WO2011138442A1 - Akkumulatorwechselsystem zum austausch von akkumulatoren für elektrofahrzeuge - Google Patents

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WO2011138442A1
WO2011138442A1 PCT/EP2011/057325 EP2011057325W WO2011138442A1 WO 2011138442 A1 WO2011138442 A1 WO 2011138442A1 EP 2011057325 W EP2011057325 W EP 2011057325W WO 2011138442 A1 WO2011138442 A1 WO 2011138442A1
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WO
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accumulator
control
data
accumulators
station
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/057325
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Höltzel
Original Assignee
Czech, Manuel
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Publication date
Application filed by Czech, Manuel filed Critical Czech, Manuel
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/80—Exchanging energy storage elements, e.g. removable batteries
    • 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
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • 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
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Definitions

  • the invention relates to a battery replacement system for exchanging batteries for electric vehicles with a changing station for batteries and with a plurality of such accumulators, by means of which at the change station at least partially discharged batteries can be exchanged for at least partially charged batteries on the electric vehicles.
  • German Patent DE 10 2007 032 210 B4 discloses, in particular, a method for replacing rechargeable batteries for electric vehicles, in which a plurality of standardized rechargeable batteries, at least in groups, in at least partially empty energy states by means of a quick-fastening device of the electric vehicles in a predetermined order is automatically solved and removed, in which the batteries are automatically replaced in a battery replacement station against batteries in full power states in which the batteries are installed in full energy states in a predetermined order with the quick-fastening device in the electric vehicles, and in which at least one Data unit is mounted in or on each accumulator at least with data to the owner and / or manufacturer of the accumulator, wherein the data unit to a selection device and / or r a display unit transmits data.
  • the accumulators are provided with a data unit, such as an RFID chip, which enables an allocation of the accumulator to a manufacturer and / or an owner of the accumulator.
  • the data unit can provide further information on previously completed charging cycles, the old state of charge and other relevant data.
  • the Electric vehicle which is equipped with such a data unit having accumulator, may also have a transmitting unit that performs automatically when driving over a certain detection section within the battery replacement station or manually actuated activation of a transfer of data to the battery replacement station, which in particular a registration of the battery replacement station traveled electric vehicle takes place.
  • the object of the invention is achieved by an accumulator change system for exchanging accumulators for electric vehicles with a changing station for accumulators and with a multiplicity of such accumulators, by means of which accumulators which are at least partially discharged at the change station can be exchanged for at least partially charged accumulators on the electric vehicles
  • the accumulator change system includes a control and monitoring device having an accumulator control and monitoring unit for setting different accumulator usage configurations regarding usage settings on at least one of the accumulators.
  • the present control and monitoring device in particular their related control and monitoring units, for data-specific control of Accumulators belonging to the accumulator change system according to the invention.
  • Such interactive communication is not known in the art.
  • the accumulator has a device for providing and / or storing more than one accumulator use configuration, whereby an accumulator which can be configured particularly with regard to its use setting is advantageously created.
  • a tenant of the battery when renting only entitled to emptying this, but no longer recharge, for example, on its own power grid.
  • the accumulator has a first accumulator use configuration.
  • the accumulator can be protected against misuse.
  • a further accumulator use configuration allows the accumulator through a corresponding accumulator use configuration only for certain change stations, for example at a change station, where a leasing company that owns the accumulator is represented. If this is not true, that locks the accumulator. Or, for example, for changing stations on a freeway or in a federal state, so that the accumulator is unusable for a renter or owner outside of this use setting.
  • another battery usage configuration provides that if an agreed rental period is exceeded, the power output of the battery is reduced.
  • the accumulator allows a further drive to a changing station to be delivered there and thereby returned to the accumulator change system again.
  • accumulators arranged, for example, in a storage means for accumulators, such as a segmentable accumulator receptacle housing, can only be used as range generators.
  • Extenders are configured while more of the accumulators are configured to use a long distance trip on a highway network. For example, the further accumulators are released upon reaching a destination at a certified exchange station and optionally replaced by other charged batteries. Or the journey is only continued by means of the rank extender accumulators.
  • control and monitoring device in the context of the invention describes a device by means of which individual participants of Akkumulator Touchsystems, such as an accumulator, an electric vehicle and a changing station can interactively communicate with each other, not only a simple data exchange takes place, but the participants can be regulated or controlled on the basis of the exchanged data as needed.
  • the control and monitoring device is a component of a data server of the accumulator change system, which is linked to other participants of the accumulator change system in particular information or data technology.
  • participation can be, for example, an electric vehicle control and monitoring unit and / or an exchange and / or charging station control and monitoring unit.
  • a change or charging of at least one accumulator depending on accumulator-specific data can advantageously be instructed by a corresponding data signal, for example, either directly from the Akkumulator Trust- and control unit or directly from the electric vehicle control and monitoring unit to the change and / or Charging station control and monitoring unit can be transmitted.
  • the accumulator control and monitoring unit is ideally connected inseparably to the accumulator, so that the risk of unauthorized manipulation can be virtually ruled out.
  • the accumulator control and monitoring unit can also be integrated in a data unit, as will be explained in more detail later. Specifically, this can provide an exceptionally advantageous data accumulator control and monitoring unit, by means of which different
  • this temporary data area has a table which can be written thereto, as is usual with memory chips. For example, it is deposited here that the rechargeable battery after unloading may not be charged in the vehicle, but must be returned for the purpose of maintenance in a changing station. This can also be used to manage an activation or a TAN function.
  • the RFID chip of the present data accumulator control and monitoring unit comprises a ROM area in which, for example, the owner data are stored immutable. Furthermore, it is advantageous if the RFID chip of the present data accumulator control and monitoring unit has a further writable area in which further data, for example with regard to the completed charging cycles or the like, can be deposited. Here then data are stored, which do not play a decisive role in terms of battery usage configurations.
  • accumulator control and monitoring unit refers to a control or regulation of an accumulator, which in the present case can be designed as software and / or hardware.
  • accumulator describes any type of vehicle drive accumulators for an electric vehicle, by means of which primarily electrical energy is provided for an electric drive of the electric vehicle, and secondarily also electrical energy can be provided for vehicle auxiliary units. Cumulator referred to herein as an accumulator.
  • change station in the present case describes a station which is comparable to conventional filling stations, and which serves for changing or for exchanging and / or charging of accumulators for electric vehicles.
  • the term "electric vehicle” includes any electrically or at least partially electrically driven vehicles, in particular road vehicles, such as cars, buses, trucks, motorcycles, construction vehicles, and other motor vehicles and / or facilities relating to rail vehicles, tracked vehicles, watercraft, such as boats and / or aircraft or helicopters are used.
  • road vehicles such as cars, buses, trucks, motorcycles, construction vehicles, and other motor vehicles and / or facilities relating to rail vehicles, tracked vehicles, watercraft, such as boats and / or aircraft or helicopters are used.
  • a preferably fully automatic battery change station for electric vehicles or at least partially electrically driven vehicles, in particular road vehicles, is provided, which with the change and / or charging station control and monitoring unit with the
  • Accumulator control and monitoring unit and / or the electric vehicle control and monitoring unit can communicate.
  • the change station is here designed for an electric vehicle, such as an electric truck so that it is mobile in the station or in the area of the station or on the station and an accumulator, preferably an at least partially emptied accumulator, exchanged for another preferably full accumulator.
  • an electric vehicle such as an electric truck
  • the replacement of the accumulator initially arranged in the vehicle or the replacement of the accumulator which is preferably stored in the change station and is at least partially charged is particularly preferably carried out in a time of less than five minutes, such as two minutes or preferably less than one minute.
  • the electric vehicle is, as already stated, in an exchange area can be brought or moved, in which a removal and / or supply or installation of at least one accumulator can be done.
  • data unit describes any technical device by means of which accumulator-specific data can ideally be determined, but at least stored and retrievably provided.
  • related accumulators can have a corresponding fastening device.
  • electric vehicle control and monitoring unit refers to technical devices for controlling and / or regulating a participating electric vehicle, and this electric vehicle control and monitoring unit may also be advantageously designed as software and / or hardware.
  • change and / or charging station control and monitoring unit describes a device for controlling and / or regulating a participating change station, which can also be configured advantageously as software and / or hardware. It goes without saying that an embodiment as software has the advantage that it can always be updated without any problems, and thus can be easily adapted to further developments.
  • control and monitoring device comprises a device for blocking a current output and / or current consumption and / or means for limiting a current output and / or current consumption of one or more accumulators.
  • an accumulator for example, be released only after a payment process. For example, in terms of rental vehicles can be awarded depending on a paid amount of energy or the like. If the rental period is exceeded or if payment is late, the accumulator performance can be reduced. Also, for example, the discharge amount can be controlled. In the event of theft, for example, a connection to a control center or control device can be established.
  • control and monitoring device comprises a device for changing a current output.
  • the intensity of the current output can be reduced so that, for example, a more distant changing station with batteries suitable for the electric vehicle type can be reached with a remaining amount of electrical energy still available.
  • control and monitoring device comprises means for processing accumulator-specific data, such as charging cycle data, capacity data, charging speed data, charging method data, contract data, data on contract periods, rental modalities, etc.
  • the means for processing accumulator-specific data can be particularly easily implemented by computer-implemented software be implemented.
  • the device may also comprise simple control boards or the like.
  • each accumulator can be related, preferably with its still available energy, with respect to an accessible changing station, whereby a reliable selection of existing exchange stations is possible.
  • the control and monitoring device in particular the change and / or charging station control and monitoring unit, a device for Transmission of data relating to the rental agreement, in particular limit values, in order to switch off one accumulator or several accumulators when these limit values are exceeded.
  • All of the aforementioned devices are preferably designed as computer-aided hardware devices.
  • control and monitoring device comprises an information unit with at least one reading device for reading data from the data unit or a retrofit data unit.
  • the reading device is preferably part of a reading station of a changing station, by means of which the data unit and / or retrofit data unit provided on an accumulator and / or on an electric vehicle can be read out. It is understood that the reader can be selected almost arbitrarily, for example as a reading device suitable for reading an RFID transponder.
  • the information unit also has a multiplicity of differently operating readers, so that it is possible to be able to automatically read out different data units at the change station.
  • Accumulator change system or the changing station is approximately detectable, where and / or which accumulator is installed in or on the respective electric vehicle.
  • control and monitoring device comprises a processing unit which has at least one function selected from a group of functions at least consisting of checking accumulator characteristics, unlocking a rechargeable battery, charging a rechargeable battery, providing accounting data and releasing one Removal of the accumulator performs.
  • the accumulator change system or a change station thereof in particular a processing unit of the change station, preferably selects at least one of the aforementioned functions of the test unit from the group of functions and initiates them.
  • the processing unit may also be configured as software and / or hardware. Another particularly advantageous embodiment provides that the
  • Battery Change System includes a lock-and-key system with more than one security level. By means of the lock and key system, an abuse of the battery change system can be counteracted advantageous.
  • the lock and key system comprises in particular a seal, which has at least some functions of the control and monitoring device.
  • a seal which has at least some functions of the control and monitoring device.
  • Such a seal can be advantageously used if the accumulator comprises its own control and monitoring unit. Preferably, it can be provided if the accumulator does not have its own control and monitoring unit, since in this case the seal can in particular take over a blocking or enabling of charging processes.
  • the seal can be used as a communication device.
  • the seal can also embody a simple GPS and / or radio probe for the accumulator, which has no or only insufficient reception under the vehicle. In the event of unauthorized actions, the seal can then send an emergency signal instead of an accumulator-side transmitter.
  • a corresponding hardware load locking system can also be referred to as a seal, which in the area between the charging socket on the electric vehicle and an external charging current source such.
  • B. a house power connection or an e-vehicle charging station, is providable.
  • the present seal can take over some functions of the control and monitoring device, such as the activation of a charging process, the transmission of a GPS signal when the seal is forcibly removed or when a rental time limit is exceeded.
  • seal thus preferably describes a software and / or hardware-based device for blocking or limiting the charge current supply to the accumulator when current is supplied from the accumulator or the like. It is also conceivable that the seal can be unlocked or locked by means of codes or by the transmission of radio signals.
  • Such an electronic security system can be designed in the sense of the invention as software and / or hardware.
  • a first security device of the electronic security system is associated with a change station, which cooperates with a second security device of the data unit of a rechargeable battery.
  • a second security device of the data unit of a rechargeable battery is associated with a change station.
  • corresponding billing data can be forwarded to one or more possibly different billing and data collection means, which are preferably provided in the respective change station and / or outside the change station, for billing purposes.
  • a data exchange with the respective landlord of the accumulator is made and transmitted upon acceptance of the lease by the tenant of the accumulator via the control and Kontrollvorrich- a corresponding activation code to the change station.
  • servers of the control and monitoring device can carry out a forwarding / further processing and / or evaluation or supplementation of the billing data and a corresponding release of the accumulator.
  • This billing data may include, among other things, for example, data on the state of charge, the number of charge cycles, the charging method, the type of accumulator, the vehicle type and / or data to the owner or manufacturer of the accumulator, which are passed on to a billing software.
  • a security system of the rechargeable battery change system it is advantageously also possible for a security system of the rechargeable battery change system to pass into a second security level in the event of a defect by means of the lock and key system. It is also advantageous if it can be ensured by the lock-and-key system that the accumulator is exchangeable if individual, several or all other devices which preferably communicate with the accumulator or fail these taxes or backup.
  • the accumulator is unlocked, for example, only for individual purposes. A blocking of the accumulator can be done, for example, in a violent removal of the control and monitoring unit.
  • Unlocking the control and / or control unit is preferably via a communication of the control and / or control unit with a certain authority, such.
  • a control center and / or the landlord via a transmission pulse, which is, for example, via radio or cable, possible.
  • a transmission pulse which is, for example, via radio or cable, possible.
  • the accumulator change system further also includes billing data and / or billing data collection means.
  • a preferred embodiment provides that the modular exchange station has a modular shelving system of modular arrangeable loading and / or changing cassettes.
  • Such a modular exchange station can be adapted particularly flexible to changing requirements.
  • modular exchange station can be realized constructively diverse.
  • a supply device for providing a plurality of accumulators is provided at the modular exchange station. It is possible that the accumulators individually, repeatedly and / or in selectable or automatically or automatically determinable arrangements
  • a related provision device may comprise, for example, a shelving system with supply and / or discharge devices for providing or transporting the accumulators.
  • a provisioning device is constructed modularly such as by means of the modular shelving system and expandable by adding further modular components, such as changed shelving system parts and / or individual transport elements, control devices and / or storage, maintenance, service areas.
  • the accumulator or the accumulators or a container or a multiple arrangement of accumulators is therefore preferably a shelf system after removal from the electric vehicle can be supplied, in which the accumulators treated, in particular loaded and maintained, can be, so that they can then be made available to another customer or the same customer again.
  • the modular shelving system in which the accumulators are loaded is, as already explained above, preferably easily expandable and / or resized, in order to be able to react quickly to changes in the traffic density.
  • the shelving system or the changing station is preferably modular in order, for example, depending on the needs and situation as quickly as possible, an expansion or reduction of the battery inventory or Abfertigungs adopted such. B. the changing facilities to make.
  • additional transport facilities such. B. conveyor belts, transport carriages and / or transport cranes can be provided within the shelving system.
  • the transport of the accumulator in the shelving system and / or the storage or maintenance of the accumulator in the area of the change station is particularly preferably a review of the individual functions of the accumulator or physical characteristics of the accumulator.
  • the checking of the functionality can be carried out for example by the processing device of the changing station and / or a control and monitoring unit or a processing device of the electric vehicle.
  • the change station is preferably designed such that any number of different types of accumulators can be changed and / or serviced. It is hereby conceivable that is used on a robotics by plug-in modules and / or a corresponding programming to new requirements, such.
  • B. new or additional types of accumulator can be set.
  • the change station preferably recognizes the individual vehicles or vehicle types, for example by means of a communication unit such.
  • B. an RFID unit can communicate with the change station.
  • the changing station also has a library for this purpose, which is, for example, updateable and in which further information about the respective vehicle types, types of accumulator, types of accumulators, charging methods etc. can be stored and / or managed.
  • Information about individual productions can be entered manually, whereby particularly preferably in such accumulators or electric vehicles, a use of the exchange station or a network of exchange stations is possible.
  • a use of the exchange station or a network of exchange stations is possible.
  • locating points can be detected on the electric vehicle by the changing station, whereby the exchange station detects, for example, how and / or where an accumulator is to be changed.
  • Such locating points represent an example of identification features by means of which corresponding data or information can be provided in a variety of designs of the changing station.
  • accumulators z. B. private persons and have no data unit or on which no data unit is arranged or designed, can be automatically or manually provided with a temporarily or permanently attached data unit or are provided. Such a retrofit data unit is particularly preferably applied by the change station. It is also conceivable that the data unit is always provided on the accumulator, but only for certain events, such. B. the first use of a change station or another event is activated or used or made usable.
  • a specially adapted to flexibility change system is preferably including one or more receiving means for receiving and / or fixing one or more accumulators, such. B. a housing or bay or docking bay on or in the car particularly preferably inclusive control unit and accumulator, providable. This is advantageous because the system z. B. of vehicle manufacturers, suppliers and / or workshops in parts or can be completely installed.
  • the accumulator shape, the connection points for the control of the accumulator and the charge or discharge as well as the software communication between the electric vehicle and the accumulator or the changing station with the electric vehicle or the Akkumu- lator be standardized. It is conceivable that a variety of different shaft and
  • Accumulator forms in particular 2 - 6 forms and more preferably exactly 3 different manhole shapes, are provided.
  • any connecting means for. B. terminals, in particular for transmitting information, power, signals and data may be formed.
  • the receiving means and connecting means preferably allow the accumulators are either individually inserted into the respective receiving means or in larger variants or bundles the shafts or the shaft in a larger number can be supplied or incorporated therein. Larger shafts are conceivable, for example, in electric vehicles such as sports cars, trucks, construction vehicles, SUVs. It is also conceivable that the formation of differently shaped and jointly or successively installed accumulators different formations in the individual electric vehicles or in individual recording means can be formed.
  • the individual accumulators can be arranged side by side, one behind the other, one above the other and / or offset from one another. Particularly preferably, the accumulators are locked against each other, whereby they hold static or form a solid structure.
  • the individual accumulators are therefore connected via connecting devices, such. B. in the form of tongue and groove connecting rails, coupled together or coupled.
  • the changing station and / or the recording means in the electric vehicles or the recording means which can be introduced in electric vehicles are preferably multicompatible, i. H. they can z. B. allow the charge, verification, control, backup and / or blocking of various batteries, in particular of different types of accumulators, power and / or control or perform. Therefore, any types of accumulator are preferably treatable by the system or the changing station.
  • a control device such as. B. the processing device, a control and monitoring device for monitoring of vehicle-related parameters, a each accumulator, the receiving means and / or arranged on a Akkumulatorbündel accumulator control unit for processing accumulator-specific data, such. B. charging cycles, capacity, charging speed, mietrelevante restrictions, charging method, etc. in the area of Akkumulatorschachts, the electric vehicle, the accumulator and / or the changing station is arranged.
  • the control device in particular in the form of an accumulator control unit, on the accumulator shaft recognizes the technical characteristics of the respective accumulator or accumulator bundle and controls or adjusts the parameters with regard to the supply of power from the accumulator or the accumulator
  • the corresponding control unit is located directly on the accumulator and can limit it in particular in the current delivery and / or Aufnähme.
  • an interface between electric vehicle technology, control electronics and / or accumulator technology is formed by the receiving means, which is the implementation of other facilities, such.
  • modified or additional control devices modified or additional connections of a Temper michssystems for tempering the batteries, such.
  • a cooling system or a warm-up system a fire-fighting device, a fire detection device, an accident prevention device such.
  • a control technology preferably allows a response to a plurality of different types of accumulators or a plurality of different types of accumulators to be used and usable or treatable.
  • Accumulator control and monitoring unit can shut down the accumulator in case of overheating or other malfunction or limit it as a precaution in its power output.
  • a black box which may be part of the accumulator control and monitoring unit, can record and forward a mistreatment to document liability claims.
  • a control and monitoring unit is preferably coupled to a data unit provided on the accumulator, the electric vehicle and / or a data unit provided in the changing station.
  • the control and monitoring unit and the data unit represent only one device. It is also conceivable that the control and monitoring unit with or without data unit temporarily or permanently attached to the accumulator or is formed.
  • control and monitoring unit individual or all functions, in particular the current output, changeable.
  • the accumulator can be blocked by means of the control and monitoring device or predefined configurations can be set. So z. B. limited in a configuration, the current output to a certain extent and / or a delivery period. It is also conceivable that the accumulator in a further configuration or in addition to the configuration described above in terms of energy absorption is blocked. Furthermore, it is possible that the charging method, the charging behavior, the installation / removal, the replacement duration and the like can be monitored or controlled by the control and monitoring unit, the data unit or a retrofit data unit.
  • control unit receives data relating to the rental contract from the exchange station, in particular limit values, in order to switch off the accumulator if necessary and / or additionally to send a location signal, in particular a GPS signal and / or a mobile radio signal ,
  • a location signal in particular a GPS signal and / or a mobile radio signal
  • the control and monitoring unit to the driver via a means of information, such. B. one or more screens, one or more displays or speakers visually and / or acoustically transmit the information or the contractual limits and / or the current account information. It is also conceivable here that the information is transmitted to the driver, the owner and / or owner, for example via a mobile phone or subsequently installable or installed or other portable devices. Or. are transferable.
  • a hedging system may be provided, which makes it impossible that the electric vehicle causes damage to the battery. It is also preferred that the battery can not harm the electric vehicle by the protection system or another security system.
  • This protection system preferably goes beyond an ordinary fuse and can inform the electric vehicle and / or the changing station about a faulty behavior of the accumulator, so that an adjustment with accumulator-specific data can take place and a best solution is found.
  • the manual or automatic adaptation of the use or maintenance is preferably carried out. It is conceivable that in case of faulty behavior a direct shutdown of the accumulator or a reduction to a defined or depending on the previously determined data determined maximum useful life or a reduced current output is adjustable.
  • the accumulator or a data unit or the control and monitoring unit in the electric vehicle or on the accumulator or on the recording means stores these data and gives them z. B. on the next startup of a changeover station to the central software on. It is also conceivable that the data z. B. by radio signal before the start of a change station to one or more locations, such. For example, an ambulance service, a towing service, a maintenance service, the change station, a central office of all exchange stations or the respective contractor, are transmitted.
  • the control and monitoring unit in the electric vehicle and / or on the accumulator or in or on the recording means store data about a malfunction of the accumulator.
  • the stored data comprises data selected from the group consisting at least of manufacturer data, data on the type of battery or electric vehicle, data on the nature of the malfunction, data on the charging cycles, the charging behavior, maintenance information and the like.
  • the data can already be statistically processed by the change station or the control and monitoring unit, so that the system contributes to the fact that the error messages are statistically assignable to the individual vehicle types or accumulator types. This data is especially important for liability.
  • the electric vehicle preferably notifies the driver where the next available or full accumulator is present, and particularly preferably the corresponding accumulator in the respective change station can also be reserved and / or paid for directly from the electric vehicle.
  • the control and monitoring unit or a data unit on the electric vehicle preferably sends data about the electric vehicle type to the changing station, in particular to a receiver module of the changing station.
  • the data unit via a control and / or control unit in the electric vehicle in communication with the changeover station occurs to the wishes of the driver, such.
  • the preferred accumulator brand, accumulator type, accumulator provider to notify the change station, or to carry out the payment itself.
  • the driver does not have to leave the electric vehicle.
  • the data unit on the rechargeable battery can also be designed as a control and monitoring unit and supply data to the changing station, the electric vehicle and / or another device or receive, manage, process and store it.
  • These data include z. B. the approved rental period or the number of charges of the accumulator or how a charge of the accumulator should be handled. This may in particular be, for example, the information that only a change of the accumulator is possible or a charge to an external outlet after entering, for example, an activation code is possible. It is also conceivable that an activation via any medium, in particular a mobile phone, the Internet, pulses of a power line, etc., is feasible.
  • the data unit or control and monitoring unit on the rechargeable battery therefore preferably also communicates with the control unit and the data unit of the electric vehicle and / or the changing station.
  • a retrofit data unit is advantageously provided, which can be subsequently attached to the accumulator or can be assigned to it.
  • the retrofit data unit can be configured to be active and / or passive, this preferably means that the data unit can be used for controlling or influencing the accumulator, particularly preferably the accumulator can be blocked and / or switched off by the retrofit data unit.
  • the z. B. belongs to a private individual and has no separate data unit, preferred by the exchange station automatically with a z. B. be provided temporarily or permanently attachable retrofit data unit.
  • an accumulator provided with a retrofit data unit is preferred, as is the case with a data unit and / or accumulator provided with a control and monitoring unit can be configured and / or controlled.
  • This retrofit data unit is also preferably protected against unauthorized removal.
  • the attachment of a retrofit data unit is advantageous because the respective accumulator is an owner and / or the time of storage can be assigned.
  • the data unit is particularly preferably readable by the change station.
  • the retrofit data unit is permanently arranged or can be arranged on the accumulators, the accumulators being, for example, accumulators from third-party manufacturers.
  • the retrofit data unit can preferably be recorded, stored and / or changed and forwarded to the corresponding change station.
  • the data provided by the retrofit data unit can preferably be received, evaluated, changed and / or verified.
  • the retrofit data unit can also be designed as a control and monitoring unit comprising a data unit.
  • the retrofit data unit is equipped with sensors that are in the range of
  • the retrofit data unit is preferably equipped with a communication means that allows it to communicate with other devices.
  • the changing station, the electric vehicle and / or the accumulator on the one hand with a blocking device, in particular a load-locking system communicate, which at any point, such as. B. is provided to the charging terminals of the battery to the electric vehicle or the electric vehicle to the external power outlet.
  • the locking system can in this case represent a software lock and / or a hardware lock.
  • the retrofit data unit and the blocking device, ie the locking system and the Akkumulatorlutzungssperre are preferably also secured against removal or unwanted removal.
  • the data unit can also be designed such that it is only temporarily arranged on the accumulator, for example to record the owner and the time. This is particularly advantageous in terms of storage of the accumulator in a change station. in the In the course of removal from the change station, the data unit can preferably be automatically removed or removed again from the accumulator by the change station.
  • the battery without activation of the alarm signal from the electric vehicle and / or the changing station are removed.
  • individual change stations e.g. depending on regions, for use with a particular electric vehicle, vehicle type, accumulator and / or accumulator type.
  • the data unit or the retrofit data unit on or in the accumulator preferably transmits data to a vehicle control unit in the vehicle interior. This may possibly be integrated directly into the vehicle electronics, be retrofitted or represent an additional mobile device that can be coupled to the vehicle.
  • This control unit or vehicle control unit is particularly preferably designed such that it can communicate or communicate with a control and accounting system of a change station or a gas station. Furthermore, it is conceivable that a change of the accumulator can be initiated by the control unit or the change can be monitored and / or a payment process and status messages relating to the battery status and billing-related information can be retrieved.
  • About the vehicle control unit is also for example via a wireless connection, such.
  • a wireless connection such as a mobile connection
  • the contact to exchange information with a changeover station produced which, for example, accumulators can be reserved or renting a battery can be initiated.
  • a changeover station produced which, for example, accumulators can be reserved or renting a battery
  • This is advantageous since, for example, when an electric vehicle enters the change station, the administrative part of the rental process is already lockable or complete. It is also conceivable that further goods and services, such. As refreshments, pre-ordered in the exchange station, paid and / or can be retrieved during the change of the battery.
  • Terminal is approachable, in this embodiment, it is preferable to ensure that the driver can preferably leave the car to possibly a purchase in the station or gas station make.
  • a refreshment and snack machine is also connected to the communication from the electric vehicle to the change station, or orders can be forwarded that are already provided to the change station or a refreshment area during the battery change.
  • the information required for the accumulator change a driver to come early and understandable In addition to the operator of the change station or the gas station or the respective electricity provider are preferred the price of a battery change at the respective station and the accumulator types, the
  • Accumulator and / or the availability can be displayed. This data can also be accessed via a
  • Radio communication such as a telephone connection or the like are transmitted to the data unit or the vehicle control unit in the electric vehicle.
  • This embodiment is advantageous since the vehicle driver can already be informed of the corresponding or required information, even though he is still outside the field of view of the corresponding change station.
  • Conceivable means for controlling the individual devices are, for example, a control means in the form of control software for controlling the changing station, a security means in the form of security software, which releases the removal process preferably in dependence on various parameters.
  • a detection means in particular a detection software, which assigns the accumulators their manufacturers, their owners, completed charging cycles, condition reports, manufacturing data and possibly additional information, connects them with place and time and relays relevant parts or data to an accounting software of the change station and the For example, all data is forwarded to a central server.
  • An accounting software of the change station which at least temporarily receives both from the acquisition software in the exchange station as well as from the management software of Akkumulatorvermieters for payment transactions relevant data.
  • a management software of Akkumulatorverleihers that receives information about the payments of the exchange station but can also make changes to the pricing can this, the management software has preferred access to a billing software.
  • a central computer software of the operating company which independently receives data, the recording means, the billing software and / or the management software and balances these and allows secure payment transactions.
  • a further particularly preferred embodiment also provides a plug-and-use device, by means of which a new or a meantime shut down battery can be automatically logged back to the present accumulator change system when it is activated in particular in a changing station.
  • a plug-and-use device can also be part of the Akkumulator Kunststoff- and control unit, which advantageously the number of components can be reduced. It is particularly advantageous if an accumulator inscribes its first insertion into a vehicle in its system or the electric vehicle control and monitoring unit, so that the accumulator can be used.
  • Accumulator change system comprising a control and monitoring device with a
  • Accumulator control and monitoring unit is shown and described component by component with an electric vehicle control and monitoring unit and with an exchange and / or charging station control and monitoring unit.
  • Accumulator control and monitoring unit is shown and described component by component with an electric vehicle control and monitoring unit and with an exchange and / or charging station control and monitoring unit.
  • FIG. 1 shows:
  • Figure 1 shows schematically a view of an electric vehicle with a Elektroschist- and
  • FIG. 2 schematically shows views of a standardized accumulator shaft, a standardized accumulator and other associated devices of the invention
  • Figures 3 schematically shows views of different accumulator forms
  • FIG. 4 shows schematically a three-dimensional representation of a loading cassette and a modular shelving system
  • Figure 5 schematically shows a view of a reserve accumulator or a gas generator
  • FIG. 6 shows schematic views of data units that can be attached to an accumulator
  • FIG. 7 schematically shows a view of a rechargeable battery with a large number formed on it
  • FIG. 8 schematically shows a perspective view of a modular changing station with further optional devices
  • FIG. 9 schematically shows a view of a charging locking device for unlocking or blocking a charging process
  • Figure 10 is a schematic view of a lifting and Verteilschlittens for lifting or distribution of batteries
  • Figure 1 1 is a schematic view of a control unit for disconnecting the connection between the electric vehicle and the accumulator; and FIG. 12 schematically shows a view of possible communication paths that are conceivable in the context of the use of removable accumulators, among others.
  • the rechargeable battery changing system for replacing standardized rechargeable batteries 4 for electric vehicles 1 shown in FIGS. 1 to 12 includes a control and monitoring device having a rechargeable battery control and control unit 6 for setting different ones
  • the control and monitoring device is also equipped with an electric vehicle control and monitoring unit 10 (see in particular FIG. 1) and with an exchange and / or charging station control and monitoring unit 60 (see FIG an exchange at a modular exchange station 3 at least partially discharged batteries 4 can be supported against charged batteries 4 to the electric vehicles 1, wherein a control unit combination of change station 3 and accumulator 4 and the removal switches freely.
  • the electric vehicle 1 shown by way of example in FIG. 1 has an accumulator shaft 2 for accommodating a rechargeable battery 4 of the rechargeable battery change system.
  • the Akkumulator Kunststoff- and control unit 6 is arranged at the accumulator 4.
  • a data unit 8 which is likewise part of the accumulator change system, is likewise preferably arranged on the accumulator shaft 2.
  • the data unit 8 and the Akkumulator Wenn- and control unit 6 may preferably communicate with each other, wherein they are configured separately in this embodiment.
  • the Akkumulator Kunststoff- and control unit 6 sends data, for example, with respect to the owner of the accumulator 4, the accumulator type, the installation time, the manufacturer of the accumulator 4, the year of construction of the accumulator 4, in terms of completed charging cycles, etc. to the modular exchange station 3 and optionally via an output device, such as an indicator, to the driver. It is particularly important to send an at least valid lifelong ID number. This remains preferably unique to the respective accumulator from the time of its manufacture until well beyond the actual life away.
  • charging processes can advantageously be enabled or disabled by the accumulator control and monitoring unit 6 on the accumulator 4. This can be controlled, for example, as a function of contract data or physical properties of the accumulator 4.
  • the Akkumulator Kunststoff- and control unit 6 at the accumulator 4 with a security system communicate and release depending on certain information, such as data and / or signals in terms of a payment process, the removal of the accumulator 4 or prevent.
  • the Akkumulator Kunststoff- and control unit 6 For monitoring the position of the accumulator 4, the Akkumulator Kunststoff- and control unit 6 emit locating signals on the accumulator 4. For technical reasons, transmission may also be effected via a seal 108 (see FIG. 9).
  • the Akkumulatorschen- and control unit 6 on the battery 4 can also communicate via the data unit 8 with an electric vehicle control and monitoring unit 10 in the electric vehicle 1 according to the reference numeral 12b.
  • a reverse communication of the electric vehicle control and monitoring unit 10 of the electric vehicle 1 with the accumulator control and monitoring unit 6 associated data unit 8 of the accumulator 4 is visualized according to reference numeral 12a.
  • the accumulator 4 can be programmed by the central computer 132 via the changing station 3 such that the accumulator 4 can only work in conformity with the contract.
  • Data or information that can also be exchanged by the accumulator control and monitoring unit 6 of the accumulator 4 for the electric vehicle control and monitoring unit 10 in the electric vehicle 1 are, for example, data regarding contractual limit values, for example by the electric vehicle control and monitoring unit 10 in the electric vehicle 1 and / or an associated output device the driver, the vehicle owner, the vehicle owner, the
  • Accumulator owner, the modular exchange station 3, a central computer and / or the maintenance personnel, etc. are communicable.
  • the data unit 8 on the accumulator shaft 2 can alternatively also be arranged on the accumulator 4 (not shown here).
  • the data unit 8 communicates, for example, with the electric vehicle control and monitoring unit 10 of the electric vehicle 1, the accumulator control and monitoring unit 6 of the accumulator 4 and / or the change and / or charging station control and monitoring unit of the modular exchange station 3, depending on which data for which the control and control units are intended.
  • the vehicle 1 transmits data about the vehicle type.
  • Information or data that is exchangeable by the data unit 8 may preferably include data on the vehicle type among others.
  • coordinates can also advantageously be transmitted via the change system, so that in particular the position of an accumulator receiving shaft on the special vehicle is known.
  • the electric vehicle control and monitoring unit 10 in the electric vehicle 1 can particularly preferably communicate with the modular exchange station 3, in particular a cash register of the modular exchange station 3, whereby, for example, payment and reservation processes can advantageously be carried out. Further, as part of such communication, for example, further wishes of the driver to the modular exchange station 3 can be transmitted.
  • the electric vehicle control and monitoring unit 10 in the electric vehicle 1 is likewise possible in an advantageous manner for the electric vehicle control and monitoring unit 10 in the electric vehicle 1 to be able to localize the modular changeover station 3 or, preferably, to carry it out at least temporarily.
  • the electric vehicle control and monitoring unit 10 in the electric vehicle for example, in a communication with one of the modular exchange stations 3 information regarding the prices, availability and other information regarding the accumulators 4 and preferably receive other general information and / or advertising.
  • the electric vehicle control and monitoring unit 10 in the electric vehicle 1 shown in FIG. 2 a is equipped with a screen or with an input and / or output device. Furthermore, by the reference numerals 10a, 10b and 10c further embodiments for control units in the electric vehicle 1 are shown.
  • reference numeral 10a designates a control unit for subsequent installation in an electric vehicle 1
  • reference numeral 10b designates a mobile control unit for an electric vehicle 1
  • reference numeral 10c designates a control unit, which is integrated, for example, in a mobile telephone.
  • FIG. 2b shows an accumulator-side connection region 18b which, in addition to a current connection, has a connection 20 to the accumulator control and monitoring unit 6 and a connection 22 to a control bridge.
  • the control bridge offers e.g. a possibility for multiple connection and control of several or more accumulators 4, preferably of any type. It gives the accumulator in the middle of an accumulator arrangement the opportunity to communicate with the control unit.
  • reference numeral 24 designates free fields of the accumulator-side connection region 18b, which provide space for further connections (not shown here).
  • FIG. 2c shows a partially three-dimensional representation of the accumulator shaft 2, in particular from FIG.
  • the accumulator well 2 in this representation has static holding points 14a which can interact with static holding points 14b of the accumulator 4.
  • the accumulator well 2 has an accumulator-shaft-side connection region 18a, which can interact functionally with the accumulator-side connection region 18b.
  • a first embodiment of guide rails 26a and a second embodiment of guide rails 26b are arranged so that always ensures a correctly oriented installation of the accumulator 4 and beyond the accumulator is statically well preserved.
  • guide rails 26a, 26b are not arranged on all wall regions of the accumulator shaft 2.
  • the wall region of the accumulator shaft 2 particularly preferably also has further interlocks 28a which can interact functionally with corresponding interlocks 28b of the rechargeable battery 4 (see FIG.
  • the guide rails 26a, 26b also allow the nesting of several or different accumulators.
  • connection control bridge 22 is used in particular for connecting a plurality of rechargeable batteries 4 to one or more accumulator control and monitoring units 6.
  • Figure 2d discloses accumulator-side static breakpoints 14b formed negatively to the breakpoints 14a.
  • FIG. 2 d discloses rails 26 a, 26 b formed on the accumulator 4, which are designed to engage in the negatively shaped rails 26 a, 26 b of the accumulator shaft 2.
  • the further interlocks 28a, 28b of the accumulator 4 and of the accumulator shaft 2 are each designed to be negative to one another.
  • individual elements of the locks 28a, 28b or the holding points 14a, 14b are advantageously spring-loaded or extendable for locking or unlocking. This is also possible with regard to the lock 16a, 16b.
  • the lock 16a is preferably a recess in the floor or ceiling area of the
  • Accumulator shaft 2 in which, for example, one or more locking elements 16b of the accumulator 4 can engage in order to form a lock with the accumulator well 2 particularly preferably form-fitting.
  • the locking takes place in this embodiment by a rotation of the latch 16b as soon as the latch 16b is inserted in the recess 16a.
  • FIG. 3 a shows a first preferred accumulator type 30, which can be arranged, for example, in an arrangement 32 with further accumulators 30 or other accumulators 4.
  • a second accumulator type 34 is shown, for example, in a
  • a third type of accumulator 40 is indicated.
  • FIG. 3d shows a multiple arrangement of the accumulator 40 shown in FIG. 3c.
  • the individual accumulators 40 are connected to one another via breakpoints 14a, 14b (see also, for example, FIG. 2c).
  • FIG. 3e shows a further arrangement of the type of accumulator 40 identified in FIG. 3c.
  • the individual accumulators 40 are coupled together according to the further arrangement 44 via the guide rails 26a and the guide rails 26b (see FIG. 2d).
  • the accumulators 40 may, for example, according to the embodiment designated by the reference numeral 46, be formed not only as a block but also as a row against one another or can be arranged on each other.
  • the reference numeral 48 indicates any arrangement of the accumulator types 30, 34 and / or 40, wherein the embodiment 46 may result from three type 40 accumulators fused together.
  • the individual accumulators 30, 34 and / or 40 are functionally interconnected. Insofar, the individual accumulators 30, 34 and / or 40 are defined and / or discharged current.
  • FIG. 4 a shows a loading cassette 50 associated with the modular changing station 3 for loading and / or servicing the individual accumulators 4 or accumulator types 30, 34, 40.
  • the loading cassette 50 is preferably made of a few parts, whereby it is as low as possible. This is further preferably ensured by module groups as modular as possible, can be made by the new fast and easy cassette shapes.
  • the bottom 52 of the loading cassette 50 can also be configured, for example, as a feed floor or feeder 52.
  • rollers 54 of a first orientation and rollers 56 are disposed in the bottom 52 in a second orientation. Particularly preferably, the rollers 54 are arranged at right angles to the rollers 56.
  • rollers 54, 56 are preferably arranged in a plane. It is also conceivable that in addition to the rollers 54, 56 or instead of the rollers 54, 56 balls 58 in the bottom 52 of the loading cassette 50 are arranged.
  • the rollers 54, 56 and / or balls 58 or individual ones of these elements 54, 56, 58 may also be arranged in one or more wall regions of the loading cassette 52.
  • the rollers 54, 56 and the balls 58 represent means of movement that are always driven, temporarily driven or never driven.
  • the accumulators 4 can be actively moved by the rollers 54, 56 and / or the balls 58 or, however, the accumulators 4 by means of further transport means above the rollers 54, 56 and / or balls 58, but these at least partially contacting, are movable away.
  • the rollers 54 are rotatable in a first direction while the rollers 56 are rotatable in a second direction.
  • the rollers 54, 56 may in this case be designed, for example, as rubber rollers, plastic rollers, metal rollers or the like. It is conceivable that individual rollers 54, 46 are preferably temporarily movable in height. This means that the respective transport-relevant rollers 54, 56 and / or balls 58, for example, are displaceable perpendicular to the plane of the bottom 52.
  • the light barriers 64a Arranged in the region of the control unit 60 of the loading cassette 52 and / or functionally connected thereto are light barrier devices 64a, by means of which the beam paths 64b are visible or invisible.
  • the light barriers 64a can be provided, for example, at each or at any one or more arbitrary side boundaries of the loading cassette 52 for positioning or defined feeding of the accumulators 4 into the loading cassette 52.
  • FIG. 4b shows a module arrangement 66 of a plurality of charging cassettes 50.
  • FIG. 4d shows a further module 66d which, for example, can be coupled with the modular shelving system shown in FIG. 4c in the longitudinal direction, height direction and / or depth direction.
  • the modular shelf system 68 preferably has a connection to a changing pit in the change station 3, which preferably has a gradient, so that conveyor belts can be guided over a wide as flat or as possible angled path.
  • the accumulators 4 are transported only in two planes, ie a horizontal plane and a vertical plane. The vertical transport of the accumulators 4 can be done for example via elevator systems.
  • FIG. 1 shows a further module 66d which, for example, can be coupled with the modular shelving system shown in FIG. 4c in the longitudinal direction, height direction and / or depth direction.
  • FIG. 5 shows a reserve accumulator 70, an accumulator combination 70 and / or a gas generator 70 with cartridge or any other current generator (for example a hydrogen-operated current generator).
  • the reserve accumulator 70 or the gas generator 70 are installed on the accumulator shaft 2 or interchangeable shaft of the electric vehicle 1.
  • the reserve accumulator 70 is permanently installed in the electric vehicle 1.
  • a replaceable cartridge is particularly preferably provided.
  • FIG. 6 a shows a data unit 8 or a retrofit data unit 74 for attachment to rechargeable batteries 4.
  • the retrofit data unit 74 is particularly preferably arranged on accumulators 4 which are equipped without or with a data unit 8 which can not be used in the context of the accumulator change system.
  • the data unit 8 or the retrofit data unit 74 can advantageously be equipped with additional sensors, such as a vacuum sensor.
  • Such a data unit 8 or retrofit data unit 74 preferably receives and transmits data on the time of storage to the owner of the rechargeable battery 4 and / or data relating to the rechargeable battery types 30, 34 and 40.
  • Reference numeral 76 designates a further data unit which is preferred is designed as a stickable bar code 76.
  • the bar code 76 it is advantageously possible for the bar code 76 to be arranged on the accumulator 4 and the data unit 8 or the retrofit data unit 74.
  • the bar code 76 is located in the interior of the vacuum area of the data unit 8 and the application of the data unit 8 causes the bar code 76 to be glued onto the rechargeable battery 4.
  • the system is further protected against misuse or inadvertent removal of the data unit 8, 74, 76, whereby an assignment of the accumulator 4 is always possible.
  • the accumulator 4 shown in FIG. 7 has a connection region 18b.
  • the connection region 18b may comprise a main power connection.
  • a locking or unlocking unit 16b is formed on the accumulator 4.
  • the accumulator 4 has a connection control bridge 22 or a connection to
  • sensor devices 78, 80 are also provided.
  • Reference numeral 78 denotes a sensor for the unlocking unit, by means of which a registered removal and a registered installation of the accumulator 4 can be monitored. It is also conceivable that an unregistered removal of the accumulator 4 can be detected by this sensor 78.
  • Reference numeral 80 denotes a sensor 78 for power connection. This sensor 80 registers, for example, the charging and / or discharging of the accumulator 4. It is also conceivable that this sensor 80 registers intermediate charges or intermediate discharges and the current recovery, for example by braking the electric vehicle 1.
  • Reference numeral 6 denotes the accumulator control and monitoring unit 6 on the accumulator 4, which in this illustration is connected to the two sensor devices 78 and 80.
  • the Akkumulatorschen- and control unit 6 is used for example for data transmission, data reception, data storage, the issuing of an alarm when loading and / or unloading the Akkumu- lators 4 without prior activation, an issuing of an alarm upon removal of the accumulator 4 without prior activation, the output of an alarm in unauthorized removal of the accumulator 4 and they can, for example, send a locating signal for locating the accumulator or send or cause such a locating signal ,
  • the data control unit 6 advantageously has a secure ROM area in this embodiment, which can never be changed.
  • the accumulator control and monitoring unit 6 preferably has security software which allows the alarm-free removal or the alarm-free charging of the accumulator 4 only after successful comparison with further security criteria or parameters or additional software elements.
  • FIG. 8 shows the modular changing station 3 and further associated or optional devices.
  • the reference numeral 82 shows a transport of the accumulators 4 by means of a conveyor belt from a first level to a second level.
  • the modular exchange station 3 has, on its surface on which the electric vehicle 1 can be lowered, fins 84, which preferably detect the tire position.
  • a detection as to whether an electric vehicle 1 is approaching the modular changing station 3 takes place, for example, via a sensor device 86, which is particularly preferably designed as a sensor rail 86.
  • a sensor device 86 which is particularly preferably designed as a sensor rail 86.
  • an electric vehicle 1 can be detected by the sensor rail 86 when entering the change station 3 or in the change station 3.
  • the vehicle type and / or the type of accumulator, including owner information can be detected by the sensor rail 86.
  • the data unit 6 or an RFID chip on the accumulator 4 and / or on the electric vehicle 1 can be read out by the sensor rail 86.
  • the surface of the change station 3 has a bottom 88, which preferably comprises movable elements. Particularly preferably, individual segments or sections of the bottom 88 are displaceable in the direction of the arrows indicated by the reference numerals 90a, 90b.
  • Reference numerals 90a, 90b indicate a first and a second displacement direction.
  • the bottom 88 of the changing station 3 can be movable in one or in both directions 90a, 90b.
  • the bottom 88 has a flap which can be pivoted upwards or downwards and by means of which a rechargeable battery replacement can take place in the lower region of the electric vehicle 1.
  • the sensor rail 86 is activated by the driving up of the front wheels of the car or electric vehicle 1 and is deactivated when driving over the rear wheels. A deactivation of the sensor rail 86 can also take place as a function of a successful communication with the electric vehicle 1 or a further device or automatically after a certain period, such as after one minute.
  • a modular system 94 is preferably formed in the area of the change station 3, a modular system 94 is preferably formed.
  • the modular system 94 which particularly preferably has charging cells 104 or charging cassettes 50, is arranged directly on the removal pit, in order to allow the quickest possible replacement of the battery.
  • a plurality of loading cells 104 or loading cassettes 50 are preferably arranged, whereby preferably a large amount of charged or recharged Accumulators 4 can be provided.
  • the modular system has 94 receiving areas in which only full or charged batteries 4 are provided.
  • the accumulators 4 are preferably conveyed out of the modular system 94 by means of a transport device, such as a conveyor belt, to a main loading area and from there into the modular system 94 at the removal pit or the modular exchange station 3.
  • a transport device such as a conveyor belt
  • an optical communication device 98 such as a monitor or a display, characterized, for example, is providable to provide the driver with information regarding the correct position of the electric vehicle 1.
  • an advertising sign 99 can be arranged in the area of the changing station 3, by means of the z. B. information about the electricity supplier or the owner of the modular changing station can be output.
  • a cost table 100 can be arranged in the area of the modular exchange station 3, which displays information relating to the costs for a battery change and / or power and / or additional information. It is also conceivable here that costs or prices with regard to various accumulator sizes and / or accumulator types can also be displayed by the cost table 100.
  • a checkout or a pay station is designated, which is preferably also arranged in the area of the change station 3. It is also conceivable that a refreshment area 122 (see Fig. 12) is provided in the area of the cash register 96 or a sale of soft drinks, magazines, spirits, tobacco products, foodstuffs and / or the like is possible. It is likewise preferably conceivable for the cash register 96 to communicate with the discharged rechargeable battery 4 or the replaced rechargeable battery 4 and / or with the electric vehicle control and monitoring unit 10 in the electric vehicle 1. Furthermore, the cash register 96 particularly preferably also communicates with software of the exchange station 3 and with software of a central server 132 (see FIG. 12).
  • the terminal 92 also offers a possibility of orders, in particular
  • a protective device 106 for protection against removal of a seal 108 is shown.
  • the seal 108 is preferably arranged on the charging socket for charging control. Particularly preferably, the seal 108 is plugged onto the connection contacts, through which current is supplied to the accumulator.
  • the seal 108 is preferably equipped with a communication device and can therefore particularly preferably communicate with the data unit 8 on the rechargeable battery 4, with a central computer 132, with a data unit in the electric vehicle and / or a change station.
  • the replacement of a rechargeable battery 4 or the initialization of a charging process is possible, for example, by entering a code via an input field 110.
  • the protective device 106, the seal 108 and the input field 1 10 are preferably coverable by means of a cover 1 12, in particular a lid, and particularly preferably closable. In this respect, the seal can be designed so small that it can be placed under the lid 1 12.
  • the lid 1 12 is coupled, for example, with the central locking of the electric vehicle 1 and thereby locked or unlocked depending on the central locking or has a lock on and can be unlocked or locked by means of a key or an authorization device.
  • a cover for covering the charging socket is preferably additionally or exclusively provided, which is preferably removable and / or lockable in Fig. 10, a lifting and / or Verteilschlitten 1 14 is shown. This lifting and / or
  • Distribution carriage 1 14 is preferably displaceable or deflected in the direction indicated by the reference numeral 1 16a and / or in the direction indicated by the reference numeral 1 16b. However, it is also conceivable here that the lifting and / or distribution carriage 1 14 can only be moved in one of the two directions 16a, 16b.
  • the accumulators 4 can be transported, for example, on the individual levels or in the individual positions, preferably in the direction of 1 18a or 1 18b.
  • the accumulators are distributed with a transport device, such as a loading carriage and / or the like.
  • Fig. 1 1 is an electric vehicle 1 with an accumulator 4 arranged therein and a related control unit 6, 10, in particular the control unit 10 and / or the control unit 6 represents.
  • the control unit is preferably connected to an electric motor 120.
  • part of the control device 6 is arranged on the accumulator 4 and a part of the control device 10 remains in the electric vehicle 1.
  • the control unit 6 is seated on the accumulator 4 and controls its intended use. And it also has a previously described ROM area especially with the ID number. For example, owner information may be changed in a kind of history list, but the ID number may not.
  • the remaining in the electric vehicle 1 control unit 10 is particularly preferably designed such that it can interact functionally with different accumulators 4.
  • control unit 10 or the control unit 6 has different control programs for different accumulators 4. These control programs can also be calibrated for example with accumulator-specific values or accumulator-internal programs, so that the control unit 10 always has the best possible information for controlling the accumulator 4. It is also conceivable that the accumulator 4 also transfers control-relevant data to the control unit 10 of the electric vehicle 1, for example via plug and play.
  • An accumulator 4 is particularly preferably protected against a malfunction of the control unit 10 of the electric vehicle 1.
  • the electric vehicle 1 is also particularly preferably protected against mishandling of the accumulator 4.
  • Both protective devices preferably go beyond the extent of a normal fuse and particularly preferably permit an emergency operation of the battery.
  • FIG. 12 shows communication paths between individual devices integrated in the system.
  • each of these devices can communicate with each further device, but preferably the illustrated communication paths are relevant.
  • the electric vehicle 1, the changing station 3, the accumulator 4, a loading cassette 50, a cash register 96, a refresh area 122, a mobile terminal 124, an accumulator owner 126, a customer computer 128, a satellite 130, and a central computer 132 are provided , It is conceivable here that the aforementioned devices can also be provided several times or each in any number.
  • the reference numeral 141 a communication between the accumulator 4 and the control unit 10 in the electric vehicle 1 is displayed.
  • the accumulator 4 receives, for example, a release code from the control unit 10, which receive the control unit 10, for example, after a payment action via the connection 152 Has.
  • a communication connection between the control unit 10 and a transmission unit on the electric vehicle 1 is indicated by the reference numeral 142.
  • the control unit 10 can communicate with the change station 3 via this connection.
  • a communication of the accumulator 4 with the change station 3 is indicated for example by the reference numeral 143.
  • Communication between a transmitting unit and an antenna of the electric vehicle is indicated by the reference numeral 144, for example.
  • Reference numerals 145a, 145b refer to the flow of information when the data is read out by the sensor rail 86. As already mentioned above, reference is made here to FIG.
  • Reference numeral 146 denotes the communication path between the control unit 10 in the car or electric vehicle 1 and the change station 3. This way can also be with the cash register 96, the refreshment area 122, a battery system, etc. are communicated.
  • the accumulator 4 communicates with the security software, the maintenance software, the acquisition software, the loading control system via the 147 marked communication path.
  • the change station 3 communicates with the cash register 96 via the communication path 148.
  • Data relevant for the payment transaction is communicated to the billing software of the cash register 96. This includes, for example, data relating to the state of charge, the accumulator and / or the owner.
  • the change station 3 transmits all data according to the reference numeral 150 to the central computer 132.
  • These data include u. a. Payment-relevant data, data relating to the owner, duration of the lease, data relating to the charging cycles, etc. Preferably, a payment is booked as completed only after a comparison with the cash register 96 via the connection 151.
  • other statistics can be detected or generated via this line, for example, about the driving behavior of the driver, the behavior of the accumulator 4, the electric vehicle 1 and possibly through faults in the system.
  • a communication or a communication flow is specified, according to which all data, which are routed from the change station 3 to the central computer 132, are compared again with the cash register system 96 to z. B. to exclude incorrect bookings.
  • the central computer 132 and the control unit 10 in the electric vehicle 1 can communicate with each other directly. This allows the driver to determine where the next exchange station 3 is and possibly pre-order an accumulator 4 or initiate payment transactions. It is also conceivable that contracts with the filling station or the petrol station operator can be concluded via this communication channel and that complaints can be made.
  • Reference numeral 153 indicates communication between the change station 3 and the charging controller. It can be determined 50 so free slots and these in turn empty accumulators 4 are assigned. The communication between the central computer 132 and the control unit 60 in the loading cassette 50 preferably takes place according to the communication connection 154 for determining the accumulators 4.
  • Reference numeral 155 indicates communication between the accumulator 4 and the charging box 50.
  • Reference numeral 156 indicates communication between the accumulator 4 and the cash register 96.
  • the reference numeral 157 refers to communication between the accumulator 4 and the central computer 132.
  • the reference numeral 158 designates communication between the accumulator 4 and the satellite 130, which is used, for example, for locating an alarm.
  • the reference numeral 159 indicates the communication between the central computer 132 and the satellite 130.
  • the reference numeral 160 indicates the communication between the accumulator 4 and the Mobilfunk representing, a mobile mast 124.
  • the communication between mobile or mobile mast 124 and the central computer 132 takes place according to the reference numeral 161.
  • the reference numeral 162 indicates the communication between the satellite 130 and the seal 108. This can for example also serve to locate the seal 108 and the accumulator 4.
  • the communication between the seal 108 and the central computer 132 is represented by reference numeral 164. This communication is used, for example, to unlock charging cycles and / or to report a wrongdoing.
  • Communication between the electric vehicle 1 and the cash register 96 is represented by the reference numeral 165. This communication is used, for example, that accumulators 4 are remotely reserved by the driver or refreshments can be ordered.
  • a communication between the accumulator owner 126 and the central computer 132 for, for example, daily billing and possibly for changing the pricing, etc. is represented by the reference numeral 166.
  • the communication between the accumulator owner 126 and the cash register 96 is represented by the reference numeral 167. This communication is preferably for daily billing / billing and possibly to carry out changes in the pricing, etc. providable.
  • the reference numeral 168 indicates the communication between the accumulator client 128 and the accumulator owner 126, preferably for invoicing.
  • the reference numeral 169 represents the communication between the central computer 132 and the customer 128's PC. This communication is suitable, for example, for making reservations, displaying a contract overview, etc.
  • the direction of communication preferably corresponds to the respective arrow direction, which is assigned by the respective reference number.
  • the direction of communication in one or more communication paths of the arrow direction is opposite. It is also conceivable that a communication takes place at the same time or offset in opposite directions.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Akkumulatorwechselsystem zum Austausch von Akkumulatoren (4; 30; 34; 40; 70) für Elektrofahrzeuge (1) mit einer Wechselstation (3) für Akkumulatoren (4; 30; 34; 40; 70) und mit einer Vielzahl an derartigen Akkumulatoren (4, 30), mittels welchem an der Wechselstation (3) zumindest teilweise entladene Akkumulatoren (4; 30; 34; 40; 70) gegen zumindest teilweise geladene Akkumulatoren (4; 30; 34; 40; 70) an den Elektrofahrzeugen (1) ausgetauscht werden können, wobei das Akkumulatorwechselsystem eine Steuer- und Kontrollvorrichtung mit einer Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit (6) zum Einstellen von unterschiedlichen Akkumulatorgebrauchskonfigurationen hinsichtlich Verwendungseinstellungen an wenigstens einem der Akkumulatoren (4; 30; 34; 40; 70) aufweist.

Description

Akkumulatorwechselsystem zum Austausch von Akkumulatoren für Elektrofahrzeuge
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Akkumulatorwechselsystem zum Austausch von Akkumulatoren für Elektrofahrzeuge mit einer Wechselstation für Akkumulatoren und mit einer Vielzahl an derartigen Akkumulatoren, mittels welchem an der Wechselstation zumindest teilweise entladene Akkumulatoren gegen zumindest teilweise geladene Akkumulatoren an den Elektrofahrzeugen ausgetauscht werden können.
Aus der deutschen Patentschrift DE 10 2007 032 210 B4 ist insbesondere ein Verfahren zum Austausch von Akkumulatoren für Elektrofahrzeuge bekannt, bei welchem eine Mehrzahl in ihrer Bauwei- se zumindest gruppenweise standardisierter Akkumulatoren in zumindest teilweise leeren Energiezuständen mittels einer Schnellbefestigungsvorrichtung von den Elektrofahrzeugen in einer vorgegebenen Reihenfolge automatisiert gelöst und entnommen wird, bei welchem die Akkumulatoren in einer Akkumulator-Austauschstation gegen Akkumulatoren in vollen Energiezuständen selbsttätig ausgetauscht werden, bei welchem die Akkumulatoren in vollen Energiezuständen in einer vorbestimmten Reihenfolge mit der Schnellbefestigungsvorrichtung in die Elektrofahrzeuge automatisiert eingebaut werden, und bei welchem mindestens eine Dateneinheit in oder an jedem Akkumulator zumindest mit Daten zu dem Inhaber und/oder Hersteller des Akkumulators angebracht ist, wobei die Dateneinheit an eine Auswahleinrichtung und/oder eine Anzeigeneinheit Daten überträgt. Durch dieses Verfahren ist vorteilhafter Weise ein schneller, kostengünstiger, kundenorientierter und frei wählbarer Einbau eines vollen Akkumulators oder mehrerer voller Akkumulatoren beim Vorliegen einer größeren Anzahl von Akkumulatoren möglich. Die Akkumulatoren sind hierzu mit einer Dateneinheit, wie beispielsweise einem RFID-Chip, versehen, der eine Zuordnung des Akkumulators zu einem Hersteller und/oder einem Besitzer des Akkumulators ermöglicht. Darüber hinaus kann die Dateneinheit weitere Angaben über bisher absolvierte Ladezyklen, den alten Ladezustand und sonstige relevante Daten liefern. Das Elektrofahrzeug, welches mit einem derartigen eine Dateneinheit aufweisenden Akkumulator ausgestattet ist, kann zudem eine Sendeeinheit aufweisen, die automatisiert bei Überfahren eines bestimmten Detektionsabschnitts innerhalb der Akkumulator-Austauschstation oder handbetätigt eine Aktivierung einer Übertragung von Daten an die Akkumulator-Austauschstation durchführt, wodurch insbe- sondere eine Anmeldung des die Akkumulator-Austauschstation befahrenen Elektrofahrzeuges stattfindet.
Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung ein Akkumulatorwechselsystem zu schaffen, welches einen Austausch von Akkumulatoren zum einen noch flexibler und zum anderen noch betriebssicherer ge- staltet.
Die Aufgabe der Erfindung wird von einem Akkumulatorwechselsystem zum Austausch von Akkumulatoren für Elektrofahrzeuge mit einer Wechselstation für Akkumulatoren und mit einer Vielzahl an derartigen Akkumulatoren gelöst, mittels welchem an der Wechselstation zumindest teilweise entlade- ne Akkumulatoren gegen zumindest teilweise geladene Akkumulatoren an den Elektrofahrzeugen ausgetauscht werden können, wobei das Akkumulatorwechselsystem eine Steuer- und Kontrollvorrichtung mit einer Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit zum Einstellen von unterschiedlichen Akkumulatorgebrauchskonfigurationen hinsichtlich Verwendungseinstellungen an wenigstens einem der Akkumulatoren aufweist.
Im Gegensatz zum eingangs erwähnten Stand der Technik, bei welchem lediglich eine Übertragung von ermittelten akkumulatorspezifischen Daten zum Einleiten eines Wechsels von Akkumulatoren am Elektrofahrzeug möglich ist, dient erfindungsgemäß die vorliegende Steuer- und Kontrollvorrichtung, insbesondere ihre diesbezüglichen Steuer- und kontrolleinheiten, zur datenspezifische Steuerung der dem erfindungsgemäßen Akkumulatorwechselsystem angehörenden Akkumulatoren. Eine derartige interaktive Kommunikation ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt.
Um sowohl die Flexibilität als auch die Sicherheit bei einem Umgang bzw. bei einer Vermietung von Akkumulatoren zu erhöhen, sind erfindungsgemäß mit der Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit unterschiedliche Akkumulatorgebrauchskonfigurationen einstellbar, sodass dementsprechend unterschiedliche Verwendungseinstellungen an einem Akkumulator oder an mehreren Akkumulatoren vorgenommen werden können.
Dies ist besonders vorteilhaft, wenn beispielsweise der Eigentümer des Akkumulators, der etwa ein Vermieter des Akkumulators sein kann, diesen hinsichtlich seines Einsatzbereichs gebrauchsspezifisch programmieren bzw. konfigurieren möchte. Insofern weist der Akkumulator eine Einrichtung zum Bereitstellen und/oder Speichern von mehr als einer Akkumulatorgebrauchskonfiguration auf, wodurch vorteilhafter Weise ein insbesondere hinsichtlich seiner Verwendungseinstellung konfigurierbarer Akkumulator geschaffen ist. Vorzugsweise ist ein Mieter des Akkumulators bei Anmietung nur dazu berechtigt, diesen zu entleeren, aber nicht mehr neu aufzuladen, beispielsweise an seinem eigenen Stromnetz. Hierdurch weist der Akkumulator eine erste Akkumulatorgebrauchskonfiguration auf.
Speziell hierdurch kann der Akkumulator vor einem Missbrauch geschützt werden.
Es ist hinsichtlich einer weiteren Akkumulatorgebrauchskonfiguration auch möglich, den Akkumulator durch eine entsprechende Akkumulatorgebrauchskonfiguration nur für bestimmte Wechselstationen zuzulassen, beispielsweise an einer Wechselstation, an welcher eine Leasingfirma, der der Akkumulator gehört, vertreten ist. Ist dies nicht zutreffend , dass sperrt sich der Akkumulator. Oder beispielswei- se für Wechselstationen an einer Autobahn oder in einem Bundesland, sodass der Akkumulator für einen Mieter bzw. Besitzer außerhalb dieser Verwendungseinstellung unbrauchbar ist.
Eine andere Akkumulatorgebrauchskonfiguration sieht beispielsweise vor, dass bei einer Überschreitung einer vereinbarten Mietdauer die Leistungsabgabe des Akkumulators reduziert wird. Beispiels- weise ermöglicht der Akkumulator noch eine Weiterfahrt zu einer Wechselstation, um dort abgegeben und dem Akkumulatorwechselsystem hierdurch wieder zurückgeführt werden zu können.
Hinsichtlich einer weiteren besonders vorteilhaften Akkumulatorgebrauchskonfiguration ist vorgesehen, dass einige, beispielsweise in einem Aufnahmemittel für Akkumulatoren, wie etwa einem segmentierbaren Akkumulatoraufnahmegehäuse, angeordnete Akkumulatoren nur als Range-
Extender konfiguriert sind, während weitere der Akkumulatoren für den Gebrauch einer Langstreckenfahrt auf einem Autobahnnetz konfiguriert sind. Beispielsweise werden die weiteren Akkumulatoren bei Erreichen eines Zielortes an einer hierfür zertifizierten Wechselstation abgegeben und gegebenenfalls durch andere aufgeladene Akkumulatoren ausgetauscht. Oder die Fahrt wird nur mittels der Ran- ge-Extender-Akkumulatoren fortgesetzt.
Der Begriff„Steuer- und Kontrollvorrichtung" beschreibt im Sinne der Erfindung eine Vorrichtung, mittels welcher einzelne Teilnehmer des Akkumulatorwechselsystems, wie etwa ein Akkumulator, ein Elektrofahrzeug und eine Wechselstation, interaktiv miteinander kommunizieren können, wobei nicht nur ein einfacher Datenaustausch stattfindet, sondern die Teilnehmer anhand der ausgetauschten Daten bedarfsgerecht geregelt bzw. gesteuert werden können. Beispielsweise ist die Steuer- und Kontrollvorrichtung ein Bestandteil eines Datenservers des Akkumulatorwechselsystems, der mit weiteren Teilnehmern des Akkumulatorwechselsystems insbesondere informations- bzw. datentechnisch verknüpft ist. Derartige Teilnahme können beispielsweise eine Elektrofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit und/oder eine Wechsel- und/oder Ladestationssteuer- und -kontrolleinheit sein.
Insofern kann insbesondere ein Wechsel oder ein Laden wenigstens eines Akkumulators in Abhängigkeit von akkumulatorspezifischen Daten vorteilhaft beauftragt werden, indem ein entsprechendes Datensignal beispielsweise entweder direkt von der Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit oder direkt von der Elektrofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit an die Wechsel- und/oder Ladestationssteuer- und -kontrolleinheit übermittelt werden kann.
Die Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit ist idealerweise unlösbar mit dem Akkumulator verbun- den, sodass die Gefahr einer unberechtigten Manipulation nahezu ausgeschlossen werden kann.
Insbesondere kann die Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit auch in einer Dateneinheit integriert sein, wie später noch genauer erläutert ist. Speziell hierdurch kann eine außergewöhnlich vorteilhafte Daten-Akkumulator-Steuer- und - kontrolleinheit bereit gestellt werden, mittels welcher unterschiedliche
Akkumulatorgebrauchskonfigurationen besonders gut eingestellt werden können.
Eine derartige Daten-Akkumulator-Steuer- und -kontrolleinheit kann vorteilhafter Weise einen RFID- Chip oder eine funktionell ähnlich wirkende Transpondereinrichtung aufweisen, die einen temporären Datenbereich umfasst, in welchem die Daten für die aktuell anzuwendende
Akkumulatorgebrauchskonfiguration hinterlegt werden können. Beispielsweise weist dieser temporäre Datenbereich eine hierzu beschreibbare Tabelle auf, wie dies bei Speicherchips gebräuchlich ist. Beispielsweise ist hier hinterlegt, dass der Akkumulator nach einem Entladen nicht mehr im Fahrzeug aufgeladen werden darf, sondern zwecks Wartungsarbeiten in einer Wechselstation zurückgegeben werden muss. Hierüber kann auch eine Freischaltung oder eine TAN-Funktion verwaltet werden.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der RFID-Chip der vorliegenden Daten-Akkumulator-Steuer- und -kontrolleinheit einen ROM-Bereich umfasst, in welchem beispielsweise die Eigentümerdaten unveränderbar hinterlegt sind. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der RFID-Chip der vorliegenden Daten-Akkumulator-Steuer- und -kontrolleinheit einen weiteren beschreibbaren Bereich aufweist, in welchem weiteren Daten, etwa hinsichtlich der erfolgten Ladezyklen oder dergleichen, hinterlegt werden können. Hier sind dann Daten abgelegt, welche hinsichtlich der Akkumulatorgebrauchskonfigurationen keine entscheidene Rolle spielen.
In diesem Sinne betrifft der Begriff„Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit" eine Steuerung- bzw. Regelung eines Akkumulators, welche vorliegend als Software und/oder Hardware ausgestaltet sein kann.
Der Begriff „Akkumulator" beschreibt im Sinne der Erfindung jegliche Art von Fahrzeugantriebsakkumulatoren für ein Elektrofahrzeug, mittels welchen primär elektrische Energie für einen elektrischen Antrieb des Elektrofahrzeugs bereitgestellt wird, wobei sekundär auch elektrische Energie für Fahrzeugnebenaggregate bereitgestellt werden kann. Der Einfachheit halber wird der Fahrzeugantriebsak- kumulator vorliegend als Akkumulator bezeichnet.
Der Begriff„Wechselstation" beschreibt vorliegend eine Station, welche vergleichbar mit herkömmlichen Tankstellen ist, und welche zum Wechseln bzw. zum Austauschen und/oder zum Laden von Akkumulatoren für Elektrofahrzeuge dient.
Im Sinne der Erfindung umfasst der Begriff „Elektrofahrzeug" jegliche elektrisch oder zumindest teilweise elektrisch antreibbare Fahrzeuge, insbesondere Straßenfahrzeuge, wie z. B. PKWs, Busse, LKWs, Motorräder, Baufahrzeuge, und weitere Kraftfahrzeuge. Hierbei ist es ebenfalls möglich, dass derartige Wechselstationen und/oder Einrichtungen bezüglich schienengebundener Fahrzeuge, Kettenfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, wie z. B. Boote und/oder Flugzeuge bzw. Helikopter einsetzbar sind.
Es wird vorliegend somit eine bevorzugt voll automatische Akku-Wechselstation für Elektrofahrzeuge bzw. zumindest teilweise elektrisch angetriebene Fahrzeuge, insbesondere Straßenfahrzeuge, bereitgestellt, welche mit der Wechsel- und/oder Ladestationssteuer- und -kontrolleinheit mit der
Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit und/oder der Elektrofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit kommunizieren kann.
Die Wechselstation ist hierbei für ein Elektrofahrzeug, wie zum Beispiel ein Elektrolastkraftwagen derart gestaltet, dass es in die Station bzw. in den Bereich der Station oder über die Station fahrbar ist und einen Akkumulator, bevorzugt einen zumindest teilweise entleerten Akkumulator, gegen einen anderen bevorzugt vollen Akkumulator auswechselt.
Das Auswechseln des zunächst im Fahrzeug angeordneten Akkumulators bzw. das Einwechseln des bevorzugt in der Wechselstation vorgehaltenen zumindest teilweise geladenen Akkumulator erfolgt besonders bevorzugt in einer Zeit unter fünf Minuten, wie etwa zwei Minuten oder vorzugsweise unter einer Minute.
Es ist hierbei auch möglich, dass Akkumulatoren mit gleichen Füllständen bzw. Ladezuständen aus- getauscht werden.
Das Elektrofahrzeug ist, wie bereits ausgeführt, in einen Austauschbereich bringbar bzw. fahrbar, in dem eine Entnahme und/oder Zuführung bzw. ein Einbau mindestens eines Akkumulators erfolgen kann.
Der Begriff „Dateneinheit" beschreibt im Sinne der Erfindung jegliche technische Einrichtung, mittels welcher akkumulatorspezifische Daten idealerweise ermittelt, zumindest aber gespeichert und abrufbar bereitgestellt werden können. Eine bevorzugte Ausführungsvariante sieht vor, dass die Dateneinheit permanent an einem Akkumulator des Akkumulatorwechselsystems angeordnet ist.
Es versteht sich aber, dass Akkumulatoren, die bisher nicht diesem Akkumulatorwechselsystem zugehörig sind, jeweils mit einer entsprechenden Nachrüstdateneinheit ausgerüstet werden können.
Hierzu können insbesondere diesbezügliche Akkumulatoren über eine entsprechende Befestigungseinrichtung verfügen.
Der Begriff „Elektrofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit" bezieht sich auf technische Einrichtungen zum Steuern und/oder Regeln eines teilnehmenden Elektrofahrzeuges. Auch diese Elektrofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit kann vorteilhafter Weise als Software und/oder Hardware ausgestaltet sein.
Und der Begriff „Wechsel- und/oder Ladestationssteuer- und -kontrolleinheit" beschreibt eine Einrichtung zum Steuern und/oder Regeln einer teilnehmenden Wechselstation, wobei auch diese vorteilhafter Weise als Software und/oder Hardware ausgestaltet sein kann. Es versteht sich, dass eine Ausgestaltung als Software, den Vorteil hat, dass sie sich stets problemlos updaten lässt, und somit einfach an Weiterentwicklungen anpassen lässt.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante sieht vor, dass die Steuer- und Kontrollvorrichtung eine Einrich- tung zum Sperren einer Stromabgabe und/oder Stromaufnahme und/oder Mittel zum Begrenzen einer Stromabgabe und/oder Stromaufnahme eines Akkumulators oder mehrerer Akkumulatoren umfasst. Hierdurch kann ein Akkumulator beispielsweise erst nach einem Bezahlvorgang freigeschaltet werden. Beispielsweise hinsichtlich Mietfahrzeuge kann eine Verleihung in Abhängigkeit einer bezahlten Energiemenge oder dergleichen erfolgen. Bei Überschreiten des Mietzeitraums oder bei Zahlungs- Säumnis kann die Akkumulatorleistung reduziert werden. Auch kann etwa die Abgabemenge kontrolliert werden. Etwa bei Diebstahl kann eine Verbindung zu einer Zentrale bzw. der Steuer- und Kontrollvorrichtung hergestellt werden.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Steuer- und Kontrollvorrichtung eine Einrichtung zum Verän- dem einer Stromabgabe umfasst. Beispielsweise kann die Stromabgabe in Ihrer Intensität herabgesetzt werden, sodass etwa eine weiter entfernte Wechselstation mit zum Elektrofahrzeugtyp passenden Akkumulatoren mit einer noch zur Verfügung stehenden Restmenge an elektrischer Energie erreichbar wird. Vorteilhafter Weise umfasst die Steuer- und Kontrollvorrichtung eine Einrichtung zum Verarbeiten von akkumulatorspezifischen Daten, wie zum Beispiel Ladezyklendaten, Kapazitätsdaten, Ladegeschwindigkeitsdaten, Ladeverfahrensdaten, Vertragsdaten, Daten über Vertragslaufzeiten, Mietmodalitäten usw. Die Einrichtung zum Verarbeiten von akkumulatorspezifischen Daten kann besonders einfach durch eine computerimplementierte Software umgesetzt werden. Hardwaremäßig kann die Einrichtung auch einfache Steuerplatinen oder dergleichen umfassen.
Umfasst die Steuer- und Kontrollvorrichtung eine Einrichtung zum Senden eines Ortungssignals, ins- besondere eines GPS-Signals und/oder eines Mobilfunksignals, kann jeder Akkumulator, vorzugsweise mit seiner noch zur Verfügung stehenden Energie, hinsichtlich einer erreichbaren Wechselstation in Beziehung gebracht werden, wodurch eine betriebssichere Auswahl der vorhandenen Wechselstationen ermöglicht ist. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass die Steuer- und Kontrollvorrichtung, insbesondere die Wechsel- und/oder Ladestationssteuer- und -kontrolleinheit, eine Einrichtung zum Übertragen von Daten bezüglich des Vermietungsvertrags, insbesondere Grenzwerte, um bei Überschreiten dieser Grenzwerte einen Akkumulator oder mehrere Akkumulatoren abzuschalten, umfasst.
Alle vorgenannten Einrichtungen sind vorzugsweise als computerunterstütze Hardware-Einrichtungen ausgeführt.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Steuer- und Kontrollvorrichtung eine Informationseinheit mit wenigstens einem Lesegerät zum Auslesen von Daten der Dateneinheit oder einer Nachrüstdatenein- heit umfasst.
Vorzugsweise ist das Lesegerät Bestandteil einer Lesestation einer Wechselstation, mittels welcher die an einem Akkumulator und/oder an einem Elektrofahrzeug vorgesehenen Dateneinheit und/oder Nachrüstdateneinheit ausgelesen werden kann. Es versteht sich, dass das Lesegerät nahezu beliebig ausgewählt sein kann, beispielsweise als Lesegerät geeignet zum Auslesen eines RFID-Transponders.
Vorzugsweise verfügt die Informationseinheit auch über eine Vielzahl an verschieden arbeitenden Lesegeräten, sodass es möglich ist, verschiedene Dateneinheiten an der Wechselstation automatisch auslesen zu können.
Insofern kann mittels des Akkumulatorwechselsystems bzw. einer Wechselstation hiervon vorteilhaft eine Detektion eines Elektrofahrzeugs bzw. eines Akkumulators erfolgen, wodurch durch das
Akkumulatorwechselsystem bzw. die Wechselstation etwa erfassbar ist, wo und/oder welcher Akku- mulator in bzw. an dem jeweiligen Elektrofahrzeug verbaut ist.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Steuer- und Kontrollvorrichtung eine Verarbeitungseinheit umfasst, die mindestens eine Funktion ausgewählt aus einer Gruppe an Funktionen zumindest bestehend aus Prüfen von Akkumulatoreigenschaften, Entsperren eines Akkumulators, Laden eines Akku- mulators, Bereitstellen von Abrechnungsdaten und einem Freigeben einer Entnahme des Akkumulators durchführt.
Das Akkumulatorwechselsystem bzw. eine Wechselstation hiervon, insbesondere eine Verarbeitungseinheit der Wechselstation, wählt bevorzugt mindestens eine der vorgenannten Funktionen der Prü- fungseinheit aus der Gruppe an Funktionen aus und leitet diese ein.
Die Verarbeitungseinheit kann ebenfalls als Software und/oder Hardware ausgestaltet sein. Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass das
Akkumulatorwechselsystem ein Lock- and Key-System mit mehr als einer Sicherheitsstufe umfasst. Mittels des Lock- and Key-Systems kann ein Missbrauch des Akkumulatorwechselsystems vorteilhaft entgegengewirkt werden.
Vorzugsweise umfasst das Lock- and Key-System insbesondere eine Plombe, welche zumindest einige Funktionen der Steuer- und Kontrollvorrichtung aufweist. Hierdurch kann eine besonders hohe Sicherheit erzielt werden.
Eine derartige Plombe kann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn der Akkumulator eine eigene Steuer- und Kontrolleinheit umfasst. Bevorzugt kann sie vorgesehen werden, wenn der Akkumulator keine eigene Steuer- und Kontrolleinheit, da hierbei die Plombe insbesondere ein Sperren oder Freischalten von Ladevorgängen übernehmen kann.
Vorteilhafter Weise kann die Plombe als Kommunikationseinrichtung eingesetzt werden.
Beispielsweise kann die Plombe auch eine einfache GPS- und/oder Funk-Sonde für den Akkumulator verkörpern, welcher unter dem Fahrzeug keinen oder nur einen ungenügenden Empfang hat. Bei unerlaubten Handlungen kann dann die Plombe anstelle einer akkumulatorseitigen Sendeeinrichtung ein Notsignal senden.
Ein entsprechendes hardwaremäßige Ladeverriegelungssystem kann hierbei ebenfalls als Plombe bezeichnet werden, die im Bereich zwischen den Ladestutzen am Elektrofahrzeug und einer externen Ladestromquelle, wie z. B. eines Hausstromanschlusses oder einer E-Fahrzeug-Ladestation, vorsehbar ist.
Die vorliegende Plombe kann einige Funktionen der Steuer- und Kontrolleinrichtung übernehmen, wie das Freischalten eines Ladevorgangs, das Senden eines GPS-Signals beim gewaltsamen Entfernen der Plombe oder bei dem Überschreiten eines Mietzeitlimits.
Der Begriff Plombe beschreibt somit bevorzugt eine Software- und/oder hardwarebasierte Einrichtung zum Sperren bzw. Begrenzen der Ladestromzuführung zum Akkumulator, bei Stromabgabe vom Ak- kumulator oder ähnlichem. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Plombe mittels Eingabe von Codes oder durch die Übertragung von Funksignalen entriegelbar bzw. verriegelbar ist.
Ein derartiges elektronisches Sicherheitssystem kann im Sinne der Erfindung als Software und/oder Hardware ausgeführt sein.
Vorzugsweise ist eine erste Sicherheitseinrichtung des elektronischen Sicherheitssystems einer Wechselstation zugeordnet, die mit einer zweiten Sicherheitseinrichtung der Dateneinheit eines Akkumulators zusammenwirkt. Bei definierten übereinstimmenden Sicherheitsdaten ist durch das Zu- sammenwirken der beiden Sicherheitseinrichtungen eine Entnahme eines Akkumulators freigebbar.
Bei Übereinstimmung diesbezüglicher Sicherheitsdaten können etwa entsprechende Abrechnungsdaten an eine oder an mehrere möglicherweise verschiedene Abrechnungs- und Datenerhebungsmittel, die bevorzugt in der jeweiligen Wechselstation und/oder außerhalb der Wechselstation vorgesehen sind, zur Abrechnung weitergeleitet werden.
Beispielsweise wird hinsichtlich einer Mietanfrage an einer Wechselstation über die Steuer- und Kontrollvorrichtung ein Datenaustausch mit dem jeweiligen Vermieter des Akkumulators getätigt und bei Annahme des Mietvertrags durch den Mieter des Akkumulators über die Steuer- und Kontrollvorrich- tung ein entsprechender Aktivierungscode an die Wechselstation übermittelt.
Insbesondere außerhalb der Wechselstation können Server der Steuer- und Kontrollvorrichtung eine Weiterleitung/Weiterverarbeitung und/oder Auswertung bzw. Ergänzung der Abrechnungsdaten und eine entsprechende Freigabe des Akkumulators durchführen.
Diese Abrechnungsdaten können neben anderen beispielsweise auch Daten zu dem Ladestand , der Zahl der Ladezyklen, den Ladeverfahren, dem Akkumulatortyp, dem Fahrzeugtyp und/oder Daten zu dem Besitzer bzw. Hersteller des Akkumulators beinhalten, die an eine Abrechnungssoftware weitergegeben werden.
Bei allen beschriebenen Sicherheitssystemen ist es vorteilhafter Weise darüber hinaus möglich, dass mittels des Lock- and Key-Systems ein Sicherheitssystem des Akkumulatorwechselsystems bei einem Defekt in eine zweite Sicherheitsstufe übergeht. Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn durch das Lock- and Key-System gewährleistbar ist, dass der Akkumulator austauschbar ist, wenn einzelne, mehrere oder alle sonstigen Einrichtungen, die bevorzugt mit dem Akkumulator kommunizieren bzw. diesen Steuern oder Sichern ausfallen. Der Akkumulator ist beispielsweise auch nur für einzelne Einsatzzwecke freischaltbar. Eine Sperrung des Akkumulators kann beispielsweise auch bei einem gewaltsamen Entfernen der Steuer- und Kontrolleinheit erfolgen.
Ein Entsperren der Steuer- und/oder Kontrolleinheit ist bevorzugt über eine Kommunikation der Steuer- und/oder Kontrolleinheit mit einer bestimmten Autorität, wie z. B. einer Leitzentrale und/oder dem Vermieter über einen Sendeimpuls, der beispielsweise per Funk oder Kabel übermittelbar ist, möglich. Ferner ist es vorteilhaft, wenn eine Entsperrung durch das Eingeben eines Codes oder mittels eines Lock- and Key-Verfahrens möglich ist.
Ebenso ist es besonders vorteilhaft, wenn das Akkumulatorwechselsystem des Weiteren auch Abrechnungsdaten und/oder Abrechnungsdatenerhebungsmittel umfasst.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante sieht vor, dass die modulare Wechselstation ein modulares Regalsystem aus modular anordenbaren Lade- und/oder Wechsel kassetten aufweist.
Eine derart modular aufgebaute Wechselstation kann besonders flexibel an wechselnde Anforderungen angepasst werden.
Es versteht sich, dass die modulare Wechselstation konstruktiv vielfältig realisiert sein kann.
Bevorzugt ist an der modularen Wechselstation eine Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen einer Vielzahl von Akkumulatoren vorgesehen. Es ist möglich, dass die Akkumulatoren einzeln, mehrfach und/oder in auswählbaren bzw. automatisch oder selbsttätig bestimmbaren Anordnungen
bereitstellbar oder ausbaubar sind .
Eine diesbezügliche Bereitstellungseinrichtung kann etwa ein Regalsystem mit Zuführ- und/oder Abführeinrichtungen zum Bereitstellen bzw. Transportieren der Akkumulatoren umfassen.
Bevorzugt ist eine Bereitstellungseinrichtung modular etwa mittels des modularen Regalsystems aufgebaut und durch Hinzufügen weiterer modularer Bestandteile, wie etwa geänderter Regalsystemanteile und/oder einzelner Transportelemente, Steuereinrichtungen und/oder Lager-, Wartungs-, Servicebereiche, erweiterbar.
Der Akkumulator bzw. die Akkumulatoren oder ein Gebinde bzw. eine Mehrfachanordnung an Akkumulatoren ist nach der Entnahme aus dem Elektrofahrzeug daher bevorzugt einem Regalsystem zuführbar, in dem die Akkumulatoren behandelt, insbesondere geladen und gewartet, werden können, um anschließend einem weiteren Kunden oder dem selben Kunden wieder zur Verfügung gestellt werden zu können. Das modulare Regalsystem, in dem die Akkumulatoren geladen werden, ist, wie zuvor bereits ausgeführt, bevorzugt einfach erweiterbar und/oder wieder verkleinerbar, um auf Änderungen der Verkehrsdichte schnell reagieren zu können. Das heißt, dass das Regalsystem bzw. die Wechselstation bevorzugt modular aufgebaut ist, um beispielsweise je nach Bedarf und Situation schnellstmöglich eine Erweiterung bzw. eine Verkleinerung des Akkumulatorbestands bzw. der Abfertigungseinrichtungen, wie z. B. der Wechseleinrichtungen, vornehmen zu können.
So ist es ebenfalls möglich, dass zusätzliche Transporteinrichtungen, wie z. B. Transportbänder, Transportschlitten und/oder Transportkräne innerhalb des Regalsystems vorgesehen werden können. Im Bereich des modularen Regalsystems bzw. während der Entnahme des Akkumulators aus dem Elektrofahrzeug, dem Transport des Akkumulators im Regalsystem und/oder der Lagerung bzw. der Wartung des Akkumulators im Bereich der Wechselstation erfolgt besonders bevorzugt eine Überprüfung der einzelnen Funktionen des Akkumulators bzw. der physischen Eigenschaften des Akkumulators. Die Überprüfung der Funktionalität ist beispielsweise durch die Verarbeitungseinrichtung der Wechselstation und/oder eine Steuer- und Kontrolleinheit bzw. eine Verarbeitungseinrichtung des Elektrofahrzeugs durchführbar.
Die Wechselstation ist bevorzugt derart gestaltet, dass eine beliebige Vielzahl unterschiedlicher Akkumulatortypen gewechselt und/oder gewartet werden kann. Es ist hierbei denkbar, dass auf eine Robotik zurückgegriffen wird, die durch Ansteckmodule und/oder eine entsprechende Programmierung auf neue Erfordernisse, wie z. B. neue oder zusätzliche Akkumulatortypen eingestellt werden kann. Hierzu erkennt die Wechselstation bevorzugt die einzelnen Fahrzeuge bzw. Fahrzeugtypen, die beispielsweise mittels einer Kommunikationseinheit, wie z. B. einer RFID-Einheit, mit der Wechselstation kommunizieren können. Die Wechselstation verfügt dazu ebenfalls besonders bevorzugt über eine Bibliothek, die beispielsweise update-bar ist und in der weitere Informationen zu den jeweiligen Fahrzeugtypen, Akkumulatortypen, Akkumulatorbauformen, Ladeverfahren etc. abspeicherbar und/oder verwaltbar sind .
Informationen zu Einzelanfertigungen, wie beispielsweise einzelangefertigten Elektrofahrzeugen bzw. einzelangefertigten Akkumulatoren oder Akkumulatorbündeln, können manuell eingegeben werden, wodurch besonders bevorzugt auch bei derartigen Akkumulatoren bzw. Elektrofahrzeugen eine Nutzung der Wechselstation bzw. eines Netzes aus Wechselstationen möglich ist. Zur Automatisierung bzw. zur Beschleunigung der Dateneingabe können durch die Wechselstation auch Ortungspunkte am Elektrofahrzeug erfasst werden, wodurch die Wechselstation beispielsweise erkennt, wie und/oder wo ein Akkumulator zu wechseln ist. Derartige Ortungspunkte stellen ein Beispiel für Identifikationsmerkmale dar, durch die in vielfältiger Ausführung der Wechselstation entsprechende Daten bzw. Informa- tionen bereitstellbar sind.
Es ist ebenfalls vorstellbar, dass Akkumulatoren, die z. B. Privatpersonen gehören und keine Dateneinheit besitzen bzw. an denen keine Dateneinheit angeordnet oder ausgebildet ist, automatisch oder manuell mit einer temporär oder permanent angebrachten Dateneinheit versehen werden können bzw. versehen sind. Eine derartige Nachrüstdateneinheit ist besonders bevorzugt durch die Wechselstation aufbringbar. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Dateneinheit stets am Akkumulator vorgesehen ist, jedoch erst bei bestimmten Ereignissen, wie z. B. der erstmaligen Benutzung einer Wechselstation oder einem anderen Ereignis aktiviert bzw. verwendet wird oder verwendbar gemacht wird. Neben den schon existierenden Wechselakkumulatorsystemen ist ein speziell auf Flexibilität ange- passtes Wechselsystem bevorzugt inklusive einem oder mehreren Aufnahmemitteln zum Aufnehmen und/oder Fixieren eines oder mehrerer Akkumulatoren, wie z. B. einem Gehäuse bzw. Einbauschacht bzw. Andockschacht am oder im Auto besonders bevorzugt inklusive Steuereinheit und Akkumulator, vorsehbar. Dies ist vorteilhaft, da das System z. B. von Fahrzeugherstellern, Zulieferern und/oder Werkstätten in Teilen oder ganz verbaut werden kann.
Somit sind beispielsweise die Akkumulatorform, die Anschlusspunkte für die Steuerung des Akkumulators und die Aufladung bzw. Entladung sowie die Softwarekommunikation zwischen dem Elektrofahrzeug und dem Akkumulator bzw. der Wechselstation mit dem Elektrofahrzeug bzw. dem Akkumu- lator standardisierbar. Es ist dabei denkbar, dass eine Vielzahl verschiedener Schacht- und
Akkumulatorformen, insbesondere 2 - 6 Formen und besonders bevorzugt genau 3 unterschiedliche Schachtformen, vorgesehen sind.
An den Akkumulatorgehäuseformen, sowie den Andockschächten sind bevorzugt Bereiche vorgese- hen, an denen beliebige Verbindungsmittel, z. B. Anschlüsse, insbesondere zum Übertragen von Informationen, Strom, Signalen und Daten, ausgebildet sein können. Darüber hinaus ermöglichen die Aufnahmemittel und Verbindungsmittel bevorzugt, dass die Akkumulatoren entweder einzeln in das jeweilige Aufnahmemittel einführbar sind oder in größeren Varianten bzw. Bündeln den Schächten bzw. dem Schacht in einer größeren Stückzahl zuführbar bzw. darin einbaubar sind. Größere Schäch- te sind beispielsweise in Elektrofahrzeugen wie Sportwagen, LKWs, Baufahrzeugen, SUVs denkbar. Es ist zudem ebenfalls vorstellbar, dass durch die Anordnung unterschiedlich geformter und gemeinsam bzw. nacheinander installierter Akkumulatoren unterschiedliche Formierungen in den einzelnen Elektrofahrzeugen bzw. in einzelnen Aufnahmemitteln ausbildbar sind. So sind beispielsweise die einzelnen Akkumulatoren nebeneinander, hintereinander, übereinander und/oder versetzt zueinander anordenbar. Besonders bevorzugt sind die Akkumulatoren gegeneinander verriegelbar, wodurch sie sich statisch halten bzw. eine feste Struktur ausbilden. Die einzelnen Akkumulatoren sind daher über Verbindungseinrichtungen, wie z. B. in Form von Nut und Feder ausgebildeten Verbindungsschienen, miteinander gekoppelt bzw. koppelbar. Bevorzugt sind die Akkumulatoren bzw. das
Akkumulatorbündel über Verbindungsmittel bzw. die gleichen Verbindungsmittel, wie sie zwischen den einzelnen Akkumulatoren vorgesehen sind, mit dem Aufnahmemittel gekoppelt. Dies ermöglicht beispielsweise, dass die Akkumulatoren bzw. die unterschiedlichen Akkumulatorformen in einem nächsten Schritt von insgesamt größeren Akkumulatorgehäusen bedient werden können.
Die Wechselstation und/oder die Aufnahmemittel in den Elektrofahrzeugen bzw. die Aufnahmemittel, die in Elektrofahrzeugen einbringbar sind, sind bevorzugt multikompatibel, d. h. sie können z. B. die Ladung, Überprüfung, Steuerung, Sicherung und/oder Sperrung verschiedener Akkumulatoren, insbesondere von Akkumulatoren unterschiedlicher Bauart, Leistung und/oder Steuerung ermöglichen bzw. durchführen. Daher sind bevorzugt beliebige Akkumulatortypen vom System bzw. der Wechselstation behandelbar.
Eine Steuereinrichtung, wie z. B. die Verarbeitungseinrichtung , eine Steuer- und Kontrolleinrichtung zum Überwachen von fahrzeugrelevanten Parametern, eine jedem Akkumulator, dem Aufnahmemittel und/oder an einem Akkumulatorbündel angeordnete Akkumulatorsteuereinheit zum Verarbeiten akkumulatorspezifischer Daten, wie z. B. Ladezyklen, Kapazität, Ladegeschwindigkeit, mietrelevante Beschränkungen, Ladeverfahren etc. im Bereich des Akkumulatorschachts, des Elektrofahrzeugs, des Akkumulators und/oder der Wechselstation angeordnet ist.
Die Steuereinrichtung, insbesondere in Form einer Akkumulatorsteuereinheit, am Akkumulatorschacht erkennt die technischen Eigenschaften des jeweiligen Akkumulators oder Akkumulatorbündels und steuert bzw. passt die Parameter hinsichtlich der Strombereitstellung vom Akkumulator bzw. der
Stromzuführung zum Akkumulator an. Es ist ebenfalls denkbar, dass Energierückflüsse in Form von Strom vom Elektrofahrzeug beispielsweise beim Bremsen zum Akkumulator möglich sind.
Vorzugsweise befindet sich die entsprechende Steuereinheit direkt am Akkumulator und kann ihn insbesondere in der Stromabgabe und/oder -aufnähme beschränken. Bevorzugt wird durch das Aufnahmemittel eine Schnittstelle zwischen Elektrofahrzeugtechnik, Steuerungselektronik und/oder Akkumulatortechnik ausgebildet, welche die Implementierung weiterer Einrichtungen, wie z. B. modifizierter oder zusätzlicher Steuereinrichtungen, modifizierter oder zusätzlicher Anschlüsse eines Temperierungssystems zum Temperieren der Akkumulatoren, wie z. B. eines Kühlsystems oder eines Aufwärmsystems, eine Brandbekämpfungseinrichtung, eine Branderkennungseinrichtung, eine Unfallschutzeinrichtung, wie z. B. Deformationsbereiche, ermöglicht. Innerhalb der einzelnen System komponenten bzw. Einrichtungen ermöglicht eine Steuertechnik bevorzugt, dass auch auf eine Mehrzahl an verschiedenen Akkumulatortypen reagiert wird bzw. eine Mehrzahl an verschiedenen Akkumulatortypen einsetzbar und verwendbar bzw. behandelbar ist. Die
Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit kann den Akkumulator bei einer Überhitzung oder anderer Fehlfunktionen abschalten oder vorsorglich in seiner Leistungsabgabe beschränken.
Darüber hinaus kann eine Blackbox, die Bestandteil der Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit sein kann, eine Fehlbehandlung aufzeichnen und weiterleiten, um Haftungsansprüche dokumentieren zu können.
Weiterhin ist bevorzugt eine Steuer- und Kontrolleinheit mit einer am Akkumulator, dem Elektrofahr- zeug und/oder einer in der Wechselstation vorgesehenen Dateneinheit gekoppelt. Wobei auch denkbar ist, dass die Steuer- und Kontrolleinheit und die Dateneinheit nur eine Einrichtung darstellen. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Steuer- und Kontrolleinheit mit oder ohne Dateneinheit temporär oder permanent am Akkumulator anbringbar bzw. ausgebildet ist.
Durch die Steuer- und Kontrolleinheit sind einzelne oder alle Funktionen, insbesondere die Stromabgabe, veränderbar. Besonders bevorzugt ist der Akkumulator somit mittels der Steuer- und Kontroll- einrichtung sperrbar bzw. es sind vordefinierte Konfigurationen einstellbar. So ist z. B. in einer Konfiguration die Stromabgabe auf ein bestimmtes Maß und/oder eine Abgabedauer begrenzt. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Akkumulator in einer weiteren Konfiguration bzw. zusätzlich zur zuvor beschriebenen Konfiguration hinsichtlich der Energieaufnahme sperrbar ist. Weiterhin ist möglich, dass durch die Steuer- und Kontrolleinheit, die Dateneinheit bzw. eine Nachrüstdateneinheit das Ladever- fahren, das Ladeverhalten, der Ein-/Ausbau, die Austauschdauer und ähnliches überwachbar bzw. steuerbar ist. Darüber hinaus erhält die Steuer- und Kontrolleinheit von der Wechselstation Daten bezüglich des Vermietungsvertrages, insbesondere Grenzwerte, um bei Überschreiten dieser Grenzwerte ggf. den Akkumulator abzuschalten und/oder darüber hinaus ein Ortungssignal, insbesondere ein GPS-Signal und/oder ein Mobilfunksignal, zu senden. Diese in diesem Absatz beschriebenen Merkmale sind vorliegend besonders wichtig und vorteilhaft. Bevorzugt kann die Steuer- und Kontrolleinheit dem Fahrer über ein Informationsmittel, wie z. B. einen oder mehrerer Bildschirme, eine oder mehrere Anzeigen oder Lautsprecher die Information bzw. die vertraglichen Grenzwerte und/oder die aktuellen Kontoinformationen optisch und/oder akustisch übermitteln. Es ist hierbei ebenfalls denkbar, dass die Information z.B. über ein Handy oder nachträg- lieh installierbare bzw. installierte oder sonstige portable Geräte dem Fahrer, dem Besitzer und/oder Inhaber übermittelt werden. Bzw. übermittelbar sind.
Weiterhin kann durch die bzw. eine weitere bevorzugt am Elektrofahrzeug angebrachte Steuer- und Kontrolleinheit oder durch eine zusätzliche Einrichtung ein Absicherungssystem bereitgestellt sein, das es unmöglich macht, dass das Elektrofahrzeug dem Akkumulator Schaden zufügt. Es ist ebenfalls bevorzugt, dass durch das Absicherungssystem oder ein weiteres Absicherungssystem der Akkumulator dem Elektrofahrzeug nicht schaden kann. Dieses Absicherungssystem geht bevorzugt über eine gewöhnliche Sicherung hinaus und kann das Elektrofahrzeug und/oder die Wechselstation über ein fehlerhaftes Verhalten des Akkumulators informieren, damit ein Abgleich mit akkumulatorspezifischen Daten stattfinden kann und eine beste Lösung gefunden wird. Nach dem Abgleich der Daten bzw. Analyse der Daten erfolgt bevorzugt die manuelle oder automatische Anpassung der Nutzung bzw. Wartung. Es ist dabei denkbar, dass bei fehlerhaftem Verhalten eine direkte Abschaltung des Akkumulators bzw. eine Reduzierung auf eine definierte bzw. in Abhängigkeit von den zuvor ermittelten Daten ermittelte maximale Nutzungsdauer oder eine reduzierte Stromabgabe einstellbar ist.
Der Akkumulator bzw. eine Dateneinheit oder die Steuer- und Kontrolleinheit im Elektrofahrzeug oder am Akkumulator oder am Aufnahmemittel speichert diese Daten und gibt diese z. B. beim nächsten Anlaufen einer Wechselstation an die Zentralsoftware weiter. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Daten z. B. mittels Funksignal noch vor dem Anfahren einer Wechselstation an eine oder mehrere Stellen, wie z. B. einen Rettungsdienst, einen Abschleppservice, einen Wartungsservice, der Wechselstation, einer Zentrale aller Wechselstationen oder den jeweiligen Vertragspartner, übermittelt werden.
Bevorzugt kann die Steuer- und Kontrolleinheit im Elektrofahrzeug und/oder am Akkumulator bzw. im oder an dem Aufnahmemittel Daten über ein Fehlverhalten des Akkumulators speichern. Bevorzugt umfassen die gespeicherten Daten Daten ausgewählt aus der Gruppe zumindest bestehend aus Herstellerdaten, Daten zum Typ des Akkumulators bzw. Elektrofahrzeugs, Daten zur Art des Fehlverhaltens, Daten zu den Ladezyklen, dem Ladeverhalten, Wartungsinformationen und ähnlichem. Die Daten können dabei durch die Wechselstation bzw. die Steuer- und Kontrolleinheit bereits statistisch aufbereitet sein, damit das System dazu beiträgt, dass die Fehlermeldungen den einzelnen Fahrzeug- typen bzw. Akkumulatortypen statistisch zuordenbar sind . Diese Daten sind insbesondere für eine Haftung wichtig. Ferner meldet das Elektrofahrzeug dem Fahrer bevorzugt, wo der nächste verfügbare bzw. volle Akkumulator vorhanden ist und besonders bevorzugt ist der entsprechende Akkumulator in der jeweiligen Wechselstation auch direkt vom Elektrofahrzeug aus reservierbar und/oder bezahlbar. Die Steuer- und Kontrolleinheit oder eine Dateneinheit am Elektrofahrzeug sendet bevorzugt Daten über den Elektrofahrzeugtyp an die Wechselstation, insbesondere an ein Empfängermodul der Wechselstation. Darüber hinaus ist es denkbar, dass die Dateneinheit über eine Steuer- und/oder Kontrolleinheit im Elektrofahrzeug auch in Kommunikation mit der Wechselstation tritt, um die Wünsche des Fahrers, wie z. B. die bevorzugte Akkumulatormarke, Akkumulatortyp, Akkumulatoranbieter, der Wechselstation mitzuteilen, oder um selbst den Zahlungsverkehr durchzuführen. Bevorzugt muss der Fahrer das Elektrofahrzeug dazu nicht verlassen.
Die Dateneinheit am Akkumulator kann ebenfalls als Steuer- und Kontrolleinheit ausgebildet sein und Daten der Wechselstation, dem Elektrofahrzeug und/oder einer weiteren Einrichtung zuführen bzw. davon entgegennehmen, verwalten, bearbeiten und speichern. Diese Daten beinhalten z. B. die freigegebene Mietdauer oder die Anzahl der Aufladungen des Akkumulators bzw. wie eine Aufladung des Akkumulators gehandhabt werden soll. Dies kann insbesondere beispielsweise die Information sein, dass nur ein Wechseln des Akkumulators möglich ist oder auch ein Laden an einer externen Steckdose nach Eingabe beispielsweise eines Freischaltcodes möglich ist. Es ist ebenso vorstellbar, dass eine Freischaltung über jedes beliebige Medium, insbesondere ein Handy, das Internet, Impulse einer Stromleitung etc., durchführbar ist.
Die Dateneinheit bzw. Steuer- und Kontrolleinheit am Akkumulator kommuniziert daher bevorzugt auch mit der Steuereinheit sowie der Dateneinheit des Elektrofahrzeugs und/oder der Wechselstation.
Für Akkumulatoren von Fremdherstellern ist, wie bereits zuvor ausgeführt, in vorteilhafter Weise eine Nachrüstdateneinheit vorgesehen, die nachträglich an dem Akkumulator anbringbar oder diesem zu- ordenbar ist. Die Nachrüstdateneinheit kann aktiv und/oder passiv ausgestaltet sein, dies bedeutet bevorzugt, dass die Dateneinheit zum Steuern bzw. Beeinflussen des Akkumulators einsetzbar ist, besonders bevorzugt ist auch durch die Nachrüstdateneinheit der Akkumulator blockierbar und/oder abschaltbar.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung kann beispielsweise die Nachrüstdateneinheit bei der Einlagerung, dem Ausbau, bei Wartungsarbeiten etc. eines Akkumulators, der z. B. einer Privatperson gehört und keine eigene Dateneinheit aufweist, von der Wechselstation bevorzugt automatisch mit einer z. B. temporär oder permanent anbringbaren Nachrüstdateneinheit versehen werden. Bevorzugt ist somit ein mit einer Nachrüstdateneinheit versehener Akkumulator wie ein bereits mit einer Dateneinheit und/oder einer Steuer- und Kontrolleinheit versehener Akkumulator konfigurierbar und/oder steuerbar. Auch diese Nachrüstdateneinheit ist bevorzugt gegen unerlaubtes Entfernen gesichert. Weiterhin ist die Anbringung einer Nachrüstdateneinheit vorteilhaft, da der jeweilige Akkumulator einem Besitzer und/oder dem Zeitpunkt der Einlagerung zuordenbar ist. Die Dateneinheit ist besonders bevorzugt von der Wechselstation auslesbar.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Nachrüstdateneinheit permanent an den Akkumulatoren angeordnet bzw. anordenbar, die Akkumulatoren können dabei beispielsweise Akkumulatoren von Fremdherstellern sein. Wie bereits zuvor beschrieben, sind durch derartige Nachrüstdateneinheiten Informationen in Form von Daten hinsichtlich des Akkumulator-wechsels durch die Nachrüstdateneinheit bevorzugt aufnehmbar, speicherbar und/oder veränderbar sowie an die entsprechende Wechselstation weitergebbar. Durch die Wechselstation können die durch die Nachrüstdateneinheit bereitgestellten Daten bevorzugt empfangen, ausgewertet, verändert und/oder verifiziert werden. Die Nachrüstdateneinheit kann ebenfalls als Steuer- und Kontrolleinheit ausgeführt sein, die eine Dateneinheit umfasst. Bevorzugt ist die Nachrüstdateneinheit mit Sensoren ausgestattet, die im Bereich des
Entnahmemechanismus oder der Ladeköpfe angeordnet bzw. anordenbar sind. Durch die Sensoren sind somit z. B. eine Entnahme des Akkumulators, eine Betätigung der Ladeköpfe und/oder ein Laden des Akkumulators erfassbar. Ferner ist die Nachrüstdateneinheit bevorzugt mit einem Kommunikationsmittel ausgestattet, das ihr ermöglicht mit weiteren Einrichtungen zu kommunizieren.
Darüber hinaus kann die Wechselstation, das Elektrofahrzeug und/oder der Akkumulator zum einen mit einer Blockiereinrichtung, insbesondere einem Ladeverriegelungssystem , kommunizieren, das an einer beliebigen Stelle, wie z. B. an den Ladeanschlüssen des Akkumulators zum Elektrofahrzeug oder vom Elektrofahrzeug zur externen Steckdose vorgesehen ist. Das Verriegelungssystem kann hierbei eine Softwareverriegelung und/oder eine Hardwareverriegelung darstellen. Mittels der jeweiligen Verriegelung oder in Kombination der Verriegelungsvarianten kann z. B. das Laden und/oder der Austausch des Akkumulators bzw. der Akkumulatoren verhindert bzw. begrenzt oder von weiteren Erfordernissen abhängig gemacht werden. Die Nachrüstdateneinheit sowie die Blockiereinrichtung , d. h. das Verriegelungssystem und die Akkumulatornutzungssperre sind bevorzugt ebenfalls gegen Ent- fernen bzw. unerwünschtes Entfernen gesichert. Es ist auch hinsichtlich dieser Einrichtung möglich, dass bei einem unerlaubten Entfernen des Ladeverriegelungssystems Alarmsignale und/oder Positionsangaben zu der Position des Elektrofahrzeugs bzw. des Akkumulatorfahrzeugs ausgegeben werden. Insbesondere die Dateneinheit kann auch derart ausgestaltet sein, dass sie nur temporär an dem Akkumulator angeordnet ist, um beispielsweise den Eigentümer und die Zeit festzuhalten. Dies ist besonders vorteilhaft hinsichtlich einer Einlagerung des Akkumulators in einer Wechselstation. Im Zuge einer Entnahme aus der Wechselstation kann die Dateneinheit vorzugsweise von der Wechselstation automatisch wieder von dem Akkumulator abgenommen bzw. entfernt werden.
Bevorzugt kann nur, wenn ein legitimierter Wechselmechanismus, wie die Wechselstation der Daten- einheit zur Freischaltung relevante Daten oder Signale sendet, der Akku ohne Aktivierung des Alarmsignals aus dem Elektrofahrzeug und/oder der Wechselstation entnommen werden. Besonders bevorzugt können einzelne Wechselstationen, z.B. in Abhängigkeit von Regionen, für eine Nutzung mit einem bestimmtem Elektrofahrzeug, Fahrzeugtyp, Akkumulator und/oder Akkumulatortyp gesperrt oder freigegeben sein.
Die Dateneinheit bzw. die Nachrüstdateneinheit am oder in dem Akkumulator übermittelt bevorzugt Daten an eine Fahrzeugsteuereinheit im Fahrzeuginneren. Diese kann ggf. direkt in die Fahrzeugelektronik integriert sein, nachträglich einbaubar sein oder ein zusätzliches mobiles Gerät darstellen, das mit dem Fahrzeug koppelbar ist.
Diese Steuereinheit bzw. Fahrzeugsteuereinheit ist besonders bevorzugt derart ausgestaltet, dass sie mit einem Steuerungs- und Abrechnungssystem einer Wechselstation bzw. einer Tankstelle kommuniziert bzw. kommunizieren kann. Ferner ist denkbar, dass durch die Steuereinheit ein Wechsel des Akkumulators initiierbar ist bzw. der Wechsel überwachbar ist und/oder ein Zahlungsvorgang sowie Statusmeldungen zu dem Batteriestatus und abrechnungstechnische Informationen abrufbar sind.
Über die Fahrzeugsteuereinheit ist beispielsweise ebenfalls über eine drahtlose Verbindung, wie z. B. eine Mobilfunkverbindung, der Kontakt zum Austausch von Informationen mit einer Wechselstation herstellbar, wodurch beispielsweise Akkumulatoren reserviert werden können oder eine Anmietung eines Akkumulators einleitbar ist. Dies ist vorteilhaft, da beispielsweise beim Einfahren eines Elektro- fahrzeugs in die Wechselstation bereits der administrative Teil des Verleihvorgangs abschließbar bzw. abgeschlossen ist. Ferner ist vorstellbar, dass mittels der Fahrzeugsteuereinrichtung weitere Waren und Dienstleistungen, wie z. B. Erfrischungsgetränke, in der Wechselstation vorbestellt, bezahlt und/oder während dem Wechsel des Akkumulators abgerufen werden können. Es ist ebenfalls denkbar, dass zusätzlich und/oder optional zum Aktivieren des Akkumulatorwechsels aus dem Inneren des Elektrofahrzeugs heraus, wie zuvor beschrieben, ebenfalls eine Aktivierung des Akkumulatorwechsels von der Wechselstation aus, insbesondere der Kasse der Wechselstation aus, möglich ist. Zudem ist denkbar, dass die Aktivierung des Akkumulatorwechsels über ein Terminal durchführbar ist, das besonders bevorzugt im Bereich der Fahrertür angeordnet ist. Im Bereich der Fahrertür angeordnet bedeutet hierbei, dass das Elektrofahrzeug möglichst nah an ein derartiges
Terminal heranfahrbar ist, wobei bei dieser Ausführungsform bevorzugt darauf zu achten ist, dass der Fahrer den Wagen vorzugsweise verlassen kann, um ggf. einen Einkauf in der Station bzw. Tankstelle vorzunehmen. In einer weiteren Ausgestaltung ist an die Kommunikation vom Elektrofahrzeug zur Wechselstation ebenfalls ein Erfrischungs- und Snackautomat angebunden oder Bestellungen sind weitergebbar, die schon während des Akkumulatorwechsels an die Wechselstation oder in einem Erfrischungsbereich bereitgestellt werden.
Ferner ist eine Anzeigeneinrichtung denkbar, die für den Akkumulatorwechsel erforderliche Informationen eine Fahrzeugführer frühzeitig und verständlich zukommen lässt. Neben dem Betreiber der Wechselstation bzw. der Tankstelle respektive dem jeweiligen Stromanbieter sind bevorzugt der Preis eines Akkumulatorwechsels an der jeweiligen Station sowie die Akkumulatortypen, der
Akkumulatorladestand und/oder die Verfügbarkeit anzeigbar. Diese Daten können auch über eine
Funkverbindung, wie beispielsweise eine Telefonverbindung oder ähnlichem an die Dateneinheit bzw. die Fahrzeugsteuereinheit im Elektrofahrzeug übermittelt werden. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da dem Fahrzeugführer bereits die entsprechenden bzw. benötigten Informationen mitteilbar sind, obwohl er sich noch außerhalb des Sichtbereichs der entsprechenden Wechselstation befindet.
Denkbare Mittel zum Steuern der einzelnen Einrichtungen sind beispielsweise ein Steuerungsmittel in Form einer Steuerungssoftware zum Steuern der Wechselstation, ein Sicherheitsmittel in Form einer Sicherheitssoftware, die den Entnahmevorgang bevorzugt in Abhängigkeit verschiedener Parameter freigibt. Ein Erfassungsmittel, insbesondere einer Erfassungssoftware, welche die Akkumulatoren ihren Herstellern, ihren Besitzern, den absolvierten Ladezyklen, Zustandsberichten, Herstellungsdaten und ggf. zusätzlichen Informationen zuordnen, sie mit Ort und Zeit verbindet und relevante Teile bzw. Daten an eine Abrechnungssoftware der Wechselstation weiterleitet und die gesamten Daten beispielsweise an einen Zentralserver weitervermittelt. Eine Abrechnungssoftware der Wechselstation die zumindest zeitweise sowohl von der Erfassungssoftware in der Wechselstation sowie von der Verwal- tungssoftware des Akkumulatorvermieters für den Zahlungsverkehr relevante Daten erhält. Eine Verwaltungssoftware des Akkumulatorverleihers, die Information über den Zahlungsverkehr der Wechselstation erhält aber auch Änderungen an der Preisgestaltung vornehmen kann hierzu hat die Verwaltungssoftware bevorzugt Zugriff auf eine Abrechnungssoftware. Sowie eine Zentralrechnersoftware der Betreiberfirma, die unabhängig Daten, dem Erfassungsmittel, der Abrechnungssoftware und/oder der Verwaltungssoftware erhält und diese abgleicht und einen gesicherten Zahlungsverkehr ermöglicht.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsvariante sieht noch eine Plug-and-Use-Einrichtung vor, mittels welcher ein neuer oder ein zwischenzeitlich stillgelegter Akkumulator wieder automatisch an dem vorliegenden Akkumulatorwechselsystem angemeldet werden kann, wenn er insbesondere in einer Wechselstation aktiviert wird. Eine solche Plug-and-Use-Einrichtung kann auch Bestandteil der Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit sein, wodurch sich vorteilhafter Weise die Anzahl der Bauteile reduzieren lässt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich ein Akkumulator bei seinem ersten Einsetzen in ein Fahrzeug in dessen System bzw. die Elektrofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit einschreibt, sodass der Akkumulator verwendet werden kann. Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand anliegender Zeichnung und nachfolgender Beschreibung erläutert, in welchen beispielhaft ein
Akkumulatorwechselsystem umfassend eine Steuer- und Kontrollvorrichtung mit einer
Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit, mit einer Elektrofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit und mit einer Wechsel- und/oder Ladestationssteuer- und -kontrolleinheit komponentenweise dargestellt und beschrieben ist. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 schematisch eine Ansicht eines Elektrofahrzeugs mit einer Elektrofahrzeugsteuer- und
-kontrolleinheit und eines Akkumulators mit einer Akkumulatorsteuer- und - kontrolleinheit eines erfindungsgemäßen Akkumulatorwechselsystems; Figuren 2 schematisch Ansichten eines standardisierten Akkumulatorschachts, eines standardisierten Akkumulators sowie weiterer zugehöriger Einrichtungen des
Akku m u latorwechselsystems;
Figuren 3 schematisch Ansichten verschiedener Akkumulatorformen und
Akkumulatoranordnungen;
Figuren 4 schematisch eine dreidimensionale Darstellung einer Ladekassette sowie ein modular aufgebautes Regalsystem;
Figur 5 schematisch eine Ansicht eines Reserveakkumulator oder eines Gasgenerators mit
Kartusche;
Figuren 6 schematisch Ansichten von an einem Akkumulator anbringbaren Dateneinheiten; Figur 7 schematisch eine Ansicht eines Akkumulators mit einer Vielzahl daran ausgebildeten
Einrichtungen zum Fixieren und/oder Steuern des Akkumulators;
Figur 8 schematisch eine perspektivische Ansicht einer modularen Wechselstation mit weiteren optionalen Einrichtungen;
Figur 9 schematisch eine Ansicht einer Ladesperreinrichtung zum Entsperren bzw. Sperren eines Ladevorgangs;
Figur 10 schematisch eine Ansicht eines Hebe- und Verteilschlittens zum Heben bzw. Verteilen von Akkumulatoren;
Figur 1 1 schematisch eine Ansicht eine Steuereinheit zum Trennen der Verbindung zwischen dem Elektrofahrzeug und dem Akkumulator; und Figur 12 schematisch eine Ansicht möglicher Kommunikationswege, die im Rahmen der Verwendung von Wechselakkumulatoren neben anderen denkbar sind.
Das in den Figuren 1 bis 12 gezeigte Akkumulatorwechselsystem zum Austausch von standardisierten Akkumulatoren 4 für Elektrofahrzeuge 1 umfasst eine Steuer- und Kontrollvorrichtung mit einer Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit 6 zum Einstellen von unterschiedlichen
Akkumulatorgebrauchskonfigurationen, beispielsweise hinsichtlich mietvertragsspezifischen Verwendungseinstellungen, an wenigstens einem der Akkumulatoren 4 aufweist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Steuer- und Kontrollvorrichtung noch mit einer Elekt- rofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit 10 (siehe insbesondere Figur 1 ) und mit einer Wechsel- und/oder Ladestationssteuer- und -kontrolleinheit 60 (siehe Figur 4a) ausgerüstet, mittels welchem ein Austausch an einer modularen Wechselstation 3 zumindest teilweise entladener Akkumulatoren 4 gegen geladene Akkumulatoren 4 an den Elektrofahrzeugen 1 unterstützt werden kann, wobei eine Steuereinheitskombination aus Wechselstation 3 und Akkumulator 4 auch die Entnahme frei schaltet.
Das in der Figur 1 beispielhaft gezeigte Elektrofahrzeug 1 weist einen Akkumulatorschacht 2 zur Aufnahme eines Akkumulators 4 des Akkumulatorwechselsystems auf. An dem Akkumulator 4 ist die Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit 6 angeordnet.
Ferner ist bevorzugt am Akkumulatorschacht 2 ebenfalls eine Dateneinheit 8 angeordnet, die ebenfalls Bestandteil des Akkumulatorwechselsystems ist. Die Dateneinheit 8 und die Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit 6 können bevorzugt miteinander kommunizieren, wobei sie in diesem Ausführungsbeispiel getrennt voneinander ausgestaltet sind.
Idealerweise sind sie jedoch einteilig ausgebildet, beispielsweise in Form einer einzigen Daten- Akkumulator-Steuer- und Kontrolleinheit (hier nicht gezeigt), sodass sie bauteilreduziert ausgestaltet sind.
Die Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit 6 sendet Daten beispielsweise bezüglich des Besitzers des Akkumulators 4, des Akkumulatortyps, der Einbauzeit, des Hersteller des Akkumulators 4, des Baujahrs des Akkumulators 4, hinsichtlich der absolvierten Ladzyklen etc. an die modulare Wechsel- Station 3 und gegebenenfalls über eine Ausgabeeinrichtung, wie etwa eine Anzeige, an den Fahrer. Besonders wichtig ist ein Senden einer zumindest lebenslang gültigen ID-Nummer. Diese bleibt vor- zugsweise einzigartig dem jeweiligen Akkumulator vom Zeitpunkt seiner Herstellung bis weit über die eigentliche Lebensdauer hinweg erhalten.
Darüber hinaus können von der Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit 6 am Akkumulator 4 vorteil- hafter Weise Ladevorgänge freigegeben oder gesperrt werden. Dies ist beispielsweise in Abhängigkeit von Vertragsdaten oder physikalischen Eigenschaften des Akkumulators 4 steuerbar.
Weiterhin kann die Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit 6 am Akkumulator 4 mit einem Sicherheitssystem , insbesondere mit einem Lock- and Key-System, kommunizieren und in Abhängigkeit bestimmter Informationen, wie beispielsweise Daten und/oder Signale hinsichtlich eines Bezahlvorgangs, die Entnahme des Akkumulators 4 freigeben oder verhindern.
Zur Überwachung der Position des Akkumulators 4 kann die Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit 6 am Akkumulator 4 auch Ortungssignale aussenden. Aus technischen Gründen kann ein Senden ge- gebenenfalls auch über eine Plombe 108 (siehe Figur 9) erfolgen.
Die Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit 6 am Akkumulator 4 kann über die Dateneinheit 8 ebenfalls mit einer Elektrofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit 10 im Elektrofahrzeug 1 gemäß dem Bezugszeichen 12b kommunizieren.
Eine umgekehrte Kommunikation der Elektrofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit 10 des Elektrofahr- zeugs 1 mit der der Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit 6 zugeordneten Dateneinheit 8 des Akkumulators 4 ist gemäß Bezugszeichen 12a visualisiert. Der Akkumulator 4 kann von dem Zentralrechner 132 über die Wechselstation 3 derart programmiert werden, dass der Akkumulator 4 nur vertragskonform arbeiten kann.
Daten bzw. Informationen, die ebenfalls von der Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit 6 des Akkumulators 4 zur Elektrofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit 10 im Elektrofahrzeug 1 austauschbar sind, sind beispielsweise Daten hinsichtlich vertraglicher Grenzwerte, die beispielsweise durch die Elektrofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit 10 im Elektrofahrzeug 1 und/oder einer damit verbundenen Ausgabeeinrichtung dem Fahrzeugführer, dem Fahrzeugbesitzer, dem Fahrzeuginhaber, dem
Akkumulatorbesitzer, der modularen Wechselstation 3, einem Zentralrechner und/oder dem Wartungspersonal etc. übermittelbar sind.
Die Dateneinheit 8 am Akkumulatorschacht 2 kann alternativ auch am Akkumulator 4 angeordnet sein (hier nicht dargestellt). Die Dateneinheit 8 kommuniziert beispielsweise mit der Elektrofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit 10 des Elektrofahrzeugs 1 , der Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit 6 des Akkumulators 4 und/oder der Wechsel- und/oder Ladestationssteuer- und -kontrolleinheit der modularen Wechselstation 3, je nachdem welche Daten für welche der Steuer- und Kontrolleinheiten bestimmt sind.
Das Fahrzeug 1 sendet Daten über den Fahrzeugtyp. Darüber hinaus dient es als Kommunikationseinrichtung. Informationen bzw. Daten, die durch die Dateneinheit 8 beispielsweise austauschbar sind, können neben anderen bevorzugt Daten zu dem Fahrzeugtyp umfassen.
Insbesondere bei Sonderfahrzeugen können vorteilhafter Weise zudem Koordinaten über die Wechselsystematik übermittelt werden, sodass speziell die Lage eines Akkumulatoraufnahmeschachtes am Sonderfahrzeug bekannt ist. Die Elektrofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit 10 im Elektrofahrzeug 1 kann besonders bevorzugt mit der modularen Wechselstation 3, insbesondere einer Kasse der modularen Wechselstation 3, kommunizieren, wodurch beispielsweise Zahlungs- und Reservierungsvorgänge vorteilhaft durchführbar sind. Ferner sind im Rahmen einer derartigen Kommunikation beispielsweise weitere Wünsche des Fahrers an die modulare Wechselstation 3 übermittelbar.
Es ist ebenfalls in vorteilhafter Weise möglich, dass die Elektrofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit 10 im Elektrofahrzeug 1 einer Lokalisierung der modularen Wechselstation 3 ermöglicht bzw. bevorzugt zumindest zeitweise durchführt.
Die Elektrofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit 10 im Elektrofahrzeug 1 kann beispielsweise bei einer Kommunikation mit einer der modularen Wechselstationen 3 Informationen bzgl. der Preise, der Verfügbarkeit und sonstige Informationen bzgl. der Akkumulatoren 4 sowie bevorzugt sonstige allgemeine Informationen und/oder Werbung erhalten.
Die in der Figur 2a gezeigte Elektrofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit 10 im Elektrofahrzeug 1 ist mit einem Bildschirm bzw. mit einer Ein- und/oder Ausgabeeinrichtung ausgestattet ist. Ferner sind durch die Bezugszeichen 10a, 10b und 10c weitere Ausführungsformen für Steuereinheiten im Elektrofahrzeug 1 dargestellt. So ist durch das Bezugszeichen 10a beispielsweise eine Steuereinheit für den nachträglichen Einbau in ein Elektrofahrzeug 1 , durch das Bezugszeichen 10b eine mobile Steuereinheit für ein Elektrofahr- zeug 1 und durch das Bezugszeichen 10c eine Steuereinheit, die beispielsweise in ein Mobiltelefon integriert ist, gekennzeichnet.
In Figur 2b ist ein akkumulatorseitiger Anschlussbereich 18b dargestellt, der neben einem Stroman- schluss einen Anschluss 20 zur Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit 6 und einen Anschluss 22 zu einer Steuerungsbrücke aufweist. Die Steuerbrücke bietet z.B. eine Möglichkeit zur mehrfach Verbindung und Steuerung verschiedener bzw. mehrerer Akkumulatoren 4, bevorzugt jeweils beliebigen Typs. Sie gibt dem Akkumulator in der Mitte einer Akkumulatoranordnung die Möglichkeit, mit der Steuereinheit zu kommunizieren.
Mit den Bezugszeichen 24 sind darüber hinaus noch freie Felder des akkumulatorseitigen Anschluss- bereichs 18b gekennzeichnet, die Raum für weitere Anschlüsse (hier nicht gezeigt) bieten.
In Figur 2c ist eine teilweise dreidimensionale Darstellung des Akkumulatorschachts 2 insbesondere aus der Figur 1 gezeigt. Der Akkumulatorschacht 2 zeigt in dieser Darstellung statische Haltepunkte 14a auf, die mit statischen Haltepunkten 14b des Akkumulators 4 zusammenwirken können.
Ferner weist der Akkumulatorschacht 2 einen akkumulatorschachtseitigen Anschlussbereich 18a auf, der mit dem akkumulatorseitigen Anschlussbereich 18b funktionell zusammenwirken kann.
In den Wandungsbereichen des Akkumulatorschachts 2 sind eine erste Ausführungsform von Führungsschienen 26a und eine zweite Ausführungsform von Führungsschienen 26b angeordnet, sodass stets ein korrekt orientierter Einbau des Akkumulators 4 sichergestellt und darüber hinaus der Akkumulator auch statisch gut haltbar ist.
Es ist hierbei möglich, dass lediglich eine der beiden Arten an Führungsschienen 26a oder 26b im Wandungsbereich ausgebildet ist.
Ferner ist es möglich, dass nicht an allen Wandungsbereichen des Akkumulatorschachts 2 Führungs- schienen 26a, 26b angeordnet sind . Zudem weist der Wandungsbereich des Akkumulatorschachtes 2 besonders bevorzugt ebenfalls weitere Verriegelungen 28a auf, die mit korrespondierenden Verriegelungen 28b des Akkumulators 4 (vgl. Figur 2d) funktionell zusammenwirken können. Die Führungsschienen 26a, 26b ermöglichen auch das Ineinanderstecken mehrerer bzw. verschiedener Akkumulatoren.
Die Anschlusssteuerungsbrücke 22 dient insbesondere zum Verbinden mehrerer Akkumulatoren 4 mit einer bzw. mehreren Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheiten 6.
Figur 2d offenbart akkumulatorseitige statische Haltepunkte 14b, die negativ zu den Haltepunkten 14a ausgebildet sind.
Ferner offenbart die Figur 2d an dem Akkumulator 4 ausgebildete Schienen 26a, 26b, die zum Ein- greifen in den negativ ausgeformten Schienen 26a, 26b des Akkumulatorschachts 2 ausgebildet sind.
Ebenso wie die statischen Haltepunkte 14a, 14b sind die weiteren Verriegelungen 28a, 28b des Akkumulators 4 bzw. des Akkumulatorschachts 2 jeweils negativ zueinander ausgeführt. Hierbei sind vorteilhafter Weise einzelne Elemente der Verriegelungen 28a, 28b bzw. die Haltepunkte 14a, 14b federbelastet bzw. zum Verriegeln bzw. Entriegeln ausfahrbar. Dies ist ebenfalls hinsichtlich der Verriegelung 16a, 16b möglich.
Die Verriegelung 16a ist bevorzugt eine Ausnehmung im Boden- bzw. Deckenbereich des
Akkumulatorschachts 2, in die beispielsweise ein oder mehrere Verriegelungselemente 16b des Akkumulators 4 eingreifen können, um besonders bevorzugt formschlüssig eine Verriegelung mit dem Akkumulatorschacht 2 auszubilden.
Die Verriegelung erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Rotation der Verriegelung 16b, sobald die Verriegelung 16b in der Ausnehmung 16a eingeführt ist.
In Figur 3a ist ein erster bevorzugter Akkumulatortyp 30 dargestellt, der beispielsweise in einer Anordnung 32 mit weiteren Akkumulatoren 30 oder sonstigen Akkumulatoren 4 anordenbar ist. In Figur 3b ist ein zweiter Akkumulatortyp 34 dargestellt, der beispielsweise in einer
Akkumulatoranordnung 36 und/oder in einer Akkumulatoranordnung 38 gemeinsam mit baugleichen und/oder weiteren Akkumulatoren 4 bzw. 30 anordenbar ist. In Figur 3c ist alternativ ein dritter Akkumulatortyp 40 gekennzeichnet.
In Figur 3d ist eine Mehrfachanordnung des in Figur 3c gezeigten Akkumulators 40 dargestellt. Die einzelnen Akkumulatoren 40 sind hierbei über Haltepunkte 14a, 14b (siehe beispielhaft auch Figur 2c) miteinander verbunden.
In Figur 3e ist eine weitere Anordnung des in Figur 3c gekennzeichneten Akkumulatortyps 40 dargestellt. Die einzelnen Akkumulatoren 40 sind gemäß der weiteren Anordnung 44 über die Führungs- schienen 26a und die Führungsschienen 26b (siehe Figur 2d) miteinander gekoppelt.
Die Akkumulatoren 40 können beispielsweise gemäß der mit dem Bezugszeichen 46 gekennzeichneten Ausführungsform nicht nur als Block, sondern ebenfalls als Reihe aneinander ausgebildet sein bzw. aneinander anordenbar sein. Durch das Bezugszeichen 48 wird eine beliebige Anordnung der Akkumulatortypen 30, 34 und/oder 40 angegeben, wobei sich die Ausführungsform 46 durch drei miteinander fusionierten Akkumulatoren des Typs 40 ergeben kann.
Es ist daher ebenfalls möglich, dass die einzelnen Akkumulatortypen 30, 34 und/oder 40 in beliebiger Kombination flexibel übereinander und/oder untereinander und/oder nebeneinander anordenbar sind .
Bevorzugt sind die einzelnen Akkumulatoren 30, 34 und/oder 40 funktional miteinander verbunden. Insofern ist den einzelnen Akkumulatoren 30, 34 und/oder 40 Strom definiert zu und/oder abführbar.
In Figur 4a ist eine der modularen Wechselstation 3 zugehörige Ladekassette 50 zum Laden und/oder Warten der einzelnen Akkumulatoren 4 bzw. der Akkumulatortypen 30, 34, 40 dargestellt. Die Ladekassette 50 ist bevorzugt aus wenigen Teilen gefertigt, wodurch sie möglichst günstig ist. Dies wird weiterhin bevorzugt durch möglichst modulare Bauteilgruppen gewährleistet, durch die schnell und einfach neue Kassettenformen gefertigt werden können. Der Boden 52 der Ladekassette 50 ist beispielsweise ebenfalls als Zuführboden oder Zuführeinrichtung 52 ausgestaltbar. In dem Boden 52 sind bevorzugt Rollen 54 einer ersten Orientierung und Rollen 56 in einer zweiten Orientierung angeordnet. Besonders bevorzugt sind die Rollen 54 rechtwinklig zu den Rollen 56 angeordnet.
Aus der Darstellung der Figur 4a lässt sich gut entnehmen, dass die Rollen 54, 56 bevorzugt in einer Ebene angeordnet sind . Es ist ebenfalls denkbar, dass neben den Rollen 54, 56 oder anstelle der Rollen 54, 56 Kugeln 58 im Boden 52 der Ladekassette 50 angeordnet sind. Die Rollen 54, 56 und/oder Kugeln 58 oder einzelne dieser Elemente 54, 56, 58 können ebenfalls in einem oder mehreren Wandungsbereichen der Ladekassette 52 angeordnet sein. Die Rollen 54, 56 und die Kugeln 58 stellen Bewegungsmittel dar, die stets angetrieben, zeitweise angetrieben oder nie angetrieben sind . Dies bedeutet, dass es denkbar ist, dass die Akkumulatoren 4 durch die Rollen 54, 56 und/oder die Kugeln 58 aktiv bewegbar sind oder jedoch die Akkumulatoren 4 mittels weiterer Transporteinrichtung über den Rollen 54, 56 und/oder Kugeln 58, diese jedoch zumindest teilweise kontaktierend , hinweg bewegbar sind . Die Rollen 54 sind in einer ersten Richtung drehbar, während die Rollen 56 in eine zweite Richtung drehbar sind. Die Rollen 54, 56 können hierbei beispielsweise als Gummiwalzen, Kunststoffwalzen, Metallwalzen oder ähnlichem ausgebildet sein. Es ist dabei denkbar, dass einzelne Rollen 54, 46 bevorzugt zeitweise in ihrer Höhe verschiebbar sind. Das bedeutet, dass die jeweiligen zum Transport relevanten Rollen 54, 56 und/oder Kugeln 58 beispielsweise rechtwinklig zur Ebene des Bodens 52 verschiebbar sind.
Durch das Bezugszeichen 62 sind weitere Anschlüsse für verschiedene Akkumulatoren 4 gekennzeichnet. Diese können beispielsweise je nach Anforderung der modularen Wechselstation 3 schnell mit weiteren Ladeanschlüssen für neue Akkumulatormodelle 4 bestückt werden.
Im Bereich der Steuereinheit 60 der Ladekassette 52 und/oder mit dieser funktional verbunden sind Lichtschrankeneinrichtungen 64a angeordnet, durch welche die Strahlengänge 64b sichtbar oder unsichtbar emittierbar sind. Die Lichtschranken 64a sind beispielsweise an jeder bzw. an einer beliebigen oder mehreren beliebigen Seitenbegrenzungen der Ladekassette 52 zum Positionieren bzw. defi- nierten Zuführen der Akkumulatoren 4 in die Ladekassette 52 vorsehbar.
In Figur 4b ist eine Modulanordnung 66 mehrerer Ladekassetten 50 dargestellt.
In Figur 4c bilden mehrere Module 66a, 66b, 66c bestehend aus einer Vielzahl an Ladekassetten 50 ein modulares Regalsystem 68, dem Akkumulatoren 4 entnehmbar bzw. zuführbar sind.
In Figur 4d ist ein weiteres Modul 66d dargestellt, das beispielsweise mit dem in Figur 4c gezeigten modularen Regalsystem in Längsrichtung, Höhenrichtung und/oder Tiefenrichtung koppelbar ist. Dies hat den Vorteil, dass mehrere Module 66a bis 66b schnell und/oder temporär zusammenfügbar sind. Das modulare Regalsystem 68 weist bevorzugt eine Verbindung zu einer Wechselgrube in der Wechselstation 3 auf, die bevorzugt ein Gefälle aufweist, damit Förderbänder über einen weiten möglichst ebenen oder verwinkelten Weg führbar sind . Es ist hierbei jedoch ebenfalls denkbar, dass die Akkumulatoren 4 lediglich in zwei Ebenen, d. h. einer horizontalen Ebene und einer vertikalen Ebene transportiert werden. Der vertikale Transport der Akkumulatoren 4 kann dabei beispielsweise über Aufzugsysteme erfolgen. In der Figur 5 ist ein Reserveakkumulator 70, eine Akkumulatorkombination 70 und/oder ein Gasgenerator 70 mit Kartusche oder sonstiger beliebiger Stromgenerator (z.B. ein Wasserstoff betriebener Stromgenerator) dargestellt. Der Reserveakkumulator 70 bzw. der Gasgenerator 70 sind dabei am Akkumulatorschacht 2 bzw. Wechselschacht des Elektrofahrzeugs 1 installiert.
Besonders bevorzugt ist der Reserveakkumulator 70 fest im Elektrofahrzeug 1 installiert. Im Falle eines Gasgenerators 70 ist besonders bevorzugt eine austauschbare Kartusche vorgesehen.
Durch das Bezugszeichen 72 ist eine bevorzugte Einschubrichtung zum Einschieben eines Austauschakkumulators 4 dargestellt. In Figur 6a ist eine Dateneinheit 8 bzw. eine Nachrüstdateneinheit 74 zur Anbringung an Akkumulatoren 4 dargestellt.
Besonders bevorzugt wird die Nachrüstdateneinheit 74 an Akkumulatoren 4 angeordnet, die ohne bzw. mit einer im Rahmen des Akkumulatorwechselsystems nicht verwendbaren Dateneinheit 8 aus- gestattet sind.
Dies ermöglicht beispielsweise die Lagerung von Akkumulatoren 4, die keine eigene
Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit 6 besitzen. Ferner ist es vorteilhafter Weise möglich, dass eine Anordnung einer derartigen Nachrüstdateneinheit 74 erforderlich ist, wenn Kunden vorübergehend einen Mietakkumulator 4 in Anspruch nehmen. Die Dateneinheit 8 bzw. Nachrüstdateneinheit 74 ist beispielsweise von der modularen Wechselstation 3 automatisch anbringbar. Bei unberechtigter Demontage bzw. bei einem unberechtigten Entfernen der Nachrüstdateneinheit 74 bzw. der Dateneinheit 8 wird vorteilhafter Weise ein Alarm und/oder ein Signal an eine weitere Einrichtung ausgesendet oder direkt ausgegeben.
Die Dateneinheit 8 bzw. die Nachrüstdateneinheit 74 kann darüber hinaus vorteilhaft mit weiteren mit Sensoren, wie beispielsweise einem Vakuumsensor, ausgestattet sein. Bevorzugt empfängt und sendet eine derartige Dateneinheit 8 bzw. Nachrüstdateneinheit 74 Daten über den Zeitpunkt der Einlagerung dem Besitzer des Akkumulators 4 und/oder Daten bzgl. des Akkumulatortyps 30, 34 bzw. 40. Mit dem Bezugszeichen 76 ist eine weitere Dateneinheit gekennzeichnet, die bevorzugt als aufklebbarer Strichcode 76 ausgebildet ist.
Es ist hierbei vorteilhafter Weise möglich, dass der Strichcode 76 am Akkumulator 4 und der Dateneinheit 8 bzw. der Nachrüstdateneinheit 74 angeordnet ist.
Es ist ebenfalls vorstellbar, dass der Strichcode 76 sich im Inneren des Vakuumbereichs der Dateneinheit 8 befindet und durch das Aufbringen der Dateneinheit 8 der Strichcode 76 auf den Akkumulator 4 geklebt wird . Hierdurch wird das System weiter gegen Missbrauch bzw. ein unbeabsichtigtes Entfernen der Dateneinheit 8, 74, 76 geschützt, wodurch stets eine Zuordnung des Akkumulators 4 möglich ist.
Eine gemeinsame vorteilhafte Anordnung des Strichcodes 76 und der Dateneinheit 8 bzw. 74 ist beispielsweise der Figur 6b zu entnehmen. Der in Figur 7 gezeigte Akkumulator 4 weist einen Anschlussbereich 18b auf. Der Anschlussbereich 18b kann dabei einen Hauptstromanschluss umfassen. Ferner ist dieser Darstellung zu entnehmen, dass eine Verriegelungs- bzw. Entriegelungseinheit 16b am Akkumulator 4 ausgebildet ist. Zudem weist der Akkumulator 4 eine Anschlusssteuerungsbrücke 22 bzw. eine Verbindung zur
Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit 6 auf. Neben den bereits zumindest teilweise beschriebenen Einrichtungen sind ferner Sensoreinrichtungen 78, 80 vorgesehen. Mit dem Bezugszeichen 78 ist ein Sensor zur Entriegelungseinheit gekennzeichnet, durch den eine registrierte Entnahme und ein registrierter Einbau des Akkumulators 4 überwachbar ist. Es ist ebenfalls denkbar, dass durch diesen Sensor 78 eine unregistrierte Entnahme des Akkumulators 4 erfassbar ist. Das Bezugszeichen 80 kennzeichnet einen Sensor 78 zum Stromanschluss. Dieser Sensor 80 registriert beispielsweise das Laden und/oder Entladen des Akkumulators 4. Es ist ebenfalls denkbar, dass dieser Sensor 80 Zwischenladungen bzw. Zwischenentladungen und die Stromrückgewinnung beispielsweise durch Abbremsen des Elektrofahrzeugs 1 registriert.
Mit dem Bezugszeichen 6 ist die Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit 6 am Akkumulator 4 gekenn- zeichnet, die in dieser Darstellung mit den beiden Sensoreinrichtungen 78 und 80 verbunden ist. Die Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit 6 dient beispielsweise zum Datenübertragen, Datenempfangen, Datenspeichern, dem Ausgeben eines Alarms bei einem Laden und/oder Entladen des Akkumu- lators 4 ohne vorhergehende Freischaltung, eines Ausgebens eines Alarms bei Entnahme des Akkumulators 4 ohne zuvor erfolgte Freischaltung, der Ausgabe eines Alarms bei unerlaubten Entfernen des Akkumulators 4 und sie kann beispielsweise ein Ortungssignal zur Ortung des Akkumulators senden bzw. versenden bzw. ein derartiges Ortungssignal veranlassen. Insbesondere die Daten- Steuereinheit 6 hat vorteilhafter Weise in diesem Ausführungsbeispiel einen gesicherten ROM- Bereich, der nie geändert werden kann.
Ferner weist die Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit 6 bevorzugt eine Sicherheitssoftware auf, die die alarmfreie Entnahme bzw. das alarmfreie Aufladen des Akkumulators 4 erst nach erfolgreichem Abgleich mit weiteren Sicherheitskriterien bzw. Parametern oder zusätzlichen Softwareelementen zulässt.
In Figur 8 sind die modulare Wechselstation 3 und weitere zugehörige bzw. optionale Einrichtungen dargestellt. Durch das Bezugszeichen 82 ist ein Transport der Akkumulatoren 4 mittels eines Förder- bandes von einer ersten Ebene in eine zweite Ebene dargestellt.
Die modulare Wechselstation 3 weist auf ihrer Oberfläche, auf der das Elektrofahrzeug 1 abstellbar ist, Lamellen 84 auf, die bevorzugt die Reifenposition detektieren. Eine Erfassung, ob ein Elektrofahrzeug 1 die modulare Wechselstation 3 anfährt erfolgt beispielsweise über eine Sensoreinrichtung 86, die besonders bevorzugt als Sensorschiene 86 ausgebildet ist. Durch die Sensorschiene 86 ist somit ein Elektrofahrzeug 1 beim Einfahren auf die Wechselstation 3 bzw. in die Wechselstation 3 detektierbar. Es ist ferner durch die Sensorschiene 86 bevorzugt der Fahrzeugtyp und/oder der Akkumulatortyp bevorzugt inklusive Besitzerinformationen detektierbar. Ferner ist denkbar, dass durch die Sensorschiene 86 die Dateneinheit 6 bzw. ein RFID-Chip am Akkumulator 4 und/oder am Elektro- fahrzeug 1 auslesbar ist.
Die Oberfläche der Wechselstation 3 weist einen Boden 88 auf, der bevorzugt bewegliche Elemente umfasst. Besonders bevorzugt sind einzelne Segmente bzw. Abschnitte des Bodens 88 in Richtung der mit den Bezugszeichen 90a, 90b gekennzeichneten Pfeile verschiebbar. Die Bezugszeichen 90a, 90b geben dabei eine erste und eine zweite Verschieberichtung vor.
Alternativ können lediglich ein bzw. alle beweglichen Abschnitte der Oberfläche bzw. des Bodens 88 der Wechselstation 3 in einer bzw. in beiden Richtungen 90a, 90b bewegbar sein. Auch ist es kumulativ oder alternativ möglich, dass der Boden 88 eine Klappe aufweist, die nach unten oder oben aufschwenkbar ist und durch die ein Akkumulatoraustausch im unteren Bereich des Elektrofahrzeugs 1 erfolgen kann. Es ist zudem denkbar, dass die Sensorschiene 86 durch das Auffahren der Vorderräder des Autos bzw. Elektrofahrzeugs 1 aktiviert wird und beim Überfahren der Hinterräder deaktiviert wird. Eine Deaktivierung der Sensorschiene 86 kann ebenfalls in Abhängigkeit einer erfolgten Kommunikation mit dem Elektrofahrzeug 1 oder einer weiteren Einrichtung erfolgen oder nach einer bestimmten Dauer, wie etwa nach einer Minute, automatisch erfolgen.
Im Bereich der Wechselstation 3 ist bevorzugt ein Modularsystem 94 ausgebildet. Bevorzugt ist das Modularsystem 94, das besonders bevorzugt Ladezellen 104 bzw. Ladekassetten 50 aufweist, direkt an der Entnahmegrube angeordnet, um einen möglichst schnellen Akkumulatorwechsel zu ermöglichen.
In dem Modularsystem 94, das auch als Regalsystem im Sinne des in Fig. 4c beschriebenen modula- ren Regalsystems 68 ausgeführt sein kann, sind bevorzugt eine Vielzahl an Ladezellen 104 bzw. Ladekassetten 50 angeordnet, wodurch bevorzugt eine große Menge an geladenen bzw. wieder geladenen Akkumulatoren 4 bereitstellbar ist.
Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass das Modularsystem 94 Aufnahmebereiche aufweist, in denen lediglich volle bzw. geladene Akkumulatoren 4 bereit gestellt werden.
Die Akkumulatoren 4 werden bevorzugt aus dem Modularsystem 94 mittels einer Transporteinrichtung, wie beispielsweise einem Förderband, zu einem Hauptladebereich sowie von dort in das Modularsystem 94 an der Entnahmegrube bzw. der modularen Wechselstation 3 befördert.
Mit dem Bezugszeichen 98 ist eine optische Kommunikationseinrichtung 98, wie beispielsweise ein Monitor oder eine Anzeige, gekennzeichnet, die beispielsweise vorsehbar ist, um dem Fahrzeugführer Informationen bezüglich der richtigen Stellung des Elektrofahrzeugs 1 zukommen zu lassen. Ferner ist beispielsweise ein Werbeschild 99 im Bereich der Wechselstation 3 anordenbar, mittels dem z. B. Informationen zum Stromanbieter bzw. dem Inhaber der modularen Wechselstation ausgebbar sind . Ferner ist denkbar, dass eine Kostentafel 100 im Bereich der modularen Wechselstation 3 anordenbar ist, die Informationen bezüglich der Kosten für einen Akkumulatorwechsel und/oder Strom und/oder zusätzliche Informationen wiedergibt. Es ist hierbei ebenfalls denkbar, dass durch die Kostentafel 100 auch Kosten bzw. Preise hinsichtlich verschiedener Akkumulatorgrößen und/oder Akkumulatortypen angezeigt werden können. Weiterhin ist vorstellbar, dass eine Werbetafel 102 zum darstellen von Werbebannern, wie beispielsweise Werbebanner von verschiedenen
Akkumulatoranbietern, die an der entsprechenden Tankstelle vertrieben werden, vorgesehen sind.
Durch das Bezugszeichen 96 wird eine Kasse bzw. eine Bezahlstation gekennzeichnet, die bevorzugt ebenfalls im Bereich der Wechselstation 3 angeordnet ist. Es ist ebenfalls denkbar, dass im Bereich der Kasse 96 ein Erfrischungsbereich 122 (vgl. Fig . 12) vorgesehen ist bzw. ein Verkauf von Erfrischungsgetränken, Magazinen, Spirituosen, Tabakwaren, Nahrungsmittel und/oder ähnlichem möglich ist. Es ist ebenfalls bevorzugt vorstellbar, dass die Kasse 96 mit dem entladenen Akkumulator 4 bzw. dem ausgetauschten Akkumulator 4 und/oder mit der Elektrofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit 10 im Elektrofahrzeug 1 kommuniziert. Ferner kommuniziert die Kasse 96 besonders bevorzugt ebenfalls mit einer Software der Wechselstation 3 und mit einer Software eines Zentralservers 132 (siehe Figur 12).
Durch die Kasse 96 können somit die in einem Terminal 92 beauftragten Zahlungen durchgeführt werden. Das Terminal 92 bietet ferner eine Möglichkeit Bestellungen, insbesondere
Akkumulatorbestellungen, an die modulare Wechselstation 3 weiterzugeben somit können über das Terminal 92 auch Erfrischungen bestellt werden, die nach dem Akkumulatorwechsel oder während dem Akkumulatorwechsel in einem Erfrischungsbereich bereit stehen oder dem Fahrer geliefert werden. Ferner ist denkbar, dass Positionsinformationen ausgetauscht werden, damit z.B. von einem beliebigen Ort aus Bestellungen aufgegeben werden können, die dann z.B. in Abhängigkeit von der verbleibenden Anfahrtszeit bearbeitbar sind. In Fig. 9 ist eine Schutzeinrichtung 106 zum Schutz vor einer Entfernung einer Plombe 108 dargestellt. Die Plombe 108 ist bevorzugt am Stromladestutzen zur Ladesteuerung angeordnet. Besonders bevorzugt wird die Plombe 108 auf die Anschlusskontakte, durch die dem Akkumulator Strom zugeführt wird, gesteckt. Die Plombe 108 ist bevorzugt mit einer Kommunikationseinrichtung ausgestattet und kann daher besonders bevorzugt mit der Dateneinheit 8 am Akkumulator 4, mit einem Zentral- rechner 132, mit einer Dateneinheit im Elektrofahrzeug und/oder einer Wechselstation kommunizieren. Das Wechseln eines Akkumulators 4 bzw. die Initialisierung eines Ladevorgangs ist beispielsweise durch die Eingabe eines Codes über ein Eingabefeld 1 10 möglich. Die Schutzeinrichtung 106, die Plombe 108 und das Eingabefeld 1 10 sind bevorzugt mittels einer Abdeckung 1 12, insbesondere eines Deckels abdeckbar und besonders bevorzugt verschließbar. Insofern kann die Plombe derart klein ausgestaltet sein, dass sie unter dem Deckel 1 12 platziert werden kann. Der Deckel 1 12 ist beispielsweise mit der Zentralverriegelung des Elektrofahrzeugs 1 gekoppelt und dadurch in Abhängigkeit von der Zentralverriegelung verriegelbar bzw. entriegelbar oder weist ein Schloss auf und kann mittels eines Schlüssel bzw. einer Autorisierungseinrichtung entriegelt bzw. verriegelt werden. Ferner ist bevorzugt zusätzlich oder ausschließlich ein Deckel zum Abdecken der Ladebuchse vorgesehen, der bevorzugt abnehmbar und/oder verriegelbar ist In Fig. 10 ist ein Hebe- und/oder Verteilschlitten 1 14 dargestellt. Dieser Hebe- und/oder
Verteilschlitten 1 14 ist bevorzugt in die mit dem Bezugszeichen 1 16a und/oder in die mit dem Bezugszeichen 1 16b gekennzeichnete Transportrichtung verschiebbar bzw. auslenkbar. Es ist jedoch hierbei ebenfalls vorstellbar, dass der Hebe- und/oder Verteilschlitten 1 14 lediglich in eine der beiden Richtung 1 16a, 1 16b bewegbar ist.
Durch den Hebe- und/oder Verteilschlitten 1 14 sind Akkumulatoren 4 verschiedenen Positionen und/oder Ebenen zuführbar. Die Akkumulatoren 4 sind beispielsweise auf den einzelnen Ebenen bzw. in den einzelnen Positionen bevorzugt in Richtung 1 18a bzw. 1 18b transportierbar. Somit werden bevorzugt innerhalb der Module 50, 94, 104 die Akkumulatoren mit einer Transporteinrichtung, wie beispielsweise einem Ladeschlitten und/oder ähnlichem, verteilt.
In Fig. 1 1 ist ein Elektrofahrzeug 1 mit einem darin angeordneten Akkumulator 4 und einer damit in Verbindung stehenden Steuereinheit 6, 10, insbesondere der Steuereinheit 10 und/oder der Steuereinheit 6 darstellt. Die Steuereinheit ist bevorzugt mit einem Elektromotor 120 verbunden. So ist bei einem Ausbau des Akkumulators 4 ein Teil der Steuereinrichtung 6 am Akkumulator 4 angeordnet und ein Teil der Steuereinrichtung 10 verbleibt im Elektrofahrzeug 1 . Bevorzugt sitzt die Steuereinheit 6 am Akkumulator 4 und kontrolliert dessen bestimmungsgemäße Verwendung. Und sie hat eben auch einen zuvor schon beschriebenen ROM-Bereich insbesondere mit der ID-Nummer. Beispielsweise können Besitzerinformationen in einer Art Historie-Liste geändert werden, die ID-Nummer jedoch nicht. Die im Elektrofahrzeug 1 verbleibende Steuereinheit 10 ist besonders bevorzugt derart gestaltet, dass sie mit verschiedenen Akkumulatoren 4 funktional zusammenwirken kann. Es ist hierbei denkbar, dass die Steuereinheit 10 bzw. die Steuereinheit 6 verschiedene Steuerungsprogramme für verschiedene Akkumulatoren 4 aufweist. Diese Steuerungsprogramme sind beispielsweise ebenfalls mit akkumulatorspezifischen Werten bzw. akkumulatorinternen Programmen abgleichbar, so dass die Steuereinheit 10 stets die zur Steuerung des Akkumulators 4 bestmöglichen Informationen hat. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Akkumulator 4 auch steuerungsrelevante Daten auf die Steuereinheit 10 des Elektrofahrzeugs 1 , beispielsweise via plug and play, überspielt.
Ein Akkumulator 4 ist besonders bevorzugt gegen ein Fehlverhalten der Steuereinheit 10 des Elektro- fahrzeugs 1 geschützt. Das Elektrofahrzeug 1 ist ebenfalls besonders bevorzugt gegen ein Fehlverhalten des Akkumulators 4 geschützt. Beide Schutzeinrichtungen gehen bevorzugt über das Maß einer normalen Sicherung hinaus und ermöglichen besonders bevorzugt einen Notbetrieb des Akku- mulators 4. Es ist ebenfalls denkbar, dass durch die Steuereinheit 10 auf verschiedene chemische bzw. physikalische Grundlagen des Akkumulators 4 reagierbar ist. Es ist ebenfalls denkbar, dass durch die Steuereinheit 10 unterschiedlich leistungsstarke Akkumulatoren 4 funktional in das Elektrofahrzeug 1 integrierbar sind.
In Fig. 12 sind Kommunikationswege zwischen einzelnen im System integrierten Einrichtungen dargestellt. Es ist hierbei denkbar, dass jede dieser Einrichtungen mit jeder weiteren Einrichtung kommunizieren kann, wobei bevorzugt jedoch die dargestellten Kommunikationswege relevant sind. So sind beispielsweise in dem System das Elektrofahrzeug 1 , die Wechselstation 3, der Akkumulator 4, eine Ladekassette 50, eine Kasse 96, ein Erfrischungsbereich 122, eine Mobilfunksendeeinrichtung 124, ein Akkumulatorbesitzer 126, ein Kundencomputer 128, ein Satellit 130 und ein Zentralrechner 132 vorgesehen. Es ist hierbei denkbar, dass die zuvor genannten Einrichtungen ebenfalls mehrfach bzw. jeweils in einer beliebigen Anzahl vorgesehen sein können. Durch das Bezugszeichen 141 wird eine Kommunikation zwischen dem Akkumulator 4 und der Steuereinheit 10 im Elektrofahrzeug 1 angezeigt. Hierbei werden beispielsweise Mietkonditionen, Restlaufzeit (z. B. in Kilometern oder Meilen), die Anzahl an erfolgten Aukkumulatorwechseln, die Wechselzeit bzw. Nutzungszeit und/oder ähnliches kommuniziert. Ferner kann dabei ein Sicherheitsabgleich vor bzw. nach einer erneuten Freischaltung des Akkumulatorwechsels bzw. der Akkumulatorladung erfol- gen. Bei diesem Sicherheitsabgleich erhält der Akkumulator 4 beispielsweise einen Freischaltcode von der Steuereinheit 10, welche die Steuereinheit 10 beispielsweise nach einer Zahlungsaktion über die Verbindung 152 erhalten hat.
Eine Kommunikationsverbindung zwischen der Steuereinheit 10 und einer Sendeeinheit am Elektro- fahrzeug 1 ist durch das Bezugszeichen 142 angegeben. Die Steuereinheit 10 kann über diese Verbindung mit der Wechselstation 3 kommunizieren.
Eine Kommunikation des Akkumulators 4 mit der Wechselstation 3 ist beispielsweise durch das Bezugszeichen 143 angegeben.
Eine Kommunikation zwischen einer Sendeeinheit und einer Antenne des Elektrofahrzeugs wird beispielsweise durch das Bezugszeichen 144 angegeben.
Die Bezugszeichen 145a, 145b beziehen sich auf den Informationsfluss beim Auslesen der Daten durch die Sensorschiene 86. Wie bereits zuvor erwähnt, werden dabei bezüglich des
Akkumulatortyps, des Herstellers, des Besitzers, des Elektrofahrzeugtyps, ggf. des Besitzers, der bevorzugte Bezahlvorgang, ggf. eine Bestellung von Erfrischungen und/oder ähnlichem übermittelt. Das Bezugszeichen 146 kennzeichnet den Kommunikationsweg zwischen der Steuereinheit 10 im Auto bzw. Elektrofahrzeug 1 und der Wechselstation 3. Über diesen Weg kann auch mit der Kasse 96, dem Erfrischungsbereich 122, einem Akkumulatorsystem etc. kommuniziert werden.
Der Akkumulator 4 kommuniziert mit der Sicherheitssoftware, der Wartungssoftware, der Erfassungssoftware, dem Laderegalsystem über den mit 147 gekennzeichneten Kommunikationsweg .
Die Wechselstation 3 kommuniziert mit der Kasse 96 über den Kommunikationsweg 148. Für den Zahlungsverkehr relevante Daten werden an die Abrechnungssoftware der Kasse 96 kommuniziert. Dies umfasst beispielsweise Daten bezüglich des Ladestands, des Akkumulators und/oder des Besitzers.
Die Wechselstation 3 gibt alle Daten gemäß dem Bezugszeichen 150 an den Zentralrechner 132 wei- ter. Diese Daten beinhalten u. a. zahlungsrelevante Daten, Daten bezüglich des Besitzers, Dauer der Anmietung, Daten bezüglich der Ladezyklen etc. Bevorzugt wird erst nach einem Abgleich mit der Kasse 96 über die Verbindung 151 eine Zahlung als abgeschlossen gebucht. Darüber hinaus können über diese Leitung auch weitere Statistiken beispielsweise über das Fahrverhalten des Fahrers, das Verhalten des Akkumulators 4, das Elektrofahrzeug 1 und ggf. über Störungen im System erfasst bzw. erzeugt werden.
Durch das Bezugszeichen 151 wird eine Kommunikation bzw. ein Kommunikationsfluss angegeben, gemäß dem alle Daten, die von der Wechselstation 3 an den Zentralrechner 132 geleitet werden, noch einmal mit dem Kassensystem 96 abgeglichen werden, um z. B. fehlerhafte Buchungen auszu- schließen.
Gemäß dem Bezugszeichen 152 können der Zentralrechner 132 und die Steuereinheit 10 im Elektrofahrzeug 1 direkt miteinander kommunizieren. Dadurch kann der Fahrer ermitteln, wo die nächste Wechselstation 3 ist und ggf. einen Akkumulator 4 vorbestellen oder Zahlungsvorgänge einleiten. Ferner ist denkbar, dass über diesen Kommunikationsweg Verträge mit der Tankstelle bzw. dem Tankstellenbetreiber geschlossen werden können und Beschwerden vorgebracht werden können.
Mit dem Bezugszeichen 153 ist eine Kommunikation zwischen der Wechselstation 3 und der Ladesteuerung angegeben. Es können so freie Ladeplätze 50 ermittelt werden und diese wiederum leere Akkumulatoren 4 zugewiesen werden. Die Kommunikation zwischen dem Zentralrechner 132 und der Steuereinheit 60 in der Ladekassette 50 erfolgt bevorzugt gemäß der Kommunikationsverbindung 154 zur Ermittlung der Akkumulatoren 4. Durch das Bezugszeichen 155 ist eine Kommunikation zwischen dem Akkumulator 4 und der Ladebox 50 angegeben. Das Bezugszeichen 156 kennzeichnet eine Kommunikation zwischen dem Akkumulator 4 und der Kasse 96 an.
Das Bezugszeichen 157 bezieht sich auf eine Kommunikation zwischen dem Akkumulator 4 und dem Zentral rech ner 132.
Das Bezugszeichen 158 benennt eine Kommunikation zwischen dem Akkumulator 4 und dem Satelliten 130, der beispielsweise zur Ortung bei einem Alarm eingesetzt bzw. verwendet wird.
Das Bezugszeichen 159 gibt die Kommunikation zwischen dem Zentralrechner 132 und dem Satelli- ten 130 an.
Das Bezugszeichen 160 gibt die Kommunikation zwischen dem Akkumulator 4 und dem Mobilfunkbzw, einem Mobilfunkmast 124 an. Die Kommunikation zwischen Mobilfunk- bzw. Mobilfunkmast 124 und dem Zentralrechner 132 erfolgt gemäß dem Bezugszeichen 161 .
Das Bezugszeichen 162 gibt die Kommunikation zwischen dem Satelliten 130 und der Plombe 108 an. Dies kann beispielsweise ebenfalls zur Ortung der Plombe 108 bzw. des Akkumulators 4 dienen.
Mit dem Bezugszeichen 163 ist eine Kommunikation zwischen der Plombe 108 und der Kasse 96 der Wechselstation 3 wiedergegeben, die z. B. dazu dient ein Kontingent an Ladezyklen freizuschalten.
Die Kommunikation zwischen der Plombe 108 und dem Zentralrechner 132 ist durch das Bezugszei- chen 164 wiedergegeben. Diese Kommunikation dient beispielsweise dazu Ladezyklen freizuschalten und/oder ein Fehlverhalten zu melden.
Eine Kommunikation zwischen dem Elektrofahrzeug 1 und der Kasse 96 ist durch das Bezugszeichen 165 wiedergegeben. Diese Kommunikation dient beispielsweise dazu, dass Akkumulatoren 4 aus der Ferne vom Fahrzeugführer reservierbar sind bzw. Erfrischungen bestellbar sind . Eine Kommunikation zwischen dem Akkumulatorbesitzer 126 und dem Zentralrechner 132 zur beispielsweise tagesaktuellen Abrechnung und ggf. zum Ändern der Preisgestaltung etc. ist durch das Bezugszeichen 166 wiedergegeben. Die Kommunikation zwischen dem Akkumulatorbesitzer 126 und der Kasse 96 ist durch das Bezugszeichen 167 wiedergegeben. Diese Kommunikation ist bevorzugt zur tagesaktuellen Abrechnung / Rechnungsstellung und ggf. zur Durchführung von Änderungen in der Preisgestaltung etc. vorsehbar.
Durch das Bezugszeichen 168 wird die Kommunikation zwischen dem Akkumulatorkunden 128 und dem Akkumulatorbesitzer 126 bevorzugt zur Rechnungsstellung angegeben.
Das Bezugszeichen 169 gibt die Kommunikation zwischen dem Zentralrechner 132 und dem PC des Kunden 128 wieder. Diese Kommunikation ist beispielsweise dazu geeignet, Reservierungen durchzuführen, eine Vertragsübersicht anzuzeigen etc.
Die Kommunikationsrichtung entspricht in den beschriebenen Beispielen bevorzugt der jeweiligen Pfeilrichtung, die durch das jeweilige Bezugszeichen zugeordnet ist. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass die Kommunikationsrichtung in einzelnen oder mehreren Kommunikationspfaden der Pfeilrichtung entgegengerichtet verläuft. Es ist zudem denkbar, dass eine Kommunikation zeitgleich oder ver- setzt in entgegengesetzte Richtungen erfolgt.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichenliste
1 Elektrofahrzeug
2 standardisierter Akkumulatorschacht
3 Wechselstation
4 Akkumulator
6 Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit
8 Dateneinheit am Akkumulatorschacht
10 Elektrofahrzeugsteuer- und -kontrolleinheit
10a Steuereinheit für nachträglichen Einbau
10b mobile Steuereinheit für Elektrofahrzeug
10c in einem Mobiltelefon integrierte Steuereinheit
12a erste Kommunikationseinrichtung
12b zweite Kommunikationseinrichtung
14a statische Haltepunkte am Akkumulatorschacht
14b statische Haltepunkte am Akkumulator
16a schachtseitige Verriegelung
16b akkumulatorseitige Verriegelung
18a elektrischer Anschlussbereich schachtseitig
18b elektrischer Anschlussbereich akkumulatorseitig
20 Anschluss zur Steuereinheit
22 Anschlusssteuerungsbrücke
24 freies Feld
26a Führungsschiene erster Teil
26b Führungsschiene zweiter Teil
28a weitere Verriegelung schachtseitig
28b weitere Verriegelung akkumulatorseitig
30 Akkumulator Typ 1
32 Beispiel einer Akkumulatoranordnung
34 Akkumulator Typ 2
36 Beispiel einer Akkumulatoranordnung
38 weiteres Beispiel einer Akkumulatoranordnung
40 Akkumulator Typ 3
42 Beispiel einer Akkumulatoranordnung
44 weiteres Beispiel einer Akkumulatoranordnung
46 weiteres Beispiel einer Akkumulatoranordnung 48 weiteres Beispiel einer Akkumulatoranordnung
50 Ladekassette
52 Boden der Ladekassette / Zuführeinrichtung
54 Rollen erste Orientierung
56 Rollen zweite Orientierung
58 Kugeln
60 Wechsel- und/oder Ladestationssteuer- und -kontrolleinheit
62 Anschlüsse
64a Lichtschrankeneinrichtung
64b Strahlengang der Lichtschranke
66 Modulanordnung aus Ladekassette
66a, 66b, 66c, 66d Module
68 Regalsystem
70 Reserveakkumulator oder Gasgenerator
72 Einschubrichtung
74 Nachrüstdateneinheit
76 weitere Dateneinheit bzw. Strichcode
78 Sensor zur Entriegelungseinheit
80 Sensor zum Stromanschluss
82 Förderweg der Akkumulatoren
84 Lamellen
86 Sensorschiene
88 Boden
90a erste Richtung
90b zweite Richtung
92 Terminal
94 Modularsystem
96 Kasse
98 Monitor
99 Werbeschild
100 Kostentafel
102 Werbetafel
104 Ladezellen
106 Schutzeinrichtung
108 Plombe
1 10 Eingabefeld
1 12 Abdeckung Hebe- und/oder Verteilschlitten
a erste Verstellrichtung des Hebe- und/oder Verteilschlittensb zweite Verstellrichtung des Hebe- und/oder Verteilschlittensa erste Bewegungsrichtung des Akkumulators
b zweite Bewegungsrichtung des Akkumulators
Elektromotor
Erfrischungsbereich
Mobilfunk
Akku m u latorbesitzer
Kundencomputer
Satellit
Zentralrechner
bis 169 Korn m u n i katio nsweg e

Claims

Patentansprüche
1. Akkumulatorwechselsystem zum Austausch von Akkumulatoren (4; 30; 34; 40; 70) für Elektro- fahrzeuge (1) mit einer Wechselstation (3) für Akkumulatoren (4; 30; 34; 40; 70) und mit einer Vielzahl an derartigen Akkumulatoren (4, 30), mittels welchem an der Wechselstation (3) zumindest teilweise entladene Akkumulatoren (4; 30; 34; 40; 70) gegen zumindest teilweise geladene Akkumulatoren (4; 30; 34; 40; 70) an den Elektrofahrzeugen (1) ausgetauscht werden können,
dad u rch gekennzeichnet, dass
das Akkumulatorwechselsystem eine Steuer- und Kontrollvorrichtung mit einer
Akkumulatorsteuer- und -kontrolleinheit (6) zum Einstellen von unterschiedlichen
Akkumulatorgebrauchskonfigurationen hinsichtlich Verwendungseinstellungen an wenigstens einem der Akkumulatoren (4; 30; 34; 40; 70) aufweist.
2. Akkumulatorwechselsystem nach Anspruch 1,
dad u rch gekennzeichnet, dass
die Steuer- und Kontrollvorrichtung eine Einrichtung zum Sperren einer Stromabgabe und/oder Stromaufnahme und/oder eine Einrichtung zum Begrenzen einer Stromabgabe und/oder Stromaufnahme eines Akkumulators (4; 30; 34; 40; 70) oder mehrerer Akkumulatoren (4; 30; 34; 40; 70) umfasst.
3. Akkumulatorwechselsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dad u rch gekennzeichnet, dass
die Steuer- und Kontrollvorrichtung eine Einrichtung zum Verändern einer Stromabgabe umfasst.
4. Akkumulatorwechselsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch gekennzeichnet, dass
die Steuer- und Kontrollvorrichtung eine Einrichtung zum Verarbeiten akkumulatorspezifischer Daten umfasst, nämlich zumindest Ladezyklendaten, Kapazitätsdaten, Ladegeschwindigkeitsdaten, Ladeverfahrensdaten.
5. Akkumulatorwechselsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Kontrollvorrichtung eine Einrichtung zum Senden eines Ortungssignals, insbesondere eines GPS-Signals und/oder eines Mobilfunksignals umfasst.
6. Akkumulatorwechselsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch gekennzeichnet, dass
die Steuer- und Kontrollvorrichtung eine Einrichtung zum Übertragen von Daten bezüglich des Vermietungsvertrags, insbesondere Grenzwerte, um bei Überschreiten dieser Grenzwerte einen Akkumulator oder mehrere Akkumulatoren abzuschalten, umfasst.
7. Akkumulatorwechselsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch gekennzeichnet, dass
die Steuer- und Kontrollvorrichtung eine Informationseinheit mit wenigstens einem Lesegerät zum Auslesen von Daten einer Dateneinheit (8) oder einer Nachrüstdateneinheit umfasst.
8. Akkumulatorwechselsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch gekennzeichnet, dass
die Steuer- und Kontrollvorrichtung eine Verarbeitungseinheit umfasst, die mindestens eine Funktion ausgewählt aus einer Gruppe an Funktionen zumindest bestehend aus Prüfen von Akkumulatoreigenschaften, Entsperren eines Akkumulators (4; 30; 34; 40; 70), Laden eines Akkumulators, Bereitstellen von Abrechnungsdaten und einem Freigeben einer Entnahme des Akkumulators (4; 30; 34; 40; 70) durchführt.
9. Akkumulatorwechselsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch gekennzeichnet, dass
das Akkumulatorwechselsystem ein Lock- and Key-System mit mehr als einer Sicherheitsstufe umfasst, wobei das Lock- and Key-System insbesondere eine Plombe (108) umfasst, welche zumindest einige Funktionen der Steuer- und Kontrollvorrichtung aufweist.
10. Akkumulatorwechselsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch gekennzeichnet, dass
die Wechselstation (3) ein modulares Regalsystem (68) aus modular anordenbaren Lade- und/oder Wechselkassetten (50) aufweist.
PCT/EP2011/057325 2010-05-07 2011-05-06 Akkumulatorwechselsystem zum austausch von akkumulatoren für elektrofahrzeuge WO2011138442A1 (de)

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