带有电池交换站的机动车辆

摘要

本发明涉及一种机动车辆（1）、优选是一种载重车或载货车，包括一个电池交换站（2），该电池交换站（2）包括至少一个电池（3）、一个致动器元件（4）以及安排在该电池（3）与该致动器元件4）之间的一个连接元件（5），该致动器元件（4）从一个第一位置到一个第二位置是可移动的，这样使得在该第一位置中该至少一个电池（3）被安排成完全在该机动车辆（1）之下，而在该第二位置中该至少一个电池（3）被安排成在该机动车辆1）之外、优选是在该机动车辆之后。

权利要求

1.机动车辆系统，包括一台机动车辆(1)、一个电池交换站(2)，该电池交换站(2)包括至少一个电池(3)、一个致动器元件(4)以及安排在该电池与该致动器元件之间的一个连接元件(5)，该致动器元件从一个第一位置到一个第二位置是可移动的，这样使得在该第一位置中该至少一个电池被安排成完全在该机动车辆之下，而在该第二位置中该至少一个电池被安排成在该机动车辆之外，该连接元件在该第一位置中被安排成完全在该机动车辆之下并且在该第二位置中被安排成至少连同在该连接元件与该电池之间的一个联接器(7)在该机动车辆之外，该连接元件与该电池之间的这个联接器是可释放的，并且该电池交换站进一步包括一个引导件(8)，该引导件被适配成用于引导该致动器元件从该第一位置到该第二位置的移动，该引导件(8)被构造成至少一个滚子轴承(9)在一个U形型材中运行，其特征在于，该机动车辆系统进一步包括一个电池存储元件(11)以用于存储离开该机动车辆的电池，并且在于该电池存储元件(11)包括一个引导件(12)，该电池存储元件(11)的该引导件被适配成用于引导该电池进入该电池存储元件的移动。

2.根据权利要求1所述的机动车辆系统，其中该机动车辆是一种载重车。

3.根据权利要求1所述的机动车辆系统，其中在该第二位置中该至少一个电池被安排成在该机动车辆之后，该连接元件在该第二位置中被安排成至少连同该联接器(7)在该机动车辆之后。

4.根据权利要求1所述的机动车辆系统，其中该电池存储元件(11)的该引导件(12)被构造成至少一个滚子轴承在一个U形型材中行驶和/或被涂覆一种减摩涂层。

5.根据权利要求2所述的机动车辆系统，其中该电池存储元件(11)的该引导件(12)被构造成至少一个滚子轴承在一个U形型材中行驶和/或被涂覆一种减摩涂层。

6.根据权利要求3所述的机动车辆系统，其中该电池存储元件(11)的该引导件(12)被构造成至少一个滚子轴承在一个U形型材中行驶和/或被涂覆一种减摩涂层。

7.根据权利要求4-6中任何一项所述的机动车辆系统，其中该减摩涂层是特氟龙。

8.根据权利要求1-6中任何一项所述的机动车辆系统，其中该致动器元件(4)是一个液压元件，并且该连接元件(5)是一个活塞杆，或者其中该致动器元件是一个气动元件。

9.根据权利要求8所述的机动车辆系统，其中该致动器元件(4)是一个液压杆。

10.根据权利要求1-6中任何一项所述的机动车辆系统，其中该机动车辆系统包括一个、两个或三个电池。

11.根据权利要求1-6中任何一项所述的机动车辆系统，其中该电池交换站进一步包括一个支撑元件(6)，该支撑元件被适配成用于支撑该电池。

12.根据权利要求1-6中任何一项所述的机动车辆系统，其中该机动车辆进一步包括一个后板(15)，并且其中该电池交换站的该电池存储元件被适配成用于相对该后板而固定。

13.根据权利要求12所述的机动车辆系统，其中这种固定是通过一个滑动螺栓来实现的。

14.根据权利要求12所述的机动车辆系统，其中该后板配备有一个止挡件，该止挡件被适配成用于确保该电池和/或该电池交换站的电池保持元件相对该机动车辆的底部位于一个适合的高度。

15.根据权利要求13所述的机动车辆系统，其中该后板配备有一个止挡件，该止挡件被适配成用于确保该电池和/或该电池交换站的电池保持元件相对该机动车辆的底部位于一个适合的高度。

16.根据权利要求1-6中任何一项所述的机动车辆系统，其中该电池交换站的这个电池或这些电池在该第一位置中被对应地安排在该机动车辆的底部与该机动车辆的侧部以及该机动车辆的底盘框架之间的空间中。

说明书

带有电池交换站的机动车辆

技术领域

[0001] 本发明涉及一种带有电池交换站的机动车辆系统、特别是一种载重车或载货车。

背景技术

[0002] 传统上，特别是近年来对电力驱动的机动车辆的兴趣日益增加，用于带电力驱动电动机的机动车辆的电池交换站已经以汽车的电动马达的电池交换站已经以拖车状和驮载状(boogie-like)装置的形式提供，这些装置可以被联接到该机动车辆上并且从该机动车辆解除联接以便交换电池。WO 2010/145661 A2中描述了一种这样的示例性装置。这些装置具有相对复杂的构造，特别是这些装置配备有它们自己的支撑构造，该支撑构造至少包括一个框架和多个轮或者一组轮，以便尽可能小地影响机动车辆的有效负荷和性能。此外，在该电池交换方面处理此类装置是相对复杂的，特别是在转轨和充电过程中这些装置占据相对大量的空间。

[0003] 从专利文件US 3,834,563中已知一种电池承载器类型的装置。

[0004] DE 10 2005 022 094 A1说明了一种叉式起重机，包括安排在该叉式起重机的一个框架中的一个电池，出于执行一次电池交换的目的，该电池在一个水平方向上相对该叉式起重机的一个框架是可移动的。

发明内容

[0005] 本发明旨在提供一种电池交换站，该电池交换站具有一种简单而且便宜的构造、从而在被安装到该车辆上以及离开该车辆时并且特别是在运输和充电过程中占据尽可能小的空间、并且同时允许简单并且快速地交换该电池。

[0006] 这一目的是通过一种如下技术方案中描述的机动车辆系统来实现的。

[0007] 本发明提供一种机动车辆、优选是一种载重车或载货车，包括一个电池交换站，该电池交换站包括至少一个电池、一个致动器元件以及安排在该电池与该致动器元件之间的一个连接元件，该致动器元件从一个第一位置到一个第二位置是可移动的，这样使得在该第一位置中该至少一个电池被安排成完全在该机动车辆之下，而在该第二位置中该至少一个电池被安排成在该机动车辆之外、优选是在该机动车辆之后，该连接元件在该第一位置中被安排成完全在该机动车辆之下并且在该第二位置中被安排成至少连同在该连接元件与该电池之间的一个联接器在该机动车辆之外、优选是在该机动车辆之后，该连接元件与该电池之间的这个联接器是可释放的，并且该电池交换站进一步包括一个引导件，该引导件被适配成用于引导该致动器元件从该第一位置到该第二位置的移动，其特征在于，该引导件被构造成至少一个滚子轴承在一个U形型材中运行和/或被涂覆一种减摩涂层、优选是特氟龙。

[0008] 优选地，该机动车辆进一步可以包括一个电池存储元件以用于存储离开该机动车辆的电池。

[0009] 优选地，该电池存储元件可以包括一个引导件，该引导件被适配成用于引导该电池进入该电池存储元件的移动。

[0010] 优选地，该引导件可以被构造成至少一个滚子轴承在一个U形型材中行驶和/或被涂覆一种减摩涂层、优选是特氟龙。

[0011] 优选地，该致动器元件(4)可以是一个液压元件、优选是一个液压杆，并且该连接元件(5)可以是一个活塞杆，或者其中该致动器元件可以是一个气动元件。

[0012] 优选地，该机动车辆可以包括一个、两个或三个电池。

[0013] 优选地，该电池交换站进一步可以包括一个支撑元件，该支撑元件被适配成用于支撑该电池。

[0014] 优选地，该机动车辆进一步可以包括一个后板，并且其中该电池交换站的电池存储元件被适配成用于相对该后板而固定。

[0015] 优选地，这种固定可以是通过一个滑动螺栓来实现的。

[0016] 优选地，该后板可以配备有一个止挡件，该止挡件可以被适配成用于确保该电池和/或该电池交换站的电池保持元件相对该机动车辆的底部位于一个适合的高度。

[0017] 优选地，该电池交换站的这个电池或这些电池可以在该第一位置中被对应地安排在该机动车辆的底部与该机动车辆的侧部以及该机动车辆的底盘框架之间的空间中。

[0018] 由此提供的一种电池交换站构造非常简单、允许通过一种对致动器元件的简单机械操作而快速并且简单地交换电池、并且在与交换和充电相关的运输和存储过程中占据尽可能小的空间，只需要将该电池从该机动车辆移动到一个充电站。

附图说明

[0019] 以下将通过示意性附图进一步地详细说明本发明，在附图中：

[0020] 图1示出了根据本发明的一个第二方面的机动车辆的一个实施例的一个侧视图，该实施例带有根据本发明的第一方面的处于一个第一位置中的一个电池交换站，[0021] 图2示出了根据图1的机动车辆的一个侧视图，其中该电池交换站处于该第一位置与一个第二位置之间的一个中间位置，

[0022] 图3示出了根据图1的机动车辆的一个侧视图，其中该电池交换站处于该第二位置并且位于一个电池存储元件中，

[0023] 图4示出了根据图1的机动车辆的一个侧视图，其中该电池和该电池交换站的电池保持元件在位于该电池存储元件中并且与该电池交换站的其余部分解除联接的一个位置中，

[0024] 图5以俯视图示出了一台根据本发明的第二方面的机动车辆，并且该机动车辆带有两个根据本发明的第一方面的电池交换站，

[0025] 图6示出了根据本发明的第二方面的机动车辆的一个实施例的一个侧视图，该实施例带有一个根据本发明的第一方面的电池交换站，该电池交换站不具有该电池存储元件而具有一个支撑元件。

具体实施方式

[0026] 图1示出了一台根据本发明的机动车辆1，该机动车辆是一台载重车或载货车的形式并且具有一个驾驶室1a和一个载重车车架1b，该载重车车架1b包括一个底部16和一个侧部17。该机动车辆1进一步包括一个后板15、优选是一个液压后板。应指出的是根据本发明的机动车辆1可以是任何型式的机动车辆，例如长途客车、面包车、小型客车、客车、平板式载重车以及所有重量级的带或不带后板的载重车或载货车。同样，底部16和侧部17可以是机动车辆的除载重车车架1b之外的其他部件的一个底部和一个侧部。

[0027] 此外，该机动车辆1配备有一个根据本发明的电池交换站2。该电池交换做2包括一个电池3、一个致动器元件4以及一个连接元件5。该连接元件5的一个末端与电池3通过一个联接器7而彼此相连。在这个示出的实施例中该联接器7是一个可释放的联接器以便允许电池3从连接元件5解除联接。该连接元件的另一个末端被可伸缩地连接到致动器元件4上。在图1中，该电池交换站被示出为位于一个第一位置中，在该第一位置中电池3、连接元件5以及致动器元件4整体地被安排在该机动车辆1的载重车车架1b的底部16与侧部17之间。在该第一位置中，连接元件5处于完全插入致动器元件4中的状态。

[0028] 该电池交换站优选地在该底部之下的以及在该机动车辆的对应的侧部与该机动车辆的底盘框架之间包括一个、两个或三个电池。参见图5，在示出的实施例中存在两个电池。对于例如一台载重车或载货车而言每个电池都可以具有以米为单位的大约1.2×0.65×0.12的尺寸(长×宽×高)以及大约40kg的重量。

[0029] 优选地，致动器元件4是一个液压元件、例如是一个液压杆的形式，并且连接元件5是一个活塞杆。作为一个液压元件的替代方案，可以使用一个气动式致动杆。

[0030] 作为将该连接元件5与致动器元件4可伸缩地连接的一个替代方案，这种连接可以是一种铰接式连接和/或该连接元件5可以是一个铰接式可折叠元件。

[0031] 在示出的实施例中，电池交换站2此外包括一个一个电池存储元件11，该电池存储元件被示出为安排在后板15上并且在该电池交换站2的电池3必须被交换时准备好接纳该电池。优选地，该电池存储元件11配备有一个如滑动螺栓或其他适合紧固件的装置(未示出)以用于相对该后板15固定电池存储元件11。

[0032] 当该机动车辆1是一台不带后板的机动车辆时，该电池存储元件11可以替代地被放置在地面上或者放置在用于运输该电池的一个举例如叉式起重机的运输装置上。

[0033] 该电池交换站2此外配备有一个电输出口(未示出)，该电输出口优选地被安排在电池3上并且被适配成用于和一个充电装置连接。同时该电输出口可以被适配成用于和该机动车辆1上的一个电输出口(未示出)电连接，因此当该电池交换站2的电池3与该机动车辆1被联接在一起时允许对该机动车辆1的一个电驱动电动机供应电能。该机动车辆1除包括一个电驱动发动机外还可以配备有一个常规内燃发动机。在一个特别有利的实施例中，该电输出口被放置成与联接器7相连。

[0034] 当电池3与机动车辆1要彼此解除联接以例如用于交换电池3时，在示出的实施例中在后板15向下翻转之后该电池存储元件11以一种适合的方式例如通过一个叉式起重机而被放置在该车辆的后板15上。然后该后板15在某种程度上被驱动向下，可以到一个预定位置，此时在图2和图3中的箭头19的方向上移动该电池交换站2，并且因而离开其位于该机动车辆1的底部16之下的第一位置，最初到图2中示出的中间位置并且进一步地到图3中示出的完全伸展的第二位置。

[0035] 在图3中示出的第二位置中，连接元件5位于从致动器元件4完全拉出的位置，并且至少该电池3和联接器7被整体地放置在该机动车辆1之后并且因此在该机动车辆之外。在该第二位置中此外有可能的是该连接元件5的至少一部分同样位于该机动车辆1之外。

[0036] 当电池3和机动车辆1要互相联接时，类似地在相反的方向上移动该电池交换站2，从以上描述的并且在图3中示出的完全拉出的位置(第二位置)、经由图2中示出的中间位置而到达如图1中示出的在该机动车辆1的底部16之下的完全推入的第一位置。

[0037] 为了确保从该第一位置到第二位置的、或者相反运动的稳定以及该电池3始终以位于正确的位置来结束，电池交换站2配备有一个引导件8(参见图5)，在示出的实施例中该引导件是一个U形的型材从而形成与一组滚子轴承9接触的一个表面。在图1至图4示出的实施例中这些滚子轴承9被安排在电池8上，而该引导件8(在图1至图4中并未示出)被对应地安排在该机动车辆1的侧部17和底盘框架(在图1至图4中并未示出，参见图5)上。相反的情况当然同样是可能的。这些滚子轴承和/或该引导件可以此外被涂覆一种减摩涂层，例如特氟龙(Teflon)。作为滚子轴承和引导件的一个替代方案，可以采用多个滑动轴承和一个引导件，这些滑动轴承和引导件可以被涂覆一种减摩涂层，例如特氟龙。

[0038] 在图3中此外示出的是处于第二位置中的电池3被放置在电池存储元件11中，该电池存储元件被示出为以一种如同托盘的方式构造。为了确保使电池3在电池存储元件11中正确定位，该电池存储元件11配备有一个引导件12，该引导件类似地可以被涂覆一种减摩涂层，例如特氟龙。如果电池3配备有一个引导件而不是示出的这些滚子轴承9，则该电池存储元件可以同样地配备有多个滚子轴承而不是示出的引导件12。

[0039] 在图4中电池交换站2被示出为处于一个位置中，在该位置中电池3和连接元件5彼此解除联接，这种联接解除是通过将联接器7释放成其两个部件7a和7b，这些部件可以例如是一个环和一个销、一个例如偏心紧固件或环形紧固件的紧固件，该环和销、紧固件被适配成用于连接一个配对件，该配对件是用于一个紧固件的或者是用于为此目的的任何其他可行的可释放连接类型。由此，此时容纳电池3的电池存储元件11可以通过一个例如叉式起重机的运输装置20而被运输离开该机动车辆到一个充电站，这样使得该电池3可以被重新充电并且一个新充好的电池可以被连接到该机动车辆1上。

[0040] 如在此使用的术语充电站原则上旨在包括任何类型的、适用于对该装置的电池3充电的电能来源。然而，具体地讲该术语包括如下的充电站，即以对电动机动车辆和混合动力机动车辆进行充电为特定目标而开发和适配的并且旨在用于为此类机动车辆建立基础设施的充电站。WO 2010/033883 Al中说明了这样一种充电站的一个实例。然而，与通过如WO 2010/033883 Al中说明的充电站相比，同样有可能以相当简单并且便宜的方式来交换一个根据本发明的电池交换站2的电池。具体地讲，适用于该目的的任何设施都是可行的，特别是任何燃料站可以配备有已充电电池的存货以及一个例如叉式起重机的运输装置，通过该运输装置一台机动车辆1可以在任何燃料站交换一个用完电的电池而不管该燃料站是否具有一个充电站。

[0041] 在图5中一台机动车辆1是以俯视图示出的并且配备有两个电池交换站2和2’，每个电池交换站都是如以上关于图1至图4所描述地进行构造。图5阐明了这两个电池交换站2和2’的电池3和3’被放置在该机动车辆1的底部16之下并且对应地在该机动车辆1的侧部17和17’与底盘框架18和18’之间；同样清楚示出了这些电池交换站2和2’如何对应地各自配备有两个引导件8和8’，同时这些电池3和3’如何对应地各自在两侧上配备有多个滚子轴承9和9’。类似地，位于后板15上的电池存储元件11对应地配备有两组引导件12和12’，这两个电池3和3’各自对应地有一组。

[0042] 图6示出了一台根据本发明的机动车辆1，该机动车辆配备有根据本发明的一个替代实施例的一个电池交换站2。根据这个第二实施例的电池交换站与图1至图5中示出的电池交换站的区别仅在于两个特征。首先，该电池交换站包括一个支撑元件6，该支撑元件被适配成用于支撑电池3并且由此同样使这些引导件8减压，否则这些引导件将承载该电池的全部质量；其次该电池交换站不包括一个电池存储元件11。该支撑元件6可以例如是一个盘或板，该盘或板被附接到该机动车辆1上，例如被附接到底部16、侧部17和/或底盘框架18上，并且该支撑元件被适配成用于将电池3放置在其上或其中。在这个实施例中作为一个替代方案的是这些滚子轴承9可以被安装在支撑元件6上而不在电池3上。

[0043] 应指出的是对多个优选实施例的以上说明仅是一个实例，并且本领域技术人员应当知道可能有不同的变体不偏离这些权利要求范围。例如该电池交换站2并不限于包括一个电力电池3，而是也可能替代地刚好包括例如用于氢气或类似物燃烧的多个燃料电池。