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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entladen von Batterieeinheiten.
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Hintergrund der Erfindung
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Akkumulatoren bzw. Batterien in (Kraft- bzw. Elektro-) Fahrzeugen oder in der elektrischen Antriebstechnik können nach ihrem Einsatz am Ende ihrer Lebensdauer einem Recyclingprozess zugeführt werden. Ferner können auch Batterien, die am Ende ihres Fertigungsprozesses als nicht in Ordnung gekennzeichnet wurden und für ihren vorgesehenen Einsatzzweck nicht freigegeben werden können, einem Recycling unterzogen werden. Vor dem Recyceln derartiger Batterien ist es sinnvoll, diese zunächst möglichst vollständig zu entladen, um ein Brandrisiko während des Recyclings zu verhindern und um die Restenergie der Batterien noch nutzen zu können.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entladen von Batterieeinheiten mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der vorliegenden Beschreibung in entsprechende Weise.
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Die vorliegende Erfindung schlägt eine (Entlade-) Vorrichtung vor, welche eine automatisierte elektrische Kontaktierung von Batterieeinheiten zur (Hochstrom-) Entladung der Batterieeinheit ermöglicht.
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Die Vorrichtung weist eine Trägereinheit und eine Entladeeinheit auf. Auf der Trägereinheit kann eine Batterieeinheit angeordnet werden. Beispielsweise kann eine zu entladende Batterieeinheit automatisch oder manuell auf der Trägereinheit montiert bzw. befestigt werden. Die Entladeeinheit ist dazu eingereicht, eine auf der Trägereinheit angeordnete Batterieeinheit elektrisch zu entladen. Zu diesem Zweck weist die Entladeeinheit insbesondere Mittel auf bzw. ist mit entsprechenden Mitteln verbindbar, um der Batterieeinheit kontrolliert und geregelt elektrische Energie zu entziehen, bis die Batterieeinheit zweckmäßigerweise vollständig entladen ist.
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Die Trägereinheit und die Entladeeinheit sind relativ zueinander bewegbar. Beispielsweise können zu diesem Zweck beide Einheiten oder auch nur eine der beiden Einheiten beweglich ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Trägereinheit relativ zu der Entladeeinheit bewegbar bzw. verschiebbar ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann umgekehrt beispielsweise die Entladeeinheit relativ zu der Trägereinheit bewegbar bzw. verschiebbar ausgebildet sein. Die Trägereinheit kann besonders zweckmäßig auf die Entladeeinheit zu bewegt werden, bis die Trägereinheit zumindest teilweise in bzw. unter der Entladeeinheit angeordnet ist. Entsprechend kann die Trägereinheit auch wieder von der Entladeeinheit weg bzw. aus dieser hinausbewegt werden, bis die Trägereinheit insbesondere komplett außerhalb der Entladeeinheit angeordnet ist.
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Die Trägereinheit weist erste Kontaktelemente auf, die dazu eingerichtet sind, mit der auf der Trägereinheit angeordneten Batterieeinheit bzw. mit Kontakten oder Polen dieser Batterieeinheit elektrisch verbunden zu werden. Insbesondere kann somit eine niederohmige hochstromfähige Kontaktierung zwischen der Batterieeinheit und den ersten Kontaktelementen erzeugt werden. Diese Kontaktierung kann beispielsweise manuell oder auch automatisch erfolgen.
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Die Entladeeinheit weist zweite Kontaktelemente bzw. Gegenkontakte zu den ersten Kontaktelementen auf, die dazu eingerichtet sind, mit den ersten Kontaktelementen der Trägereinheit elektrisch verbunden zu werden, indem bei Bewegung der Trägereinheit und der Entladeeinheit aufeinander zu es zu einer Berührung zwischen den ersten Kontaktelementen und den zweiten Kontaktelementen kommt bzw. diese in Kontakt gebracht werden und somit eine elektrische Kontaktierung zwischen den ersten und den zweiten Kontaktelementen herstellbar ist. Insbesondere sind die Trägereinheit und die Entladeeinheit bzw. die ersten und zweiten Kontaktelemente derart relativ zueinander ausgerichtet, dass bei Bewegung der Träger- und Entladeeinheit aufeinander zu bei einer bestimmten Position der Trägereinheit relativ zu der Entladeeinheit die ersten Kontaktelemente die zweiten Kontaktelemente berühren und somit die elektrische Kontaktierung zwischen diesen sich berührenden Elementen hergestellt ist. Auch zwischen den ersten und zweiten Kontaktelementen entsteht somit insbesondere eine niederohmige hochstromfähige Kontaktierung. Es handelt sich insbesondere um einen Schleifkontakt.
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Die Entladevorrichtung ermöglicht es somit besonders zweckmäßig, die zu entladende Batterieeinheit außerhalb der Entladeeinheit auf der Trägereinheit anzuordnen. Anschließend kann die Trägereinheit mitsamt der montierten Batterieeinheit zu deren elektrischer Entladung auf die Entladeeinheit zu bzw. in die Entladeeinheit hineinbewegt werden, wobei automatisch die elektrische Kontaktierung zwischen der Entladeeinheit und der Batterieeinheit hergestellt wird.
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Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entladen der Batterieeinheit unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt zunächst ein Anordnen der Batterieeinheit auf der Trägereinheit. Die Trägereinheit ist zu diesem Zeitpunkt besonders zweckmäßig außerhalb der Entladeeinheit angeordnet bzw. zumindest so weit von der Entladeeinheit entfernt, dass kein elektrischer Kontakt zwischen den ersten und zweiten Kontaktelementen hergestellt ist. Das Anordnen der Batterieeinheit kann beispielsweise als ein manueller Arbeitsschritt oder beispielsweise auch automatisiert erfolgen.
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Die auf der Trägereinheit angeordnete Batterieeinheit bzw. deren Kontakte werden daraufhin mit den ersten Kontaktelementen der Trägereinheit elektrisch verbunden. Da zu diesem Zeitpunkt noch kein Kontakt zwischen den ersten und zweiten Kontaktelementen besteht, kann die Batterieeinheit sicher und gefahrlos mit den ersten Kontaktelementen verbunden werden. Beispielsweise kann diese elektrische Verbindung als manueller Arbeitsschritt erfolgen. Ferner kann beispielsweise auch ein automatisches elektrisches Verbinden erfolgen z.B. durch einen entsprechenden Verbindungsmechanismus der Trägereinheit.
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Die Trägereinheit und die Entladeeinheit werden nun aufeinander zu bewegt, zumindest bis es zu einer Berührung bzw. zu einem Kontakt zwischen den ersten Kontaktelementen und den zweiten Kontaktelementen kommt und somit eine elektrische Kontaktierung zwischen den ersten und den zweiten Kontaktelementen hergestellt ist. Nachdem die zu entladende Batterieeinheit also außerhalb der Entladeeinheit auf der Trägereinheit angeordnet und mit dieser elektrisch verbunden wurde, wird die Trägereinheit zweckmäßigerweise zumindest teilweise in die Entladeeinheit bewegt, bis sich die ersten und zweiten Kontaktelemente mechanisch berühren und somit eine elektrische Verbindung zwischen der Batterieeinheit und der Entladeeinheit hergestellt ist.
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Anschließend erfolgt ein Entladen der Batterieeinheit durch die Entladeeinheit über die ersten und zweiten Kontaktelemente. Zu diesem Zweck kann ein Entladestrom aus der Batterieeinheit entnommen werden, bis die Batterieeinheit insbesondere vollständig entladen ist. Nach deren Entladung kann die Batterieeinheit beispielsweise einem Recyclingprozess zugeführt werden.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine flexible, einfache und robuste Möglichkeit zur Entladung von Batterieeinheiten bereit. Die Vorrichtung ist insbesondere leicht skalierbar, die einzelnen Kontaktelemente können insbesondere auch für hohe Stromstärken von Entladeströmen angepasst werden. Ferner lässt sich die Vorrichtung insbesondere auf konstruktiv und technisch aufwandsarme Weise realisieren, mit geringem steuerungstechnischem und konstruktivem Aufwand bezüglich Hardware, Software, Montage, Verkabelung usw. Durch Verwendung einer geringen Anzahl von Komponenten kann insbesondere eine hohe Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit erreicht werden. Insbesondere kommt die Vorrichtung ohne die Verwendung verschleißanfälliger Steckverbindungen aus und es bedarf keiner Antriebe und Sensoren für die Herstellung derartiger Steckverbindungen.
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Um Batterieeinheiten auf herkömmliche Weise entladen zu können, werden oftmals Stecker oder Steckdosen verwendet, wobei eines dieser beiden Elemente mit der jeweiligen Batterieeinheit mechanisch und elektrisch verbunden wird und dann eine Kontaktierung zu dem anderen der beiden Elemente erzeugt wird. Vor der Kontaktierung müssen die beiden Elemente zumeist aufeinander ausgerichtet werden. Nach dieser Ausrichtung werden die Elemente zumeist mittels eines Antriebs aufeinander zu bewegt und ineinander gefahren.
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Nach dem Entladen werden die Elemente zum Abkoppeln mittels des Antriebs wieder voneinander wegbewegt. Durch viele derartiger Steckvorgänge können die Kontakte der Elemente leicht verschleißen. Ferner ist zumeist eine aufwendig und teure Positionierung bzw. Ausrichtung notwendig sowie ein separater Antrieb zur Erzeugung der Steckverbindung und eine zusätzliche, kostenintensive Sensorik zur Überwachung der Steckverbindung.
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Im Gegensatz dazu ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit weniger Aufwand bettreibbar und weniger verschleißanfällig. Insbesondere ist eine grobe Positionierung zwischen Trägereinheit und Entladeeinheit ausreichend, da insbesondere keine präzise Steckverbindung erreicht werden muss, sondern nur eine einfache Berührung der ersten und zweiten Kontaktelemente. Besonders zweckmäßig kann eine einmalige Ausrichtung zwischen Trägereinheit und Entladeeinheit bzw. zwischen ersten und zweiten Kontaktelemente ausreichen, so dass diese Einheiten bzw. Elemente anschließend zweckmäßigerweise stets mit ausreichender Genauigkeit aufeinander ausgerichtet sind. Da im Zuge der Batterieentladung insbesondere keine Veränderung der Ausrichtung dieser Einheiten und Elemente zueinander nötig ist, bleibt deren korrekte Ausrichtung insbesondere erhalten. Besonders zweckmäßig bedarf es keiner gesonderten Ausrichtung der einzelnen Elemente und Einheiten zueinander vor jeder Batterieentladung.
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Insbesondere bedarf es keiner zusätzlicher Sensorik zur Überwachung der Positionierung und Ausrichtung von Trägereinheit und Entladeeinheit sowie der ersten und zweiten Kontaktelemente. Beispielsweise kann durch einfache Überwachung der Kontaktspannung zwischen den ersten Kontaktelementen und/oder zwischen den zweiten Kontaktelementen auf die richtige Positionierung dieser Elemente zueinander rückgeschlossen werden.
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Ferner bedarf es insbesondere keiner Steckverbindung zum Herstellen der elektrischen Verbindungen in der Entladevorrichtung. Da ein einfacher mechanischer Kontakt, insbesondere ein einfaches Berühren der ersten und zweiten Kontaktelemente zum Herstellen der elektrischen Kontaktierung ausreicht, besteht insbesondere nicht die Gefahr von Kontaktverschleiß durch mechanische Steckvorgänge.
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Die Erfindung ermöglicht insbesondere einen sicheren Entladevorgang und ermöglicht es, auch im Gefahrenfall sicher reagieren zu können. Beispielsweise kann in einem Brandfall während des Batterieentladens die Trägereinheit sofort von der Entladeeinheit entfernt werden. Hierzu ist insbesondere kein zusätzlicher Aufwand notwendig. Beispielsweise muss keine mechanische Verbindung getrennt werden und es muss keine Steckverbindungen entkoppelt werden. Ferner kann die auf der Trägereinheit verbaute Elektrik beispielsweise mit Hilfe von Abdeckelementen wie Abdeckblechen geschützt werden, so dass die Elektrik im Brandfall und beim Brandlöschen keinen Schaden nimmt. Ferner ist in der Entladeeinheit insbesondere keine offene Verkabelung vorgesehen bzw. diese kann mit Hilfe von Abdeckelementen wie Abdeckblechen geschützt werden, so dass die Elektrik im Brandfall und beim Brandlöschen keinen Schaden nimmt.
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Es versteht sich, dass auf der Trägereinheit auch mehrere Batterieeinheiten angeordnet werden können und dass die ersten Kontaktelemente mit diesen Batterieeinheiten verbunden werden können. Beispielsweise können zu diesem Zweck die einzelnen Batterieeinheiten miteinander elektrisch verbunden werden, über eine Reihen- oder Parallelschaltung oder eine Kombination daraus, und die ersten Kontaktelemente können mit diesen verschalteten Batterieeinheiten verbunden werden. Ferner versteht sich, dass die Entladevorrichtung auch mehrere Trägereinheiten und mehrere Entladeeinheiten aufweisen kann, wobei zweckmäßigerweise jeweils eine Trägereinheit einer Entladeeinheit zugeordnet ist.
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Vorteilhafterweise sind die zweiten Kontaktelemente der Entladeeinheit mit einer Entladeschaltung der Vorrichtung elektrisch verbindbar, die dazu eingerichtet ist, eine Batterieeinheit zu entladen, wenn diese Batterieeinheit auf der Trägereinheit angeordnet und mit den ersten Kontaktelementen der Trägereinheit elektrisch verbunden ist und wenn die ersten Kontaktelemente mit den zweiten Kontaktelementen verbunden sind. Beispielsweise kann die Entladeschaltung elektrische bzw. elektronische Elemente aufweisen, um aus der Batterieeinheit einen Entladestrom kontrolliert und geregelt entnehmen zu können. Mit Hilfe der Entladeschaltung kann die Batterieeinheit insbesondere komplett oder zumindest so weit wie möglich entladen werden, um die in der Batterie vorhandene Restenergie nutzen zu können und beispielsweise in ein Spannungsnetz einzuspeisen.
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Vorteilhafterweise sind die ersten Kontaktelemente mit einer auf der Trägereinheit angeordneten Batterieeinheit über flexible Leitungsverbindungen der Vorrichtung elektrisch verbindbar. Diese flexiblen, nicht starren Leitungsverbindungen ermöglichen es besonders zweckmäßig, die ersten Kontaktelemente flexibel mit Batterieeinheiten unterschiedlicher Typen und unterschiedlicher Größe zu verbinden. Ferner kann die jeweilige Batterieeinheit flexibel auf der Trägereinheit angeordnet werden und muss nicht zwingend an einem exakt vorgesehenen Platz montiert werden.
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Vorzugsweise sind die ersten Kontaktelemente fest bzw. unbeweglich mit der Trägereinheit verbunden. Da die ersten Kontaktelemente zweckmäßigerweise über die flexiblen Leitungsverbindungen mit der Batterieeinheit verbindbar sind, können die ersten Kontaktelemente insbesondere starr montiert werden. Da die Position der ersten Kontaktelemente relativ zu der Trägereinheit somit nicht veränderbar ist, kann eine korrekte Ausrichtung der ersten Kontaktelemente zu den zweiten Kontaktelementen besonders zweckmäßig auch nach mehreren Wechseln der Batterieeinheiten aufrechterhalten werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung umfassen die zweiten Kontaktelemente jeweils eine federnd gelagerte Elektrode. Diese Elektroden sind daher beweglich relativ zu der Entladeeinheit gelagert, insbesondere beweglich in einer Bewegungsrichtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung, entlang welcher die Trägereinheit und die Entladeeinheit aufeinander zu bewegbar sind bzw. entlang welcher die Trägereinheit auf die Entladeeinheit zu bewegt wird. Besonders zweckmäßig sind die zweiten Kontaktelemente als Stromabnehmer mit Anpressfedern ausgebildet. Wenn die insbesondere fest mit der Trägereinheit verbundenen ersten Kontaktelemente und die federnd gelagerten Elektroden der zweiten Kontaktelemente aufeinander zu bewegt werden und sich schließlich berühren, können die zweiten Kontaktelemente gegen die Federkraft angehoben werden, so dass es zu keiner Beschädigung der einzelnen Elemente kommt. Daher ist insbesondere keine präzise Positionierung und Bewegungssteuerung der einzelnen Einheiten nötig, so dass auch durch eine grob ausgerichtete Bewegung die Kontaktierung der Kontaktelemente sicher erzeugt werden kann.
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Vorzugsweise umfassen die zweiten Kontaktelemente jeweils eine Graphitelektrode, insbesondere eine federnd gelagerte Graphitelektrode. Insbesondere können mit aus Graphit gefertigten Elektroden besonders günstige Eigenschaften für die Stromübertragung erreicht werden. Die ersten Kontaktelemente können beispielsweise aus Kupfer gefertigt sein, um elektrochemisch günstige Eigenschaften in Verbindung mit Graphit zu erreichen, z.B. geringer Verschleiß, gute Kontaktgabe und niedriger Übergangswiderstand.
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Bevorzugt sind die ersten Kontaktelemente jeweils als eine Stromschiene ausgebildet bzw. jeweils als flächiger Schleifkontakt oder Schleifbahn. Die ersten Kontaktelemente sind somit besonders zweckmäßig als ein flächiger, länglicher stromführender Leiter aus starrem Material ausgebildet und fungieren insbesondere als Stromzuleitungen für die zweiten Kontaktelemente.
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Bevorzugt sind die zweiten Kontaktelemente jeweils als ein Stromabnehmer ausgebildet. Die zweiten Kontaktelemente fungieren somit insbesondere zum Übertragen elektrischer Energie von den als Stromschienen ausgebildeten ersten Kontaktelementen. Besonders zweckmäßig dienen die zweiten Kontaktelemente als Stromabnehmer zur Energieübertragung von den ersten Kontaktelementen als stromführende Leiter zu der Entladeschaltung.
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Besonders zweckmäßig bilden die ersten und zweiten Kontaktelemente ein System zur Stromübertragung aus starren Stromschienen und federnd gelagerten Stromabnehmern. Beispielsweise können derartige Systeme auch in Elektromotoren Anwendung finden, um dort den rotierenden Anker mit Strom zu versorgen, oder beispielsweise um elektrisch getriebene Schienenfahrzeuge oder Krananlagen mit Energie zu versorgen. Eine entsprechende Abwandlung derartiger Systeme bietet enorme technische und kommerzielle Vorteile für die Entladung von (Fahrzeug-) Batterieeinheiten. Auf diese Weise können die ersten und zweiten Kontaktelemente flexibel, verschleißarm und besonders einfach elektrisch verbunden werden durch einfache Berührung, ohne präzise Ausrichtung und Positionierung, ohne Steckverbindungen bzw. mechanische Steckvorgänge und mit wenig verbauten Bauteilen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Trägereinheit mit Hilfe einer Bewegungseinrichtung der Vorrichtung wie z.B. einem Förderband bzw. Transportband oder Fördersystems auf die Entladeeinheit zu und von dieser wegbewegbar. Auf diese Weise wird eine besonders einfache, automatisierte Kontaktierung der Kontaktelemente ermöglicht. Ferner ermöglicht es eine derartige Bewegungseinrichtung, in einem Gefahrenfall, z.B. in einem Brandfall, besonders schnell zu reagieren und die Trägereinheit sofort von der Entladeeinheit zu entfernen.
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Vorzugsweise sind die ersten Kontaktelemente jeweils an einem vorderen und/oder hinteren Ende abgeschrägt, betrachtet in einer (Bewegungs-) Richtung, entlang welcher die Trägereinheit und die Entladeeinheit relativ zueinander bewegbar sind. Insbesondere kann durch eine derartige Abschrägung eine sichere und einfache Kontaktierung zu den zweiten Kontaktelementen ermöglicht werden. Wenn die ersten Kontaktelemente beispielsweise an ihren in Bewegungsrichtung betrachtet vorderen Enden abgeschrägt sind, können die zweiten Kontaktelemente auf dieser Schräge gegen die Federkraft angehoben werden. Ferner können auch die hinteren Enden abgeschrägt sein, um eine beidseitige Verwendung zu erlauben.
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Vorteilhafterweise werden nach dem Entladen der Batterieeinheit die Trägereinheit und die Entladeeinheit wieder voneinander wegbewegt, zumindest bis sich die ersten Kontaktelemente und die zweiten Kontaktelemente nicht mehr berühren und der elektrische Kontakt zwischen den ersten Kontaktelementen und den zweiten Kontaktelementen getrennt ist. Die Batterieeinheit bzw. deren Kontakte oder Pole werden vorteilhafterweise von den ersten Kontaktelementen der Trägereinheit getrennt und die Batterieeinheit wird vorteilhafterweise von der Trägereinheit entfernt. Das Trennen und Entfernen der Batterieeinheit können jeweils beispielsweise als manueller Arbeitsschritt oder beispielsweise auch automatisiert erfolgen. Nach dem insbesondere vollständigen Entladen der Batterieeinheit wird die Trägereinheit zweckmäßigerweise wieder aus der Entladeeinheit hinausbewegt und die entladene Batterieeinheit kann außerhalb der Entladeeinheit auf sichere Weise entfernt und gegen eine weitere zu entladende Batterieeinheit ausgetauscht werden.
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Die Erfindung eignet sich zweckmäßigerweise für eine Vielzahl unterschiedlicher Batterieeinheiten, insbesondere von Lithium-Akkumulatoreinheiten bzw. Lithium-Akkumulatormodulen. Besonders zweckmäßig eignet sich die Erfindung für Batterieeinheiten aus dem (Kraft- bzw. Elektro-) Fahrzeugbereich oder der elektrischen Antriebstechnik. Beispielsweise können einzelne Batterieeinheiten jeweils eine sog. Batteriezelle sein, als welche eine kleinste in einem Fahrzeug verbaute Batterieeinheit verstanden wird, welche beispielsweise eine Zellenspannung zwischen 2,5V und 4,4V aufweisen kann. Ferner können einzelne Batterieeinheiten jeweils beispielsweise als ein Batteriemodul ausgebildet sein, als welches insbesondere eine Reihenschaltung mehrerer derartiger Batteriezellen verstanden wird, welche z.B. eine Nennspannung von bis zu 60V aufweisen kann. Beispielsweise können einzelne Batterieeinheiten auch jeweils ein Batteriepack sein, als welches eine Reihenschaltung aus einer Vielzahl von derartigen Batteriemodulen bezeichnet wird, welche z.B. eine Nennspannung von 200V bis zu 1000V aufweisen kann.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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Figurenbeschreibung
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- 1 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
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In den 1a und 1b ist eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Entladen von (Fahrzeug-) Batterieeinheiten schematisch in einer Draufsicht dargestellt und mit 100 bezeichnet.
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Wie in 1a gezeigt, umfasst die Vorrichtung 100 Trägereinheiten 110 und Entladeeinheiten 120. Im Beispiel von 1a sind zwei Trägereinheiten 110 und zwei Entladeeinheiten 120 vorgesehen, wobei jeweils eine der Trägereinheiten 110 einer der Entladeeinheiten 120 zugewiesen ist. Die Vorrichtung 100 kann auch noch weitere Paare von Trägereinheiten 110 und Entladeeinheiten 120 aufweisen oder beispielsweise auch nur eine Trägereinheit 110 und nur eine Entladeeinheit 120.
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Jede der Trägereinheiten 110 weist jeweils einen Träger bzw. Werkstückträger 113 auf, auf welchem eine Batterieeinheit 150 oder auch mehrere Batterieeinheiten angeordnet werden können, z.B. manuell oder auch automatisch. Jede Trägereinheit 110 weist ferner zwei erste Kontaktelemente 111 auf, die fest mit der jeweiligen Trägereinheit 110 bzw. fest mit dem Träger 113 verbunden sein können. Beispielsweise können diese ersten Kontaktelemente 111 jeweils aus Kupfer gefertigt sein und als eine Stromschiene ausgebildet sein. Eine auf der Trägereinheit 110 bzw. auf dem Träger 113 angeordnete Batterieeinheit 150 kann, automatisch oder manuell, mit den ersten Kontaktelementen 111 elektrisch verbunden werden. Zu diesem Zweck können die Kontakte bzw. Pole 151 der Batterieeinheit 150 jeweils über eine flexible Leitungsverbindung 112 mit einem der Kontaktelemente 111 verbunden werden. Beispielsweise können die Leitungsverbindungen 112 an die Kontakte bzw. Pole 151 der Batterieeinheit 150 geklemmt werden.
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Die Trägereinheiten 110 sind jeweils beweglich relativ zu der jeweiligen zugeordneten Entladeeinheit 120 gelagert, angedeutet durch das Bezugszeichen 130. Beispielsweise können die einzelnen Trägereinheiten 110 jeweils auf einem Förder- bzw. Transportband angeordnet sein und mit Hilfe dieses Förderbandes als Bewegungseinrichtung auf die jeweilige Entladeeinheit 120 zu und von dieser wegbewegt werden. Beispielsweise können die einzelnen Trägereinheiten 110 somit teilweise oder komplett auf einen Entladeplatz 124 der jeweiligen Entladeeinheit 120 hinein und wieder hinausbewegt werden.
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Die Entladeeinheiten 120 sind jeweils dazu eingereicht, eine auf der jeweiligen zugeordneten Trägereinheit 110 angeordnete Batterieeinheit 150 zu entladen. Jede Entladeeinheit 120 weist jeweils zwei zweite Kontaktelemente 121 auf. Jedes dieser Kontaktelemente 121 weist jeweils eine über ein Federelement 123 federnd gelagerte Elektrode 122 auf, beispielsweise eine federnd gelagerte Graphitelektrode 122. Die Elektroden sind in der Figur perspektivisch dargestellt, wobei ihre Bewegungsrichtung jedoch vorzugsweise senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Trägereinheit (d.h. in der Figur also aus der Figurenebene heraus) verläuft.
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Ferner weist die Vorrichtung eine Entladeschaltung 140 auf, wobei jede der Entladeeinheiten 120 mit dieser Entladeschaltung 140 verbunden sind. Es kann beispielsweise auch für jede Entladeeinheit 120 eine separate Entladeschaltung vorgesehen sein. Die Entladeschaltung 140 weist beispielsweise elektrische bzw. elektronische Elemente auf, um aus einer zu entladenden Batterieeinheit kontrolliert und geregelt einen Entladestrom zu entnehmen und diese entnommene Energie in ein Spannungsnetz einzuspeisen.
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Um auf derartige Weise eine auf einer der Trägereinheiten 110 angeordnete Batterieeinheit entladen zu können, wird ein elektrischer/mechanischer Kontakt zwischen den ersten Kontaktelementen 111 dieser Trägereinheit 110 und den zweiten Kontaktelementen 121 der jeweiligen Entladeeinheit 120 hergestellt. Zu diesem Zweck wird die jeweilige Trägereinheit 110 über das entsprechende Förderband 130 auf die jeweilige Entladeeinheit 120 zu bewegt, bis es zu einer Berührung zwischen den jeweiligen ersten Kontaktelementen 111 und den jeweiligen zweiten Kontaktelementen 121 kommt.
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Ein derartiger Fall ist in 1b dargestellt. Dort ist die linke Trägereinheit 110 vollständig auf den Entladeplatz 124 der linken Entladeeinheit 120 bewegt worden. Die ersten Kontaktelemente 111 dieser Trägereinheit 110 und die zweiten Kontaktelementen 121 der linken Entladeeinheit berühren einander, so dass eine elektrische Kontaktierung zwischen diesen Kontaktelementen hergestellt ist. Die ersten Kontaktelemente 111 fungieren dabei als Stromschienen bzw. flächige Schleifkontakte oder Schleifbahnen und die zweiten Kontaktelemente 121 als Stromabnehmer. Die federnd gelagerten Graphitelektroden 122 drücken somit in der Zeichenebene von oben auf die Kontaktelemente 111 und dienen somit zur Energieübertragung von den Stromschienen bzw. ersten Kontaktelementen 111 zu der Entladeschaltung 140.
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Die Entladevorrichtung 100 ermöglicht es somit, eine jeweilige zu entladende Batterieeinheit 150 außerhalb der Entladeeinheiten 120 auf einer jeweiligen Trägereinheit 110 anzuordnen und dort über die flexible Leitungsverbindungen 112 mit den jeweiligen ersten Kontaktelementen 111 zu verbinden. Anschließend kann die jeweilige Trägereinheit 110 mitsamt der montierten Batterieeinheit 150 zu deren elektrischer Entladung in die entsprechende Entladeeinheit 120 bewegt werden, wobei automatisch die elektrische Kontaktierung zwischen den jeweiligen ersten und zweiten Kontaktelementen 111, 121 hergestellt wird.
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Nach vollständiger bzw. ausreichender Entladung kann die Trägereinheit 110 wieder aus der Entladeeinheit 120 herausbewegt werden, wobei die elektrische Kontaktierung zwischen den jeweiligen ersten und zweiten Kontaktelementen 111, 121 automatisch getrennt wird. Außerhalb der Entladeeinheit 120 kann die entladene Batterieeinheit 150 dann gegen eine weitere zu entladende Batterieeinheit ausgetauscht werden.
