(57)【要約】電気自動車に電気を供給するための充電式バッテリーは、パイプラインに沿った輸送に適合するカプセルの中に封入される、少なくとも一つの着脱交換式再充電可能電池を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車へ電力を供給する再充電可能バッテリーであって、
着脱交換式電気的再充電可能電池であって、前記電池はパイプラインに沿った輸送に適合するカプセルの中に封入される、少なくとも一つの電池を含むバッテリー。
【請求項２】
前記カプセルはパイプラインに沿った圧気輸送に適合する、請求項１に記載のバッテリー。
【請求項３】
前記カプセルの中に封入される複数の電気的再充電可能電池をさらに含み、前記カプセルはバッテリーに対して着脱交換できる請求項１または２に記載のバッテリー。
【請求項４】
その中に封入され、電気的に接続している複数の電気的再充電可能電池をそれぞれ有する複数の電気的に相互接続されたカプセルをさらに含み、それぞれのカプセルはパイプラインに沿った輸送に適合する請求項３に記載のバッテリー。
【請求項５】
前記複数のカプセルは第一および第二タイプのカプセルを含み、
第一カプセルタイプは、直列接続を提供するためのもう一つ別の第一カプセルタイプの前記電気端子コネクタと協力するために形成される電気端子コネクタを含み、第二カプセルタイプは、直列接続を提供するためのもう一つ別の第二カプセルタイプの前記電気端子コネクタと協力するために形成される電気端子コネクタを含み、
前記第一および第二カプセルタイプの前記電気端子コネクタは並列に第一および第二カプセルを接続するために形成される、
請求項４に記載のバッテリー。
【請求項６】
前記カプセルはどちらかの端部に第一および第二同心電気端子を含む、
請求項１〜５のいずれかに記載のバッテリー。
【請求項７】
カプセルは前記電池または複数の電池が格納される容器、
前記カプセルのそれぞれの端部の電気端子、および
使用において、パイプラインに沿った輸送を容易にする少なくとも一つの円周カラーを含む、
請求項１〜６のいずれかに記載のバッテリーの中の適切に使用するための電気的再充電可能電池のカプセル。
【請求項８】
前記少なくとも一つのカラーは、誘導および／または実質上それとともに密封するために、使用において、カプセルが輸送されるパイプラインと協力するために形成される、
請求項６に記載のカプセル。
【請求項９】
少なくとも一つの円周カラーは二つの円周カラーを含む、
請求項７または請求項８に記載のカプセル。
【請求項１０】
前記カプセルのそれぞれの端部で一組の電気端子をさらに含む請求項７〜９のいずれか１項に記載のカプセル。
【請求項１１】
前記カプセルの一端の一組の端子と前記カプセルの他方の端部の前記一組の端子の間の前記接続を、使用において、選択的に開閉する開閉手法をさらに含む請求項１０に記載のカプセル。
【請求項１２】
前記開閉手法は一つまたはそれ以上の半導体スイッチを含む、請求項１１に記載のカプセル。
【請求項１３】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の再充電可能バッテリーまたは請求項７〜１２のいずれか１項に記載のカプセルを含む電気駆動自動車。
【請求項１４】
前記バッテリーは請求項７〜１２のいずれか１項に記載のカプセルが内部に位置してもよいずらりと並んだチューブを含む、
請求項１３に記載の自動車。
【請求項１５】
単体または複数の再充電可能電池へ、及び単体または複数の再充電可能電池からカプセルを運搬可能な少なくとも一つの置換パイプライン
をさらに含む請求項１３または請求項１４に記載の自動車。
【請求項１６】
前記置換パイプラインは空気圧で互換性のある、
請求項１５に記載の自動車。
【請求項１７】
請求項７〜１２のいずれか１項に記載のカプセルを再充電のために内部に一時的に配置できる容器の充電、
および前記カプセルを受け取り、輸送するために前記電気自動車とつながることのできるパイプラインを含む、
請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の電気駆動自動車と共に使用するための互換性のある電気自動車サービスおよび／または充電ステーション。
【請求項１８】
前記サービスおよび／または充電ステーションおよびカプセルの在庫と連通するパイプラインを含む
請求項１７に記載の電気自動車サービスおよび／または充電ステーションと共に使用するために適合される、
請求項７〜１２のいずれか１項に記載の複数のカプセルの収納。
【請求項１９】
請求項７〜１２のいずれか１項に記載の一つまたはそれ以上のカプセルを電気自動車再充電可能バッテリーから空気圧で引き離し、請求項１８に記載の収納と空気圧式に連通するおよび請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の電気自動車と任意に結合する請求項１７に記載のサービスおよび／または充電ステーションを含む充電された代替品または操作可能なそのようなカプセルと交換することのできる装置のシステム。
【請求項２０】
請求項７〜１２のいずれか１項に記載の少なくとも一つの放電された、一部だけ放電されたまたは不完全なカプセルを前記バッテリーから空気圧式に取り除くこと、
および充電されたおよび／またはそうでなければ作動可能な状態にある同じような別のカプセルと空気圧式に交換すること、
を含む、
電気自動車の中の少なくとも一つの再充電可能電池を充電および再充電する方法。
【請求項２１】
請求項１８に記載の収納の使用を任意に有する請求項１７に記載のサービスおよび／または充電ステーションの使用を含む、
請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は一般に、電気自動車（ＥＶ）およびＥＶのバッテリー、特に電気駆動自動車およびそれに関連するバッテリーに関する。より明確には、独占的でないけれども、この発明はEVの再充電および／またはそのような自動車のためのバッテリーの交換または補充のためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
適切な充電配置を有する乗用車のような、主にバッテリー駆動自動車の開発において多くの関心がある。
【０００３】
内燃機関（ＩＣＥ）自動車は、５００ｋｍ以上の範囲を提供するのに十分な燃料エネルギーの量を、とても速く取り込むことができる。対照的に、ＥＶに「燃料補給する」のは、一般的に非常に遅くて、そのような自動車の航続距離が短いため、より頻繁に必要とされる。それぞれのＥＶは一般的に内蔵型バッテリー充電器および適切な主電力供給に接続するケーブルを有する。満充電まで１５〜２０分というとても高い充電率は、いくつかのリチウムイオンバッテリーで可能となっているが、家庭または公共の充電ポイントでは、満充電まで６〜１２時間が通常の充電率である場合が多い。充電時間のこの長さは、１回の充電で１００〜２００ｋｍのその移動範囲をはるかに上回る長旅または旅のシーケンスに必要な自動車にとって一般的に受け入れられない。バッテリー交換システムはこれに対する解決法、例えば、Ｒ  Ｌ  Ｗａｔｓｏｎ,  Ｌ  ＧｙｅｎｅｓおよびＢ  Ｄ  Ａｒｍｓｔｒｏｎｇによる全電気自動車のための燃料補給インフラによって示される、「充電スタンド」で消耗したバッテリーを満充電したものとの交換、として提案されてきた。（１９８６）輸送と道路の研究所、ＴＲＲＬ研究レポート６６。コピーはhttp://www.trl.co.uk/および運輸省（http://www.berr.gov.uk/files/file48653.pdf）から得られる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
平均的な電気乗用車のバッテリーパックはおよそ２５０ｋｇ〜３００ｋｇの重さであってもよい。有利におよび良い質量配分の結果、車の安全な運転を提供するために、バッテリーパックは特にそれぞれの特定の自動車のために設定され、従って、その構造に組み込まれてきた。ＥＶにおけるバッテリーの熱管理はまた全ての気候において効果的な運転に対して不可欠である。これはまたＥＶのキャビンおよびパワートレイン温度制御システムに組み込まれてもよい。そのようなアプリケーションにおいて、バッテリーパックの交換は、現在のＩＣＥ自動車において使用されるものよりもはるかにより多くの時間を消費し、より困難で、および特殊なハンドリング機材（図のように、例えば、運輸省によってー（http://www.berr.gov.uk/files/file48653.pdf））を必要とするだろう。さらに、すべての充電ステーションは満充電したバッテリーの多数の在庫を持っている必要がある。これは、エンドユーザーが払うべき、多数の金銭的支出を必要とする。
【０００５】
ＵＳ３７９９０６３は油圧駆動のつり腕が使用済みのバッテリーを取り外して、再充電されたバッテリーを積むために使用されている、一つのそのようなシステムを提案する。そのようなシステムはいくつかのバッテリータイプに適しているが、ＥＶにおいてバッテリーの位置および接近性を構成することにおいて柔軟性は非常に限定される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って前記の問題を克服するまたは少なくとも軽減するバッテリー交換システムの必要性がある。早くて簡素なバッテリー電池の交換を容易にするそのようなシステムのより明確な必要性がある。
【０００７】
従って、本発明の第一の態様は再充電可能なバッテリー、例えば、電気自動車に電力を供給することに好適な、パイプラインに沿った輸送に適合するカプセル又はキャリアの中に封入される、少なくとも一つの着脱交換式再充電可能電池を含むバッテリーを提供する。
【０００８】
本発明の解決法は、ＥＶ上にバッテリーケーシングを残し、望ましくは通常ＩＣＥ車両に燃料を補給するのに必要な時間内に、その一又は複数のバッテリー電池または一又は複数のモジュールを交換することにある。
【０００９】
少なくとも一つの電池は二つまたはそれ以上の電池を含んでもよいが、望ましくは複数の着脱交換式再充電可能電池を含む。バッテリーは少なくとも一つの電池を（全体が部分として）含むまたは（全体の一部として）含むまたは（全体的に）含むカプセル、またはキャリアをさらに含んでもよい。望ましくは、バッテリーは二つまたはそれ以上のカプセル、例えば、複数のカプセルをさらに含み、それぞれのカプセルは少なくとも一つの電池、例えば、二つまたはそれ以上のそのような複数の電池を（全体が部分として）含むまたは（全体の一部として）含むまたは（全体的に）含む。より望ましくは、バッテリーはさらに複数のカプセル、例えば、それぞれが、相互に電気的に接触し且つその中に封入された電気的再充電可能電池を有する、例えば電気的に相互接続されたカプセルをさらに含み、それぞれのカプセルがパイプラインに沿った輸送に望ましくは適合する。一つまたはそれ以上のカプセル、例えば３つのカプセルが、キャリアの中で封入されてもよい。
【００１０】
カプセルまたはキャリアは、加圧流体、任意の推進手法、電磁的手段のような、他の適切な手法によってパイプラインに沿った輸送に適合してもよい。望ましくは、しかしながら、カプセルまたはキャリアはパイプラインに沿った圧気輸送に適合する。
【００１１】
本発明の第二の態様は本発明の第一の態様によるバッテリーおよびキャリアの中で使用するのに適切な一つまたはそれ以上の電気的再充電可能電池のカプセルを提供する。
【００１２】
カプセルはそのどちらかの端部に一つ又はそれ以上の電気端子またはコネクタを含むことができる。望ましくは、カプセルはそのどちらかの端部に一つのコネクタと二つの電気端子を含む。より望ましくは、端子の一つ目は端子の二つ目によって少なくとも部分的に囲まれている、例えば、第一端子は第二端子の中に放射状に入れ子にされてもよい。カプセルはその端部の一つ目でオスコネクタおよびその端部の二つ目でメスコネクタを含んでもよい。オスコネクタは二つの同心のオスコネクタ要素、例えば、湾曲したおよび／または中空の、例えば、チューブ状の突起によって少なくとも一部分において囲まれている突起を含んでもよい。メスコネクタは二つの同心のメスコネクタ要素、例えば、放射状のワイパーコネクタ要素、例えば、一組の湾曲したおよび／または中空の、例えば、チューブ状の突起を含んでもよい。オスおよびメスコネクタは、締りばめおよび／またはコンタクトを提供するために望ましくは協力する。メスコネクタは、オスコネクタと協力する小型または大型のチューブ状の要素を提供するために偏ってもよい、二つまたはそれ以上の、例えば、複数の弾性要素を含んでもよい。ワイパーはカプセルの外周を包み込むことができるコネクタのストリップ、例えば、ベリリウム銅コネクタで構成されてもよい。
【００１３】
カプセルは、例えば、使用する時、カプセルと隣り合ったカプセルの間の接続形態における変化を容易にするためのまたは容易にする、例えば端子の一つまたはそれ以上のペアの間の接触を切り替えるための開閉手法を含んでもよい。開閉手法は直列接続から並列接続へおよび／または逆の場合も同様に隣り合ったカプセルの間の接続を切り替えできるように作られてもよい。望ましくは、開閉手法は一つまたはそれ以上の半導体スイッチ、例えば、ＤＣ半導体スイッチを含む。
【００１４】
コネクタおよびコネクタ要素および端子の一つまたはそれ以上は電気的に非導電性カラーによって少なくとも部分的にシールドされていてもよい。カプセルはソレノイド動作プラグに適合するために、プラグ手法のような、遠隔操作および／または手法のためにソケットを組み込んでもよい。
【００１５】
カプセルは望ましくは、使用において、パイプラインに沿った輸送を容易にするための、電池が収納される開閉式であってよい容器、および／または、例えば、カプセルを囲っている円周カラーである少なくともカプセルの一部の周辺の、例えば、柔軟または硬いおよび／または熱伝導性カラーである少なくとも一つのカラーを含む。カプセルは有利に一組のカラーを含む。少なくとも一つのカラーは望ましくは、カプセルが運ばれ得るパイプラインと協力して、例えば、ガイドするおよび／または位置づけするおよび／または実質的にまたは機能的にそれとともに密封するように形成される。例えば、少なくとも一つのカラーは突起または突起部、例えば円周のおよび／または放射状のおよび／または外方向に伸びている突起または突起部を含んでもよい。
【００１６】
本発明の第三の態様は上記で開示された封入された二つまたはそれ以上の、例えば複数のカプセルを提供する。
【００１７】
バッテリーまたは封入された二つまたはそれ以上のカプセルは第一および第二カプセルを含んでもよい。第一カプセルタイプは直列接続を提供するためにもう一つ別の第一カプセルタイプの電気端子コネクタと協力するために形成される電気端子コネクタを含んでもよい。第二カプセルタイプは直列接続を提供するためにもう一つ別の第二カプセルタイプの電気端子コネクタと協力するために形成される電気端子コネクタを含んでもよい。第一および第二カプセルタイプの電気端子コネクタは平行に第一および第二カプセルを接続するために形成されてもよい。
【００１８】
カプセルおよび封入された複数のカプセルは上記で開示されたように再充電可能なバッテリーへ挿入、例えば、空気圧式の挿入および再充電可能バッテリーから除去ができる。封入された複数のカプセルの一端は大気および／またはその他に放出されてもよいまたはそれから離れた端部は密閉例えば、大気の作用によって密閉されてもよい。
【００１９】
本発明の第四の態様は上記で開示された複数のお互いに隣り合って封入された電池の列を提供する。望ましくは、それぞれ隣り合ってそのように封入された複数の列は機械的および／または電気的に接続されてもよい。
【００２０】
本発明の第五の態様は再充電可能バッテリーおよび／またはカプセルおよび／または封入された複数のカプセルおよび／または上記に開示された複数のお互いに隣り合った封入された電池の列を含む電気駆動自動車を提供する。
【００２１】
自動車はさらに上記で開示された封入された複数の電池が内部に位置してもよい熱板を含んでもよい。自動車はさらに、少なくとも一つの置換パイプライン、例えば、少なくとも一つの空気圧式に互換性のある置換パイプラインを含んでもよく、この置換パイプラインを通ってカプセルまたは封入された複数のカプセルはその再充電可能なバッテリーの単体または複数へおよびから運ばれる。
【００２２】
本発明の第六の態様は電気駆動自動車、または空気圧式に互換性のある置換パイプラインの使用に互換性のある、サービスおよび／または充電ステーション、例えば、電気自動車のサービスおよび／または充電ステーション、を提供する。ステーションは望ましくは、内部に、上記で開示されたカプセルおよび／または封入された複数の電池が再充電のために位置してもよい、例えば、一時的に位置してもよい充電容器を含む。ステーションはさらに、一つまたはそれ以上のカプセルまたは封入された複数の電池を受け取りおよび運ぶために、電気自動車、または電気自動車の空気圧式に互換性のある置換パイプラインと結合するように形成される又は結合できる一つまたはそれ以上の空気圧式に互換性のある置換パイプラインを含んでもよい。
【００２３】
本発明の第七の態様は上記で開示されたカプセルまたは多重の封入された複数の電池の収納を提供する。収納は望ましくは上記で開示されたステーションとともに使用するために形成されまたは適合し、例えばステーション、及び／又はカプセルの在庫または封入された複数の電池と空気圧式に連通しているパイプラインを含む。
【００２４】
本発明の第八の態様は電気自動車の再充電可能なバッテリーの一つまたはそれ以上の封入された電池または電池カプセルから引き出すこと、例えば空気圧式に引き出すことおよび／または交換用の充電されたまたは操作可能な封入された電池または電池カプセルと置き換えることができる装置のシステムを提供する。システムは望ましくは、上記で開示されたステーション、例えば、上記で開示された空気圧式に収納と連通するおよび／または上記で開示された電気自動車と連通するステーションを含む。
【００２５】
本発明の第九の態様は、例えば、上記で開示された本発明の一つまたはそれ以上の態様を使用して、電気自動車の中の少なくとも一つの再充電可能なバッテリーの充電または再充電する方法を提供する。方法は望ましくは、前記バッテリーから、上記で開示された少なくとも一つの放電された、部分的に放電されたまたは不完全な電池または電池カプセルまたは封入された複数のカプセルまたは電池の除去、例えば空気圧式に除去することを含む。方法はさらに、同じような別の電池または電池カプセルまたは封入された複数のカプセルまたは充電されたおよび／またはその他の動作状態における電池と置換、例えば空気圧式に置換することを含んでもよい。
【００２６】
方法は有利に上記で開示されたステーションの使用および／または上記で開示された収納の使用を含んでもよい。
【００２７】
全てのその態様において本発明の他の任意のおよび推奨の特徴は当業者に明らかになるだろう。
【００２８】
本発明の実施形態は添付の図面を参照する例のみの方法によって現在開示されるだろう。
【発明の効果】
【００２９】
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る第一実施形態によるバッテリーの斜視図である。
【図２】オス電気コネクタを示す図１のバッテリーで使用するためのカプセルの斜視図である。
【図３】メス電気コネクタを示す図２の類似の図である。
【図４】その中心部に沿った図２および図３のカプセルの概略断面図である。
【図５】図２〜４のカプセルのコアの中に組み込まれる開閉手法の概略を示す図である。
【図６】本発明に係る電気自動車のバッテリーを有するサービスおよび／または充電ステーションの充填チューブの取り外し可能な取り付け具の概略を示す図である。
【図７】本発明に係る装置のシステムの概略を示す図である。
【図８】本発明の第二実施形態に係る非端子の、柔軟に接続される空気圧式互換性のあるバッテリーカプセルの端面および側面図である。
【図９】図８のカプセルと電気的に接続する取り付けができる、空気圧式互換性のあるバッテリーカプセルの正面端子の端面図である。
【図１０】図１０のカプセルとの電気的な接続において接続ができる、フロント端子の空気圧式に互換性のあるバッテリーカプセルと、非端子の空気圧式に互換性のあるバッテリーカプセルの端面図である。
【図１１】非端子の硬く接続された空気圧式に互換性のあるバッテリーカプセルの側面図である。
【図１２】バッテリー温度制御ジャケットの内部及び図式的に外側の多重のカプセルの、電気自動車の空気圧式に互換性のあるバッテリーチューブの等角の配置である。
【図１３】バッテリーケース、バッテリーチューブの囲いおよびバッテリー温度制御ジャケットまたは冷却ジャケットの内側の中におよび概要に多重のカプセルの空気圧式に互換性のあるバッテリーチューブの電気自動車の等角の配置である。
【図１４】四つのステップモジュラーバッテリー交換の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
今図１を参照すると、電気自動車へ動力を供給するための使用のために再充電可能バッテリー１を示す。バッテリー１はずらりと並んだ六つのチューブ１１、閉端部１２、開端部１３および開端部１３を選択的に閉じるためのヒンジ蓋１４を組み込むケーシング１０を含む。チューブ１１は三つのバッテリーポッドのまたはカプセル２の列を開放可能なように受け取るために配置される。閉端部１２はそれぞれのチューブ１１と平行に並ぶ閉鎖可能な穴（示されていない）およびコネクタ（示されていない）を組み込む。蓋１４はまたそれぞれのチューブ１１に平行に並ぶためにおよびバッテリーカプセル２の列で軸圧力を適用するためにおよび蓋１４が閉じた状態であるとき十分にケーシング１０を密閉するために形成されたシールおよびコネクタ（示されていない）を組み込む。ケーシング１０はまた好適範囲の中でチューブ１１の温度を維持するためにこの実施形態において冷却手法（示されていない）を含む。
【００３２】
図２〜５を参照すると、それぞれのカプセル２は一端で第一コネクタ２２、他の端部で第二コネクタ２３およびそれぞれの端部で隣り合った一つのカラー２４、２５を有する管状体２１の中の複数の電気的に再充電可能な電池２０を封入する。第一コネクタ２２は二つの同心のコネクタ要素２２ａ、２２ｂ、すなわち、いずれもテーパーの先頭を含む管状突起によって囲まれる円筒突起２２ａを含む。第二コネクタ２３はまた、この実施形態において、この実施形態では一つが他の一つの内部に放射状に入れ子化され、いずれも管状突起２３ａ、２３ｂの形態である、二つの同心コネクタ要素２３ａ、２３ｂ、放射状のワイパーコネクタ要素２３ａ，２３ｂを含む。第二コネクタ２３のそれぞれのコネクタ要素２３ａ、２３ｂは、第一コネクタ２２のコネクタ要素２２ａ，２２ｂのそれぞれの一つと協力するための小型の管状要素２３ａ、２３ｂを提供するために偏向した複数の弾性の要素を含む。第二コネクタ２３のコネクタ要素２３ａ、２３ｂのこれらの弾性要素はベリリウム銅コネクタの包まれたストリップから構成される。
【００３３】
それぞれの一組のコネクタ要素２２ａ、２２ｂおよび２３ａ、２３ｂの一つは正端子２２ａ、２３ａを組み込み、それぞれの組２２ａ、２２ｂおよび２３ａ、２３ｂの他は負端子２２ｂ、２３ｂを組み込む。
【００３４】
管状体２１はこの実施形態において鋳造プラスチック材料で形成されて、２４個の電池２０の５層および電池２０を通って第二コネクタ２３へ第一コネクタ２２を電気的に接続するコア２６を囲む動作可能な容器で形成される。コア２６は電池２０の温度を制御する冷却手法（示されていない）および、図５に示されている、遠くで動作されるおよびこの実施形態において内部の高電流ＤＣ半導体スイッチを組み込む切り替え手法２７を含む。切り替え手法２７は、必要な時、直列接続から並列接続におよび逆も同様に、相互接続したカプセルの間の接続を切り替えるために形成される。これは切り替え手法２７を使用する端子２２ａ、２２ｂおよび２３ａ、２３ｂの組の一つの極性を交換することによって達成される。より具体的には、スイッチ１はポジションＰ１であり、スイッチ２は閉じていて、これは、同じ設定である他のカプセル２に関して並列接続を提供する。スイッチ１がポジションＰ２にあり、スイッチ２がすべてのカプセルに対して開いている時、スイッチ１がポジションＰ１にある後置ポッドを除けば、これは直列接続を提供する。スイッチ１がポジションＰ０であり、スイッチ２が開いているとき、内部の電流は開いている。
【００３５】
使用において、カプセル２の列を形成することは、その開放を著しく妨げることなしに良好な電気接続を確保するために十分な干渉を有するように、それぞれの第一コネクタ２２が隣り合ったカプセルの第二コネクタ２３と嵌合する。隣り合ったコネクタ２２、２３の嵌合はまた隣り合ったいくつかのポッドの間の角度置換を可能にするために十分な柔軟性を提供するように構成される。カプセル２の列がバッテリー１のチューブ１１の一つの中に位置している時、列の中の第一カプセル２のコネクタ２２、２３の一つは、ケーシング１０の閉端部１２の各コネクタ（示されていない）と嵌合し、その一方で、列の最後のカプセル２のコネクタ２２、２３の一つはケーシング１０の開端部１３を通って晒される。蓋１４はそのとき閉じられ、蓋１４の各コネクタ（示されていない）は機能的なバッテリーを提供するために晒されたコネクタ２２，２３と嵌合する。
【００３６】
それぞれのカラー２４、２５は実質上の面取りされた円錐の形をした横断面を有する円周突起部の形式であり、二つのパーツ２４ａ，２４ｂおよび２５ａ、２５ｂで形成される。第一パーツ２４ａ、２５ａは三角の横断面のベースに対応し、本体２１と一体に形成される。第二パーツ２４ｂ、２５ｂは第一パーツ２４ａ、２５ａの上に鋳造され、この実施形態において鋳造工程の間にさらに鋳造され、カプセル２およびチューブ１１の間のシールを適切に提供し、それらの挿入および除去の間チューブ１１とのカプセルの摩擦を減らすことの両方のために、低摩擦プラスチック材料で形成される。カラー２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂはまた、接触する時に、隣り合ったカプセルは平行に並べられることを確かにするためのカプセル２をガイドするために使用され、従ってコネクタ２２、２３の適切な嵌合が確保される。
【００３７】
図６を参照すると、図１のバッテリー１を組み込む自動車３を示す。図のように、バッテリー１は可能な限り重心の低い位置で提供するために自動車３の床板３０の中央に保管される。バッテリー１はわずかに角度をなし、各チューブ１１が、充電ステーション４の各空気圧式パイプ４０を使用して補充するためにチューブの開端部１３に自動車３の一方の側面から近づきやすいように、床板３０に沿って横に伸ばすように方向付けられる。この実施形態のそれぞれの空気圧式パイプ４０はカプセル２の収納に接続された柔軟性部分４１および自動車３のバッテリー１との接続のための剛性部分４２を含む。柔軟性部分４１は、最小の曲げ半径の維持を確かにするために柔軟性を制限するために形成され、従ってそれに沿ったカプセル２の、使用において、自由な動作を確かにする。
【００３８】
図７は充電ステーション４の略図を示し、空気圧式源を組み込む配管システム４３または可逆ブロワー４４、三方制御装置４５、三つの六方制御装置４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、第一ラック４７および第二ラック４８を含む。源４４は空気圧式に、順に三つの六方制御装置４６ａ、４６ｂ、４６ｃへ相互接続する、三方制御装置４５へ接続される。第一六方制御装置４６ａは、他の二つの六方制御装置４６ｂ、４６ｃのそれぞれが空気圧式に第一および第二ラック４７、４８の各一つへ接続される間、空気圧式に、使用において、自動車３へ接続される。
【００３９】
使用において、自動車３はサービスステーション（示されていない）に入り、充電ステーション４の隣に自らを位置づけする。この実施形態において、自動車３の前輪はそのとき格納式の輪留め（示されていない）に位置し、充電ステーションは自動車３に組み込まれている情報保存手段を読み取り、自動車の登録詳細を判別し、充電ステーションは、自動車３が充電ステーション４に接続されている間自動車の駆動システムの動作を停止させて、運転手（示されていない）がうっかり車を走り出させるのを防ぐ。バッテリーケーシング１０の蓋１４はカプセル２の列を晒すためにそのとき開けられ、閉端部１２にある穴（示されていない）は開けられ、パイプ４０はチューブ１１へ接続され、運転手（示されていない）は必要な充電量を選択することができる。
【００４０】
源４４は三方制御装置４５を通って第一六方制御装置４６ａへ吸引を適合するためにそのとき起動され、従って自動車３のバッテリー１から使用済みのカプセル２を引き出す。
源４４は正圧を適合するためにそのとき反転され、配管システム４３は使用済みのカプセル２を三方制御装置４５を通って第二六方制御装置４６ｂへおよび第一ラック４７の中に迂回させるために形成される。この輸送が完了するとき、源４４は再び反転され、配管システムは未使用の充電カプセル２を第二ラック４８から引き出すために第三六方制御装置４６ｃへ吸引を適合するために再形成される。源４４は正圧を適合するためにそのときまた反転されて、配管システム４３は三方制御装置４５を通って第一六方制御装置４６ａへおよび自動車３の中へ未使用カプセル２を迂回させるために再形成される。当然ながら、システム４３は、穴（示されていない）が、カプセル２がバッテリーに送られる時に、または、それ以前の所定の時間に、クッション効果を提供するために開けられるように調節可能に制御するために形成されてもよい。
【００４１】
自動車の動作を停止させて、それを充電ステーションへ接続する上記のステップは、今度は逆に実行され、運転手（示されていない）は再充電された自動車をサービスステーションの外へ運転する。支払いは任意の周知の方法によっておよび／または前述の情報保存手法の効力によって行われてもよい。使用済みカプセル２は再充電ステーション（示されていない）の現地または現地外へ送られてもよい。さらにまたはもう一つの方法として、再充電ステーション（示されていない）は原子力または石炭駆動のような任意の適切なエネルギー源を含んでもよいが、望ましくは再充電ステーション（示されていない）は一つまたはそれ以上の、風力、太陽電池、潮力エネルギー源または他の適切なエネルギー源のような、再生可能エネルギー源を組み込む。
【００４２】
本発明に係る小型〜中型電気自動車は充電の必要なしに１００マイル以上の走行が可能であるだろうと推定される。これらの推定は自動車を０マイル／時間から６０マイル／時間まで１２秒未満で推進できる７０〜１２０のブレーキ出力を有する標準１．４〜１．８リッターのガソリンエンジンに相当する電気モータを組み込む自動車３に基づく。望ましい実施形態において開示されるバッテリーは、例えば電気自動車３の電気モータへの、２００ボルト〜５００ボルト、より望ましくは３００ボルト〜４００ボルトの直流電流において、望ましくは１０ｋＷｈと３０ｋＷｈの間、より望ましくは１６〜２４ｋＷｈを供給するために形成される。それぞれのカプセルは望ましくは０．２ｋＷｈと５ｋＷｈの間、望ましくは０．５ｋＷｈと２ｋＷｈの間およびさらに望ましくは０．９０ｋＷｈと１．５または
１．３４ｋＷｈの間の容量を有する。それぞれのカプセルは、例えば、直径で１１５ｍｍおよび／または長さで４００ｍｍの外形寸法を有することができる。電池２０は望ましくは高密度電池２０である、および／または任意の適切な再充電可能な電池、例えばＰａｎａｓｏｎｉｃ（ＲＴＭ）１８６５０電池を含んでもよい。望ましくは、それぞれのカプセルの塊は１０キログラム未満、例えば８ｋｇ未満、例えば６．３ｋｇのような７ｋｇ未満である。
【００４３】
図８および９を参照すると、参照文字の鍵は、以下の通りである：
Ａ−リードオン非端子カプセルを運ぶ気密の流れの位置
Ｂ−弾性率計リング
Ｃ−低摩擦熱伝導カラー
Ｄ−プラスチック製空気圧式バッテリーカプセル（前面と背面の蓋）
Ｅ−ソレノイド操作プラグのための遠隔操作ソケットおよび入り口の穴
【００４４】
図１２において使用される参照文字の「鍵」は以下の通りである：
Ａ−空気穴
Ｂ−プラスチック製の電気絶縁チューブ
Ｃ−バッテリーカプセル
Ｄ−熱伝導性金属チューブ、開放（右）横木ストッパー（左）
Ｅ−気密のソレノイド操作プラグ
Ｆ−入り口／出口ポートホールのロック可能なキャップ
Ｇーバッテリー温度制御ジャケット
Ｈ−バッテリー回路への接続
【００４５】
図１０および１１の参照文字の「鍵」は以下の通りである：
Ａ−剛性接続カプセル
Ｂ−柔軟な電気コード
Ｃ−球状の3次元圧延接合
Ｄ−ソケット穴とガイド穴を有する端子カプセルの前部
Ｅ−ＢおよびＣの非端子カプセルの図の前面と背面
【００４６】
図１３において使用される参照文字の「鍵」は以下の通りである：
Ａ−空気圧式バッテリーカプセルに囲まれた、空気圧式バッテリーチューブ
Ｂ−プラグおよびバッテリー接続を組み込む、格納式電動蓋
Ｃ−空気圧式バッテリーチューブおよび冷却ジャケットを囲む、バッテリーパックケーシング
Ｄ−エラストマーバンパーを組み込む、バッテリー交換蓋
Ｅ−空気圧式バッテリーチューブへのポートホール
Ｆ−バッテリー接続端部でカプセルストッパーバーを有するポートホール
Ｇ−カプセルパイプラインが取り付けられるオープンポートホール
Ｈ−エラストマーが取り付けられたピンおよび対の電気プラグをガイドする「クイックカップル」
【００４７】
図１２および１３はバッテリー温度制御ジャケットの内側に位置するＥＶ空気圧式バッテリーチューブの上部を示す。それぞれのチューブは１０＋１個の空気圧式バッテリーカプセルを囲んでもよい。
【００４８】
柔軟性のある機械的カプセルの接続に対して、プラグの位置は入り口／出口ポートホールで空気圧式カプセルパイプラインが常設されたバッテリー充電ラックのバッテリーチューブの遠端部である。
【００４９】
剛性機械的カプセル接続に対して、バッテリーカプセル列のどちらかの端部にソケットがあり、空気圧補助電気接続が入り口／出口ポートホールの遠端部で形成される。
【００５０】
ＥＶバッテリーは空気圧式パイプライン輸送と互換性のあるバッテリーカプセルを使用するために梱包される。平均的な乗用車に対して、１０〜２０個のバッテリー電池がプラスチック空気圧式バッテリーカプセルの中へ組み立てられ、これらのバッテリーカプセルはＥＶの封入された空気圧式バッテリーカプセル（図８および９、図１０および１１、デバイス１）の中へ梱包され、そのようなカプセルはそのとき電気的および機械的に接続されてＥＶの封入された空気圧式バッテリーカプセル列（デバイス２）を形成し、ＥＶ搭載のＥＶ空気圧式バッテリーチューブ（図１２、図１３、デバイス３）に囲まれるのに十分に短い。封入されたおよび適切に囲まれた放電されたバッテリーパック／不完全なバッテリーパックは、バッテリー交換またはバッテリーサービスステーションで、５分未満で、空気圧式カプセルパイプラインを介してＥＶ空気圧式バッテリー充電ラック（デバイス４）から満充電バッテリーパック／動作が良好なバッテリーパックに交換することができる。
【００５１】
バッテリー交換ステーションまたはバッテリーサービスステーションで、ＥＶはバッテリー交換ベイ／バッテリーサービスベイで梱包される。バッテリーパックは電気的に絶縁され、自動車の背面または正面のポートホールは開けられる。平均的な乗用車に対して、最大２４個のポートホールがあってよく、同数のＥＶ空気圧式バッテリーチューブにつながっている。柔軟性のある、長さ１〜２ｍ、曲率の曲げ半径０．７５ｍの空気圧式パイプラインは各ポートホールへ気密のカップリングによって手動で取り付けられる。これらのパイプラインは、電気機械的なポイントまたはダイバータ（参照４、参照５、参照７）を備える一組の接合部を通って、ＥＶ空気圧式バッテリー交換ラックの内側に位置する、ＥＶ搭載の２４ＥＶ空気圧式バッテリーチューブから同数のＥＶ空気圧式バッテリーチューブへ通じる剛性空気圧式パイプラインへ取り外せないように取り付けられる。
【００５２】
それぞれのパイプラインの内側の空気圧は独立した給気によって調節される。ＥＶ空気圧式バッテリーカプセル列は１０ｍ／秒で移動し、それらの目的地へ到着したら停止へ徐々に減速する。マイクロプロセッサに制御された動作シーケンスは図１４にて示され、以下に示す：
【００５３】
ステップ１：給気は第一ＥＶポートホールと側線ナンバー１の間で調節され、第一放電バッテリーカプセル列の近いポートホール側と遠いポートホール側の間の異なる圧力を作り出す。圧力差によってバッテリーカプセル列が駆動され、一組の接合部を通って側線ナンバー１まで放電バッテリーモジュールが運ばれる。
【００５４】
ステップ２：給気は第一バッテリー充電ラックポートホールと側線ナンバー２の間で調節され、第一充電バッテリーカプセル列の近いポートホール側と遠いポートホール側の間に圧力差を作り出す。圧力差によってバッテリーカプセル列が駆動され、一組の接合部を通って側線ナンバー２まで、充電バッテリーモジュールが運ばれる。
【００５５】
ステップ３：給気は側線ナンバー１の内側で調節され、側線の内側に位置するバッテリーカプセル列の端部の間に圧力差を作り出す。圧力差によってバッテリーカプセル列が駆動され、一組の接合部を通ってバッテリー交換パックの第一バッテリーチューブまで、放電バッテリーカプセルが運ばれる。
【００５６】
ステップ４：給気は側線ナンバー２の内側に調節され、側線の内側に位置するバッテリーカプセル列の端部の間に圧力差を作り出す。圧力差によってバッテリーカプセル列が駆動され、一組の接合部を通ってＥＶの第一バッテリーチューブまで、満充電バッテリーカプセルが運ばれる。
【００５７】
この工程はそれぞれのパイプラインで、放電バッテリーパックが満充電されたバッテリーパックと交換されるまで、または不完全なバッテリーパックが動作の良好なバッテリーパックと交換されるまで繰り返される。柔軟性のある空気圧式パイプラインは切断され、ポートホールは閉じ、バッテリーパック回路は閉じ、それで交換工程が終わる。空気圧式バッテリーカプセル列は１０ｍ／秒で移動し、もし動作が連続した時、それらは必要なく、バッテリー交換ラックがバッテリー交換ベイの近くに位置することを前提として、それぞれのカプセル列はＥＶへ及びＥＶから５秒未満で移動する。駐車を含む、バッテリー交換のパイプ接続および切断はＩＣＥ自動車に燃料補給するために必要な時間内で完了するべきである。
【００５８】
もし次のＥＶがあらかじめ交換されたバッテリーパックが満充電されるまたは交換される前に到着したら、交換工程はバッテリー充電ラックの次のバッテリーパックを使用して行われる。もしパックが１時間以内に再充電または取り替えられたら、一つのベイに対して１０個のバッテリーパックがあればピーク時の需要を満たすのに十分であろう。
【００５９】
３．デバイス
【００６０】
仮のバッテリーパックはデバイス１、２、３および４を使用する空気圧式パイプラインを通ってモジュールで構成されたバッテリー交換工程の実行可能性を確認するために使用される。
【００６１】
３．１デバイス１
【００６２】
直並列シリーズで配線された、１６のシリンダー状の１８６５０タイプリチウムイオン電池の小さなバッチは、それらの関連した電子の電池保護デバイスと一緒に梱包され、１５０Ｗｈ標準エネルギー容量を形成する。全ての電池は同じ容量（ｍＡｈ）および同じ充電の状態であり、全てのパックは同じ容量（Ａｍｈ）同じ電圧および同じ充電の状態である。バッテリーカプセルのバッチは長方形の、１５〜２０ｃｍの長さで５０平方ｃｍ断面積のＥＶ空気圧式バッテリーカプセル（デバイス１）に位置し、カプセルの内側の端子に配線される。端子および非端子カプセルの実際の設計上の特徴は図８および９および図１０および１１で示される。従来のシリンダー状カプセルは輸送の間シリンダー状パイプラインの内側で回転する傾向があり、これはカプセルの方向を変え、必要な電気的接続の設計に影響を与える可能性がある。
【００６３】
３．２デバイス２
【００６４】
１６０の高エネルギー密度リチウムイオン電池で充填され、直並列接続された１０カプセルのバッチと端子カプセルは、１．５〜２ｍの長さおよび１．５ｋｗｈ標準エネルギー容量、及び約１０ｋｇの重さであるＥＶ空気圧式バッテリーカプセル列（デバイス２）を形成する。
【００６５】
柔軟に機械的な接続のカプセルに対して、バッテリーカプセル列の正面端部の端子カプセルは、ＥＶの入り口／出口ポートホールから見て、遠隔制御ＤＣ端子ソケット、電池監視および電池制御デバイス、アクチュエータ、列自体の駆動供給および無線通信デバイスを囲む。デバイスはバッテリーカプセルの状態をＥＶバッテリー管理システムの中央のプロセッサユニットおよびＥＶ空気圧式バッテリー充電ラック（デバイス４）の中央のプロセッサユニットへ全交換工程を通して伝える。
【００６６】
アクチュエータは交換工程が完了次第電磁プラグをＤＣソケットの中に挿入するためにＥＶ／デバイス４の近接スイッチに信号を送る。空気排出工程の始めで、電磁プラグ（デバイス３も参照のこと）は全てのバッテリーカプセル列が電気的に切り離された時、引き出される。電気的遮蔽、ＤＣソケットの遠隔制御によってバッテリー回路の分離は各バッテリー管理システムの中央のプロセッサユニットからの指令信号によって起動される。バッテリー交換工程の終了時に、回路は再接続される。コネクタのための必要な設計基準は高出力コネクタは定期的に切断されるおよび再接続されるために設計されないので変化してもよい。
【００６７】
硬く機械的な接続のカプセルのためにバッテリー接続手順は全く異なり、３．３節において開示される。
【００６８】
個々のプラスチックカプセルはカプセルとパイプ壁の間のシール、およびパイプ壁に対するカプセルの摩擦を減らすことの両方を提供するためにそれぞれの端部の近くの低摩擦カラーを頼りにする。カプセル寸法、電流を通すリード線の剛性および長さはまた、曲率の推定される屈曲半径を約０．７５ｍに保持してパイプラインを通るバッテリーモジュール列の通過を円滑にするために選ばれる。剛性の、とても高い電流を通すリード線の選択により、急カーブを通り抜けるカプセルの能力が制限され得る。カプセルが接続中のとき、短く柔軟なリード線はエストリマーリング（図８および９を参照）の間の空間にうまく押し込むことができる。輸送中に、リード線の張力はパイプラインにおいて障害がない限り、最小であるべきである。
【００６９】
水平チューブにおいて未処理の静電気の金属対金属の摩擦の係数は０．６５であり、１０ｋｇカプセル列上の静電気の抵抗力は６３．７Ｎである。それぞれのチューブにおいて遠端部で大気圧５０平方ｃｍの横断面カプセル列によって与えられてもよい最大力は１０.１３３〜５０＝５０６．６５Ｎである。従ってチューブの近端部で逆動作中のブロワーによる空気圧の１０〜２０％の減少はカプセル列を加速し、目的地へ推進させ得る。低摩擦カラーはブロワーによるさらに少ない空気圧を必要とするだろう。
【００７０】
リチウムイオン電池の効率は著しく高く、低排出割合で９９％および高排出割合で９０％以上のままである（参照８）。もしそれぞれのカプセルの内側で生成された熱が常に１５ワット未満なら、ほとんどの熱がデバイス３の壁に伝えられるだろうカプセルカラーの熱伝導率は、０．４５Ｗ／ｍＫ未満であってはならない。
【００７１】
３．３デバイス３
【００７２】
最大２４個のＥＶ空気圧式バッテリーカプセル列は、それぞれが約１０ｋｇの重さで、同一の長手方向に方向付けられた、低摩擦熱伝導ＥＶ空気圧式バッテリーチューブ（図１２、図１３、デバイス３）において囲まれ、ＥＶのバッテリー端子管理システムの一部である１２の２列または８の３列または６の４列の中の、温度制御ジャケットに位置する。
【００７３】
柔軟性のある機械的接続のカプセルに対して、それぞれのチューブの遠端部は、入り口／出口ポートホールから離れて、穴を通って大気圧で保持される。チューブの近端部は気密の頑丈な電磁プラグに適合され、電気接続をバッテリー回路の残りの部分へおよび先端カプセルを押さえ込むために提供する。カプセルは交換工程の最終段階で圧縮空気を使用してチューブの一端部でピンと、ＥＶ搭載のチューブのほかの端部のクロスバーの間にバネ留めされている。これは非常ブレーキ、強力な加速の間発生する衝突からまたは小規模の自動車の衝突によって引き起こされる衝撃からカプセルおよびそれら中身を保護するために必要である。
【００７４】
硬い機械的接続のカプセルに対して、ＥＶ空気圧式バッテリーチューブ（図１３、デバイス３）はバッテリーケーシングで囲まれる。チューブはバッテリー交換の間バッテリー列が出るのを防ぐ柔らかいストッパーバーで終わる。バッテリーカプセル列を残りのバッテリー回路へ接続する、電気プラグおよびピンをガイドするためのそれらの関連した「クイックカップル」は格納式電動蓋に組み込まれる。チューブのほかの端部は端子カプセルと接触してエラストマーバンパーを組み込むバッテリー交換蓋によって閉じられる。両方の蓋は堅く閉じられ、最大１ｇの非常に重いブレーキの間２４００Ｎの一定の最大慣性力、小さい内部摩擦力、および自動車衝突のさらに大きい一時的な力に抵抗する。
【００７５】
バッテリー交換の間のバッテリー接続手順のステップを以下に示す。
【００７６】
ステップ１：蓋は開けられて、空気圧式チューブは取り付けられる。ＥＶおよびデバイス４の格納式蓋は取り付けられ、蓋は約５ｃｍによって格納し、電気的に全ての空気圧式バッテリーカプセル列を切断する。カプセルは電気的接続ピンがソケットから引き出される時ストッパーバーに対して堅くホールドされる。「クイックカップル」をガイドするピンはカプセルソケットの内側にとどまる。
【００７７】
ステップ２：カプセル列は交換され、「クイックカップル」をガイドするピンは、ＥＶ上で、再充電されたバッテリーとデバイス４上で放電されたバッテリーの両方のための端子カプセルのソケットの内側である。
【００７８】
ステップ３：デバイス４の格納式蓋は、空気圧がステップアップした時、最終位置、今度はデバイス４の空気圧式バッテリーチューブの内側へ逆行する。電気プラグは端子カプセルソケットの中へ堅く挿入される。
【００７９】
ステップ４：ＥＶの格納式蓋は、空気圧がステップアップする間、その中間点、今度はＥＶの空気圧式バッテリーチューブの内側へ逆行する。電気プラグは端子カプセルソケットの中へ堅く挿入される。ＥＶのバッテリー交換蓋は閉ざされ、ＥＶの格納式蓋はバッテリー交換蓋のエラストマーバンパーに対してカプセルに堅く圧力を掛ける最終位置へ逆行する。
【００８０】
デバイス２はここでデバイス２に作用する慣性力によって在庫とプラグの間の任意の置換を防ぐためにバネで留められ、もし静電気のバネ力が最大予想慣性力より大きくなるなら（１０ｘ９．８１〜１００Ｎ）、プラグの小さい摩擦抵抗力（〜５０Ｎ）、デバイス２の小さい静摩擦力（〜５０Ｎ）。格納式蓋へ適用される全体の最大電動バネ力は２４ｘ１００＝２４００Ｎを上回る。
【００８１】
デバイス２へ機械的に格納式蓋を接続する「クイックカップル」をガイドするピンの設計は課題である。設計はプラグの困難な挿入を防がなければならない。接触点への衝撃損傷は自動車作動の間、頼りない電気接続およびアーチ部分に通じるだろう。
【００８２】
３．４デバイス４
【００８３】
ＥＶバッテリー充電ラック（デバイス４）はバッテリー交換ベイから任意の距離に位置し、１０個のバッテリーパックを持ち上げることができる。それぞれのパックはＥＶのためのそれらと同数のＥＶ空気圧式バッテリーチューブ（デバイス３）で囲まれる。チューブはバッテリー充電ラックの熱管理システムの一部である。それぞれのチューブは空気圧式パイプライン接合部を通ってバッテリー交換ベイで終了する空気圧式パイプラインシステムへ取り外せないように接続される。
【００８４】
柔軟性のある機械的接続のカプセルに対して、それぞれのチューブの遠端部またはカプセル列の遠端部は同一の電磁プラグが装着され、近接スイッチはＥＶの一つへ装着される。
【００８５】
堅い機械的接続を有するカプセルに対して、バッテリーケーシングは、取り外すことのできる正面蓋を除けば、ＥＶのバッテリーケーシングと同一であり、ポートホールは空気圧式パイプラインシステムへ接続されることができる。堅い機械的な接続とカプセルに対して、同一のバッテリーパックが搭載されたＥＶを可動式デバイス４として作動するように使用することができるべきである。
【００８６】
ラックは主要電気供給へ接続される。充電の割合、充電の開始時間および充電の終了時間はラックのバッテリー管理システムの一部である、プログラムされたマイクロプロセッサによって制御される。
【００８７】
３．５モジュラーバッテリーパック
【００８８】
２４個のＥＶ空気圧式バッテリーチューブの端子は、ソレノイドコネクタを通って、ＥＶの３６ｋｗｈ名目上エネルギー容量バッテリーパック（３８４０バッテリーセル、２４０プラス２４バッテリーカプセルおよび２４バッテリーカプセル列）を形成するために並列／直列接続される。ＡＩＩ‐ＥＶ空気圧式バッテリーチューブは同じ容量（Ａｈ）、同じ電圧および同じ充電状態でなければならない。
【００８９】
直列に接続される１６個の電池および並列に接続される１０個の電池の暫定的選択によりそれぞれのＥＶ空気圧式バッテリーチューブは６０ボルトおよび２５Ａｈ容量となり、直列に接続される６個のＥＶ空気圧式バッテリーチューブおよび並列に接続される４個のＥＶ空気圧式バッテリーチューブによりバッテリーパックは３６０ボルトおよび１００Ａｈ容量となる。パックは、温度制御ジャケットを含んで、約３００ｋｇである。バッテリーパックは平均的な電気自動車の満充電で推定で２４０ｋｍの範囲を提供する。
【００９０】
３．６空気圧式システム
【００９１】
３６ｋＷｈバッテリーパックを交換するための暫定的な空気圧式カプセルパイプライン輸送システム要求は二つの逆動作のブロワー（２００〜３００ミリバールの圧力および最大で５〜９立方メートル／分の気流）、二つの三方ダイバータ、二つの側線の中および外でカプセル列を分路するために、独立した二つのブロワーからの給気をＥＶの２４ポートホールおよびバッテリー充電ラックの２４ポートホールへ提供するための２回の７つの四方ダイバータプラス二つの三方ダイバータである。回路図は図１４における交換工程を示す。単一カプセル列は、二つの三方ダイバータのうちの一つからから出て、第一四方ダイバータに入り、第一組の３ポートホールの一つへ出ることができ、または、第二四方ダイバータへ出ることができる。そこから、第二組の３ポートホール（ポートホール４、５および６）の一つへ直接出ることができる、または、第三四方ダイバータへなど、ずっと先の七つの四方ダイバータへ出ることができる。七つの四方ダイバータから、ポートホール１９、２０および２１への出口、または最後の三つのポートホール２２、２３および２４の一つへの出口を提供する、三方ダイバータへ出口がある。ダイバータはまた反対方向にカプセル列が流れるように設定可能である。
【００９２】
全ての設備は容易に入手可能（参照９）であり、３６ｋＷｈリチウムイオン電池パックに対するそれらの費用は低い。雨除けが提供されている場合、設備はバッテリー交換ベイの近くまたはそこから離れた建物の内側または外側の任意の望ましい方法に位置してもよい。断面積が０．２０平方メートル未満の埋設管の内側のバッテリー交換ベイに通じる２４のパイプラインの束状構造を提供することは可能であるべきである。
【００９３】
実施形態
１．モジュラーＥＶバッテリー交換システムは、封入された、電気的および機械的に接続された（デバイス１およびデバイス２）放電されたＥＶバッテリーの交換または封入された、電気的および機械的に接続された（デバイス１およびデバイス２）不完全なＥＶバッテリーパックの、同一の満充電ＥＶバッテリーパックまたは良好にフル稼働する同一のＥＶバッテリーパックとの交換に使用され、空気圧式パイプラインシステムの内側の排出されたまたは圧縮された空気を使用し、ＥＶに搭載のＥＶ空気圧式バッテリーチューブ（デバイス３）へ接続され、またＥＶバッテリー交換ステーションまたはＥＶバッテリーサービスステーションでＥＶ空気圧式バッテリー充電ラック（デバイス４）上でＥＶ空気圧式バッテリーチューブ（デバイス３）へ接続される
２．デバイス１は、上記の実施形態１に指定されたように、ＥＶバッテリー電池またはＥＶバッテリーモジュールを封入し、前記ＥＶモジュラーバッテリー交換システムの不可欠な部分である。
３．デバイス２は、上記の実施形態１に指定されたように、二つまたはそれ以上のデバイス１を一緒に電気的および機械的に接続し、上記の実施形態１に指定されたように、および前記ＥＶモジュラーバッテリー交換システムの不可欠な部分である。
４．デバイス３は、上記の実施形態１に指定されたように、デバイス４を囲み、上記の実施形態１に指定されたように、ＥＶに搭載されまたはデバイス４上にあり、前記ＥＶモジュラーバッテリー交換システムの不可欠な部分である。
５．デバイス４は、上記の実施形態１に指定されたように、一つ又はそれ以上のそのようなデバイス３を囲み、および前記ＥＶモジュラーバッテリー交換システムの不可欠な部分である。
【００９４】
幾つかのバリエーションが本発明の範囲から逸脱することなしで想定されることは当業者によって評価されるだろう。例えば、配管システム４３はその形状を簡素化するために、選択的に使用済みカプセル２を一回に一列引き出すまたは単一の使用済みカプセル２をも引き出すために形成されてもよい。これもまた当然であるが、全てではなく幾つかのカプセル２またはカプセル２の列の置換は、自動車３の容量の一部の再充電を提供するであろう。有利に、バッテリー１は、完全な充電が必要でない時、その中に使用済みカプセルを置いていくよりむしろ、幾つかの、全てではない、カプセル２またはカプセル２の列で機能するために形成されてもよい。
【００９５】
さらに、自動車３は二つまたはそれ以上のバッテリー１を含んでもよい、および／またはそれぞれのバッテリーはおおよそカプセル２またはカプセル２の列またはチューブを含んでもよい、および／またはそれぞれのカプセル２は上記で開示された例示的な実施形態において開示されるよりもおおよそ再充電可能電池２０を含んでもよい。
【００９６】
カプセルコネクタ２２、２３の形状は結果として連鎖よりはむしろ単数の構成において空気圧式経路に沿って動くカプセルになるということはまた評価されるだろう。これによりパイプ４０の柔軟部分４１の最小曲げ半径が減ることと同様に接続の摩耗が減ることが予想される。配管システム４３は必要でないが望ましくは可逆である、複数のブロワー４４を有利に含んでもよい、および／または上記で開示されたカプセルを方向づけするための複数のダイバータまたは他の適切なまたは望ましい形状を含んでもよい。
【００９７】
前述の特徴の任意の数の組み合わせおよび／または添付の図面で示されているそれらの特徴は従来技術を超える明らかに有利な点を提供し、従って本明細書で開示された本発明の範囲内にあるということは当業者によって評価されるだろう。
【図１】
2012525307.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2012525307.tif 000013
【図１２】
2012525307.tif 000014
【図１３】
2012525307.tif 000015
【図１４】
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【国際調査報告】
2012525307.tif 000017
2012525307.tif 000018
2012525307.tif 000019