DE202011003345U1 - Energy storage unit, energy storage unit housing and changing station for energy storage units - Google Patents

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Abstract

Energiespeichereinheit zur Bereitstellung von elektrischer Energie für einen mit elektrischer Energie antreibbaren Verbraucher, wie insbesondere einen Elektromotor für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit mindestens einen Kopplungsbereich aufweist, mittels welchem die Energiespeichereinheit mit einer weiteren im Wesentlichen konstruktiv gleichartig aufgebauten zweiten Energiespeichereinheit verbindbar ist, und einen Energieübertragungsbereich, um einen Energiefluss im Wesentlichen von zumindest einer der Energiespeichereinheiten zu dem Verbraucher zu ermöglichen.Energy storage unit for providing electrical energy for a drivable with electrical energy consumers, such as in particular an electric motor for an electrically powered vehicle, characterized in that the energy storage unit has at least one coupling region, by means of which the energy storage unit with another substantially structurally similarly constructed second energy storage unit connectable , and a power transfer area to facilitate power flow substantially from at least one of the energy storage units to the load.

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Energiespeichereinheit zur Bereitstellung von elektrischer Energie für einen mit elektrischer Energie antreibbaren Verbraucher sowie auf ein Energiespeichereinheitengehäuse zur Anordnung und Arretierung von Energiespeichereinheiten und ebenso auf eine Wechselstation zum Auswechseln der Energiespeichereinheiten aus vorzugsweise dem Energiespeichereinheitengehäuse gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 12 und 14.The present invention relates to an energy storage unit for providing electrical energy for a consumer that can be driven with electrical energy, and to an energy storage unit housing for arranging and locking energy storage units and also to a replacement station for exchanging the energy storage units preferably of the energy storage unit housing according to the preambles of claims 1, 12 and 14.

Elektrisch betriebene Kraftfahrzeuge weisen häufig den Nachteil auf, dass sie zum Wiederaufladen ihrer Energiespeichereinheiten, wie Akkumulatoren, sehr lange Ladezeiten benötigen, innerhalb welcher eine Benutzung des elektrisch betriebenen Fahrzeuges nicht möglich ist. Zudem weisen derartige Fahrzeuge eine begrenzte Reichweite auf, da der eigentliche Ladevorgang in der Regel nahezu ausschließlich an dem Abstellplatz des Fahrzeuges, der eine Garage am Wohnplatz sein kann, stattfindet und unterwegs nur sehr unzureichend ein Netz an elektrischen Ladestationen vorhanden ist.Electrically powered vehicles often have the disadvantage that they need to recharge their energy storage units, such as batteries, very long charging times, within which use of the electrically powered vehicle is not possible. In addition, such vehicles have a limited range, since the actual charging usually takes place almost exclusively at the parking space of the vehicle, which may be a garage on the dwelling place, and on the road is very inadequate a network of electrical charging stations available.

Bekannt sind beispielsweise elektrische betriebene Fahrzeuge, wie der sogenannte Tesla-Roadster der zwar eine Reichweite bis zu 450 km und eine Höchstgeschwindigkeit von über 210 km/h bei einer Beschleunigung von 0–100 km/h in vier Sekunden aufweist, jedoch ebenso eine Ladezeit von mindestens 3,5 Stunden benötigt, um einen entladenen Akkumulator, der in dem Fahrzeug fest installiert ist, wieder aufzuladen. Derartige Elektrofahrzeuge sind zwar gegenüber herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren konkurrenzfähig, müssen jedoch bei jeder Fahrt, die eine Distanz von ca. 450 km überschreitet, selbst bei Vorhandensein einer Ladestation mindestens 3,5 Stunden aufgrund der Ladezeit an einem Ort abgestellt werden.Are known, for example, electric vehicles, such as the so-called Tesla Roadster which has a range up to 450 km and a maximum speed of 210 km / h with an acceleration of 0-100 km / h in four seconds, but also a loading time of takes at least 3.5 hours to recharge a discharged battery permanently installed in the vehicle. Although such electric vehicles are competitive with conventional vehicles with internal combustion engines, they must be parked in one place for at least 3.5 hours each time they travel over a distance of about 450 km due to the charging time, even in the presence of a charging station.

Zudem weisen derartige elektrisch betriebene Fahrzeuge hohe Anschaffungskosten auf, unter anderem aufgrund der hohen Herstellungskosten derartiger zumeist konstruktiv individuell für das Fahrzeug entwickelten in das Fahrzeug eingebauter Akkumulatoren. Diese kostenintensiven Akkumulatoren sind zudem in der Regel mit einer geringeren Lebensdauer versehen, da aufgrund des sehr beschränkt zur Verfügung stehenden Netzes an Ladestationen für Fahrzeug-Akkumulatoren eine Aufladung nicht zum geeigneten Zeitpunkt in Abhängigkeit von dem Momentanentladezustands des Akkumulators, sondern nach Rückkehr des Fahrzeuges an seinem ursprünglichen Standort, an dem üblicherweise eine derartige Ladestation vorhanden ist, aufgeladen wird. Dies kann eine begrenzte Lebensdauer der bisherigen Akkumulatoren von ca. 500–1000 Ladezyklen zur Folge haben. Anschließend ist die Anschaffung eines neuen Akkumulators notwendig, welcher mit erheblich zusätzlichen Kosten verbunden ist.In addition, such electrically powered vehicles have high initial costs, among other things, due to the high production costs of such usually designed individually for the vehicle developed in the vehicle accumulators. These cost-intensive batteries are also usually provided with a shorter life, since due to the very limited available network of charging stations for vehicle batteries charging not at the appropriate time depending on the instantaneous discharge of the battery, but after the return of the vehicle at his original location, where such a charging station is usually present, is charged. This can result in a limited life of the previous accumulators of about 500-1000 charging cycles. Subsequently, the purchase of a new battery is necessary, which is associated with significantly additional costs.

Infolgedessen ist es vorteilhaft Akkumulatoren auszuwechseln, sobald diese entladen sind und mittels eines neuen, d. h. einem geladenen Akkumulators zu ersetzen. Derartige Akkumulatorwechselsysteme müssen jedoch die unterschiedlichsten Fahrzeugkonstruktionsauslegungen und Energieverbrauchsanforderungen der verschiedenen Fahrzeugtypen und -arten berücksichtigen, da zumeist Fahrzeuge, die eine leistungsstärkeren Akkumulator benötigen, wie beispielsweise der oben aufgeführte Sportwagen oder auch Transportfahrzeuge, wie mit elektrischen Motoren angetriebenen Busse oder auch Lastkraftwagen, einen auch in den Abmaßen größeren Akkumulator aufweisen.As a result, it is advantageous to replace batteries once they are discharged and by means of a new, d. H. to replace a charged accumulator. However, such rechargeable battery changing systems must take into account a variety of vehicle design and power consumption requirements of the various types and types of vehicles, since most vehicles that require a more powerful accumulator, such as the above sports car or transport vehicles, such as buses powered by electric motors or trucks, also in have the dimensions larger accumulator.

D. h., dass Fahrzeuge, wie beispielsweise ein Personenkraftwagen, welcher beispielsweise vorwiegend in der Stadt betrieben wird, vorzugsweise aufgrund geringer Leistung auch geringerer elektrischer Energie bedarf, als ein ähnlicher Personenkraftwagen, welcher vorzugsweise für Langstreckenfahrten über Autobahnen und/oder Schnellstraßen eingesetzt wird.That is, vehicles, such as a passenger car, for example, which is operated mainly in the city, preferably also requires less electrical energy due to low power, as a similar passenger car, which is preferably used for long-distance travel on highways and / or highways.

Würden nun beide Fahrzeuge einen beispielsweise konstruktiv relativ groß ausgelegten Akkumulator aufweisen, so wäre dies für das in der Stadt betriebene Fahrzeug nicht vorteilhaft, da die von dem Akkumulator bereitgestellte Leistung durch dieses Fahrzeug nicht oder nicht vollständig genutzt wird und folglich das zusätzliche Gewicht des überdimensionierten Akkumulators zudem zu einem erhöhten Verbrauch der elektrischen Leistung führt. Zudem ist mit einem groß dimensionierten bzw. ausgelegten Akkumulator auch ein erhöhter Kostenfaktor verbunden.Would now both vehicles have a constructively relatively large sized accumulator, it would not be advantageous for the city-powered vehicle, since the power provided by the accumulator is not or not fully utilized by this vehicle and thus the additional weight of the oversized accumulator also leads to increased consumption of electrical power. In addition, an increased cost factor is associated with a large-sized or designed accumulator.

Demnach ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine im Wesentlichen standardisierte Energiespeichereinheit zur Bereitstellung von elektrischer Energie für einen mit elektrischer Energie antreibbaren Verbraucher sowie ein Energiespeichereinheitengehäuse zur Anordnung und Arretierung von Energiespeichereinheiten und ebenso eine Wechselstation zum Auswechseln der Energiespeichereinheiten aus vorzugsweise dem Energiespeichereinheitengehäuse zur Verfügung zu stellen, um je nach gefordertem bzw. gewünschtem Energiebedarf des Verbrauchers individuell und flexibel eine erforderliche Anzahl von Energiespeichereinheiten dem Verbraucher zur Verfügung zu stellen, so dass die Energieversorgung und damit die Energiequelle zeitlich flexibel auf unterschiedlichste Anforderungssituationen des Verbrauchers eingestellt werden kann.Accordingly, it is the object of the present invention to provide a substantially standardized energy storage unit for providing electrical energy for a drivable with electrical energy consumers and an energy storage unit housing for placement and locking of energy storage units and also a change station for replacing the energy storage units from preferably the energy storage unit housing in order to individually and flexibly provide a required number of energy storage units to the consumer depending on the demanded or desired energy demand of the consumer, so that the energy supply and thus the energy source can be flexibly adjusted in time to the most diverse requirements of the consumer.

Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung mittels einer Energiespeichereinheit, einem Energiespeichereinheitengehäuse sowie einer Wechselstation gemäß den Ansprüchen 1, 12 und 14.This object is achieved by the present invention by means of an energy storage unit, a Energy storage unit housing and a change station according to claims 1, 12 and 14.

Demzufolge wird eine Energiespeichereinheit zur Bereitstellung von elektrischer Energie für einen mit elektrischer Energie antreibbaren Verbraucher, wie insbesondere einen Elektromotor für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug beansprucht, wobei die Energiespeichereinheit mindestens einen Kopplungsbereich, mittels welchem die Energiespeichereinheit mit einer weiteren im Wesentlichen konstruktiv gleichartig aufgebauten zweiten Energiespeichereinheit verbindbar ist, und einen Energieübertragungsbereich, um einen Energiefluss im Wesentlichen von zumindest einer der Energiespeichereinheiten zu dem Verbraucher zu ermöglichen, aufweist.Accordingly, an energy storage unit for providing electrical energy for a consumer driven with electrical energy, such as claimed in particular an electric motor for an electrically powered vehicle, wherein the energy storage unit at least one coupling region, by means of which the energy storage unit with another substantially structurally similarly constructed second energy storage unit connectable , and a power transfer area to enable power to flow substantially from at least one of the energy storage units to the load.

Bei einer erfindungsgemäßen Energiespeichereinheit handelt es sich vorzugsweise um einen Akkumulator, welcher mit einem konstruktiv gleichartig gestalteten Akkumulator verbunden werden kann, um beispielsweise als Akkumulatoreinrichtung bzw. als Energiespeichereinrichtung eine erhöhte Energieleistung zur Verfügung stellen zu können, als ein einzelner Akkumulator allein.An energy storage unit according to the invention is preferably an accumulator which can be connected to a structurally similar accumulator in order, for example, to be able to provide an increased energy output as an accumulator device or energy storage device, as a single accumulator alone.

Vorzugsweise werden die einzelnen Energiespeichereinheiten jedoch auch einzeln entladen, so dass eine definierte zur Verfügung gestellte Energie für einen längeren Zeitraum zur Verfügung gestellt werden kann.Preferably, however, the individual energy storage units are also discharged individually, so that a defined energy provided can be provided for a longer period of time.

Auch ist es möglich eine Vielzahl von Akkumulatoren bzw. Energiespeichereinheiten derart miteinander zu verbinden, dass sich die aus den Energiespeichereinheiten beziehbare Leistung erhöht, um beispielsweise über den gleichen Zeitraum dem Verbraucher mehr Leistung zur Verfügung stellen zu können (Reihenschaltung der Akkumulatoren) oder dem Verbraucher eine bisher gleiche Leistung über einen längeren Zeitraum zur Verfügung stellen zu können (Parallelschaltung der Akkumulatoren) oder auch, um dem Verbraucher eine erhöhte Leistung über einen längeren Zeitraum zur Verfügung stellen zu können (Reihenschaltung in Kombination mit Parallelschaltung der Akkumulatoren).It is also possible to connect a large number of rechargeable batteries or energy storage units with one another in such a way that the power obtainable from the energy storage units increases in order, for example, to make more power available to the consumer over the same period of time (series connection of the rechargeable batteries) or to the consumer previously able to provide the same performance over a longer period of time (parallel connection of the accumulators) or also in order to provide the consumer with increased power over a longer period of time (series connection in combination with parallel connection of the accumulators).

Die Steuerung darüber wie viel Leistung dem Verbraucher zugeführt wird, erfolgt beispielsweise über eine zentrale Steuereinrichtung, welche mit der Motorsteuereinrichtung datenübertragungstechnisch verbunden ist, oder sogar ein Bestandteil dieser ist. Diese zentrale Steuereinrichtung koordiniert je nach Anforderung des Verbrauchers, ob elektrische Energie aus lediglich einer Energiespeichereinheit, aus mehreren in Reihe geschalteten Energiespeichereinheiten, aus mehreren parallel geschaltenen Energiespeichereinheiten oder aus mehreren parallel und in Reihe geschaltenen Energiespeichereinheiten bezogen werden soll. Dazu kann die zentrale Steuereinheit durch ein Zuschalten oder Abschalten bestimmter Energieleitungen bzw. -anschlüsse einzelne Energiespeichereinheiten definiert ansprechen bzw. Energie aus diesen beziehen bzw. deren Energiebezug regeln und steuern.The control of how much power is supplied to the consumer, for example via a central control device, which is connected to the engine control device data transmission technology, or even a part of this. This central control unit coordinates, depending on the requirements of the consumer, whether electrical energy is to be obtained from only one energy storage unit, from a plurality of energy storage units connected in series, from a plurality of energy storage units connected in parallel, or from a plurality of energy storage units connected in parallel and in series. For this purpose, the central control unit can respond by connecting or disconnecting certain power lines or connections defined energy storage units defined or relate energy from these or regulate their energy reference and control.

Es ist denkbar, dass die eine Energiespeichereinheit mit einer zweiten Energiespeichereinheit in Reihe angeordnet ist, so dass die einzelnen Kopplungsbereiche der Energiespeichereinheiten ineinander greifen. Zudem ist es möglich, dass die erste Energiespeichereinheit energieübertragungstechnisch mit der zweiten Energiespeichereinheit derart verbunden ist, dass beide Energiespeichereinheiten in Reihe geschalten sind. Dies ist beispielsweise möglich, wenn die Energiespeichereinheiten z. B. nicht innerhalb eines Energiespeichereinheitengehäuses angeordnet werden, welches die Ankopplung der einzelnen Energiespeichereinheiten zur Übertragung der elektrischen Energie und der Datenströme bewerkstelligt.It is conceivable that the one energy storage unit is arranged with a second energy storage unit in series, so that the individual coupling areas of the energy storage units interlock. In addition, it is possible for the first energy storage unit to be connected to the second energy storage unit in such a way that both energy storage units are connected in series. This is possible, for example, if the energy storage units z. B. can not be arranged within an energy storage unit housing, which accomplishes the coupling of the individual energy storage units for transmitting the electrical energy and the data streams.

Die erfindungsgemäße Energiespeichereinheit ist vorzugsweise als eine Art Steckprinzip aufgebaut, so dass eine Vielzahl von Energiespeichereinheiten vorzugsweise in Reihe miteinander verbunden sind, um entweder elektrische Energie von einer Energiespeichereinheit über eine andere Energiespeichereinheit zu dem Verbraucher übertragen zu können, oder um lediglich eine mechanische Verbindung zur Arretierung aneinander zu ermöglichen, wobei dann die Übertragung der elektrischen Energie vorzugsweise über das Energiespeichereinheitengehäuse realisiert wird.The energy storage unit according to the invention is preferably constructed as a kind of plug-in principle, so that a plurality of energy storage units are preferably connected in series to either transfer electrical energy from an energy storage unit via another energy storage unit to the consumer, or merely a mechanical connection for locking allow each other, in which case the transmission of electrical energy is preferably realized via the energy storage unit housing.

Somit ist es auch denkbar, dass einzelne Energiespeichereinheiten auch miteinander verbunden, d. h. ineinander eingesteckt bzw. aneinander gekoppelt werden, ohne dass eine elektrische Verbindung der einzelnen Energiespeichereinheiten untereinander erfolgt. Dies wäre beispielsweise denkbar, wenn die Energiespeichereinheiten durch ihre konstruktive Auslegung miteinander verbunden werden sollen, um ein ineinander stabiles Gefüge und damit eine stabile Akkumulatoreinrichtung aus einer Vielzahl von Akkumulatoren zu bilden.Thus, it is also conceivable that individual energy storage units also connected to each other, d. H. plugged into each other or be coupled to each other, without an electrical connection of the individual energy storage units takes place with each other. This would be conceivable, for example, if the energy storage units are to be connected to each other by their structural design in order to form a mutually stable structure and thus a stable accumulator device from a plurality of accumulators.

Vorteilhaft bildet die Energiespeichereinheit allein oder in Kombination bzw. Verbindung mit einer zweiten oder einer Vielzahl von Energiespeichereinheiten einen Speicher zur vorzugsweise langfristigen Speicherung von Energie, welcher mindestens einem elektrisch angetriebenen Verbraucher, wie z. B. einem Elektromotor diese elektrische Energie zur Verfügung stellt, damit dieser Elektromotor beispielsweise ein Fahrzeug, wie einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, ein Zweikraftrad oder ähnliches antreiben kann.Advantageously, the energy storage unit alone or in combination or connection with a second or a plurality of energy storage units forms a memory for preferably long-term storage of energy, which at least one electrically driven consumer, such. B. an electric motor provides this electrical energy available so that this electric motor, for example, a vehicle such as a passenger car, a truck, a two-wheel or the like can drive.

Bevorzugt weist jede Energiespeichereinheit stromführende Leitungen bzw. Leiter zur Führung der Energie (positiver und negativer Leiter) und/oder eine Datenleitung zur Übertragung von relevanten Daten aus der jeweiligen Energiespeichereinheit an beispielsweise ein Steuergerät bzw. die zentrale Steuereinrichtung des Verbrauchers und/oder des Fahrzeuges selbst, wie z. B. die Motorsteuerungseinrichtung, auf. Each energy storage unit preferably has current-carrying lines or conductors for guiding the energy (positive and negative conductors) and / or a data line for transmitting relevant data from the respective energy storage unit to, for example, a control device or the central control device of the consumer and / or of the vehicle itself , such as B. the engine control device, on.

Relevante Daten können dabei beispielsweise die Typ- bzw. Artikelnummer- bzw. -bezeichnung der jeweiligen Energiespeichereinheit, dessen Ladezustand, der Tag der Herstellung und weiterer technischer Daten sein.Relevant data can be, for example, the type or article number or designation of the respective energy storage unit, its charge state, the date of manufacture and other technical data.

Zudem ist es denkbar, dass die Energiespeichereinheit eine vorzugsweise gesicherte dynamische Dateneinheit aufweist, welche beispielsweise Informationen über den Besitzer, den Eigentümer und Lebenslaufvorkommnisse, wie z. B. eine mögliche Überhitzung, Energieflussstörungen mit der Angabe von Zeit (Datumsangabe) und Ort (Ortsangabe) etc. enthält.In addition, it is conceivable that the energy storage unit has a preferably secured dynamic data unit, which, for example, information about the owner, the owner and CV events, such. B. a possible overheating, energy flow disturbances with the indication of time (date) and place (location), etc. contains.

Die erfindungsgemäßen Energiespeichereinheiten sind vorzugsweise Wechsel-Energiespeichereinheit. D. h., dass diese nach einer Entladung einfach ausgewechselt werden, so dass dem Verbraucher stets aufgeladene Energiespeichereinheiten zur Verfügung gestellt werden können.The energy storage units according to the invention are preferably alternating energy storage unit. This means that they are simply replaced after a discharge, so that the consumer can always be charged charged energy storage units available.

Es ist jedoch auch möglich, dass die erfindungsgemäßen Energiespeichereinheiten auch vom Verwender des Fahrzeuges, welches vom Verbraucher, wie dem Elektromotor angetrieben wird, im Bedarfsfall selbst immer wieder aufgeladen werden, indem die Energiespeichereinheiten mit einem externen Stromversorgungsnetz verbunden werden, von welchem die Energiespeichereinheiten elektrische Energie beziehen können.However, it is also possible that the energy storage units according to the invention by the user of the vehicle, which is driven by the consumer, such as the electric motor, if necessary, recharged again and again by the energy storage units are connected to an external power supply network, from which the energy storage units electrical energy can relate.

Somit ist es denkbar, dass aus der Vielzahl von vorzugsweise innerhalb eines im Wesentlichen segmentierten Energiespeichereinheitengehäuses angeordneten Energiespeichereinheiten, eine Anzahl von Energiespeichereinheiten zum stetigen Austausch verwendet wird und damit nicht zum Eigentum des Fahrzeughalters gehören, während andere Energiespeichereinheiten beispielsweise nicht ausgetauscht werden, sondern beispielsweise vom Fahrzeughalter selbst, je nach Bedarf, aufgeladen werden, da diese Energiespeichereinheiten zu dessen Eigentum zählen.Thus, it is conceivable that out of the plurality of energy storage units, preferably arranged within a substantially segmented energy storage unit housing, a number of energy storage units are used for continuous replacement and thus do not belong to the vehicle owner, while other energy storage units are not replaced, for example by the vehicle owner themselves, as needed, because these energy storage units are part of their ownership.

Vorzugsweise weist jede Energiespeichereinheit eine Leistung zwischen 4 bis 15 kW und besonders bevorzugt zwischen 5 bis 10 kW auf, so dass es beispielsweise Energiespeichereinheit mit einer Leistung von auch 5,5 kW gibt. Die erfindungsgemäße Energiespeichereinheit soll hierbei nicht auf die von ihr maximal zur Verfügung stellbaren Leistung eingeschränkt werden.Preferably, each energy storage unit has a power between 4 to 15 kW and more preferably between 5 to 10 kW, so that there are, for example, energy storage unit with a power of 5.5 kW. In this case, the energy storage unit according to the invention should not be limited to the maximum power that can be provided by it.

Demzufolge ist es auch denkbar, dass die Energiespeichereinheiten, jeweils eine unterschiedliche maximale Leistung zur Verfügung stellen können, so dass letztendlich bei bevorzugt in Reihe schaltbaren Energiespeichereinheiten eine definierte und gewünschte maximal Leistung – unter Berücksichtigung der Anforderungen des jeweiligen Verbrauchers – bereitgestellt werden kann.Accordingly, it is also conceivable that the energy storage units, each can provide a different maximum power, so that ultimately with a preferably series-connectable energy storage units a defined and desired maximum power - taking into account the requirements of each consumer - can be provided.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Energiespeichereinheit eine im Wesentlichen kubusartige Form auf, die an zwei sich im Wesentlichen gegenüberliegenden Seiten im Wesentlichen unterschiedlich zueinander ausgebildete und vorzugsweise konträr zueinander ausgebildete Kopplungsbereiche aufweist.In a preferred embodiment, the energy storage unit has a substantially cube-like shape which, on two substantially opposite sides, has essentially different coupling regions, which are designed to be substantially different from one another and preferably have a different configuration.

Die Form der Energiespeichereinheit ist hierbei doch nicht auf lediglich eine Formgebung begrenzt, so dass es auch denkbar ist, dass die Energiespeichereinheit eine rechteckige oder eine beliebige andere Form aufweist.The shape of the energy storage unit is in this case not limited to only one shape, so that it is also conceivable that the energy storage unit has a rectangular or any other shape.

Im Falle der kubusartigen bzw. rechteckförmigen Form, bei welcher die jeweiligen Seiten der Energiespeichereinheit im Wesentlichen senkrecht zueinander stehen, weist die Energiespeichereinheit mindestens sechs Seiten auf, wobei zwei Seiten dieser sechs Seiten, die einander gegenüberliegen, jeweils einen Kopplungsbereich aufweisen. Somit weist jede Energiespeichereinheit mindestens zwei Kopplungsbereiche auf, die konträr zueinander ausgebildet sind.In the case of the cube-like or rectangular shape, in which the respective sides of the energy storage unit are substantially perpendicular to each other, the energy storage unit has at least six sides, wherein two sides of these six sides, which face each other, each have a coupling region. Thus, each energy storage unit has at least two coupling regions, which are formed opposite each other.

Es ist jedoch auch denkbar, dass mindestens vier Seiten der sechs Seiten einen Kopplungsbereich aufweisen, so dass zwei im Wesentlichen identische Kopplungspaare mit jeweils zwei zueinander konträr ausgebildeten Kopplungsbereichen bestehen. Jedoch sind dabei beispielsweise nur bei einem Kopplungspaar die stromführenden Leitungen sowie die Datenleitung angeordnet, um sich zur Übertragung mit einem konstruktiv ähnlich ausgebildeten Element derart mit diesem zu verbinden, dass die Leitungsenden der Leitungen einander berühren bzw. ineinander greifen, um so den Strom- bzw. Energiefluss sowie den Datenfluss zwischen den einzelnen Energiespeichereinheiten bis hin zum Verbraucher zu ermöglichen.However, it is also conceivable that at least four sides of the six sides have a coupling region, so that two substantially identical pairs of couplings each having two mutually contrasting coupling regions. However, for example, the current-carrying lines and the data line are arranged only for a coupling pair to connect to the transmission with a structurally similar element such with this that the line ends of the lines touch each other or interlock, so as to the current or Energy flow and the flow of data between the individual energy storage units to the consumer to allow.

Das zweite Kopplungspaar dient folglich lediglich zur Arretierung bzw. Anordnung einer weiteren Energiespeichereinheit.Consequently, the second pair of couplings serves only for locking or arranging a further energy storage unit.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen jedoch beide Kopplungspaare keine Anschlüsse etc. der stromführenden Leitungen bzw. der Datenleitung auf. Diese befinden sich dann an einer Seite, welche vorzugsweise eine nutartige Ausnehmung aufweist, um sich mit einer entsprechenden Vorrichtung des Energiespeichereinheitengehäuses verbinden zu können. Somit werden die elektrische Energie und die Daten direkt von den einzelnen Energiespeichereinheiten an das Energiespeichereinheitengehäuse und von dort über beispielsweise eine zentrale Steuereinrichtung oder direkt an den Verbraucher übertragen.According to a preferred embodiment, however, both coupling pairs have no Connections etc. of the live lines or the data line. These are then located on one side, which preferably has a groove-like recess in order to be able to connect to a corresponding device of the energy storage unit housing. Thus, the electrical energy and the data are transmitted directly from the individual energy storage units to the energy storage unit housing and from there via, for example, a central control device or directly to the consumer.

Demnach ist der Energieübertragungsbereich vorzugsweise im Bereich der nutartigen Ausnehmung angeordnet.Accordingly, the energy transfer region is preferably arranged in the region of the groove-like recess.

Vorzugsweise weist die einen ersten Kopplungsbereich aufweisende erste Seite mindestens drei im Wesentlichen ebene Flächen auf, wobei zumindest eine erste der Flächen der ersten Seite im Wesentlichen senkrecht zu den der ersten Seite angrenzenden Seiten ausgerichtet ist.The first side having a first coupling region preferably has at least three substantially planar surfaces, wherein at least a first of the surfaces of the first side is aligned substantially perpendicular to the sides adjoining the first side.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich mindestens eine zweite und eine dritte Fläche im Wesentlichen schräg abfallend von der ersten Fläche in Richtung zu Kanten der ersten Seite hin, so dass der erste Kopplungsbereich einen Vorsprung bildet.In a further preferred embodiment, at least a second and a third surface extend substantially obliquely sloping from the first surface toward edges of the first side, so that the first coupling region forms a projection.

So ist es auch denkbar, dass sich eine vierte und eine fünfte Fläche ebenfalls in Richtung zu den Kanten der ersten Seite hin erstrecken, so dass der gesamte erste Kopplungsbereich eine im Wesentlichen pyramidenstumpfartige Formgebung aufweist.Thus, it is also conceivable that a fourth and a fifth surface likewise extend in the direction of the edges of the first side, so that the entire first coupling region has a substantially truncated pyramid-like shape.

Die Kanten der Energiespeichereinheit bzw. der Seiten bzw. Flächen der Energiespeichereinheit sind vorzugsweise auch abgerundet bzw. abgeschrägt.The edges of the energy storage unit or the sides or surfaces of the energy storage unit are preferably also rounded or bevelled.

Der erste Kopplungsbereich ist also folglich wie eine Art Nase, d. h. wie ein Eingriffsmittel zum Eingreifen in das entsprechende Gegenstück ausgebildet.Thus, the first coupling region is like a nose, i. H. as an engagement means adapted to engage in the corresponding counterpart.

Demgegenüber weist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die einen zweiten Kopplungsbereich aufweisende zweite Seite auch mindestens drei im Wesentlichen ebene Flächen auf, wobei zumindest eine erste der Flächen der zweiten Seite im Wesentlichen senkrecht zu den der zweiten Seite angrenzenden Seiten ausgerichtet ist.In contrast, in a further preferred embodiment, the second side region having a second coupling region also has at least three substantially planar surfaces, wherein at least a first of the surfaces of the second side is oriented substantially perpendicular to the sides adjacent to the second side.

Vorzugsweise erstrecken sich eine zweite und dritte Fläche im Wesentlichen schräg ansteigend von der ersten Fläche in Richtung zu Kanten der zweiten Seite hin, so dass der zweite Kopplungsbereich eine Ausnehmung bildet.Preferably, a second and third surface extend substantially obliquely rising from the first surface toward edges of the second side, so that the second coupling region forms a recess.

So ist es auch denkbar, dass sich eine vierte und eine fünfte Fläche ebenfalls in Richtung zu den Kanten der zweiten Seite hin erstrecken.Thus, it is also conceivable that a fourth and a fifth surface likewise extend in the direction of the edges of the second side.

Folglich bildet der zweite Kopplungsbereich eine Aussparung, in welche der erste Kopplungsbereich eingreifen kann bzw. eingeschoben werden kann.Consequently, the second coupling region forms a recess, in which the first coupling region can engage or can be inserted.

Demnach ist der zweite Kopplungsbereich das Pendent, d. h. das Gegenstück zu dem ersten Kopplungsbereich der Energiespeichereinheit.Thus, the second coupling region is the pendent, i. H. the counterpart to the first coupling region of the energy storage unit.

Die Geometrie bzw. Ausgestaltung der Kopplungsbereiche soll hier nicht auf eine definierte Form eingeschränkt werden, so dass auch andere Ausgestaltungen möglich sind.The geometry or configuration of the coupling regions should not be limited to a defined shape here, so that other embodiments are possible.

Wie oben bereits erwähnt weist bevorzugt eine weitere dritte Seite der Energiespeichereinheit eine nutenartige Ausnehmung auf, welche sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der dritten Seite von der Kante der ersten Seite bis zur Kante der zweiten Seite erstreckt.As already mentioned above, a further third side of the energy storage unit preferably has a groove-like recess which extends substantially over the entire length of the third side from the edge of the first side to the edge of the second side.

Diese nutförmige Ausnehmung ist vorzugsweise mittig der Seite angeordnet.This groove-shaped recess is preferably arranged centrally of the page.

Zudem wird ein Energiespeichereinheitengehäuse mit mindestens einem Segmentschacht zur Aufnahme, Anordnung und Arretierung von mindestens einer Energiespeichereinheit beansprucht, wobei das Energiespeichereinheitengehäuse entnehmbar an dem Fahrzeug angeordnet ist.In addition, an energy storage unit housing is claimed with at least one segment slot for receiving, arrangement and locking of at least one energy storage unit, wherein the energy storage unit housing is removably disposed on the vehicle.

Der Segmentschacht des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses weist vorzugsweise eine im Wesentlichen viereckige Querschnittsform auf, wobei mindestens eine im Wesentlichen innenliegende Seite ein Arretierungsmittel zum mechanischen Arretieren der Energiespeichereinheit mit dem Energiespeichereinheitengehäuse aufweist.The segment slot of the energy storage unit housing according to the invention preferably has a substantially quadrangular cross-sectional shape, wherein at least one substantially inner side has a locking means for mechanically locking the energy storage unit with the energy storage unit housing.

Die Formgebung des Segmentschachtes hängt jedoch bevorzugt von der Formgebung der erfindungsgemäßen Energiespeichereinheit ab und wird folglich vorzugsweise an deren Formgebung angepasst, so dass ein Einschieben der Energiespeichereinheit in den Segmentschacht ohne eine Verkanten oder Blockieren der Energiespeichereinheit ermöglicht werden kann. Zudem soll die Energiespeichereinheit während des Einsatzes, d. h. während des Gebrauchs des Verbrauchers und folglich während des Bewegens des Fahrzeuges vor einem Verrutschen, sowie vor Beschädigungen oder auch vor extremen Temperatureinflüssen (Hitze, Kälte) von außen geschützt werden.However, the shape of the segment shaft preferably depends on the shaping of the energy storage unit according to the invention and is therefore preferably adapted to its shape, so that insertion of the energy storage unit into the segment shaft can be made possible without jamming or blocking the energy storage unit. In addition, the energy storage unit during use, d. H. during use of the consumer and consequently during the movement of the vehicle from slipping, as well as from damage or even from extreme temperature influences (heat, cold) are protected from the outside.

Des Weiteren wird eine Wechselstation zum Austausch von Energiespeichereinheiten beansprucht, welche im Wesentlichen entladene Energiespeichereinheiten aus einem Energiespeichereinheitengehäuse entnimmt und/oder im Wesentlichen geladene bzw. neue Energiespeichereinheiten in das Energiespeichereinheitengehäuse anordnet.Furthermore, a changing station for the exchange of energy storage units which removes substantially discharged energy storage units from an energy storage unit housing and / or arranges substantially charged or new energy storage units in the energy storage unit housing.

Es ist jedoch auch denkbar, dass die Energiespeichereinheiten nicht in einem Energiespeichereinheitengehäuse angeordnet sind, sondern anderweitig mit dem Fahrzeug verbunden bzw. an diesem angeordnet werden. Dann entnimmt entweder die Wechselstation die entsprechend auszuwechselnden Energiespeichereinheiten aus der dafür definierten Vorrichtung bzw. Anordnung oder die Energiespeichereinheiten werden manuell, z. B. vom Fahrzeugführer oder einem Mechaniker selbst entnommen.However, it is also conceivable that the energy storage units are not arranged in an energy storage unit housing, but otherwise connected to the vehicle or be arranged on this. Then either the changeover station removes the corresponding energy storage units to be replaced from the device or arrangement defined therefor or the energy storage units are manually, for. B. taken by the driver or a mechanic himself.

Zudem ist es denkbar, dass die Wechselstation nicht die einzelnen Energiespeichereinheiten aus dem am Fahrzeug angeordneten Energiespeichereinheitengehäuse entnimmt, sondern das gesamte Energiespeichereinheitengehäuse vom Fahrzeug abnimmt, um beispielsweise ein gesamtes Energiespeichereinheitengehäuse mit entsprechenden Energiespeichereinheiten auszutauschen oder das Energiespeichereinheitengehäuse zu einem anderen Ort zum dortigen Austausch der Energiespeichereinheiten transportiert.In addition, it is conceivable that the changeover station does not remove the individual energy storage units from the energy storage unit housing arranged on the vehicle, but instead removes the entire energy storage unit housing from the vehicle in order to exchange an entire energy storage unit housing with corresponding energy storage units or transports the energy storage unit housing to another location for exchanging the energy storage units there ,

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims.

Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert, in welcher beispielhaft Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Energiespeichereinheit, Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuse sowie Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Wechselstation dargestellt sind.Further advantages, objects and features of the present invention will be explained with reference to the appended drawing, in which exemplary embodiments of the energy storage unit according to the invention, embodiments of the energy storage unit housing according to the invention and embodiments of the change station according to the invention are shown.

Komponenten, welche in den Figuren wenigstens im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sein, wobei diese Komponenten nicht in allen Figuren gekennzeichnet und erläutert sein müssen.Components which at least substantially coincide in the figures with respect to their function may in this case be identified by the same reference symbols, these components not having to be identified and explained in all figures.

In den Figuren zeigen:In the figures show:

1 eine Prinzipskizze einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energiespeichereinheit; 1 a schematic diagram of an embodiment of the energy storage unit according to the invention;

2 eine Prinzipskizze über eine mögliche Anordnung von zwei Ausführungsformen einer erfindungsmäßen Energiespeichereinheit; 2 a schematic diagram of a possible arrangement of two embodiments of an inventive energy storage unit;

3a eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses; 3a a schematic diagram of a first embodiment of the energy storage unit housing according to the invention;

3b eine Prinzipskizze einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses; 3b a schematic diagram of a second embodiment of the energy storage unit housing according to the invention;

3c eine Prinzipskizze einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses; 3c a schematic diagram of a third embodiment of the energy storage unit housing according to the invention;

3d eine Prinzipskizze einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses; 3d a schematic diagram of a fourth embodiment of the energy storage unit housing according to the invention;

4a eine Prinzipskizze einer möglichen Anordnung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses in einem Personenwagen; 4a a schematic diagram of a possible arrangement of an embodiment of the energy storage unit housing according to the invention in a passenger car;

4b eine Prinzipskizze einer möglichen Anordnung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses in einem Transportwagen; 4b a schematic diagram of a possible arrangement of an embodiment of the energy storage unit housing according to the invention in a dolly;

4c eine Prinzipskizze einer möglichen Anordnung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses in einem Lastkraftwagen; 4c a schematic diagram of a possible arrangement of an embodiment of the energy storage unit housing according to the invention in a truck;

4d eine Prinzipskizze einer möglichen Anordnung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses an einem Bereich eines Fahrzeuges; 4d a schematic diagram of a possible arrangement of an embodiment of the energy storage unit housing according to the invention in an area of a vehicle;

5 eine Prinzipskizze zur Verriegelung einer Ausführungsform des Energiespeichereinheit in bzw. mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses; 5 a schematic diagram for locking an embodiment of the energy storage unit in or with an embodiment of an energy storage unit housing according to the invention;

6 eine Prinzipskizze einer Ausführungsform der Entriegelungswelle; 6 a schematic diagram of an embodiment of the Entriegelungswelle;

7 eine Prinzipskizze einer Ausführungsform des Entriegelungsmechanismus; 7 a schematic diagram of an embodiment of the unlocking mechanism;

8 eine Prinzipskizze eines Bereiches einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wechselstation; 8th a schematic diagram of a portion of an embodiment of the changing station according to the invention;

9 eine Prinzipskizze eines weiteren Bereiches einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wechselstation; 9 a schematic diagram of another area of an embodiment of the changing station according to the invention;

10 eine Prinzipskizze eines Aufladebereiches für Energiespeichereinheiten gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wechselstation. 10 a schematic diagram of a charging area for energy storage units according to an embodiment of the changing station according to the invention.

1 zeigt eine Prinzipskizze einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energiespeichereinheit 1 mit einer ersten Seite 2 und einer zweiten Seite 3 und mit jeweils einem Kopplungsbereich K1 und K2. Der zweite Kopplungsbereich K2 der zweiten Seite 3 weist eine erste Fläche 3a auf, welche senkrecht zu den an der zweiten Seite 3 angrenzenden Seiten ausgerichtet ist. An die erste Fläche 3a grenzen zwei weiter Flächen 3b und 3c, nämlich die zweite Fläche 3b und die dritte Fläche 3c, welche sich schräg in eine Richtung zu einer vierten Fläche 3d oder einer fünften Fläche 3e, die wiederum parallel zu der ersten Fläche 3a ausgerichtet sind, erstrecken. Die zweite 3b und die dritte Fläche 3c erstrecken sich folglich von der ersten Fläche 3a weg in Richtung des Außenbereiches der Energiespeichereinheit 1, so dass der zweite Kopplungsbereich K2 im Wesentlichen eine Ausnehmung bildet, in welche der erste Kopplungsbereich K1 einer weiteren Energiespeichereinheit 1 eingreifen kann bzw. angeordnet werden kann. 1 shows a schematic diagram of an embodiment of the energy storage unit according to the invention 1 with a first page 2 and a second page 3 and each having a coupling region K1 and K2. The second coupling region K2 of the second side 3 has a first surface 3a on which perpendicular to those on the second side 3 aligned with adjacent pages. To the first area 3a border two further areas 3b and 3c namely, the second surface 3b and the third area 3c slanting in one direction to a fourth surface 3d or a fifth surface 3e , in turn, parallel to the first surface 3a are aligned extend. The second 3b and the third area 3c thus extend from the first surface 3a away toward the outside of the energy storage unit 1 such that the second coupling region K2 essentially forms a recess into which the first coupling region K1 of a further energy storage unit 1 can intervene or can be arranged.

Eine derart standardisierte, d. h. konstruktiv immer identisch gestaltete Energiespeichereinheit 1 könnte folglich für jedes Fahrzeug, welches zusätzlich oder gänzlich mit elektrischer Energie betrieben wird, Verwendung finden, so dass derartige Energiespeichereinheiten 1 vom Kleinwagen bis zum Lastkraftwagen oder vom Motorrad bis zum Boot oder auch im Flugzeug eingesetzt werden könnten.Such a standardized, ie constructively always identically designed energy storage unit 1 could therefore be used for any vehicle which is additionally or entirely operated with electrical energy, so that such energy storage units 1 from small cars to trucks or from motorcycles to boats or even on the plane.

Eine Massenproduktion derartiger standardisierter Energiespeichereinheiten 1 führt zudem zur Senkung der Produktionskosten.A mass production of such standardized energy storage units 1 also leads to a reduction in production costs.

Zudem weisen derartige Energiespeichereinheiten 1 auch den Vorteil einer schnellen aufladung auf, da diese lediglich eine im Wesentlichen geringe Energieleistung aufweisen und durch eine geeignete Schaltung miteinander eine erhöhte oder länger eine definierte Energieleistung zur Verfügung stellen können. Somit könnten derartige Energiespeichereinheiten 1 auch direkt mit elektrischer Energie geladen werden und ein Auswechseln der einzelnen Energiespeichereinheiten 1 wäre nur noch erforderlich, wenn mehr oder auch weniger Energie benötigt wird.In addition, such energy storage units 1 also the advantage of a fast charge on, since they only have a substantially low energy performance and by an appropriate circuit with each other increased or longer can provide a defined energy output available. Thus, such energy storage units could 1 also be charged directly with electrical energy and a replacement of the individual energy storage units 1 would only be necessary if more or less energy is needed.

Dazu müssten die einzelnen Energiespeichereinheiten 1 mit entsprechenden Leitungen versehen sein, welche derart nach außen aus dem Energiespeichereinheitengehäuse (hier nicht gezeigt) gerichtet angeordnet werden, dass ein Laden einzelner Energiespeichereinheiten 1 ermöglicht werden kann.This would require the individual energy storage units 1 be provided with corresponding lines, which are so directed outwardly from the energy storage unit housing (not shown here) directed that charging individual energy storage units 1 can be enabled.

Des Weiteren zeigt die 1 die Anordnung der stromführenden Leitungen 4a und 4b sowie der Datenleitung 5, welche sich jeweils durch die gesamte Länge der Energiespeichereinheit 1 erstrecken und folglich zu beiden Seiten 2 und 3, d. h. an beiden Kopplungsbereichen K1 und K2 Anschlüsse aufweisen, um sich mit den stromführenden Leitungen bzw. mit der Datenleitung einer weiteren Energiespeichereinheit verbinden zu können, um entsprechend elektrische Energie an den Verbraucher übertragen zu können bzw. Daten an die zentrale Steuereinrichtung übermitteln zu können.Furthermore, the shows 1 the arrangement of the current-carrying lines 4a and 4b as well as the data line 5 which each extend through the entire length of the energy storage unit 1 extend and therefore to both sides 2 and 3 that is to say that they have connections at both coupling areas K1 and K2 in order to be able to connect to the current-carrying lines or to the data line of a further energy storage unit in order to be able to transmit electrical energy to the consumer or to transmit data to the central control device.

Diese Ausführungsform der Energiespeichereinheiten 1 wird vorzugsweise verwendet, wenn die Energiespeichereinheiten 1 nicht innerhalb eines segmentierten Energiespeichereinheitengehäuses (hier nicht gezeigt) angeordnet werden.This embodiment of the energy storage units 1 is preferably used when the energy storage units 1 not disposed within a segmented energy storage unit housing (not shown).

In der 2 ist eine Prinzipskizze über eine mögliche Anordnung von zwei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Energiespeichereinheiten 1a und 1b dargestellt. Es zeigt sich deutlich, dass der erste Kopplungsbereich K1 der zweiten Energiespeichereinheit 1b, welcher eine im Gegensatz zu der Ausführungsform der 1 einen abgerundeten Bereich aufweist, in den zweiten Kopplungsbereich K2 der ersten Energiespeichereinheit 1a eingreift, so dass z. B. auch die stromführenden Leitungen (hier nicht gezeigt) und die Datenleitung (hier nicht gezeigt), sofern diese in dem Bereich der Kopplungsbereiche K1 und/oder K2 angeordnet sind, zur Übertragung entsprechender Energie bzw. Leistung miteinander verbunden sind.In the 2 is a schematic diagram of a possible arrangement of two embodiments of an energy storage units according to the invention 1a and 1b shown. It can be clearly seen that the first coupling region K1 of the second energy storage unit 1b , which in contrast to the embodiment of the 1 has a rounded portion, in the second coupling region K2 of the first energy storage unit 1a engages, so that z. As well as the current-carrying lines (not shown here) and the data line (not shown here), if they are arranged in the region of the coupling regions K1 and / or K2, are connected to each other for the transmission of corresponding energy or power.

Die 3a zeigt eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses 10 für beispielsweise Kleinfahrzeuge mit darin angeordneten insgesamt vier Energiespeichereinheiten 1. Dabei sind jeweils zwei Energiespeichereinheiten 1 nacheinander angeordnet, indem diese derart miteinander verbunden wurden, dass, wie bereits in 2 gezeigt, ein erster Kopplungsbereich einer Energiespeichereinheit 1 in den zweiten Kopplungsbereich einer anderen Energiespeichereinheit 1 hineinragt bzw. eingesteckt bzw. mit dieser verbunden wird.The 3a shows a schematic diagram of a first embodiment of the energy storage unit housing according to the invention 10 for example, for small vehicles with a total of four energy storage units arranged therein 1 , There are two energy storage units each 1 arranged one after another by connecting them together in such a way that, as already in 2 shown, a first coupling region of an energy storage unit 1 in the second coupling region of another energy storage unit 1 protrudes or plugged or connected to this.

Weist jede Energiespeichereinheit 1 beispielsweise eine elektrische Leistung von ca. 5,5 kW auf, so stehen dem Fahrzeug nun entweder viermal 5,5 kW, zweimal 11 kW oder auch einmal 22 kW zur Verfügung, da, gesteuert durch die zentrale Steuereinrichtung, die einzelnen Energiespeichereinheiten entweder einzeln aktiviert werden können, um elektrische Energie abzugeben oder zwei Energiespeichereinheiten oder vier Energiespeichereinheiten in Reihe miteinander verbundene werden können usw., um elektrische Energie dem Verbraucher zur Verfügung zu stellen. D. h., dass bei einer Bereitstellung von insgesamt 22 kW Leistung die beiden parallel zueinander angeordneten Reihen aus jeweils zwei Energiespeichereinheiten 1 über das Energiespeichereinheitengehäuse 10 derart miteinander verbunden sind, dass deren Energiefluss in Reihe geschalten wird.Indicates each energy storage unit 1 For example, an electric power of about 5.5 kW, the vehicle are now either four times 5.5 kW, twice 11 kW or even once 22 kW available, as controlled by the central control device, the individual energy storage units either individually can be used to deliver electrical energy or two energy storage units or four energy storage units can be connected in series, etc., to provide electrical energy to the consumer. In other words, when providing a total of 22 kW of power, the two rows arranged parallel to one another each consist of two energy storage units 1 via the energy storage unit housing 10 are connected together so that their energy flow is connected in series.

Dazu weist das Energiespeichereinheitengehäuse 10 elektrische Anschlüsse und Ausgänge (hier jeweils nicht gezeigt) auf, die sich mit den Anschlüssen und Ausgängen (hier jeweils nicht gezeigt) der Energiespeichereinheiten 1 verbinden und diese somit in Reihe oder auch parallel zueinander schalten können. For this purpose, the energy storage unit housing 10 Electrical connections and outputs (not shown here), with the terminals and outputs (not shown here) of the energy storage units 1 connect and thus can turn them in series or parallel to each other.

In der 3b ist eine Prinzipskizze einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses 10 gezeigt, welche anstatt des in der 3a gezeigten Energiespeichereinheitengehäuses 10 nicht nur zwei Segmentschächte 11, sondern insgesamt vier Segmentschächte 11 aufweist.In the 3b is a schematic diagram of a second embodiment of the energy storage unit housing according to the invention 10 shown, which instead of in the 3a shown energy storage unit housing 10 not just two segment shafts 11 but a total of four segment shafts 11 having.

In jeden Segmentschacht 11 können gemäß der vorliegenden Abbildung insgesamt zwei Energiespeichereinheiten 1 in Reihe angeordnet werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Segmentschächte 11 eine größere Dimensionierung aufweisen, um somit mehr als zwei Energiespeichereinheiten 1, wie beispielsweise drei, vier oder mehr Energiespeichereinheiten 1 anordnen zu können.In every segment slot 11 According to the present figure, a total of two energy storage units can be used 1 be arranged in series. However, it is also conceivable that the segment shafts 11 have a larger sizing, thus more than two energy storage units 1 such as three, four or more energy storage units 1 to be able to order.

Gemäß der 3b sind nicht alle vier Segmentschächte 11 mit entsprechenden Energiespeichereinheiten 1 bestückt, so dass nur zwei Segmentschächte 11 jeweils insgesamt zwei Energiespeichereinheiten 1 aufweisen, da das Fahrzeug beispielsweise aufgrund aktueller Belastungssituationen nicht mehr elektrischer Energie bedarf.According to the 3b are not all four segment shafts 11 with corresponding energy storage units 1 stocked, leaving only two segment shafts 11 in each case a total of two energy storage units 1 have, because the vehicle, for example, due to current load situations no longer requires electrical energy.

Jedoch können die noch nicht mit Energiespeichereinheiten 1 belegten Segmentschächte 11 bei einem höheren Energiebedarf des Verbrauchers des Fahrzeuges mit zusätzlichen Energiespeichereinheiten 1 ausgestattet werden, welche dann wie oben beschrieben, parallel, in Reihe oder Parallel und in Reihe zueinander geschaltet werden können, je nachdem welche Leistung das Fahrzeug bzw. dessen Verbraucher bzw. dessen Elektromotor aufbringen soll.However, those still can not do with energy storage units 1 occupied segment shafts 11 at a higher energy demand of the consumer of the vehicle with additional energy storage units 1 be equipped, which then as described above, can be connected in parallel, in series or in parallel and in series with each other, depending on what power the vehicle or its consumer or its electric motor is to apply.

Eine Prinzipskizze einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses 10 ist in der 3c gezeigt, welche insgesamt sieben Segmentschächte 11 aufweist, wobei zwei Segmentschächte 11 oberhalb der anderen fünf Segmentschächte 11 angeordnet sind. Demzufolge weist das Energiespeichereinheitengehäuse 10 zwei Ebenen auf. Die Anordnung und die Länge der Segmentschächte hängt zum einen von dem Aufbau des Fahrzeuges ab, so dass sich die Konstruktion des Energiespeichereinheitengehäuses 10 an die Konstruktion des Fahrzeuges bzw. des Fahrzeugbodens (beides hier nicht gezeigt) anpasst. Die Anzahl der Segmentschächte 11 und deren Längenausbildung wird bestimmt durch die maximal zur Verfügung stellbare Energie aus Energiespeichereinheiten (hier nicht gezeigt), mittels denen das Fahrzeug und insbesondere dessen Elektromotor betrieben werden kann, ohne dass dieser beispielsweise überhitzt wird.A schematic diagram of a third embodiment of the energy storage unit housing according to the invention 10 is in the 3c shown a total of seven segment shafts 11 has, wherein two segment shafts 11 above the other five segment shafts 11 are arranged. Consequently, the energy storage unit housing has 10 two levels up. The arrangement and the length of the segment shafts depends on the one hand on the structure of the vehicle, so that the construction of the energy storage unit housing 10 to the construction of the vehicle or the vehicle floor (both not shown here) adapts. The number of segment slots 11 and their length training is determined by the maximum available energy from energy storage units (not shown here), by means of which the vehicle and in particular its electric motor can be operated without this example being overheated.

Gemäß der 3c weisen die Segmentschächte 11 eine Länge für die Anordnung von insgesamt drei in Reihe angeordneter Energiespeichereinheiten auf.According to the 3c assign the segment shafts 11 a length for the arrangement of a total of three energy storage units arranged in series.

Die 3d zeigt eine Prinzipskizze einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses 10; welches insgesamt ca. zehn Segmentschächte 11 aufweist, wobei einzelne Segmentschächte 11 auch schräg zu anderen Segmentschächten 11 angeordnet sein können.The 3d shows a schematic diagram of a fourth embodiment of the energy storage unit housing according to the invention 10 ; which in total about ten segment shafts 11 having individual segment shafts 11 also oblique to other segment shafts 11 can be arranged.

Wie oben bereits erwähnt, hängt der konstruktive Aufbau des Energiespeichereinheitengehäuses 10 von dem Aufbau des Fahrzeuges ab, an welchem das Energiespeichereinheitengehäuse 10 angebracht wird, so dass das Energiespeichereinheitengehäuse 10 möglichst wenig Platz am bzw. im Fahrzeug einnimmt und gleichzeitig eine möglichst große Anzahl an Energiespeichereinheiten 1 aufnehmen kann.As mentioned above, the structural design of the energy storage unit housing depends 10 from the structure of the vehicle on which the energy storage unit housing 10 is attached so that the energy storage unit housing 10 takes up as little space on or in the vehicle and at the same time the largest possible number of energy storage units 1 can record.

Das segmentierte Energiespeichereinheitengehäuse 10 ist in jeden Falle möglichst einfach gestaltet und weist wenig bis gar keine elektrischen Komponenten auf, so dass im Bedarfsfall nicht nur die einzelnen Energiespeichereinheiten, sondern auch das gesamte Energiespeichereinheitengehäuse ausgetauscht werden kann.The segmented energy storage unit housing 10 is designed in each case as simple as possible and has little to no electrical components, so that not only the individual energy storage units, but also the entire energy storage unit housing can be replaced if necessary.

Die 4a zeigt eine Prinzipskizze einer möglichen Anordnung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses 10 in einem Personenwagen P. Das Energiespeichereinheitengehäuse 10 weist hierbei vorzugsweise zwei Segmentschächte 11 auf, in welchen jeweils zwei Energiespeichereinheiten (hier nicht gezeigt) angeordnet sein können. Die Anordnung des Energiespeichereinheitengehäuses 10 ist vorzugsweise im bzw. am Fahrzeugbodenbereich des Personenfahrzeuges P und dabei bevorzugt auf der Außenseite des Fahrzeugbodens des Personenfahrzeuges P, um das Energiespeichereinheitengehäuse 10 bzw. die in dem Energiespeichereinheitengehäuse 10 angeordneten Energiespeichereinheiten schnell auswechseln zu können.The 4a shows a schematic diagram of a possible arrangement of an embodiment of the energy storage unit housing according to the invention 10 in a passenger car P. The energy storage unit housing 10 in this case preferably has two segment shafts 11 in which in each case two energy storage units (not shown here) may be arranged. The arrangement of the energy storage unit housing 10 is preferably in or on the vehicle floor area of the passenger vehicle P and thereby preferably on the outside of the vehicle floor of the passenger vehicle P, to the energy storage unit housing 10 or in the energy storage unit housing 10 arranged energy storage units to replace quickly.

Eine Prinzipskizze einer möglichen Anordnung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses 10 in bzw. an beispielsweise einem Transportwagen T bzw. einem Transportfahrzeug T ist in der 4b dargestellt, wobei das hier gezeigte Energiespeichereinheitengehäuse 10 mindestens vier Segmentschächte 11 zur Anordnung von jeweils drei Energiespeichereinheiten (hier nicht gezeigt) aufweist, um folglich mehr Energie für den Elektromotor oder die Elektromotoren (hier nicht gezeigt) des Transportfahrzeuges T bzw. des Transportwagens T bereitstellen zu können.A schematic diagram of a possible arrangement of an embodiment of the energy storage unit housing according to the invention 10 in or on, for example, a trolley T or a transport vehicle T is in the 4b shown, wherein the energy storage unit housing shown here 10 at least four segment shafts 11 for the arrangement of three energy storage units (not shown here), thus more Energy for the electric motor or electric motors (not shown here) to provide the transport vehicle T and the trolley T can.

In der 4c ist zudem eine Prinzipskizze einer möglichen Anordnung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses 10 in einem Lastkraftwagen L gezeigt, wobei das Energiespeichereinheitengehäuse 10 hierbei insgesamt 10 Segmentschächte zur Anordnung von jeweils zwei oder drei Energiespeichereinheiten (hier nicht gezeigt) zur Bereitstellung einer ausreichenden Energiemenge zur Verfügung stellt.In the 4c is also a schematic diagram of a possible arrangement of an embodiment of the energy storage unit housing according to the invention 10 shown in a truck L, wherein the energy storage unit housing 10 Here, a total of 10 segment shafts for the arrangement of two or three energy storage units (not shown here) to provide a sufficient amount of energy available.

Gemäß der 4d, welche eine Prinzipskizze einer möglichen Anordnung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses 10 an einem Bereich eines Fahrzeuges F, welches hierbei nur schemenhaft dargestellt ist, zeigt, wird das Energiespeichereinheitengehäuse 10 vorzugsweise am Fahrzeugbodenbereich 20 des Fahrzeuges F angeordnet, um ein unkompliziertes und schnelles Auswechseln des Energiespeichereinheitengehäuses 10 oder der in dem Energiespeichereinheitengehäuse 10 angeordneten Energiespeichereinheiten (hier nicht gezeigt) zu ermöglichen.According to the 4d which is a schematic diagram of a possible arrangement of an embodiment of the energy storage unit housing according to the invention 10 at a portion of a vehicle F, which is here shown only schematically, shows, the energy storage unit housing 10 preferably on the vehicle floor area 20 of the vehicle F arranged to an uncomplicated and quick replacement of the energy storage unit housing 10 or in the energy storage unit housing 10 arranged energy storage units (not shown here) to allow.

Das Energiespeichereinheitengehäuse 10 zeigt zudem einen Entriegelungsmechanismus 21, welcher vorzugsweise standardisiert ist sowie eine Vielzahl von statischen Ankerpunkten 22 (bevorzugt vier statische Ankerpunkte 22), in welche eine später noch genauer beschriebene Entnahmevorrichtung einer Wechselstation eingreift, um das Energiespeichereinheitengehäuse vom Fahrzeug entriegeln und entnehmen zu können.The energy storage unit housing 10 also shows a release mechanism 21 which is preferably standardized and a plurality of static anchor points 22 (prefers four static anchor points 22 ), in which a removal device of a change station, which will be described in more detail later, engages in order to be able to unlock and remove the energy storage unit housing from the vehicle.

Es ist jedoch auch denkbar, dass die Energiespeichereinheiten ohne Energiespeichereinheitengehäuse 10 an dem Fahrzeugbodenbereich 20 des Fahrzeuges F angeordnet sein können und damit lediglich auf einer Art Blech bzw. Schutzblech angelagert sind. Oder die Energiespeichereinheiten sind einzeln über entsprechende Haltemittel am Fahrzeugbodenbereich angeklemmt. Auf eine definierte Ausführungsform soll hier verzichtet werden.However, it is also conceivable that the energy storage units without energy storage unit housing 10 at the vehicle floor area 20 of the vehicle F can be arranged and thus are attached only on a kind of sheet metal or mudguard. Or the energy storage units are individually connected via corresponding holding means on the vehicle floor area. In a defined embodiment will be omitted here.

Die 5 zeigt in einer Draufsicht eine Prinzipskizze zur Verriegelung einer Ausführungsform der Energiespeichereinheit 1 in bzw. mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses (hier nicht direkt gezeigt).The 5 shows in a plan view a schematic diagram for locking an embodiment of the energy storage unit 1 in or with an embodiment of an energy storage unit housing according to the invention (not directly shown here).

Da es möglich ist, dass die einzelnen Energiespeichereinheiten 1 von dem Verbraucher vorzugsweise nicht gleichzeitig, sondern nacheinander entladen bzw. je nach Wunsch bzw. Leistungsanforderung des Verbrauchers entladen werden, können die einzelnen Segmentschächte (hier nicht gezeigt) des Energiespeichereinheitengehäuses (hier nicht gezeigt) ein Schienensystem 30 bzw. eine Andockschiene 30 aufweisen. Diese Schiene 30 ist vorzugsweise an der oberen Seite eines Segmentschachtes angeordnet und erstreckt sich damit von dem Eingang des Segmentschachtes bis zu dessen Ausgang bzw. von dem einen Ende zu dem anderen Ende des Segmentschachtes und dient bevorzugt u. a. zur mechanischen Verriegelung der in das Energiespeichereinheitengehäuse eingebrachten Energiespeichereinheiten 1.Because it is possible that the individual energy storage units 1 Preferably, the load is not discharged simultaneously by the consumer, but discharged one after the other, or discharged as desired by the consumer. The individual segment wells (not shown here) of the energy storage unit housing (not shown here) may be a rail system 30 or a docking rail 30 exhibit. This rail 30 is preferably arranged on the upper side of a segment shaft and thus extends from the entrance of the segment shaft to its output or from one end to the other end of the segment slot and is preferably used inter alia for mechanical locking of introduced into the energy storage unit housing energy storage units 1 ,

D. h. die Energiespeichereinheiten 1, welche eine nutförmige, vorzugsweise mittig der oberen Seite verlaufende Aussparung aufweisen, werden derart in den Segmentschacht des Energiespeichereinheitengehäuses eingeschoben, dass die Schiene 30 des Segmentschachtes in die nutförmige Aussparung der Energiespeichereinheit 1 eingreifen kann.Ie. the energy storage units 1 , which have a groove-shaped, preferably centrally extending the upper side recess, are inserted into the segment slot of the energy storage unit housing such that the rail 30 of the segment shaft in the groove-shaped recess of the energy storage unit 1 can intervene.

Die mechanische Verriegelung wird vorzugsweise durch die Wechselstation (hier nicht gezeigt) durchgeführt, so dass die Mechanik bzw. die Anordnungsanzahl von mechanisch wirkenden Elementen am bzw. in der Energiespeichereinheit so gering wie möglich gehalten werden kann, um eine kostenintensive Herstellung der Energiespeichereinheiten zu vermeiden sowie den Innenraum der Energiespeichereinheiten zur Speicherung der elektrischen Energie zu erhalten.The mechanical locking is preferably carried out by the change station (not shown here), so that the mechanics or the number of arrangement of mechanically acting elements on or in the energy storage unit can be kept as low as possible in order to avoid expensive production of the energy storage units and To obtain the interior of the energy storage units for storing the electrical energy.

Die Verriegelung selbst wird durch die Aktivierung eines Magnetschalters 33, welcher an der bzw. in der Energiespeichereinheit angeordnet ist, ausgelöst. Die Aktivierung und/oder. Deaktivierung des Magnetschalters kann dabei durch eine Eingabe einer entsprechenden TAN, beispielsweise durch den Fahrzeughalter in eine entsprechende Eingabegerät, welches mit einer Steuereinheit zur Aktivierung und Deaktivierung des Magnetschalters verbunden ist oder durch die Übertragung definierte Datensignale an diese Steuereinheit von einer dafür autorisierten Übertragungseinheit, wie z. der Wechselstation selbst, ausgelöst werden.The lock itself is activated by the activation of a magnetic switch 33 , which is arranged on or in the energy storage unit triggered. Activation and / or. Deactivation of the magnetic switch can be achieved by an input of a corresponding TAN, for example by the vehicle owner in a corresponding input device which is connected to a control unit for activating and deactivating the magnetic switch or by the transmission defined data signals to this control unit from an authorized transmission unit such , the change station itself, are triggered.

Bei einer Aktivierung des Magnetschalters 33, welcher vorzugsweise nur aktiviert wird, wenn die beispielsweise eingegeben TAN nicht korrekt oder für die Wechselstation nicht passend ist oder eine Entnahme des Energiespeichereinheitengehäuses bzw. der einzelnen Energiespeichereinheiten nicht erwünscht ist (Diebstahl) wird u. a. beispielsweise ein Verriegelungsdorn 31 derart aktiviert, dass eine Bewegung der jeweiligen Energiespeichereinheit 1 nicht mehr möglich ist. D. h. der Verriegelungsdorn 31 verbleibt in einer ausgefahrenen und in einer entsprechenden Ausnehmung der Energiespeichereinheit eingreifenden Position. Über eine Welle 33 kann ein darauf angeordnetes bzw. befestigtes Zahnrad 34 derart gedreht werden, dass eine gezahnte Schiene 35 bzw. eine Zahnschiene 35, welche an einem Verbindungselement 36 angeordnet ist, vorzugsweise in translatorischer Richtung bewegt wird, so dass sich das Verbindungselement 36 ebenfalls in translatorischer Richtung bewegt, um die Anschlüsse der stromführenden Leitungen (hier nicht gezeigt) und den Anschluss der Datenleitung (hier nicht gezeigt) der Energiespeichereinheit mit dem Verbindungselement 36 zu verbinden, um eine Übertragung der elektrischen Energie an den Verbraucher bzw. des Datenstromes an die zentrale Steuereinrichtung herstellen zu können.Upon activation of the magnetic switch 33 , which is preferably activated only when the example entered TAN is not correct or not suitable for the change station or a removal of the energy storage unit housing or the individual energy storage units is not desirable (theft), inter alia, for example, a locking mandrel 31 activated such that a movement of the respective energy storage unit 1 is no longer possible. Ie. the locking mandrel 31 remains in an extended and engaging in a corresponding recess of the energy storage unit position. About a wave 33 may be a gear mounted thereon 34 be turned so that a toothed rail 35 or a dental splint 35 , which on a connecting element 36 is arranged, preferably in translational direction is moved, so that the connecting element 36 also moved in the translational direction to the terminals of the current-carrying lines (not shown here) and the connection of the data line (not shown here) of the energy storage unit with the connecting element 36 connect in order to produce a transfer of electrical energy to the consumer or the data stream to the central control device can.

Vorzugsweise ist an diesem Verbindungselement 36 auch der Verriegelungsdorn 31 angeordnet, welcher sich folglich bei einer translatorischen Bewegung des Verbindungselementes 36 ebenfalls vorzugsweise translatorisch bewegt, um derart an bzw. in Bereiche der Energiespeichereinheit einzugreifen, so dass die Energiespeichereinheit nicht mehr entnommen werden kann.Preferably, at this connection element 36 also the locking pin 31 arranged, which consequently in a translational movement of the connecting element 36 likewise preferably moved in a translatory manner in order to intervene in or in areas of the energy storage unit such that the energy storage unit can no longer be removed.

Der Magnetschalter 33 selbst kann nun bei einer Aktivierung desselben in eine Ausnehmung der Welle 32 eingreifen und diese derart arretieren, dass eine Drehbewegung der Welle um ihre zentrische Achse nicht mehr möglich ist. Demnach wäre auch keine Bewegung des Verbindungselementes 36 und/oder des Verriegelungsdorns 31 mehr möglich.The magnetic switch 33 itself can now be in an activation of the same in a recess of the shaft 32 engage and lock them in such a way that a rotational movement of the shaft about its central axis is no longer possible. Accordingly, there would be no movement of the connecting element 36 and / or the locking mandrel 31 more is possible.

Ein ähnlicher bzw. vergleichbarer Verriegelungsmechanismus findet sich auch an der Außenseite des Energiespeichereinheitengehäuses, um dieses folglich mit dem Fahrzeugboden des Fahrzeuges zu verriegeln.A similar locking mechanism is also found on the outside of the energy storage unit housing to consequently lock it to the vehicle floor of the vehicle.

Zudem kann das Schienensystem 30 selbst noch zur Kabelführung von z. B. stromführenden Leitungen und/oder der Datenleitung dienen.In addition, the rail system 30 even to the cable management of z. B. live lines and / or the data line serve.

Zur Veranschaulichung des Entriegelungsmechanismus wird in der 6 eine Prinzipskizze einer Ausführungsform der Entriegelungswelle 32 mit dem entsprechend angeordneten Magnetschalter 33 gezeigt. D. h. wird der Magnetschalter aktiviert dringt dieser in eine definierte Aussparung bzw. einen Durchgang in der Welle 32 ein, durch welche diese derart arretiert wird, dass eine Bewegung der Energiespeichereinheit nicht mehr möglich ist. Die Welle 32 ist dabei entweder ein Bestandteil der Schiene 30, wenn der Magnetschalter ein Bestandteil der Energiespeichereinheit ist oder umgekehrt.To illustrate the unlocking mechanism is in the 6 a schematic diagram of an embodiment of the Entriegelungswelle 32 with the correspondingly arranged magnetic switch 33 shown. Ie. If the magnetic switch is activated, it penetrates into a defined recess or passage in the shaft 32 a, by which this is locked so that a movement of the energy storage unit is no longer possible. The wave 32 is either a component of the rail 30 if the magnetic switch is part of the energy storage unit or vice versa.

Zudem zeigt die 7 eine Prinzipskizze einer Ausführungsform des Entriegelungsmechanismus, durch welchen es ermöglicht wird; eine definierte Anzahl von Energiespeichereinheiten aus dem Energiespeichereinheitengehäuse entnehmen zu können.In addition, the shows 7 a schematic diagram of an embodiment of the release mechanism, by which it is made possible; To be able to remove a defined number of energy storage units from the energy storage unit housing.

Wird der Öffnungsmechanismus 37 beispielsweise von einem Entnahmeroboterarm bei einer geplanten Entnahme einer Energiespeichereinheit aus dem Energiespeichereinheitengehäuse bis zur Position 1 gedreht, so erfolgt auch eine Entriegelung der ersten äußeren Energiespeichereinheit 1 aufgrund einer. einer Drehung der Welle 32, welche dann wie oben beschrieben das Verbindungselement mit dem Verriegelungsdorn derart bewegt, dass der Verriegelungsdorn nicht mehr in einen entsprechenden Bereich der Energiespeichereinheit eingreift, so dass diese entnommen werden kann. Wird dagegen der Öffnungsmechanismus 37 bis zur Position 2 gedreht erfolgt beispielsweise eine Aktivierung einer ersten und einer zweiten Welle 32 derart, dass die zweite Energiespeichereinheit 1 entriegelt, jedoch die erste Energiespeichereinheit 1 wieder mit der zweiten Energiespeichereinheit 1 verriegelt wird, so dass nun die erste und die zweite Energiespeichereinheit 1 gemeinsam entnommen werden können. Wird der Öffnungsmechanismus 37 nun jedoch zur Position 3 bewegt, wird die dritte Energiespeichereinheit 1 entriegelt und die erste und die zweite Energiespeichereinheit 1 werden vorzugsweise mit der dritten verriegelt, so dass alle drei Energiespeichereinheiten aus dem Energiespeichereinheitengehäuse entnommen werden können usw.Will the opening mechanism 37 for example, by a removal robot arm in a planned removal of an energy storage unit from the energy storage unit housing to the position 1 rotated, there is also a release of the first outer energy storage unit 1 because of a. a rotation of the shaft 32 which then, as described above, moves the connecting element with the locking mandrel such that the locking mandrel no longer engages in a corresponding region of the energy storage unit so that it can be removed. Will, however, the opening mechanism 37 to the position 2 rotated, for example, an activation of a first and a second wave 32 such that the second energy storage unit 1 unlocked, but the first energy storage unit 1 again with the second energy storage unit 1 is locked, so now the first and the second energy storage unit 1 can be taken together. Will the opening mechanism 37 now, however, to the position 3 moves, becomes the third energy storage unit 1 unlocked and the first and the second energy storage unit 1 are preferably locked to the third, so that all three energy storage units can be removed from the energy storage unit housing, etc.

Der ihn der 7 gezeigte Mechanismus 37 ermöglicht somit die Entnahme von bis zu drei in einem Segmentschacht des Energiespeichereinheitengehäuses angeordneten Energiespeichereinheiten 1. Sollten jedoch mehr als drei Energiespeichereinheiten 1 entnommen werden müssen, weist der Öffnungsmechanismus 37 eine dementsprechende Anzahl von Positionen auf.The him the 7 shown mechanism 37 thus allows the removal of up to three arranged in a segment shaft of the energy storage unit housing energy storage units 1 , However, should more than three energy storage units 1 must be removed, the opening mechanism 37 a corresponding number of positions.

In der 8 ist eine Prinzipskizze eines Bereiches einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wechselstation 40 gezeigt.In the 8th is a schematic diagram of a portion of an embodiment of the changing station according to the invention 40 shown.

Eine Wechselstation dient zum Auswechseln von Energiespeichereinheiten 1 bzw. von Energiespeichereinheitengehäusen 10 an einem elektrisch betriebenen bzw. antreibbaren Fahrzeug, welches in die Wechselstation bzw. einen entsprechenden Bereich der Wechselstation einfährt, wobei dann über beispielsweise Sensoren im Boden der entsprechende Fahrzeug- und/oder Energiespeichereinheitengehäuse-Typ ausgelesen wird, um eine Analyse der Fahrzeug- und/oder Energiespeichereinheitengehäuse-Daten durchführen zu können. Durch derartige Analysen können beispielsweise u. a. Besitz- und/oder Mietverhältnisse der Energiespeichereinheiten bzw. des Energiespeichereinheitengehäuses geklärt werden.A change station is used to replace energy storage units 1 or energy storage unit housings 10 on an electrically operated or drivable vehicle, which enters the change station or a corresponding area of the change station, in which case the corresponding vehicle and / or energy storage unit housing type is read out via, for example, sensors in the ground in order to carry out an analysis of the vehicle and / or vehicle or to perform energy storage unit housing data. By such analyzes, for example, ownership and / or tenancy of the energy storage units or the energy storage unit housing can be clarified, for example.

Über beispielsweise ein entsprechendes Bedienfeld im Fahrzeug gibt der Fahrzeugführer seine Bestellung, d. h. wie viele Energiespeichereinheiten, welchen Typs, von welchem Hersteller er in sein Energiespeichereinheitengehäuse eingesetzt und folglich angemietet haben möchte, ein. Diese Informationen werden dann beispielsweise via Bluetooth oder RFID an eine Steuereinrichtung der Wechselstation übertragen.For example, via a corresponding control panel in the vehicle, the driver gives his order, ie how many energy storage units, of which type, from which manufacturer he would like to have inserted into his energy storage unit housing and therefore rented. This information is then transmitted, for example, via Bluetooth or RFID to a control device of the changing station.

Dadurch wird die Wechselstation mit der Zusammenstellung der bestellten Energiespeichereinheiten unter Berücksichtigung eines entsprechenden Energiespeichereinheiten-Managements, welches die Ladezyklen, die Wartung der Energiespeichereinheiten sowie z. B. auch die Sekundärnutzung der Energiespeichereinheit in der Ladestation beispielsweise als Zwischenspeicher für regenerative Energien umfasst, veranlasst. D. h., dass z. B. bereits länger in der Wechselstation gelagerte Energiespeichereinheiten eines bestimmten Anbieters bevorzugt ausgegeben werden, insofern diese Energiespeichereinheiten dieses Anbieters verlangt werden.Thereby, the change station with the compilation of the ordered energy storage units, taking into account a corresponding energy storage unit management, the charging cycles, the maintenance of energy storage units and z. B. also causes the secondary use of the energy storage unit in the charging station, for example, as a buffer for regenerative energies, causes. That is, that z. B. stored longer in the exchange station energy storage units of a particular provider may be preferred, insofar as these energy storage units of this provider are required.

Das Fahrzeug wird beispielsweise mittels eines Haltesignals über einen definierten Bodenbereich der Wechselstation, welcher vorzugsweise aus segmentartigen Bereichen zusammengesetzt ist, manövriert und in einer definierten Position zum Halten gebracht, so dass vorzugsweise unterhalb des Fahrzeuges lediglich einzelne Segmente S bzw. Bereiche S der Wechselstation 40, welche bevorzugt direkt unterhalb des Fahrzeuges liegen, geöffnet werden müssen, um ein Auswechseln des Energiespeichereinheitengehäuses bzw. der Energiespeichereinheiten zu ermöglichen.The vehicle is maneuvered, for example, by means of a stop signal over a defined bottom area of the change station, which is preferably composed of segmental areas, and stopped in a defined position, so that preferably only individual segments S or areas S of the change station below the vehicle 40 , which preferably lie directly below the vehicle, must be opened to allow replacement of the energy storage unit housing or the energy storage units.

Diese kettenartigen Segmente S können folglich je nach Bedarf aufgerollt bzw. weggeschält werden, so dass sich ein definierter Bereich öffnet, während die anderen Bereiche begehbar verschlossen bleiben. D. h., dass auch sich öffnende Segmentbereiche S betretbar sind, während diese sich aufrollen bzw. einschälen, aufgrund der Möglichkeit, dass sich der Bodenbereich unter den Füßen der Personen folglich nicht translatorisch bzw. rotatorisch bewegt. So ist es möglich die Energiespeichereinheiten eines jeden Fahrzeuges Wechsel zu können, egal welche Breite und Länge dieses Fahrzeug aufweist und unabhängig davon, wo am Fahrzeugbodenbereich das Energiespeichereinheitengehäuse 10 angeordnet ist.These chain-like segments S can consequently be rolled up or peeled off as required, so that a defined area opens, while the other areas remain passably closed. In other words, opening segment areas S can also be entered while they are being rolled up, owing to the possibility that the floor area under the feet of the persons consequently does not move in a translatory or rotational manner. So it is possible to change the energy storage units of each vehicle, no matter what width and length this vehicle has and regardless of where the vehicle floor area, the energy storage unit housing 10 is arranged.

D. h., dass es möglich ist einzelnen Segmente S zu betreten, während sich andere Segmente S öffnen, um einen Wechselvorgang zu ermöglichen.That is, it is possible to enter individual segments S while other segments S open to allow a change operation.

Dadurch ist es für den Fahrer und auch Fahrgäste des Fahrzeuges möglich das Fahrzeug während des Wechselvorgangs des Energiespeichereinheitengehäuses bzw. der Energiespeichereinheiten zu verlassen.This makes it possible for the driver and passengers of the vehicle to leave the vehicle during the change process of the energy storage unit housing or the energy storage units.

Vorzugsweise wird das Fahrzeug durch eine Niveauregulierung auf einem definierten Abstand zu der Wechselstation bzw. dem Bodenbereich der Wechselstation gehalten, so dass beispielsweise eine Höhendifferenzierung aufgrund des Aus- und Einsteigens von Fahrgästen des Fahrzeuges in das Fahrzeug oder aufgrund der Entnahme oder Anordnung des beladenen Energiespeichereinheitengehäuses 10 den Wechselvorgang nicht negativ beeinflusst.Preferably, the vehicle is held by a level control at a defined distance to the change station or the floor area of the change station, so that, for example, a height differentiation due to the getting in and out of passengers of the vehicle in the vehicle or due to the removal or arrangement of the loaded energy storage unit housing 10 the change process is not negatively affected.

Das Energiespeichereinheitengehäuse 10 wird mit Hilfe einer Entnahmevorrichtung 41 bzw. eines Roboterarmes 41 entnommen, so dass die Entnahmevorrichtung 41 unter das entsprechend zu entnehmende Energiespeichereinheitengehäuse 10 über beispielsweite Gleitschienen oder mittels Rollen etc. bewegt wird, so dass ein Entriegelungsdorn 42, welcher auf einem Entnahmekopf 43 angeordnet ist, derart unter das Energiespeichereinheitengehäuse 10 bewegt werden kann, dass der Entriegelungsdorn 42 sowie Eingriffsmittel 43a in den entsprechenden Entriegelungsmechanismus 21 des Energiespeichereinheitengehäuses 10 eingreifen können, um eine Entriegelung des Energiespeichereinheitengehäuses 10 von dem Fahrzeugboden, beispielsweise durch eine Drehung des Entnahmekopfes 43, zu ermöglichen. D. h., dass bevorzugt die Eingriffsmittel 43a in die Ankerpunkte 22 des Energiespeichereinheitengehäuses eingreifen, während der Entriegelungsdorn 42 in einen Öffnungsmechanismus 21a des Energiespeichereinheitengehäuses 10 eingreift, um dieses vom Fahrzeugboden zu entriegeln.The energy storage unit housing 10 is using a sampling device 41 or a robot arm 41 taken, so that the removal device 41 under the accordingly to be taken out energy storage unit housing 10 is moved over example slides or by means of rollers, etc., so that a Entriegelungsdorn 42 , which on a removal head 43 is arranged so under the energy storage unit housing 10 can be moved, that the release mandrel 42 as well as intervention means 43a in the corresponding unlocking mechanism 21 of the energy storage unit housing 10 can engage to unlock the energy storage unit housing 10 from the vehicle floor, for example by a rotation of the removal head 43 to enable. D. h., That is preferably the engagement means 43a into the anchor points 22 of the energy storage unit housing, while the unlocking mandrel 42 in an opening mechanism 21a of the energy storage unit housing 10 engages to unlock it from the vehicle floor.

Der Entnahmekopf 42 kann über ein entsprechendes Hubsystem 44, welches in Höhenrichtung beliebig justierbar ist, bis an die untere Seite des Energiespeichereinheitengehäuses 10 herangefahren werden, um ein Eingreifen des Entriegelungsdornes 42 in den Entriegelungsmechanismus 21 des Energiespeichereinheitengehäuses 10 zu ermöglichen.The removal head 42 can have a corresponding lifting system 44 , which is arbitrarily adjustable in the height direction, to the lower side of the energy storage unit housing 10 moved up to an intervention of the Entriegelungsdornes 42 in the unlocking mechanism 21 of the energy storage unit housing 10 to enable.

Der Entnahmekopf 43 ist vorzugsweise beweglich über beispielsweise ein entsprechendes Kugelgelenkt (hier nicht gezeigt) gelagert, so dass ein Einführen des Entriegelungsdornes 42 in die Entriegelungseinrichtung 21 des Energiespeichereinheitengehäuses 10 auch bei schräg bzw. geneigt gestellten Fahrzeugen ermöglicht werden kann.The removal head 43 is preferably movable over, for example, a corresponding ball-jointed (not shown here), so that an insertion of the unlocking mandrel 42 in the unlocking device 21 of the energy storage unit housing 10 can also be made possible at oblique or inclined vehicles.

Ist die Entnahme des Energiespeichereinheitengehäuses 10 vom Fahrzeug erfolgt, justiert sich der Entnahmekopf 43 vorzugsweise wieder in seine Gleichgewichtslage, so dass das Kugelgelenk derart versteift wird, dass eine Bewegung des Entnahmekopfes 43 zu dessen zentrischer Achse ausgeschlossen werden kann.Is the removal of the energy storage unit housing 10 From the vehicle, the removal head is adjusted 43 preferably again in its equilibrium position, so that the ball joint is stiffened such that a movement of the removal head 43 can be excluded to the centric axis.

Dann fährt das gesamte Hubsystem 44 mit dem Energiespeichereinheitengehäuse 10 nach unten in Richtung eines Transportschachtes 45a der mindestens zwei Transportschächte 45a, 45b an deren Eingängen jeweils vertikal und horizontal bewegliche Roboterarme 46a, 46b angeordnet sind. Der Roboterarm 46a des ersten Transportschachtes 45a entnimmt die Energiespeichereinheiten aus dem Energiespeichereinheitengehäuse 10 und legt diese auf ein entsprechendes segmentiertes erstes Transportband 52a, welches wiederum die entladenen Energiespeichereinheiten 1 zu einer entsprechenden Ladestation (hier nicht gezeigt) transportiert.Then the entire lifting system drives 44 with the energy storage unit housing 10 to down towards a transport shaft 45a the at least two transport shafts 45a . 45b vertically and horizontally movable robotic arms at their entrances 46a . 46b are arranged. The robot arm 46a of the first transport shaft 45a removes the energy storage units from the energy storage unit housing 10 and places these on a corresponding segmented first conveyor belt 52a which in turn is the discharged energy storage units 1 transported to a corresponding charging station (not shown here).

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist es auch möglich das das gesamte Energiespeichereinheitengehäuse 10 über entsprechende Transportbänder 52a zu einer Ladestation transportiert wird, um dort direkt die entladenen Energiespeichereinheiten abzugeben, mit neuen geladenen Energiespeichereinheiten bestückt zu werden, um über ein anderes Transportband 52b wieder zurück zum Fahrzeug transportiert werden zu können.In another preferred embodiment, it is also possible that the entire energy storage unit housing 10 via appropriate conveyor belts 52a is transported to a charging station, there to deliver directly discharged energy storage units to be equipped with new charged energy storage units to another conveyor belt 52b to be transported back to the vehicle.

Danach fährt das gesamte Hubsystem 44 mit dem vorzugsweise leeren Energiespeichereinheitengehäuse 10 zu einem zweiten Transportschacht 45b mit einem weiteren Roboterarm 46b, welcher die über ein entsprechendes zweites segmentiertes Transportband 52b gelieferten aufgeladenen Energiespeichereinheiten zu dem Fahrzeug bzw. der Entnahmevorrichtung 41 geliefert hat, so dass der Transportarm 46b die aufgeladenen bzw. neuen Energiespeichereinheiten in die Segmentschächte des Energiespeichereinheitengehäuses 10 einsetzen kann.Thereafter, the entire lifting system drives 44 with the preferably empty energy storage unit housing 10 to a second transport shaft 45b with another robot arm 46b , which the over a corresponding second segmented conveyor belt 52b supplied charged energy storage units to the vehicle or the removal device 41 has delivered so that the transport arm 46b the charged or new energy storage units in the segment wells of the energy storage unit housing 10 can use.

Danach bewegt sich das gesamte Hubsystem 44 mit dem neu beladenen Energiespeichereinheitengehäuse 10 wieder in Richtung des Fahrzeuges zurück, um das mit geladenen Energiespeichereinheiten beladene Energiespeichereinheitengehäuse wieder an den Fahrzeugboden des Fahrzeuges zu arretieren bzw. anordnen zu können. Durch die Verriegelung des Energiespeichereinheitengehäuses 10 am Fahrzeugboden wird gleichzeitig auch die Verbindung der stromführenden Leiter sowie der Datenleitung zu dem Fahrzeug bzw. zu dessen entsprechenden Eingängen hergestellt.Thereafter, the entire lifting system moves 44 with the reloaded energy storage unit housing 10 back in the direction of the vehicle to lock the loaded with energy storage units energy storage unit housing back to the vehicle floor of the vehicle or to order. By locking the energy storage unit housing 10 At the same time, the connection of the current-carrying conductors and the data line to the vehicle or to its corresponding inputs is produced on the vehicle floor.

Die 9 zeigt eine Prinzipskizze eines weiteren Bereiches einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wechselstation 40. Hierbei wird deutlich, dass durch einen ersten Transportschacht 45a die aus dem Energiespeichereinheitengehäuse (hier nicht gezeigt) entnommenen Energiespeichereinheiten (hier nicht gezeigt) über ein erstes segmentiertes Transportband 52a bis zu einer Verteileinrichtung 47, welche in Form eines fahrbaren Tablettes bzw. Tisches ausgestaltet sein kann, transportiert werden. Die Verteileinrichtung 47 transportiert die entladenen Energiespeichereinheiten dann bis zu einer Ladestation 50; welche eine Vielzahl von Ladeschächten 51 aufweist, in welche die entladenen Energiespeichereinheiten verteilt eingebracht und geladen werden.The 9 shows a schematic diagram of another area of an embodiment of the changing station according to the invention 40 , Here it becomes clear that through a first transport shaft 45a the energy storage units removed from the energy storage unit housing (not shown here) (not shown here) via a first segmented conveyor belt 52a up to a distribution device 47 , which can be configured in the form of a mobile tablet or table, to be transported. The distribution device 47 then transports the discharged energy storage units to a charging station 50 ; which has a variety of charging slots 51 in which the discharged energy storage units are distributed and loaded.

In den Ladeschächten 51 der Ladestation 50 werden die Energiespeichereinheiten 1 an eine innerhalb des jeweiligen Ladeschachtes 51 verlaufende Ladeschiene (hier nicht gezeigt) angeordnet und über diese Ladeschiene elektrisch leitend verbunden, so dass die einzelnen Energiespeichereinheiten 1 mittels einer externen Stromversorgungseinrichtung (hier nicht gezeigt) geladen werden können.In the charging bays 51 the charging station 50 become the energy storage units 1 to one within the respective charging shaft 51 extending charging rail (not shown here) and electrically conductively connected via this charging rail, so that the individual energy storage units 1 by means of an external power supply device (not shown here) can be loaded.

Die Segmente des segmentierten Transportbandes 52a und 52b stehen für die unterschiedlichen Ebenen des Energiespeichereinheitengehäuses, so dass wenn beispielsweise ein Energiespeichereinheitengehäuse eine Ebene mit drei Segmentschächten zu jeweils zwei Energiespeichereinheiten und eine darüber angeordnete Ebene mit zwei Segmentschächten zu jeweils zwei Energiespeichereinheiten aufweist, auf dem einem ersten Segment des Transportbandes 51a folglich sechs Energiespeichereinheiten und auf dem nachfolgenden zweiten Segment des Transportbandes 52a folglich vier Energiespeichereinheiten abgelegt werden.The segments of the segmented conveyor belt 52a and 52b stand for the different levels of the energy storage unit housing, so that when, for example, an energy storage unit housing has a level with three segment shafts to two energy storage units and a plane arranged above it with two segment shafts to two energy storage units, on a first segment of the conveyor belt 51a thus six energy storage units and on the subsequent second segment of the conveyor belt 52a Consequently, four energy storage units are stored.

Dabei dient eine derartig segmentierte Ablegung entladener Energiespeichereinheiten auf dem Transportband 52a vorzugsweise als Pufferung, um der Verteileinrichtung 47 die Möglichkeit zu geben die entsprechenden Energiespeichereinheiten zu der Ladestation 50 transportieren und in die entsprechenden Ladeschächte 51 einordnen zu können.In this case, a segmented storage of discharged energy storage units on the conveyor belt is used 52a preferably as buffering to the distributor 47 the possibility to give the corresponding energy storage units to the charging station 50 transport and into the appropriate charging slots 51 to be able to classify.

Dagegen dient eine derartige segmentierte Ablegung geladener Energiespeichereinheiten auf dem Transportband 52b beispielsweise zur Unterstützung bzw. Ermöglichung einer definierten Anordnung der Energiespeichereinheiten in das zu bestückende Energiespeichereinheitengehäuse.By contrast, such a segmented deposition of charged energy storage units on the conveyor belt is used 52b For example, to support or enable a defined arrangement of the energy storage units in the energy storage unit housing to be equipped.

Geladene Energiespeichereinheiten werden je nach Bedarf aus der Ladestation 50 bzw. dem Laderegal 50, welches eine Vielzahl von hintereinander angeordneten Energiespeichereinheiten pro Ladeschacht 51 aufnehmen kann, auf der der Eingabeseite gegenüberliegenden Entnahmeseite entnommen und vorzugsweise in eine Verteilerbox 54 übergeben, welche die einzelnen geladenen Energiespeichereinheiten an die entsprechenden Ausgabeschächte 45b bzw. Transportschächte 45b liefert.Charged energy storage units are removed from the charging station as needed 50 or the loading shelf 50 comprising a plurality of successively arranged energy storage units per charging shaft 51 taken on the input side opposite removal side and preferably in a distribution box 54 Pass the individual charged energy storage units to the appropriate output bays 45b or transport shafts 45b supplies.

Dabei werden die geladenen Energiespeichereinheiten bereits derart in die einzelnen Schächte 54a der Verteilerbox 54 eingebracht, wie deren Anordnung auch innerhalb des Energiespeichereinheitengehäuses erfolgen soll.The charged energy storage units are already in such a way in the individual shafts 54a the distribution box 54 introduced as the arrangement is to take place within the energy storage unit housing.

Die Energiespeichereinheiten werden von der Verteilerbox 54 vorzugsweise über ein entsprechend darin angeordnetes Förderband 54b an das entsprechende Transportband 52b übergeben. The energy storage units are from the distribution box 54 preferably via a correspondingly arranged therein conveyor belt 54b to the appropriate conveyor belt 52b to hand over.

Über das entsprechende zweite segmentierte Transportband 52b werden dann die geladenen Energiespeichereinheiten in Richtung des Fahrzeuges transportiert, wo diese wieder in das entsprechende Energiespeichereinheitengehäuse eingesetzt werden.About the corresponding second segmented conveyor belt 52b Then, the charged energy storage units are transported in the direction of the vehicle, where they are used again in the corresponding energy storage unit housing.

Zudem ist es möglich, dass die Wechselstation noch eine zusätzliche zweite Ladestation 50b aufweist, in welcher große Akkumulatoren 60, unterschiedlichster Ausführung und Speicherkapazität geladen werden können, um folglich auch einen Austausch dieser Akkumulatoren zu ermöglichen, im Falle dass Fahrzeuge nicht mit den erfindungsgemäßen Energiespeichereinheiten 1 ausgestatten sind.It is also possible that the changing station has an additional second charging station 50b has, in which large accumulators 60 , Different design and storage capacity can be charged, thus also to allow replacement of these accumulators, in the case that vehicles not with the energy storage units according to the invention 1 are equipped.

In der 10 ist eine Prinzipskizze einer Verteilerbox 54 für Energiespeichereinheiten 1 gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wechselstation (hier nicht gezeigt) dargestellt.In the 10 is a schematic diagram of a distribution box 54 for energy storage units 1 according to an embodiment of the changing station according to the invention (not shown here) shown.

Die Energiespeichereinheiten 1, welche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform entsprechende Anschlüsse für stromleitende Leitungen 4a, 4b und/oder die Datenleitung 5 im Bereich der nutförmigen Ausnehmung 6 aufweisen, werden innerhalb der Verteilerbox 54 an das entsprechende Transportband 52b transportiert.The energy storage units 1 which, according to a preferred embodiment, corresponding connections for current-conducting lines 4a . 4b and / or the data line 5 in the region of the groove-shaped recess 6 be within the Verteilerbox 54 to the appropriate conveyor belt 52b transported.

Eine Entnahmeeinrichtung (hier nicht gezeigt) entnimmt dann die geladenen Energiespeichereinheiten 1 und legt diese derart auf das Transportband 52b ab, dass pro Segment des Transportbandes 52b die entsprechende Anzahl an Energiespeichereinheiten 1 pro Ebene des Energiespeichereinheitengehäuses angeordnet werden. Dazu ist die Verteilerbox 54 vorzugsweise höhenverstellbar, so dass, wenn beispielsweise die in den unteren Schächten 54a angeordneten Energiespeichereinheiten 1 in die erste Ebene des Energiespeichereinheitengehäuses angeordnet werden sollen, die Verteilerbox 54 derart in der Höhe ausgerichtet bzw. ausgefahren ist, dass die Schächte 54a der unteren Reihe im Wesentlichen in der gleichen Ebene, wie das Transportband 52a, liegen, so dass die entsprechenden Energiespeichereinheiten 1 auf dieses übergeben werden können.A removal device (not shown here) then removes the charged energy storage units 1 and places them on the conveyor belt 52b from that per segment of the conveyor belt 52b the corresponding number of energy storage units 1 be arranged per level of the energy storage unit housing. This is the distributor box 54 preferably height adjustable, so that, for example, in the lower shafts 54a arranged energy storage units 1 to be arranged in the first level of the energy storage unit housing, the distribution box 54 aligned or extended in height so that the shafts 54a the bottom row essentially in the same plane as the conveyor belt 52a , lie, leaving the corresponding energy storage units 1 can be transferred to this.

Sollen nun die Energiespeichereinheiten 1, welche für die zweite Ebene des Energiespeichereinheitengehäuses vorgesehen sind auf das Transportband 52b abgelegt werden, dann fährt die Verteilerbox beispielsweise eine Ebene weiter runter (oder hoch, je nachdem wie die Anordnung in der Verteilerbox 54 geregelt ist), so dass die Schächte 54a der zweiten Ebene der Verteilerbox 54 auf der gleichen Ebene zu dem Transportband 52b ausgerichtet sind und nun die Energiespeichereinheiten 1 für die zweite Ebene des Energiespeichereinheitengehäuses auf ein weiteres Segment des Transportbandes 52b übergeben werden können.Shall now the energy storage units 1 , which are provided for the second level of the energy storage unit housing on the conveyor belt 52b For example, the distribution box moves down one level (or high, depending on how the arrangement in the distribution box 54 is regulated), so that the shafts 54a the second level of the distribution box 54 on the same plane to the conveyor belt 52b aligned and now the energy storage units 1 for the second level of the energy storage unit housing on another segment of the conveyor belt 52b can be handed over.

D. h., dass vorzugsweise gemäß den verschiedenen Ebenen des Energiespeichereinheitengehäuses die entsprechenden Energiespeichereinheiten 1 nacheinander auf das Transportband 52b abgelegt werden, so dass die Energiespeichereinheiten 1 einer Ebene auf ein Segment des Transportbandes 52b angeordnet werden.That is, preferably, according to the various levels of the energy storage unit housing, the corresponding energy storage units 1 successively on the conveyor belt 52b be stored so that the energy storage units 1 one level on a segment of the conveyor belt 52b to be ordered.

Vorzugsweise weist jeder Schacht 54a ein eigenes Förderband 54b auf, mittels welchem die Energiespeichereinheiten 1 zu dem segmentierten Transportband 52b transportiert und an dieses übergeben werden. Demnach wäre die Entnahmeeinrichtung ein weiteres Förderband 54b.Preferably, each shaft has 54a a separate conveyor belt 54b on, by means of which the energy storage units 1 to the segmented conveyor belt 52b be transported and passed to this. Accordingly, the removal device would be another conveyor belt 54b ,

Die aus der Verteilerbox 54 entnommenen, geladenen Energiespeichereinheiten 1 werden mittels dem segmentierten Transportband 52b zu dem Energiespeichereinheitengehäuse (hier nicht gezeigt) transportiert und dort mittels eines Roboterarmes (hier nicht gezeigt) in die Segmentschächte des Energiespeichereinheitengehäuses eingebracht bzw. angeordnet. Somit können je nach Erfordernis eine Vielzahl von Energiespeichereinheiten 1 hintereinander oder auch bereits miteinander verbunden auf dem Transportband 52b zu den einzelnen Segmentschächten des Energiespeichereinheitengehäuses transportiert werden.The from the distribution box 54 removed, charged energy storage units 1 be using the segmented conveyor belt 52b transported to the energy storage unit housing (not shown here) and introduced there by means of a robot arm (not shown here) in the segment shafts of the energy storage unit housing or arranged. Thus, as required, a plurality of energy storage units 1 one behind the other or already connected to one another on the conveyor belt 52b transported to the individual segment shafts of the energy storage unit housing.

Dazu befördert vorzugsweise ein Roboterelement bzw. ein Roboterarm (hier nicht gezeigt) die aufgeladenen Energiespeichereinheiten 1 in die entsprechenden Segmentschächte des Energiespeichereinheitengehäuses und verriegelt diese dort.For this purpose, a robot element or a robot arm (not shown here) preferably conveys the charged energy storage units 1 into the corresponding segment shafts of the energy storage unit housing and locks them there.

Die Steuerung der Beladung der Segmentschächte mit den entsprechenden geladenen Energiespeichereinheiten 1 basiert auf der Kommunikation zwischen der Energiespeichereinheit, der Fahrzeugsteuerung, dem Fahrzeugführer und der Ladestationssteuerung.The control of the loading of the segment shafts with the corresponding charged energy storage units 1 based on the communication between the energy storage unit, the vehicle controller, the driver and the charging station controller.

Da die Energiespeichereinheiten 1 aufgrund eines bereits oben aufgeführten Verriegelungsmechanismus mit dem Energiespeichereinheitengehäuse verriegelt sind, kann durch eine definierte Entriegelung einzelner Energiespeichereinheiten eine gezielte Entnahme der Energiespeichereinheiten bewerkstelligt werden.Because the energy storage units 1 can be accomplished by a defined unlocking of individual energy storage units targeted removal of energy storage units due to a locking mechanism already mentioned above with the energy storage unit housing.

Die Entladung der in dem Energiespeichereinheitengehäuse angeordneten Energiespeichereinheiten erfolgt vorzugsweise immer beginnend von der Entnahme-Seite des Energiespeichereinheitengehäuses aus, um bei einem Auswechseln der Energiespeichereinheiten immer die entladenen Energiespeichereinheiten zuerst entnehmen zu können.The discharge of the energy storage units arranged in the energy storage unit housing preferably takes place always starting from the removal side of the energy storage unit housing in order to always be able to remove the discharged energy storage units when the energy storage units are replaced.

Vorzugsweise erfolgt vor dem Wechselvorgang in der beanspruchten Wechselstation eine Reinigung des Unterbodens des Fahrzeuges, um einen Eintrag von Verschmutzungen etc. in das System der Wechselstation weitestgehend ausschließen zu können.Preferably, before the change process in the claimed change station, a cleaning of the underbody of the vehicle in order to exclude an entry of contamination etc. in the system of the change station as far as possible.

Zudem ist es denkbar, dass alternativ oder zusätzlich zu den beanspruchten Energiespeichereinheiten auch sehr große, aus dem Stand der Technik bekannte Akkumulatoren über das gleiche Wechselsystem ausgetauscht werden können.In addition, it is conceivable that as an alternative or in addition to the claimed energy storage units, it is also possible to exchange very large accumulators known from the prior art via the same exchange system.

Auch ist es möglich, dass zudem auch andere Rohstoffe bzw. Materialien zeitglich oder nachfolgend zum Austausch der Energiespeichereinheiten ausgetauscht oder aufgeladen oder befüllt werden können, wie beispielsweise Gase etc. zum Betreiben einer Fahrzeugheizeinrichtung oder ähnlichem.It is also possible that, in addition, other raw materials or materials can be exchanged or charged or filled in time or in order to replace the energy storage units, such as gases etc. for operating a vehicle heating device or the like.

Die Anmelderin behält sich vor sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.The Applicant reserves the right to claim all features disclosed in the application documents as essential to the invention, provided that they are novel individually or in combination with respect to the prior art.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
EnergiespeichereinheitEnergy storage unit
1a1a
erste Energiespeichereinheitfirst energy storage unit
1b1b
zweite Energiespeichereinheitsecond energy storage unit
22
erste Seitefirst page
33
zweite Seitesecond page
3a3a
erste Fläche der zweiten Seitefirst surface of the second side
3b3b
zweite Fläche der zweiten Seitesecond surface of the second side
3c3c
dritte Fläche der zweiten Seitethird surface of the second side
3d3d
vierte Fläche der zweiten Seitefourth surface of the second page
3e3e
fünfte Fläche der zweiten Seitefifth surface of the second side
4a4a
stromführende(r) Leiter/Leitung-Pluspolcurrent-carrying conductor / line plus pole
4b4b
stromführende(r) Leiter/Leitung-Minuspolcurrent-carrying conductor / line negative pole
55
Datenleitungdata line
66
nutförmige Ausnehmunggroove-shaped recess
1010
EnergiespeichereinheitengehäuseEnergy storage unit housing
1111
Segmentschachtsegment shaft
2020
FahrzeugbodenbereichVehicle floor area
2121
Entriegelungsmechanismusunlocking
21a21a
Öffnungsmechanismusopening mechanism
2222
statischer Ankerpunktstatic anchor point
3030
Schienerail
3131
Verriegelungsdornlocking tab
3232
Entriegelungswelleunlocking
3333
Magnetschaltermagnetic switches
3434
Zahnradgear
3535
Zahnschienedental splint
3636
Verbindungselementconnecting element
3737
Öffnungsmechanismusopening mechanism
4040
Wechselstationchanging station
4141
Entnahmevorrichtungremoval device
4242
EntriegelungsdornEntriegelungsdorn
4343
Entnahmekopfremoval head
43a43a
Eingriffsmittelengagement means
4444
HubsystemLifting system
4545
Transportschachttransport shaft
45a45a
erster Transportschachtfirst transport shaft
45b45b
zweiter Transportschachtsecond transport shaft
46a46a
erster Roboterarmfirst robot arm
46b46b
zweiter Roboterarmsecond robot arm
4747
Verteilvorrichtungdistributor
5050
Ladestationcharging station
50b50b
zweite Ladestation für gro0e Akkumulatorensecond charging station for large accumulators
5151
Ladeschachtcharging slot
5252
segmentiertes Transportbandsegmented conveyor belt
52a52a
erstes segmentiertes Transportbandfirst segmented conveyor belt
52b52b
zweites segmentiertes Transportbandsecond segmented conveyor belt
5353
Förderbandconveyor belt
5454
VerteilerboxDistribution
6060
Akkumulatoren – groß (Stand der Technik)Accumulators - large (prior art)
AA
Außenbereich/AußenumgebungOutside / outside environment
FF
Fahrzeugvehicle
K1K1
erster Kopplungsbereichfirst coupling area
K2K2
zweiter Kopplungsbereichsecond coupling area
LL
LastkraftwagenLorry
PP
PersonenwagenPassenger cars
SS
Segmentsegment
TT
TransportwagenDolly

Claims (15)

Energiespeichereinheit zur Bereitstellung von elektrischer Energie für einen mit elektrischer Energie antreibbaren Verbraucher, wie insbesondere einen Elektromotor für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit mindestens einen Kopplungsbereich aufweist, mittels welchem die Energiespeichereinheit mit einer weiteren im Wesentlichen konstruktiv gleichartig aufgebauten zweiten Energiespeichereinheit verbindbar ist, und einen Energieübertragungsbereich, um einen Energiefluss im Wesentlichen von zumindest einer der Energiespeichereinheiten zu dem Verbraucher zu ermöglichen.Energy storage unit for providing electrical energy for a drivable with electrical energy consumers, such as in particular an electric motor for an electrically powered vehicle, characterized in that the energy storage unit has at least one coupling region, by means of which the energy storage unit with another substantially structurally similarly constructed second energy storage unit connectable , and a power transfer area to facilitate power flow substantially from at least one of the energy storage units to the load. Energiespeichereinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit mit der mindestens einen zweiten Energiespeichereinheit in Reihe geschalten ist.Energy storage unit according to claim 1, characterized in that the energy storage unit is connected in series with the at least one second energy storage unit. Energiespeichereinheit gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit mit der mindestens einen zweiten Energiespeichereinheit parallel geschalten ist.Energy storage unit according to one of claims 1 or 2, characterized in that the energy storage unit is connected in parallel with the at least one second energy storage unit. Energiespeichereinheit gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit innerhalb eines im Wesentlichen segmentierten Energiespeichereinheitengehäuses angeordnet ist. Energy storage unit according to one of the preceding claims, characterized in that the energy storage unit is disposed within a substantially segmented energy storage unit housing. Energiespeichereinheit gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit vorzugsweise eine Leistung von 4 bis 15 kw und besonders bevorzugt von 5–10 kW aufweist.Energy storage unit according to one of the preceding claims, characterized in that the energy storage unit preferably has a power of 4 to 15 kw and more preferably of 5-10 kW. Energiespeichereinheit gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit eine im Wesentlichen kubusartige Form aufweist, die an zwei sich im Wesentlichen gegenüberliegenden Seiten im Wesentlichen unterschiedlich zueinander ausgebildete und vorzugsweise konträr zueinander ausgebildete Kopplungsbereiche aufweist.Energy storage unit according to one of the preceding claims, characterized in that the energy storage unit has a substantially cube-like shape having on two substantially opposite sides substantially different from each other and formed preferably opposite to each other formed coupling regions. Energiespeichereinheit gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einen ersten Kopplungsbereich aufweisende erste Seite mindestens drei im Wesentlichen ebene Flächen aufweist, wobei zumindest eine erste der Flächen der ersten Seite im Wesentlichen senkrecht zu den der ersten Seite angrenzenden Seiten ausgerichtet ist.Energy storage unit according to claim 6, characterized in that the first coupling region having a first side at least three substantially planar surfaces, wherein at least a first of the surfaces of the first side is substantially perpendicular to the first side adjacent sides aligned. Energiespeichereinheit gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite und eine dritte Fläche sich im Wesentlichen schräg abfallend von der ersten Fläche in Richtung zu Kanten der ersten Seite hin erstrecken, so dass der erste Kopplungsbereich einen Vorsprung bildet.Energy storage unit according to claim 7, characterized in that a second and a third surface extending substantially obliquely sloping from the first surface towards edges of the first side, so that the first coupling region forms a projection. Energiespeichereinheit gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einen zweiten Kopplungsbereich aufweisende zweite Seite mindestens drei im Wesentlichen ebene Flächen aufweist, wobei zumindest eine erste der Flächen der zweiten Seite im Wesentlichen senkrecht zu den der zweiten Seite angrenzenden Seiten ausgerichtet ist.Energy storage unit according to one of claims 6 to 8, characterized in that the second coupling region having a second side at least three substantially planar surfaces, wherein at least a first of the surfaces of the second side is substantially perpendicular to the second side adjacent sides aligned. Energiespeichereinheit gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite und dritte Fläche sich im Wesentlichen schräg ansteigend von der ersten Fläche in Richtung zu Kanten der zweiten Seite hin erstrecken, so dass der zweite Kopplungsbereich eine Ausnehmung bildet.Energy storage unit according to claim 9, characterized in that a second and third surface extending substantially obliquely rising from the first surface toward edges of the second side, so that the second coupling region forms a recess. Energiespeichereinheit gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere dritte Seite der Energiespeichereinheit eine nutenartige Ausnehmung aufweist, welche sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der dritten Seite von der Kante der ersten Seite bis zur Kante der zweiten Seite erstreckt.Energy storage unit according to one of the preceding claims, characterized in that a further third side of the energy storage unit has a groove-like recess which extends over substantially the entire length of the third side from the edge of the first side to the edge of the second side. Energiespeichereinheit gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieübertragungsbereich zur Übertragung von elektrischer Energie und/oder Datenströmen im Bereich der nutenartigen Ausnehmung angeordnet ist.Energy storage unit according to claim 11, characterized in that the energy transfer area is arranged for transmitting electrical energy and / or data streams in the region of the groove-like recess. Energiespeichereinheitengehäuse mit mindestens einem Segmentschacht zur Aufnahme, Anordnung und Arretierung von mindestens einer Energiespeichereinheit gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Energiespeichereinheitengehäuse entnehmbar an dem Fahrzeug angeordnet ist.Energy storage unit housing having at least one segment slot for receiving, arrangement and locking of at least one energy storage unit according to one of the preceding claims, wherein the energy storage unit housing is removably mounted on the vehicle. Energiespeichereinheitengehäuse gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Segmentschacht eine im Wesentlichen viereckige Querschnittsform aufweist, wobei mindestens eine im Wesentlichen innenliegende Seite ein Arretierungsmittel zum mechanischen Arretieren der Energiespeichereinheit mit dem Energiespeichereinheitengehäuse aufweist.Energy storage unit housing according to claim 13, characterized in that the segment slot has a substantially quadrangular cross-sectional shape, wherein at least one substantially inner side has a locking means for mechanically locking the energy storage unit with the energy storage unit housing. Wechselstation zum Austausch von Energiespeichereinheiten gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselstation im Wesentlichen entladene Energiespeichereinheiten aus einem Energiespeichereinheitengehäuse entnimmt und/oder im Wesentlichen geladene bzw. neue Energiespeichereinheiten in das Energiespeichereinheitengehäuse anordnet.Changeover station for exchanging energy storage units according to one of the preceding claims, characterized in that the change station removes substantially discharged energy storage units from an energy storage unit housing and / or arranges substantially charged or new energy storage units in the energy storage unit housing.
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