DE202011103341U1

DE202011103341U1 - Energiespeichereinheit, Energiespeichereinheitengehäuse und Wechselstation für Energiespeichereinheiten

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Publication number: DE202011103341U1
Application number: DE202011103341U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2011-11-10
Anticipated expiration: 2021-07-15
Also published as: DE202011003345U1

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.

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.
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.
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.
Zudem weisen derartige elektrisch betriebene Fahrzeuge hohe Anschaffungskosten auf, unter andere aufgrund der hohen Herstellungskosten derartiger zumeist konstruktiv individuell für das Fahrzeug entwickelte in das Fahrzeug eingebaute 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.
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.
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.
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.
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.
Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung mittels einer Energiespeichereinheit, einem Energiespeichereinheitengehäuse sowie einer Wechselstation gemäß den Ansprüchen 1, 12 und 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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
Vorteilhaft bildet die Energiespeichereinheit allein oder in Kombination bzw. Verbindung mit eher 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Vorzugsweise gibt jede Energiespeichereinheit eine elektrische Energie bzw. Leistung zwischen 4 bis 15 kWh und besonders bevorzugt zwischen 5 bis 10 kWh ab, so dass es beispielsweise Energiespeichereinheiten mit einer elektrischen Energie von auch 5,5 kWh gibt. Die erfindungsgemäße Energiespeichereinheit soll hierbei nicht auf die von ihr maximal zur Verfügung stellbaren Leistung eingeschränkt werden.
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.
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.
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.
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.
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.
Das zweite Kopplungspaar dient folglich lediglich zur Arretierung bzw. Anordnung einer weiteren Energiespeichereinheit.
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.
Demnach ist der Energieübertragungsbereich vorzugsweise im Bereich der nutartigen Ausnehmung angeordnet.
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.
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.
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.
Die Kanten der Energiespeichereinheit bzw. der Seiten bzw. Flächen der Energiespeichereinheit sind vorzugsweise auch abgerundet bzw. abgeschrägt.
Der erste Kopplungsbereich ist also folglich wie eine Art Nase, d. h. wie ein Eingriffsmittel zum Eingreifen in das entsprechende Gegenstück ausgebildet.
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.
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.
So ist es auch denkbar, dass sich eine vierte und eine fünfte Fläche ebenfalls in Richtung zu den Kanten der zweiten Seite hin erstrecken.
Folglich bildet der zweite Kopplungsbereich eine Aussparung, in welche der erste Kopplungsbereich eingreifen kann bzw. eingeschoben werden kann.
Demnach ist der zweite Kopplungsbereich das Pendent, d. h. das Gegenstück zu dem ersten Kopplungsbereich der Energiespeichereinheit.
Die Geometrie bzw. Ausgestaltung der Kopplungsbereiche soll hier nicht auf eine definierte Form eingeschränkt werden, so dass auch andere Ausgestaltungen möglich sind.
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.
Diese nutförmige Ausnehmung ist vorzugsweise mittig der Seite angeordnet.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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 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.
In den Figuren zeigen:
1 eine Prinzipskizze einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energiespeichereinheit;
2 eine Prinzipskizze über eine mögliche Anordnung von zwei Ausführungsformen einer erfindungsmäßen Energiespeichereinheit;
3a eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses;
3b eine Prinzipskizze einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses;
3c eine Prinzipskizze einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses;
3d eine Prinzipskizze einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses;
4a eine Prinzipskizze einer möglichen Anordnung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses in einem Personenwagen;
4b eine Prinzipskizze einer möglichen Anordnung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses in einem Transportwagen;
4c eine Prinzipskizze einer möglichen Anordnung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses in einem Lastkraftwagen;
4d eine Prinzipskizze einer möglichen Anordnung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses an einem Bereich eines Fahrzeuges;
5 eine Prinzipskizze zur Verriegelung einer Ausführungsform des Energiespeichereinheit in bzw. mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichereinheitengehäuses;
6 eine Prinzipskizze einer Ausführungsform der Entriegelungswelle;
7 eine Prinzipskizze einer Ausführungsform des Entriegelungsmechanismus;
8 eine Prinzipskizze eines Bereiches einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wechselstation;
9 eine Prinzipskizze eines weiteren Bereiches einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wechselstation;
10 eine Prinzipskizze eines Aufladebereiches für Energiespeichereinheiten gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wechselstation.
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.
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.
Eine Massenproduktion derartiger standardisierter Energiespeichereinheiten 1 führt zudem zur Senkung der Produktionskosten.
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 konnten 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.
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.
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.
Diese Ausführungsform der Energiespeichereinheiten 1 wird vorzugsweise verwendet, wenn die Energiespeichereinheiten 1 nicht innerhalb eines segmentierten Energiespeichereinheitengehäuses (hier nicht gezeigt) angeordnet werden.
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.
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.
Gibt jede Energiespeichereinheit 1 beispielsweise eine elektrische Energie bzw. Leistung von ca. 5,5 kWh ab, so stehen dem Fahrzeug nun entweder viermal 5,5 kWh, zweimal 11 kWh oder auch einmal 22 kWh 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 kWh Leistung bzw. Energie 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.
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.
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 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.
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.
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.
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.
Gemäß der 3c weisen die Segmentschächte 11 eine Länge für die Anordnung von insgesamt drei in Reihe angeordneter Energiespeichereinheiten auf.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Ein ähnlicher bzw. vergleichbarer Verriegelungsmechanismus findet sich auch an der Außenseite des Energiespeichereinheitengehäuses, um dieses folglich mit dem Fahrzeugboden des Fahrzeuges zu verriegeln.
Zudem kann das Schienensystem 30 selbst noch zur Kabelführung von z. B. stromführenden Leitungen und/oder der Datenleitung dienen.
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.
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.
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.
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.
In der 8 ist eine Prinzipskizze eines Bereiches einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wechselstation 40 gezeigt.
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.
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.
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.
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.
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.
D. h., dass es möglich ist einzelnen Segmente S zu betreten, während sich andere Segmente S öffnen, um einen Wechselvorgang zu ermöglichen.
Dadurch ist es für den Fahrer und auch Fahrgäste des Fahrzeuges möglich das Fahrzeug während des Wechselvorgangs des Energiespeichereinheitengehäuses bzw. der Energiespeichereinheiten zu verlassen.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 Energiespeichereinheitengehäuse 10 einsetzen kann.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Die Energiespeichereinheiten werden von der Verteilerbox 54 vorzugsweise über ein entsprechend darin angeordnetes Förderband 54b an das entsprechende Transportband 52b übergeben.
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.
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.
In der 10 ist eine Prinzipskizze einer Verteilerbox 54 für Energiespeichereinheiten 1 gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wechselstation (hier nicht gezeigt) dargestellt.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Bezugszeichenliste

1: Energiespeichereinheit
1a: erste Energiespeichereinheit
1b: zweite Energiespeichereinheit
2: erste Seite
3: zweite Seite
3a: erste Fläche der zweiten Seite
3b: zweite Fläche der zweiten Seite
3c: dritte Fläche der zweiten Seite
3d: vierte Fläche der zweiten Seite
3e: fünfte Fläche der zweiten Seite
4a: stromführende(r) Leiter/Leitung-Pluspol
4b: stromführende(r) Leiter/Leitung-Minuspol
5: Datenleitung
6: nutförmige Ausnehmung
10: Energiespeichereinheitengehäuse
11: Segmentschacht
20: Fahrzeugbodenbereich
21: Entriegelungsmechanismus
21a: Öffnungsmechanismus
22: statischer Ankerpunkt
30: Schiene
31: Verriegelungsdorn
32: Entriegelungswelle
33: Magnetschalter
34: Zahnrad
35: Zahnschiene
36: Verbindungselement
37: Öffnungsmechanismus
40: Wechselstation
41: Entnahmevorrichtung
42: Entriegelungsdorn
43: Entnahmekopf
43a: Eingriffsmittel
44: Hubsystem
45: Transportschacht
45a: erster Transportschacht
45b: zweiter Transportschacht
46a: erster Roboterarm
46b: zweiter Roboterarm
47: Verteilvorrichtung
50: Ladestation
50b: zweite Ladestation für große Akkumulatoren
51: Ladeschacht
52: segmentiertes Transportband
52a: erstes segmentiertes Transportband
52b: zweites segmentiertes Transportband
53: Förderband
54: Verteilerbox
60: Akkumulatoren – groß (Stand der Technik)
A: Außenbereich/Außenumgebung
F: Fahrzeug
K1: erster Kopplungsbereich
K2: zweiter Kopplungsbereich
L: Lastkraftwagen
P: Personenwagen
S: Segment
T: Transportwagen

Claims

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.
Energiespeichereinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit mit der mindestens einen zweiten Energiespeichereinheit in Reihe geschalten ist.
Energiespeichereinheit gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit mit der mindestens einen zweiten Energiespeichereinheit parallel geschalten ist.
Energiespeichereinheit gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit innerhalb eines im Wesentlichen segmentierten Energiespeichereinheitengehäuses angeordnet ist.
Energiespeichereinheit gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit vorzugsweise eine elektrische Energie von 4 bis 15 kWh und besonders bevorzugt von 5–14 kWh abgibt.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Energiespeichereinheit gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieübertragungsbereich zur Übertragung von elektrischer Energie und/oder Datenströmen im Bereich der nutenartigen Ausnehmung angeordnet ist.
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.
Energiespeichereinheitegehäuse 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.
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.