus werden durch den mechanischen Toleranzausgleich Bauteil- und Fügetoleranzen des Adapters 43 und der Batteriemodule 12 kompensiert. Der mechanische Toleranzausgleich erfolgt während des Befestigungsvorgangs 133, bei dem der Aufrüstsatz über einen Andrückvorgang 135 mit dem Greifer in den Adapter eingeführt und eingerastet wird.In the installation position, a compensation process takes place 137-A performed mechanical tolerance compensation. This compensates for positioning tolerances of the robot that arise after the correction of the gripper position during positioning to the installation position and that are not recorded by the measuring process. In addition, the mechanical tolerance compensation reduces component and joint tolerances of the adapter 43 and the battery modules 12 compensated. The mechanical tolerance compensation takes place during the fastening process 133 , in which the upgrade kit has a pressing process 135 is inserted into the adapter with the gripper and locked into place.

Weitere Details zum Ausgleichvorgang sind den 18 und 19 zu entnehmen.Further details on the balancing process are the 18th and 19th refer to.

Nach dem Befestigungsvorgang wird der Greifer in der Mensch-Roboter-Kooperation entlang eines dritten Teilabschnitts des Positioniervorgangs 134-A in der Startposition 140 repositioniert.After the fastening process, the gripper is used in human-robot cooperation along a third sub-section of the positioning process 134-A in the starting position 140 repositioned.

Da der Einbauvorgang des Aufrüstsatzes, wie bereits erwähnt, satzweise oder sequentiell erfolgt, kann sich der Positioniervorgang beim sequentiellen Einbau entsprechend der Anzahl der für den Aufrüstsatz geplanten Batteriemodule wiederholen. Der Positioniervorgang 134-A erfolgt dementsprechend zumindest einmal (siehe auch Beschreibung zu 13).Since the installation process of the upgrade kit, as already mentioned, takes place in sets or sequentially, the positioning process for sequential installation can be repeated according to the number of battery modules planned for the upgrade kit. The positioning process 134-A takes place accordingly at least once (see also description for 13 ).

Der Positioniervorgang 134-A des Aufrüstsatzes für den Befestigungsvorgang 133 am hauptboden- oder schwellerseitigen Adapter 43 umfasst demnach eine Positionierung des Greifers 18 von einer Startposition 140 zu einer Entnahmeposition 141 in der Pufferstation 27, eine Positionierung des Greifers mit dem zentriert gegriffenen Aufrüstsatz 13 von der Entnahmeposition 141 zu einem Check-Point 142 an der Fahrzeugunterseite 8, eine Positionierung des Greifers vom Check-Point 142 zu einer Einbauposition 143 am Adapter 43 an der Unterseite des Hauptbodens 136 bzw. an den seitlichen Schwellern 180 und eine Re-Positionierung in der Startposition 140, wobei der gesamte Positioniervorgang in der Mensch-Roboter-Kooperation erfolgt und am Check-Point der Ausgleichsvorgang 137-A startet.The positioning process 134-A of the upgrade kit for the fastening process 133 on the main floor or sill side adapter 43 accordingly includes a positioning of the gripper 18th from a starting position 140 to a picking position 141 in the buffer station 27 , a positioning of the gripper with the center gripped upgrade kit 13 from the removal position 141 to a check point 142 on the underside of the vehicle 8th , a positioning of the gripper from the check point 142 to an installation position 143 on the adapter 43 at the bottom of the main floor 136 or on the side sills 180 and repositioning in the starting position 140 The entire positioning process takes place in human-robot cooperation and the compensation process at the checkpoint 137-A starts.

15 zeigt schematisch den Positioniervorgang 134-B des Aufrüstsatzes für den Befestigungsvorgang am unterbodenseitigen Adapter. Anders als in 14 ist in dieser Ausführungsvariante der Adapter für die Befestigung des Aufrüstsatzes nicht hauptboden- bzw. schwellerseitig, sondern unterbodenseitig angeordnet. Daher wird der Greifer 18 beim Positioniervorgang 134-B nicht zum Batteriefach an der Fahrzeugunterseite, sondern zur Pufferstation 27 mit dem dort über den Positioniervorgang 125 in einer Ablageposition 148 abgelegten demontierten Unterboden 124 positioniert (vgl. 13 und 16). 15th shows schematically the positioning process 134-B of the upgrade kit for the fastening process on the adapter on the underside. Unlike in 14th In this variant, the adapter for attaching the upgrade kit is not arranged on the main floor or sill side, but on the underside side. Hence the gripper 18th during the positioning process 134-B not to the battery compartment on the underside of the vehicle, but to the buffer station 27 with the there about the positioning process 125 in a storage position 148 Filed dismantled sub-floor 124 positioned (cf. 13 and 16 ).

Die Ablageposition 148 mit dem demontierten Unterboden befindet sich vorzugsweise unmittelbar neben einer Entnahmeposition 141 des Aufrüstsatzes 13. Dadurch können beim Befestigungsvorgang 133 kurze Positionierwege bzw. Positionierzeiten zwischen der Entnahmeposition 141 und einer Einbauposition 144 realisiert werden. Die Einbauposition 144 für den Befestigungsvorgang 133 des Aufrüstsatzes 13 über den Andrückvorgang 135 befindet sich dabei unmittelbar oberhalb des Adapters 43 des in der Ablageposition 148 abgelegten Unterbodens.The storage position 148 with the dismantled underbody is preferably located immediately next to a removal position 141 of the upgrade kit 13 . This allows during the fastening process 133 short positioning paths or positioning times between the removal position 141 and an installation position 144 will be realized. The installation position 144 for the fastening process 133 of the upgrade kit 13 about the pressing process 135 is located directly above the adapter 43 des in the storage position 148 deposited underbody.

Da der Einbauvorgang auch in dieser Ausführungsvariante satzweise oder sequentiell möglich ist, kann sich der Positioniervorgang beim sequentiellen Einbau, entsprechend der Anzahl der für den Aufrüstsatz geplanten Batteriemodule, wiederholen. Der Positioniervorgang 134-B erfolgt dementsprechend zumindest einmal.Since the installation process is also possible in sets or sequentially in this embodiment variant, the positioning process can be repeated during sequential installation according to the number of battery modules planned for the upgrade kit. The positioning process 134-B takes place accordingly at least once.

Entsprechend der Darstellung umfasst der Positioniervorgang 134-B des Aufrüstsatzes für den Befestigungsvorgang 133 am unterbodenseitigen Adapter 43 eine Positionierung des Greifers 18 von einer Startposition 140 zu einer Entnahmeposition 141 in der Pufferstation 27, eine Positionierung des Greifers mit dem zentriert gegriffenen Aufrüstsatz 13 von der Entnahmeposition 141 zu einer Einbauposition 144 am Adapter an der Oberseite des demontierten Unterbodens 124, und eine Re-Positionierung in der Startposition 140, wobei der gesamte Positioniervorgang in der Mensch-Roboter-Kooperation erfolgt.According to the illustration, the positioning process includes 134-B of the upgrade kit for the fastening process 133 on the adapter on the underside 43 a positioning of the gripper 18th from a starting position 140 to a picking position 141 in the buffer station 27 , a positioning of the gripper with the center gripped upgrade kit 13 from the removal position 141 to an installation position 144 on the adapter on the top of the dismantled underbody 124 , and a repositioning in the starting position 140 , whereby the entire positioning process takes place in human-robot cooperation.

Sowohl der Aufrüstsatz als auch der Unterboden sind über die Aufnahme- und/oder Zentriervorgänge 128-A und 128-B in der Entnahmeposition 141 bzw. in der Ablageposition 148 exakt aufgenommen und zentriert (vgl. 13). Die Lageabweichung des Fahrzeugs hat dementsprechend keine Auswirkungen auf den Positioniervorgang 134-B. Bei dieser Ausführungsvariante kann daher auf den Ausgleichsvorgang 137-A verzichtet werden. Dennoch wird vorgeschlagen, zumindest den in 14 angesprochenen mechanischen Toleranzausgleich durchzuführen (Details siehe 19). Auf diese Weise lassen sich beim Befestigungsvorgang Bauteil- und Fügetoleranzen des Adapters 43 und der Batteriemodule 12 kompensieren.Both the upgrade kit and the sub-floor are via the pick-up and / or centering processes 128-A and 128-B in the removal position 141 or in the storage position 148 precisely recorded and centered (cf. 13 ). Accordingly, the positional deviation of the vehicle has no effect on the positioning process 134-B . In this embodiment variant, the compensation process can therefore be used 137-A be waived. Nevertheless, it is suggested that at least the in 14th the mentioned mechanical tolerance compensation (for details see 19th ). In this way, component and joining tolerances of the adapter can be reduced during the fastening process 43 and the battery modules 12 compensate.

16 zeigt schematisch den Positioniervorgang 125 für die Unterbodendemontage. Die Unterbodendemontage ist in 13 ausführlich beschrieben. Anhand der vorliegenden Figur wird der Positioniervorgang 125 des Greifers 17 zum Unterboden 124 an der Fahrzeugunterseite 8 für den Demontagevorgang 122 und die anschließende Ablage des Unterbodens in der Pufferstation 27 veranschaulicht. 16 shows schematically the positioning process 125 for underbody dismantling. Underbody dismantling is in 13 described in detail. The positioning process is based on the present figure 125 of the gripper 17th to the sub-floor 124 on the underside of the vehicle 8th for the dismantling process 122 and the subsequent storage of the sub-floor in the buffer station 27 illustrated.

Wie auch bei den anderen Positioniervorgängen soll die Darstellung nur das Prinzip veranschaulichen. Die hier gezeigte Geometrie der Bahnkurve ist als Beispiel zu verstehen und kann bei einer anderen Anordnung des Roboters, der Pufferstation bzw. des Fahrzeugs auch andere Formen annehmen.As with the other positioning processes, the illustration is only intended to illustrate the principle. The geometry of the trajectory shown here is to be understood as an example and can also assume other forms with a different arrangement of the robot, the buffer station or the vehicle.

Wie man der Darstellung leicht entnehmen kann, umfasst der Positioniervorgang 125 für die Unterbodendemontage eine Positionierung des Greifers 17 von einer Startposition 145 zum Check-Point 146 an der Unterseite 8 des vorpositionierten Fahrzeugs 1, eine Positionierung des Greifers vom Checkpoint 146 zu einer Demontageposition 147 am Unterboden 124, eine Positionierung des Greifers mit dem demontierten Unterboden von der Demontageposition 147 zu einer Ablageposition 148 in der Pufferstation 27 und eine Re-Positionierung in der Startposition 145, wobei der gesamte Positioniervorgang in der Mensch-Roboter-Kooperation erfolgt und am Check-Point der Ausgleichsvorgang 137-B startet.As can be easily seen from the illustration, the positioning process includes 125 positioning of the gripper for underbody dismantling 17th from a starting position 145 to the check point 146 on the bottom 8th of the pre-positioned vehicle 1 , a positioning of the gripper from the checkpoint 146 to a dismantling position 147 on the underbody 124 , a positioning of the gripper with the dismantled sub-floor from the dismantling position 147 to a storage position 148 in the buffer station 27 and repositioning in the starting position 145 The entire positioning process takes place in human-robot cooperation and the compensation process at the checkpoint 137-B starts.

Der Messvorgang des am Check-Point 146 durchgeführten Ausgleichsvorgangs 137-B ist im Prinzip identisch mit dem des Ausgleichsvorgangs 137-A aus 14. Auch die Positionen der Check-Points 146 und 142 können identisch sein. Unterschiede bzgl. der Ausgleichsvorgänge 137-A und 137-B ergeben sich v.a. beim mechanischen Toleranzausgleich. Bzgl. näherer Einzelheiten zum Ausgleichsvorgang wird auf die entsprechenden 18 bis 20 verwiesen.The measuring process of the at the check point 146 performed clearing operation 137-B is in principle identical to that of the equalization process 137-A out 14th . Also the positions of the check points 146 and 142 can be identical. Differences regarding the clearing processes 137-A and 137-B mainly result from mechanical tolerance compensation. Concerning. further details on the equalization process can be found in the relevant 18th to 20th referenced.

17 zeigt schematisch den Positioniervorgang 126 für die Unterbodenremontage. Im Prinzip werden beim Positioniervorgang 126 des Greifers 17 die gleichen Positionen wie bei dem in 16 gezeigten Positioniervorgang 125 angesteuert, allerdings in umgekehrter Reihenfolge. Auch die Ausgleichsvorgänge 137-B zur Kompensation der Lageabweichung 24 des Fahrzeugs 1 erfolgen analog. Bei der Bahnkurve können sich dennoch, bedingt durch den Ausgleichsvorgang, Unterschiede ergeben. 17th shows schematically the positioning process 126 for underbody remounting. In principle, the positioning process 126 of the gripper 17th the same positions as the one in 16 positioning process shown 125 controlled, but in reverse order. Also the balancing processes 137-B to compensate for the positional deviation 24 of the vehicle 1 take place analogously. However, differences can arise in the trajectory due to the compensation process.

Zwischen unterbodenseitig und hauptboden- oder schwellerseitig befestigtem Aufrüstsatz können sich beim De- bzw. Remontagevorgang infolge von Gewichtsunterschieden der Unterböden unterschiedliche Unterbodenverformungen und dadurch Toleranzen in Koordinatenrichtung Z ergeben. Diese deformationsbedingten Toleranzen werden beim Remontagevorgang 123 über den Stütz- bzw. Andrückvorgang 127 kompensiert, bei dem der Unterboden über einen kraftgeregelten Druckzylinder 164-B des Greifers 17 gegen die Fahrzeugunterseite 8 gedrückt wird (Greifer mit Druckzylinder siehe 29).Between the subfloor side and the main floor or sill side attached upgrade kit, different underbody deformations and thus tolerances in coordinate direction Z can occur during the dismantling or reassembly process due to weight differences in the subfloors. These deformation-related tolerances are removed during the reassembly process 123 via the supporting or pressing process 127 compensated, in which the sub-floor has a force-controlled pressure cylinder 164-B of the gripper 17th against the underside of the vehicle 8th is pressed (gripper with pressure cylinder see 29 ).

Nach der vorliegenden Abbildung umfasst der Positioniervorgang 126 für die Unterbodenremontage eine Positionierung des Greifers 17 von der Startposition 145 zur Ablageposition 148 des Unterbodens in der Pufferstation 27, eine Positionierung des Greifers mit dem zentriert gegriffenen Unterboden 124 zum Check-Point 146 an der Fahrzeugunterseite 8, eine Positionierung des Greifers vom Check-Point 146 zu einer Remontageposition 149, die mit der Demontageposition 147 identisch sein kann und eine Re-Positionierung in der Startposition 145, wobei der gesamte Positioniervorgang in der Mensch-Roboter-Kooperation erfolgt und am Check-Point der Ausgleichsvorgang 137-B startet.According to the present figure, the positioning process includes 126 a positioning of the gripper for the underbody reassembly 17th from the starting position 145 to the storage position 148 of the sub-floor in the buffer station 27 , a positioning of the gripper with the center gripped underbody 124 to the check point 146 on the underside of the vehicle 8th , a positioning of the gripper from the check point 146 to a reassembly position 149 that with the dismantling position 147 can be identical and a repositioning in the starting position 145 The entire positioning process takes place in human-robot cooperation and the compensation process at the checkpoint 137-B starts.

18 zeigt schematisch den Ausgleichsvorgang 137-A für den Aufrüstsatz. Ohne den Ausgleichsvorgang wäre der Einbauvorgang des Aufrüstsatzes in der Mensch-Roboter-Kooperation aus Kostengründen kaum machbar. Grund ist, dass eine exakte Positionierung und Ausrichtung des Fahrzeugs ansonsten nur unter Einsatz aufwändiger Vorrichtungen möglich ist, zumal wenn das Fahrzeug auf Rädern steht. 18th shows schematically the equalization process 137-A for the upgrade kit. Without the compensation process, the installation process of the upgrade kit in human-robot cooperation would hardly be feasible for reasons of cost. The reason is that an exact positioning and alignment of the vehicle is otherwise only possible using complex devices, especially when the vehicle is on wheels.

Da der Greifer ohnehin beim Einbauvorgang zum Fahrzeug bewegt wird, ist es deutlich einfacher, den Greifer exakt zum ungenau positionierten Fahrzeug auszurichten als das Fahrzeug selbst exakt zu positionieren. Dazu dient erfindungsgemäß der Ausgleichsvorgang, mit dem die Position und Ausrichtung des Greifers in Bezug zur Fahrzeugposition korrigiert wird. Der Ausgleichsvorgang macht es möglich, für die Fahrzeugpositionierung eine für Werkstätten übliche Hebebühne als Fahrzeug-Aufnahme 120 einzusetzen.Since the gripper is moved towards the vehicle during the installation process anyway, it is significantly easier to align the gripper exactly with the inaccurately positioned vehicle than to position the vehicle itself exactly. According to the invention, the compensation process, with which the position and alignment of the gripper in relation to the vehicle position, is used for this purpose is corrected. The balancing process makes it possible to use a lifting platform as a vehicle mount for vehicle positioning 120 to use.

Der Ausgleichsvorgang hat die Aufgabe, die Bahnkurve des Greifers entsprechend einer Lageabweichung des Fahrzeugs gegenüber einer bei der Programmierung der Bahnkurve zugrunde gelegten Soll-Lage zu korrigieren. Erfindungsgemäß erfolgt diese Korrektur über einen zweistufigen Ausgleichsvorgang mit einem Messvorgang und einem greiferseitig durchgeführten mechanischen Toleranzausgleich. Durch den zweistufigen Prozess lassen sich die Genauigkeit einer Positionierung des Greifers zum Fahrzeug verbessern, Toleranzen der zu fügenden Bauteile kompensieren und die Gefahr einer lageabweichungsbedingten Kollision zwischen Greifer und Fahrzeug verhindern.The compensation process has the task of correcting the trajectory of the gripper in accordance with a positional deviation of the vehicle compared to a target position on which the programming of the trajectory was based. According to the invention, this correction takes place via a two-stage compensation process with a measuring process and mechanical tolerance compensation carried out on the gripper side. The two-stage process improves the accuracy of positioning the gripper in relation to the vehicle, compensates for tolerances in the components to be joined, and prevents the risk of a collision between the gripper and the vehicle due to a positional deviation.

Da sich der Ausgleichsvorgang 137-A beim Aufrüstsatz und der Ausgleichsvorgang 137-B beim Unterboden hauptsächlich beim mechanischen Toleranzausgleich unterscheiden und ansonsten ähnlich sind, wird der Ausgleichsvorgang nachfolgend am Beispiel des Ausgleichsvorgangs 137-A beschrieben. Die Unterschiede beim mechanischen Toleranzausgleich betreffend die Ausgleichsvorgänge 137-A und 137-B werden anhand der 19 und 20 separat betrachtet.Since the balancing process 137-A with the upgrade kit and the compensation process 137-B When it comes to the subfloor, they mainly differ in terms of mechanical tolerance compensation and are otherwise similar, the compensation process is illustrated below using the compensation process as an example 137-A described. The differences in the mechanical tolerance compensation regarding the compensation processes 137-A and 137-B are based on the 19th and 20th considered separately.

Wie aus den 13 und 14 hervorgeht, findet der Ausgleichsvorgang 137-A während des Positioniervorgangs 134-A statt.As from the 13 and 14th the settlement process takes place 137-A during the positioning process 134-A instead of.

In 18 ist der Greifer 18 mit einem Tool-Center-Point TCP bereits über den menschgeführten Roboter 19 am Check-Point 142 positioniert. Am Check-Point wird ein mit einer Messvorrichtung 232-A erfolgender Messvorgang 150 einer IST-Lage 151 eines an der Fahrzeugunterseite 8 angebrachten Bezugspunktes 152 durchgeführt.In 18th is the gripper 18th with a tool center point TCP already via the human-guided robot 19th at the check point 142 positioned. At the check point a with a measuring device 232-A measurement process taking place 150 an actual situation 151 one on the underside of the vehicle 8th attached reference point 152 carried out.

Die Messvorrichtung kann beispielsweise aus mindestens einer Kamera 153 oder mindestens einer Gabellichtschranke 154 bestehen. Für zweidimensionale Messungen und bei geringen Anforderungen an eine Messgenauigkeit wäre theoretisch ein Kamera-Auge ausreichend. Das würde jedoch voraussetzen, dass sich das Fahrzeug mit der Fahrzeug-Aufnahme 120 in einer bei der Programmierung der Bahnkurve zugrunde gelegten Einbauhöhe H reproduzierbar positionieren lässt (siehe auch 27). Dies sollte bei einer mit entsprechenden Antriebs-Endschaltern ausgerüsteten Hebebühne theoretisch möglich sein. Dennoch werden in der Praxis dreidimensionale Messungen mit zusätzlichen Kamera-Augen oder 3D-Kameras zur Erfassung eines Kameraabstands von der Fahrzeugunterseite erforderlich sein. Mit mehreren Kameras lassen sich zudem eine Pixelauflösung und dadurch die Messgenauigkeit steigern.The measuring device can for example consist of at least one camera 153 or at least one fork light barrier 154 consist. A camera eye would theoretically be sufficient for two-dimensional measurements and with low requirements in terms of measurement accuracy. However, that would require the vehicle to be able to accommodate the vehicle 120 can be positioned reproducibly at an installation height H on which the trajectory was programmed (see also 27 ). This should theoretically be possible with a lift equipped with appropriate drive limit switches. In practice, however, three-dimensional measurements with additional camera eyes or 3D cameras will be required to record a camera distance from the underside of the vehicle. With several cameras, the pixel resolution and thus the measurement accuracy can also be increased.

Der Messvorgang mit der Gabellichtschranke wird in 19 erläutert. Der Bezugspunkt kann beispielsweise ein Loch oder eine Markierung an einem in 19 gezeigten Schweller 180 sein. Alternativ wird ein Loch oder eine Markierung am Adapter als Bezugspunkt verwendet.The measuring process with the fork light barrier is shown in 19th explained. The reference point can, for example, be a hole or a mark on an in 19th shown sill 180 be. Alternatively, a hole or mark on the adapter is used as a reference point.

Für die Messung der IST-Lage des Fahrzeugs ist mindestens ein Bezugspunkt erforderlich. Da ein Körper im Raum sechs Freiheitsgrade (drei translatorische und drei rotatorische) hat, sind in der Regel zwei weitere Bezugspunkte erforderlich, um die Lageabweichung des vorpositionierten Fahrzeugs zu bestimmen. Die Erfindung schlägt daher vor, wenigstens drei Bezugspunkte zu messen, denn damit ist eine Bezugsebene an der Fahrzeugunterseite hinsichtlich einer Lage eindeutig festgelegt. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, Kontrollmessungen zusätzlicher Bezugspunkte durchzuführen. Durch die Kontrollmessungen lassen sich Messfehler erkennen.At least one reference point is required to measure the actual position of the vehicle. Since a body has six degrees of freedom (three translational and three rotational) in space, two further reference points are usually required to determine the positional deviation of the pre-positioned vehicle. The invention therefore proposes measuring at least three reference points, because a reference plane on the underside of the vehicle is thus clearly defined with regard to a position. In addition, it is proposed to carry out control measurements of additional reference points. Measurement errors can be identified through the control measurements.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in 18 an der Fahrzeugunterseite lediglich ein Bezugspunkt 152 dargestellt. Dieser Bezugspunkt ist in zwei unterschiedlichen Positionen abgebildet, einmal in der gestrichelt angedeuteten Soll-Lage 25 des Fahrzeugs und einmal ist der IST-Lage 151. Der Doppelpfeil zeigt beispielhaft eine Lageabweichung 24 des Fahrzeugs, die durch den Korrekturvorgang 156 der Bahnkurve 23 kompensiert werden soll.For the sake of clarity, in 18th just a reference point on the underside of the vehicle 152 shown. This reference point is shown in two different positions, once in the target position indicated by dashed lines 25th of the vehicle and once is the ACTUAL situation 151 . The double arrow shows an example of a positional deviation 24 of the vehicle caused by the correction process 156 the trajectory 23 should be compensated.

Die Lageabweichung wird über einen mit einem hier nicht gezeigten Rechenprozessor der Steuerung 22 durchgeführten softwaregestützten Berechnungsvorgang 155 ermittelt. Der Rechenprozessor kann in der Steuerung integriert sein oder auch eine separate Rechnereinheit in Form eines Industrie-PCs bilden, die mit der Steuerung entsprechend verbunden ist.The positional deviation is determined by a computer processor, not shown here, of the control 22nd software-based calculation process carried out 155 determined. The computing processor can be integrated in the controller or it can also form a separate computer unit in the form of an industrial PC, which is correspondingly connected to the controller.

Der Berechnungsvorgang ist im Prinzip nichts anderes als eine aus der Mathematik bekannte Vektorrechnung, bei der aus einem Vektor für die IST-Lage und einem Vektor für die Soll-Lage ein Differenzvektor gebildet wird. Anhand des Differenzvektors lässt sich die Lageabweichung nach Betrag und Richtung ermitteln. Nach dem Stand der Technik sind Bildverarbeitungsprogramme bekannt, mit denen sich Messungen über eine Pixelanalyse der mit der Kamera aufgenommenen Bilder auswerten lassen. Voraussetzung für eine einwandfreie Funktion eines auf einer Bildverarbeitung basierenden Messvorgangs sind ein entsprechender Kontrast der zu messenden Punkte zur Umgebung und geeignete Lichtverhältnisse.In principle, the calculation process is nothing more than a vector calculation known from mathematics, in which a difference vector is formed from a vector for the ACTUAL position and a vector for the target position. Using the difference vector, the positional deviation can be determined according to amount and direction. According to the prior art, image processing programs are known with which measurements can be evaluated via a pixel analysis of the images recorded with the camera. The prerequisites for perfect functioning of a measurement process based on image processing are a corresponding contrast between the points to be measured and the surroundings and suitable lighting conditions.

Anhand der ermittelten Lageabweichung wird anschließend die Bahnkurve 23 über einen Korrekturvorgang 156 mit der Steuerung 22 korrigiert. Der Korrekturvorgang ist dabei im Prinzip nichts anderes als eine Nachführung des Tool-Center-Points vom Check-Point 142 in Richtung der Lageabweichung. Die Nachführung erfolgt dabei in der Größenordnung des Betrags der Lageabweichung.The trajectory is then based on the positional deviation determined 23 about a correction process 156 with the controller 22nd corrected. In principle, the correction process is nothing more than tracking the tool center point from the check point 142 in the direction of the positional deviation. The tracking takes place in the order of magnitude of the amount of the positional deviation.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführung des Ausgleichsvorgangs 137-A und auch des Ausgleichsvorgangs 137-B wird zudem eine Ausrichtung des Greifers zur Fahrzeugunterseite korrigiert. Dazu ist die Messung und Auswertung dreier Bezugspunkte an der Fahrzeugunterseite erforderlich. Durch die drei Bezugspunkte ist eine hier nicht dargestellte Bezugsebene definiert, deren Flächennormale sich beim Berechnungsvorgang hinsichtlich einer IST-Orientierung im Raum ermitteln und durch einen Vergleich mit einer Soll-Orientierung vergleichen lässt. Eine in der Steuerung programmierte Ausrichtung des Greifers wird anschließend entsprechend einer Richtungsabweichung der Flächennormale der Bezugsebene korrigiert, so dass der Greifer während des Korrekturvorgangs 156 parallel zur Fahrzeugunterseite ausgerichtet werden kann.In a particularly preferred embodiment of the equalization process 137-A and also the balancing process 137-B an alignment of the gripper to the underside of the vehicle is also corrected. This requires the measurement and evaluation of three reference points on the underside of the vehicle. A reference plane, not shown here, is defined by the three reference points, the surface normal of which can be determined during the calculation process with regard to an ACTUAL orientation in space and compared with a target orientation by means of a comparison. An alignment of the gripper programmed in the control is then corrected in accordance with a deviation in the direction of the surface normal of the reference plane, so that the gripper during the correction process 156 can be aligned parallel to the underside of the vehicle.

Anschließend wird der Positioniervorgang 134-A entsprechend der programmierten Bahnkurve mit der korrigierten Greiferausrichtung zur Einbauposition 143 fortgesetzt. Mit der vorliegenden Beschreibung sollte es einem Fachmann ohne weiteres möglich sein, den messtechnischen Teil des Ausgleichsvorgangs zu realisieren, so dass auf weitere Einzelheiten an dieser Stelle verzichtet wird.Then the positioning process 134-A according to the programmed trajectory with the corrected gripper alignment to the installation position 143 continued. With the present description, it should be readily possible for a person skilled in the art to implement the metrological part of the compensation process, so that further details are dispensed with at this point.

In der Einbauposition findet schließlich der mechanische Toleranzausgleich 157-A des Ausgleichsvorgangs statt. Der mechanische Toleranzausgleich erfolgt über mindestens eine am Greifer angeordnete Schwimm-Einheit 158-A. Eine detaillierte Beschreibung erfolgt anhand 19.The mechanical tolerance compensation finally takes place in the installation position 157-A the clearing process takes place. The mechanical tolerance compensation takes place via at least one floating unit arranged on the gripper 158-A . A detailed description is provided using 19th .

Der mechanische Toleranzausgleich ist erforderlich, da bei der Fortsetzung des Positioniervorgangs vom Check-Point zur Einbauposition 143 weitere Positionier-Toleranzen auftreten können, die durch den Messvorgang 150 nicht erfasst werden. Diese sind umso größer, je höher der Abstand des Check-Points von der Einbauposition ist. Bei der erfindungsgemäßen Mensch-Roboter-Kooperation mit einem sehr ungenau positionierten Fahrzeug ist ein ausreichend großer Abstand von der Fahrzeugunterseite und damit von der Einbauposition einzuhalten, damit Fahrzeug und Kamera bei der menschgeführten Positionierung des Greifers nicht durch Kollisionen beschädigt werden. Die Erfindung schlägt einen Sicherheitsabstand von wenigstens 20 cm vor. In Abhängigkeit von einem Sichtfeld der Kameras und um mit einer Messung alle relevanten Bezugspunkte an der Fahrzeugunterseite zu erfassen, kann auch ein deutlich größerer Abstand erforderlich sein. Der mechanische Toleranzausgleich hat die Aufgabe, die bei der Fortsetzung des Positioniervorgangs vom Check-Point zur Einbauposition auftretende Positioniertoleranz auszugleichen.Mechanical tolerance compensation is necessary because the positioning process is continued from the check point to the installation position 143 further positioning tolerances can occur due to the measuring process 150 cannot be recorded. The greater the distance between the checkpoint and the installation position, the greater these are. In the human-robot cooperation according to the invention with a very imprecisely positioned vehicle, a sufficiently large distance from the underside of the vehicle and thus from the installation position must be maintained so that the vehicle and camera are not damaged by collisions during the human-guided positioning of the gripper. The invention proposes a safety distance of at least 20 cm. Depending on a field of view of the cameras and in order to capture all relevant reference points on the underside of the vehicle with one measurement, a significantly larger distance may be necessary. The task of mechanical tolerance compensation is to compensate for the positioning tolerance that occurs when the positioning process is continued from the check point to the installation position.

Zudem lassen sich durch den mechanischen Toleranzausgleich Bauteil- und Lagetoleranzen der über den Greifer aufgenommenen Batteriemodule ausgleichen, die beim Messvorgang nicht erfasst werden und den Fügevorgang am Adapter beeinträchtigen können.In addition, the mechanical tolerance compensation can be used to compensate for component and positional tolerances of the battery modules picked up by the gripper, which are not detected during the measurement process and can affect the joining process on the adapter.

Anhand der vorliegenden Beschreibung lässt sich für den Ausgleichsvorgang 137-A und dementsprechend übertragen auf den Ausgleichsvorgang 137-B festhalten, dass der Ausgleichsvorgang 137-A oder 137-B mindestens einen am Check-Point 142 bzw. 146 durchgeführten Messvorgang 150 einer IST-Lage 151 mindestens eines Bezugspunktes 152 an der Fahrzeugunterseite 8 über eine Messvorrichtung 232-A bzw. 232-B, mindestens einen über die Steuerung 22 durchgeführten Berechnungsvorgang 155 für die Lageabweichung 24 der IST-Lage zur Soll-Lage 25, einen Korrekturvorgang 156 der Bahnkurve 23 mit der Steuerung entsprechend der ermittelten Lageabweichung, und mindestens einen nach der Positionierung in der Einbauposition 143 bzw. in der Demontageposition 147 oder Remontageposition 149 durchgeführten mechanischen Toleranzausgleich 157-A bzw. 157-B über mindestens eine am Greifer 17 bzw. 18 angeordnete Schwimm-Einheit 158-A bzw. 158-B der Ausgleichseinheit umfasst.The present description can be used for the compensation process 137-A and transferred accordingly to the equalization process 137-B hold on to the balancing process 137-A or 137-B at least one at the check point 142 or. 146 performed measurement process 150 an actual situation 151 at least one reference point 152 on the underside of the vehicle 8th via a measuring device 232-A or. 232-B , at least one via the controller 22nd performed calculation process 155 for the positional deviation 24 the actual position to the target position 25th , a correction process 156 the trajectory 23 with the control according to the determined positional deviation, and at least one after positioning in the installation position 143 or in the dismantling position 147 or reassembly position 149 performed mechanical tolerance compensation 157-A or. 157-B via at least one on the gripper 17th or. 18th arranged swimming unit 158-A or. 158-B the compensation unit includes.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass der Ausgleichsvorgang 137-A bzw. 137-B einen zusätzlichen nach der Positionierung in der Einbauposition 143 bzw. in der Demontageposition 147 oder Remontageposition 149 durchgeführten Messvorgang 162 enthalten kann, wobei dieser zusätzliche Messvorgang zumindest den mechanischen Toleranzausgleich 157-B beim Unterboden ersetzen kann.At this point it should be noted that the equalization process 137-A or. 137-B an additional one after positioning in the installation position 143 or in the dismantling position 147 or reassembly position 149 performed measurement process 162 may contain, this additional measuring process at least the mechanical tolerance compensation 157-B can replace the sub-floor.

Wie der mechanische Toleranzausgleich verbessert der zusätzliche Messvorgang eine Positioniergenauigkeit des Greifers zum Fahrzeug. Insbesondere werden die durch den Sicherheitsabstand des Check-Points von der Fahrzeugunterseite verursachten Positionier-Toleranzen ausgeglichen.Like the mechanical tolerance compensation, the additional measuring process improves the positioning accuracy of the gripper in relation to the vehicle. In particular, the positioning tolerances caused by the safety distance of the check point from the underside of the vehicle are compensated for.

Bauteil- und Lagetoleranzen der vom Greifer aufgenommenen Batteriemodule lassen sich dadurch allerdings nicht erfassen. Grund ist, dass die Messvorrichtung auf den Unterboden und nicht auf die Batteriemodule gerichtet ist. Der zusätzliche Messvorgang kann daher den mechanischen Toleranzausgleich beim Aufrüstsatz, anders als beim Unterboden, nur bedingt ersetzen.Component and positional tolerances of the battery modules picked up by the gripper cannot, however, be recorded. The reason is that the measuring device is aimed at the underbody and not at the battery modules. The additional measurement process can therefore only partially replace the mechanical tolerance compensation with the upgrade kit, unlike with the sub-floor.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, mit der greiferseitig angebrachten Messvorrichtung 232-A bzw. 232-B, insbesondere mit den Kameras, nicht nur den Messvorgang durchzuführen, sondern darüber hinaus auch einen Gefahrenraum im Bereich des Greifers zu überwachen. Auf diese Weise lässt sich in Verbindung mit den kraftgeregelten Druckzylindern 164-A bzw. 164-B am Greifer und der Endlagensensorik 170 ein bei der Mensch-Roboter-Kooperation zwingend erforderlicher Personenschutz erreichen.According to the invention, it is provided with the measuring device attached on the gripper side 232-A or. 232-B Not only to carry out the measuring process, especially with the cameras, but also to monitor a hazardous area in the area of the gripper. In this way, in conjunction with the force-controlled pressure cylinders 164-A or. 164-B on the gripper and the end position sensors 170 achieve the personal protection that is absolutely necessary in human-robot cooperation.

Es versteht sich von selbst, dass der Messvorgang auch mit einer stationären anstelle einer am Greifer mitgeführten Messvorrichtung und auch mit anderen Messmitteln als hier genannt möglich ist. Zumindest der mechanische Toleranzausgleich erfolgt jedoch über den jeweiligen Greifer.It goes without saying that the measuring process is also possible with a stationary measuring device instead of a measuring device carried along on the gripper and also with other measuring means than mentioned here. At least the mechanical tolerance compensation takes place via the respective gripper.

19 zeigt schematisch relevante Details des Greifer 18 zur Erläuterung des mechanischen Toleranzausgleichs 157-A beim Ausgleichsvorgang für den Aufrüstsatz sowie zur Beschreibung des Messvorgangs mit einer Gabellichtschranke. Blickrichtung ist eine Fahrzeuglängsachse in entgegengesetzter Richtung der Koordinatenachse X'. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich zunächst auf ein Fahrzeug mit hauptboden- oder schwellerseitig angeordnetem Adapter. 19th shows schematically relevant details of the gripper 18th to explain the mechanical tolerance compensation 157-A during the compensation process for the upgrade kit and for describing the measurement process with a fork light barrier. The viewing direction is a vehicle longitudinal axis in the opposite direction to the coordinate axis X '. The following description initially relates to a vehicle with an adapter arranged on the main floor or sill side.

Die Grundidee des mechanischen Toleranzausgleichs besteht in einer Entkopplung einer beweglichen Komponente 175-A des Greifers von einem mit dem Roboter gehaltenen Grundkörper 176-A des Greifers über eine Schwimm-Einheit 158-A. Die Schwimm-Einheit besteht aus mindestens einer in einer Ausgleichsrichtung angeordneten Linearführung 234-A mit zwei an der beweglichen Komponente 175-A angebrachten Schlitten 177-A mit einer Führungsstange 178-A. Die Führungsstange ist an ihren Enden in Haltern 179-A fixiert, die jeweils am Grundkörper 176-A des Greifers befestigt sind. Die Schlitten 177-A sind verschiebbar auf der Führungsstange gelagert, so dass sich die Komponente 175-A des Greifers in Richtung der Koordinatenachse Y' als Ausgleichsrichtung frei bewegen kann. Die Beweglichkeit in Y' ist über einen Doppelpfeil an der Komponente 175-A kenntlich gemacht. Grundsätzlich lassen sich auch handelsübliche Linearführungen als Schwimm-Einheiten verwenden. The basic idea of mechanical tolerance compensation consists in decoupling a moving component 175-A of the gripper by a base body held by the robot 176-A of the grab via a floating unit 158-A . The swimming unit consists of at least one linear guide arranged in a compensation direction 234-A with two on the moving component 175-A attached slide 177-A with a guide rod 178-A . The guide rod is in holders at its ends 179-A fixed, each on the base body 176-A of the gripper are attached. The sleigh 177-A are slidably mounted on the guide rod, so that the component 175-A of the gripper can move freely in the direction of the coordinate axis Y 'as the compensation direction. The mobility in Y 'is indicated by a double arrow on the component 175-A marked. In principle, commercially available linear guides can also be used as floating units.

Der Greifer hat vorzugsweise zwei dieser Schwimm-Einheiten, die voneinander in Richtung X' beabstandet sind. Die hier gezeigte Schwimm-Einheit enthält darüber hinaus zwei, zumindest jedoch eine Arretierung 159-A, mit dem sich die Linearführung in Ausgleichsrichtung Y' arretieren lässt. Als Arretierung kommt beispielsweise eine über die Handbedieneinheit 21 bedienbare Bremse in Betracht, die im arretierten Zustand eine Beweglichkeit der Schlitten 177-A entlang der Führungsstange über eine Klemmung durch Reibung unterbindet. Erst beim Lösen der Arretierung über die Handbedieneinheit 21 lässt sich die Komponente 175-A des Greifers zwecks mechanischen Toleranzausgleichs zwischen Greifer und Fahrzeug in Ausgleichsrichtung Y' frei bewegen.The gripper preferably has two of these floating units which are spaced from one another in the direction X '. The swimming unit shown here also contains two, but at least one lock 159-A , with which the linear guide can be locked in the compensation direction Y '. For example, a locking device can be used on the manual control unit 21st Operable brake into account, the mobility of the slide in the locked state 177-A prevented by friction along the guide rod via a clamp. Only when the lock is released via the hand control unit 21st lets the component 175-A of the gripper for the purpose of mechanical tolerance compensation between the gripper and the vehicle in the compensation direction Y '.

Alternativ kann die Arretierung auch über doppeltwirkende Zylinder realisiert werden (siehe 28). Die Arretierung erfolgt über eine beidseitige Druckbeaufschlagung des Zylinderkolbens.Alternatively, locking can also be implemented using double-acting cylinders (see 28 ). It is locked by applying pressure to both sides of the cylinder piston.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass der Greifer weitere, hier nicht dargestellte Schwimm-Einheiten für zusätzliche Ausgleichsrichtungen in X' und Z' sowie für entsprechende Winkel um die Koordinatenachsen X', Y' und Z' aufweisen kann, um beliebige Lageabweichungen bzw. Orientierungsfehler des Fahrzeugs im Raum ausgleichen zu können.At this point it should be noted that the gripper can have additional floating units, not shown here, for additional compensation directions in X 'and Z' and for corresponding angles around the coordinate axes X ', Y' and Z 'to avoid any positional deviations or orientation errors of the vehicle in space.

Im Folgenden wird erläutert, wie der mechanische Toleranzausgleich beim Einbauvorgang erfolgt. Wie man dazu der Darstellung entnimmt, ist auf einer Oberseite der beweglichen Komponente 175-A des Greifers zumindest ein Batteriemodul 12 des Aufrüstsatzes 13 für den Einbauvorgang ins Batteriefach 9 angeordnet. Dieses Batteriemodul ist über den Greif- und Zentriervorgang 130 mit der Greif-/Zentrier-Einheit 129 zur beweglichen Komponente 175-A des Greifers zentriert.The following explains how the mechanical tolerance compensation takes place during the installation process. As can be seen from the illustration, the movable component is on an upper side 175-A of the gripper at least one battery module 12 of the upgrade kit 13 for the installation process in the battery compartment 9 arranged. This battery module is about the gripping and centering process 130 with the gripping / centering unit 129 to the moving component 175-A of the gripper centered.

Das Batteriemodul weist an der dem Hauptboden 136 zugewandten Seite spiegelsymmetrisch zu einer batteriemodulseitigen Symmetrieachse angeordnete Zentrierschrägen 160 auf. Wird der Greifer aus der Einbauposition 143 über den Andrückvorgang 135 über die Zentrierschrägen 160 in den über zwei zueinander beabstandete Rechteckprofile schematisch angedeuteten Adapter 43 eingeführt und dabei die Arretierung 159-A gelöst, wird sich das Batteriemodul selbsttätig zum Adapter in Ausgleichsrichtung Y' zentrieren und mit dem jeweiligen Riegel 165 der batteriemodulseitigen Ver- und Entriegelungseinheit 166 über die Feder 168 in die adapterseitig angeordnete Nut 167 einrasten. Der Andrückvorgang erfolgt vorzugsweise über mindestens einen hier nicht dargestellten kraftgeregelten Druckzylinder 164-A am Greifer (siehe 28).The battery module points to the main floor 136 facing side mirror-symmetrically to a battery module-side symmetry axis arranged centering bevels 160 on. If the gripper is out of the installation position 143 about the pressing process 135 over the centering bevels 160 in the adapter schematically indicated by two spaced rectangular profiles 43 inserted while the lock 159-A released, the battery module will automatically center itself to the adapter in the compensation direction Y 'and with the respective latch 165 the battery module-side locking and unlocking unit 166 about the pen 168 into the groove on the adapter side 167 snap into place. The pressing process is preferably carried out via at least one force-regulated pressure cylinder, not shown here 164-A on the gripper (see 28 ).

Der mechanische Toleranzausgleich ist damit beendet und das Batteriemodul am Adapter fixiert, so dass der Greifer über den Roboter menschgeführt von der Fahrzeugunterseite entfernt werden kann. Damit hat der Mitarbeiter Zugang zum Batteriemodul, so dass eine zusätzliche Verschraubung mit dem Adapter durchgeführt werden kann.The mechanical tolerance compensation is thus ended and the battery module is fixed on the adapter so that the robot can remove the gripper from the underside of the vehicle with a human guide. This gives the employee access to the battery module so that an additional screw connection can be carried out with the adapter.

Um den Greifer 18 für den nächsten Einbauvorgang vorzubereiten, wird anschließend ein Reset der Schwimm-Einheit in einer Ausgangsstellung durchgeführt, indem die bewegliche Komponente 175-A des Greifers zum Grundkörper rezentriert wird. Die Rezentrierung erfolgt über ein hier nicht abgebildetes Stellglied 235-A (siehe 28).To the gripper 18th To prepare for the next installation process, a reset of the floating unit in a Starting position performed by the moving component 175-A of the gripper is recentered to the base body. Recentering takes place via an actuator not shown here 235-A (please refer 28 ).

Die bisherigen Ausführungen beziehen sich, wie einleitend bereits erwähnt, auf den hauptboden- oder schwellerseitig befestigten Adapter. Obwohl beim unterbodenseitig angeordneten Adapter ein vollständiger Ausgleichsvorgang mit Messvorgang und mechanischem Toleranzausgleich aufgrund der in der Pufferstation durchgeführten Aufnahme- und/oder Zentriervorgänge 128-A und 128-B und der dadurch erzielten exakten Positionierung des Aufrüstsatzes und des Unterbodens nicht erforderlich ist, erscheint es dennoch zweckmäßig, zumindest den oben beschriebenen mechanischen Toleranzausgleich durchzuführen. Beim unterbodenseitig angebrachten Adapter erfolgt dieser in der Einbauposition 144.The previous versions refer, as already mentioned in the introduction, to the adapter attached to the main floor or sill side. Although with the adapter arranged on the underside side, a complete compensation process with measuring process and mechanical tolerance compensation due to the recording and / or centering processes carried out in the buffer station 128-A and 128-B and the exact positioning of the upgrade kit and the underbody achieved in this way is not necessary, it nevertheless appears expedient to carry out at least the mechanical tolerance compensation described above. If the adapter is attached to the bottom, this is done in the installation position 144 .

Zusammenfassend erfolgt der mechanische Toleranzausgleich 157-A beim Aufrüstsatz, indem in der Einbauposition 143 bzw. 144 eine Arretierung 159-A der Schwimm-Einheit 158-A mit der Handbedieneinheit 21 während des Ausgleichsvorgangs 137-A gelöst wird, so dass sich die Greif-/Zentrier-Einheit 129 mit dem Aufrüstsatz 13 entsprechend einer Bewegungsmöglichkeit über die Schwimm-Einheit 158-A in mindestens eine Ausgleichsrichtung Y' frei bewegen und beim Andrückvorgang 135 über eine batteriemodulseitige Zentrierschräge 160 zum Adapter 43 zentrieren kann.In summary, the mechanical tolerance compensation takes place 157-A with the upgrade kit, by in the installation position 143 or. 144 a lock 159-A the swimming unit 158-A with the hand control unit 21st during the balancing process 137-A is released so that the gripping / centering unit 129 with the upgrade kit 13 according to a possibility of movement over the swimming unit 158-A Move freely in at least one compensation direction Y 'and during the pressing process 135 via a centering slope on the battery module side 160 to the adapter 43 can center.

Wie in 18 erwähnt, wird anhand der vorliegenden Figur auch der Messvorgang mit einer Gabellichtschranke 154 beschrieben. Die Beschreibung erfolgt anhand einer Messung an einem beidseitig des Batteriefachs angeordneten Schweller 180 des Fahrzeugs.As in 18th mentioned, the measurement process with a fork light barrier is also based on the present figure 154 described. The description is based on a measurement on a sill located on both sides of the battery compartment 180 of the vehicle.

Die Gabellichtschranke hat, wie der Name schon sagt, die Form einer Gabel, an deren offenem Ende ein Lichtstrahl 181 austritt. Taucht die Gabel mit ihrer Öffnung in den Schweller ein, wird der Lichtstrahl unterbrochen. Die genaue Position der Unterbrechung wird von der Steuerung 22 über Wegmesssysteme des Roboters 19 ermittelt.As the name suggests, the fork light barrier has the shape of a fork with a light beam at the open end 181 exit. If the opening of the fork dips into the sill, the light beam is interrupted. The exact position of the interruption is determined by the controller 22nd via distance measuring systems of the robot 19th determined.

In Anlehnung an 18 werden für eine Lagebestimmung des Fahrzeugs mehrere dieser Lichtschranken eingesetzt. Vorteile gegenüber Bildverarbeitungskameras sind geringere Kosten und die Unempfindlichkeit gegenüber Verschmutzungen.Based on 18th several of these light barriers are used to determine the position of the vehicle. Advantages over image processing cameras are lower costs and insensitivity to dirt.

Die Erfindung weist erneut darauf hin, dass beim Ausgleichsvorgang anstelle von Kameras oder Gabellichtschranken auch andere berührungslos arbeitende Messvorrichtungen entsprechend dem Stand der Technik eingesetzt werden können.The invention again points out that in the compensation process, instead of cameras or fork light barriers, other non-contact measuring devices according to the prior art can also be used.

20 zeigt schematisch relevante Details des Greifers 17 zur Erläuterung des mechanischen Toleranzausgleichs 157-B beim Ausgleichsvorgang für den Unterboden. Blickrichtung ist eine Fahrzeuglängsachse in entgegengesetzter Richtung der Koordinatenachse X'. 20th shows schematically relevant details of the gripper 17th to explain the mechanical tolerance compensation 157-B during the leveling process for the sub-floor. The viewing direction is a vehicle longitudinal axis in the opposite direction to the coordinate axis X '.

Anhand der vorliegenden Darstellung soll der mechanische Toleranzausgleich am Beispiel der Remontage des vormontierten Unterbodens erläutert werden. Der Aufrüstsatz 13 ist mit den Ver- und Entriegelungs-Einheiten 166 und über die Verschraubungen 169 bereits am unterbodenseitigen Adapter 43 befestigt.The present illustration is used to explain the mechanical tolerance compensation using the example of reassembly of the pre-assembled sub-floor. The upgrade kit 13 is with the locking and unlocking units 166 and about the screw connections 169 already on the adapter on the underside 43 attached.

Da der mechanische Toleranzausgleich beim Ausgleichsvorgang für den Unterboden davon unabhängig ist, ob der Aufrüstsatz auf direktem Weg in das Batteriefach eingebaut wird oder über den Umweg einer Vormontage, kann die nachfolgende Beschreibung für den vormontierten Unterboden auf den nicht vormontierten Unterboden übertragen werden. Das gilt auch für den mechanischen Toleranzausgleich bei der Demontage, der ähnlich abläuft wie bei der Remontage, so dass auf eine gesonderte Beschreibung verzichtet wird.Since the mechanical tolerance compensation during the compensation process for the sub-floor is independent of whether the upgrade kit is installed directly in the battery compartment or via the detour of pre-assembly, the following description for the pre-assembled sub-floor can be transferred to the non-pre-assembled sub-floor. This also applies to the mechanical tolerance compensation during dismantling, which proceeds in a similar way to reassembly, so that a separate description is dispensed with.

Entsprechend der Abbildung ist der Greifer 17 über den in Mensch-Roboter-Kooperation durchgeführten Positioniervorgang 126 bereits in der Remontageposition 149 positioniert. Die Remontageposition kann identisch sein mit der Demontageposition 147, zwingend erforderlich ist das jedoch nicht. In der vorliegenden Figur liegt die Remontageposition unterhalb der Demontageposition. Dadurch reduziert sich beim Positioniervorgang die Gefahr einer Kollision von Adapter und Aufrüstsatz mit den fahrzeugseitig angebrachten Schwellern 180. Das gilt, anders als hier dargestellt, v.a. dann, wenn der Adapter in Richtung Y' seitlich sehr weit außen am Unterboden angebracht ist und bei der Remontage an die Schweller angrenzt.According to the picture is the gripper 17th via the positioning process carried out in human-robot cooperation 126 already in the reassembly position 149 positioned. The reassembly position can be identical to the disassembly position 147 , but this is not absolutely necessary. In the present figure, the reassembly position is below the disassembly position. This reduces the risk of the adapter and upgrade kit colliding with the sills attached to the vehicle during the positioning process 180 . In contrast to what is shown here, this applies above all when the adapter is attached to the side of the underbody very far outside in the Y 'direction and is adjacent to the sills during reassembly.

Der Unterboden 124 ist zu einer beweglichen Komponente 175-B des Greifers 17 über einen Zentriergreifer 183 der Greif-/Zentrier-Einheit 131 zentriert. In Anlehnung an den mechanischen Toleranzausgleich für den Aufrüstsatz ist die bewegliche Komponente 175-B des Greifers über eine damit verbundene Schwimm-Einheit 158-B von einem mit dem Roboter gehaltenen Grundkörper 176-B des Greifers entkoppelt.The sub-floor 124 has become a moving component 175-B of the gripper 17th via a centering gripper 183 the gripping / centering unit 131 centered. The moving component is based on the mechanical tolerance compensation for the upgrade kit 175-B of the gripper via a floating unit connected to it 158-B by a base body held with the robot 176-B decoupled from the gripper.

Die Schwimm-Einheit besteht aus mindestens einer in einer Ausgleichsrichtung angeordneten Linearführung 234-B mit zwei an der beweglichen Komponente 175-B angebrachten Schlitten 177-B mit einer Führungsstange 178-B. Die Führungsstange ist an ihren Enden in Haltern 179-B fixiert, die jeweils am Grundkörper 176-B des Greifers befestigt sind. Die Schlitten 177-B sind verschiebbar auf der Führungsstange gelagert, so dass sich die Komponente 175-B des Greifers in Richtung der Koordinatenachse Y' als Ausgleichsrichtung frei bewegen kann. Die Beweglichkeit in Y' ist über einen Doppelpfeil an der Komponente 175-B kenntlich gemacht.The swimming unit consists of at least one linear guide arranged in a compensation direction 234-B with two on the moving component 175-B attached slide 177-B with a guide rod 178-B . The guide rod is in holders at its ends 179-B fixed, each on the base body 176-B attached to the gripper are. The sleigh 177-B are slidably mounted on the guide rod, so that the component 175-B of the gripper can move freely in the direction of the coordinate axis Y 'as the compensation direction. The mobility in Y 'is indicated by a double arrow on the component 175-B marked.

Grundsätzlich lassen sich für die Schwimm-Einheit auch handelsübliche Linearführungen verwenden.In principle, commercially available linear guides can also be used for the floating unit.

Der Greifer hat vorzugsweise zwei dieser Schwimm-Einheiten, die voneinander in Richtung X' beabstandet sind. Die hier gezeigte Schwimm-Einheit enthält darüber hinaus zwei, zumindest jedoch eine Arretierung 159-B, mit dem sich die Linearführung in Ausgleichsrichtung Y' arretieren lässt. Als Arretierung kommt beispielsweise eine über die Handbedieneinheit 21 bedienbare Bremse in Betracht, die im arretierten Zustand eine Beweglichkeit der Schlitten 177-B entlang der Führungsstange über eine Klemmung durch Reibung unterbindet. Erst beim Lösen der Arretierung über die Handbedieneinheit 21 lässt sich die Komponente 175-B des Greifers zwecks mechanischen Toleranzausgleichs zwischen Greifer und Fahrzeug in Ausgleichsrichtung Y' frei bewegen.The gripper preferably has two of these floating units which are spaced from one another in the direction X '. The swimming unit shown here also contains two, but at least one lock 159-B , with which the linear guide can be locked in the compensation direction Y '. For example, a locking device can be used on the manual control unit 21st Operable brake into account, the mobility of the slide in the locked state 177-B prevented by friction along the guide rod via a clamp. Only when the lock is released via the hand control unit 21st lets the component 175-B of the gripper for the purpose of mechanical tolerance compensation between the gripper and the vehicle in the compensation direction Y '.

Alternativ kann die Arretierung auch über doppeltwirkende Zylinder realisiert werden. Die Arretierung erfolgt über eine beidseitige Druckbeaufschlagung des Zylinderkolbens (vgl. 29).Alternatively, locking can also be implemented using double-acting cylinders. The locking takes place by applying pressure to both sides of the cylinder piston (cf. 29 ).

An dieser Stelle sei angemerkt, dass der Greifer weitere, hier nicht dargestellte Schwimm-Einheiten für zusätzliche Ausgleichsrichtungen in X' und Z' sowie für entsprechende Winkel um die Koordinatenachsen X', Y' und Z' aufweisen kann, um beliebige Lageabweichungen bzw. Orientierungsfehler des Fahrzeugs im Raum ausgleichen zu können.At this point it should be noted that the gripper can have additional floating units, not shown here, for additional compensation directions in X 'and Z' and for corresponding angles around the coordinate axes X ', Y' and Z 'to avoid any positional deviations or orientation errors of the vehicle in space.

Im Folgenden wird erläutert, wie der mechanische Toleranzausgleich beim Remontagevorgang erfolgt. Um den Unterboden an den Schwellern zu befestigen und um Kollisionen zwischen Adapter, Aufrüstsatz und Schweller bei der Remontage zu vermeiden, wird der Greifer 17 über den mechanischen Toleranzausgleich 157-B zu den beiden Schwellern 180 in Y'-Richtung zentriert. Dazu wird zuerst die Arretierung 159-B der Schwimm-Einheit 158-B über die Handbedieneinheit 21 gelöst, so dass sich die bewegliche Komponente 175-B in der Ausgleichsrichtung Y' frei bewegen lässt.The following explains how the mechanical tolerance compensation takes place during the reassembly process. The gripper is used to attach the sub-floor to the sills and to avoid collisions between the adapter, upgrade kit and sill during reassembly 17th via the mechanical tolerance compensation 157-B to the two sills 180 centered in the Y 'direction. This is done first by locking 159-B the swimming unit 158-B via the hand control unit 21st solved so that the moving component 175-B can move freely in the compensation direction Y '.

Anschließend werden mindestens zwei spiegelsymmetrisch am Greifer angeordnete Schwenkspanner 182 einer weiteren Zentriereinheit 161 der Greif-/Zentrier-Einheit 131 aus einer gestrichelt angedeuteten horizontalen Ruheposition in eine vertikale Zentrierposition hochgeschwenkt.Then at least two swing clamps are arranged mirror-symmetrically on the gripper 182 another centering unit 161 the gripping / centering unit 131 pivoted up from a horizontal rest position indicated by dashed lines into a vertical centering position.

Eine Schwenkbewegung ist über Pfeile dargestellt und kann über eine hier nicht dargestellte greiferseitig angeordnete Schwenkmechanik durchgeführt werden. Eine Bedienung der Schwenkmechanik erfolgt vorzugsweise über die Handbedieneinheit.A pivoting movement is shown by arrows and can be carried out via a pivoting mechanism, not shown here, arranged on the gripper side. The swivel mechanism is preferably operated using the manual control unit.

In der vertikalen Zentrierposition liegen die Schwenkspanner jeweils an der Außenseite der Schweller an. Eine Beschädigung der lackierten Schwelleraußenseiten lässt sich über Schutzkappen oder durch Bekleben der Schweller mit einem Schutzklebeband vermeiden.In the vertical centering position, the swing clamps each rest on the outside of the rocker panel. Damage to the painted outer side of the sill can be avoided by using protective caps or by sticking protective tape on the sill.

In einer hier gestrichelt abgebildeten Ausführungsvariante sind die Schwenkspanner spiegelverkehrt angeordnet und liegen jeweils auf der Innenseite der Schweller an. Dadurch wird ebenfalls eine Beschädigung der Sichtflächen des Schwellers vermieden.In an embodiment variant shown here in dashed lines, the swing clamps are arranged mirror-inverted and each rest on the inside of the rocker panel. This also prevents damage to the visible surfaces of the sill.

In einer weiteren Ausführungsvariante sind beide Schwenkspanner spiegelsymmetrisch zu lediglich einem der beiden Schweller angeordnet, wie in 29 gezeigt.In a further embodiment variant, both swing clamps are arranged mirror-symmetrically to only one of the two rocker panels, as in FIG 29 shown.

Die Schwenkspanner werden vorzugsweise kraftgeregelt am Schweller zur Anlage gebracht. Die Schwenkmechanik besteht dazu beispielsweise aus pneumatisch betätigten Servo-Schwenkzylindern, deren Zylinderdruck dahingehend regelbar ist, dass die einander gegenüberliegenden Schwenkspanner auf die Schweller betragsmäßig die gleiche Kraft, jedoch in entgegengesetzte Richtungen, ausüben. Infolgedessen wird sich bei gelöster Arretierung 159-B ein Kräftegleichgewicht einstellen, wobei sich die bewegliche Komponente 175-B des Greifers mit dem zentrierten Unterboden 124 zu den beiden Schwellern 180 am Batteriefach zentriert.The swing clamps are preferably brought into contact with the sill in a force-controlled manner. For this purpose, the swivel mechanism consists, for example, of pneumatically operated servo swivel cylinders, the cylinder pressure of which can be regulated in such a way that the opposing swivel clamps exert the same amount of force on the rocker, but in opposite directions. As a result, when the lock is released 159-B set an equilibrium of forces, whereby the moving component 175-B of the gripper with the centered sub-floor 124 to the two sills 180 centered on the battery compartment.

Der Unterboden wird also über den Zentriergreifer 183 zum Greifer und der Greifer über die Zentriereinheit 161 zu den Schwellern am Batteriefach zentriert. Dadurch ist nach dem mechanischen Toleranzausgleich auch der Unterboden zu den Schwellern am Batteriefach zentriert.The sub-floor is therefore over the centering gripper 183 to the gripper and the gripper via the centering unit 161 centered on the sills on the battery compartment. As a result, after the mechanical tolerance compensation, the underbody is also centered on the sills on the battery compartment.

Die vorgenannten Zentriervorgänge mit dem Zentriergreifer 183 und der Zentriereinheit 161 sind beim mechanischen Toleranzausgleich aneinander gekoppelt, so dass sich Zentriergreifer 183 und Zentriereinheit 161 zu einer Einheit zusammenfassen lassen - der Greif-/Zentrier-Einheit 131. Eine Kopplung erfolgt entsprechend der Abbildung, indem sowohl der Zentriergreifer 183, als auch die Zentriereinheit 161 an der beweglichen Komponente 175-B befestigt sind. Alternativ können Zentriergreifer 183 und Zentriereinheit 161 auf einem Vormontageträger zu einer Kombi-Einheit vormontiert sein, der an der beweglichen Komponente 175-B angebracht ist.The aforementioned centering processes with the centering gripper 183 and the centering unit 161 are coupled to each other for mechanical tolerance compensation so that centering grippers 183 and centering unit 161 can be combined into one unit - the gripping / centering unit 131 . A coupling takes place according to the figure, by both the centering gripper 183 , as well as the centering unit 161 on the moving component 175-B are attached. Alternatively, centering grippers 183 and centering unit 161 be pre-assembled on a pre-assembly carrier to form a combination unit, which is attached to the movable component 175-B is appropriate.

Nach der Zentrierung werden die Schwenkspanner in die gestrichelt eingezeichnete Lage zurückgeklappt und die Schwimm-Einheit in der zentrierten Stellung des Greifers über die Arretierung 159-B fixiert. Eine unkontrollierte Veränderung der zentrierten Greiferstellung beim anschließenden Stütz- und Andrückvorgang 127 wird dadurch verhindert.After centering, the swing clamps are folded back into the position shown in dashed lines and the floating unit is locked in the centered position of the gripper 159-B fixed. An uncontrolled change in the centered gripper position during the subsequent supporting and pressing process 127 is prevented by this.

Es versteht sich von selbst, dass der zuvor beschriebene Zentriervorgang nicht nur mit Schwenkspannern, sondern auch mit einer anderen Zentriermechanik, beispielsweise mit spindelbetätigten Parallelspannern durchgeführt werden kann.It goes without saying that the centering process described above can be carried out not only with swing clamps, but also with a different centering mechanism, for example with spindle-operated parallel clamps.

Der Stütz- und Andrückvorgang, der in der gezeigten Ausführung aufgrund der unterbodenseitigen Anordnung des Aufrüstsatzes erst nach dem zusätzlichen Verbindungsschritt 173 durchgeführt werden kann, erfolgt vorzugsweise über mindestens einen hier nicht dargestellten greiferseitig angebrachten kraftgeregelten Druckzylinder 164-B (siehe 29). Dabei wird der Unterboden gegen die Unterseite der Schweller gedrückt. Das erleichtert die Remontage des Unterbodens.The supporting and pressing process, which in the embodiment shown only occurs after the additional connection step due to the arrangement of the upgrade kit on the underside 173 can be carried out, preferably via at least one force-regulated pressure cylinder, not shown here, attached to the gripper side 164-B (please refer 29 ). The underbody is pressed against the underside of the sill. This makes it easier to reassemble the sub-floor.

Die Remontage des Unterbodens am Schweller erfolgt beispielsweise über Schrauben. Der Greifer enthält dazu Öffnungen 184, über die eine Zugänglichkeit für ein Schraubwerkzeug zu Befestigungspunkten 185 am Unterboden erreicht wird. In der Regel wird es ausreichen, nur einen Teil der Befestigungspunkte während des Andrück- und Stützvorgangs zu verbinden und den Greifer für die restlichen Befestigungspunkte von der Fahrzeugunterseite zu entfernen. Das erleichtert die Zugänglichkeit bei der Remontage.The reassembly of the underbody on the sill is done using screws, for example. The gripper contains openings for this purpose 184 with accessibility for a screwdriver to fastening points 185 is reached on the sub-floor. As a rule, it will be sufficient to connect only some of the fastening points during the pressing and supporting process and to remove the gripper for the remaining fastening points from the underside of the vehicle. This facilitates accessibility during reassembly.

Um den Greifer 17 für den nächsten Greif- und Zentriervorgang vorzubereiten, wird anschließend ein Reset der Schwimm-Einheit in einer Ausgangsstellung durchgeführt, indem die bewegliche Komponente 175-B des Greifers zum Grundkörper rezentriert wird. Die Rezentrierung erfolgt über ein hier nicht abgebildetes Stellglied 235-B (siehe 29).To the gripper 17th To prepare for the next gripping and centering process, the floating unit is then reset in an initial position by removing the movable component 175-B of the gripper is recentered to the base body. Recentering takes place via an actuator not shown here 235-B (please refer 29 ).

Der mechanische Toleranzausgleich 157-B beim Unterboden 124 erfolgt, indem in der Demontageposition 147 bzw. Remontageposition 149 eine Arretierung 159-B der Schwimm-Einheit 158-B mit der Handbedieneinheit 21 während des Ausgleichsvorgangs 137-B gelöst wird, so dass sich die mit der Schwimm-Einheit verbundene Greif-/Zentrier-Einheit 131 mit einem Zentriergreifer 183 für den Unterboden 124 und einer weiteren Zentriereinheit 161 für eine Zentrierung der Greif-/Zentrier-Einheit zum Batteriefach in mindestens eine Ausgleichsrichtung Y' frei bewegen und über die Zentriereinheit 161 zum Batteriefach 9 zentrieren kann.The mechanical tolerance compensation 157-B the sub-floor 124 is done by being in the dismantling position 147 or reassembly position 149 a lock 159-B the swimming unit 158-B with the hand control unit 21st during the balancing process 137-B is released so that the gripping / centering unit connected to the swimming unit 131 with a centering gripper 183 for the sub-floor 124 and another centering unit 161 for centering the gripping / centering unit to the battery compartment in at least one compensation direction Y 'and move freely over the centering unit 161 to the battery compartment 9 can center.

21 zeigt schematisch die Verfahrensschritte zur Verfolgung des Einsatzvorgangs 37. Um eine Grundlage für den Bezahlvorgang zu schaffen, eine hohe Kundenzufriedenheit zu erreichen, und um die Abnutzung der Batteriemodule zu überwachen, wird der Einsatzvorgang vom Betreiber erfindungsgemäß über die Vorrichtung verfolgt. 21st shows schematically the process steps for tracking the deployment process 37 . In order to create a basis for the payment process, to achieve a high level of customer satisfaction, and to monitor the wear and tear of the battery modules, the use process is followed according to the invention by the operator via the device.

Für den Bezahlvorgang 38 benötigt der Betreiber Informationen über die während des Einsatzvorgangs verbrauchte Energiemenge und Ladezyklen-Anzahl. Darüber hinaus können Informationen erforderlich sein, von welchen Ladesäulen welchen Betreibers wieviel Strom geladen wurde. Diese Informationen werden erfindungsgemäß über einen den Aufrüstsatz überwachenden Datenlogger 114 erfasst. Der Datenlogger erfasst eine Anzahl von Ladevorgängen über die Anschlusseinrichtung 7 sowie von Entladevorgängen über den Fahrzeugantrieb 2. Die jeweils zugeführte bzw. entnommene Energiemenge wird dabei im Datenlogger über den Erfassungsvorgang 186 erfasst und bis zum Auslesen über eine Schreib-/Leseeinheit 113 gespeichert. Rekuperationsvorgänge werden vom Datenlogger ggf. gesondert erfasst.For the payment process 38 the operator needs information about the amount of energy consumed during the operation and the number of charging cycles. In addition, information may be required as to which charging stations from which operator how much electricity was charged. According to the invention, this information is obtained via a data logger that monitors the upgrade kit 114 detected. The data logger records a number of charging processes via the connection device 7th as well as unloading processes via the vehicle drive 2 . The amount of energy supplied or withdrawn is recorded in the data logger via the recording process 186 recorded and read out via a read / write unit 113 saved. Recuperation processes may be recorded separately by the data logger.

Entsprechende Datenlogger sind Stand der Technik, so dass auf eine Erläuterung an dieser Stelle verzichtet wird.Corresponding data loggers are state-of-the-art, so an explanation is dispensed with at this point.

Für die Anbringung des Datenloggers gibt es verschiedene Möglichkeiten. Eine Möglichkeit ist eine zentrale Anordnung an einer leitenden Verbindung der elektrischen Schnittstelle 45 zum Aufrüstsatz. Diese Verbindung kann beispielsweise eine Leiterbahn am Adapter sein. Für eine zentrale Anordnung bietet es sich an, den Datenlogger am Adapter anzubringen.There are various options for attaching the data logger. One possibility is a central arrangement on a conductive connection of the electrical interface 45 to the upgrade kit. This connection can be, for example, a conductor track on the adapter. For a central arrangement, it is advisable to attach the data logger to the adapter.

Eine andere Möglichkeit ist eine Integration des Datenloggers in das jeweilige Batteriemodul 12 (siehe 35-a). Eine elektrische Anbindung erfolgt in diesem Fall über die mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-A. Ein modulseitig integrierter Datenlogger hat für den Betreiber den Vorteil, dass sich die Abnutzung des jeweiligen Batteriemoduls durch Auslesen des Datenloggers über die Schreib-/Leseeinheit 113 nachvollziehen und abgenutzte Module mit einer hohen Ladezyklen-Anzahl erkennen und aussondern lassen.Another possibility is to integrate the data logger into the respective battery module 12 (please refer 35-a ). In this case, an electrical connection is made via the mechanical-electrical interface 163-A . A data logger integrated in the module has the advantage for the operator that the wear and tear of the respective battery module is reduced by reading out the data logger via the read / write unit 113 Understand and have worn modules with a high number of charging cycles recognized and rejected.

Eine Ladezyklen-Anzahl während des Einsatzvorgangs und die dadurch verursachte Abnutzung kann vom Betreiber im Sinne der Erfindung neben der verbrauchten Energiemenge zu Abrechnungszwecken beim Bezahlvorgang herangezogen werden. Daher werden beim Ausbauvorgang 14 bzw. beim Prüf- und Aufbereitungsvorgang 112 des Aufrüstsatzes sowohl die Ladezyklen-Anzahl als auch die während des Einsatzvorgangs zugeführte und entnommene Energiemenge über einen Lesevorgang 190 mit der Schreib-/Leseeinheit 113 aus dem Datenlogger 114 ausgelesen und dabei gleichzeitig im Versorgungs- und Einsatzauftrag 100 erfasst. Zu Verrechnungszwecken werden dabei ggf. auch die Ladesäulen erfasst. Über den Versorgungs- und Einsatzauftrag sind diese Daten dem entsprechenden Nutzerkonto 73 in der Datenbank 40 zugeordnet und stehen dem Betreiber somit für den anhand von 24 beschriebenen Bezahlvorgang 38 zur Verfügung.A number of charging cycles during the use process and the wear and tear caused by it can be used by the operator in the context of the invention in addition to the amount of energy consumed for billing purposes during the payment process. Therefore, during the expansion process 14th or during the testing and preparation process 112 of the upgrade kit, the number of charging cycles as well as the number of and Amount of energy withdrawn via a reading process 190 with the read / write unit 113 from the data logger 114 read out and at the same time in the supply and operational order 100 detected. The charging stations may also be recorded for billing purposes. These data are stored in the corresponding user account via the supply and deployment order 73 in the database 40 assigned and are therefore available to the operator for the basis of 24 described payment process 38 to disposal.

Eine hohe Nutzerzufriedenheit setzt aufgrund des anhand von 3 erläuterten Versorgungskreislaufs voraus, dass der Fahrzeug-Nutzer bei temporärer Batteriekapazitäts-Aufrüstung den mit dem Betreiber vereinbarten Ausbautermin im Hinblick auf nachfolgende Nutzer einhält bzw. dem Betreiber die Gelegenheit gibt, nachfolgende Versorgungs- und Einsatzaufträge umzudisponieren bzw. Beschaffungsmaßnahmen zusätzlicher Batteriemodule einzuleiten, bevor es zu Versorgungsengpässen kommt.A high level of user satisfaction is based on the 3 Explained supply cycle, that the vehicle user, in the case of temporary battery capacity upgrade, adheres to the expansion date agreed with the operator with regard to subsequent users or gives the operator the opportunity to reschedule subsequent supply and deployment orders or to initiate procurement measures for additional battery modules before it Supply bottlenecks are coming.

Der Betreiber benötigt daher vom Fahrzeug-Nutzer 10 eine Information, ob der vereinbarte Ausbautermin eingehalten wird. Dazu fordert der Betreiber vom Fahrzeug-Nutzer über einen Terminrückbestätigungsvorgang 187 eine Rückbestätigung des reservierten Ausbautermins an. Das kann beispielsweise anhand einer Textnachricht geschehen, die der Betreiber über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 an die entsprechende Ein-/Ausgabe-Einheit 32 des Fahrzeug-Nutzers übermittelt. Der Fahrzeug-Nutzer kann daraufhin über einen Bestätigungsvorgang 188 die Textnachricht über die Ein-/Ausgabe-Einheit 32 beantworten und den Betreiber über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 informieren.The operator therefore requires from the vehicle user 10 information on whether the agreed expansion deadline will be met. To do this, the operator requests the vehicle user to confirm the appointment 187 a confirmation of the reserved expansion date. This can be done, for example, using a text message that the operator sends via the input / output unit 31 to the corresponding input / output unit 32 of the vehicle user. The vehicle user can then use a confirmation process 188 the text message via the input / output unit 32 answer and the operator via the input / output unit 31 to inform.

Im Falle einer positiven Rückbestätigung des Fahrzeug-Nutzers stellt sich der Betreiber darauf ein, dass der Ausbau zum geplanten Termin durchgeführt werden kann. Der dem Fahrzeug-Nutzer zugeordnete Versorgungs- und Einsatzauftrag wird demensprechend über einen Ausgabevorgang 117 zum rückbestätigten Ausbautermin mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 ausgegeben (vgl. 22). Da die Ausgabe erfindungsgemäß termingesteuert erfolgt, hat der Betreiber nichts weiter zu tun, als den Fahrzeug-Nutzer zur vereinbarten Zeit in der reservierten Aufrüststation zu erwarten.In the event of a positive reconfirmation from the vehicle user, the operator is prepared that the expansion can be carried out on the planned date. The supply and deployment order assigned to the vehicle user is accordingly issued via an output process 117 at the confirmed expansion date with the input / output unit 31 issued (cf. 22nd ). Since the output takes place according to the invention in a time-controlled manner, the operator has nothing more to do than wait for the vehicle user at the agreed time in the reserved upgrade station.

Da sich der tatsächliche Einsatzzeitraum beim Bezahlvorgang auf eine Zahlungshöhe auswirken kann und da trotz Rückbestätigung ungeplante Verspätungen möglich sind, schlägt die Erfindung vor, den tatsächlichen Einsatzzeitraum in der Datenbank unter dem entsprechenden Nutzerkonto über einen Einsatzzeitraum-Erfassungsvorgang 189 gesondert zu erfassen. Dazu werden im Versorgungs- und Einsatzauftrag beim Ausbau des Aufrüstsatzes Datum und Uhrzeit des Ausbaus über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 erfasst und dem zugeordneten Nutzerkonto 73 zugewiesen (vgl. 11, Auftragserfassungs- und Speichervorgang 99).Since the actual usage period during the payment process can affect a payment amount and since unplanned delays are possible despite reconfirmation, the invention proposes the actual usage period in the database under the corresponding user account via a usage period recording process 189 to be recorded separately. For this purpose, the date and time of the removal via the input / output unit are given in the supply and deployment order when the upgrade kit is removed 31 recorded and the assigned user account 73 assigned (cf. 11 , Order entry and storage process 99 ).

Gibt der Fahrzeug-Nutzer in seiner Rückmeldung bekannt, dass der vereinbarte Ausbautermin nicht eingehalten werden kann oder unterbleibt eine Antwort durch den Fahrzeug-Nutzer, stellt der Betreiber über den Ausgabe- und Prüfungsvorgang 101 fest, ob Anschlussaufträge für den Aufrüstsatz umdisponiert werden müssen und ob dies durchführbar ist (vgl. 11). Ist dies nicht möglich, informiert er über den Informationsvorgang 191 die entsprechenden Fahrzeug-Nutzer, was wiederum über die Ein-/Ausgabe-Einheiten 31 und 32 erfolgen kann.If the vehicle user announces in his response that the agreed expansion deadline cannot be met or if the vehicle user does not respond, the operator will inform the user about the issue and checking process 101 determines whether follow-up orders for the upgrade kit have to be rescheduled and whether this is feasible (cf. 11 ). If this is not possible, he will inform you about the information process 191 the corresponding vehicle users, which in turn is via the input / output units 31 and 32 can be done.

Zugleich wird der Fahrzeug-Nutzer, der für die Nicht-Einhaltung des Ausbautermins verantwortlich ist, anhand der Ein-/Ausgabe-Einheiten 31 und 32 über eventuell vertraglich festgelegte Konsequenzen informiert. Auch eine Außerbetriebsetzung des Aufrüstsatzes ist denkbar.At the same time, the vehicle user who is responsible for not adhering to the expansion deadline is informed by means of the input / output units 31 and 32 informed about any contractually agreed consequences. Shutting down the upgrade kit is also conceivable.

Da erfindungsgemäß die Option beansprucht wird, den Aufrüstsatz bzw. die Batteriemodule während einer Lagerperiode in der Lagerstation 103 zur Versorgung bzw. Stabilisierung eines öffentlichen oder privaten Stromnetzes einzusetzen und diese Option über eine Rückvergütung durch den Stromnetzbetreiber zu verwerten, wird ein Einsatzvorgang im Stromnetz analog zum hier beschriebenen Einsatzvorgang 37 über den Datenlogger verfolgt.Since the option is claimed according to the invention, the upgrade kit or the battery modules during a storage period in the storage station 103 to supply or stabilize a public or private power grid and to utilize this option through a reimbursement by the power grid operator, an operation in the power grid becomes analogous to the operation described here 37 tracked via the data logger.

Zu 21 wird festgehalten, dass der Einsatzvorgang 37 des Aufrüstsatzes hinsichtlich einer Einhaltung des geplanten Einsatzzeitraums, einer verbrauchten Energiemenge und einer Ladezyklen-Anzahl über die Anschlusseinrichtung 7 verfolgt wird, indem vom Fahrzeug-Nutzer 10 über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 eine Rückbestätigung des reservierten Termins für den Ausbau angefordert, der tatsächliche Einsatzzeitraum über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 erfasst und die von einem Datenlogger 114 während des Einsatzvorgangs erfasste Ladezyklen-Anzahl und Energiemenge mit der Schreib-/Lese-Einheit 113 ausgelesen wird.To 21st it is recorded that the deployment process 37 of the upgrade kit with regard to compliance with the planned period of use, the amount of energy consumed and the number of charging cycles via the connection device 7th is tracked by the vehicle user 10 via the input / output unit 31 a confirmation of the reserved date for the expansion requested, the actual period of use via the input / output unit 31 and recorded by a data logger 114 The number of charging cycles and the amount of energy recorded with the read / write unit during the operation 113 is read out.

22 zeigt schematisch die Verfahrensschritte zum Ausbauvorgang 14 aus den 1 und 2 in einer Übersicht. Der Ausbauvorgang 14 des Aufrüstsatzes 13 wird wie der Einbauvorgang 11 in der erfindungsgemäßen Mensch-Roboter-Kooperation durchgeführt und stimmt in weiten Teilen mit dem Einbauvorgang überein. Dementsprechend werden bestimmte Verfahrensschritte des Einbauvorgangs beim Ausbauvorgang erneut durchgeführt. 22nd shows schematically the process steps for the removal process 14th from the 1 and 2 in an overview. The expansion process 14th of the upgrade kit 13 becomes like the installation process 11 carried out in the human-robot cooperation according to the invention and largely corresponds to the installation process. Accordingly, certain process steps of the installation process are carried out again during the removal process.

Die ersten sieben Verfahrensschritte in 22 Ausgabevorgang 117, Koinzidenzprüfungsvorgang 118, Ladevorgang 119, Aufnahme- und Vorpositioniervorgang 121, Positioniervorgang 125, Ausgleichsvorgang 137-B sowie Demontage Unterboden 122 mit Stützvorgang 127 sind mit denen des Einbauvorgangs identisch, so dass auf eine erneute Beschreibung verzichtet werden kann. Bzgl. einer Erläuterung wird auf 13 verwiesen.The first seven procedural steps in 22nd Output process 117 , Coincidence checking process 118 , Charging process 119 , Pick-up and prepositioning process 121 , Positioning process 125 , Equalization process 137-B as well as dismantling the underbody 122 with support process 127 are identical to those of the installation process, so that a new description is not necessary. Concerning. an explanation is given on 13 referenced.

Die letzten fünf Verfahrensschritte Greif- und Zentriervorgang 132, Positioniervorgang 126, zusätzlicher Verbindungsschritt 173, Ausgleichsvorgang 137-B sowie Remontage Unterboden 123 mit Stütz-/Andrückvorgang 127 sind ebenfalls identisch und in 13 beschrieben.The last five process steps - gripping and centering process 132 , Positioning process 126 , additional connection step 173 , Equalization process 137-B as well as reassembly of the underbody 123 with supporting / pressing process 127 are also identical and in 13 described.

Bei den dazwischen liegenden Verfahrensschritten gibt es Unterschiede, die nachfolgend aufgezeigt werden.There are differences in the procedural steps in between, which are shown below.

Nach dem Demontagevorgang 122 mit Stützvorgang 127 findet in der Pufferstation 27 analog zum Einbauvorgang ein Aufnahme- und Zentriervorgang 128-B für den demontierten Unterboden statt. Der Aufnahme- und Zentriervorgang 128-A kann erst nach dem Ausbau des Aufrüstsatzes erfolgen und findet demzufolge später statt. Die Durchführung dieser Aufnahme- und Zentriervorgänge erfolgt analog zum Einbauvorgang.After the dismantling process 122 with support process 127 takes place in the buffer station 27 analogous to the installation process, a pick-up and centering process 128-B for the dismantled sub-floor. The pick-up and centering process 128-A can only be done after the upgrade kit has been removed and will therefore take place later. These pick-up and centering processes are carried out analogously to the installation process.

Nach dem Aufnahme- und Zentriervorgang 128-B wird der Greifer 18 für einen Demontagevorgang 192 über einen Positioniervorgang 193-A bzw. 193-B zunächst aus einer Startposition 140 zu einer Demontageposition für den Aufrüstsatz positioniert. Die Demontageposition ist von der Anordnung des Adapters abhängig. Bei hauptboden- bzw. schwellerseitig angebrachtem Adapter befindet sich die Demontageposition an der Fahrzeugunterseite, bei unterbodenseitigem Adapter dagegen oberhalb des in der Pufferstation abgelegten Unterbodens. Die Demontageposition kann identisch sein mit der entsprechenden Einbauposition 143 bzw. 144.After the pick-up and centering process 128-B becomes the gripper 18th for a dismantling process 192 via a positioning process 193-A or. 193-B initially from a starting position 140 positioned to a dismantling position for the upgrade kit. The dismantling position depends on the arrangement of the adapter. If the adapter is attached to the main floor or sill side, the dismantling position is on the underside of the vehicle, whereas if the adapter is on the underside, it is above the underbody stored in the buffer station. The dismantling position can be identical to the corresponding installation position 143 or. 144 .

Der Positioniervorgang 193-A bzw. 193-B für den Ausbauvorgang läuft in umgekehrter Reihenfolge zum Positioniervorgang 134-A bzw. 134-B für den Einbauvorgang ab (vgl. 14 und 15). Der Check-Point 142 für den Ausgleichsvorgang 137-A liegt beim Positioniervorgang 193-A, anders als beim Positioniervorgang 134-A, auf dem Teil der Bahnkurve, der von der Startposition 140 zur Fahrzeugunterseite 8 führt. Der mechanische Toleranzausgleich 157-A kann beim Ausbauvorgang 137-A entfallen.The positioning process 193-A or. 193-B for the removal process runs in reverse order to the positioning process 134-A or. 134-B for the installation process (cf. 14th and 15th ). The check point 142 for the adjustment process 137-A is during the positioning process 193-A , different from the positioning process 134-A , on the part of the trajectory from the start position 140 to the underside of the vehicle 8th leads. The mechanical tolerance compensation 157-A can during the expansion process 137-A omitted.

In der Demontageposition erfolgt der Stütz- bzw. Andrückvorgang 135. Dadurch wird der Aufrüstsatz beim hauptbodenseitig angeordneten Adapter während des Demontagevorgangs über den Greifer 18 mit dem Druckzylinder 164-A kraftgeregelt abgestützt und gegen ein Herunterfallen gesichert. Beim unterbodenseitigen Adapter wird der Greifer über den Andrückvorgang lediglich zur Anlage am Aufrüstsatz gebracht. Eine Abstützung gegen Herunterfallen erübrigt sich.The supporting or pressing process takes place in the dismantling position 135 . As a result, the upgrade kit for the adapter on the main bottom side is over the gripper during the dismantling process 18th with the printing cylinder 164-A Force-controlled supported and secured against falling. With the adapter on the underside side, the gripper is only brought into contact with the upgrade kit via the pressing process. A support against falling is not necessary.

Beim Demontagevorgang 192 wird die Verschraubung 169 des Aufrüstsatzes zum Adapter über einen Lösevorgang 194 gelöst und die Ver- und Entriegelungseinheit 166 über einen Entriegelungsvorgang 195 entriegelt. Beim hauptboden- oder schwellerseitigen Adapter senkt sich der Aufrüstsatz selbsttätig auf den Greifer 18 ab und wird über den nachfolgenden Greif- und Zentriervorgang 130 aufgenommen und dabei zum Greifer zentriert. Beim unterbodenseitigen Adapter wird der Demontagevorgang nicht durch Schwerkraftwirkung unterstützt, so dass eine Entnahme aus dem Adapter über den Greif- und Zentriervorgang 130 aktiv unterstützt werden muss. Der Aufrüstsatz wird dazu über die Greif-/Zentrier-Einheit 129 unter Einwirkung einer zentrierend wirkenden Spannkraft gegriffen. Diese Spannkraft ist in 19 und 23 durch horizontale Pfeile an der Greif-/Zentrier-Einheit 129 kenntlich gemacht.During the dismantling process 192 becomes the screw connection 169 the upgrade kit to the adapter via a release process 194 released and the locking and unlocking unit 166 via an unlocking process 195 unlocked. In the case of the adapter on the main floor or on the sill side, the upgrade kit is automatically lowered onto the gripper 18th from and is about the subsequent gripping and centering process 130 picked up and centered on the gripper. In the case of the adapter on the underside side, the dismantling process is not supported by gravity, so that removal from the adapter via the gripping and centering process 130 must be actively supported. The upgrade kit is used for this via the gripping / centering unit 129 gripped under the action of a centering clamping force. This elasticity is in 19th and 23 by horizontal arrows on the gripping / centering unit 129 marked.

Ein Trennvorgang 196 des Aufrüstsatzes vom Adapter läuft während des Demontagevorgangs infolge der selbsttrennenden mechanisch-elektrischen Schnittstellen 163-A und 163-B sowie ggf. der Kühlmittelschnittstellen 282-A und 282-B sowohl beim hauptboden- oder schwellerseitigen, als auch beim unterbodenseitigen Adapter selbsttätig ab. Es versteht sich von selbst, dass dabei aufgrund der Hochvolttechnik batterieelektrischer Fahrzeugantriebe zusätzliche Vorkehrungen gegen unbeabsichtigtes Berühren freiliegender Kontaktstellen zu treffen sind bzw. eine Stromzuführung unterbrochen werden muss.A separation process 196 of the upgrade kit from the adapter runs during the dismantling process due to the self-separating mechanical-electrical interfaces 163-A and 163-B and, if applicable, the coolant interfaces 282-A and 282-B both with the main floor or sill side and with the adapter on the underside side. It goes without saying that, due to the high-voltage technology of battery-electric vehicle drives, additional precautions must be taken to prevent unintentional contact with exposed contact points or a power supply must be interrupted.

Nach dem Greif- und Zentriervorgang 130 wird der Aufrüstsatz über den Positioniervorgang 193-A bzw. 193-B in der Pufferstation 27 abgelegt und über den Aufnahme- und Zentriervorgang 128-A in der Pufferstation zentriert. Der Greifer 18 wird anschließend über den menschgeführten Roboter in der Startposition 140 repositioniert. Der Positioniervorgang 193-A bzw. 193-B erstreckt sich somit über mehrere Verfahrensschritte. In 22 umschließt daher das Kästchen für den Positioniervorgang 193-A bzw. 193-B die Verfahrensschritte 137-A bis 128-A.After the gripping and centering process 130 the upgrade kit is about the positioning process 193-A or. 193-B in the buffer station 27 filed and about the pick-up and centering process 128-A centered in the buffer station. The gripper 18th is then in the starting position via the human-guided robot 140 repositioned. The positioning process 193-A or. 193-B thus extends over several process steps. In 22nd therefore encloses the box for the positioning process 193-A or. 193-B the procedural steps 137-A to 128-A .

Nach der Darstellung für die Verfahrensschritte umfasst der Ausbauvorgang 14 in der Mensch-Roboter-Kooperation mindestens einen zum rückbestätigten Ausbautermin mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 erneut durchgeführten Ausgabevorgang 117 des Versorgungs- und Einsatzauftrags 100, mindestens einen erneut durchgeführten Koinzidenzprüfungsvorgang 118, mindestens einen steuerungsseitigen Ladevorgang 119 der im Versorgungs- und Einsatzauftrag für den Ausbauvorgang angegebenen Bahnkurve 23, mindestens einen mit einer Fahrzeug-Aufnahme 120 durchgeführten Aufnahme- und Vorpositioniervorgang 121 des Fahrzeugs 1 in einer für den Roboter 19 und einen Roboterbediener 20 von einer Fahrzeugunterseite 8 her zugänglichen Position des Batteriefachs 9, mindestens einen Demontagevorgang 122 und Remontagevorgang 123 des Unterbodens 124 mit je mindestens einem Positioniervorgang 125 des Greifers 17 und je mindestens einem Stütz- bzw. Andrückvorgang 127 über den Greifer, mindestens einen in der Pufferstation 27 durchgeführten Aufnahme- und/oder Zentriervorgang 128-A und 128-B des ausgebauten Aufrüstsatzes 13 und des demontierten Unterbodens 124, mindestens einen Greif- und Zentriervorgang 130 des Aufrüstsatzes mit einer Greif-/Zentrier-Einheit 129 am Greifer 18 und einen Greif- und Zentriervorgang 132 des Unterbodens mit einer Greif-/Zentrier-Einheit 131 am Greifer 17, mindestens einen Demontagevorgang 192 des Aufrüstsatzes mit mindestens einem Positioniervorgang 193-A oder 193-B des Greifers 18, mindestens einem Lösevorgang 194 der Verschraubung 169 zum Adapter 43, und mindestens einen Entriegelungsvorgang 195 der Ver- und Entriegelungseinheiten 166 für eine Entnahme des Aufrüstsatzes aus dem Adapter, mindestens bei einem der Positioniervorgänge den Ausgleichsvorgang 137-A oder 137-B für den Ausgleich der Lageabweichung 24 des Fahrzeugs zur Soll-Lage 25, und mindestens einen Trennvorgang 196 der elektrischen Verbindung des Aufrüstsatzes 13 vom Adapter 43.According to the illustration for the procedural steps, the dismantling process includes 14th in human-robot cooperation, at least one at the confirmed expansion date with the input / output unit 31 output process carried out again 117 of the supply and deployment order 100 , at least one re-performed coincidence check process 118 , at least one control-side charging process 119 in the supply and Application order for the removal process specified trajectory 23 , at least one with a vehicle mount 120 carried out recording and prepositioning process 121 of the vehicle 1 in one for the robot 19th and a robot operator 20th from a vehicle underside 8th accessible position of the battery compartment 9 , at least one disassembly process 122 and reassembly process 123 of the subfloor 124 with at least one positioning process each 125 of the gripper 17th and at least one supporting or pressing process 127 via the gripper, at least one in the buffer station 27 carried out recording and / or centering process 128-A and 128-B of the removed upgrade kit 13 and the dismantled underbody 124 , at least one gripping and centering process 130 of the upgrade kit with a gripping / centering unit 129 on the gripper 18th and a gripping and centering process 132 of the underbody with a gripping / centering unit 131 on the gripper 17th , at least one disassembly process 192 of the upgrade kit with at least one positioning process 193-A or 193-B of the gripper 18th , at least one dissolving process 194 the screw connection 169 to the adapter 43 , and at least one unlocking process 195 the locking and unlocking units 166 for removing the upgrade kit from the adapter, at least for one of the positioning processes, the compensation process 137-A or 137-B to compensate for the positional deviation 24 of the vehicle to the target position 25th , and at least one separation process 196 the electrical connection of the upgrade kit 13 from the adapter 43 .

23 zeigt schematisch den Entriegelungsvorgang 195 der Ver- und Entriegelungs-Einheit am Batteriemodul über einen greiferseitig angeordneten Mitnehmer in einem Teilausschnitt. Der Entriegelungsvorgang der Ver- und Entriegelungs-Einheit kann auf verschiedene Weise erfolgen und wird durchgeführt, nachdem die Verschraubung 169 entfernt wurde. 23 shows schematically the unlocking process 195 the locking and unlocking unit on the battery module via a driver arranged on the gripper side in a partial section. The unlocking process of the locking and unlocking unit can take place in various ways and is carried out after the screw connection 169 was removed.

Eine Möglichkeit ist eine Ver- und Entriegelungs-Einheit 166 mit integrierter mechanischer Entriegelung. Eine weitere Möglichkeit ist eine Ver- und Entriegelungs-Einheit mit integrierter elektromagnetischer Entriegelung. Schlösser mit elektromagnetischer Entriegelung sind Stand der Technik, so dass es einem Fachmann kaum Schwierigkeiten bereiten wird, eine Ver- und Entriegelungs-Einheit mit elektromagnetischer Entriegelung, wie in 35-b gezeigt, zu realisieren.One possibility is a locking and unlocking unit 166 with integrated mechanical release. Another possibility is a locking and unlocking unit with integrated electromagnetic unlocking. Locks with electromagnetic unlocking are state of the art, so that a person skilled in the art will hardly have any difficulties using a locking and unlocking unit with electromagnetic unlocking, as in FIG 35-b shown to realize.

In der vorliegenden Darstellung wird ein mechanischer Entriegelungsvorgang über einen greiferseitig angebrachten Mitnehmer 197 gezeigt.In the present illustration, a mechanical unlocking process is carried out using a driver attached to the gripper side 197 shown.

Wie aus 19 ersichtlich sind Adapter 43, Batteriemodul 12 und Greifer 18 spiegelsymmetrisch aufgebaut. Das Batteriemodul hat dementsprechend mindestens zwei gegenüberliegende Ver- und Entriegelungs-Einheiten 166, die jeweils mit einem federbeaufschlagten Riegel 165 in einer adapterseitigen Nut 167 eingerastet sind und über je einen Mitnehmer 197 entriegelt werden. Aufgrund des spiegelsymmetrischen Aufbaus und zur Verdeutlichung von Details wird in 23 lediglich ein linker Teil des Batteriemoduls gezeigt.How out 19th adapters can be seen 43 , Battery module 12 and gripper 18th symmetrically constructed. The battery module accordingly has at least two opposing locking and unlocking units 166 , each with a spring loaded latch 165 in a groove on the adapter side 167 are engaged and each have a driver 197 unlocked. Due to the mirror-symmetrical structure and to clarify details, in 23 only a left part of the battery module is shown.

Entsprechend der hier gezeigten Ausführung greift der Mitnehmer 197 durch ein Langloch 201 im Batteriemodulgehäuse 200 formschlüssig in eine Vertiefung einer riegelseitigen Mitnehmeraufnahme 198 und wird in Y'-Richtung über greiferseitig angeordnete Mitnehmerbetätigungseinheiten 199 bewegt. Beim Entriegelungsvorgang 195 des Riegels 165 wird der Mitnehmer über die Mitnehmerbetätigungseinheit gegen den Druck der Feder 168 aus der adapterseitigen Nut 167 nach rechts bewegt. Auf der hier nicht dargestellten rechten Seite des Batteriemoduls erfolgt die Bewegung des Mitnehmers entsprechend nach links. Durch gleichzeitige Entriegelung der gegenüberliegenden Ver- und Entriegelungs-Einheiten wird das Batteriemodul zur Entnahme freigegeben.According to the design shown here, the driver engages 197 through an elongated hole 201 in the battery module housing 200 positively in a recess of a lock-side driver receptacle 198 and is in the Y 'direction via driver actuation units arranged on the gripper side 199 emotional. During the unlocking process 195 of the bolt 165 the driver is against the pressure of the spring via the driver actuation unit 168 from the adapter-side groove 167 moved to the right. On the right-hand side of the battery module, which is not shown here, the driver moves accordingly to the left. The battery module is released for removal by simultaneously unlocking the opposite locking and unlocking units.

Damit das Batteriemodul bzw. die Riegel beim Entriegelungsvorgang nicht verkanten, wird die Bewegung der gegenüberliegenden Mitnehmer synchron durchgeführt. Zudem sind die Riegel über Führungen 203 im Gehäuse 200 entsprechend geführt. Eine Betätigung der Mitnehmerbetätigungseinheiten erfolgt über die Handbedieneinheit 21. Als Mitnehmerbetätigungseinheit können beispielsweise Pneumatikzylinder oder auch elektromagnetisch betätigte Stellglieder eingesetzt werden.So that the battery module or the latch does not tilt during the unlocking process, the movement of the opposing drivers is carried out synchronously. In addition, the latches are on guides 203 in the housing 200 guided accordingly. The driver actuation units are actuated via the manual control unit 21st . Pneumatic cylinders or electromagnetically operated actuators, for example, can be used as the driver actuation unit.

Infolge der synchronen Betätigung wird sich das Batteriemodul beim Entriegelungsvorgang durch sein Eigengewicht selbsttätig auf die Komponente 175-A des Greifers 18 absenken und kann anschließend über die Greif-/Zentrier-Einheit 129 in Pfeilrichtung gegriffen und zentriert werden.As a result of the synchronous actuation, the battery module automatically moves onto the component due to its own weight during the unlocking process 175-A of the gripper 18th lower and can then use the gripping / centering unit 129 be gripped and centered in the direction of the arrow.

Es ist naheliegend, dass die hier abgebildete Mechanik der batteriemodulseitigen Ver- und Entriegelungseinheit auch anders ausgeführt sein kann. Beispielsweise ist es nicht zwingend erforderlich, dass der Riegel 165 aus einem Stück besteht. Auch die Form des Riegels und dessen Lagerung kann eine andere sein. Zudem können zwischen Riegel und Mitnehmer weitere Bauteile einer Betätigungsmechanik angeordnet sein. Wesentliches Merkmal ist, dass die Entriegelung über einen greiferseitig angeordneten Mitnehmer 197 erfolgt.It is obvious that the mechanics of the battery module-side locking and unlocking unit shown here can also be designed differently. For example, it is not absolutely necessary that the bolt 165 consists of one piece. The shape of the bolt and its storage can also be different. In addition, further components of an actuating mechanism can be arranged between the bolt and the driver. An essential feature is that the unlocking takes place via a driver arranged on the gripper side 197 he follows.

Um zu verhindern, dass das Batteriemodul beim Demontagevorgang unkontrolliert entriegelt wird, schlägt die Erfindung einen Sicherungsmechanismus vor. Durch diese Sicherung kann der Entriegelungsvorgang beim hauptboden- oder schwellerseitig angeordneten Adapter über die Handbedieneinheit erst betätigt werden, nachdem die Steuerung 22 über eine Drucksensorik 202-A eines hier nicht dargestellten kraftgeregelten Druckzylinders 164-A eine korrekte Abstützung des Aufrüstsatzes über den Stütz- bzw. Andrückvorgang 135 erfasst hat (vgl. 28).In order to prevent the battery module from being unlocked in an uncontrolled manner during the dismantling process, the invention proposes a safety mechanism. This backup allows the The unlocking process for the adapter on the main floor or sill side can only be actuated via the manual control unit after the control 22nd via a pressure sensor 202-A a force-regulated pressure cylinder, not shown here 164-A Correct support of the upgrade kit via the support or pressure process 135 has recorded (cf. 28 ).

Der zuvor beschriebene Sicherungsmechanismus kann sowohl bei der hier beschriebenen Ver- und Entriegelungs-Einheit mit integrierter mechanischer Entriegelung als auch bei der oben erwähnten Ver- und Entriegelungs-Einheit mit integrierter elektromagnetischer Entriegelung eingesetzt werden.The safety mechanism described above can be used both in the locking and unlocking unit described here with integrated mechanical unlocking and in the above-mentioned locking and unlocking unit with integrated electromagnetic unlocking.

Es wird festgehalten, dass der Entriegelungsvorgang 195 der Ver- und Entriegelungseinheiten 166 mechanisch über einen Mitnehmer 197 oder elektromagnetisch erfolgt und über die Handbedieneinheit 21 beim hauptboden- oder schwellerseitig angeordneten Adapter erst ausgelöst werden kann, nachdem die Steuerung 22 über eine Drucksensorik 202-A eine korrekte Abstützung des Aufrüstsatzes 13 über den Greifer 18 erfasst hat.It is noted that the unlocking process 195 the locking and unlocking units 166 mechanically via a driver 197 or electromagnetically and via the manual control unit 21st in the case of the adapter on the main floor or sill side, it can only be triggered after the control 22nd via a pressure sensor 202-A correct support for the upgrade kit 13 over the gripper 18th has captured.

24 zeigt schematisch die Verfahrensschritte zum Bezahlvorgang 38 aus den 3 und 21. Für den Bezahlvorgang 38, der im Hinblick auf eine geteilte Nutzung des Aufrüstsatzes erfindungsgemäß nutzungsabhängig und vorzugsweise auch verbrauchsabhängig erfolgt, benötigt der Betreiber Informationen über die während des Einsatzvorgangs 37 verbrauchte Energiemenge und Ladezyklen-Anzahl. Diese Informationen gewinnt der Betreiber anhand eines den Aufrüstsatz überwachenden Datenloggers 114 (vgl. 21). 24 shows schematically the process steps for the payment process 38 from the 3 and 21st . For the payment process 38 , which according to the invention takes place depending on the use and preferably also on the consumption with regard to a shared use of the upgrade kit, the operator needs information about the during the deployment process 37 Amount of energy consumed and number of charging cycles. The operator obtains this information using a data logger that monitors the upgrade kit 114 (see. 21st ).

Der Datenlogger erfasst eine Anzahl von Ladevorgängen des Aufrüstsatzes über die Anschlusseinrichtung 7 als auch eine Anzahl von Entladevorgängen durch den Fahrzeugantrieb 2. Die jeweils zugeführte bzw. entnommene Energiemenge wird dabei vom Datenlogger erfasst und als Information bis zum Auslesen über den Lesevorgang 190 mit der Schreib-/Leseeinheit 113 gespeichert. Erforderlichenfalls werden auch die verwendeten Ladesäulen sowie eventuelle Rekuperationsvorgänge erfasst und gespeichert.The data logger records a number of charging processes of the upgrade kit via the connection device 7th as well as a number of unloading operations by the vehicle drive 2 . The amount of energy supplied or withdrawn is recorded by the data logger and provided as information until it is read out about the reading process 190 with the read / write unit 113 saved. If necessary, the charging stations used and any recuperation processes are also recorded and saved.

Beim Ausbauvorgang 14 oder beim Prüf- und Aufbereitungsvorgang 112 des Aufrüstsatzes werden die Ladezyklen-Anzahl, die während des Einsatzvorgangs zugeführte und entnommene Energiemenge sowie ggf. die Ladesäulen und Rekuperationsvorgänge mit der Schreib-/Leseeinheit 113 aus dem Datenlogger 114 ausgelesen und dem Versorgungs- und Einsatzauftrag 100 über einen Zuordnungsvorgang 204 zugeordnet. Über den Versorgungs- und Einsatzauftrag sind diese Daten dem entsprechenden Nutzerkonto 73 in der Datenbank 40 zugeordnet und stehen dem Betreiber somit für den Bezahlvorgang 38 zur Verfügung.During the expansion process 14th or during the testing and preparation process 112 of the upgrade kit, the number of charging cycles, the amount of energy supplied and withdrawn during the deployment process and, if applicable, the charging stations and recuperation processes with the read / write unit 113 from the data logger 114 read out and the supply and deployment order 100 via an assignment process 204 assigned. These data are stored in the corresponding user account via the supply and deployment order 73 in the database 40 assigned and are therefore available to the operator for the payment process 38 to disposal.

Zudem wird beim Ausbau des Aufrüstsatzes der tatsächliche Einsatzzeitraum über einen Erfassungsvorgang 189 mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 erfasst und dem Versorgungs- und Einsatzauftrag sowie dem Nutzerkonto 73 über den Zuordnungsvorgang 204 zugewiesen (Zuordnung Nutzerkonto zum Versorgungs- und Einsatzauftrag vgl. 11, Auftragserfassungs- und Speichervorgang).In addition, when the upgrade kit is removed, the actual period of use is recorded via a recording process 189 with the input / output unit 31 recorded and the supply and deployment order as well as the user account 73 via the assignment process 204 assigned (assignment of user account to supply and deployment order cf. 11 , Order entry and storage process).

Auf Grundlage der im Nutzerkonto 73 erfassten Informationen über die Vertragsart, die Ladezyklen-Anzahl als auch über die während des Einsatzvorgangs zugeführte und entnommene Energiemenge sowie über den tatsächlichen Einsatzzeitraum wird vom Betreiber über einen Ermittlungsvorgang 206 mit der Recheneinheit 92 ein Rechnungsbetrag ermittelt. Dazu werden die zuvor genannten Informationen über einen Abrufvorgang 205 mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 aus dem in der Datenbank gespeicherten Nutzerkonto abgerufen.Based on the in the user account 73 The information recorded about the type of contract, the number of charging cycles and the amount of energy supplied and withdrawn during the deployment process, as well as the actual deployment period, is provided by the operator via a determination process 206 with the arithmetic unit 92 an invoice amount is determined. For this purpose, the aforementioned information is accessed via a retrieval process 205 with the input / output unit 31 retrieved from the user account stored in the database.

Durch eine Auswertung der dem Aufrüstsatz während der einzelnen Lade- bzw. Entladezyklen zugeführten und entnommenen Energiemenge kann eine Gesamtenergieverbrauchsmenge über eine Saldenbildung sehr genau ermittelt werden und zwar auch dann, wenn der Aufrüstsatz beim Einsatzvorgang nur zum Teil auf- bzw. entladen wurde. Da Batteriezellen durch Ladezyklen altern, können im Rechnungsbetrag anhand der Ladezyklen-Anzahl zudem Verschleißkosten berücksichtigt werden.By evaluating the amount of energy supplied to and withdrawn from the upgrade kit during the individual charging and discharging cycles, a total amount of energy consumed can be determined very precisely via a balance, even if the upgrade kit was only partially charged or discharged during use. Since battery cells age due to charging cycles, wear costs can also be taken into account in the invoice amount based on the number of charging cycles.

Der Rechnungsbetrag kann darüber hinaus weitere Kosten, beispielsweise für den Ein- und Ausbauvorgang und - abhängig von der gewählten Vertragsart - einen Anteilserwerb am Aufrüstsatz enthalten, die ebenfalls beim Ermittlungsvorgang ermittelt und zu einem Gesamtbetrag addiert werden. Der gesamte Rechnungsbetrag wird anschließend über einen Erfassungs- und Speichervorgang 207 mit der Ein-/Ausgabe-Einheit 31 in einer Rechnung 208 erfasst, mit entsprechenden Daten aus dem Versorgungs- und Einsatzauftrag bzw. aus dem Nutzerkonto vervollständigt und in der Datenbank zusammen mit der Rechnung gespeichert.The invoice amount can also contain additional costs, for example for the installation and removal process and - depending on the selected contract type - a share in the upgrade kit, which are also determined during the determination process and added to a total amount. The entire invoice amount is then recorded and saved 207 with the input / output unit 31 in one invoice 208 recorded, completed with corresponding data from the supply and deployment order or from the user account and stored in the database together with the invoice.

Zur Erleichterung einer Abrechnung und aus Gründen einer Nachvollziehbarkeit wird die Rechnung dem Versorgungs- und Einsatzauftrag sowie dem entsprechenden Nutzerkonto in der Datenbank über einen Zuordnungsvorgang 209 zugeordnet und kann somit entsprechend einer Zahlungsvereinbarung zwischen dem Betreiber und dem Fahrzeug-Nutzer abgerechnet werden.To make billing easier and for reasons of traceability, the invoice is assigned to the supply and deployment order and the corresponding user account in the database via an allocation process 209 assigned and can thus be billed according to a payment agreement between the operator and the vehicle user.

Eine Zahlungsvereinbarung kann beispielsweise bereits während des Bedarfserfassungsvorgangs 30 erfasst und im Nutzerkonto hinterlegt werden (vgl. 8). Alternativ kann die Zahlungsvereinbarung erst beim Reservierungsvorgang 97 erfasst und über den Auftragserfassungs- und Speichervorgang 99 im Versorgungs- und Einsatzauftrag 100 sowie im zugeordneten Nutzerkonto 73 festgehalten werden.For example, a payment agreement can already be made during the requirements recording process 30th recorded and stored in the user account (cf. 8th ). Alternatively, the payment agreement can only be made during the reservation process 97 recorded and via the order entry and storage process 99 in supply and mission orders 100 as well as in the assigned user account 73 be held.

Eine Abrechnung zwischen dem Betreiber und dem Fahrzeug-Nutzer kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Eine Möglichkeit ist die nachfolgend beschriebene Abrechnung über die erfindungsgemäße Vorrichtung. Eine Abrechnung kann natürlich auch auf herkömmliche Weise erfolgen.Billing between the operator and the vehicle user can take place in various ways. One possibility is the billing described below using the device according to the invention. Billing can of course also be done in the conventional way.

Zur Freigabe des Bezahlvorgangs schlägt die Erfindung vor, dass die Rechnung über die Ein-/Ausgabe-Einheiten 31 und 32 an den Fahrzeug-Nutzer 10 anhand eines Rechnungsübermittlungsvorgang 210 übermittelt wird. Ein Freigabevorgang 211 kann beispielsweise durch eine entsprechende Eingabe über die Ein-/Ausgabe-Einheit 32 erfolgen. Die Rechnung erhält dadurch einen Freigabevermerk, der in der Datenbank automatisch gespeichert wird.To enable the payment process, the invention proposes that the bill via the input / output units 31 and 32 to the vehicle user 10 based on an invoice submission process 210 is transmitted. A release process 211 can for example by a corresponding input via the input / output unit 32 respectively. The invoice receives a release note that is automatically saved in the database.

Sofern entsprechend der Zahlungsvereinbarung eine Einzugsermächtigung vorliegt, kann der Betreiber daraufhin einen Abbuchungsvorgang 212 von einem in der Zahlungsvereinbarung angegebenen Bankkonto oder einem Prepaidkonto vornehmen. Mit der Abbuchung wird die Rechnung in der Datenbank entweder automatisch oder über die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 als abgerechnet erfasst.If there is a direct debit authorization in accordance with the payment agreement, the operator can then initiate a direct debit 212 from a bank account specified in the payment agreement or a prepaid account. With the debit, the invoice is either automatically entered in the database or via the input / output unit 31 recorded as billed.

In diesem Zusammenhang weist die Erfindung darauf hin, dass der Abbuchungsvorgang auch über digitale Zahlungssysteme mit Kryptowährungen stattfinden kann, die auf kryptographischen Werkzeugen wie Blockchains und digitalen Signaturen basieren.In this context, the invention indicates that the debiting process can also take place via digital payment systems with cryptocurrencies that are based on cryptographic tools such as blockchains and digital signatures.

Mahn- bzw. Reklamationsverfahren für nicht zur Zahlung freigegeben Rechnungen sind nicht Gegenstand dieser Erfindung.Reminder or complaint procedures for invoices not released for payment are not the subject of this invention.

Zusammenfassend werden beim Bezahlvorgang 38 der beim Einsatzvorgang 37 erfasste tatsächlich Einsatzzeitraum und die vom Datenlogger 114 ausgelesene Ladezyklen-Anzahl und Energiemenge mit einem vom Betreiber über die Recheneinheit 92 ermittelten Rechnungsbetrag sowohl dem Versorgungs- und Einsatzauftrag 100 als auch dem entsprechenden Nutzerkonto 73 mit einer Rechnung 208 zugewiesen und nach einer Freigabe durch den Fahrzeug-Nutzer 10 entsprechend einer Zahlungsvereinbarung zwischen dem Betreiber und dem Fahrzeug-Nutzer abgerechnet.In summary, the payment process 38 during the deployment process 37 actually recorded period of use and that of the data logger 114 The number of charging cycles and the amount of energy read out by the operator via the computing unit 92 calculated invoice amount for both the supply and deployment order 100 as well as the corresponding user account 73 with an invoice 208 assigned and after approval by the vehicle user 10 billed according to a payment agreement between the operator and the vehicle user.

25 zeigt schematisch eine Verfahrensvariante für die Batteriekapazitäts-Aufrüstung eines Elektrofahrzeugs. Anhand der bisherigen Ausführungen wurde ein Verfahren für eine zumindest temporäre Batteriekapazitäts-Aufrüstung mindestens eines Elektrofahrzeugs beschrieben, bei dem eine aus mindestens einem Batteriemodul 3 bestehende Basisbatterie 4 mit einer Batteriekapazität für 150 bis 250 km Reichweite entsprechend einem zumindest temporären Bedarf für 250 bis 1.000 km Reichweite durch einen Einbauvorgang 11 eines aus mindestens einem Batteriemodul 12 bestehenden Aufrüstsatzes 13 in das Batteriefach aufgerüstet wird (vgl. v.a. 1 und 2). 25th shows schematically a method variant for the battery capacity upgrade of an electric vehicle. On the basis of what has been said so far, a method for an at least temporary battery capacity upgrade of at least one electric vehicle has been described, in which one consists of at least one battery module 3 existing base battery 4th with a battery capacity for a range of 150 to 250 km, corresponding to an at least temporary requirement for a range of 250 to 1,000 km through an installation process 11 one of at least one battery module 12 existing upgrade kit 13 is upgraded in the battery compartment (cf. 1 and 2 ).

Anders ausgedrückt erfolgt die Aufrüstung bei dieser im Folgenden Basisvariante genannten Verfahren, indem der aus mindestens einem Batteriemodul 12 bestehende Aufrüstsatz 13 zusätzlich zur eingebauten Basisbatterie 4 in das Batteriefach 9 eingebaut wird. Bei der Basisvariante wird die Basisbatterie 4 bei der Aufrüstung also nicht ausgebaut, sondern verbleibt im Elektrofahrzeug.In other words, in this basic variant mentioned below, the upgrade takes place by comprising at least one battery module 12 existing upgrade kit 13 in addition to the built-in basic battery 4th in the battery compartment 9 is installed. With the basic variant, the basic battery 4th not removed when upgrading, but remains in the electric vehicle.

Anhand der vorliegenden Darstellung wird eine Verfahrensvariante zur Basisvariante beschrieben, bei der eine modifizierte Basisbatterie 213 mit einer Batteriekapazität für 150 bis 250 km Reichweite gegen eine stärkere Antriebsbatterie 214-A oder 214-B mit größerer Batteriekapazität ausgetauscht wird. Bei dieser Verfahrensvariante wird die Basisbatterie aus dem Batteriefach ausgebaut und stattdessen die in der Pufferstation bereitgestellte stärkere Antriebsbatterie 214-A oder 214-B eingebaut.On the basis of the present representation, a method variant of the basic variant is described in which a modified basic battery 213 with a battery capacity for 150 to 250 km range against a more powerful drive battery 214-A or 214-B is replaced with a larger battery capacity. In this process variant, the basic battery is removed from the battery compartment and instead the more powerful drive battery provided in the buffer station 214-A or 214-B built-in.

In 25 ist diese Verfahrensvariante schematisch dargestellt. Im linken Teil der Pufferstation 27 ist die über den Ausbauvorgang 14 ausgebaute modifizierte Basisbatterie 213 und rechts die für den Einbauvorgang 11 bereitstehende stärkere Antriebsbatterie 214-A bzw. 214-B dargestellt. Die Batterien sind in der Pufferstation jeweils über Aufnahmen 215, beispielsweise Zentrierdorne, zentriert aufgenommen. Da die Basisbatterie bereits ausgebaut, die stärkere Antriebsbatterie jedoch noch nicht eingebaut wurde, ist das Batteriefach 9 in 25 folglich leer.In 25th this process variant is shown schematically. In the left part of the buffer station 27 is the one about the expansion process 14th removed modified basic battery 213 and on the right for the installation process 11 Stronger drive battery available 214-A or. 214-B shown. The batteries are in the buffer station each over shots 215 , for example centering pins, added centered. Since the basic battery has already been removed, but the more powerful drive battery has not yet been installed, the battery compartment is 9 in 25th consequently empty.

Basis- und Verfahrensvariante unterscheiden sich in den Batteriekonzepten. Unterschiede und deren Auswirkungen auf die Verfahrensvariante werden nachfolgend aufgezeigt.The basic and process variants differ in the battery concepts. Differences and their effects on the process variant are shown below.

Bei der Basisvariante bestehen Basisbatterie 4 und Aufrüstsatz 13 jeweils aus mindestens einem Batteriemodul 3 bzw. 12. Dementsprechend befinden sich im Batteriefach vor der Batteriekapazitäts-Aufrüstung mindestens ein Batteriemodul 3 und danach mindestens zwei Batteriemodule, nämlich mindestens je ein Batteriemodul 3 und 12. Gehäuseabmessungen, Gehäuseform, Anzahl Batteriezellen, Kapazität und Batterietechnik dieser Batteriemodule sind unter Standardisierungsgesichtspunkten bevorzugt identisch. Über eine unterschiedliche Anzahl der Batteriemodule, die am Adapter 43 befestigt werden, lassen sich bei der Aufrüstung unterschiedliche Gesamtkapazitäten und Reichweiten realisieren. Der Adapter ist entweder am Unterboden 124 oder am Hauptboden 136 oder an seitlichen Schwellern 180 angebracht und nimmt zumindest die Batteriemodule des Aufrüstsatzes auf.The basic variant has a basic battery 4th and upgrade kit 13 each from at least one battery module 3 or. 12 . Accordingly, there is at least one battery module in the battery compartment before the battery capacity upgrade 3 and then at least two battery modules, namely at least one battery module each 3 and 12 . Housing dimensions, housing shape, number of battery cells, capacity and battery technology of these battery modules are preferably identical from a standardization point of view. With a different number of battery modules attached to the adapter 43 are attached, different total capacities and ranges can be achieved when upgrading. The adapter is either on the underbody 124 or on the main floor 136 or on the side sills 180 attached and takes at least the battery modules of the upgrade kit.

Bei der Verfahrensvariante bestehen modifizierte Basisbatterie 213 und Antriebsbatterie 214-A bzw. 214-B jeweils aus genau einem Batteriemodul 216, 217 bzw. 218. Da die modifizierte Basisbatterie bei dieser Variante ausgebaut und gegen die stärkere Antriebsbatterie ausgetauscht wird, befindet sich im Batteriefach höchstens ein Batteriemodul 216 oder 217 oder 218.In the process variant, there are modified basic batteries 213 and drive battery 214-A or. 214-B each from exactly one battery module 216 , 217 or. 218 . Since the modified basic battery in this variant is removed and replaced with the more powerful drive battery, there is at most one battery module in the battery compartment 216 or 217 or 218 .

Die Abmessungen eines Batteriegehäuses 319 der modifizierten Basisbatterie 213 und der Antriebsbatterie 214-A sind identisch. Trotz identischer Gehäuseabmessungen enthält die Antriebsbatterie 214-A entsprechend der größeren Kapazität mehr Batteriezellen 219 als die modifizierte Basisbatterie. Das Batteriegehäuse der Basisbatterie ist daher im Gegensatz zur stärkeren Antriebsbatterie nur zum Teil mit Batteriezellen gefüllt.The dimensions of a battery case 319 the modified basic battery 213 and the drive battery 214-A are identical. Despite identical housing dimensions, the drive battery contains 214-A more battery cells corresponding to the larger capacity 219 than the modified basic battery. In contrast to the more powerful drive battery, the battery housing of the basic battery is only partially filled with battery cells.

Anders ausgedrückt ist die stärkere Antriebsbatterie 214-A eine Batterie, in der Basisbatterie und Aufrüstsatz kapazitätsmäßig in einem Gehäuse zusammengefasst sind.In other words, the more powerful traction battery 214-A A battery in which the basic battery and upgrade kit are combined in one housing in terms of capacity.

Die Gehäuseabmessungen der Antriebsbatterien 214-A und 214-B sind in Koordinatenrichtung X' und Y' identisch. In Koordinatenrichtung Z' ist ein Batteriegehäuse 320 der Antriebsbatterie 214-B größer als das der Antriebsbatterie 214-A und nimmt dementsprechend mehr Batteriezellen und Batteriekapazität auf.The housing dimensions of the drive batteries 214-A and 214-B are identical in coordinate direction X 'and Y'. A battery housing is located in the coordinate direction Z ' 320 the drive battery 214-B larger than that of the drive battery 214-A and accordingly takes up more battery cells and battery capacity.

Die Batteriekapazitäten von modifizierter Basisbatterie und stärkerer Antriebsbatterie könnten beispielsweise wie folgt gestaffelt sein: Basisbatterie 150 bis 250 km, Antriebsbatterie 214-A 400 bis 600 km, Antriebsbatterie 214-B je nach einer Batteriefachgröße und Bodenfreiheit 220 über 600 km, wobei eine Obergrenze bei 1.000 km erreicht sein dürfte.The battery capacities of the modified base battery and the more powerful drive battery could be graded as follows, for example: Base battery 150 to 250 km, drive battery 214-A 400 to 600 km, drive battery 214-B depending on a battery compartment size and ground clearance 220 over 600 km, whereby an upper limit should be reached at 1,000 km.

Wie in 25 abgebildet, sind modifizierte Basisbatterie und stärkere Antriebsbatterie vorzugsweise unterbodenseitig befestigt. Basisbatterie 213 und Antriebsbatterie 214-A sind auf dem gleichen Unterboden 124 angeordnet, die Antriebsbatterie 214-B dagegen auf einer Unterbodenvariante 221 mit einer nach unten gerichteten Auswölbung, um das höhere Batteriegehäuse 320 aufzunehmen und hier gestrichelt dargestellt ist. Die abgebildete Form der Auswölbung ist als Beispiel zu verstehen.As in 25th shown, the modified basic battery and stronger drive battery are preferably attached to the underside of the floor. Base battery 213 and drive battery 214-A are on the same subfloor 124 arranged, the drive battery 214-B on the other hand on a sub-floor variant 221 with a downward bulge to the higher battery case 320 and is shown here with dashed lines. The depicted shape of the bulge is to be understood as an example.

Ein unterbodenseitiger Befestigungsflansch 222 mit Befestigungspunkten 185 bzw. 223 und Aufnahmelöchern für die Aufnahmen 215 ist in beiden Fällen geometrisch identisch ausgeführt, so dass die Unterbodenvariante 221 an den fahrzeugseitigen Schwellern 180 an gleichen Befestigungspunkten 224 angebracht werden kann wie der Unterboden 124. Zudem lassen sich dadurch beide Ausführungen des Unterbodens mit demselben Greifer 17 am unterbodenseitigen Flansch greifen und zentrieren. Die Auswölbung der Unterbodenvariante 221 ist im Greifer entsprechend räumlich ausgespart.A mounting flange on the underside 222 with attachment points 185 or. 223 and receiving holes for the recordings 215 is geometrically identical in both cases, so that the sub-floor variant 221 on the vehicle side sills 180 at the same fastening points 224 can be attached like the sub-floor 124 . In addition, both versions of the sub-floor can be handled with the same gripper 17th Grip the flange on the underside and center it. The bulge of the underbody variant 221 is spatially cut out in the gripper accordingly.

Da bei der Verfahrensvariante immer nur ein Batteriemodul im Batteriefach ein- bzw. ausgebaut wird, relativieren sich die Vorteile eines Adapters. Dennoch kann unter Standardisierungsgesichtspunkten auch hier ein entsprechender Adapter zum Einsatz kommen, der entweder unter- oder hauptbodenseitig oder auch an den Schwellern angebracht ist.Since only one battery module is ever installed or removed in the battery compartment in the process variant, the advantages of an adapter are put into perspective. Nevertheless, from a standardization point of view, a corresponding adapter can also be used here, which is attached either on the underside or on the main floor or on the sills.

Bei der hier dargestellten unterbodenseitigen Befestigung der Batterien erfolgen der Ausbauvorgang 14 der entsprechenden Batterie über eine Demontage und der Einbauvorgang 11 über eine Remontage des entsprechenden Unterbodens und finden analog zur Basisvariante vorzugsweise in der erfindungsgemäßen Mensch-Roboter-Kooperation mit Ausgleichsvorgang statt. Eine Vormontage analog zur Basisvariante des Verfahrens ist möglich, jedoch nicht unbedingt zweckmäßig und stellt eine Option dar. Batterie und Unterboden können im Versorgungskreislauf als eine Einheit gehandhabt werden. Das erübrigt eine wiederholte Vormontage.The removal process takes place when the batteries are fastened on the underside side as shown here 14th the corresponding battery via a dismantling and installation process 11 via a reassembly of the corresponding sub-floor and, analogously to the basic variant, preferably take place in the human-robot cooperation according to the invention with a compensation process. A pre-assembly analogous to the basic variant of the method is possible, but not necessarily expedient and represents an option. The battery and underbody can be handled as a unit in the supply circuit. This makes repeated pre-assembly unnecessary.

Der Versorgungskreislauf und dessen Steuerung über die Vorrichtung erfolgen in Anlehnung an den Versorgungsvorgang für die Basisvariante. Da die stärkere Antriebsbatterie, anders als der Aufrüstsatz, grundsätzlich aus lediglich einem Batteriemodul besteht, entfällt eine Kommissionierung. Da die Basisbatterie beim Aufrüsten der Batteriekapazität nach der Verfahrensvariante, anders als bei der Basisvariante, ausgebaut und nach einem Einsatzvorgang des aufgerüsteten Fahrzeugs wieder in das Fahrzeug eingebaut wird, muss die modifizierte Basisbatterie während des Einsatzvorgangs zwischengelagert werden. Das hat gegenüber der Basisvariante einen zusätzlichen Versorgungskreislauf und Steuerungsaufwand für die modifizierte Basisbatterie zur Folge. Eine Ausgestaltung dieser Versorgungskreisläufe einschließlich deren Steuerung sowie weiterer Verfahrensdetails wird einem Fachmann anhand der ausführlichen Beschreibung der Basisvariante kaum Schwierigkeiten bereiten, so dass an dieser Stelle darauf verzichtet wird.The supply circuit and its control via the device are based on the supply process for the basic variant. Since the more powerful drive battery, unlike the upgrade kit, basically consists of just one battery module, there is no need for picking. Since the basic battery is removed when upgrading the battery capacity according to the process variant, unlike the basic variant, and reinstalled in the vehicle after the upgraded vehicle has been deployed, the modified base battery must be temporarily stored during the deployment process. Compared to the basic variant, this results in an additional supply circuit and control effort for the modified basic battery. A configuration of these supply circuits including their control as well as further process details will hardly cause any difficulties for a person skilled in the art based on the detailed description of the basic variant, so that it will be dispensed with here.

Zu 25 wird festgehalten, dass bei einer Verfahrensvariante der zumindest temporären Batteriekapazitäts-Aufrüstung eine modifizierte Basisbatterie 213 bestehend aus genau einem Batteriemodul 216 mit einer Batteriekapazität für 150 bis 250 km Reichweite gegen eine stärkere Antriebsbatterie 214-A oder 214-B mit größerer Batteriekapazität für Reichweiten bis 1.000 km bestehend aus genau einem Batteriemodul 217 bzw. 218 ausgetauscht wird, indem die modifizierte Basisbatterie entsprechend dem Bedarfserfassungsvorgang 30 mit der Vorrichtung 16 ausgebaut und stattdessen die stärkere Antriebsbatterie in das Batteriefach eingebaut wird, wobei der Einbauvorgang 11 und der Ausbauvorgang 14 in mindestens einer der Aufrüststationen 15 in der Mensch-Roboter-Kooperation mit dem Ausgleichsvorgang 137-B erfolgen.To 25th it is stated that in a method variant of the at least temporary battery capacity upgrade, a modified basic battery 213 consisting of exactly one battery module 216 with a battery capacity for 150 to 250 km range against a more powerful drive battery 214-A or 214-B with greater battery capacity for ranges of up to 1,000 km consisting of exactly one battery module 217 or. 218 is replaced by the modified basic battery according to the needs registration process 30th with the device 16 removed and instead the more powerful drive battery is installed in the battery compartment, the installation process 11 and the expansion process 14th in at least one of the upgrade stations 15th in human-robot cooperation with the balancing process 137-B respectively.

Es sei darauf hingewiesen, dass eine weitere Verfahrensvariante zur Basisvariante darin bestehen kann, dass eine Basisbatteriekapazität für 150 bis 250 km Reichweite in einem vorderen Teil des Fahrzeugs (sog. Vorbau) und/oder im Heckbereich fest eingebaut ist. Die Basisbatteriekapazität kann, abhängig von den Platzverhältnissen, in einem Gehäuse zusammengefasst oder auf mehrere Batteriepacks aufgeteilt sein. Auch eine Befestigung im Fahrzeug kann typabhängig unterschiedlich ausgeführt sein.It should be noted that a further method variant to the basic variant can consist in that a basic battery capacity for 150 to 250 km range is permanently installed in a front part of the vehicle (so-called front end) and / or in the rear area. The basic battery capacity can, depending on the space available, be combined in a housing or divided into several battery packs. Fastening in the vehicle can also be designed differently depending on the type.

In dieser weiteren Verfahrensvariante ist das Batteriefach des nicht aufgerüsteten Fahrzeugs leer. Zur Aufrüstung wird zusätzlich zur Batteriekapazität im Vorbau bzw. im Heckbereich die stärkere Antriebsbatterie 214-A oder 214-B in das leere Batteriefach eingebaut. Diese Variante hat den Vorteil, dass die Basisbatterie nicht ausgebaut werden muss und insgesamt mehr Batteriekapazität im Fahrzeug untergebracht werden kann als wenn lediglich das Batteriefach genutzt wird.In this further variant of the method, the battery compartment of the vehicle that has not been upgraded is empty. In addition to the battery capacity in the front or rear, the more powerful drive battery is used for upgrading 214-A or 214-B built into the empty battery compartment. This variant has the advantage that the basic battery does not have to be removed and overall more battery capacity can be accommodated in the vehicle than if only the battery compartment is used.

26 zeigt schematisch ein Stationslayout mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 16 in einer Draufsicht. Erfindungsgemäß erfolgt die zumindest temporäre Batteriekapazitäts-Aufrüstung mindestens eines Elektrofahrzeugs 1 über eine Vorrichtung 16, mit der eine Batteriekapazität einer in das Elektrofahrzeug eingebauten Basisbatterie 4 durch einen Einbauvorgang 11 eines aus mindestens einem Batteriemodul 12 bestehenden Aufrüstsatzes 13 in ein an einer Fahrzeugunterseite 8 angeordnetes Batteriefach 9 aufgerüstet wird (siehe auch Beschreibung zu den 1 und 2). 26th shows schematically a station layout with the device according to the invention 16 in a top view. According to the invention, the at least temporary battery capacity upgrade of at least one electric vehicle takes place 1 via a device 16 , with which a battery capacity of a basic battery installed in the electric vehicle 4th through an installation process 11 one of at least one battery module 12 existing upgrade kit 13 in one on a vehicle underside 8th arranged battery compartment 9 is upgraded (see also description of the 1 and 2 ).

Wie man der Darstellung entnimmt, besteht die Vorrichtung aus mehreren Komponenten. Eine hier gezeigte Anordnung der Komponenten ist als Beispiel zu verstehen und soll dazu dienen, einen grundsätzlichen Aufbau der Vorrichtung zu vermitteln.As can be seen from the illustration, the device consists of several components. An arrangement of the components shown here is to be understood as an example and is intended to convey a basic structure of the device.

Entsprechend der Darstellung umfasst die Vorrichtung 16 mindestens eine Aufrüststation 15, mindestens eine Datenbank 40 mit einem Datenbankmanagementsystem 93, mindestens eine Recheneinheit 92, mindestens eine mit der Datenbank verbundene Ein-/ Ausgabe-Einheit 32 für einen Fahrzeug-Nutzer 10, mindestens eine mit der Datenbank verbundene Ein-/Ausgabe-Einheit 31 für einen Betreiber der Vorrichtung, mindestens eine mit der Datenbank verbundene Schreib-/Lese-Einheit 76 für eine Erfassung eines am Batteriemodul angebrachten Ident-Datenträgers 77, mindestens eine mit der Datenbank verbundene Schreib-/Lese-Einheit 113 für eine Erfassung mindestens eines von einem Datenlogger 114 aufgezeichneten Aufrüstsatz-Aufladevorgangs, mindestens eine Versorgungseinrichtung 225 für eine Versorgung des Einbauvorgangs mit dem Aufrüstsatz, mindestens ein Handhabungsgerät 226 für den Einbauvorgang und bei der temporären Aufrüstung auch für einen Ausbauvorgang 14 und mindestens eine Fahrzeug-Aufnahme 120 für eine Aufnahme und Vorpositionierung des Fahrzeugs in einer für das Handhabungsgerät von der Fahrzeugunterseite her zugänglichen Position.According to the illustration, the device comprises 16 at least one upgrade station 15th , at least one database 40 with a database management system 93 , at least one processing unit 92 , at least one input / output unit connected to the database 32 for a vehicle user 10 , at least one input / output unit connected to the database 31 for an operator of the device, at least one read / write unit connected to the database 76 for the acquisition of an ID tag attached to the battery module 77 , at least one read / write unit connected to the database 113 for recording at least one from a data logger 114 recorded upgrade kit charging process, at least one supply device 225 to supply the installation process with the upgrade kit, at least one handling device 226 for the installation process and, in the case of temporary upgrading, also for an expansion process 14th and at least one vehicle mount 120 for receiving and pre-positioning the vehicle in a position that is accessible to the handling device from the underside of the vehicle.

Darüber hinaus kann die Vorrichtung weitere, hier nicht gezeigte Komponenten, beispielsweise eine Waschstraße für eine Unterbodenreinigung sowie Personenschutzeinrichtungen für die Mensch-Roboter-Kooperation (Safety-SPS, Schutzzäune, Lichtschranken, Kraftsensoren, Überwachungskameras etc.) umfassen.In addition, the device can include further components not shown here, for example a car wash for underbody cleaning as well as personal protection devices for human-robot cooperation (safety PLC, protective fences, light barriers, force sensors, surveillance cameras, etc.).

Zudem können, wie dargestellt, zumindest einzelne Komponenten, beispielsweise Ein-/Ausgabeeinheiten 31 und 32, Handhabungsgerät 226, Fahrzeug-Aufnahme 120, Pufferstation 27 sowie Schreib-/Lese-Einheit 76 auch mehrfach in der Vorrichtung vorhanden sein. Auf diese Weise lassen sich Bedarfe mehrerer Fahrzeug-Nutzer erfassen, mehrere Elektrofahrzeuge gleichzeitig aufrüsten und Batteriemodule sowie Versorgungs- und Einsatzaufträge entlang des anhand der 3 und 12 erläuterten Versorgungskreislaufs steuern und verfolgen.In addition, as shown, at least individual components, for example input / output units 31 and 32 , Handling device 226 , Vehicle recording 120 , Buffer station 27 and read / write unit 76 also be present several times in the device. In this way, the needs of several vehicle users can be recorded, several electric vehicles can be upgraded at the same time and battery modules as well as supply and deployment orders can be based on the 3 and 12 control and track the explained supply cycle.

Außerdem kann die Vorrichtung mehrere regional oder überregional verteilte Aufrüststationen an verschiedenen Standorten umfassen, wobei jede Station einen Aufbau ähnlich dem vorliegenden Stationslayout aufweist oder auch nur Teile der Vorrichtung beinhaltet. Die Stationen der verschiedenen Standorte können wiederum untereinander datentechnisch vernetzt sein. Mit einem Netzwerk verschiedener Standorte können kurze Anfahrtswege realisiert werden.In addition, the device can comprise several regionally or supra-regionally distributed upgrade stations at different locations, each station having a structure similar to the present station layout or only containing parts of the device. The stations of the different locations can in turn be networked with one another for data purposes. With a network of different locations, short journeys can be realized.

Zudem können sich überregional verteilte Stationen bei temporären Bedarfsspitzen über ihren jeweiligen Bestand untereinander aushelfen und so zur Vermeidung eines Entstehens von Versorgungsengpässen, beispielsweise aufgrund eines regionalen Ferienbeginns, beitragen.In addition, nationally distributed stations can help each other out in the event of temporary demand peaks via their respective inventory and thus avoid the occurrence of Supply bottlenecks, for example due to a regional holiday start, contribute.

Eine IT-Infrastruktur der Vorrichtung kann dementsprechend ein oder mehrere Datenbanken 40 umfassen. Ergebnisse des Planungsvorgangs 33 werden beispielsweise in einer zentralen Datenbank abgelegt, während standortspezifische Informationen, beispielsweise Versorgungs- und Einsatzaufträge, auch über dezentrale Datenbanken verwaltet werden können.An IT infrastructure of the device can accordingly have one or more databases 40 include. Results of the planning process 33 are stored in a central database, for example, while location-specific information, such as supply and deployment orders, can also be managed via decentralized databases.

Das Datenbankmanagementsystem kann in diesem Zusammenhang derart eingerichtet sein, dass die hier gezeigte Aufrüststation 15 auch auf dezentral verwaltete Daten anderer Aufrüststationen zugreifen kann. Zudem können bedarfserfassungs- und abrechnungsrelevante Daten, beispielsweise Nutzerkonten 73 und Rechnungen 208 auch redundant in mehreren dezentralen Datenbanken erfasst sein. Auf diese Weise lässt sich eine Blockchain für eine zuverlässige Authentifizierung einer Identität eines Fahrzeugnutzers, beispielsweise beim Bedarfserfassungsvorgang 30, sowie zur sicheren Abwicklung des Bezahlvorgangs 38 über Kryptowährungen realisieren.In this context, the database management system can be set up in such a way that the upgrade station shown here 15th can also access decentrally managed data from other upgrade stations. In addition, data relevant to the recording of needs and billing, for example user accounts 73 and bills 208 also be recorded redundantly in several decentralized databases. In this way, a blockchain can be used for reliable authentication of an identity of a vehicle user, for example during the needs registration process 30th , as well as for the secure processing of the payment process 38 Realize via cryptocurrencies.

Da die Funktion der hier gezeigten Vorrichtungskomponenten weitgehend aus der Verfahrensbeschreibung hervorgeht (vgl. 1 bis 25), wird im Folgenden lediglich auf die Komponenten eingegangen, die dort nicht zu finden bzw. zu denen zusätzliche Informationen verfügbar sind.Since the function of the device components shown here is largely evident from the process description (cf. 1 to 25th ), the following only deals with the components that cannot be found there or for which additional information is available.

Das Handhabungsgerät 226 für den Einbauvorgang und bei der temporären Aufrüstung auch für einen Ausbauvorgang kann beispielsweise ein unter dem Elektrofahrzeug angeordneter Scherenhubtisch sein (vgl. 46 in der US 2017/0259675 A1 ). Dieses Handhabungsgerät lässt sich entsprechend 31 der vorliegenden Erfindung verbessern.The handling device 226 For the installation process and for the temporary upgrade, also for a removal process, a scissor lift table arranged under the electric vehicle can be used (cf. 46 in the US 2017/0259675 A1 ). This handling device can be adjusted accordingly 31 of the present invention.

Handhabungsgeräte dieser Art sind für einen Standard-Service mit geringen Anforderungen an die Schnelligkeit der Aufrüstung vollkommen ausreichend, nicht jedoch für einen Express-Service. Dieser Express-Service lässt sich am besten mit einem menschgeführten Industrieroboter als Handhabungsgerät realisieren lässt. Auf die Möglichkeit eines Automatikbetriebs des Roboters über die Steuerung wird dabei im Hinblick auf einen Werkstatteinsatz verzichtet. Die Steuerung hat lediglich die Aufgabe, eine Führung nach dem Prinzip einer mechanisch wirkenden Kulisse zu simulieren. Dadurch ist die Bedienung mindestens so einfach wie die eines Handhabungsgeräts, bei gleichzeitig höherer Präzision, verbesserter Ergonomie und maximaler Zeitersparnis.Handling devices of this type are completely sufficient for a standard service with low requirements for the speed of the upgrade, but not for an express service. This express service can best be implemented with a human-operated industrial robot as a handling device. The possibility of automatic operation of the robot via the controller is dispensed with with regard to workshop use. The only task of the controller is to simulate a guide based on the principle of a mechanically acting backdrop. As a result, operation is at least as easy as that of a handling device, with higher precision, improved ergonomics and maximum time savings at the same time.

Dementsprechend ist die Vorrichtung 16 erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Handhabungsgerät ein mit einem Greifer 18 für den Aufrüstsatz und/oder mit einem Greifer 17 für einen demontierten Unterboden 124 ausgerüsteter Industrieroboter 19 ist, mit dem der jeweilige Greifer über eine Handbedieneinheit 21 einer mit der Datenbank über eine Datenschnittstelle 227 verbundenen Steuerung 22 in einer Mensch-Roboter-Kooperation entlang einer über die Steuerung vorgegebenen Bahnkurve 23 für den Ein- bzw. Ausbauvorgang positioniert wird, wobei am Greifer jeweils eine Ausgleichseinheit 26-A bzw. 26-B für einen Ausgleich einer Lageabweichung 24 des Fahrzeugs zu einer Soll-Lage 25 angeordnet ist.The device is accordingly 16 according to the invention characterized in that at least one handling device with a gripper 18th for the upgrade kit and / or with a gripper 17th for a dismantled sub-floor 124 equipped industrial robot 19th with which the respective gripper can be operated via a manual control unit 21st one with the database via a data interface 227 connected controller 22nd in human-robot cooperation along a trajectory given by the controller 23 is positioned for the installation or removal process, with a compensation unit on the gripper 26-A or. 26-B to compensate for a positional deviation 24 of the vehicle to a target position 25th is arranged.

Die Funktionsweise des menschgeführten Roboters geht im Einzelnen aus den 1 und 2 sowie 13 bis 20 hervor. Dort findet sich auch eine Erläuterung des erfindungsgemäßen Ausgleichsvorgangs über die Ausgleichseinheit 26-A bzw. 26-B sowie eine Zweckbestimmung der Datenschnittstelle 227 (siehe 13, automatischer Ladevorgang 119 der Bahnkurve).The functionality of the human-guided robot is detailed in the 1 and 2 and 13 to 20. There is also an explanation of the compensation process according to the invention via the compensation unit 26-A or. 26-B as well as a purpose of the data interface 227 (please refer 13 , automatic loading 119 the trajectory).

Die Aufrüststation 15 in 26 zeigt ein Layout mit menschgeführtem Roboter. Diese Ausführung eignet sich insbesondere für eine Express-Station. In anderen Aufrüststationen des Betreibers können demgegenüber auch einfache Handhabungsgeräte in Anlehnung an 31 eingesetzt werden.The upgrade station 15th in 26th shows a layout with a human-guided robot. This version is particularly suitable for an express station. On the other hand, simple handling devices based on 31 can be used.

An dieser Stelle wird nochmals darauf hingewiesen, dass der Roboter in Verbindung mit entsprechenden Personenschutzeinrichtungen auch im Automatikbetrieb betrieben werden kann, sofern der Betreiber der Vorrichtung Wert darauf legt.At this point it is pointed out again that the robot can also be operated in automatic mode in conjunction with appropriate personal protection devices, provided the operator of the device attaches importance to this.

Bevor die Versorgungseinrichtung 225 beschrieben wird lässt sich festhalten, dass die Vorrichtung 16 für eine zumindest temporäre Batteriekapazitäts-Aufrüstung mindestens eines Elektrofahrzeugs 1, mit der eine Batteriekapazität einer in das Elektrofahrzeug eingebauten Basisbatterie 4 durch einen Einbauvorgang 11 eines aus mindestens einem Batteriemodul 12 bestehenden Aufrüstsatzes 13 in ein an einer Fahrzeugunterseite 8 angeordnetes Batteriefach 9 aufgerüstet wird, mindestens eine Aufrüststation 15, mindestens eine Datenbank 40 mit einem Datenbankmanagementsystem 93, mindestens eine Recheneinheit 92, mindestens eine mit der Datenbank verbundene Ein-/ Ausgabe-Einheit 32 für einen Fahrzeug-Nutzer 10, mindestens eine mit der Datenbank verbundene Ein-/Ausgabe-Einheit 31 für einen Betreiber der Vorrichtung, mindestens eine mit der Datenbank verbundene Schreib-/Lese-Einheit 76 für eine Erfassung eines am Batteriemodul angebrachten Ident-Datenträgers 77, mindestens eine mit der Datenbank verbundene Schreib-/Lese-Einheit 113 für eine Erfassung mindestens eines von einem Datenlogger 114 aufgezeichneten Aufrüstsatz-Aufladevorgangs, mindestens eine Versorgungseinrichtung 225 für eine Versorgung des Einbauvorgangs mit dem Aufrüstsatz, mindestens ein Handhabungsgerät 226 für den Einbauvorgang und bei der temporären Aufrüstung auch für einen Ausbauvorgang 14 und mindestens eine Fahrzeug-Aufnahme 120 für eine Aufnahme und Vorpositionierung des Fahrzeugs in einer für das Handhabungsgerät von der Fahrzeugunterseite her zugänglichen Position umfasst und dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens eins der Handhabungsgeräte ein mit einem Greifer 18 für den Aufrüstsatz und/oder mit einem Greifer 17 für einen demontierten Unterboden 124 ausgerüsteter Industrieroboter 19 ist, mit dem der Greifer beim Ein- bzw. Ausbauvorgang über eine Handbedieneinheit 21 einer mit der Datenbank über eine Datenschnittstelle 227 verbundenen Steuerung 22 in einer Mensch-Roboter-Kooperation entlang einer über die Steuerung vorgegebenen Bahnkurve 23 positioniert wird, wobei am Greifer eine Ausgleichseinheit 26-A bzw. 26-B für einen Ausgleichsvorgang einer Lageabweichung 24 des Fahrzeugs zu einer Soll-Lage 25 angeordnet ist.Before the utility 225 is described it can be stated that the device 16 for an at least temporary battery capacity upgrade of at least one electric vehicle 1 , with which a battery capacity of a basic battery installed in the electric vehicle 4th through an installation process 11 one of at least one battery module 12 existing upgrade kit 13 in one on a vehicle underside 8th arranged battery compartment 9 is upgraded, at least one upgrade station 15th , at least one database 40 with a database management system 93 , at least one processing unit 92 , at least one input / output unit connected to the database 32 for a vehicle user 10 , at least one input / output unit connected to the database 31 for an operator of the device, at least one read / write unit connected to the database 76 for the acquisition of an ID tag attached to the battery module 77 , at least one read / write unit connected to the database 113 for an acquisition of at least one of one Data logger 114 recorded upgrade kit charging process, at least one supply device 225 to supply the installation process with the upgrade kit, at least one handling device 226 for the installation process and, for temporary upgrading, also for an expansion process 14th and at least one vehicle mount 120 for receiving and prepositioning the vehicle in a position that is accessible for the handling device from the underside of the vehicle and is characterized in that at least one of the handling devices has a gripper 18th for the upgrade kit and / or with a gripper 17th for a dismantled sub-floor 124 equipped industrial robot 19th is with which the gripper during the installation or removal process via a manual control unit 21st one with the database via a data interface 227 connected controller 22nd in human-robot cooperation along a trajectory given by the controller 23 is positioned, with a compensation unit on the gripper 26-A or. 26-B for a compensation process for a positional deviation 24 of the vehicle to a target position 25th is arranged.

Im Folgenden wird auf die Versorgungseinrichtung 225 eingegangen, mit der die Batteriemodule aus einem Bestand des Betreibers für den Einbauvorgang bereitgestellt und diesem nach einem Einsatzvorgang wieder zugeführt werden. Die Versorgungseinrichtung enthält dafür alle zur Durchführung des Versorgungsvorgangs 36 erforderliche Vorrichtungskomponenten. Der Versorgungsvorgang wurde bereits anhand von 12 beschrieben. Dort sind auch die entsprechenden Vorrichtungskomponenten und deren Funktion aufgeführt. In 26 ist die Versorgungsvorrichtung einschließlich einer möglichen Anordnung der dazu gehörigen Komponenten dargestellt.The following refers to the utility 225 received, with which the battery modules are provided from a stock of the operator for the installation process and fed back to this after an operation process. For this purpose, the supply facility contains everything needed to carry out the supply process 36 required device components. The supply process has already been carried out using 12 described. The corresponding device components and their function are also listed there. In 26th the supply device including a possible arrangement of the associated components is shown.

Die Versorgungseinrichtung 225 umfasst dementsprechend mindestens eine Lagerstation 103 mit einer Lagervorrichtung 102 und einer elektrischen Aufladevorrichtung 116 für ein bidirektionales Laden der Batteriemodule 12 während einer Lagerperiode, mindestens eine Vorbereitungsstation 108 mit mindestens einer elektrischen Aufladevorrichtung 109 für ein unidirektionales Laden des Aufrüstsatzes vor einem Einsatz im Fahrzeug, mindestens eine Aufbereitungsstation 111 für eine Aufrüstsatzprüfung und -aufbereitung nach dem Einsatz, mindestens eine Pufferstation 27 mit einer Zentrieraufnahme 215 für den Aufrüstsatz und/oder den demontierten Unterboden angeordnet neben dem Handhabungsgerät, und mindestens ein Transportmittel 105 oder Transporthilfsmittel für ein Transportieren des Aufrüstsatzes zwischen der Lagerstation und der Pufferstation.The utility 225 accordingly comprises at least one storage station 103 with a storage device 102 and an electric charger 116 for bidirectional charging of the battery modules 12 during a storage period, at least one preparation station 108 with at least one electrical charging device 109 for unidirectional charging of the upgrade kit before use in the vehicle, at least one processing station 111 for an upgrade kit test and preparation after use, at least one buffer station 27 with a centering mount 215 for the upgrade kit and / or the dismantled underbody arranged next to the handling device, and at least one means of transport 105 or transport aids for transporting the upgrade kit between the storage station and the buffer station.

Eine Lagerung der Batteriemodule kann dezentral und/oder zentral erfolgen. Bei dezentraler Lagerung hat zumindest ein Teil der Standorte eine eigene Lagerstation. Bei zentraler Lagerung verfügt die jeweilige Aufrüststation über kein eigenes oder lediglich ein kleines Lager. Die Versorgung erfolgt stattdessen über eine von mehreren Standorten gemeinsam genutzte zentral angeordnete Lagerstation. Eine Mischform aus zentraler und dezentraler Lagerung könnte dabei einen guten Kompromiss darstellen.The battery modules can be stored in a decentralized and / or centralized manner. With decentralized storage, at least some of the sites have their own storage station. With central storage, the respective upgrade station does not have its own or only a small warehouse. Instead, it is supplied via a centrally located storage station shared by several locations. A mixed form of centralized and decentralized storage could represent a good compromise.

Nach der Beschreibung zu 12 erfolgt eine Standortverfolgung der Batteriemodule im Rahmen des Bestandserfassungs- und -überwachungsvorgangs dadurch, dass beim Auslagerungs- und Kommissioniervorgang, Transportvorgang, Vorbereitungsvorgang, Bereitstellungsvorgang, Einbauvorgang, Ausbauvorgang, Aufbereitungsvorgang und Einlagerungsvorgang wiederholt ein am Batteriemodul angebrachter Ident-Datenträger 77 über die Schreib-/Lese-Einheit 76 erfasst wird.According to the description too 12 The location of the battery modules is tracked as part of the inventory recording and monitoring process in that during the removal and picking process, transport process, preparation process, provision process, installation process, removal process, preparation process and storage process, an identification data carrier attached to the battery module is repeated 77 via the read / write unit 76 is captured.

Dementsprechend ist die Lagerstation 103, die Vorbereitungsstation 108, die Aufbereitungsstation 111 und die Pufferstation 27 für die Erfassung des am Batteriemodul angebrachten Ident-Datenträgers 77 jeweils mit der Schreib-/Lese-Einheit 76 ausgestattet.The storage station is accordingly 103 , the prep station 108 , the processing station 111 and the buffer station 27 for capturing the ID tag attached to the battery module 77 each with the read / write unit 76 fitted.

Auf diese Weise lässt sich eine Transparenz über den tatsächlichen Lager- bzw. Umlaufbestand erzielen und eine Wiederauffindbarkeit eines bestimmten Batteriemoduls gewährleisten.In this way, transparency about the actual inventory or inventory in circulation can be achieved and a certain battery module can be found again.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung dieser Erfindung befindet sich in der Lager-, Vorbereitungs-, Aufbereitungs- und Pufferstation zudem jeweils eine Ein-/Ausgabe-Einheit 31. Auf diese Weise lässt sich ein Durchlauf eines Versorgungs- und Einsatzauftrags, mit dem der Versorgungskreislauf mithilfe der Versorgungseinrichtung gesteuert wird, betreiberseitig verfolgen. Das ist insbesondere dann von Vorteil, wenn für die einzelnen Vorgänge verschiedene Mitarbeiter zuständig sind und die einzelnen Arbeitsstationen weit auseinanderliegen.In a particularly advantageous embodiment of this invention, there is also an input / output unit in each of the storage, preparation, processing and buffering stations 31 . In this way, a run of a supply and deployment order, with which the supply circuit is controlled with the aid of the supply device, can be tracked by the operator. This is particularly advantageous when different employees are responsible for the individual processes and the individual workstations are far apart.

Nach 8 kann die Ein-/Ausgabe-Einheit 31 des Betreibers beispielsweise ein mit der Datenbank vernetzter PC mit Tastatur bzw. Maus, Monitor und Drucker, ein Laptop, ein Terminal oder auch ein Mobiltelefon mit Computerfunktionalität (Smart-Phone) sein. Für die Ein-/Ausgabe-Einheit 32 des Fahrzeug-Nutzers gilt entsprechendes. Auch eine im Elektrofahrzeug installierte Computer-Konsole eines Navigationsgeräts eignet sich als Ein-/Ausgabe-Einheit 32. Entscheidend ist eine Konnektivität der Ein-/Ausgabe-Einheiten 31 und 32 zur Datenbank 40 über das Datenbankmanagementsystem 93. Ein Datenaustausch zwischen Ein-/Ausgabe-Einheit und Datenbank bzw. Datenbankmanagementsystem kann kabelgebunden oder drahtlos erfolgen und durch ein Programm (Anwendungssoftware, „App“) unterstützt sein. Das Programm hat dabei die Aufgabe, eine Kommunikation des Fahrzeug-Nutzers bzw. des Betreibers mit der Datenbank über die Ein-/Ausgabe-Einheiten und das Datenbankmanagementsystem zu erleichtern und verfügt dazu über eine graphische Benutzeroberfläche 324 oder 325 mit Fenstern, Dialogen und Menüs für eine Bearbeitung von Eingaben zu folgenden Vorgängen des Versorgungskreislaufs 29 (vgl. 3): Bedarfserfassungsvorgang 30, Planungsvorgang 33, Bewirtschaftungsvorgang 34, Dispositionsvorgang 35, Versorgungsvorgang 36, Einbauvorgang 11, Einsatzvorgang 37, Ausbauvorgang 14 und Bezahlvorgang 38.To 8th can be the input / output unit 31 of the operator can be, for example, a PC with a keyboard or mouse, monitor and printer, a laptop, a terminal or a mobile phone with computer functionality (smart phone) networked with the database. For the input / output unit 32 of the vehicle user applies accordingly. A computer console of a navigation device installed in the electric vehicle is also suitable as an input / output unit 32 . The connectivity of the input / output units is crucial 31 and 32 to the database 40 via the database management system 93 . A data exchange between the input / output unit and the database or database management system can take place in a wired or wireless manner and be supported by a program (application software, “app”). The task of the program is to create a To facilitate communication of the vehicle user or the operator with the database via the input / output units and the database management system and has a graphical user interface for this purpose 324 or 325 With windows, dialogs and menus for processing entries for the following processes in the supply cycle 29 (see. 3 ): Demand recording process 30th , Planning process 33 , Management process 34 , Disposition process 35 , Supply process 36 , Installation process 11 , Deployment process 37 , Removal process 14th and payment process 38 .

Graphische Benutzeroberflächen sind in der Informationsverarbeitung Stand der Technik, so dass deren Aufbau und Funktionsweise an dieser Stelle nicht weiter vertieft werden muss. Neu im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine Benutzeroberfläche für die o.g. Vorgänge. Der Ablauf dieser Vorgänge und der damit verbundene Datenfluss gehen aus der Verfahrensbeschreibung hervor. Damit dürfte es einem Fachmann ohne weiteres möglich sein, entsprechende Fenster, Dialoge und Menüs einer Benutzeroberfläche zu programmieren. Die Benutzeroberfläche für Fahrzeug-Nutzer und Betreiber kann dabei unterschiedlich aufgebaut sein.Graphic user interfaces are state of the art in information processing, so that their structure and mode of operation do not need to be further elaborated at this point. New within the scope of the present invention is a user interface for the o.g. Operations. The sequence of these processes and the associated data flow emerge from the process description. It should therefore be possible for a person skilled in the art to program appropriate windows, dialogs and menus of a user interface. The user interface for vehicle users and operators can be structured differently.

Ein Beispiel für eine Benutzeroberfläche 324 der Ein-/Ausgabe-Einheit 32 des Fahrzeug-Nutzers ist in Einzelheit Z1 dargestellt. Die Benutzeroberfläche wird über eine Anzeige 326 der Ein-/Ausgabe-Einheit angezeigt und fordert hier den Fahrzeug-Nutzer auf, entsprechende Eingaben zum Bedarfserfassungserfassungsvorgang zu tätigen. Wie man erkennt, kann der Zugriff des Fahrzeug-Nutzers auf einen Teil der o.g. Vorgänge beschränkt sein.An example of a user interface 324 the input / output unit 32 of the vehicle user is in detail Z1 shown. The user interface is via a display 326 the input / output unit is displayed and here asks the vehicle user to make appropriate entries for the needs recording process. As can be seen, the vehicle user's access can be limited to some of the above-mentioned processes.

In Ergänzung zu den bereits weiter oben festgehaltenen Merkmalen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird fixiert, dass die Ein-/Ausgabe-Einheiten 31 und 32 eine graphische Benutzeroberfläche 324 oder 325 für eine Bearbeitung von Eingaben des Fahrzeug-Nutzers bzw. des Betreibers zu einem Bedarfserfassungsvorgang 30, Planungsvorgang 33, Bewirtschaftungsvorgang 34, Dispositionsvorgang 35, Versorgungsvorgang 36, Einbauvorgang 11, Einsatzvorgang 37, Ausbauvorgang 14 und Bezahlvorgang 38 des Aufrüstsatzes 13 aufweisen, wobei die Benutzeroberfläche 324 für den Fahrzeug-Nutzer auf einen Teil dieser Vorgänge beschränkt sein kann.In addition to the features of the device according to the invention already recorded above, it is fixed that the input / output units 31 and 32 a graphical user interface 324 or 325 for processing inputs from the vehicle user or the operator for a needs recording process 30th , Planning process 33 , Management process 34 , Disposition process 35 , Supply process 36 , Installation process 11 , Deployment process 37 , Removal process 14th and payment process 38 of the upgrade kit 13 have, with the user interface 324 for the vehicle user can be limited to a part of these processes.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass zumindest die Ein-/ Ausgabe-Einheit 32 eines der Fahrzeug-Nutzer ein Smartphone mit einer Anwendungssoftware für einen Informationsaustausch zwischen dem Fahrzeug-Nutzer und der Datenbank 40 über das Datenbankmanagementsystem 93 als auch zwischen dem Fahrzeug-Nutzer und dem Betreiber der Vorrichtung ist.In this context, it should be noted that at least the input / output unit 32 one of the vehicle users has a smartphone with application software for information exchange between the vehicle user and the database 40 via the database management system 93 as well as between the vehicle user and the operator of the device.

Eine Programmierung einer entsprechenden Anwendungssoftware mit der in der Verfahrensbeschreibung offenbarten Funktionalität sowie einer graphischen Benutzeroberfläche wird einem Fachmann kaum Schwierigkeiten bereiten.Programming appropriate application software with the functionality disclosed in the description of the method and with a graphical user interface will hardly cause any difficulties for a person skilled in the art.

27 zeigt schematisch die Fahrzeug-Aufnahme 120 in Form einer Hebebühne in einer Seitenansicht. Mit der Fahrzeug-Aufnahme wird das Elektrofahrzeug 1 an einem dafür vorgesehenen stabilen Bereich an der Fahrzeugunterseite 8 aufgenommen und in eine für den Roboter 19 mit dem Greifer 17 oder 18 von unten zugängliche Position angehoben. Räder und Federung haben somit keinen Einfluss auf eine Lagegenauigkeit des Fahrzeugs, insbesondere wenn beim Einbauvorgang erfindungsgemäß Druck auf die Fahrzeugunterseite ausgeübt wird (siehe 13). 27 shows schematically the vehicle mount 120 in the form of a lifting platform in a side view. The electric vehicle becomes with the vehicle recording 1 in a stable area provided for this purpose on the underside of the vehicle 8th included and in one for the robot 19th with the gripper 17th or 18th Raised position accessible from below. Wheels and suspension therefore have no influence on the positional accuracy of the vehicle, in particular if pressure is exerted on the underside of the vehicle during the installation process (see FIG 13 ).

Als Fahrzeug-Aufnahme eignet sich beispielsweise eine Hebebühne, die in Servicewerkstätten ohnehin vorhanden ist. Es versteht sich von selbst, dass eine Zugänglichkeit an der Fahrzeugunterseite auch über eine Auffahrrampe oder eine Halle mit zwei Geschossebenen bzw. einer Grube geschaffen werden kann, allerdings steht das Fahrzeug dann auf Rädern, was für das eingangs beschriebene Verfahren aus besagten Gründen nicht unbedingt von Vorteil ist. Daher wird eine Vorrichtung mit Hebebühne bevorzugt.A lifting platform, for example, which is already available in service workshops, is suitable as a vehicle mount. It goes without saying that accessibility to the underside of the vehicle can also be created via a ramp or a hall with two storeys or a pit, but the vehicle is then on wheels, which is not necessarily of the above-mentioned reasons for the method described above Advantage is. Therefore, a device with a lifting platform is preferred.

Allerdings lässt sich auch mit einer Hebebühne eine genaue Positionierung des Fahrzeugs zum Roboter kaum erreichen. In der Praxis wird eine Lageabweichung 24 von der programmierten Soll-Lage 25 des Fahrzeugs mehrere Zentimeter betragen. Aufgrund des erfindungsgemäßen Ausgleichsvorgangs mit der Ausgleichseinheit 26-A bzw. 26-B sind Lageabweichungen im Zentimeterbereich bezogen auf die Koordinatenrichtungen X und Y des Bezugskoordinatensystems kein Problem und werden über den Ausgleichsvorgang ausgeglichen (siehe 18 bis 20).However, accurate positioning of the vehicle in relation to the robot can hardly be achieved even with a lifting platform. In practice there is a positional deviation 24 of the programmed target position 25th of the vehicle are several centimeters. Due to the compensation process according to the invention with the compensation unit 26-A or. 26-B Positional deviations in the centimeter range in relation to the coordinate directions X and Y of the reference coordinate system are not a problem and are compensated for using the compensation process (see 18th to 20th ).

Eine Lageabweichung in der Koordinatenrichtung Z kann allerdings zum Problem werden, wenn eine beim Programmiervorgang der Bahnkurve vorgesehene Einbauhöhe H der Fahrzeugunterseite 8 beim Anheben des Fahrzeugs durch Unaufmerksamkeit deutlich unterschritten wird. Beim Ein- oder Ausbauvorgang kann es dann zu einer Kollision mit entsprechenden Schäden am Fahrzeug kommen.A positional deviation in the coordinate direction Z can, however, become a problem if the installation height H of the underside of the vehicle is provided during the programming process of the trajectory 8th when the vehicle is raised due to inattention. During the installation or removal process, a collision with corresponding damage to the vehicle can then occur.

Um das zu verhindern, schlägt die Erfindung eine Hebebühne 228 mit mindestens einem mit der Steuerung 22 über eine Signalleitung oder eine drahtlose Verbindung verbundenen Endschalter 229 vor. Erst wenn eine beim Programmiervorgang vorgesehene Einbauhöhe H mindestens erreicht ist und der Endschalter ein dementsprechendes Signal an die Steuerung abgibt, wird die Handbedieneinheit 21 über die Steuerung für eine Bedienung durch den Mitarbeiter freigegeben. Ansonsten wird ein Positioniervorgang 125, 126 oder 134-A über die Handbedieneinheit steuerungsseitig unterbunden.To prevent that, the invention proposes a lifting platform 228 with at least one with the controller 22nd Limit switches connected via a signal line or a wireless connection 229 in front. Only when the installation height H provided during the programming process is at least reached and the limit switch gives a corresponding signal the control gives up, the manual control unit becomes 21st released via the control for operation by the employee. Otherwise there is a positioning process 125 , 126 or 134-A prevented via the manual control unit on the control side.

Die Fahrzeug-Aufnahme 120 für die Aufnahme und Vorpositionierung des Fahrzeugs ist demzufolge eine Hebebühne 228 mit mindestens einem mit der Steuerung 22 verbundenen Endschalter 229, wobei der Endschalter in einer für den Einbauvorgang vorgesehenen Einbauhöhe H angeordnet ist und beim Erreichen der Einbauhöhe ein Signal an die Steuerung für eine Freigabe der Handbedieneinheit 21 für einen Positioniervorgang 125, 126 oder 134-A des Roboters an der Fahrzeugunterseite 8 gibt.The vehicle recording 120 A lifting platform is therefore required for picking up and pre-positioning the vehicle 228 with at least one with the controller 22nd connected limit switch 229 , wherein the limit switch is arranged at an installation height H provided for the installation process and, when the installation height is reached, a signal is sent to the controller for a release of the manual control unit 21st for a positioning process 125 , 126 or 134-A of the robot on the underside of the vehicle 8th gives.

28 zeigt schematisch den Greifer 18 für den Aufrüstsatz. Einige Komponenten des Greifers und deren Funktion wurden bereits in der Verfahrensbeschreibung erläutert. Die Verfahrensbeschreibung, insbesondere die Ausführungen zu den 13, 19, 20, 22 und 23 sind daher im Folgenden als mitgeltende Dokumentation zur Vorrichtung anzusehen. 28 shows schematically the gripper 18th for the upgrade kit. Some components of the gripper and their function have already been explained in the description of the process. The description of the procedure, in particular the comments on the 13 , 19th , 20th , 22nd and 23 are therefore to be regarded as applicable documentation for the device in the following.

Vergleicht man vorliegende Abbildung mit 19, wurden dem Greifer funktionsrelevante Merkmale hinzugefügt, die dort aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht aufgeführt sind.If one compares this figure with 19th , function-relevant features have been added to the gripper, which are not listed there for reasons of clarity.

Insbesondere weist der Greifer nunmehr eine zusätzliche Druckplatte 236-A mit Druckzylindern 164-A auf. Die Druckzylinder haben die Aufgabe, über die Druckplatte einen für den Stütz- bzw. Andrückvorgang 135 benötigten Anpressdruck bereitzustellen. Weitere neu hinzugekommene Merkmale sind Endlagensensorik 170, Schnittstelle 231-A für einen Greiferwechsel und Stellglied 235-A für einen nach dem Ausgleichvorgang 137-A durchgeführten Reset des Greifers.In particular, the gripper now has an additional pressure plate 236-A with printing cylinders 164-A. The task of the pressure cylinders is to provide a support or pressure process via the pressure plate 135 provide the required contact pressure. Further new features are end position sensors 170 , Interface 231-A for a gripper change and actuator 235-A for one after the balancing process 137-A carried out reset of the gripper.

Der hier dargestellte Greifer besteht im Wesentlichen aus einem Grundkörper 176-A, der über die Schnittstelle 231-A wechselbar am Roboter 19 befestigt ist, einer beweglichen Komponente 175-A, die über eine mechanische Toleranzausgleichseinheit 233-A der erfindungsgemäßen Ausgleichseinheit 26-A mit dem Grundkörper beweglich verbunden ist und der Druckplatte 236-A, auf der an einer Oberseite eine Greif-/Zentrier-Einheit 129 zur Aufnahme eines Batteriemoduls 12 bzw. eines Aufrüstsatzes 13 angeordnet ist.The gripper shown here essentially consists of a base body 176-A that is through the interface 231-A changeable on the robot 19th is attached, a movable component 175-A that have a mechanical tolerance compensation unit 233-A the compensation unit according to the invention 26-A is movably connected to the base body and the pressure plate 236-A , on top of which a gripping / centering unit 129 to accommodate a battery module 12 or an upgrade kit 13 is arranged.

Die Ausgleichseinheit 26-A für den Ausgleichsvorgang 137-A, die in der hier dargestellten Ausführung zusätzlich Stellglieder 235-A für einen Reset des Greifers nach dem Ausgleichsvorgang umfasst, ist vom grundsätzlichen Aufbau mit der in 29 erläuterten Ausführung 26-B identisch. Bzgl. einer genauen Beschreibung wird daher auf 29 verwiesen.The compensation unit 26-A for the adjustment process 137-A , which in the version shown here also have actuators 235-A for a reset of the gripper after the balancing process is based on the basic structure with the in 29 explained execution 26-B identical. Concerning. a detailed description is therefore given on 29 referenced.

Die Greif-/Zentrier-Einheit 129 besteht aus einem Parallelgreifer mit Greifbacken 237-A. Um ein Batteriemodul 12 bzw. einen Aufrüstsatz 13 aufzunehmen und zum Greifer zu zentrieren, bewegen sich die Greifbacken beim Greif- und Zentriervorgang 130 synchron aufeinander zu.The gripping / centering unit 129 consists of a parallel gripper with gripper jaws 237-A . To a battery module 12 or an upgrade kit 13 pick up and center to the gripper, the gripper jaws move during the gripping and centering process 130 synchronously towards each other.

Parallelgreifer gibt es in verschiedenen Ausführungen und sind Stand der Technik, so dass an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen wird.Parallel grippers are available in various designs and are state of the art, so they will not be discussed in more detail here.

Bei der hier gezeigten Druckzylinderanordnung zwischen Druckplatte 236-A und beweglicher Komponente 175-A umfasst der Greifer mindestens zwei Druckzylinder. Alternativ kann der Druckzylinder zwischen der Schnittstelle 231-A und dem Grundkörper 176-A des Greifers angeordnet sein. In diesem Fall ist lediglich ein Druckzylinder erforderlich.In the printing cylinder arrangement shown here between the printing plate 236-A and moving component 175-A the gripper comprises at least two pressure cylinders. Alternatively, the pressure cylinder can be between the interface 231-A and the main body 176-A be arranged of the gripper. In this case, only one printing cylinder is required.

Mithilfe einer Drucksensorik 202-A wird der jeweilige Zylinderdruck beim Stütz- bzw. Andrückvorgang aufgenommen, überwacht und geregelt. Dafür eignen sich beispielsweise handelsübliche Piezoelemente. Die Drucksensorik ermöglich beim Einbauvorgang 11 eine kontrollierte, kraftgeregelte Verrastung der batteriemodulseitig angebrachten Ver- und Entriegelungseinheit 166 am Adapter und zudem einen Sicherungsmechanismus beim Ausbauvorgang 14.With the help of a pressure sensor 202-A the respective cylinder pressure is recorded, monitored and regulated during the supporting or pressing process. Commercially available piezo elements, for example, are suitable for this. The pressure sensors enable during the installation process 11 a controlled, force-regulated latching of the locking and unlocking unit attached to the battery module 166 on the adapter and also a safety mechanism during the removal process 14th .

Indem der Andrückvorgang beim Einbauvorgang 11 vorzugsweise über die kraftgeregelten Druckzylinder und nicht direkt über den Roboter erfolgt, werden eine zu hohe Krafteinwirkung auf die Fahrzeugunterseite, den Aufrüstsatz und den Adapter und somit Beschädigungen verhindert.By the pressing process during the installation process 11 preferably via the force-controlled pressure cylinder and not directly via the robot, excessive force on the underside of the vehicle, the upgrade kit and the adapter and thus damage are prevented.

Durch Überwachung des Zylinderdrucks beim Ausbauvorgang 14 lässt sich zudem erreichen, dass der Entriegelungsvorgang 195 beim hauptboden- oder schwellerseitig angeordneten Adapter über die Handbedieneinheit erst erfolgen kann, nachdem die Steuerung über die Drucksensorik eine korrekte Abstützung des Aufrüstsatzes erfasst hat. Dadurch kann eine unkontrollierte Entriegelung und damit eine Mitarbeitergefährdung durch herunterfallende Batteriemodule vermieden werden (vgl. 23).By monitoring the cylinder pressure during the removal process 14th can also achieve that the unlocking process 195 in the case of the adapter arranged on the main floor or sill side, this can only take place via the manual control unit after the control has detected correct support of the upgrade kit via the pressure sensor system. This avoids uncontrolled unlocking and thus a risk to employees from falling battery modules (cf. 23 ).

Eine permanente Zylinderdrucküberwachung trägt darüber hinaus bei der Mensch-Roboter-Kooperation zum Personenschutz bei, indem ein plötzlicher Druckanstieg infolge einer menschlichen Berührung von der Steuerung erkannt und daraufhin eine Bewegung des Greifers gestoppt wird.Permanent cylinder pressure monitoring also contributes to personal protection in human-robot cooperation, in that a sudden increase in pressure due to human contact is recognized by the controller and the movement of the gripper is then stopped.

Über die Endlagensensorik 170 wird beim Einbauvorgang 11 zudem aus Sicherheitsgründen erfasst, ob alle Batteriemodule in den Adapter korrekt eingerastet sind, bevor der Stütz- bzw. Andrückvorgang 135 beendet und der Greifer zwecks manueller Verschraubung aus einem Arbeitsraum des Werkers entfernt wird. Die Endlagensensorik überwacht eine Stellung des Riegels 165 der batteriemodulseitigen Ver- und Entriegelungseinheit 166. Die Endlagensensorik ist mit der Steuerung verbunden und kann entweder batteriemodul- oder greiferseitig angeordnet sein.Via the end position sensors 170 becomes during the installation process 11 also recorded for safety reasons whether all battery modules in the adapter are correct are engaged before the supporting or pressing process 135 finished and the gripper is removed from a workspace of the worker for manual screwing. The end position sensors monitor a position of the bolt 165 the battery module-side locking and unlocking unit 166 . The end position sensors are connected to the control and can either be arranged on the battery module or on the gripper side.

Bei batteriemodulseitiger Anordnung ist eine Kabelverbindung zur Steuerung unzweckmäßig. Die Erfindung schlägt daher vor, in diesem Fall eine drahtlose Verbindung über eine Sende-/Empfangseinheit 230-A zu verwenden, die entweder stationär oder, wie hier dargestellt, greiferseitig angeordnet ist.In the case of an arrangement on the battery module side, a cable connection to the control is inexpedient. The invention therefore proposes in this case a wireless connection via a transmitting / receiving unit 230-A to be used, which is either stationary or, as shown here, arranged on the gripper side.

Bei greiferseitiger Anordnung ist dagegen eine feste Kabelverbindung zur Steuerung möglich, die deutlich einfacher und kostengünstiger zu realisieren ist.In the case of an arrangement on the gripper side, on the other hand, a fixed cable connection to the control is possible, which is much easier and cheaper to implement.

In der hier dargestellten greiferseitigen Anordnung ist die Endlagensensorik am Mitnehmer 197 angebracht bzw. in die Mitnehmerbetätigungseinheit 199 integriert.In the arrangement shown here on the gripper side, the end position sensors are on the driver 197 attached or in the driver actuation unit 199 integrated.

Wie in 23 erläutert, dient der Mitnehmer beim Ausbauvorgang 14 zur Entriegelung des in die adapterseitige Nut 167 eingerasteten Riegels 165.As in 23 explained, the driver is used during the removal process 14th to unlock the groove in the adapter side 167 latched latch 165 .

Wenn der Riegel in die Nut nicht richtig eingerastet ist, kehrt der Mitnehmer, der über die in 23 gezeigte Mitnehmeraufnahme 198 mit dem federbeaufschlagten Riegel gekoppelt ist, trotz Rückstellkraft der Feder 168 nicht in seine Ausgangslage zurück. Die Steuerung erhält dementsprechend von der Endlagensensorik am Mitnehmer bzw. in der Mitnehmeraufnahme über ein Erreichen der Endlage kein Signal.If the bolt is not properly engaged in the groove, the driver that moves over the in 23 shown driver mount 198 is coupled to the spring-loaded bolt, despite the restoring force of the spring 168 does not return to its original position. The control accordingly receives no signal from the end position sensors on the driver or in the driver receptacle that the end position has been reached.

Abschließend wird festgehalten, dass der Greifer 18 für den Aufrüstsatz 13 eine Greif-/Zentrier-Einheit 129 für ein zentriertes Greifen des Aufrüstsatzes, mindestens einen kraftgeregelten Druckzylinder 164-A mit einer mit der Steuerung 22 verbundenen Drucksensorik 202-A für eine kontrollierte, über einen Andrückvorgang 135 mit dem Greifer erfolgende Verrastung einer batteriemodulseitig angebrachten Ver- und Entriegelungseinheit 166 in einer Nut 167 eines Adapters 43, eine mit der Steuerung verbundene Endlagensensorik 170 für eine steuerungsseitige Prüfung der Verrastung und die Ausgleichseinheit 26-A für den Ausgleich der Lageabweichung 24 enthält und darüber hinaus eine Sende-/Empfangseinheit 230-A für eine drahtlose Verbindung mit der Steuerung sowie mindestens einen Mitnehmer (197) mit einer Mitnehmerbetätigungseinheit (199) für eine Entriegelung der Ver- und Entriegelungseinheit beim Ausbauvorgang (14) enthalten kann.Finally it is noted that the gripper 18th for the upgrade kit 13 a gripping / centering unit 129 for centered gripping of the upgrade kit, at least one force-controlled pressure cylinder 164-A with one with the controller 22nd connected pressure sensors 202-A for a controlled, via a pressing process 135 latching of a locking and unlocking unit attached to the battery module with the gripper 166 in a groove 167 an adapter 43 , a limit position sensor connected to the control 170 for a control-side check of the locking and the compensation unit 26-A to compensate for the positional deviation 24 contains and also a transmitter / receiver unit 230-A for a wireless connection with the control and at least one driver ( 197 ) with a driver actuation unit ( 199 ) for unlocking the locking and unlocking unit during the removal process ( 14th ) may contain.

29 zeigt schematisch den Greifer 17 für den Unterboden. In Anlehnung an den Aufbau des Greifers 18 besteht der Greifer 17 im Wesentlichen aus einem Grundkörper 176-B, der über die Schnittstelle 231-B wechselbar am Roboter 19 befestigt ist sowie einer beweglichen Komponente 175-B, die über eine mechanische Toleranzausgleichseinheit 233-B der erfindungsgemäßen Ausgleichseinheit 26-B mit dem Grundkörper beweglich verbunden ist und an der eine Druckplatte 236-B mit einer Greif-/Zentrier-Einheit 131 angebracht ist. 29 shows schematically the gripper 17th for the sub-floor. Based on the structure of the gripper 18th insists the gripper 17th essentially from a base body 176-B that is through the interface 231-B changeable on the robot 19th is attached and a movable component 175-B that have a mechanical tolerance compensation unit 233-B the compensation unit according to the invention 26-B is movably connected to the base body and on which a pressure plate 236-B with a gripping / centering unit 131 is appropriate.

Die Schnittstelle 231-B am Greifer 17 kann eine automatische Greifer-Wechselschnittstelle sein, so dass der Aufrüstsatz 13 und der Unterboden 124 in Verbindung mit einem Greiferwechsel mit demselben Roboter gehandhabt werden können. Um von dieser Möglichkeit Gebrauch zu machen, ist die Schnittstelle 231-A am Greifer 18 auch als automatische Greifer-Wechselschnittstelle ausgebildet. Über eine Betätigung der automatischen Greifer-Wechselschnittstelle mit der Handbedieneinheit 21 lassen sich Greifer 17 und 18 abwechselnd vom Roboter aufnehmen und nutzen. Bei Nichtgebrauch wird der entsprechende Greifer in Reichweite des Roboters, beispielsweise in der Pufferstation abgelegt.the interface 231-B on the gripper 17th can be an automatic gripper change interface, so that the upgrade kit 13 and the sub-floor 124 in connection with a gripper change can be handled with the same robot. To make use of this possibility, the interface 231-A on the gripper 18th also designed as an automatic gripper change interface. By actuating the automatic gripper change interface with the manual control unit 21st let gripper 17th and 18th alternately pick up and use by the robot. When not in use, the corresponding gripper is placed within reach of the robot, for example in the buffer station.

Die Greif-/Zentriereinheit 131 besteht beim Greifer 17 aus einem Zentriergreifer 183 sowie einer weiteren Zentriereinheit 161, beinhaltet also gegenüber dem Greifer 18 eine zusätzliche Zentrierfunktion.The gripping / centering unit 131 exists with the gripper 17th from a centering gripper 183 and another centering unit 161 , so includes opposite the gripper 18th an additional centering function.

Der Zentriergreifer 183 für eine Zentrierung des Unterbodens zum Greifer kann vom Aufbau her der beim Greifer 18 verwendeten Greif-/Zentrier-Einheit 129 entsprechen, d.h. es ist ein Parallelgreifer einsetzbar, dessen Geometrie jedoch eine andere sein kann. Das gilt insbesondere für die Greifbacken 237-A bzw. 237-B, die jeweils auf das zu greifende Bauteil Unterboden bzw. Batteriemodul abgestimmt sind.The centering gripper 183 for centering the underbody to the gripper, the structure of the gripper 18th used gripping / centering unit 129 correspond, ie a parallel gripper can be used, the geometry of which, however, can be different. This applies in particular to the gripper jaws 237-A or. 237-B that are matched to the sub-floor or battery module to be gripped.

Für die Zentriereinheit 161 gibt es beim Greifer 17 kein entsprechendes Pendant. Eine Zentrierung erfolgt dort über eine Zentrierschräge am Batteriemodul (vgl. 19).For the centering unit 161 is available with the gripper 17th no corresponding counterpart. Centering takes place there via a centering slope on the battery module (cf. 19th ).

Aufgabe der Zentriereinheit 161 ist eine Zentrierung des Greifers zu fahrzeugseitigen Schwellern 180. Die Zentrierung erfolgt im Rahmen des mechanischen Toleranzausgleichs 157-B (siehe 20). In der hier dargestellten Ausführung besteht die Zentriereinheit 161 aus spiegelsymmetrisch links und rechts außen am Greifer angebrachten Schwenkspannern 182, die jeweils über eine Schwenkmechanik 238 an fahrzeugseitigen Schwellern 180 zur Anlage gebracht werden.Task of the centering unit 161 is a centering of the gripper to the vehicle side rocker panels 180 . The centering takes place within the framework of the mechanical tolerance compensation 157-B (please refer 20th ). In the version shown here, there is the centering unit 161 from swing clamps attached to the outside of the gripper with mirror symmetry on the left and right 182 , each with a swivel mechanism 238 on the vehicle side sills 180 be brought to the facility.

Die Schwenkspanner können, wie mit durchgezogenen Linien dargestellt, entweder beide auf einer Außenseite des jeweiligen Schwellers oder, wie mit gestrichelten Linien dargestellt, beide auf einer Innenseite des jeweiligen Schwellers angeordnet sein.The swing clamps can, as shown with solid lines, either both be arranged on an outer side of the respective rocker or, as shown with dashed lines, both be arranged on an inner side of the respective rocker.

Alternativ können beide Schwenkspanner entweder einem linken oder einem rechten Schweller zugeordnet und demzufolge unsymmetrisch am Greifer angebracht sein, wobei ein Schwenkspanner auf der Außenseite und ein Schwenkspanner auf der Innenseite des Schwellers zur Anlage gebracht wird.Alternatively, both swing clamps can be assigned to either a left or a right rocker and consequently be attached asymmetrically to the gripper, a swing clamp being brought to bear on the outside and a swing clamp on the inside of the rocker.

Eine Beschädigung der lackierten Schwelleraußenseiten lässt sich über Schutzkappen oder durch Bekleben der Schweller mit einem Schutzklebeband vermeiden.Damage to the painted outer side of the sill can be avoided by using protective caps or by sticking protective tape on the sill.

Die Schwenkspanner werden vorzugsweise kraftgeregelt am Schweller zur Anlage gebracht. Die Schwenkmechanik besteht dazu beispielsweise aus pneumatisch betätigten Servo-Schwenkzylindern. Eine Funktionsweise der Schwenkspanner ist in 20 beschrieben.The swing clamps are preferably brought into contact with the sill in a force-controlled manner. The swivel mechanism consists, for example, of pneumatically operated servo swivel cylinders. One way in which the swing clamps work is in 20th described.

Die hier gezeigte Ausführung der Zentriereinheit 161 ist als Beispiel zu verstehen. Anstelle der Schwenkspanner können auch andere Mechanismen zur Realisierung der Zentriereinheit verwendet werden. Beispielsweise kann ein Parallelspanner analog dem Zentriergreifer 183 zum Einsatz kommen. Zudem können Zentriereinheit 161 und Zentriergreifer 183 in einer Einheit mit zwei getrennt steuerbaren Zentrierfunktionen zusammengefasst sein.The version of the centering unit shown here 161 is to be understood as an example. Instead of the swing clamp, other mechanisms can also be used to implement the centering unit. For example, a parallel clamp can be used in the same way as the centering gripper 183 are used. In addition, the centering unit 161 and centering gripper 183 be combined in one unit with two separately controllable centering functions.

Die Zentriereinheit wirkt beim mechanischen Toleranzausgleichs 157-B mit der erfindungsgemäßen Ausgleichseinheit 26-B zusammen. Der nachfolgend beschriebene Aufbau der Ausgleichseinheit 26-B lässt sich auf die Ausgleichseinheit 26-A übertragen.The centering unit is effective for mechanical tolerance compensation 157-B with the compensation unit according to the invention 26-B together. The structure of the compensation unit described below 26-B can be attached to the compensation unit 26-A transfer.

Die Ausgleichseinheit 26-B besteht aus einer Messvorrichtung 232-B für einen anhand der 18 und 19 beschriebenen Messvorgang 150 sowie einer mechanischen Toleranzausgleichseinheit 233-B für den anhand von 20 erläuterten mechanischen Toleranzausgleich 157-B. Als Messvorrichtung kann beispielsweise mindestens eine Kamera 153 oder mindestens eine Gabellichtschranke 154 eingesetzt werden. Zentrales Bauelement der mechanischen Toleranzausgleichseinheit 233-B ist die Schwimm-Einheit 158-B, deren grundsätzlicher Aufbau und Funktion ebenfalls anhand von 20 erläutert wurde.The compensation unit 26-B consists of a measuring device 232-B for one based on the 18th and 19th described measuring process 150 as well as a mechanical tolerance compensation unit 233-B for the based on 20th explained mechanical tolerance compensation 157-B . For example, at least one camera can be used as the measuring device 153 or at least one fork light barrier 154 can be used. Central component of the mechanical tolerance compensation unit 233-B is the swimming unit 158-B , whose basic structure and function are also based on 20th was explained.

Entsprechend 20 besteht die Schwimm-Einheit aus mindestens einer in einer Ausgleichsrichtung angeordneten Linearführung 234-B mit zwei an der beweglichen Komponente 175-B angebrachten Schlitten 177-B mit einer Führungsstange 178-B. Die Führungsstange ist an ihren Enden in Haltern 179-B fixiert, die jeweils am Grundkörper 176-B des Greifers befestigt sind. Die Schlitten 177-B sind verschiebbar auf der Führungsstange gelagert, so dass sich die Komponente 175-B des Greifers in Richtung der Koordinatenachse Y' als Ausgleichsrichtung frei bewegen kann. Die Beweglichkeit in Y' ist über einen Doppelpfeil an der Komponente 175-B kenntlich gemacht.Corresponding 20th the swimming unit consists of at least one linear guide arranged in a compensation direction 234-B with two on the moving component 175-B attached slide 177-B with a guide rod 178-B . The guide rod is in holders at its ends 179-B fixed, each on the base body 176-B of the gripper are attached. The sleigh 177-B are slidably mounted on the guide rod, so that the component 175-B of the gripper can move freely in the direction of the coordinate axis Y 'as the compensation direction. The mobility in Y 'is indicated by a double arrow on the component 175-B marked.

Grundsätzlich lassen sich für die Schwimm-Einheit auch handelsübliche Linearführungen verwenden.In principle, commercially available linear guides can also be used for the floating unit.

Der Greifer hat vorzugsweise zwei dieser Schwimm-Einheiten für Y', die voneinander in Richtung X' beabstandet sind.The gripper preferably has two of these floating units for Y ', which are spaced from one another in the direction X'.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass der Greifer weitere, hier nicht dargestellte Schwimm-Einheiten für zusätzliche Ausgleichsrichtungen in X' und Z' sowie für entsprechende Winkel um die Koordinatenachsen X', Y' und Z' aufweisen kann, um beliebige Lageabweichungen bzw. Orientierungsfehler des Fahrzeugs im Raum ausgleichen zu können.At this point it should be noted that the gripper can have additional floating units, not shown here, for additional compensation directions in X 'and Z' and for corresponding angles around the coordinate axes X ', Y' and Z 'to avoid any positional deviations or orientation errors of the vehicle in space.

Die hier gezeigte Schwimm-Einheit enthält darüber hinaus zwei, zumindest jedoch eine Arretierung 159-B, mit der sich die Linearführung arretieren lässt.The swimming unit shown here also contains two, but at least one lock 159-B , with which the linear guide can be locked.

Als Arretierung kommt beispielsweise eine über die Handbedieneinheit 21 bedienbare Bremse in Betracht, die im arretierten Zustand eine Beweglichkeit der Schlitten 177-B entlang der Führungsstange über eine Klemmung durch Reibung unterbindet (siehe 20). Erst beim Lösen der Arretierung über die Handbedieneinheit 21 lässt sich die Komponente 175-B des Greifers zwecks mechanischen Toleranzausgleichs zwischen Greifer und Fahrzeug in Ausgleichsrichtung Y' frei bewegen.For example, a locking device can be used on the manual control unit 21st Operable brake into account, the mobility of the slide in the locked state 177-B prevented by friction along the guide rod via a clamp (see 20th ). Only when the lock is released via the hand control unit 21st lets the component 175-B of the gripper for the purpose of mechanical tolerance compensation between the gripper and the vehicle in the compensation direction Y '.

Alternativ kann die Arretierung, wie hier dargestellt, auch über doppeltwirkende Zylinder realisiert werden. Die Arretierung erfolgt über eine beidseitige Druckbeaufschlagung des Zylinderkolbens. Dadurch wird der Kolben fest eingespannt. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass der jeweilige Zylinder zugleich als ein Stellglied 235-B eingesetzt werden kann.Alternatively, as shown here, locking can also be implemented using double-acting cylinders. It is locked by applying pressure to both sides of the cylinder piston. This firmly clamps the piston. This design has the advantage that the respective cylinder doubles as an actuator 235-B can be used.

Die Schwimm-Einheit enthält mindestens ein Stellglied, entsprechend der Darstellung jedoch vorzugsweise zwei Stellglieder. Das hier dargestellte Stellglied 235-B übernimmt zudem die Funktion des Schlittens 177-B, d.h. das Stellglied ist verschiebbar auf der Führungsstange 178-B gelagert. In einer besonders bevorzugten Ausführung sind zwei dieser Stangen in einer X'-Y'-Ebene spiegelsymmetrisch zum Zylinder des Stellglieds angeordnet.The swimming unit contains at least one actuator, but preferably two actuators as shown. The actuator shown here 235-B also takes over the function of the slide 177-B , ie the actuator is slidable on the guide rod 178-B stored. In a particularly preferred embodiment, two of these rods are arranged in an X'-Y 'plane mirror-symmetrically to the cylinder of the actuator.

Durch entsprechende Beaufschlagung einer Kolbenseite des Stellglieds lässt sich die bewegliche Komponente 175-B gezielt in Koordinatenrichtung Y' vor- oder zurückbewegen. Auf diese Weise kann ein beim mechanischen Toleranzausgleich 157-B entstehendes Offset der beweglichen Komponente 175-B zum Grundkörper 176-B in eine Ausgangsstellung zurückversetzt und so ein Reset des Greifers durchgeführt werden.The movable component can be activated by applying a corresponding action to a piston side of the actuator 175-B Move specifically forwards or backwards in coordinate direction Y '. In this way, a mechanical tolerance compensation 157-B resulting offset of the moving component 175-B to the base body 176-B returned to an initial position and thus a reset of the gripper can be carried out.

Zum Greifer 17 und in Ergänzung zum Greifer 18 lässt sich Folgendes festhalten:

  • Der Greifer 17 für den Unterboden 124 enthält eine Greif-/Zentrier-Einheit 131 bestehend aus einem Zentriergreifer 183 für ein Greifen und Zentrieren des Unterbodens zum Greifer und einer weiteren Zentrier-Einheit 161 für ein Zentrieren des Greifers zum Batteriefach 9, mindestens einen kraftgeregelten Druckzylinder 164-B mit einer mit der Steuerung verbundenen Drucksensorik 202-B für einen kontrollierten Stütz- bzw. Andrückvorgang 127 des Unterbodens bei einem De- bzw. Remontagevorgang und die Ausgleichseinheit 26-B für den Ausgleich der Lageabweichung 24.
To the gripper 17th and in addition to the gripper 18th the following can be stated:
  • The gripper 17th for the sub-floor 124 contains a gripping / centering unit 131 consisting of a centering gripper 183 for gripping and centering the sub-floor with respect to the gripper and another centering unit 161 for centering the gripper to the battery compartment 9 , at least one force-controlled pressure cylinder 164-B with a pressure sensor connected to the control 202-B for a controlled supporting or pressing process 127 of the underbody during a dismantling or reassembly process and the compensation unit 26-B to compensate for the positional deviation 24 .

Der jeweilige Greifer 17 bzw. 18 ist über eine Schnittstelle 231-A bzw. 231-B mit dem Roboter 19 verbunden, die eine automatische Greifer-Wechselschnittstelle sein kann, so dass der Aufrüstsatz 13 und der Unterboden 124 in Verbindung mit einem Greiferwechsel mit demselben Roboter gehandhabt werden kann.The respective gripper 17th or. 18th is through an interface 231-A or. 231-B with the robot 19th connected, which can be an automatic gripper change interface, so that the upgrade kit 13 and the sub-floor 124 can be handled with the same robot in connection with a gripper change.

Die Ausgleichseinheit 26-A bzw. 26-B umfasst eine Messvorrichtung 232-A bzw. 232-B, die aus mindestens einer mit der Steuerung verbundenen Kamera 153 oder mindestens einer mit der Steuerung 22 verbundenen Gabellichtschranke 154 bestehen kann, und eine mechanische Toleranzausgleichseinheit 233-A bzw. 233-B bestehend aus mindestens einer Schwimm-Einheit 158-A bzw. 158-B für eine Bewegungsmöglichkeit in mindestens eine Ausgleichsrichtung Y'.The compensation unit 26-A or. 26-B comprises a measuring device 232-A or. 232-B from at least one camera connected to the controller 153 or at least one with the controller 22nd connected fork light barrier 154 can exist, and a mechanical tolerance compensation unit 233-A or. 233-B consisting of at least one swimming unit 158-A or. 158-B for a possibility of movement in at least one compensation direction Y '.

Die Schwimm-Einheit 158-A bzw. 158-B besteht aus mindestens einer in einer Ausgleichsrichtung Y' angeordneten Linearführung 234-A bzw. 234-B, mindestens einem Stellglied 235-A bzw. 235-B für einen nach dem Ausgleich durchgeführten Reset der Schwimm-Einheit in eine Ausgangsstellung und mindestens einer über die Handbedieneinheit 21 lösbaren Arretierung 159-A bzw. 159-B und verbindet einen über die Schnittstelle 231-A bzw. 231-B mit dem Roboter verbundenen Grundkörper 176-A bzw. 176-B des Greifers in Ausgleichsrichtung beweglich mit der jeweiligen Greif-/Zentriereinheit 129 bzw. 131.The swimming unit 158-A or. 158-B consists of at least one linear guide arranged in a compensation direction Y ' 234-A or. 234-B , at least one actuator 235-A or. 235-B for a reset of the swimming unit to an initial position carried out after the equalization and at least one via the manual control unit 21st releasable lock 159-A or. 159-B and connects you via the interface 231-A or. 231-B base body connected to the robot 176-A or. 176-B of the gripper can be moved in the compensation direction with the respective gripping / centering unit 129 or. 131 .

30 zeigt schematisch einen Kombigreifer. Entsprechend der Darstellung können Greifer 17 und 18 zu einem Kombi-Greifer 239 zusammengefasst sein, so dass der Aufrüstsatz 13 und der Unterboden 124 mit demselben Roboter gehandhabt werden kann. 30th shows schematically a combination gripper. According to the illustration, grippers 17th and 18th to a combination gripper 239 be summarized so that the upgrade kit 13 and the sub-floor 124 can be handled with the same robot.

Wie man den 28 und 29 entnimmt, haben Greifer 17 und 18 unterschiedliche Greif-/Zentrier-Einheiten 129 bzw. 183 mit unterschiedlichen Greifbacken 237-A bzw. 237-B. Ansonsten kann der Aufbau, abgesehen von den Abmessungen, identisch sein, so dass der Kombi-Greifer auf Basis des größeren Greifers 17 realisiert werden kann.How to do the 28 and 29 removes, have grippers 17th and 18th different gripping / centering units 129 or. 183 with different gripper jaws 237-A or. 237-B . Otherwise, the structure can be identical, apart from the dimensions, so that the combination gripper is based on the larger gripper 17th can be realized.

Um abwechselnd sowohl den Aufrüstsatz als auch den Unterboden mit dem gleichen Greifer handhaben zu können, enthält der Kombi-Greifer beide Greif-/Zentrier-Einheiten 129 und 131. Entsprechend den Ausführungen zu 29 besteht die Greif-/Zentrier-Einheit 131 auch hier aus Zentriergreifer 183 und zusätzlicher Zentriereinheit 161.In order to be able to alternately handle both the upgrade kit and the sub-floor with the same gripper, the combination gripper contains both gripping / centering units 129 and 131 . According to the statements about 29 the gripping / centering unit exists 131 also here from centering gripper 183 and additional centering unit 161 .

Damit sich die Greif-/Zentrier-Einheiten 129 und 183 nicht gegenseitig behindern, sind diese, in Y'-Richtung betrachtet, entweder für eine abwechselnde Betätigung nebeneinander angebracht oder zu einer Kombi-Greif-/Zentrier-Einheit 240 mit Kombi-Greifbacke 241 zusammengefasst, die aufgrund ihrerer Backengeometrie nacheinander ein Greifen sowohl des Aufrüstsatzes, als auch des Unterbodens ermöglicht.So that the gripping / centering units 129 and 183 do not interfere with one another, they are, viewed in the Y 'direction, either attached next to one another for alternating actuation or to form a combined gripping / centering unit 240 with combi gripper jaw 241 summarized, which, due to their jaw geometry, enables both the upgrade kit and the underbody to be gripped one after the other.

31 zeigt schematisch eine alternative Ausführung des Handhabungsgeräts 226 für den Einbauvorgang und bei der temporären Aufrüstung auch für den Ausbauvorgang in einer Seitenansicht. In 26 wurde aufgezeigt, dass Ein- und Ausbauvorgang auch mit Handhabungsgeräten einfacher Bauart, beispielsweise mechanischen Scherenhubtischen durchführbar sind (Stand der Technik siehe 46 in der US 2017/0259675 A1 ). 31 shows schematically an alternative embodiment of the handling device 226 for the installation process and for the temporary upgrade also for the removal process in a side view. In 26th it was shown that the installation and removal process can also be carried out with handling devices of a simple design, for example mechanical scissor lift tables (see prior art 46 in the US 2017/0259675 A1 ).

Die Schwierigkeit bei der Aufrüstung mit einfachen Betriebsmitteln besteht grundsätzlich in deren exakter Positionierung zum Batteriefach an der Fahrzeugunterseite. Das hohe Gewicht des Aufrüstsatzes verursacht Trägheits- und Reibungskräfte und erschwert dadurch eine manuelle Positionierung.The difficulty in upgrading with simple equipment is basically its exact positioning in relation to the battery compartment on the underside of the vehicle. The high weight of the upgrade kit causes inertia and frictional forces, making manual positioning more difficult.

In der vorliegenden Figur ist eine besonders bevorzugte Ausführung des Handhabungsgeräts 226 in Form einer mobil einsetzbaren Hubeinheit dargestellt, mit der sich der Aufrüstsatz trotz hohem Gewicht exakt unter der Fahrzeugunterseite positionieren und anheben lässt.In the present figure is a particularly preferred embodiment of the handling device 226 in the form of a mobile lifting unit, with which the upgrade kit can be positioned and lifted exactly under the underside of the vehicle despite its high weight.

In Anlehnung an die Ausgleichseinheiten 26-A und 26-B für die erfindungsgemäße Mensch-Roboter-Kooperation besteht die Grundidee auch hier im Einsatz einer Ausgleicheinheit.Based on the compensation units 26-A and 26-B for the human Robot cooperation, the basic idea here is also to use a compensation unit.

Im Gegensatz zur Mensch-Roboter-Kooperation, bei welcher der Roboter ortsfest am Boden angebracht ist, muss das hier dargestellte Handhabungsgerät mobil einsetzbar sein. Das ist notwendig, da das Handhabungsgerät zum Aufnehmen bzw. Absetzen des Fahrzeugs mittels Hebebühne nicht unter dem Fahrzeug verbleiben kann. Da die Ausgleichseinheit nicht nur die Lageabweichung 24 des Fahrzeugs, sondern auch eine Positioniertoleranz des Handhabungsgeräts ausgleichen muss, erhöhen sich gegenüber den Ausgleichseinheiten 26-A und 26-B die Anforderungen an einen Toleranzausgleich Eine Ausgleichseinheit mit mechanischen Schwimmeinheiten wie bei den Ausgleichseinheiten 26-A und 26-B erscheint für einen manuell durchgeführten Ausgleichsvorgang zu komplex. Zudem würde Reibung den Ausgleichsvorgang unnötig erschweren. Die Aufgabe besteht demzufolge darin, eine manuell einfach zu bedienende reibungsarme Ausgleichseinheit für schwere Lasten vorzuschlagen.In contrast to human-robot cooperation, in which the robot is fixedly attached to the floor, the handling device shown here must be mobile. This is necessary because the handling device for picking up or setting down the vehicle cannot remain under the vehicle by means of a lifting platform. Because the compensation unit is not just the positional deviation 24 of the vehicle, but also a positioning tolerance of the handling device, increase compared to the compensation units 26-A and 26-B the requirements for tolerance compensation A compensation unit with mechanical floating units as with the compensation units 26-A and 26-B appears too complex for a manual adjustment process. In addition, friction would make the balancing process unnecessarily difficult. The task is therefore to propose a manually easy-to-use, low-friction compensation unit for heavy loads.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Ausgleichseinheit 26-C mit einem Luftkissen gelöst. Luftkissen werden in verschiedenen Bereichen der Technik zum Bewegen schwerer Lasten eingesetzt und sind besonders reibungsarm.According to the invention, this object is achieved by a compensation unit 26-C solved with an air cushion. Air cushions are used in various areas of technology to move heavy loads and are particularly low-friction.

Die Ausgleichseinheit 26-C ist an einer Oberseite des Handhabungsgeräts angebracht und besteht aus einem Grundkörper 242 und einer darauf lose aufliegenden plattenförmigen Komponente 244 für die Aufnahme des Aufrüstsatzes bzw. Unterbodens. Die bewegliche Komponente ist vorzugsweise in Leichtbauweise, beispielsweise in Aluminium realisiert und über eine schwimmende Lagerung mittels Luftkissen auf dem Grundkörper 242 gelagert. Das Luftkissen ermöglicht Drehungen und Verschiebungen der Komponente 244 in einer X'-Y'-Ebene.The compensation unit 26-C is attached to an upper side of the handling device and consists of a base body 242 and a plate-shaped component lying loosely thereon 244 for holding the upgrade kit or underbody. The movable component is preferably implemented in a lightweight construction, for example in aluminum, and via a floating mounting by means of air cushions on the base body 242 stored. The air cushion enables rotations and shifts of the component 244 in an X'-Y 'plane.

Das Luftkissen wird über mindestens einen, vorzugsweise jedoch über eine Vielzahl von Gumminäpfen 243 erzeugt, deren erforderliche Anzahl sich über das aufzunehmende Gewicht auf einfache Weise ermitteln lässt. Die Gumminäpfe sind über Leitungen 248 mit einer Druckluftversorgung verbunden. Die Druckluftversorgung erfolgt entweder extern oder über ein handlingsgeräteinternes Druckluftaggregat 249.The air cushion is over at least one, but preferably over a plurality of rubber cups 243 generated, the required number can be determined in a simple manner via the weight to be taken. The rubber cups are over cables 248 connected to a compressed air supply. The compressed air supply is either external or via an internal compressed air unit in the handling device 249 .

Bei externer Druckluftversorgung wird das Handlingsgerät über einen Druckluftschlauch 250 und die Druckluftschnittstelle 251 mit einem stationären Druckluftnetz der Aufrüststation verbunden. Zur Druckstabilisierung enthält das Handlingsgerät einen Druckluftspeicher 252.With an external compressed air supply, the handling device is operated via a compressed air hose 250 and the compressed air interface 251 connected to a stationary compressed air network of the upgrade station. The handling device contains a compressed air reservoir for pressure stabilization 252 .

Ein handlingsgeräteinternes Druckluftaggregat erübrigt eine Schlauchverbindung, erhöht jedoch Kosten und Gewicht des Handlingsgeräts. Vorteil ist eine größere Flexibilität. Das Druckluftaggregat 249 umfasst eine Pumpe 253 mit einer Druckregelung, den Druckluftspeicher 252 sowie für eine Stromversorgung der Pumpe eine wiederaufladbare Batterie 254 und ist vorzugsweise in einem unteren Teil des Handlingsgeräts angeordnet.A compressed air unit inside the handling device eliminates the need for a hose connection, but increases the costs and weight of the handling device. The advantage is greater flexibility. The compressed air unit 249 includes a pump 253 with a pressure control, the compressed air reservoir 252 and a rechargeable battery to power the pump 254 and is preferably arranged in a lower part of the handling device.

Die Druckluftversorgung für das Luftkissen der Ausgleichseinheit kann über ein Pneumatikventil 255 zu- oder abgeschaltet werden. Wird die Druckluftversorgung zugeschaltet, bildet sich über die Gumminäpfe 243 an einer Unterseite der Komponente 244 ein Luftkissen und hebt die Komponente 244 an. Das Luftkissen sorgt für eine nahezu reibungsfreie schwimmende Lagerung der Komponente 244, so dass sich die Komponente 244 mit geringem Kraftaufwand relativ zum Grundkörper 242 in der X'-Y'-Ebene bewegen lässt.The compressed air supply for the air cushion of the compensation unit can be via a pneumatic valve 255 can be switched on or off. If the compressed air supply is switched on, it forms over the rubber cups 243 on a bottom of the component 244 an air cushion and lifts the component 244 on. The air cushion ensures an almost frictionless floating mounting of the component 244 so that the component 244 with little effort relative to the base body 242 can move in the X'-Y 'plane.

Der Aufrüstsatz ist bei der hier beschriebenen Ausführung des Handhabungsgeräts vorzugsweise unterbodenseitig angebracht, d.h. Ein- und Ausbau erfolgen im Rahmen der Unterboden-Re- bzw. Demontage. Der Unterboden wird auf der beweglichen Komponente 244 über eine Aufnahme 256, beispielsweise aus Zentrierdornen gebildet, aufgenommen und steht in Y'-Richtung seitlich mit einem Befestigungsflansch über die Ausgleichseinheit und den Grundkörper hinaus. Dadurch wird beim De- bzw. Remontagevorgang eine Zugänglichkeit der Befestigungspunkte 185 am Unterboden gewährleistet. Zudem wird damit erreicht, dass sich der Unterboden beim Ein- bzw. Auslagerungsvorgang seitlich mit Rollen einer Rollenbahn aufnehmen lässt. Das vereinfacht eine Übergabe an die Lagervorrichtung.In the embodiment of the handling device described here, the upgrade kit is preferably attached on the underbody side, ie installation and removal take place within the framework of the underbody reassembly or dismantling. The sub-floor is based on the moving component 244 about a recording 256 , formed for example from centering pins, received and laterally in the Y 'direction with a fastening flange over the compensation unit and the base body. This provides access to the fastening points during the dismantling or reassembly process 185 guaranteed on the underbody. This also ensures that the sub-floor can be picked up laterally with rollers on a roller conveyor during the storage and retrieval process. This simplifies a transfer to the storage device.

Für eine Ausrichtung der beweglichen Komponente zur Fahrzeugunterseite können an der Komponente 244 ein oder mehrere Laserpointer 257 angebracht sein, mit denen sich Bezugspunkte an der Fahrzeugunterseite anpeilen lassen. Das vereinfacht eine genaue Ausrichtung des Unterbodens zum Fahrzeug.To align the movable component with the underside of the vehicle, the component 244 one or more laser pointers 257 be attached, with which reference points can be located on the underside of the vehicle. This simplifies precise alignment of the underbody to the vehicle.

Nach erfolgter Ausrichtung wird die Druckluftversorgung der Ausgleichseinheit abgeschaltet und die Komponente 244 senkt sich auf den Grundkörper ab. Dadurch wird die Ausrichtung zum Fahrzeug fixiert. Erforderlichenfalls können zusätzlich mechanische Fixierungen an der Ausgleicheinheit angebracht sein.After alignment, the compressed air supply to the compensation unit is switched off and the component 244 descends on the main body. This fixes the orientation to the vehicle. If necessary, mechanical fixings can also be attached to the compensation unit.

Wie man der Darstellung entnimmt, ist die Komponente 244 kleiner als der Grundkörper 242 und hat zum Grundkörper einen Spalt 258, über den sich ein Bewegungsfreiraum der Komponente 244 in der X'-Y'-Ebene begrenzen lässt. Die Komponente 244 kann entweder von Hand oder über Stellglieder 259 bewegt werden. Im einfachsten Fall sind die Stellglieder Stellschrauben.As you can see from the illustration, the component is 244 smaller than the main body 242 and has a gap to the base body 258 over which there is a freedom of movement of the component 244 can be limited in the X'-Y 'plane. The component 244 can be done either by hand or via actuators 259 be moved. In the simplest case, the actuators are adjusting screws.

Die Ausgleichseinheit ist über mindestens einen Hubzylinder 245 mit einem Untergestellt 246 des Handlingsgeräts verbunden. Anstelle von Hubzylindern können auch andere Hubmechanismen, beispielsweise eine mechanische Scherenhubeinheit eingesetzt werden.The compensation unit is via at least one lifting cylinder 245 with a subordinate 246 of the handling device connected. Instead of lifting cylinders, other lifting mechanisms, for example a mechanical scissor lifting unit, can also be used.

Entsprechend der Darstellung verfügt das Handlingsgerät über mindestens zwei, vorzugsweise jedoch über vier Hubzylinder, die vorzugsweise als Teleskopzylinder ausgebildet sind und eine Höheneinstellung des Handhabungsgeräts ermöglichen. Ein Bereich der Hubzylinder ist von einem Faltenbalg 260 abgeschirmt.According to the illustration, the handling device has at least two, but preferably four, lifting cylinders, which are preferably designed as telescopic cylinders and allow the handling device to be adjusted in height. A portion of the lift cylinder is made up of a bellows 260 shielded.

Es versteht sich von selbst, dass die Leitungen 248 zur Ausgleichseinheit zwecks Höheneinstellung flexibel, beispielsweise als Spiralschläuche ausgeführt sind.It goes without saying that the lines 248 for the compensation unit for the purpose of height adjustment are flexible, for example designed as spiral hoses.

Die Hubzylinder sind wie abgebildet über Leitungen 261 und ein gemeinsames Pneumatikventil 262 mit der Druckluftversorgung verbunden. Über das Ventil lassen sich die Zylinder in Z'-Richtung aus- bzw. einfahren. Beim Ein- bzw. Ausbauvorgang wird der Unterboden mit den Zylindern in die De- bzw. Remontageposition angehoben und während der an der Fahrzeugunterseite durchzuführenden Arbeiten abgestützt.The lifting cylinders are via lines as shown 261 and a common pneumatic valve 262 connected to the compressed air supply. The cylinders can be extended or retracted in the Z 'direction via the valve. During the installation or removal process, the underbody with the cylinders is raised into the dismantling or reassembly position and supported during the work to be carried out on the underside of the vehicle.

Alternativ können die Hubzylinder über je ein eigenes Ventil angesteuert werden, so dass Parallelitätsabweichungen der Ausgleichseinheit gegenüber der Fahrzeugunterseite ausgeglichen werden können.Alternatively, the lifting cylinders can each be controlled via their own valve, so that deviations in parallelism of the compensation unit with respect to the underside of the vehicle can be compensated for.

Wie man der Abbildung entnimmt, weist das Handlingsgerät an einer Unterseite des Untergestells weitere Gumminäpfe 247 auf, die mit der Druckluftversorgung über Leitungen 263 mit Pneumatikventil 264 verbunden sind und deren Anzahl wiederum gewichtsabhängig ist. Auf diese Weise lässt sich das Handlingsgerät über ein zweites zuschaltbares Luftkissen von Hand sehr einfach und reibungsarm auf einem Boden der Aufrüststation verschieben und unter dem Fahrzeug positionieren. Nachdem eine gewünschte Position erreicht ist, wird die Druckluftversorgung über das Ventil 264 unterbrochen und das Handhabungsgerät senkt sich auf den Boden ab, wodurch eine Position fixiert wird.As you can see from the illustration, the handling device has additional rubber cups on the underside of the base 247 on that with the compressed air supply via lines 263 with pneumatic valve 264 are connected and the number of which in turn depends on the weight. In this way, the handling device can be moved very easily and with little friction by hand on a floor of the upgrade station via a second switchable air cushion and positioned under the vehicle. After a desired position is reached, the compressed air supply is via the valve 264 interrupted and the handling device lowers to the floor, whereby a position is fixed.

In einer besonders bevorzugten Ausbildung weist das Handhabungsgerät zudem eine zentrale Bedieneinheit 265 für die Pneumatikventile und ggf. für das Druckluftaggregat auf. Darüber hinaus können weitere Handhabungshilfen wie beispielsweise Griffe 266 angebracht sein, so dass sich das Handlingsgerät zugleich als Transportmittel für den Aufrüstsatz einsetzen lässt.In a particularly preferred embodiment, the handling device also has a central operating unit 265 for the pneumatic valves and, if necessary, for the compressed air unit. In addition, other handling aids such as handles 266 be attached so that the handling device can also be used as a means of transport for the upgrade kit.

In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung könnte das Handhabungsgerät mit zusätzlichem Reibradantrieb und einer entsprechenden Steuerung als autonom fahrendes Transportmittel ausgebildet sein.In further embodiments of the invention, the handling device with an additional friction wheel drive and a corresponding control could be designed as an autonomously driving means of transport.

Es wird festgehalten, dass die Vorrichtung mindestens ein weiteres Handhabungsgerät 226 enthalten kann, welches eine mobile Hubeinheit mit einer an einer Oberseite angeordneten luftkissengelagerten Ausgleichseinheit 26-C ist, deren Ausgleichseinheit aus einem Grundkörper 242 mit mindestens einem Gumminapf 243 und einer darauf lose aufliegenden plattenförmigen Komponente 244 mit einer Aufnahme für den Unterboden 124 bzw. für den Aufrüstsatz 13 besteht und über mindestens einen Hubzylinder 245 als Hubeinheit mit einem luftkissengelagerten Untergestell 246 verbunden ist, welches an einer Unterseite über mindestens einen Gumminapf 247 luftkissengelagert ist.It is noted that the device has at least one other handling device 226 which can contain a mobile lifting unit with an air-cushion-mounted compensation unit arranged on an upper side 26-C whose compensation unit consists of a base body 242 with at least one rubber bowl 243 and a plate-shaped component lying loosely thereon 244 with a holder for the sub-floor 124 or for the upgrade kit 13 exists and at least one lifting cylinder 245 as a lifting unit with an air-cushioned subframe 246 is connected, which on a bottom side via at least one rubber cup 247 is air-cushioned.

32 zeigt schematisch den Aufrüstsatz 13 für eine zumindest temporäre Batteriekapazitäts-Aufrüstung in einer 3D-Ansicht. Erfindungsgemäß erfolgt die Batteriekapazitäts-Aufrüstung durch Einbauen eines aus mindestens einem Batteriemodul bestehenden Aufrüstsatzes. Der Aufrüstsatz 13 besteht dabei vorzugsweise aus einheitlichen Batteriemodulen 12, wobei eine Batteriemodulanzahl entsprechend einer Batteriefachgröße und einem Reichweitenbedarf variieren kann. 32 shows schematically the upgrade kit 13 for an at least temporary battery capacity upgrade in a 3D view. According to the invention, the battery capacity is upgraded by installing an upgrade kit consisting of at least one battery module. The upgrade kit 13 preferably consists of uniform battery modules 12 , whereby a number of battery modules can vary according to a battery compartment size and a range requirement.

Im hier gezeigten Beispiel besteht der Aufrüstsatz aus drei wiederaufladbaren Batteriemodulen. Jedes Batteriemodul weist ein eigenes Batteriemodulgehäuse 200 mit Schnittstellen zum Fahrzeug auf. Die Batteriemodulgehäuse können untereinander in Längsrichtung, d.h. in Koordinatenrichtung X' zu einer vormontierten Einheit verbunden sein. Dazu werden die einzelnen Module beispielsweise über Durchgangsbohrungen mit Gewindestangen 273 oder über Flansche miteinander verschraubt. Die Gehäuse sind, wie in 32 dargestellt, bevorzugt quaderförmig mit seitlichen oder in Ecken des Batteriemoduls angeordneten Ausnehmungen 287, die als Aufnahmen 61 für eine Befestigung an einem Adapter 43 ausgebildet sind (siehe auch 33-a sowie 35-a bis 35-g). Der Adapter fungiert dabei als Koppeleinrichtung für eine Kopplung der Schnittstellen zum Fahrzeug.In the example shown here, the upgrade kit consists of three rechargeable battery modules. Each battery module has its own battery module housing 200 with interfaces to the vehicle. The battery module housings can be connected to one another in the longitudinal direction, ie in the coordinate direction X ', to form a preassembled unit. For this purpose, the individual modules are, for example, via through holes with threaded rods 273 or screwed together via flanges. The housings are, as in 32 shown, preferably cuboid with lateral or in corners of the battery module arranged recesses 287 that as shots 61 for attachment to an adapter 43 are trained (see also 33-a and 35-a to 35-g). The adapter acts as a coupling device for coupling the interfaces to the vehicle.

Alternativ können die Batteriemodulgehäuse, wie in 33-b und 33-c dargestellt, auch eine an das Batteriefach angepasste Kontur aufweisen, die zumindest lokal eine Verdickung im Bereich eines Tunnels und/oder eine Ausnehmung für einen Querträger im Batteriefach enthält.Alternatively, the battery module housings, as in 33-b and 33-c shown, also have a contour adapted to the battery compartment, the at least locally a thickening in the area of a Contains tunnels and / or a recess for a cross member in the battery compartment.

Darüber hinaus können die Batteriemodulgehäuse hier nicht dargestellte Gehäuseverstärkungen in Form einer Rahmen- oder Gitterstruktur enthalten, um einen Batterieschutz im Falle eines Fahrzeugcrashs zu gewährleisten. Alternativ kann auch der Adapter dahingehend ausgestaltet sein (siehe Erläuterungen zu 36-a und 36-e).In addition, the battery module housings can contain housing reinforcements (not shown here) in the form of a frame or lattice structure in order to ensure battery protection in the event of a vehicle crash. Alternatively, the adapter can also be configured accordingly (see explanations for 36-a and 36-e ).

Jedes Batteriemodulgehäuse kann ein oder mehrere Zellmodule enthalten, welche wiederum eine Vielzahl von Batteriezellen 219 umfassen können, die derart untereinander zusammengeschaltet sind, dass nach einer elektrischen Aufladung die für den Fahrzeugantrieb benötigte Batteriespannung und Energiemenge zur Verfügung steht. Alternativ können die Zellen auch direkt, ohne Bündelung zu Zellmodulen, im Batteriemodulgehäuse untergebracht und zusammengeschaltet sein.Each battery module housing can contain one or more cell modules, which in turn contain a plurality of battery cells 219 which are interconnected in such a way that the battery voltage and amount of energy required for driving the vehicle are available after an electrical charge. Alternatively, the cells can also be accommodated and interconnected directly in the battery module housing without being bundled to form cell modules.

Bei reinen Elektrofahrzeugen werden Batteriespannungen im Hochvolt-Bereich eingesetzt, d.h. die Spannungen können 400 V und mehr betragen. Um diese Spannungen zu realisieren, wird eine der Zellenspannung entsprechende Anzahl von Batteriezellen in Reihe geschaltet. Beträgt die Zellenspannung beispielsweise 3,5 Volt, werden für 400 Volt Ausgangsspannung 115 Zellen hintereinander geschaltet. Um für den Antrieb genügend elektrische Energie speichern zu können, werden zudem mehrere Reihenschaltungen von Batteriezellen zueinander parallel geschaltet. Das erhöht die Speicherkapazität beim Laden der Antriebsbatterie. Ein im Batteriemodul integrierter Batteriemanager 274 übernimmt dabei eine Ladungsangleichung der einzelnen Zellen im Zellverbund.In purely electric vehicles, battery voltages in the high-voltage range are used, ie the voltages can be 400 V and more. In order to realize these voltages, a number of battery cells corresponding to the cell voltage is connected in series. For example, if the cell voltage is 3.5 volts, the output voltage will be 400 volts 115 Cells connected in series. In order to be able to store enough electrical energy for the drive, several series connections of battery cells are connected in parallel to one another. This increases the storage capacity when charging the drive battery. A battery manager integrated in the battery module 274 takes on a charge equalization of the individual cells in the cell network.

Batteriezellen für Traktionsbatterien von Elektrofahrzeugen sind entsprechend dem Stand der Technik vorwiegend als Rundzellen, d.h. zylinderförmig ausgebildet. Darüber hinaus sind Pouch-Zellen bekannt, bei denen sich bauartbedingt höhere Energiedichten realisieren lassen. Prismatische Zellen haben als Traktionsbatterie aufgrund ihrer geringen Energiedichte kaum Bedeutung. Sowohl Rundals auch Pouch-Zellen basieren derzeit i.d.R. auf einer Lithium-Ionen-Technologie, die u.a. auch in Notebooks und anderen mobilen Geräten Verwendung findet und zu der als spezielle Bauform Lithium-Polymer-Zellen gehören.According to the state of the art, battery cells for traction batteries in electric vehicles are predominantly round cells, i.e. cylindrical. In addition, pouch cells are known in which, due to their design, higher energy densities can be achieved. Prismatic cells are of little importance as traction batteries due to their low energy density. Both round and pouch cells are currently usually based on on a lithium-ion technology, which i.a. is also used in notebooks and other mobile devices and includes lithium polymer cells as a special design.

Vom Stand der Technik sind darüber hinaus Entwicklungen zur Steigerung der Leistungsfähigkeit von Traktionsbatterien bekannt. Beispiele sind Batteriezellen in Stackbauweise (sog. Embatt-Technologie für Reichweiten bis 1.000 km, Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft) sowie Feststoffbatterien. Mit der Stackbauweise sollen sich v.a. höhere Energiedichten darstellen lassen, während mit Feststoffbatterien neben ebenfalls höheren Energiedichten auch kürzere Ladezeiten und mehr Sicherheit erzielbar sind.Furthermore, developments for increasing the performance of traction batteries are known from the prior art. Examples are battery cells in stack construction (so-called Embatt technology for ranges up to 1,000 km, source: Fraunhofer-Gesellschaft) and solid-state batteries. The stack construction should mainly display higher energy densities, while solid batteries can also be used to achieve higher energy densities, shorter charging times and more safety.

Nachfolgend wird unterstellt, dass grundsätzlich jede für batterieelektrische Fahrzeuge verfügbare Batterietechnologie, insbesondere eine der zuvor genannten Technologien, in den erfindungsgemäßen Batteriemodulen eingebaut sein kann. Die Ansprüche zur vorliegenden Erfindung beziehen sich dementsprechend nicht auf die eingesetzte Batterie- bzw. Zellentechnologie, sondern auf Schnittstellen am Batteriemodulgehäuse, deren Ausführungsmerkmale samt Anbindung ans Fahrzeug sowie Aspekte zur Standardisierung der Module und Schnittstellen. Im Fokus stehen dabei Aspekte, die bei der zumindest temporären Batteriekapazitätsaufrüstung in Mensch-Roboter-Kooperation einen möglichst schnellen und prozesssicheren Ein- und Ausbau und eine logistische Beherrschung der Module im Versorgungskreislauf ermöglichen.It is assumed below that, in principle, any battery technology available for battery-electric vehicles, in particular one of the aforementioned technologies, can be built into the battery modules according to the invention. The claims to the present invention accordingly do not relate to the battery or cell technology used, but rather to interfaces on the battery module housing, their design features including connection to the vehicle and aspects of standardizing the modules and interfaces. The focus here is on aspects that enable the at least temporary battery capacity upgrade in human-robot cooperation to enable the modules to be installed and removed as quickly and reliably as possible and logistical control of the modules in the supply cycle.

Im Folgenden sind zunächst Standardisierungsmerkmale aufgeführt. Da die temporäre Batteriekapazitätsaufrüstung mit einem Bestand aus Batteriemodulen in einem Kreislauf erfolgt und der Logistikaufwand bei der Aufrüstung somit von einer Variantenvielfalt der Batteriemodule abhängt, erfolgt eine Standardisierung erfindungsgemäß auf Ebene Batteriemodul. Zusätzlich kann, wie eingangs erwähnt, im Innern der Batteriemodule eine Standardisierung auf Zellmodulebene stattfinden. Auf den Logistikaufwand bei der Aufrüstung hat das jedoch keinen Einfluss, so dass dieser Aspekt im Hinblick auf die Ansprüche unerheblich ist.In the following, standardization features are listed first. Since the temporary battery capacity upgrade is carried out with an inventory of battery modules in a cycle and the logistics effort during the upgrade thus depends on a variety of variants of the battery modules, standardization takes place according to the invention at the battery module level. In addition, as mentioned at the beginning, standardization at cell module level can take place inside the battery modules. However, this has no influence on the logistics outlay for the upgrade, so this aspect is irrelevant with regard to the requirements.

Besonders vorteilhaft erscheint es, wenn der Aufrüstsatz aus dem gleichen Batteriemodul besteht wie die Basisbatterie 4. Durch baugleiche Ausführung der Batteriemodule 3 und 12 können Kosteneinsparungen erzielt und eine elektrische Kompatibilität untereinander sowie zu einer elektrischen Schnittstelle 45 im Fahrzeug erreicht werden. Da die Basisbatterie erfindungsgemäß lediglich über eine Batteriekapazität für 150 bis 250 km Reichweite verfügt und mit dem Aufrüstsatz die Batteriekapazität auf 250 bis 1.000 km Reichweite erhöht wird, bedeutet das, dass der Aufrüstsatz vorzugsweise aus ein oder mehreren gleichen Batteriemodulen mit je 150 bis 250 km Reichweite besteht. Eine Basisbatterie für 250 km lässt sich somit durch zusätzlichen Einbau eines aus drei standardisierten Batteriemodulen bestehenden Aufrüstsatzes auf 1.000 km Reichweite aufrüsten.It seems particularly advantageous if the upgrade kit consists of the same battery module as the basic battery 4th . Due to the identical design of the battery modules 3 and 12 cost savings can be achieved and electrical compatibility with one another and with an electrical interface 45 can be reached in the vehicle. Since the basic battery according to the invention only has a battery capacity for 150 to 250 km range and the battery capacity is increased to 250 to 1,000 km range with the upgrade kit, this means that the upgrade kit preferably consists of one or more identical battery modules with a range of 150 to 250 km each consists. A basic battery for 250 km can thus be upgraded to a range of 1,000 km by additionally installing an upgrade kit consisting of three standardized battery modules.

Die Aufteilung der zusätzlichen Batteriekapazität auf mehrere Module ermöglicht eine flexible Aufrüstung der Basisbatterie. Abhängig von Batteriefachgröße und zusätzlichem Reichweitenbedarf werden einfach mehr oder weniger zusätzliche Batteriemodule in das Fahrzeug eingebaut. Die Batteriemodule sind dabei bevorzugt gleich groß, besitzen einheitliche Schnittstellen und verfügen darüber hinaus über einen identischen elektrischen Aufbau mit gleichem Zelltyp.The division of the additional battery capacity over several modules enables flexible upgrading of the basic battery. Depending on the size of the battery compartment and the additional range required, more or less additional battery modules are simply installed in the vehicle. The Battery modules are preferably of the same size, have uniform interfaces and, in addition, have an identical electrical structure with the same cell type.

Innerhalb einer Reihe gleicher Fahrzeuge sind identische Abmessungen, Schnittstellen und elektrischer Aufbau für einen Fachmann zweifelsohne problemlos realisierbar. Bei einem Fahrzeugspektrum mit unterschiedlichen Fahrzeugen, unterschiedlich großen Batteriefächern und unterschiedlichen elektrischen Antrieben lassen sich diese jedoch nur bedingt realisieren. Man kann sich leicht vorstellen, dass sich die Batteriefachgrößen eines SUVs von einem Klein- bzw. Kompaktwagen deutlich unterscheiden können.Within a series of the same vehicles, identical dimensions, interfaces and electrical structure can undoubtedly be implemented by a specialist without any problems. In the case of a vehicle spectrum with different vehicles, differently sized battery compartments and different electric drives, these can only be implemented to a limited extent. It is easy to imagine that the battery compartment sizes of an SUV can differ significantly from that of a small or compact car.

Um diesem Umstand Rechnung zu tragen schlägt die Erfindung vor, das aufzurüstende Fahrzeugspektrum nach einer Batteriefachgröße zu klassifizieren, Batteriefächern ähnlicher Größe einer jeweiligen Größenklasse zuzuordnen und innerhalb dieser Größenklassen Batteriemodule mit einheitlichen Abmessungen einzusetzen (siehe hierzu auch 33-d).In order to take this into account, the invention proposes classifying the range of vehicles to be upgraded according to a battery compartment size, assigning battery compartments of a similar size to a respective size class and using battery modules with uniform dimensions within these size classes (see also 33-d ).

Damit das einer bestimmten Größenklasse zugeordnete Batteriemodul zu allen dieser Größenklasse zugewiesenen Batteriefächern und Fahrzeugtypen passt, richten sich Länge LM, Breite BM und Höhe HM des standardisierten Batteriemoduls nach einer entsprechenden Abmessung des kleinsten Batteriefachs (siehe 33-d).So that the battery module assigned to a certain size class fits all battery compartments and vehicle types assigned to this size class, length L M , width B M and height H M of the standardized battery module are based on the corresponding dimensions of the smallest battery compartment (see 33-d ).

Selbst wenn aus Gründen einer besseren Raumausnutzung im Batteriefach keine Standardisierung der Batteriemodule nach Größenklassen vorgenommen, sondern jedem Fahrzeugtyp ein gesonderter Aufrüstsatz zugeordnet wird, kann zumindest eine Vereinheitlichung der Batteriemodule von Aufrüstsatz und Basisbatterie sinnvoll sein. Der Vorteil resultiert in diesem Fall aus einem Gleichteileeffekt bei der Batterieproduktion.Even if, for reasons of better space utilization in the battery compartment, the battery modules are not standardized according to size classes, but a separate upgrade kit is assigned to each vehicle type, at least a standardization of the battery modules of upgrade kit and base battery can make sense. In this case, the advantage results from the fact that there are common parts in battery production.

Da sich, wie oben bereits erwähnt, am Batteriemodulgehäuse Schnittstellen zum Fahrzeug befinden, werden diese zweckmäßigerweise ebenfalls standardisiert. Entsprechend 32 befinden sich die Schnittstellen 270-A und 271-A an zwei spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieebene 272 angeordneten Ausnehmungen 287 des Batteriemodulgehäuses. Die Ausnehmungen bilden Aufnahmen 61 zur formschlüssigen Aufnahme an einem Adapter 43, der als Koppeleinrichtung für eine Kopplung der batteriemodulseitigen Schnittstellen an die fahrzeugseitigen Schnittstellen fungiert. Der Adapter ist hier nicht abgebildet, da sonst in der Ansicht die Schnittstellen im Bereich der Aufnahmen 61 verdeckt wären. Eine Ankopplung der batteriemodulseitigen Schnittstellen an entsprechende Schnittstellen am Adapter geht aus 35-b bis 35-d hervor.Since, as already mentioned above, interfaces to the vehicle are located on the battery module housing, these are also expediently standardized. Corresponding 32 are the interfaces 270-A and 271-A at two mirror-symmetrical to a plane of symmetry 272 arranged recesses 287 of the battery module housing. The recesses form recordings 61 for form-fitting mounting on an adapter 43 , which acts as a coupling device for coupling the interfaces on the battery module to the interfaces on the vehicle. The adapter is not shown here, otherwise the interfaces in the area of the mounts will appear in the view 61 would be covered. A coupling of the interfaces on the battery module side to corresponding interfaces on the adapter is not possible 35-b to 35-d emerged.

Sowohl eine Geometrie der Aufnahmen, als auch die daran angeordneten Schnittstellen sowie ein Anschlussmaß AM sind erfindungsgemäß standardisiert und zwar zumindest auf Typenebene. Das bedeutet, dass Fahrzeuge gleichen Typs über Batteriemodule 12 mit identischen Aufnahmen, identischen Schnittstellen, identischem Anschlussmaß und identischen Außenabmessungen aufgerüstet werden. Die Batteriemodule 12 sind dabei bevorzugt identisch mit denen der jeweiligen Basisbatterie. Darüber hinaus sind die Aufnahmen mit den Schnittstellen, das Anschlussmaß und die Außenabmessungen auch für alle einer bestimmten Größenklasse zugeordnete Fahrzeugtypen vorzugsweise geometrisch vereinheitlicht.Both the geometry of the receptacles and the interfaces arranged thereon and a connection dimension A M are standardized according to the invention, at least at the type level. This means that vehicles of the same type have battery modules 12 be upgraded with identical receptacles, identical interfaces, identical connection dimensions and identical external dimensions. The battery modules 12 are preferably identical to those of the respective base battery. In addition, the recordings with the interfaces, the connection dimensions and the external dimensions are preferably geometrically standardized for all vehicle types assigned to a certain size class.

Auf Maßnahmen zur Gewährleistung einer elektrischen Kompatibilität wird gesondert eingegangen.Measures to ensure electrical compatibility are dealt with separately.

Da aus Standardisierungsgründen zumindest die Batteriemodule des Aufrüstsatzes über einen Adapter an das Fahrzeug angebunden werden, spricht einiges dafür, den Adapter als Bestandteil des Aufrüstsatzes anzusehen. Eine differenzierte Betrachtung, nach welcher der Adapter unter bestimmten Voraussetzungen auch dem Fahrzeug zugeordnet sein kann, erfolgt im Verlauf weiterer Ausführungen zu 32.Since at least the battery modules of the upgrade kit are connected to the vehicle via an adapter for reasons of standardization, there are some arguments in favor of viewing the adapter as part of the upgrade kit. A differentiated consideration, according to which the adapter can also be assigned to the vehicle under certain conditions, takes place in the course of further explanations 32 .

Zunächst werden jedoch die Funktionen des Adapters näher betrachtet. Verschiedene Ausgestaltungen des Adapters sind den 35-a bis 35-g zu entnehmen.First, however, the functions of the adapter are considered in more detail. Various configurations of the adapter are the 35-a to 35-g refer to.

Eine wesentliche Funktion des Adapters besteht in der Aufnahme bzw. Anbindung des aus einheitlichen Batteriemodulen bestehenden Aufrüstsatzes an Schnittstellen im Fahrzeug. Eine weitere Funktion des Adapters kann in diesem Zusammenhang darin bestehen, auch die Batteriemodule der Basisbatterie aufzunehmen. Das setzt, wie oben beschrieben, an den Batteriemodulen 3 und 12 gleiche Aufnahmen 61 und Anschlussmaße AM voraus.An essential function of the adapter is to accommodate or connect the upgrade kit, which consists of standardized battery modules, to interfaces in the vehicle. Another function of the adapter in this context can be to also accommodate the battery modules of the basic battery. As described above, this applies to the battery modules 3 and 12 same recordings 61 and connection dimensions A M ahead.

Der Adapter 43 ist, abhängig von einer Anordnung der mechanischen Schnittstelle 44-A im Batteriefach haupt- oder unterbodenseitig befestigt (vgl. 19 und 20). Auch eine Befestigung an seitlichen Schwellern ist möglich (vgl. 35-f). Ein Einbau des Adapters ins Batteriefach erfolgt entweder im Zuge eines Einbaus der Basisbatterie, d.h. bei der Fahrzeugherstellung bzw. -auslieferung, oder im Zuge einer erstmaligen Batteriekapazitätsaufrüstung.The adapter 43 depends on an arrangement of the mechanical interface 44-A attached in the battery compartment on the main or underside (cf. 19th and 20th ). It can also be attached to the side sills (cf. 35-f ). The adapter is installed in the battery compartment either in the course of installing the basic battery, ie during vehicle manufacture or delivery, or in the course of an initial battery capacity upgrade.

Sind, wie von der Erfindung vorgeschlagen, die Batteriemodule von Aufrüstsatz und Basisbatterie vereinheitlicht, dient der Adapter auch zur Befestigung der Basisbatterie und muss daher bereits im Zuge des Einbaus der Basisbatterie eingebaut werden. In diesem Fall schlägt die Erfindung vor, den Adapter als Crash- und/oder als Versteifungsstruktur auszubilden. Auf diese Weise kann in der Fahrzeugstruktur Gewicht eingespart werden (siehe hierzu auch 36-a und 36-e). Fungiert der Adapter auch zur Befestigung der Basisbatterie, umfasst der Aufrüstsatz bei der Aufrüstung keinen Adapter, da dieser bereits im Fahrzeug eingebaut ist.Are, as proposed by the invention, the battery modules of upgrade kit and Unified base battery, the adapter is also used to attach the base battery and must therefore be installed during the installation of the base battery. In this case, the invention proposes designing the adapter as a crash and / or as a stiffening structure. In this way, weight can be saved in the vehicle structure (see also 36-a and 36-e ). If the adapter is also used to attach the basic battery, the upgrade kit does not include an adapter when upgrading, as this is already installed in the vehicle.

Wird dagegen auf eine Standardisierung der Batteriemodule von Aufrüstsatz und Basisbatterie verzichtet und ist der Adapter nicht bereits bei der Fahrzeugentwicklung als Crashstruktur berücksichtigt, erfolgt der Einbau des Adapters bevorzugt erst dann, wenn er für die Batteriekapazitätsaufrüstung tatsächlich benötigt wird. Auf diese Weise wird unnötiges Gewicht und ein damit einhergehender höherer Energieverbrauch des Fahrzeugs vermieden. Bei dieser Variante umfasst der Aufrüstsatz bei der erstmaligen Aufrüstung auch den Adapter.If, on the other hand, the battery modules of the upgrade kit and basic battery are not standardized and the adapter is not already taken into account as a crash structure during vehicle development, the adapter is preferably only installed when it is actually needed for the battery capacity upgrade. In this way, unnecessary weight and the associated higher energy consumption of the vehicle are avoided. In this variant, the upgrade kit also includes the adapter when upgrading for the first time.

Nach der ersten Aufrüstung kann der Adapter dauerhaft im Fahrzeug verbleiben, wobei sich das Fahrzeuggewicht im Vergleich zu einer permanent hohen Batteriekapazität nur unwesentlich erhöht. Dadurch entfallen bei der temporären Aufrüstung wiederholte Aufwendungen für dessen Bewirtschaftung, Disposition, Versorgung, Lagerung sowie Ein- und Ausbau. Dementsprechend ist der Adapter nach der Erstaufrüstung im Hinblick auf eine Steuerung des Versorgungskreislaufs nicht weiter relevant und daher auch nicht mehr Bestandteil des Aufrüstsatzes.After the first upgrade, the adapter can remain in the vehicle permanently, the weight of the vehicle only increasing insignificantly compared to a permanently high battery capacity. As a result, the temporary upgrade eliminates the need for repeated expenses for its management, disposition, supply, storage, installation and removal. Accordingly, after the initial upgrade, the adapter is no longer relevant in terms of controlling the supply circuit and is therefore no longer part of the upgrade kit.

Neben einer mechanischen Anbindung im Batteriefach erfüllt der Adapter weitere Funktionen, die nachfolgend erläutert sind.In addition to a mechanical connection in the battery compartment, the adapter fulfills other functions that are explained below.

Eine wichtige Funktion des Adapters ist eine Anbindung der Batteriemodule 12 sowie, falls die Batteriemodule von Aufrüstsatz und Basisbatterie standardisiert sind, auch eine Anbindung der Batteriemodule 3 an die fahrzeugseitige mechanische Schnittstelle 44-A im Batteriefach. Die mechanische Schnittstelle unterschiedlicher Fahrzeugtypen wird sich jedoch i.d.R. hinsichtlich einer Befestigungsausführung nach Art und Anordnung unterscheiden.An important function of the adapter is to connect the battery modules 12 and, if the battery modules of the upgrade kit and basic battery are standardized, also a connection of the battery modules 3 to the mechanical interface on the vehicle 44-A In the battery compartment. The mechanical interface of different vehicle types will, however, usually differ in terms of the type and arrangement of the fastening design.

Um die Batteriemodule hinsichtlich Gehäusegeometrie und Schnittstellen zu vereinheitlichen, hat der Adapter erfindungsgemäß zum Batteriemodul eine einheitliche mechanische Schnittstelle 270-B und zum Batteriefach eine weitere, auf die jeweilige Art und Anordnung der mechanischen Schnittstelle 44-A abgestimmte Schnittstelle 44-B (vgl. 36-b).In order to standardize the battery modules with regard to housing geometry and interfaces, the adapter according to the invention has a uniform mechanical interface for the battery module 270-B and to the battery compartment another one, depending on the type and arrangement of the mechanical interface 44-A coordinated interface 44-B (see. 36-b ).

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die batteriemodulseitige, an mindestens einer der Aufnahme angeordnete mechanische Schnittstelle 270-A mit einer elektrischen Schnittstelle 271-A zu einer mechanisch-elektrischen Schnittstelle 163-A räumlich zusammengeführt. Wie in 32 angedeutet, weisen vorzugsweise beide Aufnahmen 61 mechanische Schnittstellen 270-A auf, die jeweils mit elektrischen Schnittstellen zu mechanisch-elektrischen Schnittstellen 163-A kombiniert sein können.According to the present invention, the battery module-side is a mechanical interface arranged on at least one of the receptacles 270-A with an electrical interface 271-A to a mechanical-electrical interface 163-A spatially merged. As in 32 indicated, preferably have both recordings 61 mechanical interfaces 270-A on, each with electrical interfaces to mechanical-electrical interfaces 163-A can be combined.

Adapterseitig befindet sich, wie in 35-b angedeutet, kongruent zur Schnittstelle 163-A eine darauf abgestimmte mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-B. Die Batteriemodule werden vom Adapter über einen Formschluss zu den batteriemodulseitigen Aufnahmen derart aufgenommen, dass sich die korrespondierenden Schnittstellen 163-A und 163-B exakt gegenüberliegen. Infolge dieser Anordnung sind die Schnittstellen selbstkontaktierend, d.h. im Zuge einer kraftschlüssigen mechanischen Befestigung der Batteriemodule am Adapter werden diese zugleich elektrisch kontaktiert. Nähere Einzelheiten sind weiter unten ausgeführt.On the adapter side, as in 35-b indicated, congruent to the interface 163-A a coordinated mechanical-electrical interface 163-B . The battery modules are received by the adapter via a form fit to the receptacles on the battery module side in such a way that the corresponding interfaces are connected 163-A and 163-B exactly opposite. As a result of this arrangement, the interfaces are self-contacting, ie in the course of a non-positive mechanical fastening of the battery modules to the adapter, electrical contact is made with them at the same time. Further details are given below.

Die Anbindung des Adapters an die fahrzeugseitige mechanische Schnittstelle 44-A ist im Zuge der Erläuterungen zum Elektrofahrzeug beschrieben (siehe 36-b).The connection of the adapter to the vehicle's mechanical interface 44-A is described in the explanation of the electric vehicle (see 36-b ).

In Zusammenhang mit der mechanischen Anbindung an die Schnittstelle 44-A kann der Adapter, wie bereits erwähnt, strukturelle Aufgaben, insbesondere zum Schutz der Batteriezellen bei einem Fahrzeugcrash, übernehmen (siehe Ausführungen zu den 36-a und 36-e).In connection with the mechanical connection to the interface 44-A As already mentioned, the adapter can take over structural tasks, in particular to protect the battery cells in a vehicle crash (see comments on 36-a and 36-e ).

Weitere Aufgaben des Adapters können zudem darin bestehen, eine elektrische Trennung von Aufrüstsatz und Basisbatterie sowie eine elektrische Anpassung an die Schnittstelle 45 vorzunehmen. Eine elektrische Trennung und Anpassung kann beispielsweise notwendig sein, wenn für Aufrüstsatz und Basisbatterie Batteriemodule unterschiedlichen Zelltyps, unterschiedlicher elektrischer Spannung, unterschiedlichen Alters und/oder unterschiedlichen Ladezustands zum Einsatz kommen. Durch elektrische Trennung werden Ausgleichsströme aufgrund von Spannungsunterschieden zwischen den einzelnen Batteriemodulen bzw. zwischen Aufrüstsatz und Basisbatterie verhindert.Further tasks of the adapter can also consist of an electrical separation of the upgrade kit and the basic battery as well as an electrical adaptation to the interface 45 to undertake. Electrical separation and adaptation may be necessary, for example, if battery modules of different cell types, different electrical voltages, different ages and / or different states of charge are used for the upgrade kit and base battery. Electrical separation prevents equalizing currents due to voltage differences between the individual battery modules or between the upgrade kit and the basic battery.

Der Adapter kann, wie in 34 angedeutet, beispielsweise Trenneinrichtungen 275 mit Leistungs-Trenndioden oder FET-Isolatoren enthalten, mit denen Ausgleichsströme zwischen den Batteriemodulen gesperrt werden. Darüber hinaus kann der Adapter Gleichstromsteller 276 zur Spannungsanpassung beinhalten, mit dem sich eine Spannung eines oder mehrerer Batteriemodule, entsprechend einer Spezifikation der Schnittstelle 45, elektrisch anpassen lässt.The adapter can, as in 34 indicated, for example separators 275 with power isolating diodes or FET isolators, with which equalizing currents between the battery modules are blocked. In addition, the adapter can have a DC power controller 276 for voltage adjustment, with which a voltage of one or more battery modules, according to a specification of the interface 45 can be adjusted electrically.

Bei der Spannungsanpassung wird eine Spannung der Batteriemodule derart herauf- oder herabgesetzt, dass sie zur spezifizierten Spannung der Schnittstelle 45 kompatibel ist. Dazu wird am Gleichstromsteller ein entsprechender Sollwert vorgegeben. Dies kann durch manuelle Einstellung eines entsprechenden Stellglieds bzw. Reglers oder auch automatisch erfolgen.During the voltage adjustment, a voltage of the battery modules is increased or decreased in such a way that it reaches the specified voltage of the interface 45 is compatible. For this purpose, a corresponding setpoint is specified on the DC chopper. This can be done by manually setting a corresponding actuator or controller or automatically.

Eine bevorzugt automatisch arbeitende Spannungsanpassung, bei der eine zur Schnittstelle 45 bzw. zur Basisbatterie kompatible Spannung über den Gleichstromsteller automatisch erkannt und geregelt wird, kann beispielsweise in Verbindung mit einer Steuereinheit 5 des Fahrzeugs realisiert werden. Dazu werden die Gleichstromsteller mit der Steuereinheit 5 über Steuerleitungen zwecks Datenaustauschs über die fahrzeugseitig erforderliche Spannung verbunden oder in diese integriert (siehe auch 34).A preferred automatic voltage adjustment with one to the interface 45 or the voltage compatible with the base battery is automatically recognized and regulated via the DC chopper, for example in connection with a control unit 5 of the vehicle. To do this, the DC chopper with the control unit 5 Connected via control lines for the purpose of data exchange via the voltage required on the vehicle side or integrated into it (see also 34 ).

Auch die Trenneinrichtungen können über Steuerleitungen mit der Steuereinheit 5 verbunden oder in diese integriert sein. Dadurch können über die Steuereinheit einzelne oder alle Batteriemodule gezielt mit der Schnittstelle 45 verbunden oder davon getrennt werden. Auf diese Weise lässt sich steuerungsseitig eine besonders vorteilhafte Lade-/Entladereihenfolge der Batteriemodule oder auch ein Parallelbetrieb vorgeben.The isolating devices can also be connected to the control unit via control lines 5 connected or integrated into them. As a result, individual or all battery modules can be targeted to the interface via the control unit 45 connected or disconnected. In this way, a particularly advantageous charge / discharge sequence of the battery modules or even parallel operation can be specified on the control side.

Darüber hinaus besteht über Trenneinrichtungen und Steuereinheit die Möglichkeit, die Batteriemodule 12 von der Schnittstelle 45 zu trennen, wenn der Aufrüstsatz vom Fahrzeugnutzer nicht rechtzeitig zum Betreiber zurückgebracht bzw. ein entsprechender Nutzungsvertrag nicht verlängert wird. Eine Trennung kann über die Steuereinheit entweder zeitgesteuert erfolgen, indem vom Betreiber in der Steuereinheit bei der Aufrüstung ein Endtermin des Einsatzvorgangs 37 programmiert wird oder über eine Funkverbindung ferngesteuert vorgenommen werden.There is also the option of disconnecting the battery modules 12 from the interface 45 to be separated if the vehicle user does not return the upgrade kit to the operator in good time or if a corresponding usage contract is not extended. A disconnection can take place via the control unit, either in a time-controlled manner, by specifying an end date for the deployment process in the control unit during the upgrade 37 programmed or remotely controlled via a radio link.

Da für eine Laderegelung und für eine Ladungsangleichung der im Batteriemodul zu einem Zellverbund zusammengefassten Batteriezellen ein batteriemodulinterner Batteriemanager 274 erforderlich ist, können die Funktionen der Gleichstromsteller und/oder der Trenneinrichtungen auch als Zusatzfunktionen in den jeweiligen Batteriemanager des Batteriemoduls integriert sein. Die mit der Steuereinheit 5 verbundenen Steuerleitungen werden dazu über die adapter- und batteriemodulseitigen Schnittstellen 163-A und 163-B mit dem jeweiligen Batteriemanager des Batteriemoduls verbunden.There is a battery manager inside the battery module for charge control and charge equalization of the battery cells combined in the battery module to form a cell network 274 is required, the functions of the DC chopper and / or the isolating devices can also be integrated as additional functions in the respective battery manager of the battery module. The one with the control unit 5 connected control lines are used via the adapter and battery module interfaces 163-A and 163-B connected to the respective battery manager of the battery module.

Da für einen optimalen Betrieb von Lithium-Ionen-Zellen und zur Vermeidung deren Zerstörung herstellerseitig vorgegebene Temperaturen von beispielsweise -10°C bis +40°C einzuhalten sind, enthalten Batteriemodule auf Lithium-Ionen-Basis darüber hinaus eine batteriemodulinterne Temperiereinrichtung 267 (siehe 35-a). Mit der Temperiereinrichtung lassen sich die Batteriezellen mithilfe eines Kühlmittels, beispielsweise auf Ethylen-Glykol-Basis, kühlen bzw. erforderlichenfalls auch beheizen.Since the manufacturer-provided temperatures of -10 ° C to + 40 ° C, for example, must be maintained for optimal operation of lithium-ion cells and to avoid their destruction, lithium-ion-based battery modules also contain a temperature control device inside the battery module 267 (please refer 35-a ). With the temperature control device, the battery cells can be cooled or, if necessary, also heated with the aid of a coolant, for example based on ethylene glycol.

Sofern in den Batteriemodulen Feststoffzellen zum Einsatz kommen, die aufgrund eines festen Elektrolyten unempfindlicher sind gegen Überhitzung, kann auf die Temperiereinrichtung u.U. verzichtet werden.If solid cells are used in the battery modules, which are less sensitive to overheating due to a solid electrolyte, the temperature control device may, under certain circumstances, be used. be waived.

Eine mögliche Ausführung einer Temperiereinrichtung ist beispielsweise in der DE 10 2015 013 377 A1 beschrieben. Die Batteriezellen sind darin aufgrund einer Leitfähigkeit des Kühlmittels derart angeordnet, dass sie an ihren Mantelflächen, jedoch nicht an den Zellpolen mit dem Kühlmittel in Kontakt kommen. Es ist vorstellbar, dass eine Isolation der Zellpole auch auf andere Art und Weise erreicht werden kann. Eine dementsprechende Ausgestaltung der Batteriemodule ist jedoch nicht Gegenstand dieser Erfindung.A possible embodiment of a temperature control device is for example in DE 10 2015 013 377 A1 described. Due to the conductivity of the coolant, the battery cells are arranged therein in such a way that they come into contact with the coolant on their jacket surfaces, but not on the cell poles. It is conceivable that isolation of the cell poles can also be achieved in other ways. However, a corresponding configuration of the battery modules is not the subject of this invention.

Die Temperiereinrichtung ist entsprechend dem Stand der Technik an einen Temperierkreislauf 269 mit einer Kühl- und/oder Heizeinrichtung 277 angeschlossen, in dem das Kühlmittel stetig im Kreis gepumpt wird (vgl. 36-a). Dabei können für Basisbatterie und Aufrüstsatz entweder gemeinsame oder getrennte Temperierkreisläufe vorhanden sein.According to the state of the art, the temperature control device is connected to a temperature control circuit 269 with a cooling and / or heating device 277 connected, in which the coolant is continuously pumped in a circle (cf. 36-a ). Either common or separate temperature control circuits can be used for the basic battery and upgrade kit.

Für die temporäre Batteriekapazitätsaufrüstung mit wiederholtem Ein- und Ausbau der Batteriemodule hat das zur Folge, dass zumindest die Batteriemodule 12 zum Temperierkreislauf erfindungsgemäß eine Kühlmittelschnittstelle 268-A mit lösbarer Verbindung umfassend einen Kühlmitteleingang 278-A und einen Kühlmittelausgang 279-A aufweisen (siehe 35-a und 35-d). Die Kühlmittelschnittstelle 268-A ist dabei bevorzugt an einer der Aufnahmen 61 kongruent zu einer am Adapter befindlichen komplementären Kühlmittelschnittstelle 268-B angeordnet, kann jedoch auch an anderer Stelle am Batteriemodulgehäuse angebracht sein. Die Anordnung der Kühlmittelschnittstelle 268-A an einer der Aufnahmen hat den Vorteil, dass die Verbindung zur Kühlmittelschnittstelle 268-B beim Ein- bzw. Ausbau der Batteriemodule, analog zu den mechanisch-elektrischen Schnittstellen 163-A und 163-B, selbstkontaktierend erfolgt.For the temporary battery capacity upgrade with repeated installation and removal of the battery modules, this means that at least the battery modules 12 a coolant interface according to the invention to the temperature control circuit 268-A with a detachable connection comprising a coolant inlet 278-A and a coolant outlet 279-A have (see 35-a and 35-d ). The coolant interface 268-A is preferred on one of the recordings 61 congruent to a complementary coolant interface located on the adapter 268-B arranged, but can also be attached elsewhere on the battery module housing. The arrangement of the coolant interface 268-A on one of the receptacles has the advantage that the connection to the coolant interface 268-B when installing or removing the battery modules, analogous to the mechanical-electrical interfaces 163-A and 163-B , self-contacting.

Kühlmittelventile 280 am Kühlmitteleingang und -ausgang verhindern dabei ein Auslaufen des Kühlmittels. Als Ventile eignen sich Rückschlagventile oder aktiv schaltbare Ventile, beispielsweise Magnetventile.Coolant valves 280 at the coolant inlet and outlet prevent the coolant from leaking. Check valves or actively switchable valves, for example solenoid valves, are suitable as valves.

Mit solchen Schnittstellen lassen sich die Temperiereinrichtungen besonders schnell und ohne Kühlmittelverlust mit dem Temperierkreislauf verbinden und wieder lösen.With such interfaces, the temperature control devices can be connected to and removed from the temperature control circuit particularly quickly and without loss of coolant.

Die Kühlmittelschnittstelle 268-A kann mit der mechanisch-elektrischen Schnittstelle 163-A zu einer Schnittstelleneinheit 281-A gekoppelt sein. Im Hinblick auf Sicherheitsaspekte bevorzugt die Erfindung jedoch eine Trennung der elektrischen Schnittstelle von der Kühlmittelschnittstelle. Das lässt sich erreichen, indem an einer der beiden Aufnahmen 61 eines Batteriemoduls die mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-A und an der gegenüberliegenden Aufnahme eine Kühlmittelschnittstelle 282-A angeordnet wird, der eine darauf abgestimmte Kühlmittelschnittstelle 282-B am Adapter gegenüberliegt (siehe 35-a). In Anlehnung an den Aufbau der mechanisch-elektrischen Schnittstelle 163-A besteht die Kühlmittelschnittstelle 282-A aus einer Kombination der Kühlmittelschnittstelle 268-A mit einer mechanischen Schnittstelle 270-A (siehe 35-d). Die Kühlmittelschnittstelle 282-A wird daher im Folgenden auch kombinierte Kühlmittelschnittstelle genannt. Für den Aufbau der Kühlmittelschnittstelle 282-B gilt entsprechendes.The coolant interface 268-A can with the mechanical-electrical interface 163-A to an interface unit 281-A be coupled. With regard to safety aspects, however, the invention prefers a separation of the electrical interface from the coolant interface. This can be achieved by looking at one of the two shots 61 the mechanical-electrical interface of a battery module 163-A and a coolant interface on the opposite receptacle 282-A is arranged, which has a coordinated coolant interface 282-B on the adapter (see 35-a ). Based on the structure of the mechanical-electrical interface 163-A the coolant interface exists 282-A from a combination of the coolant interface 268-A with a mechanical interface 270-A (please refer 35-d ). The coolant interface 282-A is therefore also referred to below as the combined coolant interface. For setting up the coolant interface 282-B the same applies.

Im Hinblick auf die Möglichkeit einer Verwendung von Feststoffzellen, die keine Kühlung erfordern, sind die Batteriemodule 12, wie in 32 gezeigt, zumindest mit der mechanisch-elektrischen Schnittstelle 163-A ausgestattet. Bei Verwendung einheitlicher Batteriemodule für Aufrüstsatz und Basisbatterie gilt das auch für die Batteriemodule 3. Dementsprechend verfügt auch der Adapter zumindest über die mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-B. Eine Ausführung und Funktionsweise dieser Schnittstellen wird nachfolgend detailliert.With regard to the possibility of using solid cells that do not require cooling, the battery modules 12 , as in 32 shown, at least with the mechanical-electrical interface 163-A fitted. If uniform battery modules are used for the upgrade kit and base battery, this also applies to the battery modules 3 . Accordingly, the adapter also has at least the mechanical-electrical interface 163-B . A design and functionality of these interfaces is detailed below.

Nach den Erläuterungen zu 13 werden die Batteriemodule beim Befestigungsvorgang 133 mit der Schnittstelle 163-A über einen Andrückvorgang 135 an der mechanisch-elektrischen Schnittstelle 163-B des Adapters 43 zunächst zentriert, vorfixiert und anschließend über eine Verschraubung 169 zusätzlich gesichert.According to the explanations to 13 the battery modules during the fastening process 133 with the interface 163-A via a pressing process 135 at the mechanical-electrical interface 163-B of the adapter 43 first centered, pre-fixed and then via a screw connection 169 additionally secured.

Zum Zentrieren weisen die Batteriemodule spiegelsymmetrisch zur Symmetrieebene 272 angeordnete Zentrierschrägen 160 auf, mit denen die Batteriemodule in den Adapter eingeführt werden (siehe hierzu auch 19 mit den entsprechenden Erläuterungen zum mechanischen Toleranzausgleich sowie 35-a und 35-b).For centering, the battery modules point mirror-symmetrically to the plane of symmetry 272 arranged centering slopes 160 with which the battery modules are inserted into the adapter (see also 19th with the corresponding explanations on mechanical tolerance compensation and 35-a and 35-b ).

Aufgrund der mechanisch-elektrischen Kopplung der Schnittstellen 163-A und 163-B findet während des mechanischen Befestigungsvorgangs zugleich ein elektrischer Verbindungsvorgang 138 zwischen dem jeweiligen Batteriemodul und dem Adapter statt.Due to the mechanical-electrical coupling of the interfaces 163-A and 163-B there is also an electrical connection process during the mechanical fastening process 138 between the respective battery module and the adapter.

Dieser Verbindungsvorgang für die elektrische Verbindung des Aufrüstsatzes 13 mit dem Adapter 43 ist erfindungsgemäß selbstkontaktierend, kann jedoch auch in herkömmlicher Weise über Kabelverbindungen mit Steckern, Kabelschuhen und dergleichen realisiert sein. Der Adapter ist wiederum mit der fahrzeugseitigen elektrischen Schnittstelle 45 verbunden (siehe 36-a).This connection process for the electrical connection of the upgrade kit 13 with the adapter 43 is self-contacting according to the invention, but can also be implemented in a conventional manner via cable connections with plugs, cable lugs and the like. The adapter is in turn with the vehicle-side electrical interface 45 connected (see 36-a ).

Die mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-A enthält bei der selbstkontaktieren Ausführung mindestens ein modulseitiges Kontaktelement 171, die mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-B mindestens eine adapterseitige Leiterbahn 172 oder ein adapterseitiges Kontaktelement 283-B mit Kabelanschluss (siehe 35-c und 35-f). Beim Verbindungsvorgang liegt das Kontaktelement 171 an der Leiterbahn 172 oder am Kontaktelement 283-B an und stellt somit eine elektrische Verbindung zwischen Batteriemodul und Adapter her. Die elektrische Kontaktstelle ist mit einer mechanischen Verbindung über die zusätzliche Verschraubung 169 räumlich dicht gekoppelt. Bei der hauptboden- oder schwellerseitigen Anordnung des Adapters ist damit zugleich eine elektrische Verbindung zwischen Aufrüstsatz 13, Antrieb 2 und Anschluss-Einrichtung 7 hergestellt, die über die Steuereinheit 5 geschaltet werden kann. Bei der unterbodenseitigen Anordnung des Adapters ist dagegen ein zusätzlicher Verbindungsschritt 173 erforderlich.The mechanical-electrical interface 163-A contains at least one module-side contact element in the self-contacting version 171 , the mechanical-electrical interface 163-B at least one conductor track on the adapter side 172 or an adapter-side contact element 283-B with cable connection (see 35-c and 35-f ). The contact element lies during the connection process 171 on the conductor track 172 or on the contact element 283-B and thus establishes an electrical connection between the battery module and the adapter. The electrical contact point is with a mechanical connection via the additional screw connection 169 spatially closely coupled. When the adapter is arranged on the main floor or sill side, there is also an electrical connection between the upgrade kit 13 , Drive 2 and connection facility 7th manufactured using the control unit 5 can be switched. In contrast, when the adapter is arranged on the underside, there is an additional connection step 173 required.

Bei der Vorfixierung der Batteriemodule rastet ein Riegel 165 einer batteriemodulseitig angebrachten Ver- und Entriegelungs-Einheit 166 in eine adapterseitige Nut 167 über eine Feder 168 selbsttätig ein (vgl. 19). Um sicherzustellen, dass die Batteriemodule in den Adapter korrekt eingerastet sind, kann die Ver- und Entriegelungs-Einheit eine Endlagensensorik 170 enthalten, mit der sich eine korrekte Verriegelung erfassen lässt (siehe 28).A latch engages when the battery modules are pre-fixed 165 a locking and unlocking unit attached to the battery module 166 into a groove on the adapter side 167 over a feather 168 automatically (cf. 19th ). In order to ensure that the battery modules are correctly locked into the adapter, the locking and unlocking unit can have end position sensors 170 with which a correct locking can be detected (see 28 ).

Die zusätzliche Verschraubung bewirkt, wie in 35-c dargestellt, einen Anpressdruck P auf die Kontaktelemente und gewährleistet dadurch eine zuverlässige elektrische Kontaktierung der Schnittstellen 163-A und 163-B untereinander sowie eine hohe Funktionssicherheit der elektrischen Verbindung.The additional screw connection, as in 35-c shown, a contact pressure P on the contact elements and thereby ensures reliable electrical contacting of the interfaces 163-A and 163-B with each other as well as a high functional reliability of the electrical connection.

Die mechanischen Schnittstellen 270-A und 270-B umfassen demzufolge die Ver- und Entriegelungs-Einheiten 166 mit den federbeaufschlagten Riegeln 165, den adapterseitigen Nuten 167 und den zusätzlichen Verschraubungen 169.The mechanical interfaces 270-A and 270-B consequently include the locking and unlocking units 166 with the spring-loaded bolts 165 , the adapter-side grooves 167 and the additional screw connections 169 .

Die Ver- und Entriegelungs-Einheiten 166 dienen dabei einerseits zur schnellen Vorfixierung und Verriegelung der Batteriemodule am Adapter im Zuge des Einbauvorgangs 11 und andererseits zur schnellen Entriegelung beim Ausbauvorgang 14.The locking and unlocking units 166 serve on the one hand for quick pre-fixing and locking of the battery modules on the adapter in the During the installation process 11 and on the other hand for quick unlocking during the removal process 14th .

Die Entriegelung für den Entriegelungsvorgang 195 ist nachfolgend beschrieben. Die Entriegelung kann in den Ver- und Entriegelungs-Einheiten 166 konstruktiv unterschiedlich gelöst sein und wird durchgeführt, nachdem die Verschraubung 169 entfernt wurde.The unlocking for the unlocking process 195 is described below. The unlocking can be done in the locking and unlocking units 166 be solved constructively differently and is carried out after the screwing 169 was removed.

Eine mögliche Ausführung ist eine mechanische Entriegelung (siehe 23). Eine weitere Möglichkeit ist eine elektromagnetische Entriegelung (siehe 35-b). Schlösser mit elektromagnetischer Entriegelung sind Stand der Technik, so dass es einem Fachmann kaum Schwierigkeiten bereiten wird, eine elektromagnetische Entriegelung detailliert auszugestalten.One possible design is a mechanical release (see 23 ). Another possibility is an electromagnetic release (see 35-b ). Locks with electromagnetic unlocking are state of the art, so that a person skilled in the art will hardly find it difficult to design an electromagnetic unlocking system in detail.

Beim mechanischen Entriegelungsvorgang nach 23 greift ein Mitnehmer 197 durch ein Langloch 201 im Batteriemodulgehäuse 200 formschlüssig in eine Vertiefung einer riegelseitigen Mitnehmeraufnahme 198 und wird in Y'-Richtung über greiferseitig angeordnete Mitnehmerbetätigungseinheiten 199 bewegt. Beim Entriegelungsvorgang 195 des Riegels 165 wird der Mitnehmer über die Mitnehmerbetätigungseinheit gegen den Druck der Feder 168 aus der adapterseitigen Nut 167 nach rechts bewegt. Auf der in 23 nicht dargestellten rechten Seite des Batteriemoduls erfolgt die Bewegung des Mitnehmers entsprechend nach links. Durch gleichzeitige Entriegelung der gegenüberliegenden Ver- und Entriegelungs-Einheiten wird das Batteriemodul zur Entnahme freigegeben.During the mechanical unlocking process after 23 a driver engages 197 through an elongated hole 201 in the battery module housing 200 positively in a recess of a lock-side driver receptacle 198 and is in the Y 'direction via driver actuation units arranged on the gripper side 199 emotional. During the unlocking process 195 of the bolt 165 the driver is against the pressure of the spring via the driver actuation unit 168 from the adapter-side groove 167 moved to the right. On the in 23 The right side of the battery module, not shown, moves the driver accordingly to the left. The battery module is released for removal by simultaneously unlocking the opposite locking and unlocking units.

Beim elektromagnetischen Entriegelungsvorgang nach 35-b wird der Riegel 165 gegen den Druck der Feder 168 von einem Elektromagneten 291 im Innern des Batteriemoduls aus der Nut 167 herausgezogen, sobald durch Betätigung eines Schalters 292 Strom durch den Elektromagneten fließt.After the electromagnetic unlocking process 35-b becomes the latch 165 against the pressure of the spring 168 from an electromagnet 291 inside the battery module from the groove 167 pulled out as soon as by pressing a switch 292 Current flows through the electromagnet.

Nach den bisherigen Erläuterungen lässt sich festhalten, dass der für eine zumindest temporäre Batteriekapazitäts-Aufrüstung mindestens eines Elektrofahrzeugs 1 bestimmte Aufrüstsatz 13, welcher insbesondere für die zumindest temporäre Kapazitätsaufrüstung einer über eine Steuereinheit 5 mit einem Antrieb 2 und einem Ladegerät 6 mit Anschlusseinrichtung 7 verbindbare Basisbatterie 4 bestimmt ist, mindestens ein wiederaufladbares Batteriemodul 12 bestehend aus Batteriezellen 219, einem Gehäuse 200, welches eine Temperiereinrichtung 267 mit einer Kühlmittelschnittstelle 268-A zu einem Temperierkreislauf 269 enthalten kann, mindestens einer mechanischen Schnittstelle 270-A für eine Befestigung des Batteriemoduls in einem Batteriefach 9 mit einem Adapter 43 und mindestens einer elektrischen Schnittstelle 271-A für eine Verbindung des Batteriemoduls über Adapter 43 und Steuereinheit 5 mit Antrieb 2 und Ladegerät 6 aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gehäuse mindestens zwei spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieebene 272 angeordnete Aufnahmen 61 mit je einer formschlüssigen Gehäuseausnehmung 287 zum Adapter aufweist, an denen die Schnittstellen 270-A und 271-A sowie Zentrierschrägen 160 angebracht sind und darüber hinaus auch die Kühlmittelschnittstelle 268-A angebracht sein kann, wobei die Schnittstellen 270-A und 271-A räumlich zu einer mechanisch-elektrischen Schnittstelle 163-A zusammengefasst sind und die mechanische Schnittstelle 270-A eine Ver- und Entriegelungseinheit 166 und mindestens eine Verschraubung 169 für eine Vorfixierung und kraftschlüssige Befestigung des Batteriemoduls an einer mechanischen Schnittstelle 270-B am Adapter aufweist, welche zur elektrischen Schnittstelle 271-A am Batteriemodul sowie zu einer elektrischen Schnittstelle 271-B am Adapter derart angeordnet ist, dass sich die Schnittstellen 271-A und 271-B bei der Befestigung des Batteriemoduls am Adapter unter einem Anpressdruck P durch die Verschraubung elektrisch kontaktieren (siehe hierzu auch 35-a ff).According to the explanations given so far, it can be stated that the for at least temporary battery capacity upgrade of at least one electric vehicle 1 certain upgrade kit 13 , which in particular for the at least temporary capacity upgrade of a control unit 5 with one drive 2 and a charger 6 with connection device 7th connectable basic battery 4th is intended to have at least one rechargeable battery module 12 consisting of battery cells 219 , a housing 200 , which is a temperature control device 267 with a coolant interface 268-A to a temperature control circuit 269 may contain at least one mechanical interface 270-A for fastening the battery module in a battery compartment 9 with an adapter 43 and at least one electrical interface 271-A for connecting the battery module via adapter 43 and control unit 5 with drive 2 and charger 6 and is characterized in that the housing has at least two mirror-symmetrical to a plane of symmetry 272 arranged recordings 61 each with a form-fitting housing recess 287 to the adapter on which the interfaces 270-A and 271-A as well as centering bevels 160 are attached and also the coolant interface 268-A can be attached, the interfaces 270-A and 271-A spatially to a mechanical-electrical interface 163-A are summarized and the mechanical interface 270-A a locking and unlocking unit 166 and at least one screw connection 169 for pre-fixing and non-positive fastening of the battery module to a mechanical interface 270-B on the adapter, which leads to the electrical interface 271-A on the battery module and to an electrical interface 271-B is arranged on the adapter in such a way that the interfaces 271-A and 271-B When attaching the battery module to the adapter, make an electrical connection through the screw connection under a contact pressure P (see also 35-a ff).

33a - 33d zeigen schematisch Möglichkeiten einer geometrischen Anpassung des Aufrüstsatzes an ein Batteriefach sowie zur Vereinheitlichung mithilfe von Größenklassen. In 33-a und 33-b ist dazu ein Batteriefach eines Elektrofahrzeugs mit Batteriemodul und Adapter im Querschnitt dargestellt. Das Batteriefach 9 wird gebildet von zwei seitlichen Schwellern 180, einem Hauptboden 136 und einem Unterboden 124. Am Hauptboden ist ein Adapter 43 angebracht, der das Batteriemodul 12 an seitlichen oder in den Ecken des Gehäuses angeordneten Aufnahmen 61 aufnimmt. 33a - 33d schematically show possibilities of geometrically adapting the upgrade kit to a battery compartment and for standardization with the help of size classes. In 33-a and 33-b a battery compartment of an electric vehicle with battery module and adapter is shown in cross section. The battery compartment 9 is formed by two side sills 180 , a main floor 136 and a sub-floor 124 . There is an adapter on the main floor 43 attached to the battery module 12 on the side or in the corners of the housing 61 records.

Der Adapter kann alternativ am Unterboden oder auch an den seitlichen Schwellern angebracht sein (vgl. 20 und 35-f). Das Batteriemodul ist bei ebenem Hauptboden, wie in 33-a dargestellt, quaderförmig und weist an den Aufnahmen 61 Gehäuseausnehmungen 287 auf, die einen Formschluss zum Adapter bilden und auch keilförmig sein können (siehe 35-g).The adapter can alternatively be attached to the underbody or to the side sills (cf. 20th and 35-f ). The battery module is on a level main floor, as in 33-a shown, cuboid and points to the recordings 61 Housing recesses 287 that form a form fit to the adapter and can also be wedge-shaped (see 35-g ).

Bei einem Hauptboden mit Mitteltunnel, wie in 33-b gezeigt, ist das Batteriemodul ebenfalls quaderförmig, hat jedoch im Bereich des Tunnels 284 eine lokale Verdickung 285. Auf diese Weise lässt sich im Innern des Batteriemodulgehäuses 200 Bauraum zur Unterbringung zusätzlicher Batteriezellen gewinnen.With a main floor with a central tunnel, as in 33-b shown, the battery module is also cuboid, but has in the area of the tunnel 284 a local thickening 285 . In this way, inside the battery module housing 200 Gain space to accommodate additional battery cells.

33-c zeigt zwei Varianten eines Schnitts A-A aus 33-a. Aus Steifigkeits- und Crashgründen kann es erforderlich sein, den Hauptboden und/oder den Unterboden durch Querträger 286 zu verstärken. In der links bzw. rechts dargestellten Variante ist der Hauptboden durch Querträger verstärkt. Das Batteriemodul weist dazu an einer Oberseite entsprechende Gehäuseausnehmungen 287 auf. Bei Querträgern am Unterboden weist das Batteriemodul an einer Unterseite entsprechende Gehäuseausnehmungen auf. 33-c shows two variants of a section AA 33-a . For reasons of rigidity and crash, it may be necessary to support the main floor and / or the sub-floor with cross members 286 to reinforce. In the left and right shown In the variant, the main floor is reinforced by cross members. For this purpose, the battery module has corresponding housing recesses on an upper side 287 on. In the case of cross members on the underbody, the battery module has corresponding housing recesses on an underside.

Zu 33a - 33c wird festgehalten, dass das Gehäuse 200 des Batteriemoduls quaderförmig ist, wobei die Aufnahmen 61 mit den formschlüssigen Gehäuseausnehmungen 287, die keilförmig sein können, seitlich oder in je einer Ecke des Gehäuses zum Adapter hin angeordnet sind, und dass das Gehäuse darüber hinaus lokal eine Verdickung 285 und/oder eine weitere Gehäuseausnehmung 287 für einen Querträger im Batteriefach aufweisen kann.To 33a - 33c it is noted that the housing 200 of the battery module is cuboid, with the recordings 61 with the form-fitting housing recesses 287 , which can be wedge-shaped, are arranged laterally or in each case in a corner of the housing towards the adapter, and that the housing also has a local thickening 285 and / or another housing recess 287 may have for a cross member in the battery compartment.

33-d verdeutlicht das Prinzip einer Geometrievereinheitlichung von Batteriemodulen eines aufzurüstenden Fahrzeugspektrums mithilfe von Größenklassen anhand eines Beispiels mit vier unterschiedlich großen Batteriefächern 9-1, 9-2, 9-3 und 9-4. Erfindungsgemäß erfolgt eine Geometrievereinheitlichung der Batteriemodule eines aufzurüstenden Fahrzeugspektrums anhand einer Klassifizierung der Batteriefächer nach einer Batteriefachgröße. Batteriefächer ähnlicher Größe bilden dabei je eine Größenklasse, der beim Planungsvorgang 41 eine einheitliche Batteriemodulgeometrie zugeordnet werden kann, die in alle Batteriefächer dieser Größenklasse passt (vgl. 5). 33-d illustrates the principle of standardizing the geometry of battery modules in a range of vehicles to be upgraded with the aid of size classes using an example with four differently sized battery compartments 9-1 , 9-2 , 9-3 and 9-4 . According to the invention, the geometry of the battery modules of a range of vehicles to be upgraded is standardized on the basis of a classification of the battery compartments according to a battery compartment size. Battery compartments of a similar size each form a size class during the planning process 41 a uniform battery module geometry can be assigned that fits into all battery compartments of this size class (cf. 5 ).

Wie viele Größenklassen Gx ein aufzurüstendes Fahrzeugtypspektrum umfasst, ist einerseits von einer Streubreite der Batteriefachgröße innerhalb des Fahrzeugspektrums und andererseits von einer betreiberseitigen Festlegung abhängig, wann Batteriefächer eine ähnliche Größe aufweisen. Beispielsweise kann der Betreiber festlegen, dass dann eine ähnliche Batteriefachgröße vorliegt, wenn ein Größenunterschied der Batteriefachabmessungen zwischen dem jeweils kleinsten und größten Batteriefach der Größenklasse max. 5 Prozent beträgt.How many size classes G x are included in a vehicle type spectrum to be upgraded depends on the one hand on the spread of the battery compartment size within the vehicle spectrum and on the other hand on an operator stipulation as to when battery compartments have a similar size. For example, the operator can stipulate that the battery compartment size is similar if there is a size difference in the battery compartment dimensions between the respective smallest and largest battery compartment in the max. 5 percent.

Die vorliegende Abbildung zeigt ein Beispiel mit vier unterschiedlich großen Batteriefächern 9-1, 9-2, 9-3 und 9-4. Die Batteriefächer sind jeweils in einer Draufsicht mit durchgezogenen Linien dargestellt und für einen Größenvergleich übereinandergelegt. Es handelt sich um die Batteriefächer von vier unterschiedlichen Fahrzeugtypen eines aufzurüstenden Fahrzeugspektrums, für die eine Batteriemodulgeometrie vereinheitlicht werden soll. Die unterzubringenden Batteriemodule 12 sind jeweils gestrichelt dargestellt.This illustration shows an example with four different sized battery compartments 9-1 , 9-2 , 9-3 and 9-4 . The battery compartments are each shown in a top view with solid lines and placed one above the other for size comparison. These are the battery compartments of four different vehicle types of a vehicle range to be upgraded, for which a battery module geometry is to be standardized. The battery modules to be accommodated 12 are shown in dashed lines.

Ein Anschlussmaß AM zwischen den Aufnahmen der Batteriemodule 3 und 12 ist, wie dargestellt, einheitlich gewählt (zum Anschlussmaß siehe auch 33-a). Eine Länge LM und eine Breite BM sind ebenfalls vereinheitlicht. Vorzugsweise ist auch eine Höhe HM der Batteriemodule standardisiert. A connection dimension A M between the receptacles of the battery modules 3 and 12 is, as shown, selected uniformly (for connection dimensions see also 33-a ). A length L M and a width B M are also unified. A height H M of the battery modules is preferably also standardized.

Darüber hinaus ist es unter Standardisierungsgesichtspunkten von Vorteil, wenn die Batteriemodule auch hinsichtlich Schnittstellen, verwendetem Zelltyp und elektrischer Anschlussdaten identisch sind bzw. über eine elektrische Anpassung an die fahrzeugspezifische Schnittstelle 45 angepasst werden können (siehe auch 34).In addition, it is advantageous from the standpoint of standardization if the battery modules are also identical in terms of interfaces, cell type used and electrical connection data or via an electrical adaptation to the vehicle-specific interface 45 can be adjusted (see also 34 ).

Die Batteriefächer 9-1 und 9-2 sind entsprechend der Darstellung beispielsweise einer Größenklasse G1 und die Batteriefächer 9-3 und 9-4 einer Größenklasse G2 zugeordnet. Für die Batteriefächer der Größenklassen G1 soll eine einheitliche Batteriemodul-Geometrie ermittelt werden, ebenso für die Batteriefächer der Größenklasse G2.The battery compartments 9-1 and 9-2 are according to the illustration, for example, a size class G 1 and the battery compartments 9-3 and 9-4 assigned to a size class G 2 . A uniform battery module geometry is to be determined for the battery compartments of size class G 1 , as well as for battery compartments of size class G 2 .

Ausgangspunkt für eine Standardisierung der Länge LM, Breite BM und Höhe HM der Batteriemodule für die Größenklassen G1 sind eine jeweils kleinste Länge, Breite und Tiefe der Batteriefächer 9-1 und 9-2. Nur so lässt sich gewährleisten, dass das Batteriemodul 12 in beide Batteriefächer der Größenklasse G1 hineinpasst. In diesem Beispiel sind es die Länge LB-1 und die Breite BB-1. Zur Vereinfachung wird in diesem Beispiel angenommen, dass die Batteriefächer gleich tief sind. Innerhalb der Größenklasse G1 wird daher im vorliegenden Fall für Länge, Breite und Höhe des Batteriemoduls festgelegt: LM ≤ LB-1, BM ≤ BB-1, HM < TB-1.The starting point for a standardization of the length L M , width B M and height H M of the battery modules for size classes G 1 is the smallest length, width and depth of the battery compartments 9-1 and 9-2 . This is the only way to ensure that the battery module 12 Fits in both battery compartments of size class G 1 . In this example it is the length L B-1 and the width B B-1 . To simplify matters, it is assumed in this example that the battery compartments are equally deep. Within size class G 1 , the following is therefore specified for the length, width and height of the battery module in the present case: L M L B-1 , B M B B-1 , H M <T B-1 .

Die Länge LB-1 wird anschließend auf Basisbatterie und Aufrüstsatz aufgeteilt. Um für Basisbatterie und Aufrüstsatz gleiche Batteriemodule 3 = 12 verwenden zu können und da eine Größe der Basisbatterie u.a. durch die von der Erfindung vorgeschlagene Reichweite von 150 bis 250 km bestimmt wird, ergibt sich daraus für die Bestückung der Batteriefächer 9-1 und 9-2 eine entsprechende Anzahl von Batteriemodulen sowie die jeweilige Länge LM.The length L B-1 is then divided between the basic battery and the upgrade kit. In order to have the same battery modules for the basic battery and upgrade kit 3 = 12 and since the size of the basic battery is determined, among other things, by the range of 150 to 250 km proposed by the invention, this results in the equipping of the battery compartments 9-1 and 9-2 a corresponding number of battery modules and the respective length L M.

Im vorliegenden Beispiel kommt bei den Batteriefächern 9-1 und 9-2 ein Batteriemodul 3 = 12 für die Basisbatterie und zwei Batteriemodule 12 für den Aufrüstsatz zum Einsatz. Allerdings ist lediglich beim kleinsten Batteriefach, hier 9-1, eine optimale Bauraumausnutzung gewährleistet.In the present example comes with the battery compartments 9-1 and 9-2 one battery module 3 = 12 for the basic battery and two battery modules 12 for the upgrade kit. However, only the smallest battery compartment, here 9-1, ensures optimal use of the installation space.

Um bei der Größenklasse G1 den zusätzlichen Bauraum des Batteriefachs 9.2 zu nutzen wäre es möglich, den drei standardisierten Modulen 12 ein Zusatzmodul geringerer Länge hinzuzufügen. Dieses Zusatzmodul ließe sich in einem Modulbaukasten für verschiedene Fahrzeugtypen als Ausführungsvariante zum Modul 12 ebenfalls standardisieren. Auf eine Darstellung des Zusatzmoduls wurde in 33-d verzichtet.In order to reduce the additional installation space for the battery compartment in the G 1 size class 9.2 It would be possible to use the three standardized modules 12 add an additional module of shorter length. This additional module could be in a modular kit for various vehicle types as a variant of the module 12 also standardize. A representation of the additional module was shown in 33-d waived.

Ebenso wurde auf eine Darstellung einer aus mehr als einem Batteriemodul 3 bestehenden Basisbatterie 4 verzichtet, die ebenfalls Vorteile im Hinblick auf eine Bauraumausnutzung bieten kann, denn mehrere kleine Module anstelle eines großen Moduls geben mehr Flexibilität zur Ausnutzung des Batteriefachs.A representation of one of more than one battery module was also used 3 existing base battery 4th dispensed with, which can also offer advantages in terms of space utilization, because several small modules instead of one large module give more flexibility to use the battery compartment.

Analog zur beschriebenen Vorgehensweise lässt sich für die Größenklasse G2 mit den Batteriefächern 9-3 und 9-4 ebenfalls eine einheitliche Größe der Batteriemodule ermitteln. Maßgebend ist auch hier eine jeweils kleinste Länge, Breite und Tiefe der Batteriefächer. In diesem Beispiel wäre folglich das Batteriefach 9-3 für eine Geometriefestlegung der Batteriemodule maßgebend. Auf eine Einzeichnung der Batteriemodule der Größenklasse G2 wurde verzichtet.Analogous to the procedure described, the battery compartments can be used for size class G 2 9-3 and 9-4 also determine a uniform size of the battery modules. The smallest length, width and depth of the battery compartments are also decisive here. In this example it would be the battery compartment 9-3 decisive for defining the geometry of the battery modules. The G 2 size class battery modules are not drawn.

Stattdessen soll anhand 33-d aufgezeigt werden, dass sich die für die Größenklasse G1 ermittelte Batteriemodulgeometrie unter bestimmten Voraussetzungen auch bei den Batteriefächern 9-3 und 9-4 einsetzen lässt. Voraussetzung ist, dass die Länge LB-1 auf Basisbatterie und Aufrüstsatz derart aufteilbar ist, dass durch Hinzufügen eines weiteren Moduls auch bei den größeren Batteriefächern 9-3 und 9-4 eine sinnvolle Ausnutzung des zur Verfügung stehenden größeren Bauraums gegeben ist. Im vorliegenden Beispiel ist das der Fall.Instead, it should be based on 33-d It is shown that the battery module geometry determined for size class G 1 is also applicable to the battery compartments under certain conditions 9-3 and 9-4 can be used. The prerequisite is that the length L B-1 can be divided between the basic battery and the upgrade kit in such a way that by adding a further module, even with the larger battery compartments 9-3 and 9-4 meaningful use of the larger space available is given. This is the case in this example.

Hier zeigt sich ein Flexibilitätsvorteil einer modularisierten, aus einzelnen Batteriemodulen bestehenden Antriebsbatterie gegenüber einer nicht modularisierten Original-Antriebsbatterie. Der Bauraum kann trotz Standardisierung besser genutzt werden, indem mehr oder weniger Module eingesetzt werden.This shows a flexibility advantage of a modularized drive battery consisting of individual battery modules compared to a non-modularized original drive battery. Despite standardization, the installation space can be used better by using more or fewer modules.

Zu 33-d wird fixiert, dass jedes Batteriemodul 12 einer Größenklasse Gx ein einheitliches Anschlussmaß Am zum Adapter 43 sowie eine einheitliche Länge LM, Breite BM und Höhe HM aufweist und dass das Batteriemodul 12 vorzugsweise identisch ist mit einem Batteriemodul 3 der Basisbatterie 4.To 33-d is fixed that each battery module 12 a size class G x a uniform connection dimension Am to the adapter 43 as well as having a uniform length L M , width B M and height H M and that the battery module 12 is preferably identical to a battery module 3 the base battery 4th .

34 zeigt schematisch ein Prinzipschaltbild mit einer elektrischen Trennung und Anpassung des Aufrüstsatzes. Gründe für eine elektrische Trennung und Anpassung sowie entsprechende Maßnahmen sind bereits unter 32 angeführt. 34 shows schematically a block diagram with an electrical separation and adaptation of the upgrade kit. Reasons for electrical separation and adaptation as well as corresponding measures are already under 32 cited.

Eine elektrische Anpassung kann beispielsweise notwendig sein, um eine Kompatibilität des Aufrüstsatzes mit der elektrischen Schnittstelle 45 zu gewährleisten. Da die Schnittstelle 45 fahrzeugtypspezifisch ist und vom jeweiligen Hersteller individuell festgelegt wird, ist die elektrische Anpassung insbesondere bei einer Vereinheitlichung der Batteriemodule für mehrere Fahrzeugtypen notwendig. Das gilt v.a. für eine Höhe der Batteriemodulspannung UB, die von einer herstellerseitig für das Fahrzeug festgelegten Spannung UF abweichen kann.An electrical adaptation may be necessary, for example, in order to ensure compatibility of the upgrade kit with the electrical interface 45 to ensure. Because the interface 45 is specific to the vehicle type and is determined individually by the respective manufacturer, the electrical adaptation is necessary, especially when the battery modules are standardized for several vehicle types. This particularly applies to a level of the battery module voltage U B , which can deviate from a voltage U F specified by the manufacturer for the vehicle.

Aus gleichem Grund kann auch bei der Basisbatterie eine elektrische Anpassung erforderlich sein. Dies gilt insbesondere bei einer typübergreifenden Vereinheitlichung der Batteriemodule 3 und 12.For the same reason, an electrical adjustment may also be necessary for the basic battery. This applies in particular to standardization of the battery modules across all types 3 and 12 .

Um beim Lade- bzw. Entladevorgang Ausgleichsströme zwischen den Batteriemodulen aufgrund unterschiedlichen Alters und/oder unterschiedlichen Ladezustands zu verhindern, die zu einem ungewollten Entladen einzelner Batteriemodule führen können, schlägt die Erfindung darüber hinaus eine elektrische Trennung der Batteriemodule vor.In order to prevent equalizing currents between the battery modules during the charging or discharging process due to different ages and / or different states of charge, which can lead to unwanted discharging of individual battery modules, the invention also proposes an electrical separation of the battery modules.

Entsprechend 34 erfolgt die elektrische Trennung der Batteriemodule untereinander über Trenneinrichtungen 275. Die Trenneinrichtungen können im Adapter 43 untergebracht oder in einen batteriemodulinternen Batteriemanager 274 integriert sein. Für eine elektrische Trennung eignen sich beispielsweise Schütze, Leistungs-Trenndioden, Thyristoren oder FET-Isolatoren.Corresponding 34 the electrical separation of the battery modules from one another takes place via separating devices 275 . The separators can be in the adapter 43 housed or in a battery manager inside the battery module 274 be integrated. Contactors, power isolating diodes, thyristors or FET isolators are suitable for electrical isolation.

Eine Spannungsanpassung der Batteriemodule untereinander bzw. an Antrieb und/oder Ladegerät erfolgt über Gleichstromsteller 276. Die Gleichstromsteller können wiederum im Adapter untergebracht oder im batteriemodulinternen Batteriemanager 274 integriert sein. Bei der Spannungsanpassung wird eine Spannung der einzelnen Batteriemodule UB derart herauf- oder herabgesetzt, dass sie zu einer vom Hersteller für das jeweilige Fahrzeug festgelegten Spannung UF kompatibel ist. Eine fahrzeugtypabhängige Spannungseinstellung am Gleichstromsteller erfolgt entweder manuell durch Einstellung eines entsprechenden Reglers oder automatisch.A voltage adjustment of the battery modules to each other or to the drive and / or charger takes place via DC power controllers 276 . The DC choppers can in turn be accommodated in the adapter or in the battery manager inside the battery module 274 be integrated. During the voltage adaptation, a voltage of the individual battery modules U B is increased or decreased in such a way that it is compatible with a voltage U F specified by the manufacturer for the respective vehicle. A vehicle type-dependent voltage setting on the DC chopper is done either manually by setting a corresponding regulator or automatically.

Eine bevorzugt automatisch arbeitende Spannungseinstellung, bei der eine erforderliche Spannungseinstellung über den Gleichstromsteller automatisch erkannt und vorgenommen wird, kann beispielsweise in Verbindung mit der Steuereinheit 5 realisiert werden. Dazu wird die Steuereinheit 5 über Steuerleitungen 323 mit dem jeweiligen Gleichstromsteller zwecks Übermittlung eines Wertes für eine korrekte Spannungseinstellung verbunden.A voltage setting that preferably works automatically, in which a required voltage setting is automatically recognized and carried out via the DC chopper, can for example be used in conjunction with the control unit 5 will be realized. To do this, the control unit 5 via control lines 323 connected to the respective DC chopper for the purpose of transmitting a value for a correct voltage setting.

Darüber hinaus können auch die Trenneinrichtungen 275 über Steuerleitungen mit der Steuereinheit 5 verbunden sein. Auf diese Weise lassen sich beim Lade- bzw. Entladeprozess gezielt einzelne Batteriemodule an der elektrischen Schnittstelle 45 an- oder abkoppeln. Zu diesem Zweck sind die Trenneinrichtungen bevorzugt aus Thyristoren bzw. FET-Isolatoren aufgebaut, deren Gates über Steuerleitungen 323 mit der Steuereinheit 5 verbunden sind. FETs lassen sich nahezu verlustlos schalten und verursachen, anders als Trenndioden, praktisch keine Spannungsverluste.In addition, the separation devices 275 via control lines with the control unit 5 be connected. In this way, individual battery modules can be specifically connected to the electrical interface during the charging or discharging process 45 connect or disconnect. For this purpose, the isolating devices are preferably constructed from thyristors or FET isolators, their gates via control lines 323 with the control unit 5 are connected. FETs can be switched and almost lossless In contrast to isolating diodes, they cause practically no voltage losses.

Sofern Gleichstromsteller und Trenneinrichtungen über die Steuereinheit 5 gesteuert werden, könnte deren Integration in die Steuereinheit eine Alternative sein. Nach der Erfindung ist jedoch eine Integration in den Adapter oder in den Batteriemanager bevorzugt.If DC chopper and isolating devices via the control unit 5 are controlled, their integration into the control unit could be an alternative. According to the invention, however, integration in the adapter or in the battery manager is preferred.

In 34 verfügen sowohl der Aufrüstsatz als auch die Basisbatterie über Trenneinrichtungen und Gleichstromsteller. In einer hier nicht dargestellten Variante sind diese Einrichtungen lediglich für den Aufrüstsatz vorgesehen.In 34 Both the upgrade kit and the basic battery have isolating devices and DC power controllers. In a variant not shown here, these devices are only provided for the upgrade kit.

Zusammengefasst können zumindest die Batteriemodule 12 über je eine Trenneinrichtung 275 und je einen Gleichstromsteller 276 mit einer elektrischen Schnittstelle 45 zwischen Adapter und Steuereinheit kompatibel gekoppelt sein, wobei Trenneinrichtung bzw. Gleichstromsteller im Adapter 43 oder in einem batteriemodulinternen Batteriemanager 274 integriert und über Steuerleitungen 323 mit der Steuereinheit 5 verbunden sein können.In summary, at least the battery modules 12 via one separating device each 275 and one DC power controller each 276 with an electrical interface 45 be coupled compatibly between adapter and control unit, with disconnection device or DC converter in the adapter 43 or in a battery manager inside the battery module 274 integrated and via control lines 323 with the control unit 5 can be connected.

35a- 35g zeigen schematisch einen Aufrüstsatz 13 mit einem Batteriemodul 12 sowie Möglichkeiten einer schnellen und einfachen Ankopplung über einen Adapter 43. Der Adapter kann dabei entweder dem Aufrüstsatz oder dem Fahrzeug zugeordnet sein (vgl. 32). Ist das Batteriemodul 12, wie von der Erfindung vorgeschlagen, identisch mit einem Batteriemodul 3 der Basisbatterie, gelten nachfolgende Ausführungen auch für das Batteriemodul 3. 35a - 35g show schematically an upgrade kit 13 with a battery module 12 as well as options for a quick and easy connection via an adapter 43 . The adapter can either be assigned to the upgrade kit or to the vehicle (cf. 32 ). Is the battery module 12 , as proposed by the invention, identical to a battery module 3 of the basic battery, the following statements also apply to the battery module 3 .

Ein Ausführungsbeispiel des Batteriemoduls 12 mit Adapter 43 ist in 35-a in einer Vorderansicht gezeigt. Das Batteriemodul besteht aus einem quaderförmigen Batteriemodulgehäuse 200 mit spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieebene 272 angeordneten Gehäuseausnehmungen 287, die als Aufnahmen 61 zur Ankopplung des Batteriemoduls an den Adapter 43 dienen und einer Geometrie sowie ggf. einer Anordnung des Adapters entsprechend ausgeformt sind, so dass beim Einbau ein Formschluss zwischen den Aufnahmen und dem Adapter entsteht. In Abhängigkeit von einer Tiefe des Batteriefachs kann das Batteriemodulgehäuse, zumindest partiell, auch plattenförmig sein.An embodiment of the battery module 12 with adapter 43 is in 35-a shown in a front view. The battery module consists of a cuboid battery module housing 200 with mirror symmetry to a plane of symmetry 272 arranged housing recesses 287 that as shots 61 for coupling the battery module to the adapter 43 serve and a geometry and possibly an arrangement of the adapter are shaped accordingly, so that a form fit between the receptacles and the adapter is created during installation. Depending on the depth of the battery compartment, the battery module housing can, at least partially, also be plate-shaped.

Das Batteriemodulgehäuse kann aus Metall oder Kunststoff bestehen und aus Steifigkeits- und Crashgründen Verstärkungen enthalten. Damit die Fahrzeugstruktur auch bei lediglich temporärer Batteriekapazitätsaufrüstung permanent hohe Steifigkeit und Crashsicherheit aufweist, wird eine Verstärkung der Fahrzeugstruktur bevorzugt. Dennoch kann es im Einzelfall zweckmäßig bzw. notwendig sein, auch das Batteriemodulgehäuse zu verstärken.The battery module housing can consist of metal or plastic and contain reinforcements for reasons of rigidity and crash. Reinforcement of the vehicle structure is preferred so that the vehicle structure has permanently high rigidity and crash safety even with only a temporary battery capacity upgrade. Nevertheless, it can be expedient or necessary in individual cases to also strengthen the battery module housing.

Um eine Fahrzeugstruktur als Plattform sowohl für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor als auch mit Elektroantrieb zu nutzen und um ggf. höheren Schutzanforderungen von batterieelektrischen Fahrzeugen Rechnung zu tragen, schlägt die Erfindung vor, die Verstärkung der Fahrzeugstruktur über den Adapter vorzunehmen. Das lässt sich insbesondere über eine Ausführung des Adapters in Form einer Rahmen- bzw. Gitterstruktur bewerkstelligen (siehe 36-e).In order to use a vehicle structure as a platform for vehicles with internal combustion engines as well as with electric drives and to take account of the higher protection requirements of battery-electric vehicles, the invention proposes reinforcing the vehicle structure via the adapter. This can be achieved in particular by designing the adapter in the form of a frame or lattice structure (see 36-e ).

Hat der Adapter dagegen lediglich Kopplungsaufgaben, kann dieser auch aus mehreren Einzelelementen bestehen (siehe 35-f und 35-g).If, on the other hand, the adapter only has coupling tasks, it can also consist of several individual elements (see 35-f and 35-g ).

Der Adapter wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel von zwei zueinander beabstandeten Rechteckprofilen gebildet, die in einem Abstand AP haupt- oder unterbodenseitig zwischen den Seitenschwellern befestigt sind. Auch eine Befestigung an den Seitenschwellern ist möglich (siehe 35-f).In the present exemplary embodiment, the adapter is formed by two rectangular profiles which are spaced apart from one another and which are fastened between the side sills at a distance A P on the main or underbody side. Attachment to the side skirts is also possible (see 35-f ).

Entsprechend der vorliegenden Darstellung enthält die linke Aufnahme eine mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-A, die an eine angrenzende, adapterseitig angeordnete mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-B angekoppelt ist. Die rechte Aufnahme enthält demgegenüber eine kombinierte Kühlmittelschnittstelle 282-A bestehend aus einer Kombination einer mechanischen Schnittstelle 270-A mit einer Kühlmittelschnittstelle 268-A, die an eine angrenzende, kombinierte Kühlmittelschnittstelle 282-B am Adapter gekoppelt ist.According to the present illustration, the left receptacle contains a mechanical-electrical interface 163-A that is connected to an adjacent mechanical-electrical interface on the adapter side 163-B is coupled. In contrast, the right receptacle contains a combined coolant interface 282-A consisting of a combination of a mechanical interface 270-A with a coolant interface 268-A connected to an adjacent, combined coolant interface 282-B is coupled to the adapter.

Die kombinierte Kühlmittelschnittstelle 282-B am Adapter besteht analog aus einer Kombination einer mechanischen Schnittstelle 270-B mit einer Kühlmittelschnittstelle 268-B.The combined coolant interface 282-B on the adapter consists of a combination of a mechanical interface 270-B with a coolant interface 268-B .

Über die im Bereich der linken Aufnahme angeordneten Schnittstellen 163-A und 163-B wird das Batteriemodul sowohl mechanisch als auch elektrisch mit dem Adapter verbunden. Über die rechts angeordneten Kombinierten Kühlmittelschnittstellen 282-A und 282-B erfolgt ebenfalls eine mechanische Anbindung an den Adapter sowie darüber hinaus eine Kopplung der batteriemodulseitigen Kühlmittelschnittstelle 268-A mit der adapterseitigen Kühlmittelschnittstelle 268-B. Die genannten Schnittstellen sind batteriemodul- und adapterseitig vorzugsweise fahrzeugtypübergreifend vereinheitlicht (vgl. 32).Via the interfaces located in the area of the left receptacle 163-A and 163-B the battery module is connected to the adapter both mechanically and electrically. Via the combined coolant interfaces on the right 282-A and 282-B there is also a mechanical connection to the adapter as well as a coupling of the coolant interface on the battery module side 268-A with the adapter-side coolant interface 268-B . The interfaces mentioned are standardized across the battery module and adapter, preferably across all vehicle types (cf. 32 ).

Der Adapter verfügt über weitere Schnittstellen, die den Adapter mit dem jeweiligen Fahrzeug verbinden. Diese Schnittstellen sind, anders als die Schnittstellen zum Batteriemodul, nicht vereinheitlicht sondern auf den jeweiligen Fahrzeugtyp abgestimmt. Dadurch kann der Adapter in unterschiedliche Batteriefächer verschiedener Fahrzeugtypen eingebaut werden (siehe auch 36-b). Der Adapter nimmt dabei eine Anpassung der Batteriemodulschnittstellen an die Fahrzeugschnittstellen vor und verbindet diese untereinander. Fahrzeugseitige Schnittstellen sind eine mechanische Schnittstelle 44-A, eine elektrische Schnittstelle 45 und ggf. ein Temperierkreislauf 269.The adapter has additional interfaces that connect the adapter to the respective vehicle. Unlike the interfaces to the battery module, these interfaces are not standardized but tailored to the respective vehicle type. This allows the adapter to be installed in different battery compartments of different vehicle types (see also 36-b ). The adapter adapts the battery module interfaces to the vehicle interfaces and connects them to one another. Vehicle interfaces are mechanical interfaces 44-A , an electrical interface 45 and possibly a temperature control circuit 269 .

An dieser Stelle sei angemerkt, dass auch andere, hier nicht gezeigte Schnittstellenanordnungen möglich sind. Beispielsweise ist eine spiegelverkehrte Schnittstellenanordnung denkbar, bei der sich die Schnittstellen 163-A und 163-B auf der rechten und die Schnittstellen 268-A und 268-B bzw. 282-A und 282-B auf der linken Batteriemodulseite befinden. Zudem kann man sich auch eine räumliche Kopplung der mechanisch-elektrischen Schnittstellen 163-A und 163-B mit den Kühlmittelschnittstellen 268-A und 268-B vorstellen. Beide Aufnahmen könnten dann mit dieser Schnittstellenkombination bestückt sein.It should be noted at this point that other interface arrangements, not shown here, are also possible. For example, a mirror-inverted interface arrangement is conceivable in which the interfaces 163-A and 163-B on the right and the interfaces 268-A and 268-B or 282-A and 282-B are on the left side of the battery module. In addition, the mechanical-electrical interfaces can also be spatially coupled 163-A and 163-B with the coolant interfaces 268-A and 268-B imagine. Both recordings could then be equipped with this interface combination.

Handelt es sich beim Batteriemodul um eine Feststoffbatterie, so dass auf eine Kühlung verzichtet werden kann, ist darüber hinaus eine Batteriemodulausführung ohne Kühlmittelschnittstellen 268-A und 268-B denkbar. In diesem Fall werden die mechanisch-elektrischen Schnittstellen entweder beidseitig oder auch nur einseitig am Batteriemodul angeordnet. Bei einseitiger Anordnung enthält eine Seite die mechanisch-elektrischen Schnittstellen 163-A und 163-B und die andere ist lediglich über rein mechanische Schnittstellen 270-A und 270-B gekoppelt.If the battery module is a solid-state battery, so that cooling can be dispensed with, a battery module version without coolant interfaces is also required 268-A and 268-B conceivable. In this case, the mechanical-electrical interfaces are arranged either on both sides or only on one side of the battery module. With a one-sided arrangement, one side contains the mechanical-electrical interfaces 163-A and 163-B and the other is purely mechanical interfaces 270-A and 270-B coupled.

Bevor anhand der 35-b bis 35-g Ausführungsdetails der Schnittstellen aufgezeigt werden, wird zunächst die Beschreibung zu 35-a vervollständigt. Merkmale im Innern des Batteriemodulgehäuses sind durch gestrichelte Linien angedeutet.Before using the 35-b to 35-g Execution details of the interfaces are shown, the description will be given first 35-a completed. Features inside the battery module housing are indicated by dashed lines.

Im Innern des Batteriemoduls befindet sich eine Vielzahl untereinander und mit der elektrischen Schnittstelle 271-A verbundene Batteriezellen 219, die in einer mit der Kühlmittelschnittstelle 268-A verbundenen Temperiereinrichtung 267 mit Halteplatten für die Batteriezellen angeordnet sein können, ein mit den Batteriezellen verbundener Batteriemanager 274 für Laderegelung, Ladungsangleichung, Temperaturüberwachung etc. sowie ein Datenlogger 114, mit dem eine während des Einsatzvorgangs 37 verbrauchte Energiemenge und Ladezyklen-Anzahl der Batteriezellen sowie ggf. Ladesäulen und Rekuperationsvorgänge erfasst werden (vgl. 21).Inside the battery module there are a number of them with each other and with the electrical interface 271-A connected battery cells 219 that are in one with the coolant interface 268-A connected temperature control device 267 can be arranged with retaining plates for the battery cells, a battery manager connected to the battery cells 274 for charge control, charge adjustment, temperature monitoring etc. as well as a data logger 114 , with the one during the deployment process 37 The amount of energy consumed and the number of charging cycles of the battery cells as well as, if applicable, charging stations and recuperation processes are recorded (cf. 21st ).

An einer Außenseite des Batteriemodulgehäuses ist darüber hinaus ein Ident-Datenträger 77 befestigt, mit dem sich das Batteriemodul beim Bestandserfassungs- und -überwachungsvorgang 78 über eine Schreib-/Lese-Einheit 76 wiederholt erfassen und im Versorgungskreislauf verfolgen lässt (siehe 9). Der Ident-Datenträger besteht dabei vorzugsweise aus einem RFID-Element und/oder einem Barcode. Sofern sich das RFID-Element durch die Gehäusewand hindurch auslesen lässt, kann dieses auch an einer Innenseite des Batteriemodulgehäuses angebracht sein.There is also an identification data carrier on the outside of the battery module housing 77 attached, with which the battery module in the inventory and monitoring process 78 via a read / write unit 76 repeatedly recorded and tracked in the supply cycle (see 9 ). The identification data carrier preferably consists of an RFID element and / or a barcode. If the RFID element can be read out through the housing wall, it can also be attached to an inside of the battery module housing.

Zu 35-a wird im Hinblick auf die nachfolgenden Ausführungen lediglich festgehalten, dass das Batteriemodul einen Identdatenträger 77, vorzugsweise bestehend aus einem RFID-Element und/oder einem Barcode für eine Erfassung des Batteriemoduls mit einer Schreib-/Lese-Einheit 76 und darüber hinaus einen Datenlogger 114 für eine Erfassung mindestens eines während eines Einsatzvorgangs 37 angefallenen Ladezyklus über die Anschlusseinrichtung 7 und/oder einer beim Einsatzvorgang verbrauchten Energiemenge enthält.To 35-a With regard to the following statements, it is only stated that the battery module is an identification data carrier 77 , preferably consisting of an RFID element and / or a barcode for detecting the battery module with a read / write unit 76 and also a data logger 114 for the detection of at least one during an operation 37 incurred charging cycle via the connection device 7th and / or an amount of energy consumed during the use process.

Ein vergrößerter Ausschnitt zu 35-a im Bereich der linken Batteriemodulaufnahme ist in 35-b dargestellt. Batteriemodulseitig erkennt man eine mechanische Schnittstelle 270-A bestehend aus einer Durchgangsbohrung für eine Verschraubung 169 und einem Riegel 165 einer Ver- und Entriegelungs-Einheit 166.An enlarged section too 35-a in the area of the left battery module holder is in 35-b shown. A mechanical interface can be seen on the battery module side 270-A consisting of a through hole for a screw connection 169 and a latch 165 a locking and unlocking unit 166 .

Kongruent zur Schnittstelle 270-A ist adapterseitig eine mechanische Schnittstelle 270-B angeordnet. Die mechanische Schnittstelle 270-B umfasst eine Bohrung mit Innengewinde oder eine Einpressmutter für die Verschraubung 169 sowie eine Nut 167 mit einer Breite b1 zur Aufnahme des Riegels.Congruent to the interface 270-A is a mechanical interface on the adapter side 270-B arranged. The mechanical interface 270-B includes a hole with an internal thread or a press-in nut for the screw connection 169 as well as a groove 167 with a width b1 for receiving the bolt.

Im Bereich der rechten Batteriemodulaufnahme sind die mechanischen Schnittstellen 270-A und 270-B analog aufgebaut.The mechanical interfaces are in the area of the right battery module holder 270-A and 270-B constructed analogously.

Beim Einführen des Batteriemoduls zwischen die beiden Rechteckprofile des Adapters bewirken Zentrierschrägen 160 eine Batteriemodulzentrierung zum Adapter und somit, im Zusammenwirken mit der Schwimmeinheit am Greifer, den erfindungsgemäßen mechanischen Toleranzausgleich (siehe 19). Dabei sorgt eine Fase 289 dafür, dass sich der Riegel zunächst gegen den Druck einer Feder 168 ins Innere des Batteriemodulgehäuses bewegt und schließlich in die Nut einrastet. Über diesen Schnappmechanismus der Ver- und Entriegelungseinheit wird das Batteriemodul am Adapter vorfixiert. Eine korrekte Verrastung des Riegels in der Nut wird über eine Endlagensensorik 170 erfasst und an eine Steuerung übermittelt (siehe auch 13 und 28). Darüber hinaus kann am Batteriemodulgehäuse eine Anzeige für die korrekte Verrastung angebracht sein.When inserting the battery module between the two rectangular profiles of the adapter, centering bevels are created 160 a battery module centering to the adapter and thus, in cooperation with the floating unit on the gripper, the mechanical tolerance compensation according to the invention (see 19th ). A bevel takes care of this 289 that the latch is initially against the pressure of a spring 168 moves inside the battery module housing and finally snaps into the groove. The battery module is pre-fixed to the adapter via this snap mechanism of the locking and unlocking unit. A correct locking of the bolt in the groove is ensured by an end position sensor 170 recorded and transmitted to a controller (see also 13 and 28 ). In addition, a display for correct locking can be attached to the battery module housing.

Die zusätzliche Verschraubung 169 gewährleistet eine kraftschlüssige Verbindung und darüber hinaus eine störungsunanfällige Kontaktierung der elektrischen Schnittstellen 271-A und 271-B sowie an der gegenüberliegenden Batteriemodulseite der Kühlmittelschnittstellen 268-A und 268-B.The additional screw connection 169 ensures a non-positive connection and, moreover, a failure-prone contacting of the electrical interfaces 271-A and 271-B as well as on the opposite battery module side of the coolant interfaces 268-A and 268-B .

Eine Entriegelung der Ver- und Entriegelungs-Einheit 166 im Zuge eines Ausbauvorgangs des Batteriemoduls kann auf verschiedene Weise erfolgen. Erfindungsgemäß erfolgt die Entriegelung entweder, wie in 23 beschrieben, über eine greiferseitige Mitnehmerbetätigungseinheit 199, die den Riegel 165 gegen den Druck der Feder 168 über einen Mitnehmer 197 und eine riegelseitige Mitnehmeraufnahme 198 aus der Nut zurückzieht oder, wie hier dargestellt, über einen modulseitigen Elektromagneten 291, welcher den Riegel bei einer Betätigung eines Schalters 290 entsprechend anzieht und dadurch gegen den Druck der Feder aus der Nut zurückbewegt.An unlocking of the locking and unlocking unit 166 in the course of a removal process of the battery module can be done in various ways. According to the invention, the unlocking takes place either, as in 23 described, via a driver actuation unit on the gripper side 199 who have favourited the latch 165 against the pressure of the spring 168 via a driver 197 and a catch on the bolt side 198 withdraws from the groove or, as shown here, via a module-side electromagnet 291 , which the bolt when a switch is operated 290 attracts accordingly and thereby moved back out of the groove against the pressure of the spring.

Der Schalter ist gegen eine unbeabsichtigte Betätigung vorzugsweise im Innern des Gehäuses angebracht und wird beispielsweise über einen Entriegelungsstift durch eine Gehäusebohrung 201 hindurch betätigt. Der Entriegelungsstift wird dazu entweder manuell oder über eine greiferseitige Betätigungseinheit in die Gehäusebohrung eingeführt. Ist die Ver- und Entriegelungs-Einheit zusätzlich durch ein Schloss 292 gegen unbeabsichtigtes oder unbefugtes Entriegeln gesichert, kann anstelle des Entriegelungsstiftes auch ein mechanischer Schlüssel oder ein per Funksignal gesendeter Datenschlüssel zum Einsatz kommen. Letzteres erfordert eine mit dem Schloss gekoppelte Sende- und Empfangsvorrichtung, wobei ggf. die Sende-/Empfangseinheit 230-A der Endlagensensorik 170 genutzt werden kann (siehe auch 28).The switch is preferably mounted inside the housing to prevent unintentional actuation and is, for example, via an unlocking pin through a housing bore 201 actuated through. For this purpose, the unlocking pin is inserted into the housing bore either manually or via an actuation unit on the gripper side. Is the locking and unlocking unit also by a lock 292 Secured against unintentional or unauthorized unlocking, a mechanical key or a data key sent by radio signal can be used instead of the unlocking pin. The latter requires a transmitting and receiving device coupled to the lock, with the transmitting / receiving unit if necessary 230-A the end position sensors 170 can be used (see also 28 ).

Zusammengefasst weist die Ver- und Entriegelungseinheit 166 für die Vorfixierung und eine Verriegelung bei einem Einbauvorgang 11 einen federbetätigten Schnappmechanismus mit einem in eine Nut 167 des Adapters 43 eingreifenden Riegel 165, einer Feder 168 und einer riegelseitig angebrachten Fase 289 und für eine Entriegelung des Riegels bei einem Ausbauvorgang 14 entweder einen modulseitigen Elektromagneten 291 mit einem Schalter 290 oder eine Mitnehmeraufnahme 198 für eine greiferseitige Mitnehmerbetätigungseinheit 199 auf, wobei der Riegel über eine Endlagensensorik 170 mit einer Sende-/Empfangseinheit 230-A verfügen kann.In summary, the locking and unlocking unit 166 for pre-fixing and locking during an installation process 11 a spring operated snap mechanism with one in a groove 167 of the adapter 43 engaging latch 165 , a spring 168 and a bevel on the transom 289 and for unlocking the bolt when removing 14th either a module-side electromagnet 291 with a switch 290 or a driver mount 198 for a driver actuation unit on the gripper side 199 on, whereby the bolt has an end position sensor 170 with a transmitter / receiver unit 230-A can dispose of.

35-c zeigt schematisch eine Seitenansicht des Batteriemoduls aus 35-A von links (Ansicht „A“). Wie man erkennt, besteht die batteriemodulseitige mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-A aus einer Kombination der mechanischen Schnittstelle 270-A mit einer elektrischen Schnittstelle 271-A. Kennzeichnend ist eine räumliche Zusammenführung der mechanischen und elektrischen Schnittstellen zu einer mechanisch-elektrischen Schnittstelle (siehe hierzu auch die ausführliche Beschreibung zu 32). 35-c FIG. 11 shows a schematic side view of the battery module from FIG 35-A from the left (view "A"). As can be seen, there is the mechanical-electrical interface on the battery module side 163-A from a combination of the mechanical interface 270-A with an electrical interface 271-A. It is characterized by the spatial merging of the mechanical and electrical interfaces to form a mechanical-electrical interface (see also the detailed description for 32 ).

Im vorliegenden Beispiel besteht die mechanische Schnittstelle auf der linken Seite aus dem Riegel 165 zur Verrastung des Batteriemoduls in der adapterseitigen Nut 167 einer Breite b1 sowie zwei Durchgangsbohrungen für die zusätzliche Verschraubung 169. Erforderlichenfalls können auch zwei oder mehr Riegel und Verschraubungen vorhanden sein.In this example, the mechanical interface on the left consists of the bolt 165 for locking the battery module in the groove on the adapter side 167 a width b1 as well as two through holes for the additional screw connection 169 . If necessary, there can also be two or more bolts and screw connections.

Die Nut für die Verrastung kann durchgehend oder lokal am Riegel angebracht sein.The groove for the latching can be attached continuously or locally on the bolt.

In diesem Beispiel ist eine Nutbreite b2 an der gegenüberliegenden Batteriemodulaufnahme etwas größer als die Nutbreite b1 (vgl. 35-d). Entsprechend der größeren Nutbreite b2 > b1 und unter Berücksichtigung einer Toleranzpaarung, die ein geringes Spiel aufweisen sollte, ist der Riegel an der gegenüberliegenden Batteriemodulaufnahme mit einer größeren Dicke d2 ausgeführt, d.h. d2 > d1. Dadurch lässt sich verhindern, dass das Modul ungewollt verkehrt herum eingebaut wird. Das ist insbesondere dann wichtig, wenn sich an der linken und rechten Aufnahme elektrische Schnittstellen befinden, die zudem unterschiedliche Polaritäten aufweisen, so dass die Gefahr einer Verpolung besteht.In this example, a groove width b2 on the opposite battery module holder is slightly larger than the groove width b1 (cf. 35-d ). Corresponding to the larger groove width b2> b1 and taking into account a tolerance pairing that should have a small amount of play, the bolt on the opposite battery module receptacle is designed with a greater thickness d2, ie d2> d1. This prevents the module from being installed the wrong way round. This is particularly important if there are electrical interfaces on the left and right receptacles that also have different polarities, so that there is a risk of polarity reversal.

Selbstverständlich ist ein Verpolungsschutz auch bei spiegelbildlicher Anordnung der unterschiedlichen Nutbreiten oder bei lediglich einseitiger Anordnung der elektrischen Schnittstellen realisierbar.Reverse polarity protection can of course also be implemented with a mirror-inverted arrangement of the different slot widths or with only one-sided arrangement of the electrical interfaces.

Entsprechend der Darstellung besteht die in diesem Beispiel auf der linken Seite des Batteriemoduls angeordnete elektrische Schnittstelle 271-A aus zwei mit den Batteriezellen verbundenen modulseitigen Kontaktelementen 171. Darüber hinaus kann die elektrische Schnittstelle weitere Kontaktelemente, beispielsweise zur Verbindung von Steuerleitungen eines Gleichstromstellers und/oder einer Trenneinrichtung mit einer fahrzeugseitigen Steuereinheit enthalten (vgl. 34). Es sind auch Anordnungen mit beidseitig der Symmetrieebene 272 angeordneten Schnittstellen 271-A denkbar, die jeweils ein Kontaktelement 171 aufweisen.According to the illustration, there is the electrical interface arranged on the left side of the battery module in this example 271-A of two module-side contact elements connected to the battery cells 171 . In addition, the electrical interface can contain further contact elements, for example for connecting control lines of a DC power converter and / or a disconnection device to a control unit on the vehicle (cf. 34 ). There are also arrangements with the plane of symmetry on both sides 272 arranged interfaces 271-A conceivable, each one contact element 171 exhibit.

Das linke Kontaktelement 171 grenzt in diesem Beispiel unmittelbar an eine darunterliegende adapterseitige Leiterbahn 172 und das rechte Kontaktelement 171 an ein Kontaktelement 283-B der elektrische Schnittstelle 271-B an und zwar derart, dass sich links Kontaktelement 171 und Leiterbahn 172 bzw. rechts die Kontaktelemente 171 und 283-B untereinander in einer Kontaktzone berühren. Infolge dieser Anordnung sind die elektrischen Schnittstellen 271-A und 271-B beim Einbauvorgang selbstkontaktierend.The left contact element 171 in this example is directly adjacent to an underlying adapter-side conductor track 172 and the right contact element 171 to a contact element 283-B the electrical interface 271-B in such a way that there is a contact element on the left 171 and track 172 or on the right the contact elements 171 and 283-B touch each other in a contact zone. As a result of this arrangement, the electrical interfaces 271-A and 271-B self-contacting during installation.

Die hier dargestellte Kombination der elektrischen Schnittstellen mit den räumlich dicht benachbarten Verschraubungen 169 bewirkt in der elektrischen Kontaktzone einen Anpressdruck P. In Verbindung mit Dichtungen 288 bietet das den Vorteil einer zuverlässigen Kontaktierung bei geringem Übergangswiderstand selbst bei starken Erschütterungen durch Fahrbahnunebenheiten sowie bei Einwirkung von Feuchtigkeit. Dieser Effekt lässt sich auch erreichen, indem die Verschraubungen durch die Kontaktzone hindurchgeführt werden. Das erfordert jedoch eine entsprechende Isolierung der Verschraubung.The combination of the electrical interfaces shown here with the spatially closely spaced screw connections 169 causes a contact pressure P in the electrical contact zone. In connection with seals 288 this offers the advantage of reliable contact with low contact resistance, even with strong vibrations from uneven road surfaces and when exposed to moisture. This effect can also be achieved by passing the screw connections through the contact zone. However, this requires an appropriate insulation of the screw connection.

Als Kontaktelemente eignen sich, wie hier dargestellt, flächige Metallplättchen, vorzugsweise aus Kupfer, die darüber hinaus federnd gelagert sein können. Alternativ sind auch Kontaktelemente nach dem Prinzip eines Steckers bestehend aus einem Pin und einer Buchse oder einem Kontaktplättchen denkbar. Die Kontaktelemente sind jeweils mit Kabelanschlüssen versehen, an denen adapterseitig Kabel 294 zur fahrzeugseitigen elektrischen Schnittstelle 45 bzw. modulseitig zur Elektrik im Innern des Batteriemoduls angebracht sind.As shown here, flat metal plates, preferably made of copper, which can also be resiliently mounted, are suitable as contact elements. Alternatively, contact elements based on the principle of a plug consisting of a pin and a socket or a contact plate are also conceivable. The contact elements are each provided with cable connections to which cables on the adapter side 294 to the vehicle electrical interface 45 or on the module side to the electrical system inside the battery module.

Als Leiterbahn eignet sich ein Metallstreifen oder eine Stromschiene, für Steuersignale ggf. auch ein Folienkabel.A metal strip or a busbar is suitable as a conductor track, and a foil cable for control signals, if necessary.

Zur Reduzierung eines Übergangswiderstandes in der Kontaktzone kann diese mit einer Gold- oder Silberauflage beschichtet sein.To reduce a contact resistance in the contact zone, it can be coated with a gold or silver plating.

Das Kontaktelement 171 ist am Batteriemodulgehäuse befestigt, das Kontaktelement 283-B und die Leiterbahn 172 am Adapter.The contact element 171 is attached to the battery module housing, the contact element 283-B and the conductor track 172 on the adapter.

Ein Berührschutz zur Vermeidung einer elektrischen Gefährdung kann auf verschiedene Weise realisiert sein. Beispielsweise können stromführende Kontaktelemente versenkt eingebaut oder mit Schutzabdeckungen oder Schalteinrichtungen versehen sein, die die Kontaktelemente erst im Zuge des Verbindungsvorgangs freigeben. Leiterbahnen aus Metallstreifen bzw. Stromschienen werden zumindest partiell im Bereich einer Gefährdung mit einem Nichtleiter, beispielsweise mit einer Umspritzung aus Kunststoff, isoliert. Auf Ausführungsdetails wird an dieser Stelle verzichtet.A contact protection to avoid an electrical hazard can be implemented in various ways. For example, current-carrying contact elements can be installed sunk or provided with protective covers or switching devices that only release the contact elements in the course of the connection process. Conductor tracks made of metal strips or busbars are at least partially insulated in the area of a hazard with a non-conductor, for example with an encapsulation made of plastic. Details of the execution are not given at this point.

Es versteht sich von selbst, dass die elektrischen Schnittstellen ganz oder teilweise auch in herkömmlicher Weise über Kabelverbindungen mit Steckern, Kabelschuhen und dergleichen realisiert sein können.It goes without saying that the electrical interfaces can also be implemented in whole or in part in a conventional manner via cable connections with plugs, cable lugs and the like.

Es wird festgehalten, dass die Riegel 165 der beidseitig symmetrisch am Batteriemodul angebrachten Ver- und Entriegelungseinheiten 166 eine der jeweiligen Nutbreite b2 > b1 oder b1 > b2 entsprechenden Dicke d2 > d1 oder d1 > d2 als ein Verpolungsschutz aufweisen können.It is noted that the latch 165 the locking and unlocking units attached symmetrically on both sides of the battery module 166 can have a thickness d2> d1 or d1> d2 corresponding to the respective groove width b2> b1 or b1> b2 as protection against polarity reversal.

Zudem wird fixiert, dass die modulseitige elektrische Schnittstelle 271-A mindestens ein mit einer Dichtung 288 abgedichtetes Kontaktelement 171 aufweist, welches zur adapterseitigen elektrischen Schnittstelle 271-B derart angeordnet ist, dass das Kontaktelement 171 bei einer Verschraubung der mechanischen Schnittstellen 270-A und 270-B eine Leiterbahn 172 oder ein Kontaktelement 283-B der Schnittstelle 271-B elektrisch kontaktiert.It is also fixed that the module-side electrical interface 271-A at least one with a seal 288 sealed contact element 171 has, which to the adapter-side electrical interface 271-B is arranged such that the contact element 171 when screwing the mechanical interfaces 270-A and 270-B a conductor track 172 or a contact element 283-B the interface 271-B electrically contacted.

35-d zeigt schematisch eine Seitenansicht des Batteriemoduls aus 35-A von rechts (Ansicht „B“) sowie eine Detailansicht zum Aufbau der Kühlmittelschnittstellen (Einzelheit „Z2“). Entsprechend dem Ausführungsbeispiel aus 35-a enthält die rechte Aufnahme eine kombinierte Kühlmittelschnittstelle 282-A bestehend aus einer Kombination einer mechanischen Schnittstelle 270-A mit einer Kühlmittelschnittstelle 268-A, die an eine angrenzende, kombinierte Kühlmittelschnittstelle 282-B am Adapter gekoppelt ist. 35-d FIG. 11 shows a schematic side view of the battery module from FIG 35-A from the right (view "B") and a detailed view of the structure of the coolant interfaces (detail " Z2 "). According to the exemplary embodiment 35-a the right holder contains a combined coolant interface 282-A consisting of a combination of a mechanical interface 270-A with a coolant interface 268-A connected to an adjacent, combined coolant interface 282-B is coupled to the adapter.

Die Kühlmittelschnittstellen 268-A und 268-B sind in der Einzelheit „Z2“ vergrößert dargestellt. Da diese verdeckt angeordnet sind und um diese darzustellen, wurden Batteriemodulgehäuse und Adapter in der Einzelheit „Z2“ über einen Schnitt aufgebrochen. An den Kühlmittelschnittstellen 268-A und 268-B grenzen eine Mündung eines batteriemodulseitigen Kühlmitteleingangs 278-A und eines adapterseitigen Kühlmittelausgangs 279-B unmittelbar aneinander an. Darüber hinaus grenzen dort eine Mündung eines batteriemodulseitigen Kühlmittelausgangs 279-A und eines adapterseitigen Kühlmitteleingangs 278-B unmittelbar aneinander an.The coolant interfaces 268-A and 268-B are in the detail " Z2 “Shown enlarged. Since these are arranged in a concealed manner and in order to represent them, the battery module housing and adapter were used in the detail " Z2 “Broke open over a cut. At the coolant interfaces 268-A and 268-B delimit an opening of a coolant inlet on the battery module side 278-A and an adapter-side coolant outlet 279-B directly to each other. In addition, an opening of a coolant outlet on the battery module side borders there 279-A and an adapter-side coolant inlet 278-B directly to each other.

Eine Dichtung 293 dichtet die Kühlmittelschnittstellen unter Einwirkung eines Anpressdrucks P der Verschraubungen 169 in einer Kontaktzone um die Mündungen herum nach außen ab.A seal 293 seals the coolant interfaces under the action of a contact pressure P of the screw connections 169 in a contact zone around the mouths to the outside.

An den Mündungen befinden sich jeweils Kühlmittelventile 280, beispielsweise Rückschlagventile, die ungewollten Kühlmittelaustritt beim Ein- und Ausbau des Batteriemoduls unterbinden. Die Rückschlagventile öffnen beim Anziehen der Verschraubungen oder werden durch einen Kühlmitteldruck einer Kühlmittelpumpe im Temperierkreislauf geöffnet.There are coolant valves at the mouths 280 , for example check valves, which prevent undesired coolant leakage when installing and removing the battery module. The check valves open when the screw connections are tightened or are opened by a coolant pressure from a coolant pump in the temperature control circuit.

Alternativ können schaltbare Ventile, insbesondere elektrisch schaltbare Magnetventile, zum Einsatz kommen. Zudem können hier nicht dargestellte Zentrierungen angebracht sein, die dafür sorgen, dass die Mündungen genau zueinander fluchten.Alternatively, switchable valves, in particular electrically switchable solenoid valves, can be used. In addition, you cannot here Centering shown must be attached, which ensure that the mouths are precisely aligned with one another.

Die beschriebene Kombination aus Kühlmittelschnittstellen 268-A bzw. 268-B mit mechanischen Schnittstellen 270-A bzw. 270-B zu kombinierten Kühlmittelschnittstellen 282-A und 282-B sind demzufolge beim Einbauvorgang in Anlehnung an die mechanisch-elektrischen Schnittstellen ebenfalls selbstkontaktierend und darüber hinaus beim Ausbauvorgang selbstabdichtend (Schnellkupplung).The described combination of coolant interfaces 268-A or. 268-B with mechanical interfaces 270-A or. 270-B to combined coolant interfaces 282-A and 282-B are therefore also self-contacting during the installation process based on the mechanical-electrical interfaces and also self-sealing during the removal process (quick-release coupling).

Der batteriemodulseitige Kühlmitteleingang 278-A und der batteriemodulseitige Kühlmittelausgang 279-A sind mit der batteriemodulinternen Temperiereinrichtung 267 verbunden (siehe 35-a). Der adapterseitige Kühlmitteleingang 278-B und der adapterseitige Kühlmittelausgang 279-B sind mit Kühlmittelleitungen 295 des Temperierkreislaufs 269 verbunden (vgl. 36-a).The coolant inlet on the battery module side 278-A and the coolant outlet on the battery module side 279-A are with the temperature control device inside the battery module 267 connected (see 35-a ). The adapter-side coolant inlet 278-B and the adapter-side coolant outlet 279-B are with coolant lines 295 of the temperature control circuit 269 connected (cf. 36-a ).

Die Kühlmittelleitungen sind über Fittings am Kühlmitteleingang 278-B bzw. am Kühlmittelausgang 279-B befestigt. Kühlmitteleingang 278-B bzw. Kühlmittelausgang 279-B können, wie hier dargestellt, lediglich aus jeweils einer direkt in den Adapter eingebrachten Bohrung mit Innengewinde bestehen. Alternativ können Kühlmitteleingang bzw. Kühlmittelausgang in Einsätzen (Inserts) untergebracht sein, die am Adapter befestigt sind. Eine entsprechende Anordnung mit Einsätzen ist in 35-e dargestellt.The coolant lines are via fittings at the coolant inlet 278-B or at the coolant outlet 279-B attached. Coolant inlet 278-B or coolant outlet 279-B can, as shown here, consist of only one hole with an internal thread made directly in the adapter. Alternatively, the coolant inlet or coolant outlet can be accommodated in inserts that are attached to the adapter. A corresponding arrangement with inserts is in 35-e shown.

Anhand von 35-d wird festgehalten, dass die Kühlmittelschnittstelle 268-A am Batteriemodul mit einer der mechanischen Schnittstellen 270-A zu einer kombinierten Kühlmittelschnittstelle 282-A zusammengefasst ist und einen Kühlmitteleingang 278-A und einen Kühlmittelausgang 279-A mit je einem mündungsseitig angeordneten Kühlmittelventil 280 aufweist, wobei Kühlmitteleingang 278-A und Kühlmittelausgang 279-A mündungsseitig kongruent zu einem Kühlmittelausgang 279-B und einem Kühlmitteleingang 278-B einer kombinierten Kühlmittelschnittstelle 282-B am Adapter 43 angeordnet sind und beim Einbauvorgang 11 unter einem Anpressdruck P einer Verschraubung 169 mit einer Dichtung 293 nach außen abgedichtet werden.Based on 35-d it is noted that the coolant interface 268-A on the battery module with one of the mechanical interfaces 270-A to a combined coolant interface 282-A is combined and a coolant inlet 278-A and a coolant outlet 279-A each with a coolant valve arranged on the outlet side 280 having, with coolant inlet 278-A and coolant outlet 279-A congruent to a coolant outlet on the mouth side 279-B and a coolant inlet 278-B a combined coolant interface 282-B on the adapter 43 are arranged and during the installation process 11 under a contact pressure P of a screw connection 169 with a seal 293 be sealed to the outside.

35-e zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Adapters aus Rechteckprofilen mit Einsätzen zur Ankopplung der erfindungsgemäßen Batteriemodule sowie ein daran angebrachtes Batteriemodul in einer Draufsicht von unten. Der Adapter 43 mit einem daran angebrachten Batteriemodul 12 ist symmetrisch einer Fahrzeuglängsachse X' zwischen seitlichen Schwellern 180 des Batteriefachs 9 angeordnet und hauptbodenseitig befestigt. Bei einer größeren Breite BM des Batteriemoduls kann der Adapter auch an den seitlichen Schwellern angebracht sein (siehe hierzu auch 36-c). 35-e shows schematically an embodiment of an adapter made of rectangular profiles with inserts for coupling the battery modules according to the invention and a battery module attached to it in a plan view from below. The adapter 43 with a battery module attached 12 is symmetrical to a vehicle longitudinal axis X 'between side sills 180 of the battery compartment 9 arranged and fixed on the main bottom side. With a larger width B M of the battery module, the adapter can also be attached to the side sills (see also 36-c ).

Zur Ankopplung des Batteriemoduls besteht der Adapter in diesem Beispiel aus zwei Längsprofilen 307, hier ausgebildet als Rechteckprofile, mit je zwei daran befestigten Einsätzen für eine Ankopplung des Batteriemoduls. Am linken Profil sind zwei Einsätze 296 und am rechten Profil ist ein Einsatz 297 und entweder ein Einsatz 298 oder ein weiterer Einsatz 296 angebracht. Da die Einsätze vom Batteriemodul verdeckt sind, wurden die Einsätze gestrichelt dargestellt.To connect the battery module, the adapter in this example consists of two longitudinal profiles 307 , here designed as rectangular profiles, each with two inserts attached to it for coupling the battery module. There are two inserts on the left profile 296 and there is an insert on the right profile 297 and either a bet 298 or another use 296 appropriate. Since the inserts are covered by the battery module, the inserts are shown with dashed lines.

Die Einsätze 296 umfassen jeweils eine mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-B bestehend aus mechanischer Schnittstelle 270-B sowie elektrischer Schnittstelle 271-B. In Anlehnung an 35-C enthält die mechanische Schnittstelle 270-B eine Bohrung mit Innengewinde oder eine Einpressmutter zur Aufnahme der Verschraubung 169 sowie eine Nut zur Aufnahme des batteriemodulseitigen Riegels. Die elektrische Schnittstelle enthält mindestens ein elektrisches Kontaktelement 283-B.The stakes 296 each include a mechanical-electrical interface 163-B consisting of a mechanical interface 270-B as well as electrical interface 271-B . Based on 35-C contains the mechanical interface 270-B a bore with an internal thread or a press-in nut to accommodate the screw connection 169 and a groove to accommodate the latch on the battery module side. The electrical interface contains at least one electrical contact element 283-B .

Der Einsatz 297 umfasst eine kombinierte Kühlmittelschnittstelle 282-B bestehend aus mechanischer Schnittstelle 270-B sowie Kühlmittelschnittstelle 268-B. In Anlehnung an 35-d enthält die Kühlmittelschnittstelle 268-B den Kühlmitteleingang 278-B und den Kühlmittelausgang 279-B und ist mündungsseitig jeweils mit Ventil 280 und Dichtung 293 abgedichtet.The use 297 includes a combined coolant interface 282-B consisting of a mechanical interface 270-B as well as coolant interface 268-B . Based on 35-d contains the coolant interface 268-B the coolant inlet 278-B and the coolant outlet 279-B and has a valve on the mouth side 280 and poetry 293 sealed.

Der Einsatz 298 umfasst lediglich eine mechanische Schnittstelle 270-B.The use 298 only includes a mechanical interface 270-B .

Batteriemodule geringer Länge LM werden lediglich über einen Einsatz pro Seite an den Adapter angekoppelt.Battery modules of short length L M are only coupled to the adapter via one insert per side.

Die Einsätze sind beispielsweise über eine Schraub- oder Nietverbindungen an den Rechteckprofilen des Adapters befestigt.The inserts are attached to the rectangular profiles of the adapter, for example by means of screw or rivet connections.

Vorteile der Einsätze sind die Möglichkeit einer hochgenauen Fertigung und Justage sowie einer leichten Austauschbarkeit im Störungsfall. Darüber lassen sich die Einsätze vereinheitlichen und dadurch kostengünstig herstellen.Advantages of the inserts are the possibility of high-precision production and adjustment as well as easy interchangeability in the event of a malfunction. In addition, the inserts can be standardized and thus manufactured cost-effectively.

35-f zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Adapters bestehend aus einzelnen Adapterelementen zur Ankopplung der erfindungsgemäßen Batteriemodule an seitliche Schweller im Batteriefach sowie ein daran anzubringendes Batteriemodul in einer 3D-Ansicht. Sofern der Adapter keine Crash- bzw. Steifigkeitsaufgaben hat sondern lediglich zur Ankopplung des Batteriemoduls an fahrzeugseitige Schnittstellen dient, kann der Adapter auch aus einzelnen Adapterelementen bestehen und direkt an den Seitenschwellern des Fahrzeugs, am Hauptboden oder auch am Unterboden befestigt sein. In der vorliegenden Abbildung besteht der Adapter 43 aus vier Adapterelementen 299 bis 301, deren grundsätzlicher Aufbau weitgehend dem der Einsätze nach 35-e entspricht und das Batteriemodul an vier Aufnahmen 61, die jeweils in den Ecken des Batteriemodulgehäuses 200 angeordnet sind, aufnehmen. 35-f shows schematically an embodiment of an adapter consisting of individual adapter elements for coupling the battery modules according to the invention to side sills in the battery compartment and a battery module to be attached to it in a 3D view. If the adapter has no crash or rigidity tasks but only serves to couple the battery module to interfaces on the vehicle side, the Adapters also consist of individual adapter elements and can be attached directly to the side sills of the vehicle, to the main floor or to the underbody. In this figure, the adapter is made 43 from four adapter elements 299 to 301 , whose basic structure largely corresponds to that of the inserts 35-e corresponds to and the battery module to four receptacles 61 each in the corners of the battery module housing 200 are arranged to record.

Die Adapterelemente 299 umfassen jeweils eine mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-B bestehend aus mechanischer Schnittstelle 270-B sowie elektrischer Schnittstelle 271-B. In Anlehnung an 35-C enthält die mechanische Schnittstelle 270-B eine Bohrung mit Innengewinde zur Aufnahme der Verschraubung 169 sowie eine Nut 167 zur Aufnahme des batteriemodulseitigen Riegels. Die elektrische Schnittstelle enthält mindestens ein elektrisches Kontaktelement 283-B. Das Adapterelement 299 kann darüber hinaus eine Trenneinrichtung 275 enthalten (vgl. 34).The adapter elements 299 each include a mechanical-electrical interface 163-B consisting of a mechanical interface 270-B as well as electrical interface 271-B . Based on 35-C contains the mechanical interface 270-B a hole with an internal thread to accommodate the screw connection 169 as well as a groove 167 to accommodate the latch on the battery module side. The electrical interface contains at least one electrical contact element 283-B . The adapter element 299 can also have a separator 275 included (cf. 34 ).

Das Adapterelement 300 umfasst eine kombinierte Kühlmittelschnittstelle 282-B bestehend aus mechanischer Schnittstelle 270-B sowie Kühlmittelschnittstelle 268-B. In Anlehnung an 35-d enthält die Kühlmittelschnittstelle 268-B den Kühlmitteleingang 278-B und den Kühlmittelausgang 279-B und ist mündungsseitig jeweils mit Ventil 280 und Dichtung 293 abgedichtet.The adapter element 300 includes a combined coolant interface 282-B consisting of a mechanical interface 270-B as well as coolant interface 268-B . Based on 35-d contains the coolant interface 268-B the coolant inlet 278-B and the coolant outlet 279-B and has a valve on the mouth side 280 and poetry 293 sealed.

Das Adapterelement 301 umfasst lediglich eine mechanische Schnittstelle 270-B.The adapter element 301 only includes a mechanical interface 270-B .

Die Adapterelemente sind vorzugsweise über Adapterflansche 302 an den seitlichen Schwellern 180 befestigt und lassen sich einzeln justieren. Nach erfolgter Justage können die Flansche verstiftet werden, so dass eine passgenaue Ausrichtung zum Batteriemodul erhalten bleibt.The adapter elements are preferably via adapter flanges 302 on the side sills 180 attached and can be adjusted individually. After the adjustment has been carried out, the flanges can be pinned so that they are precisely aligned with the battery module.

Alternativ können die Adapterelemente auch über eine modifizierte Anordnung der Adapterflansche am Haupt- oder Unterboden des Fahrzeugs befestigt sein.Alternatively, the adapter elements can also be attached to the main or underbody of the vehicle via a modified arrangement of the adapter flanges.

Wie man der Darstellung entnimmt, sind die Aufnahmen am Batteriemodulgehäuse, anders als in 32, lediglich partiell im Bereich der Ecken ausgenommen und bilden auf diese Weise eine Zentrierung und Fixierung des Batteriemoduls in einer Längs- und Querrichtung. Das erleichtert eine deckungsgleiche Ausrichtung der adapter- und batteriemodulseitigen Schnittstellen untereinander und entlastet bei einem Frontalcrash eine Verschraubung der mechanischen Schnittstellen. Prinzipiell könnte die Verschraubung bei dieser Anordnung auch durch Bajonettverschlüsse ersetzt sein.As you can see from the illustration, the recordings on the battery module housing are different than in 32 , only partially excepted in the area of the corners and in this way form a centering and fixing of the battery module in a longitudinal and transverse direction. This facilitates congruent alignment of the adapter and battery module-side interfaces with one another and relieves the need for screwing the mechanical interfaces in the event of a frontal crash. In principle, the screw connection could also be replaced by bayonet catches in this arrangement.

Bei einem Batteriemodul geringer Länge LM kommt, wie in 35-g gezeigt, lediglich ein Adapterelement und eine Aufnahme pro Seite zur Anwendung.In the case of a battery module of short length L M , as in 35-g shown, only one adapter element and one receptacle per side for use.

Vorteile der einzelnen Adapterelemente sind die Möglichkeit einer hochgenauen Fertigung und Justage sowie einer leichten Austauschbarkeit im Störungsfall. Darüber hinaus lassen sich die Adapterelemente vereinheitlichen und dadurch kostengünstig herstellen.Advantages of the individual adapter elements are the possibility of high-precision manufacture and adjustment as well as easy interchangeability in the event of a fault. In addition, the adapter elements can be standardized and thus manufactured inexpensively.

35-g zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Batteriemoduls mit zwei modifizierten Aufnahmen für eine Ankopplung an lediglich ein Adapterelement pro Seite in einer 3D-Ansicht sowie die entsprechenden Adapterelemente. Das Batteriemodulgehäuse 200 enthält dazu beidseitig je eine Aufnahme 61 für je ein schwellerseitig befestigtes Adapterelement 299 und 300 (vgl. 35-f). Beide Aufnahmen sind jeweils spiegelsymmetrisch zu senkrecht aufeinander stehenden Symmetrieebenen 272 und 303 des Batteriemoduls angeordnet. An den Aufnahmen ist das Batteriemodulgehäuse, entsprechend einer Geometrie des jeweiligen Adapterelements, ausgenommen. Um eine Zentrierfunktion zu realisieren, ist das Gehäuse an den Aufnahmen spiegelsymmetrisch zur Symmetrieebene 303 vorzugsweise unter einem Keilwinkel α zu angrenzenden Flanken der Adapterelemente ausgenommen, die ebenfalls den Keilwinkel α aufweisen (Anmerkung: auch die Adapterelemente und Aufnahmen aus 35-f können keilförmig sein und für eine Zentrierung des Batteriemoduls Keilwinkel α aufweisen). Auf diese Weise richten sich die Schnittstellen 163-A und 163-B sowie die gegenüberliegenden Schnittstellen 282-A und 282-B beim Aufnehmen des Batteriemoduls über die Adapterelemente von selbst deckungsgleich aus. 35-g shows schematically an embodiment of a battery module with two modified receptacles for coupling to only one adapter element per side in a 3D view and the corresponding adapter elements. The battery module housing 200 contains a recording on both sides 61 for one adapter element each attached to the sill side 299 and 300 (see. 35-f ). Both recordings are each mirror-symmetrical to planes of symmetry that are perpendicular to one another 272 and 303 of the battery module arranged. The battery module housing, corresponding to a geometry of the respective adapter element, is excluded from the receptacles. In order to implement a centering function, the housing on the receptacles is mirror-symmetrical to the plane of symmetry 303 preferably at a wedge angle α to adjacent flanks of the adapter elements, which also have the wedge angle α (Note: also the adapter elements and receptacles from 35-f can be wedge-shaped and have wedge angles α for centering the battery module). This is how the interfaces align 163-A and 163-B as well as the opposite interfaces 282-A and 282-B when the battery module is picked up via the adapter elements.

Die Adapterelemente werden in diesem Ausführungsbeispiel ohne Adapterflansche direkt über Befestigungsbohrungen 304 an den Schwellern befestigt (diese Möglichkeit besteht natürlich auch bei den Adapterelementen 299 bis 301).In this exemplary embodiment, the adapter elements are mounted directly via fastening holes without adapter flanges 304 attached to the sills (this is of course also possible with the adapter elements 299 to 301 ).

In einer modifizierten Anordnung der Befestigungsbohrungen werden die Adapterelemente am Haupt- oder Unterboden angebracht. Auf eine Darstellung wird hier verzichtet.In a modified arrangement of the mounting holes, the adapter elements are attached to the main or sub-floor. It is not shown here.

36a - 36n zeigen schematisch ein Elektrofahrzeug 1 für eine zumindest temporäre Batteriekapazitäts-Aufrüstung sowie Details des Elektrofahrzeugs. Entsprechend der Darstellung handelt es sich beim erfindungsgemäßen Elektrofahrzeug 1 um einen Kraftwagen, insbesondere um einen Personenkraftwagen, mit einem batterieelektrischen Antrieb. 36a - 36n schematically show an electric vehicle 1 for an at least temporary battery capacity upgrade and details of the electric vehicle. The electric vehicle according to the invention is in accordance with the illustration 1 a motor vehicle, in particular a passenger vehicle, with a battery-electric drive.

Unter einem Kraftwagen mit batterieelektrischem Antrieb soll im Folgenden ein Kraftwagen verstanden werden, der vollelektrisch mittels einer wiederaufladbaren Antriebsbatterie über einen Elektromotor angetrieben wird.A motor vehicle with a battery-electric drive is to be understood in the following as a motor vehicle which is driven fully electrically by means of a rechargeable drive battery via an electric motor.

Zwar bezieht sich die Erfindung primär auf Kraftwagen, zumindest Teile der Erfindung lassen sich auch bei Krafträdern oder bei Nutzkraftwagen mit batterieelektrischem Antrieb anwenden. Selbst bei Elektrofahrrädern, Golfcarts, Elektro-Scootern etc. ist eine Nutzung von Teilen der Erfindung vorstellbar.Although the invention relates primarily to motor vehicles, at least parts of the invention can also be used in motorcycles or in commercial vehicles with battery-electric drives. A use of parts of the invention is even conceivable in the case of electric bicycles, golf carts, electric scooters, etc.

In der vorliegenden Abbildung sind die erfindungsrelevanten Merkmale eines solchen Kraftwagens dargestellt. Danach verfügt das Elektrofahrzeug 1 über einen batterieelektrischen Antrieb 2, eine Steuereinheit 5, eine mit einem Ladegerät 6 verbundene Anschlusseinrichtung 7 für eine Ladesäule und ein an einer Fahrzeugunterseite angeordnetes Batteriefach 9 für eine Antriebsbatterie 322, die hier nicht eingebaut und durch Batteriemodule 3 und 12 ersetzt ist. Zudem kann das Elektrofahrzeug für eine Temperierung der Antriebsbatterie einen Temperierkreislauf 269 mit Kühl- und/oder Heizeinrichtung 277 enthalten (vgl. Beschreibung zu 32).The present figure shows the features of such a motor vehicle that are relevant to the invention. After that, the electric vehicle has 1 via a battery-electric drive 2 , a control unit 5 , one with a charger 6 connected connection device 7th for a charging station and a battery compartment arranged on the underside of the vehicle 9 for a drive battery 322 that are not built in here and by battery modules 3 and 12 is replaced. In addition, the electric vehicle can have a temperature control circuit for temperature control of the drive battery 269 with cooling and / or heating device 277 included (see description for 32 ).

Die Steuereinheit 5 steuert beim erfindungsgemäßen Elektrofahrzeug u.a. den Antrieb sowie einen Ladevorgang über die Anschlusseinrichtung und ist somit ein zentrales Element innerhalb der elektrischen Fahrzeugarchitektur. Weitere Funktionen können beispielsweise sein:

  • - Erkennen der Batteriemodule nach Typ, Anzahl und Zustand sowie einer aufgerüsteten Batteriekapazität
  • - Berechnen einer in einem Cockpit des Fahrzeugs über ein Display anzeigbaren Reichweite in Abhängigkeit von der verfügbaren Batteriekapazität, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Außentemperatur etc.
  • - Verbinden bzw. Trennen von Batteriemodulen zum Antrieb und zur Anschlusseinrichtung
  • - Anpassen der Spannung der Batteriemodule entsprechend einer Spezifikation des Fahrzeugherstellers
  • - Bei lediglich temporärerer Batteriekapazitäts-Aufrüstung: Anzeige einer noch verbleibenden Restnutzungszeit bis zur Rückgabe des Aufrüstsatzes an den Betreiber. Auffordern des Fahrzeug-Nutzers zum Aufsuchen einer Aufrüststation bzw. zur Verständigung des Betreibers am Ende der Nutzungszeit usw. (Anzeige über Display im Cockpit). Ggf. Außerbetriebsetzung des Aufrüstsatzes bei Nicht-Rückgabe.
  • - Anzeige der vom Datenlogger erfassten Ladezyklen und Energieverbrauchsmenge über ein Display im Cockpit. Ggf. Senden der erfassten Daten an den Betreiber.
  • - Steuern einer parallelen oder seriellen Lade- bzw. Entladereihenfolge der Batteriemodule
  • - Steuern einer Energierückspeisung / Rekuperation in die Batteriemodule etc.
The control unit 5 In the case of the electric vehicle according to the invention, it controls, among other things, the drive and a charging process via the connection device and is thus a central element within the electric vehicle architecture. Further functions can be, for example:
  • - Recognition of the battery modules according to type, number and condition as well as an upgraded battery capacity
  • - Calculation of a range that can be shown in a cockpit of the vehicle via a display depending on the available battery capacity, the vehicle speed, the outside temperature, etc.
  • - Connecting or disconnecting battery modules to the drive and the connection device
  • - Adjustment of the voltage of the battery modules according to a specification of the vehicle manufacturer
  • - If the battery capacity is only upgraded temporarily: Display of the remaining usage time until the upgrade kit is returned to the operator. Requesting the vehicle user to visit an upgrade station or to notify the operator at the end of the period of use, etc. (display on the display in the cockpit). Possibly. Decommissioning of the upgrade kit if it is not returned.
  • - The charging cycles and the amount of energy consumed by the data logger are displayed on a display in the cockpit. Possibly. Sending the recorded data to the operator.
  • - Control of a parallel or serial charging or discharging sequence of the battery modules
  • - Control of energy recovery / recuperation in the battery modules etc.

Steuereinheiten von Elektrofahrzeugen sind Stand der Technik. Die zuvor genannten Funktionen können von Fachleuten in Steuergeräten realisiert werden, ohne dass es an dieser Stelle weiterer Erläuterungen bedarf.Control units of electric vehicles are state of the art. The functions mentioned above can be implemented in control units by specialists without the need for further explanations at this point.

Das Batteriefach des Elektrofahrzeugs wird gebildet aus einem Fahrzeughauptboden 136, einem Unterboden 124 und zwei seitlichen Schwellern 180. An einer Unterseite des Hauptbodens oder an einer Oberseite des Unterbodens ist eine mechanische Schnittstelle 44-A für eine Befestigung der Antriebsbatterie angebracht (siehe auch 19 und 20). Alternativ kann die mechanische Schnittstelle 44-A auch an den Schwellern angebracht sein (siehe 35-f und 36-c).The battery compartment of the electric vehicle is formed from a main vehicle floor 136 , a sub-floor 124 and two side sills 180 . A mechanical interface is on an underside of the main floor or on an upper side of the sub-floor 44-A attached for fastening the drive battery (see also 19th and 20th ). Alternatively, the mechanical interface 44-A also be attached to the sills (see 35-f and 36-c ).

Darüber hinaus weist das Elektrofahrzeug im Batteriefach eine elektrische Schnittstelle 45 für eine Verbindung der Antriebsbatterie mit Steuereinheit 5, Antrieb 2 und Anschluss-Einrichtung 7 auf.In addition, the electric vehicle has an electrical interface in the battery compartment 45 for connecting the drive battery to the control unit 5 , Drive 2 and connection facility 7th on.

Die mechanische Schnittstelle 44-A ist, was eine Art und Anordnung von Befestigungspunkten anbelangt, abgestimmt auf eine herstellerseitig für das Fahrzeug vorgesehene Antriebsbatterie 322, die im Folgenden „Original-Antriebsbatterie“ genannt wird. Die Original-Antriebsbatterie ist i.d.R. für einen dauerhaften Einsatz im Fahrzeug vorgesehen. Dementsprechend sind auch die Schnittstellen 44-A und 45 für einen dauerhaften Verbleib der Original-Antriebsbatterie im Fahrzeug und nicht für das hier vorgeschlagene Verfahren einer zumindest temporären Batteriekapazitäts-Aufrüstung bestimmt.The mechanical interface 44-A is, as far as the type and arrangement of fastening points is concerned, matched to a drive battery provided by the manufacturer for the vehicle 322 hereinafter referred to as the "original drive battery". The original drive battery is usually intended for permanent use in the vehicle. The interfaces are accordingly 44-A and 45 intended for permanent retention of the original drive battery in the vehicle and not for the method proposed here of an at least temporary battery capacity upgrade.

Original-Antriebsbatterie sowie Schnittstellen 44-A und 45 unterschiedlicher Fahrzeugtypen verschiedener Hersteller werden sich in der Praxis aufgrund fehlender Standards hinsichtlich einer konstruktiven Ausführung sowie einer elektrischen Spezifikation (Spannung, Leistung, Ladekennlinie etc.) fast immer unterscheiden.Original drive battery and interfaces 44-A and 45 Different vehicle types from different manufacturers will almost always differ in practice due to a lack of standards with regard to a structural design and an electrical specification (voltage, power, charging characteristic, etc.).

Für das erfindungsgemäße Basisverfahren (vgl. 25) hat das Elektrofahrzeug 1 daher anstelle der Original-Antriebsbatterie eine aus mindestens einem Batteriemodul 3 bestehende Basisbatterie 4 mit einer Batteriekapazität für 150 bis 250 km Reichweite und, entsprechend einem über eine Vorrichtung 16 ermittelten Bedarf eines Fahrzeug-Nutzers, zumindest temporär einen aus mindestens einem Batteriemodul 12 bestehenden Aufrüstsatz 13 zur Aufrüstung der Batteriekapazität auf 250 bis 1.000 km Reichweite.For the basic method according to the invention (cf. 25th ) has the electric vehicle 1 therefore, instead of the original drive battery, one of at least one battery module 3 existing base battery 4th with a battery capacity for a range of 150 to 250 km and, correspondingly, one device 16 determined need of a vehicle user, at least temporarily one from at least one battery module 12 existing upgrade kit 13 to upgrade the battery capacity to a range of 250 to 1,000 km.

Da die Schnittstellen 44-A und 45 herstellerseitig auf eine dauerhaft im Fahrzeug eingesetzte Original-Antriebsbatterie abgestimmt und nicht standardisiert sind, kann der Aufrüstsatz, der erfindungsgemäß besondere Schnittstellen aufweist, nicht unmittelbar an den fahrzeugtypspezifischen Schnittstellen 44-A und 45 angebracht werden. Das Elektrofahrzeug hat daher eine als Adapter 43 bezeichnete Einrichtung, über die sich der Aufrüstsatz und optional auch die Basisbatterie 4 an den fahrzeugtypspezifischen Schnittstellen 44-A und 45 anbringen und an diese anpassen lässt. Damit hat der Adapter, anders als die Aufnahmeeinrichtung in DE 10 2009 042 001 A1 , eine zusätzliche Funktion, nämlich die der Anpassung der erfindungsgemäßen Batteriemodule an die fahrzeugtypspezifischen Schnittstellen. Der aus mindestens einem Batteriemodul 12 bestehende Aufrüstsatz weist am Batteriemodul mindestens zwei spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieebene 272 angeordnete Aufnahmen 61 auf, mit denen sich das Batteriemodul am Adapter mechanisch und elektrisch anbringen lässt (vgl. 35-a ff). Die Aufnahmen bilden dabei zum Adapter einen Formschluss mit selbstkontaktierenden Schnittstellen und einem zusätzlichem Kraftschluss. Um optional auch die aus mindestens einem Batteriemodul 3 bestehende Basisbatterie am Adapter anbringen zu können und um Standardisierungspotenziale zu heben, sind die Batteriemodule 3 und 12 vorzugsweise identisch. Bei identisch ausgeführten Modulen verfügt auch das Batteriemodul 3 über mindestens zwei spiegelsymmetrisch angeordnete Aufnahmen 61 für eine Anbindung an den Adapter.As the interfaces 44-A and 45 are matched by the manufacturer to an original drive battery permanently used in the vehicle and are not standardized, the upgrade kit, which according to the invention has special interfaces, cannot be connected directly to the interfaces specific to the vehicle type 44-A and 45 be attached. The electric vehicle therefore has one as an adapter 43 Designated device through which the upgrade kit and optionally also the basic battery 4th at the vehicle type-specific interfaces 44-A and 45 can be attached and adapted to this. In contrast to the receiving device in DE 10 2009 042 001 A1 , an additional function, namely the adaptation of the battery modules according to the invention to the vehicle-type-specific interfaces. The one from at least one battery module 12 The existing upgrade kit has at least two mirror-symmetric to a plane of symmetry on the battery module 272 arranged recordings 61 with which the battery module can be attached mechanically and electrically to the adapter (cf. 35-a ff). The receptacles form a form fit to the adapter with self-contacting interfaces and an additional force fit. To optionally also the from at least one battery module 3 To be able to attach the existing basic battery to the adapter and to increase standardization potential, the battery modules 3 and 12 preferably identical. With identically designed modules, the battery module also has 3 via at least two mirror-symmetrically arranged recordings 61 for a connection to the adapter.

In einer Sonderausführung hat der Adapter darüber hinaus eine Verstärkungsfunktion und weist dementsprechend eine Rahmen- bzw. Gitterstruktur auf (siehe 36-e). Eine solche Struktur schützt die Batteriemodule bei Auffahrunfällen. Es sind Traktionsbatterien bekannt, in denen eine Gitterstruktur zum Schutz der Batteriezellen integriert ist. Da sich der Aufrüstsatz, anders als der Adapter, jedoch lediglich temporär im Batteriefach befindet, erscheint es für eine dauerhaft hohe Crashperformance des Fahrzeugs sinnvoller, diese Verstärkungsfunktion im Adapter zu realisieren.In a special version, the adapter also has a reinforcement function and accordingly has a frame or lattice structure (see 36-e ). Such a structure protects the battery modules in rear-end collisions. Traction batteries are known in which a grid structure is integrated to protect the battery cells. Since the upgrade kit, unlike the adapter, is only temporarily located in the battery compartment, it seems more sensible to implement this reinforcement function in the adapter for a permanently high crash performance of the vehicle.

Adapter 43, Basisbatterie 4 aus mindestens einem Batteriemodul 3 sowie der zumindest temporär über Aufnahmen 61 mit selbstkontaktierenden Schnittstellen form- und kraftschlüssig am Adapter angebrachte Aufrüstsatz 13 aus mindestens einem Batteriemodul 12 bilden somit wesentliche Merkmale des erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs 1, wobei über den Adapter eine fahrzeugtypspezifische Schnittstellenanpassung erfolgt. Wesentlich ist zudem, dass nicht nur die Basisbatterie, sondern auch der eingebaute Aufrüstsatz über die Anschlusseinrichtung 7 geladen werden kann. Zu diesem Zweck lässt sich der Aufrüstsatz über den Adapter sowie die Steuereinheit 5 mit Ladegerät 6 und Anschlusseinrichtung 7 elektrisch verbinden. Demnach muss der Aufrüstsatz, anders als die zweite Batterie in der DE 10 2009 042 001 A1 , für eine Wiederaufladung nicht ausgebaut werden.adapter 43 , Base battery 4th from at least one battery module 3 as well as at least temporarily about recordings 61 Upgrade kit attached to the adapter in a form-fitting and force-fitting manner with self-contacting interfaces 13 from at least one battery module 12 thus form essential features of the electric vehicle according to the invention 1 , with a vehicle-type-specific interface adaptation being carried out via the adapter. It is also essential that not only the basic battery, but also the built-in upgrade kit via the connection device 7th can be loaded. For this purpose, the upgrade kit can be used via the adapter and the control unit 5 with charger 6 and connection device 7th connect electrically. Accordingly, unlike the second battery in the DE 10 2009 042 001 A1 , cannot be removed for a recharge.

Aufrüstsatz 13 und Batteriemodul 12 sind in 32ff detailliert beschrieben. Auch der Adapter 43 ist dort bereits in einem Umfang erläutert, wie das für ein Verständnis von Zusammenhängen für notwendig erachtet wird. Die nachfolgende Beschreibung enthält v.a. Ergänzungen zum Adapter und dessen Anbindung an die Schnittstellen 44-A und 45 sowie an den Temperierkreislauf 269. 32ff samt Erläuterungen sind demzufolge beim hier beschriebenen Elektrofahrzeug als mitgeltende Informationen zu verstehen.Upgrade kit 13 and battery module 12 are in 32ff described in detail. Also the adapter 43 is already explained there to an extent that is considered necessary for an understanding of relationships. The following description mainly contains additions to the adapter and its connection to the interfaces 44-A and 45 as well as to the temperature control circuit 269 . 32ff including explanations are therefore to be understood as applicable information for the electric vehicle described here.

Eine Befestigung des Adapters an der fahrzeugtypspezifischen, im Batteriefach angeordneten mechanischen Schnittstelle 44-A erfolgt nach 36-b über einen Adapterflansch 302 mit einer mechanischen Schnittstelle 44-B, die eine von der mechanischen Schnittstelle 44-A und damit vom Fahrzeugtyp abhängige Art und Anordnung von Befestigungspunkten 314 aufweist. Sind an der mechanischen Schnittstelle 44-A beispielsweise zur Befestigung der Original-Antriebsbatterie Gewinde für eine Verschraubung angebracht, enthält der Adapterflansch Befestigungspunkte in Form von Durchgangslöchern, die hinsichtlich einem Lochdurchmesser und einer Lochposition auf die Gewinde an der Schnittstelle 44-A abgestimmt sind. Die mechanische Schnittstelle 44-B kann Befestigungspunkte 314 für unterschiedliche mechanische Schnittstellen 44-A aufweisen, so dass der Adapter in verschiedenen Fahrzeugen unterschiedlichen Typs eingesetzt werden kann.An attachment of the adapter to the vehicle-specific mechanical interface located in the battery compartment 44-A takes place after 36-b via an adapter flange 302 with a mechanical interface 44-B that one of the mechanical interface 44-A and thus the type and arrangement of attachment points depending on the vehicle type 314 having. Are at the mechanical interface 44-A For example, for fastening the original drive battery, threads for a screw connection are attached, the adapter flange contains fastening points in the form of through holes which, with regard to a hole diameter and a hole position, are attached to the thread at the interface 44-A are matched. The mechanical interface 44-B can attachment points 314 for different mechanical interfaces 44-A have, so that the adapter can be used in different vehicles of different types.

Da der Adapter nach einer Erstaufrüstung zweckmäßigerweise im Fahrzeug verbleibt und da eine schnelle Ein- und Ausbaubarkeit des Adapters dementsprechend nicht gefordert ist, kann eine Ankopplung des Adapters an die Schnittstellen 44-A, 45 sowie ggf. an den Temperierkreislauf 269 analog zur Original-Antriebsbatterie erfolgen. Ist die Original-Antriebsbatterie beispielsweise mit der Schnittstelle 44-A verschraubt und über einen Stecker mit der Schnittstelle 45 verbunden, wird der Adapter mit den Schnittstellen 44-A und 45 ebenfalls über Schrauben und Stecker verbunden.Since the adapter expediently remains in the vehicle after an initial upgrade and since the adapter cannot be installed and removed quickly, the adapter can be coupled to the interfaces 44-A , 45 and, if necessary, to the temperature control circuit 269 analogous to the original drive battery. Is the original drive battery for example with the interface 44-A screwed and connected to the interface via a plug 45 connected, the adapter is connected to the interfaces 44-A and 45 also connected via screws and plugs.

Am Adapter ist, zumindest temporär, der Aufrüstsatz aufgenommen. Besteht die Basisbatterie aus dem gleichen Batteriemodul wie der Aufrüstsatz, kann am Adapter darüber hinaus auch die Basisbatterie aufgenommen sein. Das Batteriemodul 12 verfügt dazu über wenigstens zwei Aufnahmen 61. Bei einer Vereinheitlichung verfügt auch das Batteriemodul 3 über wenigstens zwei dieser Aufnahmen.The upgrade kit is attached to the adapter, at least temporarily. If the base battery consists of the same battery module as the upgrade kit, the base battery can also be attached to the adapter. The battery module 12 has at least two recordings 61 . In the case of a standardization, the battery module also has 3 over at least two of these recordings.

Zumindest eine der Aufnahmen weist eine mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-A, bestehend aus einer mechanischen Schnittstelle 270-A und einer elektrischen Schnittstelle 271-A auf, mit der das Batteriemodul an einer mechanisch-elektrischen Schnittstelle 163-B, bestehend aus einer mechanischen Schnittstelle 270-B und einer elektrischen Schnittstelle 271-B am Adapter angebunden wird (siehe 32ff). Eine räumliche Zusammenfassung der mechanischen und elektrischen Schnittstellen 270-A und 271-A sowie 270-B und 271-B gewährleistet beim Einbauvorgang eine funktionssichere elektrische Selbstkontaktierung des Batteriemoduls über einen Form- und Kraftschluss zum Adapter unter einem Anpressdruck P. Abgesehen von wesentlichen Unterschieden, wie die zweite Hochvoltbatterie vom Fahrzeug aufgenommen wird, liegt damit ein weiteres Unterscheidungsmerkmal zur DE 10 2013 003 918 B3 vor, bei der die Schnittstellen räumlich voneinander getrennt angeordnet sind.At least one of the receptacles has a mechanical-electrical interface 163-A , consisting of a mechanical interface 270-A and an electrical interface 271-A with which the battery module is connected to a mechanical-electrical interface 163-B , consisting of a mechanical interface 270-B and an electrical interface 271-B is connected to the adapter (see 32ff ). A spatial summary of the mechanical and electrical interfaces 270-A and 271-A as 270-B and 271-B ensures a functionally reliable electrical self-contacting of the battery module via a form and force fit to the adapter under a contact pressure P during the installation process DE 10 2013 003 918 B3 before, in which the interfaces are spatially separated from each other.

Die elektrische Schnittstelle 271-B der adapterseitigen mechanisch-elektrischen Schnittstelle 163-B ist über Leiterbahnen 172 und/oder über Kontaktelemente 283-B und Kabel 294 sowie beispielsweise über Stecker mit der Schnittstelle 45 verbunden (siehe 32ff, insbesondere 35-c).The electrical interface 271-B the adapter-side mechanical-electrical interface 163-B is about conductor tracks 172 and / or via contact elements 283-B and cables 294 as well as, for example, via plug with the interface 45 connected (see 32ff , especially 35-c ).

Enthält das Elektrofahrzeug zudem einen Temperierkreislauf 269, ist darüber hinaus an einer der Aufnahmen 61 eine kombinierte Kühlmittelschnittstelle 282-A angebracht, mit der das Batteriemodul an einer kombinierten Kühlmittelschnittstelle 282-B am Adapter befestigt und über Kühlmittelleitungen 295 mit dem Temperierkreislauf 269 verbunden wird (siehe 32ff, insbesondere 35-d).Does the electric vehicle also contain a temperature control circuit 269 , is also part of one of the recordings 61 a combined coolant interface 282-A attached, with which the battery module is connected to a combined coolant interface 282-B attached to the adapter and via coolant lines 295 with the temperature control circuit 269 connected (see 32ff , especially 35-d ).

Eine der Aufnahmen kann auch eine rein mechanische Schnittstelle 270-A enthalten, die an einer adapterseitigen mechanischen Schnittstelle 270-B befestigt wird. Das ist insbesondere bei der in 35-f gezeigten Ausführung mit vier Aufnahmen der Fall.One of the recordings can also be a purely mechanical interface 270-A included on an adapter-side mechanical interface 270-B is attached. This is particularly the case with the in 35-f The embodiment shown with four recordings is the case.

Die Aufnahmen am Batteriemodul mit den Schnittstellen 163-A, 282-A bzw. 270-A sowie der Adapter mit den Schnittstellen 163-B, 282-B bzw. 270-B ermöglichen einen einfachen und schnellen Ein- und Ausbau der Batteriemodule ins Batteriefach in Mensch-Roboter-Kooperation.The recordings on the battery module with the interfaces 163-A , 282-A or. 270-A as well as the adapter with the interfaces 163-B , 282-B or. 270-B enable simple and quick installation and removal of the battery modules in the battery compartment in human-robot cooperation.

Mithilfe des Adapters können die Aufnahmen und Schnittstellen am Batteriemodul 12 trotz fahrzeugtypspezifischer Unterschiede der mechanischen und elektrischen Schnittstellen 44-A und 45 vereinheitlicht werden. Der Adapter 43 weist dementsprechend zum Batteriemodul einheitliche und zum Batteriefach fahrzeugtypspezifische Schnittstellen auf. Bei einer Vereinheitlichung der Batteriemodule 3 und 12 lässt sich dementsprechend auch die Basisbatterie auf gleiche Weise am Adapter anbringen.With the help of the adapter, the receptacles and interfaces on the battery module 12 despite differences in the mechanical and electrical interfaces specific to the vehicle type 44-A and 45 be unified. The adapter 43 accordingly has interfaces that are uniform to the battery module and vehicle-type-specific to the battery compartment. With a standardization of the battery modules 3 and 12 the base battery can also be attached to the adapter in the same way.

In diesem Zusammenhang kann der Adapter für eine elektrische Trennung und Spannungsanpassung der Batteriemodule, wie in 32 und 34 beschrieben, Trenneinrichtungen 275 und/oder Gleichstromsteller 276 beinhalten, die über die Steuereinheit 5 gesteuert und zwischen den Schnittstellen 45 und 271-B angeordnet sein können. Alternativ können Trenneinrichtungen 275 bzw. Gleichstromsteller 276 in die Steuereinheit 5 oder auch in die batteriemodulinternen Batteriemanager 274 integriert sein.In this context, the adapter can be used for electrical separation and voltage adjustment of the battery modules, as in FIG 32 and 34 described, separation devices 275 and / or DC chopper 276 include that via the control unit 5 controlled and between the interfaces 45 and 271-B can be arranged. Alternatively, separation devices 275 or DC chopper 276 into the control unit 5 or in the battery manager inside the battery module 274 be integrated.

Bezüglich einer konstruktiven Ausbildung des Adapters, einer Anordnung und Befestigung im Batteriefach sowie einem Umfang und einer Anordnung der daran aufgenommenen Batteriemodule sind verschiedene Ausführungsvarianten denkbar, die nachfolgend beschrieben sind.With regard to a structural design of the adapter, an arrangement and fastening in the battery compartment and a scope and an arrangement of the battery modules received thereon, various design variants are conceivable, which are described below.

Der Adapter besteht entweder aus mindestens zwei längs spiegelsymmetrisch zu einer Fahrzeuglängsachse X' angeordneten, vorzugsweise rechteckförmigen Profilen 307 mit den Schnittstellen 163-B, 282-B bzw. 270-B, wobei die Profile, wie anhand von 35-e aufgezeigt, Einsätze 296 bis 298 mit den Schnittstellen 163-B, 282-B bzw. 270-B aufweisen können, oder, wie in 35-f und 35-g dargestellt, aus einzelnen Adapterelementen 299 bis 301.The adapter either consists of at least two longitudinally mirror-symmetrical to a vehicle longitudinal axis X ', preferably rectangular profiles 307 with the interfaces 163-B , 282-B or. 270-B , with the profiles as based on 35-e indicated stakes 296 to 298 with the interfaces 163-B , 282-B or. 270-B may have, or, as in 35-f and 35-g shown, from individual adapter elements 299 to 301 .

Mit einem aus Längsprofilen 307 bestehenden Adapter kann eine tragende Struktur des Fahrzeugs im Bereich Hauptboden oder Schweller ausgesteift und dadurch eine Crashperformance zum Schutz der Batteriemodule verbessert sein. Wird eine höhere Steifigkeit nicht benötigt, kann stattdessen auch ein Fahrzeuggewicht reduziert werden. Die Längsprofile werden dazu über einen Adapterflansch 302 mit der Schnittstelle 44-B parallel zueinander spiegelsymmetrisch zur Fahrzeuglängsachse X' an der Schnittstelle 44-A am Hauptboden 136 angebracht (siehe 36-b). Ein Abstand AP zwischen den Längsprofilen entspricht dabei dem Anschlussmaß AM des Batteriemoduls zuzüglich einer Toleranz mit einem Spiel Sp für den Einbauvorgang.With one made of longitudinal profiles 307 existing adapter, a load-bearing structure of the vehicle can be stiffened in the area of the main floor or sill, thereby improving crash performance to protect the battery modules. If greater rigidity is not required, the vehicle weight can be reduced instead. To do this, the longitudinal profiles are attached via an adapter flange 302 with the interface 44-B parallel to one another and mirror-symmetrical to the vehicle longitudinal axis X 'at the interface 44-A on the main floor 136 attached (see 36-b ). A distance A P between the longitudinal profiles corresponds to the connection dimension A M of the battery module plus a tolerance with a play S p for the installation process.

Da die Batteriemodule 12 einer Größenklasse Gx nach den Erläuterungen zu 33-d zum Adapter 43 ein einheitliches Anschlussmaß AM aufweisen, ergibt sich damit auch ein einheitlicher Abstand AP zwischen den Längsprofilen. Infolgedessen kann auch der Adapter für verschiedene Fahrzeugtypen vereinheitlicht sein. Ein in 36-b dargestellter Abstand As zu den seitlichen Schwellern wird dabei i.d.R., abhängig von einer Batteriefachgröße, variieren.As the battery modules 12 a size class G x according to the explanations 33-d to the adapter 43 have a uniform connection dimension A M , this also results in a uniform distance A P between the longitudinal profiles. As a result, the adapter can also be standardized for different types of vehicles. An in 36-b the distance As shown to the side sills is thereby usually vary depending on the size of the battery compartment.

Wird auf eine Standardisierung von Batteriemodul und Adapter verzichtet, können die Längsprofile auch ohne seitlichen Abstand AS direkt an den Schwellern befestigt oder in diese zu Schwellerprofilen 317 integriert sein (36-c bzw. 36-d). Die Schwellerprofile 317 weisen in diesem Fall für einen Formschluss zu den Aufnahmen 61 eine Stufe 310 auf.If the battery module and adapter are not standardized, the longitudinal profiles can also be attached directly to the sills or in them to form sill profiles without a lateral spacing A S 317 be integrated ( 36-c or. 36-d ). The sill profiles 317 in this case point to the recordings for a form fit 61 a step 310 on.

In einer besonderen Ausführung sind die Längsprofile zusätzlich über mindestens zwei Querverbindungen 308 aus je einem Rechteckprofil untereinander zu einer zusammenhängenden und dadurch besonders steifen Rahmen- bzw. Gitterstruktur verbunden und am Hauptboden 136 angebracht (siehe 36-e).In a special embodiment, the longitudinal profiles are also provided with at least two cross connections 308 each of a rectangular profile connected to one another to form a cohesive and therefore particularly rigid frame or lattice structure and on the main floor 136 attached (see 36-e ).

Alternativ kann mit einem aus Längsprofilen, insbesondere aus einer Rahmen- bzw. Gitterstruktur bestehenden Adapter der Unterboden 124 ausgesteift und somit ein Unterfahrschutz der Antriebsbatterie verbessert sein.Alternatively, the sub-floor can be made with an adapter consisting of longitudinal profiles, in particular a frame or lattice structure 124 stiffened and thus an underrun protection of the drive battery improved.

In den 36-b bis 3d-e enthält der Adapter zwei Längsprofile mit rechteckigem Querschnitt. Anstelle der Rechteckform sind natürlich auch andere Querschnittsformen möglich. Die Längsprofile weisen zu den Aufnahmen 61 am Batteriemodul jeweils eine Nut 167 zur Aufnahme eines Riegels 165 einer Ver- und Entriegelungseinheit 166 sowie mindestens ein Schraubgewinde 309 für eine Verschraubung 169 auf. Nut und Schraubgewinde bilden zusammen die adapterseitige mechanische Schnittstelle 270-B.In the 36-b to 3d-e the adapter contains two longitudinal profiles with a rectangular cross-section. Instead of the rectangular shape, other cross-sectional shapes are of course also possible. The longitudinal profiles point to the recordings 61 one groove each on the battery module 167 for holding a bolt 165 a locking and unlocking unit 166 and at least one screw thread 309 for a screw connection 169 on. Groove and screw thread together form the adapter-side mechanical interface 270-B .

Darüber hinaus ist zumindest an einem der Längsprofile die elektrische Schnittstelle 271-B bestehend aus mindestens einem Kontaktelement 283-B oder mindestens einer Leiterbahn 172 angebracht, die in Kombination mit der mechanischen Schnittstelle 270-B die mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-B bildet (siehe 35-c). Für Leistungsströme eignen sich beispielsweise Metallstreifen oder Stromschienen entsprechenden Querschnitts, für Steuerströme ggf. auch Dünnschichtleiter auf Folienbasis. Die Leiterbahnen können zumindest partiell mit einer elektrischen Isolation versehen sein.In addition, the electrical interface is at least on one of the longitudinal profiles 271-B consisting of at least one contact element 283-B or at least one conductor track 172 attached that in combination with the mechanical interface 270-B the mechanical-electrical interface 163-B forms (see 35-c ). For example, metal strips or busbars with a suitable cross section are suitable for power currents, and thin-film conductors on a film basis for control currents. The conductor tracks can be provided at least partially with electrical insulation.

Bei Fahrzeugen mit Temperierkreislauf enthält zumindest eins der Längsprofile mindestens eine Kühlmittelschnittstelle 268-B, die in Kombination mit der mechanischen Schnittstelle 270-B die kombinierte Kühlmittelschnittstelle 282-B bildet (siehe 35-d).In vehicles with a temperature control circuit, at least one of the longitudinal profiles contains at least one coolant interface 268-B that in combination with the mechanical interface 270-B the combined coolant interface 282-B forms (see 35-d ).

Möglich sind auch modifizierte Ausführungen des Adapters mit mehr als zwei Längsprofilen 307, wie in 36-f dargestellt. Dadurch kann die Fahrzeug-Steifigkeit weiter verbessert werden. Zudem können dadurch die Batteriemodule auch in zwei oder mehr Reihen nebeneinander am Adapter angeordnet werden. Die beiden Längsprofile 307 in der Mitte können fest miteinander verbunden oder auch zu einem Profil zusammengefasst sein.Modified versions of the adapter with more than two longitudinal profiles are also possible 307 , as in 36-f shown. As a result, the vehicle rigidity can be further improved. In addition, the battery modules can also be arranged in two or more rows next to one another on the adapter. The two longitudinal profiles 307 in the middle can be firmly connected to each other or combined into a profile.

Zudem ist eine Ausführung denkbar, bei der die Schnittstellen 270-B und 271-B sowie ggf. die Schnittstelle 268-B an den Querverbindungen 308 statt an den Längsprofilen 307 angebracht sind (siehe 36-g). In diesem Fall sind die batteriemodulseitigen Aufnahmen 61 spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieebene 303 des Batteriemoduls angeordnet, die senkrecht auf einer Symmetrieebene 272 des Batteriemoduls steht. Die Schnittstellen können an den Querverbindungen entweder direkt oder über die Einsätze oder über die Adapterelemente angebracht sein.An embodiment is also conceivable in which the interfaces 270-B and 271-B and, if applicable, the interface 268-B at the cross connections 308 instead of the longitudinal profiles 307 are attached (see 36-g ). In this case, they are the receptacles on the battery module side 61 mirror symmetry to a plane of symmetry 303 of the battery module arranged perpendicular to a plane of symmetry 272 of the battery module. The interfaces can be attached to the cross connections either directly or via the inserts or via the adapter elements.

Ein Adapter aus einzelnen Adapterelementen kommt dagegen zum Einsatz, wenn der Adapter lediglich zur Kopplung der eingangs genannten Schnittstellen dient und keine Versteifungsfunktion hat. Diesbezüglich wird auf die 35-f und 35-g verwiesen. Auch Anordnung und Befestigung im Batteriefach sind dort beschrieben.In contrast, an adapter made up of individual adapter elements is used when the adapter is only used to couple the interfaces mentioned at the beginning and has no stiffening function. In this regard, the 35-f and 35-g referenced. The arrangement and fastening in the battery compartment are also described there.

Im Folgenden sind Ausführungsvarianten bzgl. Umfang und Anordnung der am Adapter aufgenommenen Batteriemodule beschrieben. Am Adapter ist, zumindest temporär, der Aufrüstsatz aufgenommen. Besteht die Basisbatterie aus dem gleichen Batteriemodul wie der Aufrüstsatz, kann am Adapter darüber hinaus auch die Basisbatterie aufgenommen sein. Die Batteriemodule 12 werden am Adapter, bezogen auf die Fahrzeuglängsachse X', insbesondere hintereinander angebracht. Nimmt der Adapter zusätzlich das bzw. die Batteriemodule 3 der Basisbatterie auf, werden diese bevorzugt hinter den Batteriemodulen des Aufrüstsatzes angeordnet (siehe 36-a und 36-h). Design variants with regard to the scope and arrangement of the battery modules received on the adapter are described below. The upgrade kit is attached to the adapter, at least temporarily. If the base battery consists of the same battery module as the upgrade kit, the base battery can also be attached to the adapter. The battery modules 12 are attached to the adapter, in particular one behind the other, in relation to the vehicle longitudinal axis X '. If the adapter also takes the battery module or modules 3 of the basic battery, these are preferably arranged behind the battery modules of the upgrade kit (see 36-a and 36-h ).

Nicht immer mag eine Vereinheitlichung der Batteriemodule von Aufrüstsatz und Basisbatterie zwecks einer gemeinsamen Anordnung am Adapter wünschenswert sein. Das kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die eingesparten Kosten durch die Vereinheitlichung einen Mehraufwand für die Aufnahmen 61 am Batteriemodul 3 nicht aufwiegen. Da die Basisbatterie gemäß der Basisvariante aus 25 dauerhaft im Fahrzeug verbleibt und es daher auf eine schnelle Ein- und Ausbaubarkeit derselben weniger ankommt, erfordert die Basisbatterie, anders als der Aufrüstsatz, im Prinzip keine Aufnahmen mit den erfindungsgemäßen Schnittstellen.A standardization of the battery modules of the upgrade kit and the basic battery for the purpose of a common arrangement on the adapter may not always be desirable. This can be the case, for example, if the costs saved through the standardization result in additional work for the recordings 61 on the battery module 3 not outweigh. Since the basic battery is made according to the basic variant 25th remains permanently in the vehicle and therefore quick installation and removal of the same is less important, the basic battery, unlike the upgrade kit, in principle does not require any receptacles with the interfaces according to the invention.

Dementsprechend wird die Basisbatterie bei einer modifizierten Ausführung des Elektrofahrzeugs nicht über den Adapter 43, sondern direkt an der Schnittstelle 44-A oder an einer gesonderten mechanischen Schnittstelle 305 im Batteriefach befestigt. Beide Schnittstellen 44-A und 305 befinden sich dabei entweder am Hauptboden 136 bzw. an den seitlichen Schwellern (siehe 36-i) oder am Unterboden 124 (siehe 36-j). Adapter und Basisbatterie sind, bezogen auf die Fahrzeuglängsachse X', hintereinander angebracht, und zwar entweder beide am Hauptboden oder beide am Unterboden, wobei der Adapter wenigstens temporär den Aufrüstsatz 13, jedoch nicht die Basisbatterie 4 aufnimmt. Bei dieser Anordnung können die Aufnahmen 61 am Batteriemodul 3 entfallen.Accordingly, in a modified version of the electric vehicle, the base battery does not have the adapter 43 , but directly at the interface 44-A or at a separate mechanical interface 305 attached in the battery compartment. Both interfaces 44-A and 305 are either on the main floor 136 or on the side sills (see 36-i ) or on the underbody 124 (please refer 36-j ). The adapter and the base battery are attached one behind the other with respect to the vehicle's longitudinal axis X ', either both on the main floor or both on the underbody, the adapter at least temporarily as the upgrade kit 13 but not the base battery 4th records. With this arrangement, the recordings 61 on the battery module 3 omitted.

In einer nochmals modifizierten Anordnung sind die Schnittstelle 44-A am Unterboden und die Schnittstelle 305 am Hauptboden angebracht (siehe 36-k). Auch hier werden Adapter und Basisbatterie, bezogen auf die Fahrzeuglängsachse X', hintereinander angeordnet. Allerdings wird der Adapter bei dieser Variante über die Schnittstelle 44-A am Unterboden befestigt, während die Basisbatterie an der Schnittstelle 305 am Hauptboden bzw. an den seitlichen Schwellern angebracht ist. Eine Umkehrung dieser Anordnung ist prinzipiell ebenfalls denkbar. Da der Adapter auch hier lediglich den Aufrüstsatz aufnimmt, können die Aufnahmen 61 am Batteriemodul 3 wiederum entfallen.The interfaces are in a further modified arrangement 44-A on the underbody and the interface 305 attached to the main floor (see 36-k ). Here, too, the adapter and the basic battery are arranged one behind the other with reference to the vehicle longitudinal axis X '. However, in this variant, the adapter is via the interface 44-A attached to the subfloor, while the base battery is attached to the interface 305 is attached to the main floor or the side sills. A reversal of this arrangement is also conceivable in principle. Since the adapter only accepts the upgrade kit here, the recordings 61 on the battery module 3 again omitted.

In einer weiteren Ausführungsvariante ist die Basisbatterie an einer zusätzlichen mechanischen Schnittstelle 306 außerhalb des Batteriefachs angebracht (siehe 36-1). Beispielsweise kann sich die Schnittstelle 306 mit der Basisbatterie, wie dargestellt, unter einer Motorhaube befinden. Auf diese Weise wird im Batteriefach Bauraum für zusätzliche Batteriemodule 12 gewonnen. Auch bei dieser Ausführung können die Aufnahmen am Batteriemodul 3 entfallen. Alternativ sind auch Anordnungen unter einer Rücksitzbank oder in einem Fahrzeugheck möglich.In a further embodiment variant, the basic battery is at an additional mechanical interface 306 attached outside the battery compartment (see 36-1 ). For example, the interface 306 with the base battery are located under a hood as shown. This creates space in the battery compartment for additional battery modules 12 won. In this version, too, the receptacles on the battery module 3 omitted. Alternatively, arrangements under a rear seat bench or in the rear of a vehicle are also possible.

Darüber hinaus sind weitere Modifikationen denkbar, die aus einer Verfahrensvariante für die zumindest temporäre Batteriekapazitätsaufrüstung resultieren (siehe 25 und 36-m).In addition, further modifications are conceivable that result from a method variant for the at least temporary battery capacity upgrade (see 25th and 36-m ).

Bei dieser Verfahrensvariante wird eine modifizierte Basisbatterie 213 mit einer Batteriekapazität für 150 bis 250 km Reichweite gegen eine stärkere Antriebsbatterie 214-A oder 214-B mit größerer Batteriekapazität ausgetauscht.In this process variant, a modified basic battery is used 213 with a battery capacity for 150 to 250 km range against a more powerful drive battery 214-A or 214-B replaced with a larger battery capacity.

Modifizierte Basisbatterie 213 und Antriebsbatterie 214-A bzw. 214-B bestehen jeweils aus genau einem Batteriemodul 216, 217 bzw. 218. Da die modifizierte Basisbatterie bei dieser Variante ausgebaut und gegen die stärkere Antriebsbatterie ausgetauscht wird, befindet sich im Batteriefach immer nur ein Batteriemodul 216 oder 217 oder 218. In 36-m ist beispielsweise die modifizierte Basisbatterie 213 ins Batteriefach 9 eingebaut und am Unterboden 124 angebracht.Modified basic battery 213 and drive battery 214-A or. 214-B each consist of exactly one battery module 216 , 217 or. 218 . Since the modified basic battery in this variant is removed and replaced with the more powerful drive battery, there is always only one battery module in the battery compartment 216 or 217 or 218 . In 36-m is for example the modified basic battery 213 into the battery compartment 9 built-in and on the sub-floor 124 appropriate.

Die Abmessungen eines Batteriegehäuses 319 der modifizierten Basisbatterie 213 und der Antriebsbatterie 214-A sind identisch. Trotz identischer Gehäuseabmessungen enthält die Antriebsbatterie 214-A, wie in 36-m dargestellt, entsprechend der größeren Kapazität mehr Batteriezellen 219 als die modifizierte Basisbatterie. Das Batteriegehäuse der Basisbatterie ist daher im Gegensatz zur stärkeren Antriebsbatterie nur zum Teil mit Batteriezellen gefüllt.The dimensions of a battery case 319 the modified basic battery 213 and the drive battery 214-A are identical. Despite identical housing dimensions, the drive battery contains 214-A , as in 36-m shown, more battery cells corresponding to the larger capacity 219 than the modified basic battery. In contrast to the more powerful drive battery, the battery housing of the basic battery is only partially filled with battery cells.

Anders ausgedrückt ist die stärkere Antriebsbatterie 214-A eine Batterie, in der Basisbatterie und Aufrüstsatz kapazitätsmäßig in einem Gehäuse 319 zusammengefasst sind.In other words, the more powerful traction battery 214-A a battery, with the basic battery and the upgrade kit in one housing 319 are summarized.

Die Gehäuseabmessungen der Antriebsbatterien 214-A und 214-B sind in Koordinatenrichtung X' und Y', also hinsichtlich einer Länge und einer Breite identisch. In Koordinatenrichtung Z' ist ein Batteriegehäuse 320 der Antriebsbatterie 214-B, wie in 36-m dargestellt, höher als die Antriebsbatterie 214-A und nimmt dementsprechend mehr Batteriezellen und Batteriekapazität auf.The housing dimensions of the drive batteries 214-A and 214-B are identical in the coordinate direction X 'and Y', i.e. with regard to a length and a width. A battery housing is located in the coordinate direction Z ' 320 the drive battery 214-B , as in 36-m shown, higher than the drive battery 214-A and accordingly takes up more battery cells and battery capacity.

Die Batteriekapazitäten von modifizierter Basisbatterie und stärkerer Antriebsbatterie könnten beispielsweise wie folgt gestaffelt sein: Basisbatterie 150 bis 250 km, Antriebsbatterie 214-A 400 bis 600 km, Antriebsbatterie 214-B je nach einer Batteriefachgröße und Bodenfreiheit 220 über 600 km, wobei eine Obergrenze bei etwa 1.000 km erreicht sein dürfte.The battery capacities of the modified base battery and the more powerful drive battery could be graded as follows, for example: Base battery 150 to 250 km, drive battery 214-A 400 to 600 km, drive battery 214-B depending on a battery compartment size and ground clearance 220 over 600 km, whereby an upper limit should be reached at around 1,000 km.

Wie abgebildet sind modifizierte Basisbatterie und stärkere Antriebsbatterie vorzugsweise unterbodenseitig befestigt. Basisbatterie 213 und Antriebsbatterie 214-A sind auf dem gleichen Unterboden 124 angeordnet, die Antriebsbatterie 214-B dagegen auf einer Unterbodenvariante 221 mit einer nach unten gerichteten Auswölbung 318. Die dargestellte Form der Auswölbung ist als Beispiel zu verstehen.As shown, the modified basic battery and stronger drive battery are preferably attached to the underside of the floor. Base battery 213 and drive battery 214-A are on the same subfloor 124 arranged, the drive battery 214-B on the other hand on a sub-floor variant 221 with a downward bulge 318 . The shape of the bulge shown is to be understood as an example.

Ein unterbodenseitiger Befestigungsflansch 222 mit hier nicht dargestellten Befestigungspunkten 185 bzw. 223 und Aufnahmelöchern für die Aufnahmen 215 ist in beiden Fällen geometrisch identisch ausgeführt, so dass die Unterbodenvariante 221 am fahrzeugseitigen Schweller 180 an gleichen Befestigungspunkten 224 angebracht werden kann wie der Unterboden 124 (siehe 25).A mounting flange on the underside 222 with fastening points not shown here 185 or. 223 and receiving holes for the recordings 215 is geometrically identical in both cases, so that the sub-floor variant 221 on the vehicle sill 180 at the same fastening points 224 can be attached like the sub-floor 124 (please refer 25th ).

Die Antriebsbatterie 214-A kann entsprechend o.g. Reichweitenabstufung beispielsweise auch die Original-Antriebsbatterie 322 sein, die sich unmittelbar, d.h. ohne Adapter, an der Schnittstelle 44-A befestigen lässt. Entsprechendes kann auch bei der modifizierten Basisbatterie 213 und der Antriebsbatterie 214-B der Fall sein.The drive battery 214-A can also use the original drive battery, for example, in accordance with the range graduation mentioned above 322 that is directly, ie without an adapter, at the interface 44-A can be attached. The same can also be said of the modified basic battery 213 and the drive battery 214-B be the case.

Zumindest die modifizierte Basisbatterie 213 weist für eine direkte Befestigung an der Schnittstelle 44-A einen modifizierten Flansch 311 auf. Der Flansch enthält dabei eine modifizierte mechanische Schnittstelle 313 mit Befestigungspunkten 314 für unterschiedliche Ausführungen der mechanischen Schnittstelle 44-A. Auf diese Weise lässt sich auch die modifizierte Basisbatterie bei verschiedenen Fahrzeugtypen einsetzen. Die modifizierte Basisbatterie wird dazu vereinheitlicht und über den modifizierten Flansch 311 an der typspezifischen Schnittstelle 44-A des jeweiligen Unterbodens angebracht.At least the modified basic battery 213 points for direct attachment to the interface 44-A a modified flange 311 on. The flange contains a modified mechanical interface 313 with attachment points 314 for different versions of the mechanical interface 44-A . In this way, the modified basic battery can also be used in various vehicle types. The modified basic battery is standardized for this purpose and via the modified flange 311 at the type-specific interface 44-A attached to the respective sub-floor.

Analog lässt sich eine Befestigung in verschiedenen Fahrzeugtypen auch bei den Antriebsbatterien 214-A und 214-B erreichen.The drive batteries can also be attached in the same way in various vehicle types 214-A and 214-B to reach.

Der modifizierte Flansch 311 ist jeweils in das Batteriemodulgehäuse integriert und bildet mit dem Gehäuse eine Einheit.The modified flange 311 is integrated into the battery module housing and forms a unit with the housing.

Im Elektrofahrzeug ist die modifizierte Basisbatterie, wie durch Pfeile angedeutet, zumindest temporär durch eine der stärkeren Antriebsbatterien 214-A oder 214-B ersetzt, wobei eine dieser Antriebsbatterien die Original-Antriebsbatterie sein kann. Dementsprechend können bei der modifizierten Basisbatterie 213 sowie bei den Antriebsbatterien 214-A und 214-B die Aufnahmen 61 entfallen. Eine Anbringung an der Schnittstelle 44-A erfolgt direkt über den modifizierten Flansch 311, d.h. ohne Adapter 43.In the electric vehicle, the modified basic battery, as indicated by arrows, is at least temporarily replaced by one of the more powerful drive batteries 214-A or 214-B replaced, whereby one of these drive batteries can be the original drive battery. Accordingly, in the case of the modified basic battery 213 as well as the drive batteries 214-A and 214-B the recordings 61 omitted. An attachment to the interface 44-A takes place directly via the modified flange 311 , ie without an adapter 43 .

Nachteilig bei dieser Verfahrensvariante ist der höhere Logistikaufwand. Die jeweils ausgebaute Batterie muss zwischengelagert werden (vgl. 25).The disadvantage of this variant of the method is the higher logistics effort. The removed battery must be temporarily stored (cf. 25th ).

Um diesem Nachteil zu begegnen, schlägt die Erfindung eine weitere Modifikation der Basisbatterie vor (siehe 36-n). Diese nochmals modifizierte Basisbatterie 315 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen Basisbatterie 213 darin, dass in ein modifiziertes Gehäuse 321 neben dem Flansch 311 zusätzlich der Adapter 43 integriert ist. Infolgedessen lässt sich die modifizierte Basisbatterie 315 über den Aufrüstsatz 13 dadurch aufrüsten, indem die Batteriemodule 12 über die Aufnahmen 61 am integrierten Adapter angebracht werden. Der Adapter kann dabei entweder aus den eingangs beschriebenen Längsprofilen 307 mit oder ohne Einsätze sowie mit oder ohne Querverbindungen oder auch aus den einzelnen Adapterelementen 299 bis 301 bestehen.In order to counter this disadvantage, the invention proposes a further modification of the basic battery (see 36-n ). This further modified basic battery 315 differs from the basic battery described above 213 in that in a modified case 321 next to the flange 311 additionally the adapter 43 is integrated. As a result, the modified basic battery 315 via the upgrade kit 13 by upgrading the battery modules 12 about the recordings 61 attached to the integrated adapter. The adapter can either be made from the longitudinal profiles described above 307 with or without inserts and with or without cross connections or from the individual adapter elements 299 to 301 consist.

Zudem kann der Adapter in einer weiteren Variante, bei der ein Gehäuse vorzugsweise aus Kunststoff besteht, auch in das Batteriegehäuse nahtlos eingeformt sein. Die Längsprofile bzw. Adapterelemente bilden in diesem Fall mit dem Gehäuse der modifizierten Basisbatterie 315 eine Einheit. Da ein Aufbau ansonsten 36-n entspricht, wird auf eine gesonderte Darstellung an dieser Stelle verzichtet.In addition, in a further variant, in which a housing is preferably made of plastic, the adapter can also be molded seamlessly into the battery housing. In this case, the longitudinal profiles or adapter elements form the modified basic battery with the housing 315 one unity. As a structure otherwise 36-n is not shown separately at this point.

Abschließend sei angemerkt, dass das Elektrofahrzeug zumindest temporär eine Hilfsbatterie 316 mit einer geringen Reichweite von beispielsweise 10 - 20 km aufweisen kann. Das kann notwendig sein, wenn die Basisbatterie erst in der Aufrüststation des Betreibers eingebaut wird. Ohne Batterie wären sonst Schlussabnahme und Abtransport im Herstellerwerk nicht möglich. Die Hilfsbatterie kann im Batteriefach oder, wie in 36-a abgebildet, auch an einer anderen Stelle im Fahrzeug untergebracht sein und beim Einbau der Basisbatterie wieder entfernt werden.Finally, it should be noted that the electric vehicle has an auxiliary battery, at least temporarily 316 with a short range of, for example, 10-20 km. This may be necessary if the basic battery is first installed in the operator's upgrade station. Otherwise, the final acceptance and removal at the manufacturing plant would not be possible without the battery. The auxiliary battery can be placed in the battery compartment or, as in 36-a shown, housed at a different location in the vehicle and removed again when installing the basic battery.

Zusammengefasst lässt sich zu 36-a bis 36-n festhalten, dass das erfindungsgemäße Elektrofahrzeug 1 für eine zumindest temporäre Batteriekapazitäts-Aufrüstung auf bis zu 1.000 km Reichweite eine Basisbatterie 4 für 150 bis 250 km Reichweite, einen batterieelektrischen Antrieb 2, eine Steuereinheit 5, ein Ladegerät 6 mit einer Anschluss-Einrichtung 7 für eine Ladesäule und ein an einer Fahrzeugunterseite angeordnetes Batteriefach 9 mit einer mechanischen Schnittstelle 44-A sowie einer über die Steuereinheit mit Antrieb bzw. Ladegerät verbindbaren elektrischen Schnittstelle 45 aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, dass an der mechanischen Schnittstelle 44-A ein mit der elektrischen Schnittstelle 45 verbundener und zumindest eine mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-B aufweisender Adapter 43 angebracht ist, an dem zur Kapazitäts-Aufrüstung der Basisbatterie zumindest temporär wenigstens ein Batteriemodul 12 eines Aufrüstsatzes 13 mechanisch und elektrisch angebracht ist, wobei das Batteriemodul 12 wenigstens zwei Aufnahmen 61 mit einem Form- und Kraftschluss zum Adapter aufweist und mit zumindest einer der Aufnahmen über eine mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-A an der mechanisch-elektrischen Schnittstelle 163-B am Adapter angebracht und mit der elektrischen Schnittstelle 45 verbunden ist.In summary it can be 36-a to 36-n note that the electric vehicle according to the invention 1 a basic battery for at least a temporary battery capacity upgrade to a range of up to 1,000 km 4th for a range of 150 to 250 km, a battery-electric drive 2 , a control unit 5 , a charger 6 with a connection device 7th for a charging station and a battery compartment arranged on the underside of the vehicle 9 with a mechanical interface 44-A and an electrical interface that can be connected to the drive or charger via the control unit 45 and is characterized in that at the mechanical interface 44-A one with the electrical interface 45 connected and at least one mechanical-electrical interface 163-B having adapter 43 is attached to which at least temporarily one battery module to upgrade the capacity of the basic battery 12 an upgrade kit 13 mechanically and electrically attached, the battery module 12 at least two shots 61 with a form and force fit to the adapter and with at least one of the receptacles via a mechanical-electrical interface 163-A at the mechanical-electrical interface 163-B attached to the adapter and with the electrical interface 45 connected is.

Das Batteriefach besteht dabei aus einem Fahrzeughauptboden 136, einem Unterboden 124 und zwei seitlichen Schwellern 180.The battery compartment consists of a main vehicle floor 136 , a sub-floor 124 and two side sills 180 .

Die mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-B am Adapter weist eine mechanische Schnittstelle 270-B bestehend aus mindestens einer Nut 167 und mindestens einem Schraubgewinde 309 sowie eine elektrische Schnittstelle 271-B auf, wobei die elektrische Schnittstelle 271-B über mindestens eine am Adapter angebrachte Leiterbahn 172 und/oder mindestens ein Kontaktelement 283-B mit einem Kabel 294 mit der Schnittstelle 45 verbunden ist und zusätzlich über eine Trenneinrichtung 275 und/oder einen Gleichstromsteller 276 mit der Schnittstelle 45 verbunden sein kann und wobei die elektrische Schnittstelle 271-B am Adapter mit einer elektrischen Schnittstelle 271-A am Batteriemodul zumindest temporär unter einem Anpressdruck P einer Verschraubung 169 der mechanisch-elektrischen Schnittstellen 163-A und 163-B selbstkontaktierend verbunden ist.The mechanical-electrical interface 163-B on the adapter has a mechanical interface 270-B consisting of at least one groove 167 and at least one screw thread 309 as well as an electrical interface 271-B on, being the electrical interface 271-B via at least one conductor track attached to the adapter 172 and / or at least one contact element 283-B with a cable 294 with the interface 45 is connected and additionally via a separator 275 and / or a DC chopper 276 with the interface 45 can be connected and where the electrical interface 271-B on the adapter with an electrical interface 271-A on the battery module at least temporarily under a contact pressure P of a screw connection 169 the mechanical-electrical interfaces 163-A and 163-B is connected self-contacting.

Zudem kann der Adapter zu einer der Aufnahmen am Batteriemodul eine weitere rein mechanische Schnittstelle 270-B oder eine mit einem Temperierkreislauf 269 des Elektrofahrzeugs verbundene kombinierte Kühlmittelschnittstelle 282-B aufweisen, wobei die kombinierte Kühlmittelschnittstelle 282-B am Adapter aus der mechanischen Schnittstelle 270-B sowie einer Kühlmittelschnittstelle 268-B mit einem Kühlmitteleingang 278-B, einem Kühlmittelausgang 279-B, sowie je einem mündungsseitig angebrachten Kühlmittelventil 280 besteht und zumindest temporär unter einem Anpressdruck P einer Verschraubung 169 mit einer kombinierten Kühlmittelschnittstelle 282-A am Batteriemodul selbstkontaktierend und selbstabdichtend verbunden sein kann.In addition, the adapter can have a further purely mechanical interface to one of the receptacles on the battery module 270-B or one with a temperature control circuit 269 the combined coolant interface connected to the electric vehicle 282-B have, the combined coolant interface 282-B on the adapter from the mechanical interface 270-B and a coolant interface 268-B with a coolant inlet 278-B , a coolant outlet 279-B , as well as a coolant valve attached to the mouth side 280 exists and at least temporarily under a contact pressure P of a screw connection 169 with a combined coolant interface 282-A can be connected to the battery module in a self-contacting and self-sealing manner.

Der Adapter 43 ist über einen Adapterflansch 302 mit einer mechanischen Schnittstelle 44-B an der mechanischen Schnittstelle 44-A befestigt, wobei sich die mechanische Schnittstelle 44-A an einer Unterseite eines Hauptbodens 136 oder an einer Oberseite eines Unterbodens 124 oder an seitlichen Schwellern 180 befindet.The adapter 43 is via an adapter flange 302 with a mechanical interface 44-B at the mechanical interface 44-A attached, with the mechanical interface 44-A at a bottom of a main floor 136 or on a top of a sub-floor 124 or on the side sills 180 is located.

Die mechanisch-elektrische Schnittstelle 163-B, die rein mechanische Schnittstelle 270-B und die kombinierte Kühlmittelschnittstelle 282-B am Adapter ist unabhängig von einem Fahrzeugtyp des Elektrofahrzeugs einheitlich ausgeführt, während die mechanische Schnittstelle 44-B am Adapterflansch eine von der mechanischen Schnittstelle 44-A und damit vom Fahrzeugtyp abhängige Art und Anordnung von Befestigungspunkten 314 aufweist, wobei die mechanische Schnittstelle 44-B Befestigungspunkte 314 für mechanische Schnittstellen 44-A von mehr als einem Fahrzeugtyp aufweisen kann.The mechanical-electrical interface 163-B , the purely mechanical interface 270-B and the combined coolant interface 282-B on the adapter, regardless of a vehicle type, the electric vehicle is designed uniformly, while the mechanical interface 44-B on the adapter flange one of the mechanical interface 44-A and thus the type and arrangement of attachment points depending on the vehicle type 314 having, the mechanical interface 44-B Attachment points 314 for mechanical interfaces 44-A of more than one vehicle type.

Der Adapter 43 besteht aus mindestens zwei längs im Batteriefach spiegelsymmetrisch zu einer Fahrzeuglängsachse X' und in einem Abstand AP zueinander angeordneten, vorzugsweise rechteckförmigen Profilen 307 mit den Schnittstellen 163-B und/oder 282-B und/oder 270-B sowie dem Adapterflansch 302 mit der Schnittstelle 44-B, wobei die Profile untereinander Querverbindungen 308 aus Profilen und Einsätze 296 und/oder 297 und/oder 298 mit den Schnittstellen aufweisen können, oder dass der Adapter aus einzelnen Adapterelementen 299 und/oder 300 und/oder 301 mit den Schnittstellen besteht.The adapter 43 consists of at least two longitudinally in the battery compartment mirror-symmetrically to a vehicle longitudinal axis X 'and at a distance A P from one another, preferably rectangular profiles 307 with the interfaces 163-B and or 282-B and or 270-B as well as the adapter flange 302 with the interface 44-B , whereby the profiles are interconnected 308 from profiles and inserts 296 and or 297 and or 298 can have with the interfaces, or that the adapter from individual adapter elements 299 and or 300 and or 301 with the interfaces.

Der Abstand AP der Profile entspricht einem Anschlussmaß AM des Batteriemoduls zwischen den Aufnahmen zuzüglich einer Toleranz mit einem Spiel Sp, wobei das Anschlussmaß AM und damit der Abstand AP der Profile für Batteriemodule einer Größenklasse GX vereinheitlicht sein kann.The distance A P of the profiles corresponds to a connection dimension A M of the battery module between the receptacles plus a tolerance with a clearance S p , wherein the connection dimension A M and thus the distance A P between the profiles can be standardized for battery modules of a size class G X.

Die Profile 307 des Adapters mit den Schnittstellen 163-B und/oder 282-B und/oder 270-B können in die Schweller zu Schwellerprofilen 317 mit einer Stufe 310 für die Aufnahmen 61 integriert sein. Die Adapterflansche können dabei entfallen.The profiles 307 of the adapter with the interfaces 163-B and or 282-B and or 270-B can in the sill to sill profiles 317 with one step 310 for the recordings 61 be integrated. The adapter flanges can be omitted.

Die Schnittstellen 163-B, 282-B und 270-B sind in einer modifizierten Anordnung, bei der die Aufnahmen 61 spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieebene 303 am Batteriemodul angeordnet sind, an den Querverbindungen 308 statt an den Längsprofilen 307 befestigt, wobei die Schnittstellen entweder direkt oder über die Einsätze 296, 297 bzw. 298 oder über die Adapterelemente 299, 300 bzw. 301 an den Querverbindungen angebracht sind.The interfaces 163-B , 282-B and 270-B are in a modified arrangement in which the recordings 61 mirror symmetry to a plane of symmetry 303 are arranged on the battery module, on the cross connections 308 instead of the longitudinal profiles 307 attached, the interfaces either directly or via the inserts 296 , 297 or. 298 or via the adapter elements 299 , 300 or. 301 are attached to the cross connections.

Die Basisbatterie 4 kann aus mindestens einem Batteriemodul 3 bestehen, welches identisch ist mit dem Batteriemodul 12 und über Aufnahmen 61 mit den Schnittstellen 163-A, 282-A bzw. 270-A am Adapter angebracht ist.The basic battery 4th can consist of at least one battery module 3 which is identical to the battery module 12 and about recordings 61 with the interfaces 163-A , 282-A or. 270-A attached to the adapter.

Die Basisbatterie 4 ist in einer modifizierten Anordnung des Elektrofahrzeugs ohne Adapter direkt an der Schnittstelle 44-A oder an einer zusätzlichen mechanischen Schnittstelle 305 im Batteriefach befestigt, wobei die Schnittstellen 44-A und 305 entweder beide am Hauptboden oder beide an den Schwellern oder beide am Unterboden angeordnet sind. Die Aufnahmen 61 können dabei entfallen.The basic battery 4th is in a modified arrangement of the electric vehicle without an adapter directly at the interface 44-A or at an additional mechanical interface 305 attached in the battery compartment, with the interfaces 44-A and 305 either both on the main floor or both on the sills or both on the sub-floor. The recordings 61 can be omitted.

Die Basisbatterie 4 ist in einer modifizierten Anordnung des Elektrofahrzeugs ohne Adapter direkt an der Schnittstelle 44-A oder an einer zusätzlichen mechanischen Schnittstelle 305 im Batteriefach befestigt, wobei die Schnittstelle 44-A am Hauptboden oder an den Schwellern und die Schnittstelle 305 am Unterboden oder umgekehrt angeordnet sind. Die Aufnahmen 61 können dabei entfallen.The basic battery 4th is in a modified arrangement of the electric vehicle without an adapter directly at the interface 44-A or at an additional mechanical interface 305 attached in the battery compartment, with the interface 44-A on the main floor or on the sills and the interface 305 are arranged on the sub-floor or vice versa. The recordings 61 can be omitted.

Die Basisbatterie 4 ist in einer modifizierten Anordnung des Elektrofahrzeugs ohne Adapter direkt an einer zusätzlichen mechanischen Schnittstelle 306 im Fahrzeug außerhalb des Batteriefachs angebracht.The basic battery 4th is in a modified arrangement of the electric vehicle without an adapter directly at an additional mechanical interface 306 mounted in the vehicle outside the battery compartment.

Die Basisbatterie 4 ist in einer modifizierten Ausführung des Elektrofahrzeugs durch eine modifizierte Basisbatterie 213 bestehend aus einem Batteriemodul 216 mit Batteriezellen 219 in einem Gehäuse 319 ersetzt. Die Basisbatterie 213 ist zumindest temporär durch eine stärkere Antriebsbatterie 214-A bestehend aus einem Batteriemodul 217 mit einem gleich großen, jedoch gegenüber dem Batteriemodul 216 mehr Batteriezellen aufnehmendes Gehäuse 319 oder durch eine Antriebsbatterie 214-B bestehend aus einem Batteriemodul 218 mit einem gleich breiten und gleich langen, jedoch gegenüber dem Batteriemodul 217 höheren und mehr Batteriezellen aufnehmendes Gehäuse 320 ersetzt. Die Gehäuse sind jeweils über einen Flansch 311 mit einer mechanischen Schnittstelle 313 mit Befestigungspunkten 314 für mehr als einen Fahrzeugtyp an der mechanischen Schnittstelle 44-A am Unterboden 124 oder an einem Unterboden 221 mit einer Auswölbung 318 angebracht.The basic battery 4th is in a modified version of the electric vehicle by a modified basic battery 213 consisting of a battery module 216 with battery cells 219 in one housing 319 replaced. The basic battery 213 is at least temporarily due to a stronger drive battery 214-A consisting of a battery module 217 with the same size, but compared to the battery module 216 Housing accommodating more battery cells 319 or by a traction battery 214-B consisting of a battery module 218 with an equally wide and equally long, but opposite to the battery module 217 Housing with higher and more battery cells 320 replaced. The housings are each over a flange 311 with a mechanical interface 313 with attachment points 314 for more than one vehicle type at the mechanical interface 44-A on the underbody 124 or on a sub-floor 221 with a bulge 318 appropriate.

Die Basisbatterie 4 ist in einer modifizierten Ausführung des Elektrofahrzeugs durch eine modifizierte Basisbatterie 315 mit einem modifizierten Gehäuse 321 ersetzt, wobei der Flansch 311 und der Adapter 43 für den Aufrüstsatz in das Gehäuse integriert sind.The basic battery 4th is in a modified version of the electric vehicle with a modified basic battery 315 with a modified housing 321 replaced, with the flange 311 and the adapter 43 for the upgrade kit are integrated in the housing.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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  • CA 2736889 A1 [0055, 0086, 0211]CA 2736889 A1 [0055, 0086, 0211]
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  • US 2017/0259675 A1 [0448, 0523]US 2017/0259675 A1 [0448, 0523]

Claims (14)

Verfahren mit einem Aufrüstsatz für eine zumindest temporäre Batteriekapazitäts-Aufrüstung mindestens eines Elektrofahrzeugs (1) aufweisend einen batterieelektrischen Fahrzeugantrieb (2), eine aus mindestens einem Batteriemodul (3) bestehende Basisbatterie (4) mit einer Batteriekapazität für 150 bis 250 km Reichweite, eine Steuereinheit (5) sowie ein Ladegerät (6) mit einer Anschluss-Einrichtung (7) für eine Ladesäule, indem die Batteriekapazität der Basisbatterie entsprechend einem zumindest temporären Bedarf eines Fahrzeug-Nutzers (10) für 250 bis 1.000 km Reichweite durch einen Einbauvorgang (11) des aus mindestens einem Batteriemodul (12) bestehenden Aufrüstsatzes (13) in ein Batteriefach (9) aufgerüstet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbauvorgang und bei der temporären Aufrüstung auch ein Ausbauvorgang (14) mit einer Vorrichtung (16) in mindestens einer Aufrüststation (15) in einer Mensch-Roboter-Kooperation erfolgt, bei der ein Greifer (17) oder (18) eines Industrieroboters (19) über eine Handbedieneinheit (21) einer Steuerung (22) menschgeführt entlang einer über die Steuerung vorgegebenen Bahnkurve (23) an einer Fahrzeugunterseite (8) zum Batteriefach (9) positioniert wird, wobei beim Positionieren eine Lageabweichung (24) des Fahrzeugs zu einer Soll-Lage (25) über einen Ausgleichsvorgang (137-A) oder (137-B) mit einer Ausgleichseinheit (26-A) oder (26-B) am Greifer ausgeglichen wird und dass bei der temporären Aufrüstung eine Versorgung des Einbauvorgangs mit dem Aufrüstsatz (13) über einen mit der Vorrichtung nach einer geplanten Verfügbarkeit und Auslastung geführten Bestand (28) in einem über die Vorrichtung überwachten Kreislauf (29) erfolgt, indem ein Betreiber den Bedarf des Fahrzeug-Nutzers einschließlich einer Bedarfsterminierung über einen Bedarfserfassungsvorgang (30) mit einer Ein-/Ausgabe-Einheit (31) oder (32) der Vorrichtung erfasst, eine für das Fahrzeug geplante Anzahl des Batteriemoduls (12) über die Ein-/Ausgabe-Einheit (31) im Bestand reserviert, entsprechend der Bedarfsterminierung satzweise in einer Pufferstation (27) bereitstellt, an einem im Batteriefach angeordneten und über die Steuereinheit mit Anschlusseinrichtung und Antrieb verbindbaren Adapter (43) mit der Vorrichtung einbaut und nach dem Ausbauvorgang dem Bestand für mindestens einen weiteren Einsatz in diesem oder in einem anderen Elektrofahrzeug wieder zuführtMethod with an upgrade kit for an at least temporary battery capacity upgrade of at least one electric vehicle (1) having a battery-electric vehicle drive (2), a base battery (4) consisting of at least one battery module (3) with a battery capacity for a range of 150 to 250 km, a control unit (5) as well as a charger (6) with a connection device (7) for a charging column, by installing the battery capacity of the base battery according to an at least temporary requirement of a vehicle user (10) for a range of 250 to 1,000 km by means of an installation process (11) the upgrade kit (13) consisting of at least one battery module (12) is upgraded into a battery compartment (9), characterized in that the installation process and, in the case of the temporary upgrade, also a removal process (14) with a device (16) in at least one upgrade station ( 15) takes place in a human-robot cooperation in which a gripper (17) or (18) of an industrial robot ters (19) is positioned via a manual control unit (21) of a control (22) guided by a person along a trajectory (23) specified by the control on a vehicle underside (8) to the battery compartment (9), with a positional deviation (24) of the vehicle during positioning to a target position (25) via a compensating process (137-A) or (137-B) with a compensating unit (26-A) or (26-B) on the gripper and that a supply of the installation process during the temporary upgrade with the upgrade kit (13) via an inventory (28) managed with the device according to a planned availability and utilization in a circuit (29) monitored by the device, by an operator determining the needs of the vehicle user including a demand scheduling via a demand recording process ( 30) recorded with an input / output unit (31) or (32) of the device, a number of the battery module (12) planned for the vehicle via the input / output unit (31) in B. stock reserved, provided in sets in a buffer station (27) in accordance with the demand scheduling, installed with the device on an adapter (43) arranged in the battery compartment and connectable to the connection device and drive via the control unit, and after the removal process the stock for at least one further use in this or in another electric vehicle Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreislauf (29) für die Versorgung der Aufrüststation (15) mindestens einen über die Vorrichtung (16) durchgeführten Planungsvorgang (33), mindestens den einen über die Vorrichtung durchgeführten Bedarfserfassungsvorgang (30), mindestens einen über die Vorrichtung durchgeführten Bewirtschaftungsvorgang (34), mindestens einen über die Vorrichtung durchgeführten Dispositionsvorgang (35), mindestens einen über die Vorrichtung durchgeführten Versorgungsvorgang (36), mindestens einen über die Vorrichtung verfolgten Einsatzvorgang (37), mindestens den einen über die Vorrichtung durchgeführten Einbauvorgang (11), mindestens den einen über die Vorrichtung durchgeführten Ausbauvorgang (14), und mindestens einen über die Vorrichtung durchgeführten Bezahlvorgang (38) umfasst, wobei eine Steuerung des Kreislaufs über einen beim Dispositionsvorgang (35) mit der Vorrichtung erfassten Versorgungs- und Einsatzauftrag (100) erfolgtProcedure according to Claim 1 , characterized in that the circuit (29) for the supply of the upgrade station (15) has at least one planning process (33) carried out via the device (16), at least the one requirement detection process (30) carried out via the apparatus, at least one carried out via the apparatus Management process (34), at least one disposition process (35) carried out via the device, at least one supply process (36) carried out via the device, at least one deployment process (37) tracked via the device, at least the one installation process (11) carried out via the device, comprises at least the one removal process (14) carried out via the device and at least one payment process (38) carried out via the device, the circuit being controlled via a supply and deployment order (100) recorded with the device during the disposition process (35) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsvorgang (137-A) oder (137-B) mindestens einen an einem Check-Point (142) bzw. (146) durchgeführten Messvorgang (150) einer IST-Lage (151) mindestens eines Bezugspunktes (152) an der Fahrzeugunterseite (8) über eine Messvorrichtung (232-A) bzw. (232-B) der Ausgleichseinheit, mindestens einen über die Steuerung (22) durchgeführten Berechnungsvorgang (155) für die Lageabweichung (24) der IST-Lage zur Soll-Lage (25), einen Korrekturvorgang (156) der Bahnkurve (23) mit der Steuerung entsprechend der ermittelten Lageabweichung, und mindestens einen nach einer Positionierung in einer Einbauposition (143) bzw. in einer Demontageposition (147) oder Remontageposition (149) durchgeführten mechanischen Toleranzausgleich (157-A) bzw. (157-B) über mindestens eine am Greifer (17) bzw. (18) angeordnete Schwimm-Einheit (158-A) bzw. (158-B) der Ausgleichseinheit umfasstProcedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the compensation process (137-A) or (137-B) has at least one measuring process (150) of an ACTUAL position (151) of at least one reference point (152) carried out at a check point (142) or (146) ) on the underside of the vehicle (8) via a measuring device (232-A) or (232-B) of the compensation unit, at least one calculation process (155) carried out via the controller (22) for the positional deviation (24) between the actual position and the target -Position (25), a correction process (156) of the trajectory (23) with the control according to the determined positional deviation, and at least one carried out after positioning in an installation position (143) or in a disassembly position (147) or reassembly position (149) mechanical tolerance compensation (157-A) or (157-B) via at least one floating unit (158-A) or (158-B) of the compensation unit arranged on the gripper (17) or (18) Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einbauvorgang (11) am Adapter (43) ein Befestigungsvorgang (133) des Aufrüstsatzes (13) an einer mechanisch-elektrischen Schnittstelle (163-B) sowie an einer bei Elektrofahrzeugen mit einem Temperierkreislauf vorhandenen Kühlmittelschnittstelle (282-B) erfolgt, indem bei einem Andrückvorgang (135) über einen kraftgeregelten Druckzylinder (164-A) am Greifer (18) ein Riegel (165) einer batteriemodulseitig angebrachten Ver- und Entriegelungs-Einheit (166) in eine adapterseitige Nut (167) über eine Feder (168) eingerastet und anschließend mit einer Verschraubung (169) eine kraftschlüssige Befestigung an der mechanisch-elektrischen Schnittstelle (163-B) sowie an der ggf. vorhandenen Kühlmittelschnittstelle (282-B) durchgeführt wirdProcedure according to Claim 1 , 2 or 3 , characterized in that during the installation process (11) on the adapter (43), a fastening process (133) of the upgrade kit (13) to a mechanical-electrical interface (163-B) and to a coolant interface (282-B present in electric vehicles with a temperature control circuit) ) is carried out by, during a pressing process (135) via a force-controlled pressure cylinder (164-A) on the gripper (18), a bolt (165) of a locking and unlocking unit (166) attached to the battery module into a groove (167) on the adapter side via a The spring (168) is engaged and a non-positive fastening is then carried out with a screw connection (169) on the mechanical-electrical interface (163-B) and on the possibly existing coolant interface (282-B) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Verfahrensvariante der zumindest temporären Batteriekapazitäts-Aufrüstung eine modifizierte Basisbatterie (213) bestehend aus genau einem Batteriemodul (216) mit einer Batteriekapazität für 150 bis 250 km Reichweite gegen eine stärkere Antriebsbatterie (214-A) oder (214-B) mit größerer Batteriekapazität für Reichweiten bis 1.000 km bestehend aus genau einem Batteriemodul (217) bzw. (218) ausgetauscht wird, indem die modifizierte Basisbatterie entsprechend dem Bedarfserfassungsvorgang (30) mit der Vorrichtung (16) ausgebaut und stattdessen die stärkere Antriebsbatterie in das Batteriefach eingebaut wird, wobei der Einbauvorgang (11) und der Ausbauvorgang (14) in mindestens einer der Aufrüststationen (15) in der Mensch-Roboter-Kooperation mit dem Ausgleichsvorgang (137-B) erfolgenMethod according to one of the preceding claims, characterized in that, in a method variant of the at least temporary battery capacity upgrade, a modified base battery (213) consisting of exactly one battery module (216) with a battery capacity for a range of 150 to 250 km against a more powerful drive battery (214- A) or (214-B) with larger battery capacity for ranges of up to 1,000 km consisting of exactly one battery module (217) or (218) is replaced by removing the modified basic battery using the device (16) in accordance with the requirement recording process (30) and installing the more powerful drive battery in the battery compartment instead, whereby the installation process (11) and the removal process (14) take place in at least one of the upgrade stations (15) in human-robot cooperation with the compensation process (137-B) Vorrichtung (16) für eine zumindest temporäre Batteriekapazitäts-Aufrüstung mindestens eines Elektrofahrzeugs (1), mit der eine Batteriekapazität einer in das Elektrofahrzeug eingebauten Basisbatterie (4) durch einen Einbauvorgang (11) eines aus mindestens einem Batteriemodul (12) bestehenden Aufrüstsatzes (13) in ein an einer Fahrzeugunterseite (8) angeordnetes Batteriefach (9) aufgerüstet wird, umfassend mindestens eine Aufrüststation (15), mindestens eine Datenbank (40) mit einem Datenbankmanagementsystem (93), mindestens eine Recheneinheit (92), mindestens eine mit der Datenbank verbundene Ein-/Ausgabe-Einheit (32) für einen Fahrzeug-Nutzer (10), mindestens eine mit der Datenbank verbundene Ein-/Ausgabe-Einheit (31) für einen Betreiber der Vorrichtung, mindestens eine mit der Datenbank verbundene Schreib-/Lese-Einheit (76) für eine Erfassung eines am Batteriemodul angebrachten Ident-Datenträgers (77), mindestens eine mit der Datenbank verbundene Schreib-/Lese-Einheit (113) für eine Erfassung mindestens eines von einem Datenlogger (114) aufgezeichneten Aufrüstsatz-Aufladevorgangs, mindestens eine Versorgungseinrichtung (225) für eine Versorgung des Einbauvorgangs mit dem Aufrüstsatz, mindestens ein Handhabungsgerät (226) für den Einbauvorgang und bei der temporären Aufrüstung auch für einen Ausbauvorgang (14) und mindestens eine Fahrzeug-Aufnahme (120) für eine Aufnahme und Vorpositionierung des Fahrzeugs in einer für das Handhabungsgerät von der Fahrzeugunterseite her zugänglichen Position, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eins der Handhabungsgeräte ein mit einem Greifer (18) für den Aufrüstsatz und/oder mit einem Greifer (17) für einen demontierten Unterboden (124) ausgerüsteter Industrieroboter (19) ist, mit dem der Greifer beim Ein- bzw. Ausbauvorgang über eine Handbedieneinheit (21) einer mit der Datenbank über eine Datenschnittstelle (227) verbundenen Steuerung (22) in einer Mensch-Roboter-Kooperation entlang einer über die Steuerung vorgegebenen Bahnkurve (23) positioniert wird, wobei am Greifer eine Ausgleichseinheit (26-A) bzw. (26-B) für einen Ausgleichsvorgang einer Lageabweichung (24) des Fahrzeugs zu einer Soll-Lage (25) angeordnet ist und dass die Ein-/Ausgabe-Einheiten (31) und (32) eine graphische Benutzeroberfläche (324) oder (325) für eine Bearbeitung von Eingaben des Fahrzeug-Nutzers bzw. des Betreibers zu einem Bedarfserfassungsvorgang (30), Planungsvorgang (33), Bewirtschaftungsvorgang (34), Dispositionsvorgang (35), Versorgungsvorgang (36), Einbauvorgang (11), Einsatzvorgang (37), Ausbauvorgang (14) und Bezahlvorgang (38) des Aufrüstsatzes (13) aufweisen, wobei die Benutzeroberfläche (324) für den Fahrzeug-Nutzer auf einen Teil dieser Vorgänge beschränkt sein kannDevice (16) for an at least temporary battery capacity upgrade of at least one electric vehicle (1), with which a battery capacity of a basic battery (4) installed in the electric vehicle is achieved by an installation process (11) of an upgrade kit (13) consisting of at least one battery module (12) is upgraded in a battery compartment (9) arranged on the underside of the vehicle (8), comprising at least one upgrade station (15), at least one database (40) with a database management system (93), at least one processing unit (92), at least one connected to the database Input / output unit (32) for a vehicle user (10), at least one input / output unit (31) connected to the database for an operator of the device, at least one read / write unit connected to the database Unit (76) for the acquisition of an identification data carrier (77) attached to the battery module, at least one read / write unit (113) connected to the database for a Acquisition of at least one upgrade kit charging process recorded by a data logger (114), at least one supply device (225) for supplying the installation process with the upgrade kit, at least one handling device (226) for the installation process and, in the case of the temporary upgrade, also for a removal process (14) and at least one vehicle receptacle (120) for receiving and pre-positioning the vehicle in a position accessible to the handling device from the underside of the vehicle, characterized in that at least one of the handling devices has a gripper (18) for the upgrade kit and / or with a gripper (17) for a dismantled underbody (124) is equipped with an industrial robot (19) with which the gripper is connected to the database via a data interface (227) during the installation or removal process via a manual control unit (21) in a human-robot cooperation along a Ba specified by the controller hnkurve (23) is positioned, with a compensation unit (26-A) or (26-B) for a compensation process of a positional deviation (24) of the vehicle to a target position (25) being arranged on the gripper and that the input / Output units (31) and (32) a graphical user interface (324) or (325) for processing inputs from the vehicle user or the operator for a needs recording process (30), planning process (33), management process (34), Disposition process (35), supply process (36), installation process (11), use process (37), removal process (14) and payment process (38) of the upgrade kit (13), the user interface (324) for the vehicle user on a part these operations can be limited Aufrüstsatz (13) für eine zumindest temporäre Batteriekapazitäts-Aufrüstung mindestens eines Elektrofahrzeugs (1), welcher insbesondere für die zumindest temporäre Kapazitätsaufrüstung einer über eine Steuereinheit (5) mit einem Antrieb (2) und einem Ladegerät (6) mit Anschlusseinrichtung (7) verbindbare Basisbatterie (4) bestimmt ist, aufweisend mindestens ein wiederaufladbares Batteriemodul (12) bestehend aus Batteriezellen (219), einem Gehäuse (200), welches eine Temperiereinrichtung (267) mit einer Kühlmittelschnittstelle (268-A) zu einem Temperierkreislauf (269) enthalten kann, mindestens einer mechanischen Schnittstelle (270-A) für eine Befestigung des Batteriemoduls in einem Batteriefach (9) mit einem Adapter (43) und mindestens einer elektrischen Schnittstelle (271-A) für eine Verbindung des Batteriemoduls über Adapter (43) und Steuereinheit (5) mit Antrieb (2) und Ladegerät (6), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse mindestens zwei spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieebene (272) angeordnete Aufnahmen (61) mit je einer formschlüssigen Gehäuseausnehmung (287) zum Adapter aufweist, an denen die Schnittstellen (270-A) und (271-A) sowie Zentrierschrägen (160) angebracht sind und darüber hinaus auch die Kühlmittelschnittstelle (268-A) angebracht sein kann, wobei die Schnittstellen (270-A) und (271-A) räumlich zu einer mechanisch-elektrischen Schnittstelle (163-A) zusammengefasst sind und die mechanische Schnittstelle (270-A) eine Ver- und Entriegelungseinheit (166) und mindestens eine Verschraubung (169) für eine Vorfixierung und kraftschlüssige Befestigung des Batteriemoduls an einer mechanischen Schnittstelle (270-B) am Adapter aufweist, welche zur elektrischen Schnittstelle (271-A) am Batteriemodul sowie zu einer elektrischen Schnittstelle (271-B) am Adapter derart angeordnet ist, dass sich die Schnittstellen (271-A) und (271-B) bei der Befestigung des Batteriemoduls am Adapter unter einem Anpressdruck (P) durch die Verschraubung elektrisch kontaktierenUpgrade kit (13) for an at least temporary battery capacity upgrade of at least one electric vehicle (1), which can be connected to a drive unit (2) and a charger (6) with a connection device (7) via a control unit (5) in particular for the at least temporary capacity upgrade Base battery (4) is intended to have at least one rechargeable battery module (12) consisting of battery cells (219), a housing (200) which can contain a temperature control device (267) with a coolant interface (268-A) to a temperature control circuit (269) , at least one mechanical interface (270-A) for fastening the battery module in a battery compartment (9) with an adapter (43) and at least one electrical interface (271-A) for connecting the battery module via adapter (43) and control unit ( 5) with drive (2) and charger (6), characterized in that the housing is at least two mirror-symmetrical to a plane of symmetry e (272) has arranged receptacles (61) each with a form-fitting housing recess (287) for the adapter, to which the interfaces (270-A) and (271-A) and centering bevels (160) are attached and also the coolant interface ( 268-A), the interfaces (270-A) and (271-A) being spatially combined to form a mechanical-electrical interface (163-A) and the mechanical interface (270-A) being a locking and unlocking unit (166) and at least one screw connection (169) for pre-fixing and non-positive fastening of the battery module to a mechanical interface (270-B) on the adapter, which connects to the electrical interface (271-A) on the battery module and to an electrical interface (271- B) is arranged on the adapter in such a way that the interfaces (271-A) and (271-B) make electrical contact with each other when the battery module is attached to the adapter under a contact pressure (P) through the screw connection Aufrüstsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ver- und Entriegelungseinheit (166) für die Vorfixierung und eine Verriegelung bei einem Einbauvorgang (11) einen federbetätigten Schnappmechanismus mit einem in eine Nut (167) des Adapters (43) eingreifenden Riegel (165), einer Feder (168) und einer riegelseitig angebrachten Fase (289) und für eine Entriegelung des Riegels bei einem Ausbauvorgang (14) entweder einen modulseitigen Elektromagneten (291) mit einem Schalter (290) oder eine Mitnehmeraufnahme (198) für eine greiferseitige Mitnehmerbetätigungseinheit (199) aufweist, wobei der Riegel über eine Endlagensensorik (170) mit einer Sende-/Empfangseinheit (230-A) verfügen kannUpgrade kit according to Claim 7 , characterized in that the locking and unlocking unit (166) for pre-fixing and locking during an installation process (11) has a spring-actuated snap mechanism with a latch (165) engaging in a groove (167) of the adapter (43), a spring ( 168) and a bevel (289) attached to the bolt side and either a module-side electromagnet (291) with a switch (290) or a driver receptacle (198) for a Has the gripper-side driver actuation unit (199), wherein the bolt can have an end position sensor system (170) with a transmitter / receiver unit (230-A) Aufrüstsatz nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelschnittstelle (268-A) am Batteriemodul mit einer der mechanischen Schnittstellen (270-A) zu einer kombinierten Kühlmittelschnittstelle (282-A) zusammengefasst ist und einen Kühlmitteleingang (278-A) und einen Kühlmittelausgang (279-A) mit je einem mündungsseitig angeordneten Kühlmittelventil (280) aufweist, wobei Kühlmitteleingang (278-A) und Kühlmittelausgang (279-A) mündungsseitig kongruent zu einem Kühlmittelausgang (279-B) und einem Kühlmitteleingang (278-B) einer kombinierten Kühlmittelschnittstelle (282-B) am Adapter (43) angeordnet sind und beim Einbauvorgang (11) unter einem Anpressdruck (P) einer Verschraubung (169) mit einer Dichtung (293) nach außen abgedichtet werdenUpgrade kit according to Claim 7 or 8th , characterized in that the coolant interface (268-A) on the battery module is combined with one of the mechanical interfaces (270-A) to form a combined coolant interface (282-A) and a coolant inlet (278-A) and a coolant outlet (279-A) ) each with a coolant valve (280) arranged on the mouth side, the coolant inlet (278-A) and coolant outlet (279-A) congruent to a coolant outlet (279-B) and a coolant inlet (278-B) of a combined coolant interface (282- B) are arranged on the adapter (43) and are sealed to the outside with a seal (293) during the installation process (11) under a contact pressure (P) of a screw connection (169) Elektrofahrzeug (1) für eine zumindest temporäre Batteriekapazitäts-Aufrüstung auf bis zu 1.000 km Reichweite aufweisend eine Basisbatterie (4) für 150 bis 250 km Reichweite, einen batterieelektrischen Antrieb (2), eine Steuereinheit (5), ein Ladegerät (6) mit einer Anschluss-Einrichtung (7) für eine Ladesäule und ein an einer Fahrzeugunterseite angeordnetes Batteriefach (9) mit einer mechanischen Schnittstelle (44-A) sowie einer über die Steuereinheit mit Antrieb bzw. Ladegerät verbindbaren elektrischen Schnittstelle (45), dadurch gekennzeichnet, dass an der mechanischen Schnittstelle (44-A) ein mit der elektrischen Schnittstelle (45) verbundener und zumindest eine mechanisch-elektrische Schnittstelle (163-B) aufweisender Adapter (43) angebracht ist, an dem zur Kapazitäts-Aufrüstung der Basisbatterie zumindest temporär wenigstens ein Batteriemodul (12) eines Aufrüstsatzes (13) mechanisch und elektrisch angebracht ist, wobei das Batteriemodul (12) wenigstens zwei Aufnahmen (61) mit einem Form- und Kraftschluss zum Adapter aufweist und mit zumindest einer der Aufnahmen über eine mechanisch-elektrische Schnittstelle (163-A) an der mechanisch-elektrischen Schnittstelle (163-B) am Adapter angebracht und mit der elektrischen Schnittstelle (45) verbunden istElectric vehicle (1) for an at least temporary battery capacity upgrade to a range of up to 1,000 km, having a base battery (4) for a range of 150 to 250 km, a battery-electric drive (2), a control unit (5), a charger (6) with a Connection device (7) for a charging station and a battery compartment (9) arranged on the underside of the vehicle with a mechanical interface (44-A) and an electrical interface (45) which can be connected to the drive or charger via the control unit, characterized in that on the mechanical interface (44-A) is attached to an adapter (43) connected to the electrical interface (45) and having at least one mechanical-electrical interface (163-B), on which at least one battery module is at least temporarily used to upgrade the capacity of the basic battery (12) of an upgrade kit (13) is attached mechanically and electrically, the battery module (12) having at least two receptacles (61) with egg Has a positive and non-positive fit to the adapter and is attached to the adapter with at least one of the receptacles via a mechanical-electrical interface (163-A) on the mechanical-electrical interface (163-B) and is connected to the electrical interface (45) Elektrofahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanisch-elektrische Schnittstelle (163-B) am Adapter eine mechanische Schnittstelle (270-B) bestehend aus mindestens einer Nut (167) und mindestens einem Schraubgewinde (309) sowie eine elektrische Schnittstelle (271-B) aufweist, wobei die elektrische Schnittstelle (271-B) über mindestens eine am Adapter angebrachte Leiterbahn (172) und/oder mindestens ein Kontaktelement (283-B) mit einem Kabel (294) mit der Schnittstelle (45) verbunden ist und zusätzlich über eine Trenneinrichtung (275) und/oder einen Gleichstromsteller (276) mit der Schnittstelle (45) verbunden sein kann und wobei die elektrische Schnittstelle (271-B) am Adapter mit einer elektrischen Schnittstelle (271-A) am Batteriemodul zumindest temporär unter einem Anpressdruck (P) einer Verschraubung (169) der mechanisch-elektrischen Schnittstellen (163-A) und (163-B) selbstkontaktierend verbunden istElectric vehicle after Claim 10 , characterized in that the mechanical-electrical interface (163-B) on the adapter has a mechanical interface (270-B) consisting of at least one groove (167) and at least one screw thread (309) and an electrical interface (271-B) wherein the electrical interface (271-B) is connected to the interface (45) via at least one conductor track (172) attached to the adapter and / or at least one contact element (283-B) with a cable (294) and additionally via a separating device (275) and / or a DC chopper (276) can be connected to the interface (45) and wherein the electrical interface (271-B) on the adapter with an electrical interface (271-A) on the battery module is at least temporarily under a contact pressure (P ) a screw connection (169) of the mechanical-electrical interfaces (163-A) and (163-B) is connected in a self-contacting manner Elektrofahrzeug nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter zu einer der Aufnahmen am Batteriemodul eine weitere rein mechanische Schnittstelle (270-B) oder eine mit einem Temperierkreislauf (269) des Elektrofahrzeugs verbundene kombinierte Kühlmittelschnittstelle (282-B) aufweisen kann, wobei die kombinierte Kühlmittelschnittstelle (282-B) am Adapter aus der mechanischen Schnittstelle (270-B) sowie einer Kühlmittelschnittstelle (268-B) mit einem Kühlmitteleingang (278-B), einem Kühlmittelausgang (279-B), sowie je einem mündungsseitig angebrachten Kühlmittelventil (280) besteht und zumindest temporär unter einem Anpressdruck (P) einer Verschraubung (169) mit einer kombinierten Kühlmittelschnittstelle (282-A) am Batteriemodul selbstkontaktierend und selbstabdichtend verbunden sein kannElectric vehicle after Claim 10 or 11 , characterized in that the adapter to one of the receptacles on the battery module can have a further purely mechanical interface (270-B) or a combined coolant interface (282-B) connected to a temperature control circuit (269) of the electric vehicle, the combined coolant interface (282 -B) on the adapter consists of the mechanical interface (270-B) and a coolant interface (268-B) with a coolant inlet (278-B), a coolant outlet (279-B), as well as a coolant valve (280) attached to the outlet side and can be connected to a combined coolant interface (282-A) on the battery module in a self-contacting and self-sealing manner at least temporarily under a contact pressure (P) of a screw connection (169) Elektrofahrzeug nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanisch-elektrische Schnittstelle (163-B), die rein mechanische Schnittstelle (270-B) und die kombinierte Kühlmittelschnittstelle (282-B) am Adapter unabhängig von einem Fahrzeugtyp des Elektrofahrzeugs einheitlich ausgeführt ist, während eine mechanische Schnittstelle (44-B) an einem Adapterflansch (302) eine von der mechanischen Schnittstelle (44-A) und damit vom Fahrzeugtyp abhängige Art und Anordnung von Befestigungspunkten (314) aufweist, wobei die mechanische Schnittstelle (44-B) Befestigungspunkte (314) für mechanische Schnittstellen (44-A) von mehr als einem Fahrzeugtyp aufweisen kannElectric vehicle after Claim 10 , 11 or 12 , characterized in that the mechanical-electrical interface (163-B), the purely mechanical interface (270-B) and the combined coolant interface (282-B) on the adapter is designed in a uniform manner, regardless of a vehicle type of the electric vehicle, while a mechanical interface (44-B) on an adapter flange (302) has a type and arrangement of fastening points (314) dependent on the mechanical interface (44-A) and thus on the vehicle type, the mechanical interface (44-B) fastening points (314) for may have mechanical interfaces (44-A) of more than one type of vehicle Elektrofahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (43) aus mindestens zwei längs im Batteriefach spiegelsymmetrisch zu einer Fahrzeuglängsachse (X') und in einem Abstand (AP) zueinander angeordneten, vorzugsweise rechteckförmigen Profilen (307) mit den Schnittstellen (163-B) und/oder (282-B) und/oder (270-B) sowie dem Adapterflansch (302) mit der Schnittstelle (44-B) besteht, wobei die Profile untereinander Querverbindungen (308) aus Profilen und Einsätze (296) und/oder (297) und/oder (298) mit den Schnittstellen aufweisen können, oder dass der Adapter aus einzelnen Adapterelementen (299) und/oder (300) und/oder (301) mit den Schnittstellen besteht.Electric vehicle according to one of the preceding Claims 10 to 13 , characterized in that the adapter (43) consists of at least two longitudinally in the battery compartment mirror-symmetrically to a vehicle longitudinal axis (X ') and at a distance (A P ) from one another, preferably rectangular profiles (307) with the interfaces (163-B) and / or (282-B) and / or (270-B) as well as the adapter flange (302) with the interface (44-B), the profiles with one another cross connections (308) consisting of profiles and inserts (296) and / or ( 297) and / or (298) with the interfaces, or that the adapter consists of individual adapter elements (299) and / or (300) and / or (301) with the interfaces.
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