DK201100052U4

DK201100052U4 - Motorkøretøj med en batteriskiftestation

Info

Publication number: DK201100052U4
Application number: DKBA201100052U
Authority: DK
Inventors: Moeller Jan Max Clausen
Original assignee: Pendelmatic Internat V Jan Moeller
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2012-07-13
Also published as: CN103534150A; EP2686213A1; CN103534150B; EP2686213A4; US9162654B2; US20140003895A1; WO2012122986A1

Abstract

Opfindelsen angår et motorkøretøj (1), fortrinsvis en lastbil, med en batteriskiftestation (2), hvilken batteriskiftestation (2) omfatter mindst ét batteri (3), et aktuatorelement (4) og et forbindelseselement (5) anbragt mellem batteriet (3) og aktuatorelementet (4), hvor aktuatorelementet (4) er bevægeligt fra en første til en anden position således, at det i det mindste ene batteri (3) i den første position er anbragt helt under motorkøretøjet (1), medens det i det mindste ene batteri (3) i den anden position er anbragt helt udenfor, fortrinsvis bag ved, motorkøretøjet (1).

Description

i iDK 2011 00052 U4

Motorkøretøj med en batteriskiftestation

Opfindelsen angår et motorkøretøj, fortrinsvis en lastbii, med sådan en batteriskiftestation.

5 Traditionelt, og navnlig i forbindelse med de senere års stigende interesse for og aktualitet af eldrevne motorkøretøjer, har batteriskiftestationer til motorkøretøjer med en elektrisk drevet motor været tilvejebragt i form af trailer- eller boogie-lignende indretninger, som kan kobles til og fra motorkøretøjet med henblik på udskiftning af 10 batteriet. Et eksempel på en sådan indretning er beskrevet i WO 2010/145661 A2. Disse indretninger er af en forholdsvis kompliceret konstruktion, navnlig idet de for at influere mindst muligt på motorkøretøjets nyttelast og ydeevne er udstyret med en egen bærende konstruktion, der mindst omfatter et stel og hjul eller hjulsæt. Desuden 15 er håndteringen af sådanne indretninger i forbindelse med udskiftning af batteriet forholdsvis kompliceret, særligt idet de under rangering og opladning optager forholdsvis meget plads.

Fra US patentskrift nr. 3,834,563 kendes et motorkøretøj, af den art, der er nævnt i indledningen til krav 1.

20 Den foreliggende frembringelse har til formål at tilvejebringe en batteriskiftestation med en simpel og prisbillig konstruktion, som både monteret på køretøjet og navnlig under transport og opladning uden for motorkøretøjet optager mindst muiig plads, og som samtidig tillader enkel og hurtig udskiftning af batteriet.

25 Dette formål opnås med et motorkøretøj som anvist i den kendetegnende del af krav 1.

Derved er tilvejebragt en batteriskiftestation som er særdeles simpel i konstruktion, som ved hjælp af en simpel mekanisk operation af aktuatorelementet tillader hurtig og enkel udskiftning af batteriet, og 30 som under transport og opbevaring i forbindelse med udskiftning og opladning optager mindst mulig plads, idet alene batteriet skal flyttes fra motorkøretøjet til en opladestation.

Underkravene definerer fordelagtige udførelsesformer for opfindelsen.

2 2DK 2011 00052 U4

Opfindelsen vil i det følgende blive forklaret nærmere under henvisning til den skematiske tegning, på hvilken figur 1 viser en udførelsesform for et motorkøretøj ifølge det andet aspekt af opfindelsen set fra siden med en batteriskiftestation 5 ifølge det første aspekt af opfindelsen i en første position, figur 2 viser motorkøretøjet ifølge figur 1 set fra siden med batteriskiftestationen i en mellemposition mellem den første position og en anden position, figur 3 viser motorkøretøjet ifølge figur 1 set fra siden med 10 batteriskiftestationen i den anden position og placeret i et batteriopbevaringselement, figur 4 viser motorkøretøjet ifølge figur 1 set fra siden med batteriet og batteriholderelementet af batteriskiftestationen i en position placeret i batteriopbevaringselementet og frakoblet resten af 15 batteriskiftestationen, figur 5 viser et motorkøretøj ifølge det andet aspekt af opfindelsen set nedefra og med to batteriskiftestationer ifølge det første aspekt af opfindelsen, og figur 6 viser en udførelsesform for et motorkøretøj ifølge det 20 andet aspekt af opfindelsen set fra siden med en batteriskiftestation ifølge det første aspekt af opfindelsen uden batteriopbevaringselement og med et støtteelement.

På figur 1 er vist et motorkøretøj 1 ifølge opfindelsen i form af en lastbil med et førerhus la og et lad Ib, hvor ladet Ib omfatter en 25 bund 16 og en side 17. Motorkøretøjet 1 omfatter desuden en læssebagsmæk 15, fortrinsvis en hydraulisk læssebagsmæk. Det bemærkes at motorkøretøjet 1 ifølge opfindelsen kan være enhver type motorkøretøj, så som personbiler, varevogne, minibusser, busser, blokvogne og lastbiler i alle vægtklasser, med eller uden 30 læssebagsmæk. Ligeledes kan bunden 16 og siden 17 være en bund og en side af en anden del af et motorkøretøj end et lad lb.

Motorkøretøjet 1 er desuden tilvejebragt med en batteriskiftestation 2 ifølge opfindelsen. Batteriskiftestationen 2 omfatter et batteri 3, et aktuatorelement 4 og et forbindelseseiement 5.

3 3DK 2011 00052 U4

Den ene ende af forbindeiseselementet 5 og batteriet 3 er forbundet med hinanden ved hjæip af en kobling 7. Koblingen 7 er i den viste udføreisesform en frigivelig kobling for derved at tillade at batteriet 3 kan kobles fra forbindelseselementet 5. Den anden ende af forbindeiseselementet er forbundet på en teleskopisk mide med aktuatoreiementet 4. Pi figur 1 er batteriskiftestationen vist anbragt i en første position, hvor batteriet 3, forbindeiseselementet 5 og aktuatoreiementet 4 i deres helhed er anbragt mellem bunden 16 og siden 17 af ladet Ib af motorkøretøjet 1. I den første position ligger forbindeiseselementet 5 helt indskudt i aktuatoreiementet 4.

Batteriskiftestationen omfatter fortrinsvis ét, to eller tre batterier under bunden og mellem de respektive sider af motorkøretøjet og motorkøretøjets chassisramme, I den viste udførelsesform er der, jf. fig. 5, to batterier. Hvert batteri kan til f.eks. en lastbil have dimensioner (længde x bredde x højde) i meter på ca. 1,2 x 0,65 x 0,12 og vægt ca. 400 kg.

Fortrinsvis er aktuatoreiementet 4 et hydraulikelement, f.eks. i form af en hydraulikstang, og forbindeiseselementet 5 en stempelstang. Alternativt til et hydraulikelement kan anvendes en pneumatisk aktiveret stang.

Alternativt til at forbinde forbindeiseselementet 5 og aktuatoreiementet 4 på en teleskopisk måde, kan forbindelsen være en ledforbindelse, og/e!!er forbindelseseiementet 4 kan være et leddeit, sammenklappeligt element.

Batteriskiftestationen 2 omfatter desuden i den viste udføreisesform et batteriopbevaringselement 11, som er vist anbragt på læssebagsmækken 15 klar til at modtage batteriet 3 af batteriskiftestationen 2, når dette skal skiftes ud. Fortrinsvis er batteriopbevaringselementet 11 tilvejebragt med en indretning (ikke vist), så som en skyderigel eller et andet egnet lukketøj, til at fiksere batteriopbevaringslementet 11 i forhold til iæssebagsmækken 15.

Når motorkøretøjet 1 er et motorkøretøj uden læssebagsmæk, kan batteriopbevaringselementet 11 i stedet være anbragt på jorden eller på en transportindretning, så som f.eks. en gaffeltruck, til at 4 4DK 2011 00052 U4 transportere batteriet 3.

Batteriskiftestationen 2 er yderligere tilvejebragt med et elektrisk udtag (ikke vist), som fortrinsvis er placeret på batteriet 3, og som er indrettet ti! forbindelse med et opladeaggregat. Det elektriske udtag kan samtidig være indrettet til elektrisk forbindelse med et elektrisk udtag (ikke vist) på motorkøretøjet 1, for derved at muliggøre forsyning af en elektrisk drevet motor af motorkøretøjet 1 med elektrisk energi, når batteriet 3 af batteriskiftestationen 2 og motorkøretøjet 1 er koblet sammen. Motorkøretøjet 1 kan, udover at omfatte en elektrisk drevet motor, også være udstyret med en konventionel forbrændingsmotor. I en særligt fordelagtig udførelsesform er det elektriske udtag anbragt i forbindelse med koblingen 7.

Når batteriet 3 og motorkøretøjet 1 skal kobles fra hinanden, f.eks. for at udskifte batteriet 3, placeres batteriopbevaringselementet 11 i den viste ud føre i sesform på passende vis på køretøjets læssebagsmæk 15, f.eks. ved hjælp af en gaffeltruck, efter at læssebagsmækken 15 er vippet ned. Herefter køres læssebagsmækken 15 lidt nedad, eventuelt til en forudbestemt position, hvorefter batteriskiftestationen 2 bevæges i retning af pilen 19 på fig. 2 og 3, og derved ud fra sin første position under bunden 16 af motorkøretøjet 1, først til den mellemliggende position vist i fig. 2 og videre ti! den helt udkørte anden position vist i fig. 3.

I den i fig. 3 viste anden position er forbindelseselementet 5 placeret trukket helt ud af aktuatorelementet 4, og i det mindste batteriet 3 og koblingen 7 er i deres helhed placeret bag ved, og altså uden for, motorkøretøjet 1. Det er endvidere muligt, at også i det mindste en del af forbindelseselementet 5 i den anden position kan være placeret uden for motorkøretøjet 1.

Når batteriet 3 og motorkøretøjet 1 skal kobles sammen, bevæges batteriskiftestationen 2 tilsvarende i den modsatte retning af den ovenfor beskrevne, altså fra den anden, helt udtrukne position vist i fig. 3, over den mellemliggende position vist i fig. 2 og videre til den helt indkørte første position under bunden 16 af motorkøretøjet 1 som vist i fig. 1.

5 5DK 2011 00052 U4

Til at sikre, at bevægelsen fra den første til den anden position, og modsat, er stabil, og at batteriet 3 altid ender i den korrekte positon, er batteriskiftestationen 2 udstyret med en føring 8 (se figur 5), der i den viste udførelsesform er et U-formet profil der danner anlægsflade 5 mod et sæt rulielejer 9. Rullelejerne 9 er i den på fig, 1-4 viste udførelsesform anbragt på batteriet 3, medens føringen 8 (ikke vist på fig. 1-4) er anbragt på hhv. siden 17 og chassisrammen (ikke vist på fig. 1-4; se fig. 5) af motorkøretøjet 1. Det modsatte er naturligvis også muligt. Rullelejerne og/eller føringen kan desuden være coatet med en 10 friktionsnedsættende belægning, f.eks. Teflon. Alternativt til rulielejer og føring kan anvendes glidelejer og føring, som kan være belagt med en friktionsnedsættende belægning, f.eks. Teflon.

På fig. 3 ses endvidere, af batteriet 3 i den anden position er placeret i batteriopbevaringselementet 11, som er vist udformet på en 15 måde som en palle. Til at sikre korrekt positionering af batteriet 3 i batteriopbevaringselementet 11 er batteriopbevaringselementet 11 tilvejebragt med en føring 12, som ligeledes kan være coatet med en friktionsnedsættende coating, f.eks. Tefion. Er batteriet 3 tilvejebragt med en føring i stedet for med de viste rullelejer 9, så kan 20 batteriopbevaringselementet tilsvarende være tilvejebragt med rullelejer frem for med den viste føring 12.

På fig. 4 er batteriskiftestationen 2 vist i en position, hvor batteriet 3 og forbindeiseselementet 5 er koblet fra hinanden ved at frigive koblingen 7 i sine to deie 7a og 7b, som f.eks. kan være et øje og 25 en split, et lukketøj, f.eks. en excenterlukker eller en vinkeilukker, indrettet til forbindelse med en modpart til et lukketøj, eller for den sags skyld en hvilken som helst anden frigivelig forbindelse. Derved kan batteriopbevaringselementet 11, som nu rummer batteriet 3, transporteres væk fra motorkøretøjet ved hjælp af en 30 transportindretning 20, f.eks. en gaffeltruck, til en opladestation, således at batteriet 3 kan lades op igen, og et nyt opladet batteri kan tilkobles motorkøretøjet 1.

Med ordet opladestation, som det er anvendt heri, menes i princippet enhver kilde til elektrisk energi, som er egnet ti! at oplade 6 6DK 2011 00052 U4 indretningens batteri 3. Navnlig menes imidlertid sidanne opladestationer, som er særligt udviklede og indrettede til opladning af elektriske motorkøretøjer og hybridmotorkøretøjer, og som tænkes anvendt ved opbygning af en infrastruktur til sådanne motorkøretøjer. Et eksempel på en sådan opladestation er beskrevet i WO 2010/033883 Al. Imidlertid er det også muligt at udskifte batteriet af en batteriskiftestation 2 ifølge opfindelsen på væsentligt simpiere og billigere måder end ved brug af opladestationer som de i WO 2010/033883 Al beskrevne. Navnlig kan enhver til formålet egnet facilitet, navnlig enhver tankstation, tænkes udstyret med et lager af opladede batterier samt en transportindretning så som en gaffeltruck, hvorved et motorkøretøj 1 kan få udskiftet et fladt batteri på enhver tankstation uanset om tankstationen råder over en opladestation eller ej.

På fig. 5 ses et motorkøretøj 1 set nedefra og udstyret med to batteriskiftestationer 2 og 2', der hver er opbygget som beskrevet ovenfor i forbindelse med figurerne 1-4. Fig. 5 tydeliggør, at batterierne 3 og 3' af de to batteriskiftestationer 2 og 2' er placeret under bunden 16 af motorkøretøjet 1 og mellem siden 17 hhv. 17' og chassisrammen 18 hhv. 18' af motorkøretøjet 1. Ligeledes ses tydeligt, hvorledes batteriskiftestationerne 2, hhv. 2', hver er udstyret med to føringer 8, hhv. 8', medens batterierne 3, hhv. 3', hver på begge sider er udstyret med rullelejer 9, hhv. 9'. Tiisvarende er batteriopbevaringselementet 11, som er anbragt på læssebagsmækken 15, er udstyret med to sæt føringer 12, hhv. 12', et sæt til hvert af de to batterier 3, hhv. 3'.

Fig. 6 viser et motorkøretøj 1 ifølge opfindelsen udstyret med en batteriskiftestation 2 ifølge en alternativ udførelsesform. Batteriskiftestationen ifølge denne anden udførelsesform adskiller sig alene fra den, der er vist på figur 1-5, på to punkter. Dels omfatter den et støtteelement 6 indrettet til at understøtte batteriet 3, og dermed også til at aflaste føringerne 8, som ellers bærer hele batteriets vægt, dels omfatter det ikke et batteriopbevaringselement 11. Støtteelementet 6 kan f.eks. være en bakke eller en plade fastgjort til motorkøretøjet 1, f.eks. til bunden 16, siden 17 og/eller chassisrammen 18, og er DK 2011 00052 U4 7 indrettet til at batteriet 3 placeres derpå eller deri. I denne udførelsesform kan rullelejerne 9 søm et alternativ være monteret pi støtteelementet 6 frem for på batteriet 3.

Det skal bemærkes, at den ovenstående beskrivelse af 5 foretrukne udførelsesformer blot er et eksempel, og at fagmanden vil vide, at talrige variationer er mulige uden at afvige fra kravenes omfang. Således er batterisklftestationen 2 eksempelvis ikke begrænset fil at omfatte et elektrisk batteri 3, men kunne lige såvel i stedet omfatte f.eks. brændselsceller til afbrænding af hydrogen eller lignende.

10

Claims

8 8DK 2011 00052 U4
1. Motorkøretøj (1), fortrinsvis lastbil, omfattende en batteriskiftestation (2), hvilken batteriskiftestation omfatter mindst ét batteri (3), et aktuatorelement (4) og et forbindelseselement (5) anbragt mellem batteriet og aktuatorelementet, hvor aktuatorelementet er bevægeligt fra en første til en anden position således, at det i det mindste ene batteri i den første position er anbragt helt under motorkøretøjet, medens det i det mindste ene batteri i den anden position er anbragt helt udenfor, fortrinsvis bag ved, motorkøretøjet, hvor forbindelseselementet i den første position er anbragt helt under motorkøretøjet, og i den anden position er anbragt i det mindste med en kobling mellem forbindelseselementet og batteriet udenfor, fortrinsvis bag ved, køretøjet, hvor koblingen mellem forbindelseselementet og batteriet er frigivelig, og som yderligere omfatter en føring (8) indrettet ti! at styre bevægelsen af aktuatorelementet fra den første til den anden position, kendetegnet ved, at føringen (8) er udformet som mindst ét rulieleje (9), som kører i en U-profil og/eller er belagt med en friktionsnedsættende coating, fortrinsvis Teflon.
2. Motorkøretøj ifølge krav 1, som desuden omfatter et batteriopbevaringselement (11) til opbevaring af batteriet uden for motorkøretøjet.
3. Motorkøretøj ifølge krav 2, hvor batteriopvaringslementet (11) omfatter en føring (12) indrettet til at styre bevægelsen af batteriet ind på batteriopbevaringseiementet.
4. Motorkøretøj ifølge krav 3, hvor føringen (12) er udformet som mindst ét rulieleje, som kører i en U-profil og/eller er belagt med en friktionsnedsættende coating, fortrinsvis Teflon.
5. Motorkøretøj ifølge ethvert af de foregående krav, hvor aktuatorelementet (4) er et hydrauiikelement, fortrinsvis en hydraulikstang, og forbindelseseiementet (5) er en stempelstang, eller hvor aktuatorelementet er et pneumatisk element.
6. Motorkøretøj ifølge ethvert af de foregående krav, som omfatter ét, to eller tre batterier. 9 9DK 2011 00052 U4
7. Motorkøretøj ifølge ethvert af de foregående krav, hvilken batteriskiftestation desuden omfatter et støtteelement (6) indrettet til at understøtte batteriet.
8. Motorkøretøj ifølge ethvert af de foregående krav, som 5 yderligere omfatter en læssebagsmæk (15), og hvor batteriopbevaringselementet af batteriskiftestationen er indrettet til at kunne fikseres i forhold til læssebagsmækken.
9. Motorkøretøj ifølge krav 8, hvor fikseringen foretages ved hjælp af en skyderigel. 10 10, Motorkøretøj ifølge ét af kravene 8 eller 9, hvor læssebagsmækken er tilvejebragt med et stop indrettet til at sikre, at batteriet og/eiler batterinholdereiementet af batteriskiftestationen placeres i en passende højde i forhold til motorkøretøjets bund.
11. Motorkøretøj ifølge ethvert af de foregående krav, hvor 15 batteriet eller batterierne af batteriskiftestationen i den første position er anbragt i rummet mellem motorkøretøjets bund og henholdsvis motorkøretøjets side og motorkøretøjets chassiramme. 20 1/6 DK 2011 00052 U4

DK 2011 00052 U4 2/6

»v % OK 2011 00052 U4 ^ !

i

Ϊ DK 2011 00052 U4 1

DK 2011 00052 U4

x-4D \T Sis i i.