DE4411842A1 - Batterieladestation - Google Patents
BatterieladestationInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf das Laden von Batterien und
insbesondere auf eine Straßen-Ladestation, in der ver
brauchte Antriebskraftquellen von Elektrofahrzeugen konti
nuierlich wiederaufgeladen und gebrauchsbereit vorrätig ge
halten werden.
Die Antriebskraftquelle für Elektrofahrzeuge besteht aus
einer Vielzahl von Akkumulatorbatterien, und während die
einzelne Batterie so ausgebildet ist, daß sie von Hand ge
handhabt werden kann, nimmt das gesamte Kraftpaket insge
samt einen wesentlichen Teil des Gesamtgewichts und -volu
mens des Fahrzeugs ein. Die Batteriekapazität begrenzt den
Fahrradius des Elektrofahrzeugs, und für das Aufladen ver
brauchter Batterien muß das Fahrzeug an stationäre Strom
steckdosen angeschlossen werden, wodurch das Fahrzeug wäh
rend der Aufladedauer, die mehrere Stunden beträgt, nicht
einsatzfähig ist. Schnelladesysteme können diese Stillege
zeiten verringern helfen, da sie ein Aufladen in einer Zeit
von einigen zig-Minuten ermöglichen, aber nur bis zu etwa
60% der vollen Ladekapazität der Batterie und nur auf Ko
sten einer sehr hohen Spannung und Stromzuführung, was zu
Risiken und einer Verkürzung der Batterielebensdauer führt.
Batterieaustauschsysteme, die ebenfalls studiert werden,
leiden unter dem Fehlen von Unterstützungstechnologie, ins
besondere zum effizienten Recycling von ausgewechselten
Batterien.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer
Vorrichtung zum Aufladen von Batterien einzeln oder in
Gruppen, wie z. B. in einem Kraftpaket od. dgl., sowohl auf
dem Fahrzeug als auch getrennt von diesem.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung
eines Speichersystems, mit dem eine Vielzahl von geladenen
Batterien zur jederzeitigen Abgabe bereitgehalten werden
können.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer
raumsparenden Straßenstation, in der die Lade- und Lage
rungsfunktionen gleichzeitig ausgeführt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine neuar
tige Vorrichtung zum Lagern und gleichzeitigen Aufladen von
Batterien vor, mit vertikalen Kettenförderern, Korbgondeln,
elektrischen Verteileinrichtungen längs der Förderketten,
und einem hohlen Turm, der diese Einrichtungen trägt und
umschließt. Batterien werden auf der Gondel abgelegt, die
an einer Stange aufgehängt ist, die quer zu einem Paar von
Förderern verläuft und von diesen getragen wird. Über die
Enden der Stangen, die Kontakt mit einem Verteiler halten,
wird Ladestrom kontinuierlich einer großen Anzahl von Bat
terien zugeführt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der nachstehenden Beschreibung mit Bezugnahme auf die
Zeichnungen.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt der Lade- und
Lagervorrichtung gemäß der Erfindung.
Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung von Batterien
während des Ladens zusammen mit den zum Ladestromkreis ge
hörenden Teilen.
Fig. 3 zeigt eine Modifikation der elektrischen Kontakte
12a von Fig. 2.
Fig. 4 zeigt eine Modifikation der Verteiler 9a und 9b von
Fig. 2.
Fig. 1 zeigt in schematischem Längsschnitt ein paar verti
kal angeordneter Gelenkketten 5, die um passende Kettenrä
der 3 und 4 umlaufen. Einander gegenüberstehende Ketten
glieder sind in Abständen durch querverlaufende Hohlstäbe 6
verbunden, die in Lagerkonsolen 7 gehalten sind, die fest
an den Kettengliedern befestigt sind. An den einzelnen Stä
ben 6 sind rahmenförmige Gondeln 8 aufgehängt, wobei jede
Gondel ihre Last, d. h. die Batterien 15, auch bei der Um
laufbewegung horizontal hält.
Zwei Stromschienen 9a und (nicht dargestellt) 9b aus elek
trisch leitfähigem Material sind an der Außenseite neben
den Förderketten 5 angeordnet und bilden geschlossene
Schleifen von identischer Form wie die Umlaufbahn der Stäbe
6. Stromkabel (nicht dargestellt) die in ein Turmgebäude
(1) laufen dienen zur Stromversorgung der Stromschienen 9a
und 9b, die damit eine Anode bzw. eine Kathode bilden, und
ebensoviele Ladestromkreise, wie angeschlossene Batterien
15 auf den Gondeln 8 vorhanden sind, werden über die Enden
der Stäbe 6 geschlossen, die über die Ketten vorstehen und
in ständigem Kontakt mit den Stromschienen 9a und 9b gehal
ten werden, so daß ein kontinuierlicher Ladevorgang unab
hängig von der Position oder Bewegung der Batterien 15 mög
lich ist.
Das Turmgebäude 1 enthält auch einen üblichen Antriebsme
chanismus (nicht dargestellt) für die Kettenräder 3 oder 4.
Das Turmgebäude 1 ist mit Solarmodulen 16 und an seiner
Spitze mit einer Kollektoreinheit 19 versehen, in der beim
Laden der Batterien entstehende Gase und Wärme aufgefangen
und recycliert werden. Auf Bodenniveau befindet sich eine
Türe 17, durch die die Batterien 15 beschickt oder entnom
men werden. Das Turmgebäude 1 kann über einer Baugrube 18
errichtet werden, wobei z. B. die Grube genutzt werden kann,
die nach dem Ausgraben von Treibstofftanks der Tankstellen,
die aus Umweltgründen aufgegeben werden, hinterlassen wer
den, und kann in jeder geeigneten Höhe ausgeführt werden,
so daß Platz zur Lagerung einer großen Anzahl von ge
ladenen, abgabefertigen Batterien geschaffen wird.
Fig. 2 zeigt eine Detailansicht der Teile zur Bildung des
Ladestromkreises. Die äußere Stromzuleitung ist aufgeteilt
und an den Punkten 11a und 11b mit den Stromschienen 9a und
9b verbunden. Der Strom wird durch den unter Anlagedruck
stehenden Kontaktpunkt 12a, der in ständigem Kontakt mit
einer Kontaktoberfläche 10a der Stromschiene steht, abge
nommen und fließt durch eine Zuführleitung 13a innerhalb
des Stabes 6 zu einer Batterieklemme 14a. Von der gegen
überliegenden letzten Klemme und auf entsprechend umgekehr
tem Weg fließt der Strom in die Stromschiene 9b. Die Ket
tenglieder 5 sind als Doppelglieder ausgeführt, und eine
Lagerkonsole 7 dient zur drehbaren Lagerung des Stabes 6.
Obwohl der Einfachheit halber nur die Batterien 15 darge
stellt sind, kann jede Gondel 8 auch so ausgebildet werden,
daß sie einen gesamten Batteriepack, (wie in der japani
schen Patentanmeldung 5-166909 vom 6.7.1993 beschrieben),
eine auf Rädern fahrbare Stromversorgungseinheit (wie in
der japanischen Patentanmeldung 5-221929 vom 7.9.1993 be
schrieben) oder sogar ein ganzes Fahrzeug mit entladenen
Batterien aufnehmen kann.
Fig. 3 zeigt eine Modifikation des Gleitkontaktes 12a von
Fig. 2 mit einem Pantographen oder Stromabnehmer 12c.
Fig. 4 zeigt eine Modifikation der einander gegenüber ange
ordneten schleifenförmigen Verteiler oder Stromschienen 9a
und 9b von Fig. 2, wobei hier eine gerade Schiene 20 vorge
sehen ist, die blanke Schienen 9c und 9d beiderseits eines
Isolators 21 aufweist. Der Strom wird von einer Kontakt
rolle 12b abgenommen und einem Stecker 14c zugeführt, und
der rückfließende Strom fließt über die Kontaktrolle 12f.
Bei dieser Ausführungsform wird der Ladevorgang während der
Quer- bzw. Umlenkbewegungen der Gondeln von Fig. 1 unterbro
chen.
Da die hereinkommenden Batterien in unterschiedlichen Ent
ladezuständen sind, werden die Ladevorgänge einzeln oder
zentral gesteuert hinsichtlich der Ladezeit und des Überla
dungsschutzes, mit entsprechenden auf dem Markt befindli
chen Ladegeräten. Eine weitere Ausführungsform (nicht dar
gestellt) sieht für diesen Fall eine Anzahl von punktförmi
gen Stromverteilern vor, die mit den entsprechenden
Schleifkontakten 12a von Fig. 2 oder mit anderen an den
Gondeln 8 vorgesehenen Einrichtungen immer dann in Kontakt
kommen, wenn die Förderketten 5 stillstehen, wie z. B. wäh
rend der Zeit, in der Batterien durch die Tür 17 eingeladen
oder ausgeladen werden.
Claims (7)
1. Fahrzeugbatterie-Ladestation mit:
einem geschlossenen Turmgebäude (1) mit Türen (17) auf Bo denniveau;
Rotoren (3, 4), die innerhalb des Gebäudes (1) an dessen entgegengesetzten Enden angeordnet sind und mit horizonta len Wellen in dem Gebäude gelagert sind;
Antriebsmittel zum Drehen mindestens einer der Wellen;
zwei Fördermitteln, die um den oberen und unteren Rotor (3, 4) gelegt sind und um die Rotoren umlaufen;
einer Vielzahl von Stäben (6) die quer zu den Fördermitteln und an deren Außenseite angeordnet sind und in an den För dermitteln (5) befestigten Lagern (7) drehbar gelagert sind;
an je einem der Stäbe (6) aufgehängten und getragenen Kör ben (8), wobei jeder Korb (8) eine ausreichende Größe zur Aufnahme einer oder mehrerer Batterien oder eines Batte riefahrzeugs aufweisen kann;
Mittel zum Anhalten der Körbe in einer geeigneten Position für die Aufnahme oder Abgabe von Batterien durch die Türen (17) des Gebäudes (1);
eine Stromquelle zum Laden der Batterien;
Stromverteiler von der Stromquelle zu den Körben; und
Mitteln (12a, 12b; 12c; 12e, 12f) an jedem Korb (8) zur elektrischen Verbindung mit den Polklemmen (14a) der darauf befindlichen Batterien.
einem geschlossenen Turmgebäude (1) mit Türen (17) auf Bo denniveau;
Rotoren (3, 4), die innerhalb des Gebäudes (1) an dessen entgegengesetzten Enden angeordnet sind und mit horizonta len Wellen in dem Gebäude gelagert sind;
Antriebsmittel zum Drehen mindestens einer der Wellen;
zwei Fördermitteln, die um den oberen und unteren Rotor (3, 4) gelegt sind und um die Rotoren umlaufen;
einer Vielzahl von Stäben (6) die quer zu den Fördermitteln und an deren Außenseite angeordnet sind und in an den För dermitteln (5) befestigten Lagern (7) drehbar gelagert sind;
an je einem der Stäbe (6) aufgehängten und getragenen Kör ben (8), wobei jeder Korb (8) eine ausreichende Größe zur Aufnahme einer oder mehrerer Batterien oder eines Batte riefahrzeugs aufweisen kann;
Mittel zum Anhalten der Körbe in einer geeigneten Position für die Aufnahme oder Abgabe von Batterien durch die Türen (17) des Gebäudes (1);
eine Stromquelle zum Laden der Batterien;
Stromverteiler von der Stromquelle zu den Körben; und
Mitteln (12a, 12b; 12c; 12e, 12f) an jedem Korb (8) zur elektrischen Verbindung mit den Polklemmen (14a) der darauf befindlichen Batterien.
2 Batterie-Ladestation nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Turmgebäude
(1) im oberen Bereich Mittel zum Auffangen und Verarbeiten
von Gasen und Wärme ausweist.
3. Batterie-Ladestation nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rotor
(4) unter Bodenniveau angeordnet ist.
4. Batterie-Ladestation nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stromvertei
ler ein Paar von endlosen Stromschienen (9a, 9b) aufweist,
die beiderseits und längs der Umlaufbahn der Stäbe (6) an
geordnet sind und mit diesen in Kontakt stehen.
5. Batterie-Ladestation nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stromvertei
ler gerade Schienen (20) aufweist, die außerhalb und längs
der vertikalen Abschnitte der Umlaufbahn der Stäbe (6) ange
ordnet sind und mit diesen in Kontakt stehen.
6. Batterie-Ladestation nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stromvertei
ler lokale Kontaktflächen aufweisen, die außerhalb und in
Abständen längs der Umlaufbahn der Körbe angeordnet sind
und mit an den Körben vorstehenden Vorsprüngen in Kontakt
kommen, wenn Batterien auf die Körbe geladen oder von ihnen
entladen werden.
7. Batterie-Ladestation nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Korb ein
Aufnahmevermögen für ein Batteriepaket oder für ein Fahr
zeug mit Batterien aufweist.
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