ITBO950563A1 - Sistema per la sostituzione di batterie di accumulatori elettrici. - Google Patents

Abstract

Il trovato è relativo ad un sistema per la sostituzione di batterie di accumulatori elettrici che comprende:- un veicolo (2) dotato di almeno una sede (40) di ricezione con associazione amovibile di almeno una batteria (4) e presentante almeno su un primo lato (21) del veicolo (2), una apertura di accesso (41) per detta sede (40);- una intelaiatura fissa (3) sviluppantesi almeno su una prima direzione prevalente (Y), parallela al primo lato (21) del veicolo (2), e provvista di almeno un carrello (5) destinato alla ricezione di una batteria del veicolo (2);- mezzi di collegamento (51) tra l'intelaiatura (3) ed il veicolo (2) atti a permettere la traslazione bidirezionale, tra veicolo (2) ad intelaiatura (3), di una batteria (4) secondo una seconda direzione (X) trasversale alla prima direzione (Y).[FIG. 1]

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di breveto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo: SISTEMA PER LA SOSTITUZIONE DI BATTERIE DI ACCUMULATORI ELETTRICI.

Il presente trovato concerne un sistema per la sostituzione di batterie di accumulatori elettrici.

Il sistema in oggetto è utilizzabile nel settore dei veicoli a trazione elettrica, in particolare per veicoli autoalimentati, vale a dire del tipo che non necessita di un collegamento continuo con una rete di alimentazione dedicata.

Tali veicoli vengono mossi da motori elettrici alimentati da una o più batterie o pacchi di batterie, intendendo con questi termini insiemi di più accumulatori elettrici tra loro elettricamente collegati.

I veicoli in questione possono essere costituti da autoveicoli di vario genere, destinati sia ad uso privato che commerciale; tra i vari esempi di tali veicoli si possono avere autovetture, pulmini, furgoni, vetture per usi dedicati come in aeroporti e similari, ecc.

Nonostante gli attuali indirizzi della scienza e della tecnica, volti verso la realizzazione di prodotti a migliore impatto ambientale, i veicoli a trazione elettrica vengono tuttora utilizzati in àmbiti decisamente limitati a causa di problemi ancora irrisolti.

Infatti, l'alimentazione tramite batterie di accumulatori, oltre ad essere caratterizzata da una autonomia relativamente bassa che consente percorrenze di limitata estensione per unità di carica, presenta, come altro fattore negativo, la necessità di ricariche che richiedono lunga durata.

Allo svantaggio relativo alla breve percorrenza unitaria si aggiunge, quindi, l’obbligo di un arresto prolungato nel tempo per la ricarica delle batterie stesse.

NeH'impostazione attualmente seguita nella realizzazione di veicoli a trazione elettrica è previsto l'equipaggiamento dei veicoli stessi con batterie stabilmente alloggiate a bordo: per questo motivo le batterie vengono ricaricate a bordo del veicolo e il medesimo deve restare fermo per il periodo necessario alla ricarica.

I tempi di ricarica possono variare in funzione degli accumulatori utilizzati, del loro stato di carica e di altri fattori; in ogni caso, si tratta di periodi di tempo debordine di ore.

Per tale ragione risulta praticamente impossibile utilizzare tali veicoli per periodi superiori al tempo di scarica unitario delle batterie.

II presente trovato vuole risolvere tale problema con un sistema che consente di fornire rapidamente energia al veicolo, grazie alla sostituzione veloce ed agevole delle batterie scariche con corrispondenti batterie cariche, superando appunto le naturali limitazioni di autonomia del veicolo.

Il sistema in oggetto può coesistere in parallelo ad un dispositivo di carica convenzionale situato a bordo del veicolo (utilizzabile comunque in occasione di stazionamenti prolungati del veicolo), e consente la rapida sostituzione di batterie scariche con altre ricaricate in modo da costituire una sorta di stazione di servizio per i veicoli a trazione elettrica.

Il sistema in oggetto è costituito da un veicolo a trazione elettrica, sul quale la o le batterie sono alloggiate in una o più rispettive sedi realizzate in modo da consentire la rapida estrazione, e da una intelaiatura, provvista di almeno un carrello atto al supporto delle batterie ed opportunamente collegata al veicolo in modo da consentire una traslazione bidirezionale tra veicolo e carrello per la sostituzione rapida della o delle batterie,

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui<1>.

- la figura I illustra, in una vista schematica in pianta dall'alto, un esempio di realizzazione del sistema in oggetto;

- la figura 2 illustra, in una vista schematica secondo una vista frontale con parti asportate per evidenziarne altre, l'esempio di realizzazione di cui in precedenza;

- le figure 3, 4 illustrano viste schematiche di particolari relativi a possibili esempi di realizzazione del trovato.

Conformemente alle figure dei disegni allegati, un sistema realizzato in accordo con il presente trovato è utilizzabile per la sostituzione rapida di batterie in veicoli a trazione elettrica.

Nei veicoli finora realizzati, e secondo le attuali modalità di esecuzione, la sostituzione delle batterie richiede un tempo notevole in quanto bisogna rimuovere fisicamente le batterie una alla volta dai loro alloggiamenti fissi. Occorre quindi scollegare elettricamente le batterie agendo in corrispondenza dei singoli morsetti, distaccare le stesse dai relativi zoccoli di ritegno e spostarle sollevandole dagli alloggiamenti in cui sono contenute. In altre parole, la sostituzione delle batterie è sconveniente per l'elevato tempo necessario, per la complessità dell'operazione e per le masse relativamente elevate da movimentare anche in spostamenti verticali, con l'impiego di carrelli elevatori o mezzi similari di movimentazione.

Con il presente sistema, come verrà spiegato nel prosieguo della presente descrizione redatta a scopo esemplificativo e non limitativo di ulteriori possibili attuazioni, è possibile realizzare una sorta di stazione di servizio per veicoli elettrici, presentante tempi di "rifornimento" paragonabili a quelli relativi all'erogazione di un "pieno" di carburante nel caso di veicoli con motore termico.

Il sistema, indicato con 1 nella sua totalità, consente di sostituire le batterie 4 di un veicolo 2 a trazione elettrica, grazie ad una intelaiatura fissa 3 e a mezzi di collegamento 51 atti a consentire la traslazione bidirezionale delle batterie 4 tra veicolo 2 e intelaiatura 3.

Le batterie 4 sono composte da più accumulatori elettrici e, nell'esempio illustrato, sono contenute in cestelli 44 (in numero di tre nelle figure).

L'intelaiatura 3 si sviluppa in almeno una prima direzione Y (nell'esempio illustrato parallelamente allo sviluppo longitudinale del veicolo 2).

Sulla intelaiatura 3 è previsto almeno un carrello o, come nell'esempio illustrato, una pluralità di carrelli 5, che si possono muovere sull’intelaiatura stessa secondo la prima direzione Y o comunque si muovono relativamente rispetto al veicolo 2 (intendendo equivalente una movimentazione del veicolo 2 rispetto alla struttura 3).

II numero dei carrelli 5 può essere previsto doppio rispetto a quello delle corrispondenti batterie 4 che equipaggiano il veicolo: in questo modo vi saranno dei carrelli vuoti destinati a ricevere le batterie scariche e dei carrelli pieni con le batterie ricaricate con le quali riequipaggiare il veicolo 2.

Le batterie scariche, una volta contenute nei carrelli 5, verranno successivamente trasportate ad una stazione di ricarica disposta remota, oppure ricaricate sulla stessa intelaiatura 3.

Il veicolo 2 è dotato di almeno una sede 40 di ricezione di almeno una batteria 4; la sede 40 presenta una apertura di accesso 41 almeno su un primo lato 21 del veicolo 2. Nell'esempio illustrato, le sedi previste sul veicolo 2 sono due: una 40 disposta in posizione laterale sul lato 21 ed una 40' in posizione posteriore sul lato 2Γ.

Sempre secondo l'esempio illustrato, l'intelaiatura 3 si sviluppa su due direzioni Y, X parallelamente ai due lati 21 e 2Γ.

Sulla intelaiatura 3 sono previsti i carrelli 5 che risultano mobili parallelamente ai lati 21 e 21.

I carrelli 5 e le sedi 40, 40' presentano guide provviste di ruote 53, 43; in particolare le ruote 53, 43 risultano disposte su file parallele in modo da definire rispettive rulliere 52, 42.

Le batterie 4, come detto in precedenza, sono costituite da un insieme di accumulatori elettricamente collegati tra loro e contenuti in un involucro o cestello 44, la cui porzione inferiore 45 è complementarmente conformata alle rulliere in modo da consentire lo scorrimento dei cestelli sulle medesime.

Gli accumulatori sono tra loro elettricamente collegati in modo da fornire opportuni valori di corrente ai morsetti principali della batteria e relativi valori totali di corrente in caso di collegamento di più batterie di accumulatori. I morsetti della batteria 4 possono essere definiti da un primo elemento di connessione 48 presentato dal cestello 44 su una propria faccia 47 che risulta rivolta esternamente (ovvero verso l'apertura di accesso 41, 4Γ) quando la batteria è disposta nella sede 40, 40'. Per il collegamento con il circuito di alimentazione è previsto un secondo elemento di connessione 49, complementare al primo elemento 48 e collegato tramite un cavo' 50 al circuito di alimentazione del veicolo 2, rappresentato con il blocco contrassegnato con C in figura 3. Il circuito di alimentazione C rappresenta, in pratica, l'insieme dei collegamenti tra una o più batterie di accumulatori tra loro convenientemente collegati in funzione dei valori di corrente caratteristici del veicolo.

Il collegamento tra i due elementi di connessione 48 e 49 è del tipo che consente una associazione - disassociazione rapida

Inoltre, come meglio visibile nelle figure 3 e 4, la porzione inferiore 45 è conformata secondo una coppia di ali 46 estendentisi inferiormente in modo da contenere le rulliere 52, 42 così da limitare il movimento dei cestelli 44 alla traslazione nella direzione di sviluppo delle rulliere.

In pratica, vengono così impediti scarramenti e similari inconvenienti di movimentazione.

Per consentire il passaggio dei cestelli 44 da carrelli a sedi e viceversa è opportuno che le guide presentate si trovino allo stesso livello: per questo motivo sono previsti mezzi di livellamento 8 atti a disporre alla stessa quota l'apertura di accesso 41 (4Γ) e i carrelli 5, in modo da poter eseguire una movimentazione esclusivamente orizzontale, senza bisogno di energie di sollevamento o abbassamento.

I mezzi di livellamento 8 possono essere differentemente conformati e disposti.

A titolo di esempio, nelle figure sono stati disposti sia sul terreno in corrispondenza di una zona di arresto L del veicolo 2 che in lina porzione di base della intelaiatura 3 (indicati rispettivamente con 8 ed 8').

I mezzi di livellamento possono essere costituiti da elementi ad estensione variabile come, ad esempio, martinetti, oppure, in un esempio non illustrato, da un ponte sollevatore.

In una preferibile forma di esecuzione, i mezzi di livellamento possono essere attivati in modo da fornire una corsa prestabilita in funzione delle caratteristiche dimensionali del veicolo interessato alla sostituzione delle batterie. In altre parole, la corsa dei martinetti (o del ponte, o di altri mezzi di livellamento) è preselezionabile su valori che permettono l’esatto posizionamento in quota dell'apertura di accesso 41 del veicolo, indipendentemente dalle condizioni di carico del medesimo.

L'intelaiatura 3 può essere provvista di una coppia di rotaie 33 definite da corrispondenti profili longitudinali estendentisi secondo una direzione parallela al corrispondente lato del veicolo. Tali rotaie 33, nell'esempio delle figure, presentano una conformazione a "C".

I carrelli 5 presentano corrispondenti porzioni di scorrimento costituite da coppie di supporti 55 provvisti di mezzi di interazione 56 atti a permettere lo scorrimento in dette rotaie. Nell'esempio i mezzi di interazione sono costituiti da cuscinetti a sfere 56 scorrevoli all'interno del profilo a "C" delle rotaie 33.

I mezzi di collegamento 51 menzionati in precedenza possono essere costituiti, come nell'esempio illustrato, da una porzione di estremità dei carrelli 5 estendentesi per un valore corrispondente alla distanza tra l'intelaiatura 3 e la zona di arresto L del veicolo 2. La porzione 51 risulta fulcrata ai carrelli 5 in modo da essere posizionata su almeno due posizioni limite, rispettivamente in corrispondenza di collegamento ed assenza di collegamento tra intelaiatura 3 e apertura di accesso 41 (e 4Γ).

II sistema, in definitiva, può essere suddiviso in un veicolo 2 ed in un-'apparecchiatura. Col termine apparecchiatura si intende l'insieme dell'intelaiatura fissa 3 e dei mezzi di collegamento 51 della stessa ad un veicolo in modo da consentire la traslazione delle batterie tra veicolo e intelaiatura medesima con uno sforzo bassissimo perché interessato solamente da attrito volvente.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema per la sostituzione di batterie di accumulatori elettrici, in particolare per la sostituzione di batterie in veicoli a trazione elettrica, caratterizzato dal fatto di comprendere: - un veicolo (2) dotato di almeno una sede (40) per la ricezione in maniera amovibile di almeno una batteria (4), detta sede (40) presentando una apertura di accesso (41) almeno su un primo lato (21) del veicolo (2), così da consentire l'estrazione della batteria (4) medesima dal veicolo; - una intelaiatura fissa (3) sviluppantesi almeno su una prima direzione prevalente (Y), parallela a detto primo lato (21) e provvista di almeno un carrello (5), mobile sulla intelaiatura (3) stessa ovvero mobile relativamente a detto veicolo (2), ed atto a supportare almeno una batteria (4); - mezzi di collegamento (51) tra detta intelaiatura (3) e detto veicolo (2) atti a permettere la traslazione bidirezionale, tra veicolo (2) ed intelaiatura (3), di una batteria (4) secondo una seconda direzione (X) trasversale a detta prima direzione (Y).
2. 2. Sistema per la sostituzione di batterie di accumulatori elettrici, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere: - un veicolo (2) dotato di almeno una sede (40) per la ricezione amovibile di almeno una batteria (4), detta sede (40) presentando una apertura di accesso (41) almeno su un primo lato (21) del veicolo (2), cosi da consentire l'estrazione della batteria (4) medesima dal veicolo; - una intelaiatura fissa (3) sviluppantesi almeno su una prima direzione prevalente (Y), parallela a detto primo lato (21) e provvista di almeno due carrelli (5) mobili sulla intelaiatura (3) stessa almeno secondo detta prima direzione (Y) ovvero mobili relativamente a detto veicolo (2), almeno un primo di detti carrelli essendo destinato ad una batteria carica ed almeno un secondo di detti carrelli essendo destinato a ricevere una batteria disposta in detta sede (40) di detto veicolo (2); - mezzi di collegamento (51) tra detta intelaiatura (3) e detto veicolo (2) atti a permettere la traslazione bidirezionale, tra veicolo (2) ed intelaiatura (3), di una batteria (4) secondo una seconda direzione (X) trasversale a detta prima direzione (Y).
3. 3. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti carrelli (5) e detta sede (40) presentano guide a basso coefficiente di attrito · (53,43) e che sono previsti mezzi di livellamento (8) atti a disporre alla stessa quota detta apertura di accesso (41) e detti carrelli (5), in modo da permettere bidirezionalmente lo scorrimento di una batteria tra detta sede e uno di detti carrelli (5).
4. 4. Sistema secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di livellamento sono disposti sul terreno in corrispondenza di una zona di arresto (L) di detto veicolo (2) e sono costituiti da elementi ad estensione variabile (8) agenti sul veicolo (2) medesimo.
5. 5. Sistema secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di livellamento sono costituiti da elementi ad estensione variabile (8') disposti su detta intelaiatura (3) ed agenti sulla medesima in modo da disporre detti carrelli (5) alla quota presentata da detta apertura di accesso (41) di detto veicolo (2).
6. 6. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti carrelli (5) e detta sede (40) presentano guide provviste di ruote (53,43) disposte su file parallele in modo da definire rispettive rulliere (52, 42) e che detta batteria (4) è costituita da un insieme di accumulatori elettricamente collegati tra loro e contenuti in un involucro o cestello (44) presentante una porzione inferiore (45) complementarmente conformata a dette rulliere (52, 42).
7. 7. Sistema secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta porzione inferiore (45) è conformata secondo una coppia di ali (46) estendentisi inferiormente in modo da contenere dette rulliere (52, 42) così da limitare il movimento dei detti cestelli (44) alla traslazione nella direzione di sviluppo delle rulliere.
8. 8. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta intelaiatura (3) è provvista di una coppia di rotaie (33) definite da corrispondenti profili longitudinali estendentisi secondo detta prima direzione (Y) e che detti carrelli (5) presentano porzioni di scorrimento costituite da coppie di supporti (55) provvisti di mezzi di interazione (56) atti a permettere lo scorrimento in dette rotaie.
9. 9. Sistema secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti profili di dette rotaie (33) sono conformati sostanzialmente "C".
10. 10. Sistema secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di interazione (56) sono di tipo ad attrito volvente.
11. 11. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di collegamento (51) sono costituiti da una porzione di estremità di detti carrelli (5) estendentesi per un valore corrispondente alla distanza tra detta intelaiatura e detta apertura di accesso (40) di detto veicolo (2), quando il veicolo è disposto in una zona di sosta o rifornimento (L), e fulcrata ai carrelli (5) stessi in modo da essere posizionata su almeno due posizioni limite, rispettivamente in corrispondenza di collegamento ed assenza di collegamento tra intelaiatura (3) e apertura di accesso (41).
12. 12. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere organi di collegamento elettrico a innesto rapido (48, 49) previsti in corrispondenza di detta batteria (4) e di un circuito (C) di alimentazione di detto veicolo (2), così da agevolare la connessione e la sconnessione della batteria dal circuito di alimentazione del veicolo.
13. 13. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto veicolo (2) è dotato di una pluralità di sedi (40, 40') di ricezione di una pluralità di batterie (4), dette sedi (40, 40') presentando rispettive aperture di accesso (41, 41’) su una corrispondente pluralità di lati (21, 21’) del veicolo (2) e che detta intelaiatura fissa (3) si sviluppa su una pluralità di direzioni (Y, X) rispettivamente parallele a detta pluralità di lati (21, 21').
14. 14. Apparecchiatura per la sostituzione di batterie in particolare in veicoli a trazione elettrica, caratterizzata dal fatto di essere costituita da una intelaiatura fissa (3) sviluppantesi almeno su una prima direzione prevalente (Y) e provvista di almeno un carrello (5) mobile relativamente a detto veicolo (2), essendo previsti mezzi di collegamento (51) tra detta intelaiatura (3) e detto veicolo (2) atti a permettere la traslazione bidirezionale, tra veicolo (2) ed intelaiatura (3), di una batteria (4) secondo una seconda direzione (X) trasversale a detta prima direzione (Y).
15. 15. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 14, caratterizzata dal fatto di essere costituita da una intelaiatura fissa (3) sviluppantesi almeno su una prima direzione prevalente (Y) parallelamente ad un lato di un veicolo (2) e provvista di almeno due carrelli (5) mobili sulla intelaiatura (3) stessa almeno secondo detta prima direzione (Y) ovvero mobili relativamente a detto veicolo (2), almeno un primo di detti carrelli essendo destinato ad una batteria carica ed almeno un secondo di detti carrelli essendo destinato a ricevere una batteria disposta in detta sede (40) di detto veicolo (2); essendo previsti mezzi di collegamento (51) tra detta intelaiatura (3) e detto veicolo (2) atti a permettere la traslazione bidirezionale, tra veicolo (2) ed intelaiatura (3), di una batteria (4) secondo una seconda direzione (X) trasversale a detta prima direzione (Y).
16. 16. Apparecchiatura secondo le rivendicazioni 14 o 15, caratterizzata dal fatto di comprendere ulteriormente una sede (40), disposta su un veicolo a trazione elettrica, per la ricezione amovibile di almeno una batteria (4), detta sede (40) presentando una apertura di accesso (41) almeno su un primo Iato (21) del veicolo (2) ed essendo dotata di guide a basso coefficiente di attrito (43), in modo da permettere bidirezionalmente lo scorrimento di una batteria da e verso detta sede (40).
17. 17. Sistema e apparecchiatura per la sostituzione di batterie secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.