JP2021530088A - 携帯用モジュール式エネルギー貯蔵 - Google Patents
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/12—Electric charging stations
Abstract
Description
本出願は、2018年7月3日出願の米国仮特許出願第62/693,721号からの優先権を主張するものであり、2018年9月28日に出願の米国特許出願第16/146,777号の一部継続出願である、2018年11月16日に出願の米国特許出願第16/193,180号の継続出願である、2019年4月1日出願の米国特許出願第16/371,275号の一部継続出願であり、かつ米国特許法第119条および第120条ならびに米国特許規則1.78(a)の下でこれらの出願からの利益を主張するものであり、それらの全ての内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる。
BE=B−N
余剰電池BEはアクセス領域52を占める。この領域内の電池がダクト24の外であるので、それらはよりアクセス可能であり、かつ例えばそれらが故障したまたはそれらの性能が低下しているとき、簡単に交換できる。単に個々の電池を図5に記載されるように軸方向に、または図6に記載されるように側方へベルトの外に摺動させ、それを逆の方式で新たな電池と交換することによって、電池交換はこの領域内で実装できる。電池監視および交換が下により詳細に述べられる。
ME=M−BO
として表現できる。余剰ダクトリンクMEは、例えば電池の一部分を冷却するために、電池を休止モードで待機させるために使用できる一方で、バンク54および/または56内のそれらは充電および/または放電のために活用されている(動作モード)。電池は、このようにダクト24内の適所にモータアクチュエータ58によって循環でき、これは、1つまたは複数の電池温度もしくは他のパラメータセンサ、タイマー、またはフィードバックを提供しアクチュエータの回転をトリガするための他のデバイス(図示せず)に結合できる。電池ベルト16の電池がモータアクチュエータ58の動作を通じてダクト24内で送られるべきである位置の数を決定するために論理および位置エンコーダ(図示せず)を設けることができる。ダクト24はアクチュエータ58から分離可能な部品でよく、そのためダクトは1つの設備、例えば充電スタンドまたは電気自動車において配列されてよく、アクチュエータ58はそこに、電池ベルト取替えを行う目的でオペレータによって持ってこられ、次いで設備から脱着される。取替えはアクセス域52における電池10の1つの脱着を伴うが、電池ベルト16を分割し、図10に関連して上記した方式でのその脱着および交換を可能にする。
10F 故障電池
10R 交換電池
11 フライホイール
12 正端子
13 電気モータ
14 負端子
15 小型補助モータ
16 電池ベルト
16a、16b 電池ベルトセグメント
17 制動システム
18 ベルトリンク
18a、18b リング
20 ベルトリンク
20a、20b Cクランプ
22 開口
24 電池ダクト
24a、24b セグメント
26、26a 電池ダクトリンク
28、30 主要側面
31 電池
32、34 副次側面
33a、33b 半体
36 電池バンク
38 電池パック
40 不連続
40a 領域
42、44 電源
46、48 アクチュエータ
49 休止範囲
50 ビン
51A、51B 帯状電極
52 アクセス域
53 スペーサ
54 電池バンク
55 プレート
56 電池バンク
57 セクタ
58 モータアクチュエータ
59 電極パターン
60 コントローラ
61 中央軸
62 プロセッサ
63 メモリ
63 領域
64 自動電池交換器
66 新電池貯蔵器
68 消耗電池貯蔵器
69 センサ
70 押し棒
72 直列接続バンク
74 電源
Claims (33)
- 互いに枢動可能に連結される機械的に接続された電池の電池ベルトを摺動可能に受容するように構成される1つまたは複数のダクトリンクの第1の組を有し、前記1つまたは複数のダクトリンクの第1の組の各ダクトリンクが、前記電池ベルトの1つまたは複数の電池を収容するための、かつ前記収容された電池との電気接続を確立するためのチャンバを画定し、前記1つまたは複数のダクトリンクの第1の組の前記ダクトリンクが共に電気接続され、それによってその中に収容された電池を共に接続し、第1の動作域を確立する、ダクト
を備えるシステム。 - 前記ダクトが、
前記電池ベルトを摺動可能に受容するように構成される1つまたは複数のダクトリンクの第2の組を更に備え、前記1つまたは複数のダクトリンクの第2の組の各ダクトリンクが、前記電池ベルトの1つまたは複数の電池を収容するための、かつ前記収容された電池との電気接続を確立するためのチャンバを画定し、前記1つまたは複数のダクトリンクの第2の組の前記ダクトリンクが共に電気接続され、それによってその中に収容された電池を共に接続し、第2の動作域を確立する、
請求項1に記載のシステム。 - 前記第1の動作域がその中の前記電池の直列接続を確立し、前記第2の動作域がその中の前記電池の直列接続を確立し、前記第1の動作域が前記第2の動作域と並列に接続される、請求項2に記載のシステム。
- 前記第1の動作域がその中の前記電池の並列接続を確立し、前記第2の動作域がその中の前記電池の並列接続を確立し、前記第1の動作域が前記第2の動作域と直列に接続される、請求項2に記載のシステム。
- 前記動作域を画定する電極を有する一対の対向するプレートを更に備える、請求項1または2に記載のシステム。
- 前記ダクトが、前記電池ベルトの電池が電気的に負荷をかけられない休止域を更に備える、請求項1から5のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第1または第2の動作域の一方に電気接続される電池放電器、および前記第1または第2の動作域の他方に電気結合される電池充電器を更に備える、請求項2から6のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記ダクト内の前記電池ベルトの電池を選択的に移動させるためのアクチュエータを更に備える、請求項1から6のいずれか一項に記載のシステム。
- 電気自動車、電池充電器、および前記電池の1つまたは複数と関連したパラメータのセンサの1つまたは複数から受信される入力に基づいて前記アクチュエータを作動させるためのコントローラを更に備え、前記パラメータが、温度、電圧、電流、電力、充電状態、劣化状態、充電深度、内部抵抗および自己放電の1つまたは複数から選択される、請求項8に記載のシステム。
- 前記コントローラが、動作域内の不良電池を示すパラメータを検出するように、および前記不良電池が前記動作域外になるまで前記アクチュエータを作動させて前記電池ベルトを進めるように構成される、請求項9に記載のシステム。
- 前記電池ベルトから1つまたは複数の電池を脱着するための交換器を更に備え、前記交換器が、少なくとも1つの脱着された電池を交換電池と交換するように構成される、請求項1から9のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記電池が少なくとも第1および第2のエネルギー貯蔵パックへ分類され、各エネルギー貯蔵パックが少なくとも1つのエネルギー貯蔵セルを含み、前記第1のエネルギー貯蔵パックの前記少なくとも1つのエネルギー貯蔵セルが前記第2のエネルギー貯蔵パックの前記少なくとも1つのエネルギー貯蔵セルと異なるエネルギー貯蔵特性を有し、前記コントローラが、前記第1または第2のエネルギー貯蔵パックの前記少なくとも1つのエネルギー貯蔵セルの前記エネルギー貯蔵特性に基づいて前記アクチュエータを作動させて前記動作域または前記交換器に前記ベルトの前記電池を配列し、前記エネルギー貯蔵特性が、充電状態、劣化状態、所与の用途に対する放電深度、容量、サイズ、密度、化学、形式、フォームファクタ、質量、材料、電圧、エネルギー密度、電力密度、ピーク電力、機能状態、内部抵抗、自己放電、効率、現在温度、周囲温度、熱質量、湿度、大気圧、時刻/時節、それが接続されることになる負荷もしくは充電器の特性、Cレート能力または充放電率の1つまたは複数に関する、請求項8から11のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記電池ベルトが、
前記電池ベルトを形成するために共に連結可能な1つまたは複数の電池ベルトリンクを備え、各電池ベルトリンクが、
電池を保持するための手段と、
前記電池ベルトリンクを連続する電池ベルトリンクに機械的に接続するための手段とを含み、前記電池ベルトリンクを連続する電池ベルトリンクに機械的に接続するための前記手段が、前記電池ベルトリンクが前記連続する電池ベルトリンクに関して枢動可能であるように枢動可能である、
請求項1から12のいずれか一項に記載のシステム。 - 第1および第2のセルを有する電池を動作させるための方法であって、
前記第1および第2のセルを時間差が設けられた異なる充電/放電サイクルで動作させ、各サイクルが充電フェーズに続く冷却期間および放電フェーズに続く冷却期間を含む、ステップを含み、動作させるステップが、モータを使用してフライホイールを回転させることを含む、
方法。 - 前記第1および第2のセルが、充電状態、劣化状態、所与の用途に対する放電深度、容量、サイズ、密度、化学、形式、フォームファクタ、質量、材料、電圧、エネルギー密度、電力密度、ピーク電力、機能状態、内部抵抗、自己放電、効率、現在温度、周囲温度、熱質量、湿度、大気圧、時刻/時節、それが接続されることになる負荷もしくは充電器の特性、Cレート能力または充放電率の1つまたは複数に関する異なるエネルギー貯蔵特性を有する、請求項14に記載の方法。
- 前記フライホイールを回転させることが、前記フライホイールを静止状態から回すこと、または前記フライホイールの回転を上げることを含む、請求項14または15に記載の方法。
- 電池ベルトによって共に直線配置に機械的に連結される複数の電池を配備するためのシステムであって、
第1の位置と、
第2の位置と、
前記第1および第2の位置にそれぞれ配列される第1および第2のダクトであり、各ダクトが第1の出力を持つ第1の動作域を有し、各ダクトが、直線方向に延び、前記ダクト内への前記電池ベルトの直線運動を通じて、前記第1の動作域へ前記電池ベルトの前記電池を受容するように構成され、それによって前記第1の出力と前記動作域内の電池との間の電気接続を確立する複数のチャンバを有する、ダクトとを備え、
前記電池ベルトが、前記電池ベルトの前記電池によって互いに枢動可能に接続される複数の順次配置されたリンクを含む、
システム。 - 前記第1の位置が、前記第1のダクトの前記第1の動作域の前記出力に結合される電池充電器を含む、請求項17に記載のシステム。
- 前記第1の位置が、前記第1のダクトの前記第1の動作域の前記出力に結合される車両駆動系統を含む、請求項17に記載のシステム。
- 前記第1または第2のダクトの少なくとも一方が、休止域または第2の出力を持つ第2の動作域の少なくとも一方を含む、請求項17から19のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第1または第2のダクトの少なくとも一方の前記第1の動作域へ/から電池を選択的に移動させるためのアクチュエータ
を更に備える、請求項17から20のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記アクチュエータを作動させるためのコントローラを更に含む、請求項21に記載のシステム。
- 前記コントローラが、電気自動車、電池充電器、および前記電池の1つまたは複数と関連したパラメータのセンサの1つまたは複数から受信される入力に基づいて前記アクチュエータを作動させ、前記パラメータが、温度、電圧、電流および電力の1つまたは複数から選択される、請求項22に記載のシステム。
- 前記電池ベルトから電池を脱着するための交換器を更に含む、請求項17から22のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記交換器が、前記脱着された電池を交換電池と交換するように構成される、請求項24に記載のシステム。
- 前記電池の脱着が前記電池ベルトを分割する、請求項24または25に記載のシステム。
- 前記第1のダクトと同じ位置に配列される追加のダクトを更に備え、前記追加のダクトが追加の出力を持つ追加の動作域を有し、前記追加の動作域が前記追加の出力と前記追加の動作域内の電池との間の電気接続を確立し、前記第1の動作域がその中の前記電池の直列接続を確立し、前記追加の動作域がその中の前記電池の直列接続を確立し、前記第1の動作域が前記追加の動作域と並列に接続される、請求項17から26のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第1のダクトと同じ位置に配列される追加のダクトを更に備え、前記追加のダクトが追加の出力を持つ追加の動作域を有し、前記追加の動作域が前記追加の出力と前記追加の動作域内の電池との間の電気接続を確立し、前記第1の動作域がその中の前記電池の並列接続を確立し、前記追加の動作域がその中の前記電池の並列接続を確立し、前記第1の動作域が前記追加の動作域と直列に接続される、請求項17から26のいずれか一項に記載のシステム。
- 第1の組の電池によって互いに枢動可能に接続される複数の順次配置されたリンク有する第1の電池ベルトを使用して前記第1の組の電池を共に機械的に連結するステップと、
前記第1の電池ベルトを電池ダクトが延びる直線方向にある前記電池ダクト内へ送り込み、それによって前記ダクトの動作域に前記第1の電池ベルトの電池を搬送し、前記動作域内の電池と前記動作域の第1の出力との間の電気接続を確立する、ステップと
を含む、電池を配備するための方法。 - アクチュエータを使用して前記第1のベルトを駆動するステップを更に含む、請求項29に記載の方法。
- コントローラを使用して、
前記動作域からアクセス域までのステップ数を記憶するステップと、
前記動作域における異例に低い電圧を検出するステップと、
前記動作域内の電圧が前記異例に低い電圧から回復されるまで前記アクチュエータを使用して前記動作域内の前記第1の電池ベルトを進めるステップと、
前記アクチュエータを使用して前記第1の電池ベルトを前記記憶したステップ数進めるステップと
を更に含む、請求項30に記載の方法。 - 前記第1の電池ベルトが前記ダクト内へ送り込まれているのと同時に前記ダクトから第2の電池ベルトを引き出すステップを更に含む、請求項29から31のいずれか一項に記載の方法。
- アクチュエータを使用して前記第1および第2のベルトを同時に駆動するステップを更に含む、請求項32に記載の方法。
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