DE102009035253A1 - Battery replacement station for vehicles - Google Patents

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DE102009035253A1
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Andreas Federmann
Roland Wrana
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Duerr Systems AG
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S5/00—Servicing, maintaining, repairing, or refitting of vehicles
    • B60S5/06—Supplying batteries to, or removing batteries from, vehicles

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterie-Wechselstation (10) für Fahrzeuge (26). Die Batterie-Wechselstation (10) hat einen Fahrzeugstand (24). Die Batterie-Wechselstation (10) umfasst ein Batterielager (12, 14). Die Batterie-Wechselstation (10) enthält eine Batterie-Transportvorrichtung (32), mittels der eine Batterie (16) zwischen einem im Fahrzeugstand (34) positionierten Fahrzeug (26) und dem Batterielager (12, 14) bewegt werden kann. Erfindungsgemäß weist das Batterielager (12, 14) für die Lagerung einer Batterie (16, 18) eine die Batterie (16, 18) aufnehmende bewegliche Halteeinrichtung (50) auf, die für das Bewegen einer aufgenommenen Batterie (16, 18) zwischen einer Lagerposition (17) in der Batterie-Lagereinrichtung (12, 14) und einer Übergabeposition (37) ausgelegt ist.The invention relates to a battery change station (10) for vehicles (26). The battery changing station (10) has a vehicle stand (24). The battery change station (10) comprises a battery store (12, 14). The battery changing station (10) contains a battery transport device (32), by means of which a battery (16) can be moved between a vehicle (26) positioned in the vehicle position (34) and the battery storage (12, 14). According to the invention, the battery bearing (12, 14) for storing a battery (16, 18) has a movable holding device (50) which receives the battery (16, 18) and which is used for moving a received battery (16, 18) between a storage position (17) in the battery storage device (12, 14) and a transfer position (37).

Description

Die Erfindung betrifft eine Batteriewechsel-Station für Fahrzeuge, mit einem Fahrzeugstand, mit einem Batterielager und mit einer Batterie-Transportvorrichtung, mittels der eine Batterie zwischen einem im Fahrzeugstand positionieren Fahrzeug und dem Batterielager bewegt werden kann.The The invention relates to a battery replacement station for vehicles, with a vehicle stand, with a battery storage and with a battery transport device, by means of a battery between one position in the vehicle Vehicle and the battery storage can be moved.

Elektrofahrzeuge werden insbesondere mit Energiespeichern für die benötigte Antriebsenergie in Form von mehrfach wiederaufladbaren Batterien bzw. Akkumulatoren (vorliegend kurz als „Batterien” bezeichnet) betrieben. Um eine solche Batterie eines Elektrofahrzeugs aufzuladen, muss diese heute im Regelfall über längere Zeit an ein Stromnetz angeschlossen werden. Ein solcher länger andauernder Ladevorgang kann nicht ohne weiteres während eines normalen Betriebs des Elektrofahrzeugs realisiert werden. Damit Elektrofahrzeuge auch ohne Zwang zu längeren Pausen betrieben werden können, in denen ein Ladevorgang der Batterie realisiert werden könnte, wird vorgeschlagen, wenigstens eine Batterie des Elektrofahrzeugs von Zeit zu Zeit komplett auszutauschen. Dazu ist seitens einer Infrastruktur vorgesehen, ähnlich einem Tankstellennetz ein Netz von Batteriewechsel-Stationen vorzusehen, in denen eine entladene Batterie zeitsparend gegen eine aufgeladene Batterie ausgetauscht werden kann.electric vehicles be especially with energy storage for the needed Drive energy in the form of multiple rechargeable batteries or Accumulators (herein referred to as "batteries" for short) operated. To charge such an electric vehicle battery This must be done today over a longer period of time be connected to a power grid. Such a longer one Continuous charging may not be easy during a normal operation of the electric vehicle can be realized. So that electric vehicles without compulsion to longer breaks can be operated, in which a charging of the battery could be realized, it is proposed, at least to completely replace a battery of the electric vehicle from time to time. This is provided by an infrastructure, similar to provide a network of battery changing stations in a filling station network, in which a discharged battery saves time against a charged Battery can be replaced.

Eine Batteriewechsel-Station der eingangs genannten Art ist in der DE 10 2007 032 210 A1 beschrieben. Die Batteriewechsel-Station hat eine Batterie-Transportvorrichtung, mit der die Batterie eines Kraftfahrzeugs ausgebaut und transportiert werden kann. Die Batterie-Transportvorrichtung trägt hierzu ein Spezialwerkzeug mit Kamera. Mit dem Spezialwerkzeug kann eine Befestigungseinrichtung am Unterboden des Kraftfahrzeugs entriegelt werden, welche die Batterie im Kraftfahrzeug hält. Dann wird die Batterie mit der Batterie-Transportvorrichtung aufgenommen. Die Batterie-Transportvorrichtung kann die aufgenommene Batterie in den drei Raumrichtungen auf- und abwärts, vor- und zurück sowie seitwärts verlagern, um die Batterie von dem Kraftfahrzeug in ein Batterielager zu bewegen oder um die Batterie einem Batterielager zu entnehmen und in das Kraftfahrzeug einzusetzen.A battery changing station of the type mentioned is in the DE 10 2007 032 210 A1 described. The battery changing station has a battery transport device with which the battery of a motor vehicle can be removed and transported. The battery transport device carries this purpose a special tool with camera. With the special tool, a fastening device can be unlocked on the underbody of the motor vehicle, which holds the battery in the vehicle. Then the battery is picked up with the battery transporting device. The battery transport device can move the recorded battery in the three spatial directions up and down, back and forth and sideways to move the battery from the motor vehicle in a battery storage or to remove the battery a battery storage and insert it into the vehicle.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Batteriewechsel-Station bereitzustellen, die bei geringen Herstellungskosten für den automatisierten Austausch der Batterie eines Fahrzeugs mit elektrischem Antrieb ausgelegt werden kann, und die große Lagerkapazitäten für unterschiedliche Batterietypen ermöglicht.task the invention is to provide a battery changing station, the at low production costs for the automated Replacing the battery of a vehicle with electric drive can be designed, and the large storage capacity for different battery types possible.

Diese Aufgabe wird durch eine Batteriewechsel-Station der eingangs genannten Art gelöst, bei der das Batterielager für die Lagerung einer Batterie eine die Batterie aufnehmende bewegliche Halteeinrichtung aufweist, die für das Bewegen einer aufgenommenen Batterie zwischen einer Lagerposition im Batterielager und einer Übergabeposition ausgelegt ist. In der Übergabeposition kann die Batterie von der Batterie-Transportvorrichtung an die Halteeinrichtung oder von der Halteeinrichtung an die Batterie-Transportvorrichtung übergeben werden.These Task is a battery replacement station of the aforementioned Sort of solved when the battery storage for the Storage of a battery accommodating the battery Holding device, which is for moving a recorded Battery designed between a storage position in the battery storage and a transfer position is. In the transfer position, the battery of the Battery transport device to the holding device or of the Holding device passed to the battery transport device become.

Um eine Batterie in einer Batteriewechselstation automatisiert aus einem Kraftfahrzeug auszubauen und in ein Batterielager zu bewegen, um dann anschließend eine Austauschbatterie aus dem Batterielager in das Kraftfahrzeug einzusetzen, bedarf es im Allgemeinen einer Batterie-Transportvorrichtung, die für das Bewegen einer aufgenommenen Batterie in den drei Raumrichtungen ausgelegt ist. Weil das Gewicht einer Batterie für den Antrieb von Kraftfahrzeugen im Regelfall mehre hundert bis zu tausend Kilogramm wiegt und deren Gewicht auch bis zu 1000 kg betragen kann, müssen in einer solchen Transportvorrichtung entsprechend belastbare Lager für die Bewegungsachsen vorgesehen werden.Around a battery in a battery replacement station automated remove a motor vehicle and move it to a battery store, then then a replacement battery from the battery storage to use in the motor vehicle, it generally requires one Battery transport device used for moving a recorded battery is designed in the three spatial directions. Because the weight of a battery for driving motor vehicles usually a hundred to a thousand kilograms and weighs Weight can also be up to 1000 kg, must be in one Such transport device correspondingly load bearing for the Motion axes are provided.

Der Erfindung liegt nun u. a. der Gedanke zugrunde, dass die Zahl der Bewegungsachsen bei einer Batterie-Transportvorrichtung für eine Batteriewechselstation und damit auch die Zahl von kostspieligen Baugruppen verringert werden kann, indem ein Batterielager mit einem Schubladensystem in Form von beweglichen Halteeinrichtungen vorgesehen wird, an denen die Batterien aufgenommen und gelagert werden können.Of the Invention is now u. a. the idea that the number of Movement axes in a battery transport device for a battery replacement station and therefore the number of expensive Assemblies can be reduced by adding a battery storage with a Drawer system is provided in the form of movable holding devices, where the batteries can be stored and stored.

Vorzugsweise ist eine Halteeinrichtung für eine Batterie in dem Batterielager mit Teleskoparmen befestigt. Diese können für große mechanische Belastungen ausgelegt werden und lassen sich kostengünstig herstellen. Die Teleskoparme werden vorteilhafterweise mit einer Betätigungsvorrichtung bewegt, die als Betätigungsarm bzw. Greifarm ausgebildet sein kann. Vorteilhafterweise ist dieser Arm an der Batterie-Transportvorrichtung angeordnet. Dies ermöglicht, mit einem einzelnen Arm eine Vielzahl von Halteeinrichtungen für Batterien zu bewegen.Preferably is a holding device for a battery in the battery storage attached with telescopic arms. These can be for large mechanical loads are designed and let to produce inexpensively. The telescopic arms will be advantageously moved with an actuator that can be designed as an actuating arm or gripping arm. Advantageously, this arm is on the battery transport device arranged. This allows one with a single arm Variety of holding devices for batteries to move.

Ein weiterer Gedanke der Erfindung ist, für eine Batterie in der Halteeinrichtung die gleichen elektrischen und/oder mechanischen Anschlüsse sowie gegebenenfalls auch Fluidleitungsanschlüsse für die Verbindung mit einem Heizungs- bzw. Kühlsystem wie im Fahrzeug vorzusehen. Dies ermöglicht zum einen, dass die Batterie in der Batteriewechselstation unmittelbar an der Halteeinrichtung bei Betriebstemperaturen aufgeladen werden kann, die für den Ladevorgang günstig sind. Zum anderen können so auch in der Batteriewechselstation Baugruppen eingesetzt werden, die schon im Kraftfahrzeug Verwendung finden. Da Teile für Kraftfahrzeuge in hohen Stückzahlen gefertigt werden, sind solche Baugruppen kostengünstig herstellbar. Indem Besonders bevorzugt weist die Halteeinrichtung eine oder mehrere elektrische Anschlüsse und – soweit erforderlich – einen oder mehrere Fluidleitungsanschlüsse auf. Die mechanischen Verbindungselemente auf Seiten der Halteeinrichtung bilden zumindest abschnittsweise die Aufnahme einer Batterie in einem Kraftfahrzeug nach, so dass die Batterie mittels der Halteeinrichtung in einer ähnlichen Position gelagert werden kann, in der sie im Fahrzeug eingesetzt wird. Eine erfindungsgemäße Batterie-Transportvorrichtung, mit der eine Batterie einem Fahrzeug entnommen oder in ein Fahrzeug eingesetzt werden kann, eignet sich somit auch dazu, die Batterie in der Halteeinrichtung des Batterielagers anzuordnen oder diese von der Halteeinrichtung des Batterielagers zu trennen.Another idea of the invention is to provide for a battery in the holding device the same electrical and / or mechanical connections and optionally also fluid line connections for connection to a heating or cooling system as in the vehicle. This makes it possible, on the one hand, for the battery in the battery change station to be charged directly to the holding device at operating temperatures which are favorable for the charging process. On the other hand, assemblies can be used in the battery replacement station that are already in use in the motor vehicle. Because parts for motor vehicles in high Quantities are made, such assemblies are inexpensive to produce. By particular preference, the holding device has one or more electrical connections and - if necessary - one or more fluid line connections. The mechanical connecting elements on the side of the holding device at least partially detect the inclusion of a battery in a motor vehicle, so that the battery can be stored by means of the holding device in a similar position in which it is used in the vehicle. A battery transport device according to the invention, with which a battery can be removed from a vehicle or inserted into a vehicle, is thus also suitable for arranging the battery in the holding device of the battery store or for separating it from the holding device of the battery store.

Insbesondere kann die Batterie-Transportvorrichtung als ein an Schienen in einer Längsrichtung geführtes Shuttlemodul ausgebildet werden, an dem eine Hubeinrichtung für das Anheben und Absenken einer aufgenommenen Batterie vorgesehen ist.Especially The battery transport device can be used as one on rails in one Longitudinal guided shuttle module formed be on which a lifting device for lifting and Lowering a recorded battery is provided.

Darüber hinaus besteht ein Gedanke der Erfindung darin, die Batterie-Transportvorrichtung und ein Batterielager in Modulen aufzunehmen. In dieser Position werden die Batterie-Transportvorrichtung die Batterie-Lagereinrichtungen günstigerweise mit der dazugehörenden Elektroinstallation komplett vormontiert. Die vormontierten Module werden dann dorthin transportiert, wo die Batteriewechsel-Station aufgestellt werden soll. Indem für die Module Passverbindungen vorgesehen werden, ist dann vor Ort keine aufwändige Justage der Anordnung erforderlich. Hinsichtlich des Außenmaßes für die Module wird günstigerweise die Norm ISO 668 für Container eingehalten. Die Module können gegebenenfalls mit Seitenwänden beplankt als Container transportiert werden oder für den Transport vormontiert in entsprechenden Containern verstaut werden. Mit dieser Maßnahme können die Transportkosten für eine Batteriewechsel-Station sehr gering gehalten werden. Mittels geeigneter Steckverbindungen wird dabei sichergestellt, dass die Module bei der Montage schnell miteinander verbunden werden können. Der modulare Aufbau der Batteriewechsel-Station macht diese leicht erweiterbar. So kann die Batteriewechsel-Station insbesondere um zusätzliche Module für Batterielager ergänzt werden, in denen verschiedene Batterietypen eingelagert und aufgeladen werden können. So wird eine hohe Flexibilität der Batteriewechsel-Station im Hinblick auf unterschiedliche Batterie- und Fahrzeugtypen ermöglicht. Indem die Module für die Batterie-Lagereinrichtungen symmetrisch zu dem Modul für die Batterie-Transporteinrichtung angeordnet werden, lässt sich die Batteriewechsel-Station erweitern, ohne dass die Batterie-Transportvorrichtung modifiziert werden muss.In addition, an idea of the invention is to accommodate the battery transport device and a battery storage in modules. In this position, the battery transport device, the battery storage facilities are conveniently preassembled completely with the associated electrical installation. The pre-assembled modules are then transported to where the battery replacement station is to be installed. By providing passport connections for the modules, no complex adjustment of the arrangement is required on site. With regard to the external dimensions of the modules is conveniently the Standard ISO 668 respected for containers. The modules can optionally be planked with side walls as containers or pre-assembled for transport in appropriate containers stowed. With this measure, the transport costs for a battery replacement station can be kept very low. By means of suitable plug connections it is ensured that the modules can be quickly connected to each other during assembly. The modular design of the battery replacement station makes this easily expandable. Thus, the battery changing station can be supplemented in particular by additional modules for battery storage, in which different types of batteries can be stored and charged. Thus, a high flexibility of the battery changing station is made possible with regard to different battery and vehicle types. By arranging the modules for the battery storage devices symmetrically to the module for the battery transport device, the battery replacement station can be extended without having to modify the battery transport device.

Der Erfindung liegt außerdem auch der Gedanke zugrunde, für das Ein- und Ausbauen einer Batterie bei einem Fahrzeug, das sich in der Batteriewechselstation befindet, auf Montagekonzepte zurückzugreifen, die in der Serienfertigung von herkömmlichen Kraftfahrzeugen mit Brennkraftmaschine eingesetzt werden. Damit wird auf einfache Weise eine hohe Flexibilität der Batteriewechselstation ermöglicht.Of the Invention is also based on the idea, for Installing and removing a battery in a vehicle that is in the battery change station is to resort to assembly concepts, in the mass production of conventional motor vehicles be used with internal combustion engine. This is going to be easy Way a high flexibility of the battery changing station allows.

Indem für die Aufnahme einer Batterie an der Batterie-Transportvorrichtung eine Aufnahmeplattform mit einem für den Eingriff in ein Batterie-Montagesystem am Fahrzeug ausgelegten Batterie-Wechselwerkzeug vorgesehen ist, kann die Batterie in einem Arbeitsgang aus dem Fahrzeug gelöst werden.By doing for receiving a battery on the battery transport device a recording platform with one for engaging in a Battery mounting system designed on the vehicle battery replacement tool is provided, the battery can in one operation from the vehicle be solved.

Von Vorteil ist es, wenn die Aufnahmeplattform die Batterie in einem batteriespezifischen Wechselrahmen aufnimmt, wobei für die Lagerung eines batteriespezifischen Wechselrahmens eine Wechselrahmen-Lagereinrichtung mit einer linearbeweglichen Halteeinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher der Wechselrahmen von der Batterie-Transportvorrichtung in eine Lagerposition in der Wechselrahmen-Lagereinrichtung und von einer Lagerposition in der Wechselrahmen-Lagereinrichtung zu der Batterie-Transportvorrichtung bewegt werden kann. Damit kann die Aufnahmeplattform mit Batterie-Wechselwerkzeug für unterschiedliche Batterietypen eingesetzt werden.From Advantage is it if the recording platform the battery in one battery-specific removable frame accommodates, where for the storage of a battery-specific removable frame a removable frame storage facility is provided with a linearly movable holding device by means of which is the removable frame of the battery transport device in a storage position in the removable frame storage facility and from a storage position in the removable frame storage facility the battery transport device can be moved. So that can the receiving platform with battery replacement tool for different types of batteries are used.

Es ist auch von Vorteil, in die Batteriewechsel-Station eine Unterboden-Waschvorrichtung und/oder eine Kraftfahrzeug-Zentriereinrichtung und/oder eine Kraftfahrzeug-Linearbewegungseinheit zu integrieren, damit Batterien bei Kraftfahrzeugen vollautomatisch ausgetauscht werden können.It is also advantageous in the battery changing station an underbody washing device and / or a motor vehicle centering device and / or a motor vehicle linear motion unit to integrate batteries for automobiles fully automatic can be exchanged.

Indem ein Batterielager und die Batterie-Transportvorrichtung bei der Batteriewechselstation unterirdisch angeordnet werden, muss ein Kraftfahrzeug für ein Positionieren im Fahrzeugstand bei der Anordnung keinen oder nur einen geringen Höhenunterschied überwinden.By doing a battery store and the battery transport device at the Battery replacement station must be located underground, one must Motor vehicle for positioning in the vehicle state at the Arrangement no or only a small difference in height overcome.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Auswechseln einer Batterie eines Fahrzeugs.The The invention further relates to a method for replacing a battery of a vehicle.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.in the Below, the invention with reference to the in the drawing in more schematic Way illustrated embodiments closer explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1 in einer schematischen Darstellung einen Schnitt durch eine Batteriewechsel-Station mit einem Fahrzeugstand, in dem ein Fahrzeug positioniert ist; 1 in a schematic representation of a section through a battery changing station with a vehicle state in which a vehicle is positioned;

2 ein Batterielager der Batteriewechsel-Station; 2 a battery storage of the battery exchange station;

3 eine bewegliche Halteeinrichtung zur Aufnahme einer Batterie im Batterielager; 3 a movable holding device for receiving a battery in the battery store;

4 eine Batterie-Transportvorrichtung in der Batteriewechsel-Station; 4 a battery transport device in the battery replacement station;

5 einen Abschnitt der Batterie-Transportvorrichtung; 5 a portion of the battery transport device;

6 einen Abschnitt der Batterie-Transportvorrichtung mit einer aufgenommenen Batterie; und 6 a portion of the battery transport device with a picked-up battery; and

7 eine Gesamtansicht der Batteriewechsel-Station. 7 an overall view of the battery replacement station.

Die Batteriewechsel-Station 10 in 1 hat eine erstes Batterielager 12 und ein zweites Batterielager 14. Das erste Batterielager 12 ist für das Einlagern von Batterien 16 eines ersten Batterietyps ausgelegt. In dem zweiten Batterielager 14 können Batterien 18 eines zweiten Batterietyps eingelagert werden. In den Batterielagern 12, 14 gibt es Versorgungseinrichtungen 20, 22. Die Versorgungseinrichtungen 20, 22 enthalten Batterielademodule. Mittels der Versorgungseinrichtungen 20, 22 können die in den Batterielagern 12, 14 eingelagerten Batterien 16, 18 elektrisch aufgeladen werden. Bei den Batterielagern 12, 14 sind Fluidleitungen für den Anschluss der eingelagerten Batterien 16, 18 an ein Fluidleitungssystem vorgesehen. Das Fluidleitungssystem ist bevorzugt einem Heizungs- und/oder Kühlsystem zugeordnet, das sich ebenfalls in den Versorgungseinrichtungen 20, 22 befindet. Damit können die in den Batterielagern 12, 14 eingelagerten Batterien 16, 18 aufgeheizt und/oder gekühlt werden, um eine für den Ladevorgang günstige Temperatur einzustellen.The battery replacement station 10 in 1 has a first battery storage 12 and a second battery storage 14 , The first battery storage 12 is for storing batteries 16 a first battery type designed. In the second battery storage 14 can batteries 18 a second type of battery to be stored. In the battery storages 12 . 14 there are utilities 20 . 22 , The utilities 20 . 22 contain battery charging modules. By means of utilities 20 . 22 can those in the battery stores 12 . 14 stored batteries 16 . 18 be charged electrically. With the battery storage 12 . 14 are fluid lines for connecting the stored batteries 16 . 18 provided to a fluid conduit system. The fluid line system is preferably associated with a heating and / or cooling system, which is also in the utilities 20 . 22 located. This can be used in the battery storage 12 . 14 stored batteries 16 . 18 be heated and / or cooled to set a favorable for the charging temperature.

Die Batteriewechsel-Station 10 hat einen Fahrzeugstand 24. Die 1 zeigt die Batteriewechsel-Station 10 mit einem Fahrzeug 26, das sich im Fahrzeugstand 24 befindet. Das Fahrzeug 26 ist oberhalb einer verschließbaren Öffnung 28 am Boden 30 des Fahrzeugstands 24 angeordnet. Die Öffnung kann mittels einer Wechselluke geöffnet und verschlossen werden. Für das automatisierte Ausrichten des Fahrzeugs 26 über der Öffnung 28 ist in der Batteriewechsel-Station 10 eine Zentriervorrichtung 31 vorgesehen. In der Batteriewechsel-Station 10 gibt es eine Batterie-Transportvorrichtung 32. Die Batterie-Transportvorrichtung 32 umfasst ein Shuttlefahrzeug 33, das mit Rollen 44 auf zwei Schienen 46 geführt ist. Wie in 4 und 7 gezeigt ist, kann das Shuttlefahrzeug 33 mittels einer Kette 35 und eines auf die Kette 35 wirkenden Elektromotors 43 in den Schienen 46 in Längsrichtung entsprechend dem Doppelpfeil 47 bewegt werden. In alternativen Ausführungsformen wird das Shuttlefahrzeug mit Hilfe von Zahn- oder Keilriemen gezogen, wobei die Riemen bevorzugt mehrere von einer elastomeren Ummantelung umschlossene Zugträger aus Stahl aufweisen.The battery replacement station 10 has a vehicle stand 24 , The 1 shows the battery change station 10 with a vehicle 26 in the vehicle 24 located. The vehicle 26 is above a closable opening 28 on the ground 30 of the vehicle status 24 arranged. The opening can be opened and closed by means of a Wechselluke. For automated alignment of the vehicle 26 over the opening 28 is in the battery replacement station 10 a centering device 31 intended. In the battery replacement station 10 is there a battery transport device 32 , The battery transport device 32 includes a shuttle vehicle 33 that with roles 44 on two rails 46 is guided. As in 4 and 7 Shown is the shuttle vehicle 33 by means of a chain 35 and one on the chain 35 acting electric motor 43 in the rails 46 in the longitudinal direction according to the double arrow 47 to be moved. In alternative embodiments, the shuttle vehicle is pulled by means of toothed or V-belts, wherein the belts preferably comprise a plurality of steel straps enclosed by an elastomeric jacket.

Die Batterie-Transportvorrichtung 32 weist ein als Hubtisch ausgebildetes linear bewegliches Haltesystem 34 auf. Mit diesem Haltesystem 34 kann eine Batterie 36 mit einem batteriespezifischen Wechselrahmen 92 an einer Aufnahmeplattform 48 aufgenommen werden. Das Haltesystem 34 kann mit einer Hubeinrichtung 39 entsprechend dem Doppelpfeil 38 angehoben und abgesenkt werden. Die Hubeinrichtung 39 enthält einen Zahnriemen 42, für dessen Antrieb ein Elektromotor 40 vorgesehen ist. Für die Stromversorgung der Batterie-Transportvorrichtung 32 gibt es ein Schleppkabel. Die Aufnahmeplattform 48 an der Batterie-Transporteinrichtung 32 trägt ein für den Eingriff in ein Batterie-Montagesystem am Kraftfahrzeug ausgelegtes Batterie-Wechselwerkzeug 94.The battery transport device 32 has a designed as a lifting table linearly movable holding system 34 on. With this holding system 34 can a battery 36 with a battery-specific removable frame 92 on a recording platform 48 be recorded. The holding system 34 can with a lifting device 39 according to the double arrow 38 be raised and lowered. The lifting device 39 contains a toothed belt 42 , for its drive an electric motor 40 is provided. For the power supply of the battery transport device 32 there is a tow cable. The recording platform 48 on the battery transport device 32 carries a designed for engaging in a battery mounting system on the motor vehicle battery replacement tool 94 ,

In den Batterielagern 12, 14 werden die Batterien 16, 18 in einem Schubladensystem mit linear beweglichen Halteeinrichtungen 50 gelagert. Die Versorgungseinrichtungen 20, 22 sind hinter diesem Schubladensystem angeordnet. An einer linear beweglichen Halteeinrichtung 50 kann eine Batterie 36 in Richtung des Doppelpfeils 52 zwischen einer Lagerposition 17 im Batterielager 12 und einer Übergabeposition 37 bewegt werden, in der die Batterie von der Batterie-Transportvorrichtung 32 an die Halteeinrichtung 50 oder von der Halteinrichtung 50 an die Batterie-Transporteinrichtung übergeben werden kann. Die Batterie-Lagereinrichtungen 12, 14 sind jeweils in ein Transportsystem in Form eines Batterie-Lagermoduls 54, 58 montiert. Die Batterie-Transportvorrichtung 32 ist in einem Batterie-Wechselmodul 56 als Trägersystem in die Batterie-Transportvorrichtung 32 angeordnet. Die Module 54, 56, 58 sind mit Tragblechen 61 abgedeckt, welche die Last eines Kraftfahrzeugs in der Batteriewechselstation 10 aufnehmen können.In the battery storages 12 . 14 become the batteries 16 . 18 in a drawer system with linearly movable holding devices 50 stored. The utilities 20 . 22 are arranged behind this drawer system. On a linearly movable holding device 50 can a battery 36 in the direction of the double arrow 52 between a storage position 17 in the battery store 12 and a transfer position 37 be moved, in which the battery from the battery transport device 32 to the holding device 50 or from the holding device 50 can be passed to the battery transport device. The battery storage facilities 12 . 14 are each in a transport system in the form of a battery storage module 54 . 58 assembled. The battery transport device 32 is in a battery replacement module 56 as a carrier system in the battery transport device 32 arranged. The modules 54 . 56 . 58 are with support plates 61 covered, which is the load of a motor vehicle in the battery changing station 10 be able to record.

Das Batterie-Wechselmodul 56, in dem die Batterie-Transportvorrichtung 32 aufgenommen ist, weist bevorzugt die Außenmaße eines 40-Fuß Überseecontainers gemäß der Norm ISO 668 auf. Die Außenmaße der Batterie-Lagermodule 54, 58 für die Batterie-Lagereinrichtungen 12, 14 entsprechen bevorzugt den Maßen eines 20-Fuß Containers nach der Norm ISO 668 . Die Module 54, 56, 58 sind über Passverbindungen mit Passschrauben 99 aneinander montiert.The battery replacement module 56 in which the battery transport device 32 is received, preferably has the outer dimensions of a 40-foot overseas container according to the Standard ISO 668 on. The external dimensions of the battery storage modules 54 . 58 for the battery storage facilities 12 . 14 preferably correspond to the dimensions of a 20-foot container after the Standard ISO 668 , The modules 54 . 56 . 58 are over mating connections with fitting screws 99 mounted together.

Die Batterie-Wechselstation ruht mit den Modulen 54, 56, 58 auf einem Betonfundament 60, das unter der Oberfläche 62 des Bodens 64 versenkt ist. Das Betonfundament 60 ist mit einem begehbaren Gang 65 für eine (manuelle) Wartung und Instandhaltung der Batterie-Transportvorrichtung 32 sowie der Batterie-Lagervorrichtung 12, 14 ausgelegt. Es ist allerdings auch möglich, die Batterie-Transportvorrichtung 32 und die Batterielager 12, 14 abschnittsweise oder vollständig oberirdisch anzuordnen.The battery changing station rests with the modules 54 . 56 . 58 on a concrete foundation 60 that is below the surface 62 of the soil 64 sunk. The concrete foundation 60 is with a walk-in corridor 65 for (manual) maintenance and servicing of the battery transport device 32 and the battery storage device 12 . 14 designed. However, it is also possible to use the battery transport device 32 and the battery storage 12 . 14 in sections or completely above ground.

Die Module 54, 56, 58 sind mit Tragblechen 61 abgedeckt, welche die Last eines Kraftfahrzeugs in der Batteriewechselstation aufnehmen können. Die Batteriewechselstation 10 hat Rampen, über die ein Kraftfahrzeug für das Auswechseln einer Batterie in die Batteriewechselstation eingefahren bzw. aus der Batteriewechselstation herausgefahren werden kann.The modules 54 . 56 . 58 are with support plates 61 covered, which can accommodate the load of a motor vehicle in the battery changing station. The battery change station 10 has ramps over which a motor vehicle can be retracted for replacing a battery in the battery changing station or moved out of the battery changing station.

An dem Batterie-Wechselmodul 56 ist eine Unterboden-Reinigungsstation 80 vorgesehen. Die Unterboden-Reinigungsstation 80 ist mit Gitterrosten abgedeckt. An der Unterboden-Reinigungsstation 80 kann der Unterboden des Fahrzeugs, dessen Batterie ausgewechselt wurde bzw. wird, mit Rotationsdüsen gereinigt und/oder getrocknet werden. Über die Rotationsdüsen wird erfindungsgemäß Druckluft und/oder Wasser und/oder eine Reinigungsflüssigkeit gegen das Kraftfahrzeug gelenkt.At the battery change module 56 is an underbody cleaning station 80 intended. The underbody cleaning station 80 is covered with gratings. At the underbody cleaning station 80 For example, the underbody of the vehicle whose battery has been replaced can be cleaned and / or dried with rotary nozzles. About the rotary nozzles compressed air and / or water and / or a cleaning liquid is directed according to the invention against the motor vehicle.

Die Batteriewechsel-Station 10 weist optional eine Überdachung 66 auf. Die Überdachung 66 schützt den Fahrzeugstand 24 der Unterboden-Reinigungsstation 80, sowie ein Bedien- und Technikmodul 68, 70 vor Witterungseinflüssen. Weiter optional ist die gesamte Batteriewechsel-Station oberirdisch an mehreren Seiten mit einer Einhausung umgeben.The battery replacement station 10 Optionally has a roof 66 on. The roofing 66 protects the vehicle 24 the underbody cleaning station 80 , as well as a control and technology module 68 . 70 from the weather. Next optional, the entire battery changing station is surrounded above ground on several sides with an enclosure.

Das Technikmodul 70 enthält eine Anlagensteuerung, die eine automatische Steuerung der Batterie-Transportvorrichtung 32 umfasst. Darüber hinaus enthält das Technikmodul 70 bevorzugt ein Klimagerät, eine Zentraleinrichtung für Feuerschutz und eine Einrichtung für die elektrische Energieversorgung. Mittels des Bedienmoduls 68 kann insbesondere eine Ampel, eine Schranke und ein Leseterminal gesteuert werden.The technology module 70 includes a plant controller that provides automatic control of the battery transport device 32 includes. In addition, the engineering module contains 70 preferably an air conditioner, a central device for fire protection and a device for the electrical power supply. By means of the operating module 68 In particular, a traffic light, a barrier and a reading terminal can be controlled.

Die 2 zeigt das erste Batterielager 12 der Batterie-Wechselstation 10 in perspektivischer Darstellung. In dem Batterielager 12 ist eine Batterie 16 mit Montageschrauben 72 in Halterungen 73 an der linear beweglichen Halteeinrichtung 50 befestigt. Jede linear bewegliche Halteeinheit 50 ist mit Teleskoparmen 74, 76 an einem Träger 77 in der Batterie-Lagereinrichtung aufgenommen. An den Teleskoparmen 74, 76 kann die an der Halteeinrichtung 50 befestigte Batterie 16 wie in einem Schubfach entsprechend dem Doppelpfeil 52 bewegt werden.The 2 shows the first battery store 12 the battery changing station 10 in perspective view. In the battery storage 12 is a battery 16 with mounting screws 72 in brackets 73 on the linearly movable holding device 50 attached. Each linearly movable holding unit 50 is with telescopic arms 74 . 76 on a carrier 77 taken in the battery storage facility. At the telescope arms 74 . 76 Can the on the holding device 50 attached battery 16 like in a drawer according to the double arrow 52 to be moved.

Die 3 zeigt eine Batterie 16 in einer zugehörigen Halteeinrichtung 50. An der Halteeinrichtung 50 ist die Aufnahmeposition für die Batterie 16 in einem Fahrzeug zumindest abschnittsweise nachgebildet. Die Batterie 16 ist in der Halteeinrichtung 50 näherungsweise nach demselben Montageprinzip festgelegt und in gleicher Weise kontaktiert, wie in eingebautem Zustand im Fahrzeug. Dazu sind bevorzugt mehrere Haltepunkte vorgesehen, deren Form den Haltepunkten seitens des Kraftfahrzeugs entspricht.The 3 shows a battery 16 in an associated holding device 50 , At the holding device 50 is the pickup position for the battery 16 at least partially replicated in a vehicle. The battery 16 is in the holding device 50 Determined approximately according to the same mounting principle and contacted in the same way as in the installed state in the vehicle. For this purpose, a plurality of breakpoints are preferably provided, whose shape corresponds to the breakpoints on the part of the motor vehicle.

An der Halteeinrichtung 50 gibt es einen elektrischen Anschluss 78 für das Aufladen der Batterie 16. Außerdem ist an der Halteeinrichtung 50 ein Anschluss 79 für das Verbinden der Batterie 16 mit einem Fluidleitungssystem vorgesehen. Erfindungsgemäß kann mit Hilfe des im Fluidleitungssystem geführten Fluids die Batterie konditioniert, insbesondere geheizt und/oder gekühlt werden kann. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel ist als ein Fluid ein Arbeitsmedium der Batterie (z. B. Elektrolyt) gewählt. Weiter alternativ oder ergänzend können mehrere unterschiedliche Fluide (z. B. eine Kühl-/Heizflüssigkeit und ein Arbeitsmedium) in unterschiedlichen Fluidleitungssystemen zur Anwendung kommen.At the holding device 50 is there an electrical connection 78 for charging the battery 16 , In addition, on the holding device 50 a connection 79 for connecting the battery 16 provided with a fluid conduit system. According to the invention, the battery can be conditioned, in particular heated and / or cooled, with the aid of the fluid conducted in the fluid line system. In a modified embodiment, a working fluid of the battery (eg, electrolyte) is selected as a fluid. As a further alternative or in addition, a plurality of different fluids (eg a cooling / heating fluid and a working fluid) may be used in different fluid conduit systems.

Die 4 zeigt die Batterie-Transportvorrichtung 32 der Batterie-Wechselstation 10 mit der ersten Batterie-Lagereinrichtung 12. An das Modul 56 für die Batterie-Transportvorrichtung 32 ist eine Unterboden-Waschvorrichtung 80 sowie ein Schleppketten-Fördermechanismus 82 montiert. Mittels der Unterboden-Waschvorrichtung 80 kann der Unterboden eines Fahrzeugs und/oder die Batterie vor dem Austausch einer Batterie gereinigt werden. Diese Maßnahme gewährleistet, dass in der Batterie-Wechselstation 10 keine verschmutzten Batterien eingelagert werden müssen. In der Batterie-Wechselstation 10 kann ein Fahrzeug mittels des Schleppketten-Fördermechanismus 82 automatisiert in den Fahrzeugstand 24 für den Austausch der Batterie bewegt werden. Hier gibt es eine Zentriervorrichtung 84, mittels der sich das in dem Fahrzeugstand 24 positionierte Kraftfahrzeug in Richtung der Doppelpfeile 86, 88 automatisiert auf ca. 15 mm genau ausrichten lässt. Die Zentriervorrichtung weist hierzu bevorzugt zwei oder mehr horizontal beweglich gelagerte und verschiebbare Arbeitsplattformen auf, auf denen das Kraftfahrzeug positioniert wird, so dass das Kraftfahrzeug bei Bedarf in horizontaler Richtung automatisiert verschoben (und ggf. um die Hochachse gedreht) werden kann. Hierzu ist ferner bevorzugt wenigstens ein Lageerkennungssensor (Lichtschranke, Kamerasystem etc) vorgesehen, mit dessen Hilfe die Position des Kraftfahrzeuges detektiert werden kann. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel ist anstelle des Schleppketten-Fördermechanismus eine Fördereinheit mit einem Zahn- oder Keilriemen vorgesehen.The 4 shows the battery transport device 32 the battery changing station 10 with the first battery storage device 12 , To the module 56 for the battery transport device 32 is an underbody washer 80 and a drag chain conveyor mechanism 82 assembled. By means of the underbody washing device 80 For example, the underbody of a vehicle and / or the battery may be cleaned before replacing a battery. This measure ensures that in the battery changing station 10 no soiled batteries need to be stored. In the battery changing station 10 can a vehicle by means of the drag chain conveyor mechanism 82 automated in the vehicle state 24 be moved for the replacement of the battery. There is a centering device here 84 , by means of which in the vehicle 24 positioned motor vehicle in the direction of the double arrows 86 . 88 automatically aligned to approx. 15 mm. For this purpose, the centering device preferably has two or more horizontally movably mounted and displaceable working platforms on which the motor vehicle is positioned, so that the motor vehicle can be moved automatically in the horizontal direction as required (and possibly turned around the vertical axis). For this purpose, further preferably at least one position detection sensor (light barrier, camera system etc) is provided, with the aid of which the position of the motor vehicle can be detected. In a modified embodiment, instead of the drag chain conveying mechanism, a conveyor unit with a toothed or V-belt is provided.

Die 5 und 6 zeigen einen Abschnitt der Batterie-Transportvorrichtung 32. Die Batterie-Transportvorrichtung 32 hat eine Aufnahmeplattform 48 mit Halteelementen 89, die für die Aufnahme eines batteriespezifischen Wechselrahmens 92 dienen, der in 6 zu sehen ist. Die Aufnahmeplattform 48 trägt Batterie-Wechselwerkzeuge 94. Die Batterie-Wechselwerkzeuge 94 können durch einen Zentrierschaft automatisiert auf eine Montageschraube 72 einwirken, mittels der die Batterie 16 an einer Halteeinrichtung 50 der Batterie-Lagereinrichtung 12 oder in einem Kraftfahrzeug, das sich in zentrierter Stellung im Fahrzeugstand 24 befindet, festgelegt ist.The 5 and 6 show a section of the battery transport device 32 , The batte rie-transport device 32 has a recording platform 48 with holding elements 89 which is responsible for receiving a battery-specific removable frame 92 serve in the 6 you can see. The recording platform 48 carries battery change tools 94 , The battery change tools 94 can be automated by a centering on a mounting screw 72 act by means of the battery 16 on a holding device 50 the battery storage device 12 or in a motor vehicle that is in a centered position in the vehicle 24 is set.

Die Aufnahmeplattform 48 ist an dem Haltesystem 34 der Batterie-Transportvorrichtung 32 schwimmend gelagert. Dies gewährleistet, dass bei Ansetzen der Aufnahmeplattform 48 mit einem batteriespezifischen Wechselrahmen 92 in Richtung einer über der Plattform positionierten Batterie die Batterie-Wechselwerkzeuge 94 in einen spielfreien Eingriff mit den Montageschrauben 72 geraten.The recording platform 48 is on the holding system 34 the battery transport device 32 stored floating. This ensures that when attaching the recording platform 48 with a battery-specific removable frame 92 toward a battery positioned above the platform, the battery changing tools 94 in a play-free engagement with the mounting screws 72 devices.

An der Aufnahmeplattform 48 der Batterie-Transportvorrichtung 32 gibt es einen linear beweglichen Betätigungsarm 96. Dem Betätigungsarm 96 ist ein elektrischer Antrieb 97 zugeordnet. Der linear bewegliche Betätigungsarm 96 hat ein Kupplungsstück 98, das für den Eingriff in ein komplementäres Kupplungselement 95 an der linear beweglichen Halteeinrichtung 50 der Batterie-Lagereinrichtung 12 ausgelegt ist. Der Betätigungsarm 96 wirkt als Zug-Schubeinrichtung. Mittels des Betätigungsarms 96 kann eine an der Halteeinrichtung 12 aufgenommenen Batterie 16 aus einer Lagerposition 17 im Batterielager in eine Übergabeposition 37 über der Aufnahmeplattform 48 zur Übergabe der Batterie an die Batterie-Transportvorrichtung 32 bewegt werden.At the reception platform 48 the battery transport device 32 There is a linearly movable actuator arm 96 , The actuating arm 96 is an electric drive 97 assigned. The linearly movable actuating arm 96 has a coupling piece 98 which is for engaging in a complementary coupling element 95 on the linearly movable holding device 50 the battery storage device 12 is designed. The actuating arm 96 acts as a train-pushing device. By means of the actuating arm 96 can one on the holding device 12 recorded battery 16 from a storage position 17 in the battery storage in a transfer position 37 above the reception platform 48 for transferring the battery to the battery transport device 32 to be moved.

Die 7 zeigt die Batterie-Transportvorrichtung 32 mit dem ersten Batterielager 12 und dem zweiten Batterielager 14. Die in dem zweiten Batterielager 14 aufgenommenen Batterien 18 sind für den Einsatz in einem Fahrzeug ausgelegt, dessen Typ von den für die Batterie 16 vorgesehenen Fahrzeugen verschieden ist.The 7 shows the battery transport device 32 with the first battery storage 12 and the second battery store 14 , The in the second battery storage 14 taken batteries 18 are designed for use in a vehicle whose type is the same for the battery 16 provided vehicles is different.

Das Lagermodul 54 und das Lagermodul 58 ist symmetrisch zum Batterie-Wechselmodul 56 angeordnet. Das Lagermodul 58 ist mittels Passschrauben 99 an das Batterie-Wechselmodul 56 angeschlossen. Entsprechendes gilt für das Lagermodul 54.The storage module 54 and the storage module 58 is symmetrical to the battery change module 56 arranged. The storage module 58 is by means of fitting screws 99 to the battery replacement module 56 connected. The same applies to the storage module 54 ,

Damit mittels der Batterie-Transportvorrichtung 32 auch die von den Batterien 16 verschiedenen Batterien 18 bei Fahrzeugen ausgetauscht werden können, die sich im Fahrzeugstand 24 befinden, muss lediglich der batteriespezifische Wechselrahmen 92 an der Aufnahmeplattform 48 der Batterie-Transportvorrichtung 32 ausgetauscht werden.So by means of the battery transport device 32 also from the batteries 16 different batteries 18 can be exchanged on vehicles that are in the vehicle 24 only need the battery-specific removable frame 92 at the reception platform 48 the battery transport device 32 be replaced.

Für das Auswechseln der Batterie 16 eines Kraftfahrzeugs wird das Fahrzeug zunächst zu der Unterboden-Waschvorrichtung 80 bewegt. Dort wird der Unterboden des Fahrzeugs von Schmutz gereinigt. Von der Unterboden-Waschvorrichtung 80 wird das Fahrzeug mittels des Schleppketten-Fördermechanismus 82 in den Fahrzeugstand 24 für den Austausch der Batterie verlagert. Dort wird das Fahrzeug mit der Zentriervorrichtung 84 zentriert.For replacing the battery 16 of a motor vehicle, the vehicle first becomes the underbody washing device 80 emotional. There, the underbody of the vehicle is cleaned of dirt. From the underbody washer 80 the vehicle is moved by means of the drag chain conveyor mechanism 82 in the vehicle state 24 relocated for battery replacement. There is the vehicle with the centering device 84 centered.

Die Batterie-Transportvorrichtung 32 nimmt dann aus einem Batterielager 12, 14 einen zu dem Batterietyp im Kraftfahrzeug passenden batteriespezifischen Wechselrahmen 92 an der Aufnahmeplattform 48 auf. Die Batterie-Transportvorrichtung 32 wird dann mittels des auf die Kette 35 wirkenden Elektromotors 43 unter den Batterieschacht am Unterboden des Fahrzeugs 26 bewegt.The battery transport device 32 then takes out a battery storage 12 . 14 a battery-specific removable frame suitable for the battery type in the motor vehicle 92 at the reception platform 48 on. The battery transport device 32 then by means of the on the chain 35 acting electric motor 43 under the battery compartment on the underbody of the vehicle 26 emotional.

Die Hubeinrichtung 39 der Batterie-Transportvorrichtung 32 verfährt dann die Aufnahmeplattform 48 mit dem batteriespezifischen Wechselrahmen 92 an den Unterboden des Fahrzeugs. Dort geraten die batteriespezifischen Wechselwerkzeuge 94 mit den Montageschrauben 72 für die Batterie 16 im Fahrzeug 26 in Eingriff. Mittels der batteriespezifischen Wechselwerkzeuge 94 wird die Batterie 16 aus dem Fahrzeug gelöst. Sobald die Montageschrauben 72 mit dem Fahrzeug außer Eingriff geraten, trägt die Batterie-Transportvorrichtung 32 die Batterie 16. Mittels der Hubeinrichtung 39 wird dann die in der Batterie-Transportvorrichtung 32 aufgenommene Batterie 16 abgesenkt. Die Batterie-Transportvorrichtung 32 fährt darauf die Batterie 16 vor eine Halteeinrichtung 50 eines Batterielagers 12, 14, in der sich gerade keine Batterie befindet. Mittels des Betätigungsarms 96 wird dann die Halteeinrichtung 50 aus dem Batterielager 12, 14 herausgezogen. Anschließend wird die Aufnahmeplattform 48 mit der darauf im batteriespezifischen Wechselrahmen angeordneten Batterie 16 angehoben und mit den Montageschrauben 72, mit denen diese ursprünglich im Fahrzeug befestigt war, an der Halteeinrichtung 50 festgelegt. Dabei geraten die Anschlusselemente der Batterie für Strom und Fluid mit den entsprechenden Anschlüssen 78, 79 an der Halteeinrichtung 50 in Eingriff. Darauf wird die Halteeinrichtung 50 mit der daran aufgenommenen Batterie mittels des Betätigungsarms 96 in das Batterielager 12, 14 eingeschoben.The lifting device 39 the battery transport device 32 then moves the recording platform 48 with the battery-specific removable frame 92 to the underbody of the vehicle. There the battery-specific change tools get 94 with the mounting screws 72 for the battery 16 in the vehicle 26 engaged. By means of the battery-specific change tools 94 becomes the battery 16 released from the vehicle. Once the mounting screws 72 disengaged from the vehicle carries the battery transport device 32 the battery 16 , By means of the lifting device 39 will then be in the battery transport device 32 recorded battery 16 lowered. The battery transport device 32 the battery goes on 16 in front of a holding device 50 a battery store 12 . 14 in which there is currently no battery. By means of the actuating arm 96 then becomes the holding device 50 from the battery storage 12 . 14 pulled out. Subsequently, the recording platform 48 with the battery arranged in the battery-specific removable frame 16 lifted and with the mounting screws 72 with which it was originally mounted in the vehicle, on the holding device 50 established. The connection elements of the battery for power and fluid come with the corresponding connections 78 . 79 on the holding device 50 engaged. Then the holding device 50 with the battery received by means of the actuating arm 96 in the battery storage 12 . 14 inserted.

Die Batterie-Transportvorrichtung 32 wird dann durch den Elektromotor 43 über die Kette 35 vor eine Halteeinrichtung 50 bewegt, in der sich eine aufgeladene Batterie 16 befindet. In dieser Position zieht der Betätigungsarm 96 die Halteeinrichtung 50 aus dem Batterielager 12 heraus. Nun wird wiederum die Aufnahmeplattform 48 der Batterie-Transportvorrichtung 32 mit dem batteriespezifischen Wechselrahmen 92 von unten an die in die Halteeinrichtung 50 montierte Batterie 16 heranbewegt. Mittels des batteriespezifischen Wechselwerkzeugs 94 werden die Montageschrauben 72 gelöst, mit denen die Batterie 16 in der Halteeinrichtung 50 festgelegt ist. Dann wird die Aufnahmeplattform 48 der Batterie-Transportvorrichtung abgesenkt. Bei Absenken der Aufnahmeplattform 48 bewegt sich die Batterie 16 mit der Aufnahmeplattform nach unten, wodurch der elektrische Anschluss der Batterie an den Anschluss 78 in die Halteeinrichtung 50 und der Anschluss für Fluid 79 an der Halteeinrichtung 50 mit dem entsprechenden Anschluss an der Batterie außer Eingriff geraten.The battery transport device 32 is then by the electric motor 43 over the chain 35 in front of a holding device 50 moves in which there is a charged battery 16 located. In this position, the actuating arm pulls 96 the holding device 50 from the battery storage 12 out. Now, in turn, the recording platform 48 the battery transport device 32 with the battery-specific removable frame 92 from below to the in the holding device 50 mounted battery 16 moved up. By means of the batte giant specific change tool 94 be the mounting screws 72 solved with which the battery 16 in the holding device 50 is fixed. Then the recording platform 48 lowered the battery transport device. When lowering the receiving platform 48 the battery is moving 16 with the receiving platform down, ensuring the electrical connection of the battery to the port 78 in the holding device 50 and the connection for fluid 79 on the holding device 50 with the appropriate connection to the battery disengaged.

Die mit der Batterie-Transportvorrichtung 32 aufgenommene Batterie 16 wird dann unter ein im Fahrzeugstand 24 angeordnetes Kraftfahrzeug bewegt. Die Aufnahmeplattform 48 wird darauf mittels der Hubeinrichtung 39 angehoben. Dann wird die Batterie 16 in das Kraftfahrzeug 26 eingesetzt und mit den Montageschrauben 72 festgelegt. Anstelle einer schwer handhabbaren Schraubverbindung kann zur Festlegung der Batterie am Kraftfahrzeug auch jede andere sichere, lösbare Befestigungsmechanik vorgesehen sein, insbesondere formschlüssig ineinandergreifende Klauen oder Rastnasen, die ggf. über elastisch federnde Sicherungselemente gegen Verrutschen gesichert sein können.The with the battery transport device 32 recorded battery 16 is then under a in the vehicle 24 arranged motor vehicle moves. The recording platform 48 is on it by means of the lifting device 39 raised. Then the battery 16 in the motor vehicle 26 used and with the mounting screws 72 established. Instead of a hard-to-handle screw can be used to determine the battery on the motor vehicle and any other secure, releasable attachment mechanism may be provided, in particular form-fitting interlocking jaws or locking lugs, which may optionally be secured against slipping over resiliently locking elements.

Der modulare Aufbau der Batteriewechselstation 10 ermöglicht ein einfaches Erweitern der Lagerkapazität für Batterien, indem weitere Module für Batterielager, gegebenenfalls zum Lagen von Batterien unterschiedlichen Typs an das vorhandene Batterie-Wechselmodul 56 angeschlossen werden. Darüber hinaus kann auch das Batterie-Wechselmodul 56 mit einem entsprechenden Modul verlängert werden, in dem Schienen für das Shuttlefahrzeug 30 der Batterie-Transportvorrichtung 32 verlegt sind.The modular design of the battery replacement station 10 allows to easily extend the battery storage capacity by adding more battery storage modules, if necessary, to lay batteries of different types on the existing battery replacement module 56 be connected. In addition, also the battery replacement module 56 be extended with a corresponding module in the rails for the shuttle vehicle 30 the battery transport device 32 are laid.

Zusammenfassend sind folgende bevorzugte Merkmale festzuhalten:
Die Erfindung betrifft eine Batterie-Wechselstation 10 für Fahrzeuge 26. Die Batterie-Wechselstation 10 hat einen Fahrzeugstand 24. Die Batterie-Wechselstation 10 umfasst ein Batterielager 12, 14. Die Batterie-Wechselstation 10 enthält eine Batterie-Transportvorrichtung 32, mittels der eine Batterie 16 zwischen einem im Fahrzeugstand 34 positionierten Fahrzeug 26 und einem Batterielager 12, 14 bewegt werden kann. Erfindungsgemäß weist das Batterielager 12, 14 für die Lagerung einer Batterie 16, 18 eine die Batterie 16, 18 aufnehmende bewegliche Halteeinrichtung 50 auf, die für das Bewegen einer aufgenommene Batterie 16, 18 zwischen einer Lagerposition 17 in der Batterie-Lagereinrichtung 12, 14 und einer Übergabeposition 37 ausgelegt ist.In summary, the following preferred features are to be noted:
The invention relates to a battery changing station 10 for vehicles 26 , The battery changing station 10 has a vehicle stand 24 , The battery changing station 10 includes a battery storage 12 . 14 , The battery changing station 10 contains a battery transport device 32 , by means of a battery 16 between one in the vehicle 34 positioned vehicle 26 and a battery storage 12 . 14 can be moved. According to the invention, the battery store 12 . 14 for the storage of a battery 16 . 18 one the battery 16 . 18 receiving movable holding device 50 on which for moving a recorded battery 16 . 18 between a storage position 17 in the battery storage facility 12 . 14 and a transfer position 37 is designed.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102007032210 A1 [0003] DE 102007032210 A1 [0003]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - Norm ISO 668 [0011] - Standard ISO 668 [0011]
  • - Norm ISO 668 [0031] - Standard ISO 668 [0031]
  • - Norm ISO 668 [0031] - Standard ISO 668 [0031]

Claims (17)

Batteriewechsel-Station (10) für Fahrzeuge (26) mit einem Fahrzeugstand (24); mit einem Batterielager (12, 14), und mit einer Batterie-Transportvorrichtung (32), mittels der eine Batterie (16, 18) zwischen einem im Fahrzeugstand (24) positionieren Fahrzeug (26) und dem Batterielager (12, 14) bewegt werden kann; dadurch gekennzeichnet, dass das Batterielager (12, 14) für die Lagerung einer Batterie (16, 18) eine die Batterie (16, 18) aufnehmende bewegliche Halteeinrichtung (50) aufweist, die für das Bewegen einer aufgenommenen Batterie (16, 18) zwischen einer Lagerposition (17) im Batterielager (12, 14) und einer Übergabeposition (37) ausgelegt ist.Battery change station ( 10 ) for vehicles ( 26 ) with a vehicle stand ( 24 ); with a battery storage ( 12 . 14 ), and with a battery transport device ( 32 ), by means of which a battery ( 16 . 18 ) between one in the vehicle ( 24 ) position vehicle ( 26 ) and the battery storage ( 12 . 14 ) can be moved; characterized in that the battery store ( 12 . 14 ) for the storage of a battery ( 16 . 18 ) one the battery ( 16 . 18 ) receiving movable holding device ( 50 ) for moving a recorded battery ( 16 . 18 ) between a storage position ( 17 ) in the battery store ( 12 . 14 ) and a transfer position ( 37 ) is designed. Batteriewechselstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (50) mit einem Teleskoparm (74, 76) in dem Batterielager (12, 14) befestigt ist.Battery exchange station according to claim 1, characterized in that the holding device ( 50 ) with a telescopic arm ( 74 . 76 ) in the battery store ( 12 . 14 ) is attached. Batteriewechselmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (50) einen elektrischen Anschluss (78) für das Aufladen einer eingelagerten Batterie (16, 18) und/oder einen Anschluss (79) für das Verbinden einer eingelagerten Batterie (16, 18) mit einem Kühlsystem und/oder Heizsystem umfasst.Battery replacement module according to claim 1 or 2, characterized in that the holding device ( 50 ) an electrical connection ( 78 ) for charging a stored battery ( 16 . 18 ) and / or a connection ( 79 ) for connecting a stored battery ( 16 . 18 ) comprising a cooling system and / or heating system. Batteriewechselstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie-Transportvorrichtung (32) Mittel (96) für das Bewegen der Halteeinrichtung (50) zwischen der Lagerposition (17) und der Übergabeposition (57) aufweist.Battery replacement station according to one of claims 1 to 3, characterized in that the battery transport device ( 32 ) Medium ( 96 ) for moving the holding device ( 50 ) between the storage position ( 17 ) and the transfer position ( 57 ) having. Batteriewechselstation (10) für Fahrzeuge (26) mit einem Fahrzeugstand (24); mit einem Batterielager (12, 14), und mit einer Batterie-Transportvorrichtung (32), mittels der eine Batterie (16, 18) zwischen einem im Fahrzeugstand (24) positionieren Fahrzeug (26) und dem Batterielager (12, 24) bewegt werden kann; insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (50) mittels eines oder mehrerer daran ausgebildeter elektrischer Anschlüsse (78) und/oder mittels eines oder mehrer Fluidleitungsanschlüsse (79) und/oder mit mechanischen Verbindungselementen (73) die Aufnahme einer Batterie (16, 18) in einem Fahrzeug (26) wenigstens abschnittsweise nachbildet.Battery changing station ( 10 ) for vehicles ( 26 ) with a vehicle stand ( 24 ); with a battery storage ( 12 . 14 ), and with a battery transport device ( 32 ), by means of which a battery ( 16 . 18 ) between one in the vehicle ( 24 ) position vehicle ( 26 ) and the battery storage ( 12 . 24 ) can be moved; in particular according to one of claims 1 to 4, characterized in that the holding device ( 50 ) by means of one or more electrical connections formed thereon ( 78 ) and / or by means of one or more fluid line connections ( 79 ) and / or with mechanical fasteners ( 73 ) the inclusion of a battery ( 16 . 18 ) in a vehicle ( 26 ) at least partially replicates. Batteriewechselstation nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie-Transportvorrichtung (32) eine Hubeinrichtung (39) für das Anheben und Absenken einer aufgenommenen Batterie (16, 18) umfasst.Battery replacement station according to one of claims 1 to 5, characterized in that the battery transport device ( 32 ) a lifting device ( 39 ) for raising and lowering a recorded battery ( 16 . 18 ). Batteriewechselstation nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie-Transportvorrichtung (32) in einer Längsrichtung (47) bewegbar ist.Battery replacement station according to one of claims 1 to 6, characterized in that the battery transport device ( 32 ) in a longitudinal direction ( 47 ) is movable. Batteriewechselstation (10) für elektrisch angetriebene Fahrzeuge (26) mit einem Fahrzeugstand (24); mit einem Batterielager (12, 14), und mit einer Batterie-Transportvorrichtung (32), mittels der eine Batterie (16, 18) zwischen einem im Fahrzeugstand (24) positionieren Fahrzeug (26) und dem Batterielager (12, 14) bewegt werden kann; insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7; dadurch gekennzeichnet, dass für die Aufnahme der Batterie-Transportvorrichtung (32) und/oder eines Batterielagers (12, 14) ein Modul (54, 56, 58) mit den Außenmaßen eines Containers gemäß der Norm ISO 668 oder ein Modul vorgesehen ist, das in einem Container gemäß der Norm ISO 668 transportiert werden kann.Battery changing station ( 10 ) for electrically driven vehicles ( 26 ) with a vehicle stand ( 24 ); with a battery storage ( 12 . 14 ), and with a battery transport device ( 32 ), by means of which a battery ( 16 . 18 ) between one in the vehicle ( 24 ) position vehicle ( 26 ) and the battery storage ( 12 . 14 ) can be moved; in particular according to one of claims 1 to 7; characterized in that for receiving the battery transport device ( 32 ) and / or a battery store ( 12 . 14 ) a module ( 54 . 56 . 58 ) is provided with the external dimensions of a container in accordance with standard ISO 668 or a module that can be transported in a container in accordance with standard ISO 668. Batteriewechselstation (10) für Fahrzeuge (26) mit einem Fahrzeugstand (24); mit einem Batterielager (12, 14), und mit einer Batterie-Transportvorrichtung (32), mittels der eine Batterie (16, 18) zwischen einem im Fahrzeugstand (24) positionieren Fahrzeug (26) und dem Batterielager (12, 14) bewegt werden kann; insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8; dadurch gekennzeichnet, dass für die Aufnahme der Batterie-Transportvorrichtung (32) und eines Batterielagers (12, 14) durch Passverbindungen (99) verbundene Module (54, 56, 58) vorgesehen sind.Battery changing station ( 10 ) for vehicles ( 26 ) with a vehicle stand ( 24 ); with a battery storage ( 12 . 14 ), and with a battery transport device ( 32 ), by means of which a battery ( 16 . 18 ) between one in the vehicle ( 24 ) position vehicle ( 26 ) and the battery storage ( 12 . 14 ) can be moved; in particular according to one of claims 1 to 8; characterized in that for receiving the battery transport device ( 32 ) and a battery store ( 12 . 14 ) by passport connections ( 99 ) connected modules ( 54 . 56 . 58 ) are provided. Batteriewechselstation nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die Aufnahme einer Batterie (16, 18) an der Batterie-Transportvorrichtung (32) eine Aufnahmeplattform (48) mit einem für den Eingriff in ein Batterie-Montagesystem am Kraftfahrzeug ausgelegten Batterie-Wechselwerkzeug (94) vorgesehen ist.Battery replacement station according to one of claims 1 to 9, characterized in that for receiving a battery ( 16 . 18 ) on the battery transport device ( 32 ) a recording platform ( 48 ) with a battery replacement tool designed for engagement in a battery mounting system on the motor vehicle ( 94 ) is provided. Batteriewechselstation nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeplattform (48) die Batterie (16, 18) in einem batteriespezifischen Wechselrahmen (92) aufnimmt, wobei für die Lagerung eines batteriespezifischen Wechselrahmens (92) eine Wechselrahmen-Lagereinrichtung (12, 14) mit einer beweglichen Halteeinrichtung (50) vorgesehen ist, mittels welcher der Wechselrahmen (92) von der Batterie-Transportvorrichtung (32) in eine Lagerposition in der Wechselrahmen-Lagereinrichtung (12, 14) und von einer Lagerposition in der Wechselrahmen-Lagereinrichtung (12, 14) zu der Batterie-Transportvorrichtung (32) bewegt werden kann.Battery exchange station according to claim 10, characterized in that the receiving platform ( 48 ) the battery ( 16 . 18 ) in a battery-specific removable frame ( 92 ), wherein for the storage of a battery-specific removable frame ( 92 ) a removable frame storage device ( 12 . 14 ) with a movable holding device ( 50 ) is provided, by means of which the removable frame ( 92 ) of the battery transport device ( 32 ) in a storage position in the removable frame storage device ( 12 . 14 ) and from a storage position in the removable frame storage device ( 12 . 14 ) to the battery transport device ( 32 ) can be moved. Batteriewechselstation nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie-Transportvorrichtung (32) Mittel (96) für das Bewegen der Halteeinrichtung (50) aufweist.Battery replacement station according to claim 10, characterized in that the battery transport device ( 32 ) Medium ( 96 ) for moving the holding device ( 50 ) having. Batteriewechselstation nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterboden-Waschvorrichtung (80) und/oder eine Kraftfahrzeug-Zentriereinrichtung (84) und/oder eine Kraftfahrzeug-Linearbewegungseinheit (82) vorgesehen ist.Battery replacement station according to one of claims 1 to 12, characterized in that an underbody washing device ( 80 ) and / or a motor vehicle centering device ( 84 ) and / or a motor vehicle linear motion unit ( 82 ) is provided. Batteriewechselstation nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Batterielager (12, 14) und die Batterie-Transportvorrichtung (32) unterirdisch angeordnet sind.Battery replacement station according to one of claims 1 to 13, characterized in that the battery storage ( 12 . 14 ) and the battery transport device ( 32 ) are arranged underground. Batteriewechselstation nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Batterielager (12, 14) für Batterien (16, 18) unterschiedlichen Typs vorgesehen sind.Battery replacement station according to one of claims 1 to 14, characterized in that a plurality of battery storage ( 12 . 14 ) for batteries ( 16 . 18 ) of different types are provided. Verfahren zum Auswechseln einer Batterie (16) eines Fahrzeugs (26), bei dem eine Batterie-Transportvorrichtung (32) unter das Fahrzeug (26) bewegt wird, ein an der Batterie-Transportvorrichtung (32) aufgenommenes Batterie-Wechselwerkzeug (94) durch Anheben mittels der Batterie-Transportvorrichtung (32) an den Unterboden des Fahrzeugs bewegt wird, um eine in dem Fahrzeug (26) angeordnete Batterie (16) zu demontieren, die demontierte Batterie (16) mit der Batterie-Transportvorrichtung (32) abgesenkt wird und an der Batterie-Transportvorrichtung (32) vor eine Halteeinrichtung (50) zur Aufnahme der Batterie (16) in einem Batterielager (12) bewegt wird, bei dem die Halteeinrichtung (50) aus einer Lagerposition (17) in eine Übergabeposition (37) bewegt wird, bei dem die Batterie (16) der Halteeinrichtung (50) in der Übergabeposition (37) von der Batterie-Transportvorrichtung (32) übergeben wird und bei dem die Halteeinrichtung (50) mit der übergebenen Batterie (16) aus der Übergabeposition (37) in die Lagerposition (17) im Batterielager (12) bewegt wird, um die Batterie (16) in der Halteeinrichtung (50) zu lagern.Method for replacing a battery ( 16 ) of a vehicle ( 26 ), in which a battery transport device ( 32 ) under the vehicle ( 26 ) is moved to the battery transport device ( 32 ) received battery replacement tool ( 94 ) by lifting by means of the battery transport device ( 32 ) is moved to the underbody of the vehicle in order to move one in the vehicle ( 26 ) arranged battery ( 16 ), the disassembled battery ( 16 ) with the battery transport device ( 32 ) is lowered and at the battery transport device ( 32 ) in front of a holding device ( 50 ) for receiving the battery ( 16 ) in a battery store ( 12 ) is moved, wherein the holding device ( 50 ) from a storage position ( 17 ) into a transfer position ( 37 ), in which the battery ( 16 ) of the holding device ( 50 ) in the transfer position ( 37 ) of the battery transport device ( 32 ) and in which the holding device ( 50 ) with the transferred battery ( 16 ) from the transfer position ( 37 ) in the storage position ( 17 ) in the battery store ( 12 ) is moved to the battery ( 16 ) in the holding device ( 50 ) to store. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Batterie-Transportvorrichtung (32) vor eine Halteeinrichtung (50) eines Batterielagers (12) bewegt wird, in der eine Batterie (16) aufgenommen ist, bei dem die Halteeinrichtung (50) aus einer Lagerposition (17) in eine Übergabeposition (37) bewegt wird, bei dem die Batterie (16) der Batterie-Transportvorrichtung (32) in der Übergabeposition (37) von Halteeinrichtung (50) übergeben wird, bei dem die übergebene Batterie (16) mit der Batterie-Transportvorrichtung (32) unter das Fahrzeug (26) bewegt wird, und bei dem die Batterie (16) durch Anheben an den Unterboden des Fahrzeugs (26) mittels der Batterie-Transportvorrichtung (32) mit einem an der Batterie-Transportvorrichtung (32) aufgenommenen Batterie-Wechselwerkzeugs (94) in das Fahrzeug montiert wird.Method according to Claim 16, in which the battery transport device ( 32 ) in front of a holding device ( 50 ) of a battery store ( 12 ), in which a battery ( 16 ) is received, wherein the holding device ( 50 ) from a storage position ( 17 ) into a transfer position ( 37 ), in which the battery ( 16 ) of the battery transport device ( 32 ) in the transfer position ( 37 ) of holding device ( 50 ), in which the transferred battery ( 16 ) with the battery transport device ( 32 ) under the vehicle ( 26 ) and in which the battery ( 16 ) by lifting to the underbody of the vehicle ( 26 ) by means of the battery transport device ( 32 ) with a on the battery transport device ( 32 ) battery replacement tool ( 94 ) is mounted in the vehicle.
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