(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池式の電気車両（Ｖ）のための電池交換システムであって、
交換可能な電池ブロック（１）と、
前記電気車両（Ｖ）の下側に定められ、下向きに開放している電池ドック（２）であって、前記電池ドック（２）は、電池が前記電気車両（Ｖ）の下から持ち上げられる場合に、鉛直方向に嵌まり合うことによる電気的および機械的な接続のために前記電池ブロック（１）を受け入れるように適合され、前記電池ブロック（１）は、前記電池ドック（２）に電気的および機械的に接続される場合に、水平平面において定められた、前記電気車両（Ｖ）に対する所定の基準位置にある、電池ドック（２）と、
前記電気車両（Ｖ）の下方で前記電池ブロック（１）を持ち上げるための電池リフト（４）と
を備え、
前記電池ブロック（１）は、周囲壁（１１）を含む外部ケーシング（１０）を有し、前記周囲壁（１１）は、少なくとも１つの斜角形状雄部を形成するピラミッド形状部（１４、１５）を有し、
前記電池ドックは、内部周囲壁（２１）を含む内部ケーシング（２０）を有し、前記内部周囲壁（２１）は、少なくとも１つの斜角形状雌部を形成するピラミッド形状内側部分（２４，２５）を有し、
前記電池ブロック（１）および前記電池ドック（２）は、前記電池ブロック（１）が前記電池ドック（２）と嵌まり合うために持ち上げられる場合に、前記電池ブロック（１）を前記基準位置に向けて水平方向に案内するために相互に協働するように適合される案内部（１４、１５、２４、２５）を有し、前記案内部は、少なくとも１つの斜角形状雄部（１４、１５）と、前記斜角形状雄部を受け入れるように適合される少なくとも１つの斜角形状雌部（２４、２５）とを備え、
前記案内部（１４、１５、２４、２５）は、前記電池ブロック（１）を前記基準位置に向けて水平方向に案内するために低摩擦で互いに滑るように適合される滑り面（１４、１５、２４、２５；１４ａ、１５ａ；１４ｃ、１５ｃ）を含み、
前記電池リフト（４）は、前記電池ブロック（１）が前記電池ドック（２）と嵌まり合うために持ち上げられ、前記基準位置に向けて水平方向に案内される場合に、前記電池ブロック（１）を前記電気車両（Ｖ）に対して水平方向に自由に移動させるように適合されることを特徴とする、電池交換システム。
【請求項２】
前記電池ブロック（１）は、第１の水平方向（Ｘ）において長手方向に延び、前記少なくとも１つの斜角形状雄部（１４、１５）は、前記第１の水平方向に対して略垂直の第２の水平方向（Ｙ）において少なくとも先細りである、請求項１に記載の電池交換システム。
【請求項３】
前記電池ブロック（１）は、第１の水平方向（Ｘ）において長手方向に延び、前記少なくとも１つの斜角形状雌部（２４、２５）は、前記第１の水平方向に対して略垂直の第２の水平方向（Ｙ）において少なくとも先細りである、請求項１または２に記載の電池交換システム。
【請求項４】
前記電池ブロック（１）を案内する前記滑り面（１４，１５）が滑りパッド（１４ａ，１５ａ）を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の電池交換システム。
【請求項５】
前記案内部は、少なくともローラ（１４ｄ、１５ｄ）と、前記電池ブロック（１）を前記基準位置に向けて水平方向に案内するために前記ローラが転がるように適合される先細り面（２４、２５）とをそれぞれ備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の電池交換システム。
【請求項６】
前記電池リフト（４）は、前記電池ブロック（１）が前記電池ドック（２）において嵌まり合うために持ち上げられ、前記基準位置に向けて水平方向に案内される場合に、前記電気車両（Ｖ）に対して水平方向に自由に移動可能であるように適合される、請求項１から５のいずれか一項に記載の電池交換システム。
【請求項７】
前記電池リフト（４）は、前記電池ブロック（１）を支持するためのプラットフォーム（４ａ）と、前記プラットフォーム（４ａ）を上昇および下降させるためのリフト組立体（４ａ’）とを備え、前記電池ブロック（１）は、前記プラットフォーム（４ａ）において水平方向に自由に移動可能である、請求項１から６のいずれか一項に記載の電池交換システム。
【請求項８】
前記電池ブロック（１）は、前記プラットフォーム（４ａ）において水平方向に滑り可能である、請求項７に記載の電池交換システム。
【請求項９】
前記電池ブロック（１）は、前記プラットフォーム（４ａ）上を自由に移動可能であるように前記プラットフォーム（４ａ）に転がり可能に支持され、
前記プラットフォーム（４ａ）はローラ（４ｆ）を有する、請求項７または８に記載の電池交換システム。
【請求項１０】
前記電池ブロック（１）は、第１の方向（Ｘ）において前記プラットフォーム（４ａ）に転がり可能に支持され、前記ローラ（４ｆ）は、前記第１の方向（Ｘ）に対して略垂直の第２の方向（Ｙ）において延び、前記第２の方向（Ｙ）において前記電池ブロックの自由な滑りを可能にする、請求項９に記載の電池交換システム。
【請求項１１】
前記電気車両が第１の水平方向（Ｘ）において進行できる車両レーン（３）と、
前記電池リフト（４）を前記第１の方向（Ｘ）に対して略垂直の第２の方向（Ｙ）において移動させるリフトレーン（４０）であって、前記車両レーン（３）の下にあるリフトレーン（４０）と
を有する電池交換ステーション（６）をさらに備え、
前記車両レーンは、前記電池ブロック（１）が前記電池ドック（２）において嵌まり合うために持ち上げられる場合に、前記電池ブロック（１）への自由な通路を与えるように適合される開口（３１）を有し、前記開口（３１）は前記リフトレーン（４０）に対応している、請求項１から１０のいずれか一項に記載の電池交換システム。
【請求項１２】
前記車両レーンは、電池交換に適した所定位置に前記電気車両（Ｖ）をブロックするように適合される少なくとも１つの車輪ブロック装置（３ａ）を備える、請求項１１に記載の電池交換システム。
【請求項１３】
前記車両レーン（３）と平行な方向（Ｘ）において前記少なくとも１つの車輪ブロック装置（３ａ）の位置を調節するための調節機構（３３、３４）をさらに備える、請求項１２に記載の電池交換システム。
【請求項１４】
前記電池リフト（４）は前記車両に対して水平方向に移動可能であり、前記電池交換システムは、
前記電池ブロック（１）を前記電池ドック（２）に向けて持ち上げるために前記電池ブロック（１）が前記電池ドック（２）に対して適切に位置決めされているかどうかを検出するように適合される少なくとも位置センサ（４ｃ）と、
前記位置センサから受信される情報に従って、前記電池リフト（４）を前記車両に対して移動するように適合される制御システムと
をさらに備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載の電池交換システム。
【請求項１５】
前記電池リフト（４）は、
充電された電池ブロック（１）を支持するための第１のプラットフォーム（４ａ）と、
前記第１のプラットフォーム（４ａ）を上昇および下降させるための第１のリフト組立体（４ａ’）と、
放電された電池ブロック（１）を支持するための第２のプラットフォーム（４ｂ）と、
前記第２のプラットフォーム（４ｂ）を上昇および下降させるための第２のリフト組立体（４ｂ’）と
を備える、請求項１から１４のいずれか一項に記載の電池交換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）のための電池交換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車は特有の電力管理を必要とする。電池が放電された場合、電池は再充電または交換のいずれかがされなければならない。充電過程は、自動車の使用者にとって相当の時間を取らせる可能性がある、または、街頭での充電場所へのアクセスのため、不愉快である可能性がある。電池交換ステーションは２段階の過程で動作する。第１に、放電された電池が取り外されなければならず、第２に、十分に充電された電池が取り付けられなければならない。既存の電池交換システムは、正確な自動車の位置合わせと、適切な昇降機構とを必要とする。既存の電池交換システムの全体の過程は、例えば特許文献１によって教示されているように、時間を取り、高価な機器を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５６１２６０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の１つの目的は、これらの欠点を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このために、一実施形態によれば、本発明は、
−  交換可能な電池ブロックと、
−  電気車両の下側に定められ、下向きに開放している電池ドックであって、前記電池ドックは、このような電池が電気車両の下から持ち上げられる場合に、鉛直方向に嵌まり合うことによる電気的および機械的な接続のために電池ブロックを受け入れるように適合され、前記電池ブロックは、電池ドックに電気的および機械的に接続される場合に、水平平面において定められる、電気車両に対する所定の基準位置にある、電池ドックと、
−  電気車両の下方で電池ブロックを持ち上げるための電池リフトと
を備え、
電池ブロックおよび電池ドックは、電池ブロックが電池ドックと嵌まり合うために持ち上げられる場合に、電池ブロックを基準位置に向けて実質的に水平方向に案内するために相互に協働するように適合される案内部を有することと、
電池リフトは、電池ブロックが電池ドックと嵌まり合うために持ち上げられ、基準位置に向けて水平方向に案内される場合に、電池ブロックを電気車両に対して実質的に水平方向に自由に移動させるように適合されることと
を特徴とする、電池式の電気車両のための電池交換システムを提案する。
【０００６】
これらの配置のおかげで、電池ブロックの電池ドックとの嵌まり合いは、非常に簡単で安価な方法で機械的に案内され、この方法は、電池リフトを電気車両の下に位置決めするのに、より簡単でより正確ではない位置決めシステムを使用することを可能にする。
【０００７】
本発明による電池交換システムの様々な実施形態では、以下の構成のうちの１つおよび／または他のものに加えて、場合により請求対象を有することができるものとする。
−  前記案内部は、少なくとも１つの斜角形状雄部と、前記斜角形状雄部を受け入れるように適合される少なくとも１つの雌部とを備え、前記斜角形状雄部および前記雌部は、一方が電池ブロックに属し、他方が電池ドックに属する。
−  電池ブロックは、周囲壁を含む外部ケーシングを有し、前記少なくとも１つの斜角形状雄部は前記周囲壁に属する。
−  前記周囲壁は、前記少なくとも１つの斜角形状雄部を形成するピラミッド形状部を有する。
−  前記少なくとも１つの斜角形状雄部は少なくとも円錐形の鋲である。
−  前記電池ブロックは第１の水平方向において長手方向に延び、前記少なくとも１つの斜角形状雄部は、前記第１の水平方向に対して略垂直の第２の水平方向において少なくとも先細りである。
−  前記案内部は、少なくとも１つの雄部と、前記雄部を受け入れるように適合される少なくとも１つの漏斗形状雌部とを備え、前記雄部および前記漏斗形状雌部は、一方が電池ブロックに属し、他方が電池ドックに属する。
−  電池ドックは、内部周囲壁を含む内部ケーシングを有し、前記少なくとも１つの斜角形状雌部は前記内部周囲壁に属する。
−  前記内部周囲壁は、前記少なくとも１つの斜角形状雌部を形成するピラミッド形状内側部分を有する。
−  前記少なくとも１つの斜角形状雌部は少なくとも円錐形の穴である。
−  前記電池ブロックは第１の水平方向において長手方向に延び、前記少なくとも１つの斜角形状雌部は、前記第１の水平方向に対して略垂直の第２の水平方向において少なくとも先細りである。
−  前記案内部は、電池ブロックを基準位置に向けて水平方向に案内するために互いにおいて滑るように適合される滑り面を含む。
−  前記案内部は、少なくともローラと、電池ブロックを基準位置に向けて水平方向に案内するために前記ローラが転がるように適合される先細り面とをそれぞれ備える。
−  電池リフトは、電池ブロックが電池ドックにおいて嵌まり合うために持ち上げられ、基準位置に向けて水平方向に案内される場合に、電気車両に対して水平方向に自由に移動可能であるように適合される。
−  電池リフトは、電池ブロックを支持するためのプラットフォームと、プラットフォームを上昇および下降させるためのリフト組立体とを備え、前記電池ブロックは、プラットフォームにおいて水平方向に自由に移動可能である。
−  前記電池ブロックは、プラットフォームにおいて水平方向に滑り可能である。
−  前記電池ブロックは、プラットフォームに転がり可能に支持される。
−  前記プラットフォームはローラを有する。
−  前記電池ブロックは、第１の方向においてプラットフォームに転がり可能に支持され、前記ローラは、第１の方向に対して略垂直の第２の方向において延び、第２の方向において電池ブロックの自由な滑りを可能にする。
−  電池交換システムは、
・電気車両が第１の水平方向において進行できる車両レーンと、
・リフトが第１の方向に対して略垂直の第２の方向において移動できるのに沿うリフトレーンであって、車両レーンの下にあるリフトレーンと
を有する電池交換ステーションをさらに備え、
車両レーンは、電池ブロックが電池ドックにおいて嵌まり合うために持ち上げられる場合に、電池ブロックへの自由な通路を与えるように適合される開口を有し、前記開口はリフトレーンに対応している。
−  車両レーンは、電池交換に適した所定位置において電気車両をブロックするように適合される少なくとも１つの車輪ブロック装置を備える。
−  電池交換システムは、車両レーンと平行な方向においてブロック装置の位置を調節するための調節機構をさらに備える。
−  電池交換システムは、電気車両に関する情報支援を読み取るように適合される読取機と、前記情報に基づいて調節機構を制御するように適合される制御ユニットとをさらに備える。
−  電池リフトは車両に対して水平方向に移動可能であり、電池交換システムは、
・電池ブロックを電池ドックに向けて持ち上げるために電池ブロックが電池ドックに対して適切に位置決めされているかどうかを検出するように適合される少なくとも位置センサと、
・前記位置センサから受信される情報に従って、リフトを車両に対して移動するように適合される制御システムと
をさらに備える。
−  電池リフトは、
・充電された電池ブロックを支持するための第１のプラットフォームと、
・第１のプラットフォームを上昇および下降させるための第１のリフト組立体と、
・放電された電池ブロックを支持するための第２のプラットフォームと、
・第２のプラットフォームを上昇および下降させるための第２のリフト組立体と
を備える。
−  前記案内部は、１ｃｍを超え、好ましくは３ｃｍを超え、より好ましくは５ｃｍを超え、例えば３ｃｍから１５ｃｍの間で、具体的には３ｃｍから１０ｃｍの間である最大振幅において、電池ブロックを電気車両に対して実質的に水平方向に移動するように適合される。
−  電池ブロックは、少なくとも前記最大振幅において実質的に水平方向に自由に移動可能である（例えば、電池リフトに属するプラットフォームにおいて自由に移動可能に支持される）。
【０００８】
一実施形態では、本発明は、様々な種類の電気自動車において使用可能な共通の電池ブロックと、車両シャーシの中央コンソールにおける電池ブロックの搭載と、電池交換の過程と、電池交換のためのシステムとに関する。本発明の１つの利点は、形作られた電池ブロックによって表され、電気車両における素早く安価な交換電池を可能にする。
【０００９】
電池ブロックは、接続された電池セルが配置されている形作られた筐体または外部ケーシングによって形成され得る。筐体の形は、長方形の基部を伴う角錐台であり得る。電池ブロックは、機械的固定部を挿入するために、周囲方向の支持フレームにおける筐体の側において、穴が設けられてもよい。筐体は、上側に電気コネクタ端子を有し、下側に位置センサを有してもよい。位置センサは、筐体の底基部の幾何学的中心に位置付けられてよく、例えば受動的な結晶体または鏡によって、形成されてもよい。電池ブロックは、好ましくは滑り面を伴う、先細りとされた側面を有してもよい。電池ブロックは、データ転送のためのコネクタをさらに備えてもよい。
【００１０】
電池ブロックは、電気車両に属する電池ケースまたは電池ドックに筐体の上方部が電池ケースの機械的固定部を用いて固定され、電池の底部がシャーシの平面と重なり得るような方法で固定され得る。
【００１１】
電池ケースは、電池ブロックに嵌まり合うための対応する形を有してもよく、下方部が車両のシャーシの下方の境界と面一となるように、シャーシの中心トンネルにしっかりと組み込まれてもよい。電池筐体の前後方向軸は、電気自動車の前後方向軸で真っ直ぐに位置する。
【００１２】
電池ケースはバックアップ電源に接続されてもよく、制御ユニットとの無線通信のための装置と、電気コネクタと、電池に取り付けるための機械的固定部と、少なくとも１つの位置センサとを備え得る。車両の中心トンネルにおける電池の１つの利点は、自動車の支持構造における最小の変化である。
【００１３】
電池ケースは、電池を電池ケースへと挿入するのを容易にするために、少なくとも横の側面において滑り面が設けられてもよい。滑り面は、例えば、組み込まれたビーズまたはシリコーンローラが備え付けられてもよい。機械的固定部は、電気機械駆動部でバネを通じて接続される斜角形ラッチであってもよい。位置センサは圧力センサであってもよい。無線通信のための装置が設けられてもよく、制御ユニットから通信および処理の命令を受信するために、制御ユニットへとセンサ信号を送信するように適合される。電池ケースは、データ転送のためのコネクタと、水分および汚染物に対する周囲シールとをさらに備えてもよい。
【００１４】
ある具体的な実施形態では、電池交換のためのシステムは、傾斜台と、電池の運搬のための台車（または電池リフト）と、制御ユニットとを備えてもよい。システムは、有利には、制御ユニットに接続されるスマートカード読取機を備えてもよい。
【００１５】
台車は、電池ブロックを、充電保管庫から、車両の下方の場所へと運搬する。台車は、それ自体の動力によって駆動されてもよく、位置センサと、制御ユニットとの通信のための装置とが備え付けられてもよい。台車は、一方が充電された電池用で、他方が放電された電池用の、昇降機構（またはリフト組立体）を伴う２つの長手方向のパッド（または、プラットフォーム）が設けられてもよい。位置センサは、例えば、赤外線放射またはレーザービームの発生源であり得る。各々の昇降機構は、それ自体の動力によって（例えば、圧縮機によって）駆動されるピストンまたはジャッキを備えてもよい。両パッドは、パッドにおける電池ブロックの移動を容易にするための滑り面を有し、滑り面は、例えば、シリコーンローラ、ビーズ、またはベアリングが設けられた金属フレームによって、形成されてもよい。放電された電池パッドは、好ましくは、一種の漏斗形式の斜角部（先細りとされた側面）が備え付けられ、これは、放電された電池の位置を調節するのを可能にする。斜角部は、好ましくは滑り面を有する。
【００１６】
制御ユニットは、通信を台車および車両の電池ケースに提供し、好ましくは傾斜台（または、より一般的には車両レーン）および前記カード読取機にも提供するコンピュータであり得る。制御ユニットは、台車および電池筐体の位置センサからの信号を処理し、車両の下の台車の水平方向移動を制御する。制御ユニットは、台車の昇降機構の動作と機械的固定部の移動とを制御もする。台車、傾斜台、および／またはカード読取機との制御ユニットの通信は、直接的（有線）または無線とすることができ、車両の電池ケースとの制御ユニットの通信は無線である。
【００１７】
傾斜台は、圧力センサが備え付けられ得る前車輪固定機構（ブロック装置）が設けられてもよい。傾斜台の代わりに、車両レーンは、車両の長手方向軸に沿う開口を伴う道路の平面におけるプラットフォームの形態であってもよく、または、車両を持ち上げるための油圧リフトプラットフォームを備えてもよい。前車輪固定機構は、好ましくは、前後方向において調節可能であり、制御ユニットに接続される。固定機構の位置は、車両の種類に応じて、長手方向において調節されてもよい。前車輪固定機構は受台であってもよい。
【００１８】
電池交換の過程は、充電保管庫から車両の電池ケースへの充電された電池の運搬の他に、車両の電池ケースから充電保管庫への放電された電池の運搬を含む。
【００１９】
電池交換の過程は、以下のステップを伴ってもよい。
１）車両が傾斜台に入り、その前車輪が固定機構において固定される。
２）充電された電池を伴う台車が車両の長手方向軸に対して垂直の方向から車両の下に到着し、台車は、台車の位置センサと放電された電池の位置センサとの位置合わせに基づいて停止する。
３）台車は、放電された電池のための長手方向のパッドを持ち上げ、そのパッドを放電された電池に押し付けて電池ケースの（圧力、位置）センサを作動させ、これによって電池穴からの機械的固定部の取り外しを引き起こし、続いて、放電された電池が電池ケースから外される。
４）次に、放電された電池を伴うパッドが開始の（下の）位置へと移動する。
５）次に、台車は、充電された電池を伴うパッドが電池ケースの直に下になるように、一定の所定の距離だけ移動する。
６）充電された電池は、昇降機構を用いてパッドにおいて持ち上げられ、機械的固定部を電池側面における穴へと入らせるために、電池ケースへと押し込まれ、これによって充電された電池を車両の電池ケースにおいて固定する。
７）充電された電池は、電池筐体に固定され、電池の電気コネクタと車両の電気コネクタとの位置合わせと、それらの接続とをもたらす。
８）充電された電池のためのパッドは、その元の（下の）位置へと戻り、次に、台車は充電保管庫に向けて離れる。
９）前車輪固定部を解放した後、車両は出発する。
【００２０】
車両の前後位置は、前車輪軸と筐体の前縁との間の距離に応じて傾斜台における固定機構の位置を調節するための調節可能機構を用いて設定されてもよい。各々の種類の車両に特有のこのデータは、車両の書類に、および、好ましくはスマートカードに保持される。車両は、前車輪固定機構を用いて所望の位置において傾斜台に固定される。
【００２１】
台車はレールにおいて移動し、その移動は、前述したように、前記制御ユニットによって制御される。台車の側方の位置付けは、台車に置かれた位置センサと、放電された電池に置かれた位置センサとによって確保される。それら位置センサからの信号は制御ユニットにおいて処理され、制御ユニットは、それら位置センサが互いと重なる場合に、台車を停止させる。
【００２２】
充電された電池を電池ケースへと挿入することは、電池の先細りとされた形（円錐形）および滑り面と、電池ケースの先細りとされた形（円錐形）および滑り面とによって支持される。挿入された電池は、車両のシャーシと鉛直方向で若干重なってもよい。
【００２３】
電池の電気コネクタと電池ケースの電気コネクタとの接続は、交換の過程が成功裏に完了されたことを指し示している。
【００２４】
台車は充電保管庫へと出発し、充電保管庫で放電された電池は取り外され、別の充電された電池が台車に載せられる。
【００２５】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して、非限定的な例を用いて提供されている本発明のいくつかの実施形態の以下の詳細な記述から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態による電池ブロックを示す概略的な斜視図である。
【図１Ａ】図１の電池ブロックの端面図である。
【図１Ｂ】図１の電池ブロックの変形を示す部分的な斜視図である。
【図１Ｃ】図１の電池ブロックの変形を示す部分的な斜視図である。
【図１Ｄ】図１の電池ブロックの変形を示す部分的な斜視図である。
【図２】電気車両の下で図１の電池ブロックを受け入れるための電池ドックを、前記電池ドックが逆さまにされた位置で示している概略的な斜視図である。
【図３】図２の電池ドックの機械的固定部の詳細を示す図である。
【図４】電池ブロックを運搬および持ち上げるための電池リフト（台車）の変形の図である。
【図４Ａ】電池ブロックを運搬および持ち上げるための電池リフト（台車）の変形の図である。
【図５】車両を位置決めするために車両レーンにおいて位置決めされるように適合される、圧力センサを伴う前車輪ブロック装置（固定機構）を示す図である。
【図６】車両を位置決めするために車両レーンにおいて位置決めされるように適合される、圧力センサを伴う前車輪ブロック装置（固定機構）を示す図である。
【図７】電池ブロックを交換するときの車両の前面図である。
【図８】電池ブロックを交換するときの車両の側面図である。
【図９】車両の電池ドックに属する機械的固定部を伴って示された、本発明の第２の実施形態による電池ブロックの概略的な斜視図である。
【図１０】図９の電池ブロックの上面図である。
【図１１】図９の電池ブロックの側面図である。
【図１２】車両の電池ドックに受け入れられるときの図９の電池ブロックの概略的な断面図である。
【図１３】車両の電池ドックに受け入れられるときの図９の電池ブロックの概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
すべての図は概略的であり、様々な部品の寸法は必ずしも順守されなくてもよい。
【００２８】
図７および図８で最良に示しているように、本発明は、電池式の電気車両Ｖのための電池交換システムに関係する。電気車両Ｖは、すべての電気式またはハイブリッド式であり得る。
【００２９】
電池交換システムは、
−  交換可能な電池ブロック１と、
−  電気車両Ｖの下側に固定され（例えば、電気車両Ｖの中心トンネルと対応している）、下向きに開放している電池ドック２であって、電池が電気車両Ｖの下から持ち上げられる場合に、鉛直方向に嵌まり合うことによる電気的および機械的な接続のために電池ブロック１を受け入れるように適合される電池ドック２と、
−  充電された電池ブロック１を充電保管庫（図示せず）から持ってきて、放電された電池ブロック１を電池ドックから取り外し、充電された電池ブロックを電池ドック２において嵌め合わせ、放電された電池を充電保管庫へと運搬するために、電気車両Ｖの下方で電池ブロック１を持ち上げるための電池リフト４と、
−  電池リフト４を制御するための、および、一部の例では、電池ドック２と、例えば車両の前車輪Ｗをブロックするための車輪ブロック装置３ａと、車両Ｖが車輪ブロック装置３ａまで運転できる車両レーン３の入口に好ましくは据え付けられたカード読取機５０（ＣＲ）と通信するための、コンピュータまたは同様のものなどの制御ユニット５（図８におけるＵＣ）と、
を備える。
【００３０】
制御ユニット５は、放電された電池ブロックを、電気車両から、実質的に、充電された電池ブロック１が基準位置に近い位置へと、持って行くことを可能にするために、電池リフト４を位置決めするように適合されており、基準位置は、鉛直方向Ｚにおいて持ち上げられる場合に、充電された電池ブロック１を電池ドック２と嵌まり合わせることができる正確な位置である。
【００３１】
充電された電池ブロック１は、この基準位置において正確である必要はないが、この基準位置から水平方向Ｘ、Ｙのいずれかに数センチメートルでずれていてもよい（この例では、Ｘは電気車両Ｖの長手方向であり、Ｙは横断方向である）。
【００３２】
このような状況に対応するために、電池ブロック１および電池ドック２は、電池ブロック１が電池ドック２において嵌まり合うために持ち上げられる場合に、電池ブロック１を基準位置に向けて水平方向に案内するために相互に協働するように適合される案内部を有する。さらに、電池リフト４は、電池ブロック１が電池ドック２において嵌まり合うために持ち上げられ、基準位置に向けて水平方向に案内される場合に、電池ブロック１を電気車両Ｖに対して水平方向に自由に移動させるように適合される。
【００３３】
前記案内部は、少なくとも１つの斜角形状雄部と、前記斜角形状雄部を受け入れるように適合される少なくとも１つの雌部とを備えることができ、前記斜角形状雄部および前記雌部は、一方が電池ブロック１に属し、他方が電池ドック２に属する。追加で、または、変形として、前記案内部は、少なくとも１つの雄部と、前記雄部を受け入れるように適合される少なくとも１つの漏斗形状雌部とを備えることができ、前記雄部および前記漏斗形状雌部は、一方が電池ブロック１に属し、他方が電池ドック２に属する。当然ながら、雄部および雌部の両方が斜角形状とされ得る。斜角形状とされた雄部および／または雌部は、ある水平方向（具体的には、横断方向Ｙ）、もしくは、両方の水平方向Ｘ、Ｙにおいて先細りとすることができ、または、すべての水平方向において先細りとすることができる（例えば、円錐形）。
【００３４】
前記案内部は、電池ブロック１を基準位置に向けて水平方向に案内するために互いにおいて滑るように適合される滑り面を含んでもよい。案内部の滑り面は、低摩擦で互いにおいて自由に滑ることができる滑らかな硬い面であり得る。面のうちの一方は平坦とすることができ、他方は滑るパッド、ビーズ、リブ、または他の起伏を含んでもよい。滑り面は金属とすることができ、例えばＴｅｆｌｏｎ（登録商標）または他のものといった、低摩擦係数の被覆の減摩被覆を含むことができる。
【００３５】
変形では、前記案内部は、少なくともローラと、電池ブロック１を基準位置に向けて水平方向に案内するために前記ローラが転がるように適合される先細り面とをそれぞれ備え得る。
【００３６】
充電された電池ブロック１の自由な水平方向移動が得られる方法に関して、電池リフト４は、電池ブロック１が電池ドック２において嵌まり合うために持ち上げられ、基準位置に向けて水平方向に案内される場合に、電気車両Ｖに対して水平方向に（例えば横断方向Ｙといった少なくとも１つの方向で、または、好ましくは２つの方向で）自由に移動可能であるように適合されてもよい。好ましい変形では、または、上記に加えて、電池リフト４は、電池ブロック１を支持するためのプラットフォーム４ａと、プラットフォーム４ａを上昇および下降させるためのリフト組立体４ａ’とを備えてもよく、電池ブロック１は、プラットフォーム４ａにおいて水平方向に自由に移動可能である（前記電池ブロック１は、プラットフォーム４ａにおいて水平方向に滑り可能であり得る、および／または、プラットフォーム４ａにおいて転がり可能に支持され得る）。一方が他方において滑る電池ブロック１およびプラットフォーム４ａのそれぞれの滑り面は、低摩擦で互いにおいて自由に滑ることができる滑らかな硬い面であり得る。面のうちの一方は平坦とすることができ、他方は滑るパッド、ビーズ、リブ、他の起伏、または、第１の方向において転がり、第１の方向に対して略垂直の第２の方向で自由に滑ることを可能にする筒体を含んでもよい。滑り面は金属とすることができ、例えばＴｅｆｌｏｎ（登録商標）または他のものといった、低摩擦係数の被覆の減摩被覆を含むことができる。プラットフォーム４ａにおける電池ブロック１の自由な移動は、電池ブロック１がプラットフォーム４ａから落下するのを回避するために、例えば当接部によって制限されてもよい。
【００３７】
第１の実施形態
交換可能な電池ブロック
図１、図１Ａは、本発明の第１の実施形態による交換可能な電池ブロック１の一例を示している。
【００３８】
この第１の実施形態では、電池ブロック１は、相互に接続された電池セル（図示せず）を含み、周囲壁１１と、基部１２（例えば、電池ブロック１の周りの突出する隆起部を形成し得る）と、上部１６とを含む外部ケーシング１０を有している。周囲壁１１は、一定の水平方向断面の下方部１３と、前記少なくとも１つの斜角形状雄部を形成する上方のピラミッド形状部とを有し得る。
【００３９】
ピラミッド形状部は、
−  方向Ｘと平行で、上部１６に向かって方向Ｙで上向きに収束する２つの傾斜長手方向側面１４と、
−  方向Ｙと平行で、上部１６に向かって方向Ｘで上向きに収束する２つの傾斜端面１５と
を備え得る。
【００４０】
したがって、ここでの外部ケーシング１０の形は、長方形の基部を伴い、例えば１５０リットルの体積を有する角錐台である。外部ケーシング１０についての典型的な寸法は、長さ２０００ｍｍ、幅３３０ｍｍ、高さ２４０ｍｍであり得る。
【００４１】
電池ブロックは、３００〜５００ｋｍの車両航続距離を可能にするおおよそ７０ｋＷｈのエネルギー容量を有し得る。
【００４２】
外部ケーシング１０の周囲壁１１の下方部１３は、電池ドックからの機械的固定部２ａを挿入するために側面において穴１ａを有する周囲支持フレームを形成してもよい。
【００４３】
外部ケーシング１０は、
−  例えば上部１６における電気コネクタ端子１ｂと、
−  例えば上部１６における、外部ケーシング１０内に完全に隠されるデータ転送コネクタ１ｄであって、その上方縁が上部１６と面一であるデータ転送コネクタ１ｄと、
−  例えば外部ケーシング１０の基部１２の幾何学的中心に位置付けられる位置センサ（例えば、鏡）１ｃと
を有し得る。
【００４４】
２つの傾斜長手方向側面１４および／または２つの傾斜端面１５は、例えば、金属面、または、減摩材料、つまり、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）もしくは同様のものなどの低摩擦材料で被覆された面といった、滑り面を有し得る。これらの滑り面は、前記射角とされた側面の全体面を形成してもよく、または、前記射角とされた側面における滑りパッド１４ａ、１５ａ（図１Ｂ）または滑りビーズ１４ｃ、１５ｃ（図１Ｃ）として提供されてもよい。
【００４５】
変形では、図１Ｄに示しているように２つの傾斜長手方向側面１４および／または２つの傾斜端面１５は、転動する球または筒体の形態で、ローラ１４ｄ、１５ｄを有してもよい。ローラが筒体である場合、傾斜側面１４のローラ１４ｄの回転軸は方向Ｘと平行とでき、傾斜端面１５のローラ１５ｄの回転軸は方向Ｙと平行とできる。ローラはシリコーンから作られ得る、または、シリコーンで被覆され得る。
【００４６】
電池ドック
図２に示しているように、電池ドック２は、前記外部ケーシング１０の周囲壁１１と嵌まり合うために、電池ブロック１の外部ケーシング１０に対応する形を好ましくは有する内部ケーシング２０を有する。
【００４７】
図２の例では、内部ケーシング２０は、下方開口を形成する周囲壁２１と、上部２６とを有する。
【００４８】
周囲壁２１は、前記下方部１３の一定の水平方向断面と対応する一定の水平方向断面の下方部２３と、外部ケーシング１０の周囲壁１１のピラミッド形状上方部１４、１５の形に対応する形の、前記少なくとも１つの斜角形状雌部を形成する上方のピラミッド形状部とを有し得る。
【００４９】
周囲壁２１のピラミッド形状部は、
−  方向Ｘと平行で、上部２６に向かって方向Ｙで上向きに収束する２つの傾斜長手方向側面２４と、
−  方向Ｙと平行で、上部２６に向かって方向Ｘで上向きに収束する２つの傾斜端面２５と
を備え得る。
【００５０】
内部ケーシング２０は、下方部が車両のシャーシの下方の境界と面一となるように、シャーシの中心トンネルＶ１（図７において非常に概略的に示されている）にしっかりと組み込むことができる。電池筐体の前後方向軸は、電気自動車の前後方向軸で、つまり、方向Ｘにおいて、真っ直ぐに位置する。
【００５１】
電池ドック２は、好ましくは、車両の内部に搭載される内部電池など、バックアップ電源に接続される。電池ドック２は、電池ブロック１を取り付けるための機械的固定部２ａと、電気コネクタ２ｂと、データ転送コネクタ２ｃと、制御ユニット５との無線通信のための装置２ｅと、圧力センサ２ｄとを備え得る。
【００５２】
図２および図３に示しているように、機械的固定部２ａは、筐体２７と、棒材２８ａを駆動する電気機械的駆動部２８と、傾斜前面２９ａを備えるとともにバネ２９ｂによって棒材２８ａに弾性的に接続されたラッチ２９とを各々備え得る。傾斜前面２９ａは幾分下方を向いており、そのため、ラッチ２９が固定位置にある場合に（図３に示しているように電池ドックの内部に突出するとき）、ラッチ２９は、前記電池ブロックが電池ドック２と嵌め合わされているとき、電池ブロック１によるカム作用によって筐体２７へと後退するように押される。前記ラッチ２９は、電池ブロックの対応する穴１ａを向く場合に、バネ２９ｂによって前記穴１ａの内部に自動的に押される。電気機械的駆動部２８が棒材２８ａを筐体２７の内部で後退させるように駆動する場合に、固定部２ａのラッチ２９も筐体２７の内部で駆動され、電池ブロック１を固定解除する。
【００５３】
電池ドック２と、具体的には傾斜側面２４および／または２５（具体的には側面２４）とには、滑り面、および／または、電池ブロック１に関して前述したものと同様のローラが設けられてもよい。傾斜側面１４、１５にビーズまたはローラが設けられるとき、対応する側面２４、２５は、どちらかというと平坦な面であり得る。反対に、傾斜側面２４、２５にビーズまたはローラが設けられるとき、対応する側面１４、１５は、どちらかというと平坦な面であり得る。
【００５４】
無線通信のための装置２ｅは、圧力センサ２ｄから制御ユニット５へと信号を送信し、制御ユニット５からの通信および処理の命令を受信するように適合される。
【００５５】
電池ドック２は、水分および汚染物に対する周囲シールをさらに備えてもよい。
【００５６】
電池交換ステーション
電池交換システムは、電気車両Ｖが方向Ｘで進行できる車両レーン３を備える、図７および図８に示しているような電池交換ステーション６をさらに備える。車両レーン３は、電気車両が地上４１の高さから転がることができる持ち上げられた傾斜台３０とすることができ、傾斜台３０は、電池ブロック１が電池ドック２における嵌まり合いのために持ち上げられる場合に電池ブロック１を通過させるための開口３１を有する。傾斜台３０は、金属または他のものの支持構造３２によって支持され得る。
【００５７】
車両レーン３は、電気車両Ｖを方向Ｙにおいて大まかに位置決めするための側方案内部を備えてもよい。さらに、図５および図６においてより詳細に示しているように、車両レーン３には、電池ドック２が開口３１と位置合わせしている場合に、電気車両の前車輪Ｗをブロックするための１つまたは２つの前車輪ブロック装置３ａが備え付けられてもよい。ブロック装置３ａは、電気車両が転がることができる受台であってもよい。ブロック装置３ａには、前記ブロック装置において車輪Ｗを検出するために、制御ユニット５に接続された圧力センサ３ｂが備え付けられてもよい。
【００５８】
すべての車両Ｖが同一である、または、電池ドックの前縁から前車輪の軸まで同一の距離を有する場合、ブロック機構は固定され、調節不可能であってもよい。
【００５９】
他の例では、特に電気車両が様々な種類のものであり得るとき、ブロック装置３ａは、前後方向において、つまり、方向Ｘにおいて、調節可能であってもよい。このような調節は、例えば制御ユニット５によって制御される電気的な調節機構３３によって実行され得る。一例では、ブロック装置３ａは、方向Ｘで傾斜台３０において滑り可能に案内され、調節機構３３は、例えばブロック装置３ａにおいて搭載され、ブロック装置３ａの位置を調節するための、方向Ｘと平行に延びるラック３４と噛み合う１つまたは複数のピニオンを備えてもよい。
【００６０】
制御ユニット５は、前車輪ブロック装置３ａを、電気車両の種類に応じて必要とされる位置に設定するようにプログラムされてもよい。
【００６１】
例えば、制御ユニットは、開口３１の中心から距離ｋ＝ｘ＋ｂ／２に、ブロック装置３ａの位置を設定するようにプログラムされてもよく、ここで、ｘは前車輪軸と電池ドック２の前縁との間の距離であり、ｂは電池ドック２の長さである。距離ｘは、車両の文献において利用可能であり、あらかじめ制御ユニット５に記憶されてもよい。
【００６２】
車両の種類は、運転者または操作者によって制御ユニット５に手作業で入力できる、または、例えば制御ユニット５と通信しているカメラによって、自動的に認識されてもよい。
【００６３】
電池交換ステーションに、スマートカードを読み取るように適合されたカード読取機５０が備え付けられる場合、運転者は、例えば前記距離ｘといった、スマートカードに登録された車両事項を有することができる。その場合、車両が傾斜台３０に載る前にスマートカードがカード読取機５０によって読み取られる場合、距離は制御ユニット５に送られ、制御ユニットはそれに従ってブロック装置３ａの位置を設定する。
【００６４】
図７および図８に示しているように、電池交換ステーション６は、電池リフト４が方向Ｘと垂直に方向Ｙで移動できるのに沿うリフトレーンも備える。リフトレーンは、電池リフト４が転がることができる１つまたは２つのレール４０によって実現され得る。レール４０は地上４１の高さにあってよく、傾斜台３０は、リフト４が車両レーンの下で移動できるように十分高くなっている。変形では、傾斜台３０が地上高さにあり、リフトレーン４０が地下にあってもよい。
【００６５】
レール４０は、傾斜台３０の前記開口３１の下に位置決めされる。
【００６６】
図４、図７、図８に示しているように、電池リフト４は、
−  充電された電池ブロック１を支持するための第１のプラットフォーム４ａ（長手方向のパッド）と、
−  第１のプラットフォーム４ａを上昇および下降させるための第１のリフト組立体４ａ’と、
−  放電された電池ブロック１を支持するための第２のプラットフォーム４ｂ（長手方向のパッド）と、
−  第２のプラットフォーム４ｂを上昇および下降させるための第２のリフト組立体４ｂ’と
を備え得る。
【００６７】
電池リフト４は、レール４０における車輪４３が備え付けられたシャーシ４２を備えてもよい。
【００６８】
したがって、電池リフト４は、電池ブロック１を、充電保管庫から車両の下方の場所へと運搬し（車両の軸に対して垂直の水平方向移動）、それから車両の電池ケース２へと運搬する（鉛直方向の移動）ことができる。電池リフト４は、それ自体の動力によってレール４０において駆動される。
【００６９】
電池リフト４には、位置センサ４ｃと、制御ユニット５との通信のための装置４ｄとが備え付けられてもよい。位置センサ４ｃは、赤外線ビームの発生源と、電池ブロック１の鏡１ｃによる赤外線ビームの反射を検出することができる検出器とを備え得る。赤外線ビームはレーザービームによって置き換えられてもよい。
【００７０】
リフト組立体４ａ’、４ｂ’は、それら自体の動力（例えば、油圧圧縮機）によって駆動される４つのピストンを各々備え得る。変形では、リフト組立体４ａ’、４ｂ’はジャッキであってもよい。ジャッキは、車両の下に必要な鉛直方向空間がより小さいため、好ましくは、リフトレーン４０が道路表面の下に位置付けられる電池交換ステーションのために選択される。
【００７１】
プラットフォーム４ａ、４ｂの両方、具体的には、プラットフォーム４ａは、適切に滑ること、または、転がることのいずれかによって、水平平面における電池ブロック１の移動を容易にするために、滑り面を有してもよい。例えば、各々のプラットフォーム４ａ、４ｂは、例えば球、または、より好ましくは、方向Ｙと平行（図４）もしくは方向Ｘと平行（図４Ａ）な回転の軸を有する筒体４ｆといった、ローラが設けられた金属フレームによって形成されてもよい。図４の例では、筒体４ｆは、方向Ｘにおける電池ブロック１の自由な転がりと、方向Ｙにおける電池ブロック１の自由な滑りとを可能にする。
【００７２】
筒体４ｆは、例えば、金属面、または、減摩材料、つまり、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）もしくは同様のものなどの低摩擦材料で被覆された面といった、任意の滑り面によって置き換えられてもよい。これらの滑り面は、平坦であり得る、または、図１Ｂのものと同様の滑りパッド、もしくは、図１Ｃのものと同様の滑りビーズ、もしくは他の起伏が設けられ得る前記プラットフォーム４ａ、４ｂの全体面を形成してもよい。
【００７３】
変形として、または、追加で、制御ユニット５は、電池ドックとの嵌まり合いの間に方向Ｙと平行な電池ブロック１の移動を容易にするために、充電された電池ブロック１が持ち上げられるときに車輪４３の回転を自由にするように適合されてもよい。
【００７４】
この具体的な例では、プラットフォーム４ａ、４ｂは、電池ブロック１の外部ケーシング１０の基部１２と若干重なる（例えば、各々の側面において１ｍｍ）。
【００７５】
放電された電池ブロック１のための第２のプラットフォーム４ｂには、漏斗形とされた案内部４ｅ（先細りとされた側面を有する）が好ましくは備え付けられ、これは、放電された電池ブロック１の位置を調節することを可能にする。漏斗形とされた案内部４ｅは滑り面を有する。
【００７６】
制御ユニット５は、電池交換ステーションの一部であり、電池リフト４、電池ドック２、およびブロック装置３ａとの通信を提供する。制御ユニット５は、センサ信号を処理し、それに基づいて、電池リフト４の水平方向移動と、リフト組立体４ａ’、４ｂ’の鉛直方向移動と、電池ケースの機械的固定部２ａとを制御する。台車４および傾斜台３０との制御ユニット５の通信は直接的（有線）とされ得るが、電池ドック２との制御ユニット５の通信は、好ましくは無線である。
【００７７】
電池交換過程
前述したような電池交換システムは、次のように動作する。
【００７８】
おそらくは、先に説明したようにブロック装置３ａの位置の調節の後、電気車両Ｖが傾斜台３０に入る場合、運転者は、前車輪Ｗがブロック装置３ａに入るまで車両を前へと移動させてから、車両を停止させる。ブロック装置３ａは、電気車両Ｖの正確な前後位置、延いては、車両の放電された電池ブロック１の正確な前後位置を確保する。車両位置は、圧力センサ３ｂから受信される信号によって制御ユニット５に確認される。
【００７９】
次に、制御ユニット５は、車両Ｖの下に、つまり、開口３１の下に移動するために、充電された電池ブロック１を伴う電池リフト４（より具体的には、電池交換ステーション６の電池リフトのうちの１つ）に信号を送る。
【００８０】
電池リフト４の側方の位置付けは、台車４の位置センサ４ｃおよび／または放電された電池１の位置センサ１ｃによって提供される。位置センサからのデータは制御ユニット５に送られ、位置センサ４ｃおよび１ｃが互いと真っ直ぐに重なる場合に、制御ユニット５は停止させるために命令を電池リフト４に送る。
【００８１】
停止の後、制御ユニット５の命令に基づいて、第２のリフト組立体４ｂ’は第２のプラットフォーム４ｂの上向きに鉛直方向で延び、圧力センサ２ｄを作動させるために、放電された電池１を電池ドック２へと上向きにより深く押す。センサ２ｄから受信された信号に基づいて、制御ユニット５は、固定部２ａを電池穴１ａから取り外すために信号を送り、これによって放電された電池ブロック１を電池ケース２から外せる。
【００８２】
電池を外した後、制御ユニット５は、放電された電池ブロック１を伴う第２のプラットフォーム４ｂを下へと移動するために、第２のリフト組立体４ｂ’を下降させるための命令を与える。
【００８３】
両プラットフォーム４ａ、４ｂが同じ低い位置にある場合に、制御ユニット５は、充電された電池を伴う第１のプラットフォーム４ａが電池ドック２の真っ直ぐ下方に来るように、電池リフト４を一定の所定の距離で方向Ｙと平行に移動させる。
【００８４】
次に（例えば、５秒間の遅れで）、制御ユニット５は、機械的固定部２ａをその延ばされた（固定される）位置へと戻す解放を命令する。
【００８５】
充電された電池ブロック１は、（第１のリフト組立体４ａ’を用いて）第１のプラットフォーム４ａにおいて持ち上げられ、電池ドック２へと押し込まれて、機械的固定部２ａを電池ブロック１の側面における穴１ａに入れさせる。電池ドック２への充電された電池ブロック１の挿入は、電池１が電池ドック２と完全に位置合わせされていない場合であっても（許容範囲は、例えば±１０ｃｍのものであり得る）、可能である。これは、電池ブロックの先細りの形と、電池ドック２の滑り面と、電池ブロック１の先細りの側面と、電池ブロック１の底が第１のプラットフォーム４ａにおいて自由に移動することとによって達成され得る。
【００８６】
充電された電池ブロック１および電池ドック２の電気コネクタ１ｂ、２ｂの位置合わせはそれらの接続をもたらし、これは制御ユニット５に確認される。
【００８７】
次に、制御ユニット５は第１のリフト組立体４ａ’をその元の低い位置に下降させるために信号を送る。
【００８８】
続いて、制御ユニット５は、前車輪固定機構３ａを解除するための命令を与えることができる、または、車両が単純に前車輪固定機構３ａの上を転がる。
【００８９】
同時に、制御ユニット５は電池リフト４に充電保管庫に戻るように命令し、充電保管庫では、放電された電池ブロック１が第２のプラットフォーム４ｂから取り外され、別の充電された電池ブロック１が第１のプラットフォーム４ａに載せられる。
【００９０】
第２の実施形態
本発明の第２の実施形態は、前述した第１の実施形態と同様であり、そのため、すべての詳細において記述されていない。第２の実施形態について再び記述されていないすべての詳細は、第１の実施形態と同一または同様である。
【００９１】
第２の実施形態では、図９〜図１３に示しているように、電池ブロック１は、その上方側に置かれたホーミングコーン（円錐形の鋲）１．２を有する平坦なブロック１．１の形を有する。
【００９２】
電池ブロックの寸法の例は、長さ３０００ｍｍ、幅１１００ｍｍ、厚さ１００ｍｍであり得る。電池ブロック１の寸法は、電気車両Ｖの大きさに応じて適合される。電池ブロック１は、車両Ｖの前軸の後ろおおよそ５００ｍｍから、後軸の後ろおおよそ６００ｍｍまで延び得る。電池の幅は、電池ブロック１の両側において、電池ドックから機械的固定部２ａを固定することを可能にするように設定される。
【００９３】
電池ブロックは、電池ブロック１．１の上方側に置かれる４つの同一のホーミングコーン１．２を、２つの前のコーンと２つの後のコーンとで有してもよい。ホーミングコーン１．２のこの数は、電池ブロックを車両の電池ドックへと挿入する場合に、水平平面において電池ブロックの適切な案内を得るために好ましい。この挿入の間、各々のホーミングコーン１．２は、電池ドック２の上部２．２に属する対応する形の円錐形の穴２．３の内部に嵌め合わされる（図１２）。この挿入の間、ホーミングコーン１．２は円錐形の穴２．３の内部に滑り込んで、電池ドック２に対するその適切な位置に向けた電池ブロック１の水平方向の案内を確保する。
【００９４】
車両Ｖに対して、前のホーミングコーン１．２は、中心トンネルの各々の側面において、シャーシの前縁の近傍に置かれてもよく、後のホーミングコーン１．２は、車両の後部座席の下に置かれてもよい。
【００９５】
少なくとも１対のホーミングコーン１．２は、対応する円錐形の穴２．３に形成された相補的な電気コネクタ２ｂへと接続するように適合された電気コネクタ端子１ｂを含む。ホーミングコーン１．２は、対応する円錐形の穴２．３に形成された相補的な加熱／冷却システムコネクタ（図示せず）と接続するように適合された、電池ブロック１を加熱または冷却するための加熱／冷却システムコネクタ１ｆを含んでもよい。好ましくは、後のホーミングコーン１．２は電気コネクタ端子１ｂを含み、前のホーミングコーン１．２は加熱／冷却システムコネクタ１ｆを含む。
【００９６】
ホーミングコーン１．２は、好ましくは、円筒形の下方部を伴う円錐台の形であり、その場合、円錐形の上方部は、車両の電池ドックへの挿入の間、電池ブロック１の自己位置決めのために使用され、下方の円筒形部は、すでに中心付けられている電池ブロック１を車両の電気コネクタ２ｂと接触させるために使用される。ホーミングコーンの好ましい寸法は、高さがおおよそ１５０ｍｍで、直径がおおよそ１２０ｍｍであり得る。
【００９７】
位置センサ１ｃは、２つの後のコーン１．２の間で電池ブロック１．１の後部に位置付けられ得る。位置センサ１ｃは、例えば鏡または他の反射面の形態で、光学センサの一部とでき、電池ドック２は、例えば、指向性発光器と、鏡１ｃによって反射される光を検出するための光検出器とを有する対応する位置センサ２ｃ（図１２）を有する。
【００９８】
接続センサ１ｅが、電池ブロック１．１の上方部に位置付けられてもよい。接続センサ１ｅは、好ましくは、電池ドック２の上部２．２に位置付けられた磁気誘導センサ２ｅの強磁性の相手部品である（図１３）。
【００９９】
電池ブロック１は、機械的固定部２ａによって電池ドック２に取り付けられ得る。機械的固定部２ａは、例えば自動車のシャーシの入口の傍に形成された、電池ドック２の側面２．１において延びている旋回固定部とできる。
【０１００】
図１２において示されているように、各々の機械的固定部２ａは、方向Ｘと平行な回転軸Ｘ０において電池ドック２に旋回可能に備え付けられているＬ字形のラッチ２ａ１を備え得る。ラッチは、固定部２ａが電池ブロック１を解除する固定解除位置（図１２における破線）と、ラッチ２ａ１が、前記電池ブロック１を電池ドック２において保持するために、電池ブロックの側面と電池ブロックの下とで適用される固定位置（実線）との間で回転するために、例えば電池ドック２の側面２．１に置かれたサーボモータ２ａ２によって作動される。
【０１０１】
電池ドック２は、車両のシャーシに形成され、電池ドック２における電池ブロック１の挿入の間、例えば４０ｍｍの側方の許容範囲で、平坦なブロック１．１に対応する寸法を有する。
【０１０２】
この実施形態では、電池リフトの第１のプラットフォーム４ａおよび第２のプラットフォーム４ｂは、例えば、シリコーンローラの代わりに金属ローラ４ｆが設けられてもよい。金属ローラは、例えば、亜鉛仕上げされた鋼鉄から作られてもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１  電池ブロック
２  電池ドック
３  車両レーン
４  電池リフト
５  制御ユニット
６  電池交換ステーション
１０  外部ケーシング
１１  周囲壁
１２  基部
１３  下方部
１４  傾斜側面
１５  傾斜端面
１６  上部
２０  内部ケーシング
２１  周囲壁
２４  傾斜側面
２５  傾斜側面
２６  上部
２７  筐体
２８  電気機械的駆動部
２９  ラッチ
３０  傾斜台
３１  開口
３２  支持構造
３３  調節機構
３４  ラック
４０  リフトレーン
４１  地上
４２  シャーシ
５０  カード読取機
Ｖ  電気車両、車両
Ｖ１  中心トンネル
Ｗ  前車輪
【図１】
0006568313.tif 000002
【図１Ａ】
0006568313.tif 000003
【図１Ｂ】
0006568313.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
0006568313.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
0006568313.tif 000010
【図５】
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【図６】
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【図７】
0006568313.tif 000013
【図８】
0006568313.tif 000014
【図９】
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【図１０】
0006568313.tif 000016
【図１１】
0006568313.tif 000017
【図１２】
0006568313.tif 000018
【図１３】
0006568313.tif 000019