KR20140095084A

KR20140095084A - 전기 또는 하이브리드 차량의 트랙션 배터리를 교환하기 위한 반자동 스테이션

Info

Publication number: KR20140095084A
Application number: KR1020147015148A
Authority: KR
Inventors: 질르 물라토
Original assignee: 르노 에스.아.에스.
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2014-07-31
Also published as: FR2982223B1; FR2982223A1; CN103998303A; US20140359992A1; EP2776292A1; WO2013068357A1

Abstract

본 발명은 특히 작업자가 전기 또는 하이브리드 차량(3)의 방전된 트랙션 배터리(113)를 재충전된 트랙션 배터리(114)와 교환함을 가능하게 하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 장치는, 상기 차량을 들어올리기(lift) 위한 리프팅 수단(21)이 배치된 피트(2)를 포함하고, 상기 리프팅 수단(21)은 상기 차량의 길이 방향(X)에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키기 위한 수단(219), 및 상기 차량의 횡방향(Y)에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키기 위한 수단들(219, 220, 221)을 포함한다. 상기 장치는, 수직 방향(Z)에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키기 위한 수단, 및 상기 차량으로부터 상기 방전된 배터리(113)를 잠금해제하거나 상기 차량에 상기 재충전된 배터리(114)를 잠그기 위한 수단(23)의 상승 또는 하강을 가능하게 하는 리프팅 수단(24)도 포함한다.

Description

전기 또는 하이브리드 차량의 트랙션 배터리를 교환하기 위한 반자동 스테이션{Semi-automatic station for exchanging the traction battery of an electric or hybrid vehicle}

본 발명은 트랙션 배터리를 교환하기 위한 반자동 스테이션들에 관한 것이다. 그것은 특히 전기 또는 하이브리드 차량들에 적용된다.

현재의 전기 차량들, 특히 트랙션 배터리로서 리튬 이온 배터리(Li-이온)를 이용하는 전기 차량들은, 어쨌든 내연기관을 갖춘 차량들 대부분보다 실질적으로 낮은 제한된 범위(limited range)만을 갖는다. 이것은 본 발명에서 해결하기로 의도되는 문제이다.

이 범위의 문제를 극복하기 위해, 미국에서 19세기말에 전기 캐리지들(electric carriages)을 위한 배터리 교환 스테이션들이 설치되었다. 이 최초의 "배터리 교환 스테이션들"은 "전기 차량과 역사의 부담(The electric vehicle and the burden of History)"이라는 제목으로 2000년에 출판된 데이비드 A. 커슈(David A. Kirsch)의 작품에서 설명된다. 처음에, 휠들에 의해 지지되며 그것 자체가 상기 전기 모터 및 그 배터리를 유지하는 플랫폼으로부터 상기 운전실(carriage)의 객실(cab)이 분리되기 위해 들어올려졌다. 그런 다음, 방전된 배터리 자체가 들어올려졌고, 재충전된 배터리가 그 자리에 넣어졌다. 이 모든 무거운 취급 작업들에 여러 작업자들의 개입(intervention)이 수반되었으며, 그들은 작업장 크레인 또는 활차(block and pulley) 유형의 리프팅 장치(lifting gear)들을 이용하여 상기 운전실의 객실 및 배터리들을 들어올리고 분리했다. 이 최초의 스테이션들의 주요 단점은 자동화의 부재였으며, 이로 인하여 배터리를 교환하는 데 걸리는 시간은 가용한 작업자들의 수와 경험에 따라 매우 가변적이었다. 이것은 본 발명에서 해결하기로 의도되는 다른 문제이다.

교환 시간에 관한 문제를 해결하기 위해 1997년 3월 18일에 발행된 미국 특허 US 5,612,606호에 개시된 스테이션과 같이, 전기 차량 배터리의 교환 시간이 내연기관 차량의 연료 탱크를 채우기 위한 시간과 실질적으로 동치가 되는 신속 교환 스테이션들이 제안되어 왔다. 이 신속 스테이션은, 전기 차량의 밑으로부터 분리될 수 있는 트랙션 배터리를 포함하는 전기 차량 배터리의 신속한 교환을 가능하게 한다. 그것은 상기 배터리를 들어올리기 위한 수단에 대해 상기 차량을 정렬하기 위한 수단들을 포함하고, 이 수단들은 상기 차량 밑 배터리에 대한 최초 접근을 가능하게 하는 무거운 리프팅 수단 및 상기 배터리가 상기 차량 밑에 정확하게 배치됨을 가능하게 하는 더 정교한 리프팅 수단들을 포함한다. 이 신속 스테이션은 배터리들을 한 방향으로 또는 상기 리프팅 영역과 재충전 영역 사이의 다른 방향으로 이동시키기 위한 수단도 포함한다. 이 완전한 자동식(completely automated) 신속 교환 스테이션의 주요 단점은 매우 높은 그 설치 비용 및 유지 보수 비용이다. 사실, 이 비용들로 인해 상기 스테이션이 재정적으로 투자되는 것이 어려워지며, 자동차 분야가 제한적인 개발도상국들 또는 신흥 국가들(emerging countries)에서 특히 그러하다. 이것은, 이 국가들에서 자동차의 이용은 그것이 내연기관 자동차이든 전기 자동차이든, 전체 인구 중 높은 특권을 가진 분야에 제한된 채로 머무르기 때문이다. 그러한 스테이션들은 대규모 자동차 분야를 갖춘 선진국들에서만 합리적인 조건(reasonable term)으로 지불될 수 있다. 이것은 다시금 본 발명에서 해결하기로 의도되는 문제이다.

본 발명의 목적은, 개발도상국들 및 신흥 국가들에서 이익이 있는 방식으로 이용될 수 있도록 교환 스테이션의 설치 비용 및 유지 보수를 제한하는 것이다. 이를 위해, 본 발명의 안내 원리(guiding principle)는 차량의 밑으로부터 분리될 수 있는 배터리의 교환을 위한 반자동 스테이션을 만드는 것이며, 이 반자동 스테이션은 한 명 초과의 작업자의 개입을 요구하지 않는다. 이를 위한, 본 발명의 목적은, 한 작업자가 전기 또는 하이브리드 차량의 방전된 트랙션 배터리를 재충전된 트랙션 배터리로 교환함을 가능하게 하는 장치이다. 상기 장치는, 피트를 포함하며, 상기 차량이 상승 또는 하강됨을 가능하게 하는 차량-리프팅 수단이 상기 피트에 배치된다. 상기 차량-리프팅 수단은, 상기 차량의 길이 방향에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키기 위한 수단, 상기 차량의 횡방향에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키기 위한 수단들을 포함한다. 또한 상기 피트에는, 수직 방향에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키기 위한 수단, 상기 차량으로부터 상기 방전된 배터리를 잠금해제하거나 상기 차량에 상기 재충전된 배터리를 잠그기 위한 수단의 상승 또는 하강을 가능하게 하는 리프팅 수단도 배치된다. 상기 장치는, 상기 피트 외부에서, 상기 차량-리프팅 수단에 대한 차량의 접근(access)을 위한 수단들을 포함한다. 상기 장치는 상기 피트 외부에서, 상기 작업자가 상기 방전된 배터리를 상기 피트의 상부(top)와 충전 구역 사이에서 운송함, 및/또는 상기 재충전된 배터리를 상기 충전 구역과 상기 피트의 상부 사이에서 운송함을 가능하게 하는 취급 수단을 더 포함한다.

유리하게는, 상기 피트는 1.5미터 이하의 깊이를 가질 수 있다.

예를 들어, 상기 리프팅 수단은, 리프트 램프(lift ramp)를 포함하고, 상기 리프트 램프는, 복수 개의 기둥들, 상기 차량이 정지했을 때 상기 차량을 지지할 수 있는 2개의 수평 지지 램프들(horizontal support ramps)을 포함할 수 있다.

유리하게는, 상기 차량의 길이 방향에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키기 위한 수단은, 상기 차량의 횡방향을 따라 배향된 회전축들을 갖는 적어도 한 쌍의 슬리브 달린 롤러들(sleeved rollers)을 포함할 수 있고, 상기 롤러들은 상기 차량의 후륜이 상기 2개의 수평 지지 램프들 중 하나 위에서 구를 때 상기 후륜을 수용하고 막을(block) 수 있다.

유리하게는, 상기 차량의 횡방향에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키기 위한 수단들은, 상기 슬리브 달린 롤러들의 쌍; 상기 차량의 횡방향으로 상기 차량을 당기기 위해 구성된 당김 손잡이(pull handle), 상기 차량의 길이 방향을 따라 배치된, 휠들의 내측에 맞서는 지지 스톱(support stop)을 포함할 수 있는, 수동 정렬 바(manual alignment bar); 및 상기 차량의 길이 방향을 따라 배향된 회전축들을 가지며 상기 차량의 전륜들을 수용할 수 있는 롤러들을 포함할 수 있다.

유리하게는, 수직 방향에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키기 위한 수단은, 상기 차량의 차체(body) 밑에 배치된 안내 및 지지 요소들에 의해 수용될 수 있는 복수 개의 안내 요소들을 포함할 수 있다.

유리하게는, 상기 차량으로부터 상기 방전된 배터리를 잠금해제하거나 상기 차량에 상기 재충전된 배터리를 잠그기 위한 수단의 상승 또는 하강을 가능하게 하는 리프팅 수단은, 리프팅 플랫폼을 포함할 수 있다.

유리하게는, 상기 차량-리프팅 수단에 대한 차량의 접근(access)을 위한 수단들은 2개의 경사진 접근 램프들(inclined access ramps)을 포함할 수 있다.

유리하게는, 상기 취급 수단은 지게차(forklift truck)를 포함할 수 있다.

작업자가 전기 또는 하이브리드 차량으로부터 방전된 트랙션 배터리를 분리하고 그것을 충전함을 가능하게 하는 방법도 본 발명의 목적이다. 상기 방법은, 상기 차량이 상승되거나 하강됨을 가능하게 하며 피트 내에 배치되는 리프팅 수단에, 상기 차량이 접근(access)하는 단계를 포함한다. 그것은, 상기 차량-리프팅 수단 상에서 상기 차량의 길이 방향에 관한 기준 위치에, 그리고 상기 차량의 횡방향에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키는 단계도 포함한다. 그것은 수직 방향에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키기 위한 수단과 협동하게끔 상기 차량을 가져다 놓기 위해 상기 리프팅 수단으로써 상기 차량을 하강시키는 단계도 포함한다. 그것은 상기 방전된 배터리를 잠금해제하기 위한 수단을 리프팅 수단에 의해 상승시키는 단계도 포함한다. 그것은 상기 방전된 배터리를 상기 잠금해제 수단에 의해 잠금해제하는 단계도 포함한다. 상기 방법은 상기 잠금해제 수단이 상기 방전된 배터리를 지지하고 있을 때 상기 배터리를 잠금해제하기 위한 수단을 상기 피트의 상부와 실질적으로 수평인 높이로 상기 리프팅 수단에 의해 하강시키는 단계도 포함한다. 상기 방법은 상기 피트의 상부와 충전 구역 사이에서 취급 수단을 이용하여 상기 작업자에 의해 상기 방전된 배터리를 운송하는 단계도 포함한다.

작업자가 전기 또는 하이브리드 차량에 재충전된 트랙션 배터리를 설치함을 가능하게 하는 방법도 본 발명의 목적이다. 상기 방법은 상기 차량의 상승 또는 하강을 가능하게 하게 차량-리프팅 수단이 배치되는 피트와 충전 구역 사이에서 상기 재충전된 배터리를 운송하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 피트 내에 배치된 리프팅 수단에 의해, 상기 재충전된 배터리를 잠그기 위한 수단으로서 또한 상기 피트 내에 배치된 수단, 및 상기 배터리를 상승시키는 단계도 포함한다. 상기 방법은 상기 재충전된 배터리를 상기 잠금 수단에 의해 잠그는 단계도 포함한다. 상기 방법은 상기 잠금 수단을 상기 리프팅 수단에 의해 하강시키는 단계도 포함한다. 상기 방법은 수직 방향에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키기 위한 수단으로부터, 상기 차량을 해방시키기 위해 상기 차량을 상기 리프팅 수단에 의해 상승시키는 단계도 포함한다. 상기 방법은 상기 리프팅 수단으로부터 상기 차량을 방출하는(evacuation) 단계도 포함한다. 상기 배터리를 운송하는 단계는, 실질적으로 상기 피트 위에 배터리를 운송하기 위해 취급 수단을 이용하여 상기 작업자에 의해 수행된다.

본 발명에는, 어떠한 특정 자격(qualification)이 본 발명의 단일 작업자에게 있을 것이 요구되지 않으며, 본 발명에 따른 교환 스테이션의 이용에 있어 불과 몇 시간 안에 상기 작업자가 훈련될 수 있는, 다른 주된 장점이 있다. 이는, 노동력을 추구하는 고용(workforce seeking employment)에 있어 일반적으로 제대로 자격을 갖추지 못하거나 완전히 비숙련인 개발도상국들 또는 신흥 국가들에서 특히 유리한 것으로 밝혀진다. 마지막으로 무엇보다도, 본 발명에 따른 교환 스테이션은 이 국가들 중 하나에 있어 고용을 대체(replace)하는 일이 없다. 실제로, 이미 고용된 펌프 작업자(pump operator)가 본 발명에 따른 교환 스테이션 작업자가 되기 위해 단지 재훈련 받아야 하거나, 작업자가 고용되어야 하기 때문이다.

본 발명의 다른 특징들 및 장점들이 첨부된 다음 도면들을 참조하여 아래의 설명에서 드러날 것이다.
도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 스테이션의 예시가 전체 개략적 묘사(overall diagrammatic depictions)에 의해 도시된다.
도 3a , 3b , 3c , 3d , 4a , 4b , 4c , 4d , 5a , 5b , 5c , 5d , 6a , 6b , 6c 및 6d에는 본 발명에 따른 방법의 예시적 실시예가 개략적 개요 묘사(diagrammatic profile depictions)에 의해 도시된다.

도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 교환 스테이션의 예시가 개략적으로 도시되며, 상기 교환 스테이션은 4개의 충전 스테이션들(11, 12, 13 및 14)을 수용하기 위한 실질적으로 폭이 6미터이고 길이가 7미터인 저장 구역(1)을 포함하며, 상기 4개의 충전 스테이션들은 동시에 4개의 트랙션 배터리들(111, 112, 113 및 114)을 각각 재충전할 수 있다. 상기 교환 스테이션은, 실질적으로 폭이 4미터이고 길이가 5미터이며 리프트 램프(lift ramp; 21)를 수용하기 위한, 상기 저장 구역(1)에 인접한 피트(2)도 포함하는 바, 여기서 상기 리프트 램프는, 특히 4개의 기둥들(211, 212, 213 및 214), 및 2개의 수평 지지 램프들(215 및 216)로서 자동차(3)가 정지했을 때 상기 자동차를 지지할 수 있는 수평 지지 램프들을 포함하며, 상기 자동차의 방전된 배터리(113)는 밑으로부터 분리될 수 있다. 예를 들어, 지게차(forklift truck; 115)는, 배터리(113) 및 다른 배터리들(111, 112 및 114) 중 임의의 것의 운송을 상기 피트(2)와 상기 충전 스테이션(13) 사이에서 한 방향으로 또는 다른 방향으로 가능하게 한다. 유리하게는 상기 피트(2)는 최대 1.5미터 깊이의 감소된 깊이를 갖고, 이로 인해 상기 스테이션의 설치 비용이 대폭 감소됨이 가능하게 된다. 상기 리프트 램프(21)의 기둥들(211, 212, 213 및 214)은 오로지 그것들의 절반의 높이로 상기 피트(2) 내에 배치되며, 상기 리프트 램프(21)가 높은 위치에 있을 때 상기 차량(3)은 바닥 수준(ground level)으로부터 1.5 내지 2미터 사이에만 위치하게 된다. 상기 리프트 램프(21)의 이 높은 위치에서 상기 차량(3)은, 상기 차량(3)이 움직이고 있을 때 상기 차량을 지지할 수 있는 2개의 경사진 접근 램프들(217 및 218) 각각을 통해 상기 수평 지지 램프들(215 및 216)에 접근가능하다. 상기 수평 지지 램프들(215 및 216)의 각각에는 한 쌍의 롤러들(219)이 장착(fit)되며, 상기 롤러들의 회전축들은 상기 차량(3)의 횡방향(Y)을 따라 배향된다. 상기 롤러 쌍들(219)의 각각은, 상기 차량(3)의 상기 램프들(215 및 216) 상의 진행을 상기 차량(3)의 길이 방향(X)에 대한 기준 위치에 자동적으로 정지시키기 위해, 상기 차량(3)의 후륜들 중 하나를 수용 및 지지할 수 있다. 상기 롤러들(219)은 슬리브 달린 롤러들인 바, 즉 그것들은 각각의 회전축들 상에 움직일 수 있게 장착되며, 상기 회전축들은, 상기 롤러 쌍들(219) 및 그것들이 지지하는 상기 차량(3)의 방향(Y)으로의 움직임을 가능하게 하기 위해 상기 롤러들 자체보다 더 길다. 따라서 방향(Y)으로 배치된 당김 손잡이(pull handle) 및 방향(X)으로 배치된 휠들의 내측에 맞서는 지지 스톱(support stop)을 포함하는 수동 정렬 바(manual alignment bar; 220)를 통해 방향(Y)으로 상기 차량(3)에 힘이 가해질 때, 상기 차량(3)은 방향(Y)으로 움직이게 구동된다. 방향(X)으로 배향된 회전축들을 갖는 롤러들(221)은, 상기 차량(3)의 전륜들을 수용할 수 있으며 방향(Y)으로 기준 위치에 달할 때까지 상기 차량(3)의 전륜들이 미끄러짐을 가능하게 할 수 있다. 상기 리프트 램프(lift ramp; 21)의 낮은 위치에서 상기 차량(3)은 상기 피트(2)의 베이스에 배치된 캐리지(carriage; 26)에 의해 지지되는 4개의 안내 요소들(25) 상에 안착하는 바, 수직 방향(Z)에 대해 실질적으로 수평인 기준 위치에 상기 차량(3)을 부동화시키기 위해 상기 안내 요소들(25)은 상기 차량(3)의 차체 밑에 배치된 안내 및 지지 요소들에 의해 수용된다. 그것들은 상기 차량(3)의 차체 밑에 배치되기 때문에, 상기 안내 및 지지 요소들은 본 도면들 상에서는 보여질 수 없다. 본 실시예에서, 상기 지게차(115)는 공구(23) 상의 배터리(111, 112, 113 또는 114)의 분리, 또는 이 공구(23)의 들어올림(lift)을 가능하게 한다. 상기 공구(23)는 상기 차량(3)의 배터리(111, 112, 113 또는 114)의 잠금 또는 잠금해제를 가능하게 하는 전용 공구이다. 그것은 리프팅 플랫폼(24)에 의해 지지되며, 상기 리프팅 플랫폼 자체가 상기 피트(2)의 베이스에 배치된 캐리지(26)에 의해 지지된다. 상기 공구(23) 및 상기 리프팅 플랫폼(24)은 상기 캐리지(26) 상에 배치되므로, 그것들은, 리프트 램프(21)가 낮은 위치에 있을 때 상기 수평 지지 램프들(215 및 216) 사이로 통과할 수 있다.

도 3a, 3b, 3c, 3d, 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 5c, 5d, 6a, 6b, 6c 및 도 6d에는 상기 차량(3)의 배터리를 교환하기 위한 본 발명에 따른 방법의 예시가 도시된다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 차량(3)은 처음에 상기 경사진 접근 램프들(217 및 218) 상으로 역행(reverse)한다. 그 후, 도 3b에 도시된 바와 같이 그것은 상기 지지 램프들(215 및 216)에 접근하는 바, 상기 지지 램프들에서 상기 롤러 쌍들(219)은 그것을 방향(X)에 대한 기준 위치(reference position)에서 자동적으로 막는다(block). 그 후, 도면들에는 미도시된 작업자는 상기 정렬 바(220)의 당김 손잡이를 수동으로 당기고, 그러면 상기 정렬 바의 스톱(stop)은 상기 차량의 왼쪽 전륜의 내부에 대해, 그리고 왼쪽 후륜의 내부에 대해 사실상 동시에 안착하게 되며, 그 후 상기 차량은 상기 롤러 쌍들(219)의 슬리브 메커니즘들 상에서 그리고 이전에 방향(Y)에 관한 기준 위치에 부동화되었던 상기 롤러들(221) 상에서 미끄러진다. 그 후 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 4개의 안내 요소들(25)이 상기 차량(3) 밑에 위치해 있는 안내 및 지지 요소들에 대해 안착하게 될 때까지 상기 리프트 램프(21)는 상기 차량(3)을 하강시키고, 따라서 상기 차량(3)은 방향(Z)에 대해 실질적으로 수평인 기준 위치에 부동화되는 바, 후자의 안내 및 지지 요소들은 도면들 상에는 도시되지 않는다. 그 후, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 공구(23)가 상기 배터리(113) 밑에 배치된 상기 안내 및 지지 요소에 대해 안착하게 될 때까지 상기 리프팅 플랫폼(24)은 상기 공구(23)를 들어올리는데, 여기서 상기 배터리(113)는 본 발명에 따른 방법의 본 예시적 실시예에서 상기 차량(3)에 장착된 거의 방전된 배터리이며, 상기 안내 및 지지 요소들도 도면들 상에는 도시되지 않는다. 그 후, 도 4b에 의해 제시되는 바와 같이, 상기 공구(23)를 위한 자동 잠금해제 메커니즘들(automatic unlocking mechanisms) - 이 메커니즘들은 본 출원의 대상물을 형성하지 않음 - 이 상기 차량(3)으로부터 상기 배터리(113)를 해방시키기 위해 사용된다. 상기 공구(23)의 예시적 실시예가 예를 들어 본 출원인에 의해 출원된 국제 출원 WO 2011/058256 A1호에 주어진다. 그 후, 도 4c 상에 도시된 바와 같이, 상기 공구(23)가 실질적으로 바닥 수준에 있게 될 때까지 상기 리프팅 플랫폼(24)은 상기 배터리(113)를 지지하는 상기 공구(23)를 내린다. 그 후, 도 5a 상에 도시된 바와 같이 상기 지게차(115)는 상기 공구(23)로부터 상기 방전된 배터리(113)를 분리한다. 그 후, 도 5b 상에 도시된 바와 같이 상기 지게차(115)는 상기 재충전된 배터리(114)를 가져와 그것을 상기 공구(23) 상에 놓는다. 그 후, 도 5c 상에 도시된 바와 같이, 상기 차량(3)의 밑에 위치해 있는 상기 배터리(114)가 상기 안내, 지지 및 잠금 요소들에 대해 안착하게 될 때까지 상기 리프팅 플랫폼(24)은 상기 배터리(114)를 지지하는 상기 공구(23)를 상승시키는 바, 상기 안내, 지지 및 잠금 요소들은 도면들 상에는 도시되지 않는다. 그 후, 도 6a에 의해 제시되는 바와 같이, 상기 공구(23)의 자동 잠금 메커니즘들 - 이 메커니즘들은 본 출원의 대상물을 형성하지 않음 - 은 상기 배터리(114)를 상기 차량(3)에 연결하기 위하여 이용된다. 그 후, 도 6b 상에 도시된 바와 같이, 상기 리프팅 플랫폼(24)은 실질적으로 바닥 수준으로 상기 공구(23)를 다시 하강시키고, 상기 지지 램프들(215 및 216)을 상기 접근 램프들(217 및 218)의 수준으로 가져다놓기 위하여 상기 리프트 램프(21)는 상기 차량(3)을 상승시킨다. 마지막으로, 도 6c에 의해 제시되는 바와 같이, 상기 차량(3)은 접근 램프들(217 및 218)을 내려와서(descend), 상기 최대의 범위(maximum range)를 갖는 교환 스테이션을 떠난다.

Claims

작업자가 전기 또는 하이브리드 차량(3)의 방전된 트랙션 배터리(113)를 재충전된 트랙션 배터리(114)와 교환함을 가능하게 하는 장치로서, 상기 장치는:
- 피트(pit; 2)로서,
● 상기 차량이 상승 또는 하강됨을 가능하게 하는 차량-리프팅 수단(21)으로서,
○ 상기 차량의 길이 방향(X)에 관한 기준 위치(reference position)에 상기 차량을 부동화(immobilize)시키기 위한 수단(219);
○ 상기 차량의 횡방향(Y)에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키기 위한 수단들(219, 220, 221);을 포함하는, 차량-리프팅 수단;
● 수직 방향(Z)에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키기 위한 수단;
● 상기 차량으로부터 상기 방전된 배터리(113)를 잠금해제하거나 상기 차량에 상기 재충전된 배터리(114)를 잠그기 위한 수단(23)을 상승 또는 하강시킴을 가능하게 하는 리프팅 수단(24);이 배치되는, 피트; 및
- 상기 피트 외부에서, 상기 차량-리프팅 수단(21)에 대한 차량의 접근(access)을 위한 수단들(217, 218);을 포함하고,
상기 장치는 상기 피트 외부에서, 상기 작업자가 상기 방전된 배터리(113)를 상기 피트(2)의 상부와 충전 구역(1) 사이에서 운송함, 및/또는 상기 재충전된 배터리(114)를 상기 충전 구역(1)과 상기 피트의 상부 사이에서 운송함을 가능하게 하는 취급 수단(115)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 피트는 1.5미터 이하의 깊이를 가짐을 특징으로 하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 리프팅 수단(21)은, 리프트 램프(lift ramp)를 포함하고, 상기 리프트 램프는:
- 복수 개의 기둥들(211, 212, 213, 214); 및
- 상기 차량(3)이 정지했을 때 상기 차량을 지지할 수 있는 2개의 수평 지지 램프들(horizontal support ramps; 215, 216);을 포함함을 특징으로 하는, 장치.
제3항에 있어서, 상기 차량의 길이 방향(X)에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키기 위한 수단(219)은, 상기 차량의 횡방향(Y)을 따라 배향된 회전축들을 갖는 적어도 한 쌍의 슬리브 달린 롤러들(sleeved rollers)을 포함하고, 상기 롤러들은 상기 차량(3)의 후륜이 상기 2개의 수평 지지 램프들(215, 216) 중 하나 위에서 구를 때 상기 후륜을 수용하고 막을(block) 수 있음을 특징으로 하는, 장치.
제4항에 있어서, 상기 차량의 횡방향(Y)에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키기 위한 수단들(219, 220, 221)은,
- 상기 슬리브 달린 롤러들의 쌍;
- 수동 정렬 바(manual alignment bar)로서,
○ 상기 차량의 횡방향(Y)으로 상기 차량을 당기기 위해 구성된 당김 손잡이(pull handle);
○ 상기 차량의 길이 방향(X)을 따라 배치된, 휠들의 내측에 맞서는 지지 스톱(support stop);을 포함하는, 수동 정렬 바; 및
- 상기 차량의 길이 방향(X)을 따라 배향된 회전축들을 갖는 롤러들로서, 상기 차량(3)의 전륜들을 수용할 수 있는, 롤러들;을 포함함을
특징으로 하는, 장치.
제1항에 있어서, 수직 방향(Z)에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키기 위한 수단은, 상기 차량(3)의 차체(body) 밑에 배치된 안내 및 지지 요소들에 의해 수용될 수 있는 복수 개의 안내 요소들(25)을 포함함을 특징으로 하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 차량으로부터 상기 방전된 배터리(113)를 잠금해제하거나 상기 차량에 상기 재충전된 배터리(114)를 잠그기 위한 수단(23)의 상승 또는 하강을 가능하게 하는 리프팅 수단(24)은, 리프팅 플랫폼(lifting platform)을 포함함을 특징으로 하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 차량-리프팅 수단(21)에 대한 차량의 접근을 위한 수단들(217, 218)은 2개의 경사진 접근 램프들(inclined access ramps)을 포함함을 특징으로 하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 취급 수단(115)은 지게차(forklift truck)를 포함함을 특징으로 하는, 장치.
작업자가 전기 또는 하이브리드 차량(3)으로부터 방전된 트랙션 배터리(113)를 분리하고 그것을 충전함을 가능하게 하는 방법으로서,
- 상기 차량의 상승 또는 하강을 가능하게 하며 피트(2) 내에 배치되는 리프팅 수단(21)에, 상기 차량이 접근하는 단계;
- 상기 차량-리프팅 수단(21) 상에서 상기 차량의 길이 방향(X)에 관한 기준 위치에, 그리고 상기 차량의 횡방향(Y)에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키는 단계;
- 수직 방향(Z)에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키기 위한 수단과 협동하게끔 상기 차량을 가져다 놓기 위해 상기 리프팅 수단(21)으로써 상기 차량을 하강시키는 단계;
- 상기 방전된 배터리(113)를 잠금해제하기 위한 수단(23)을 리프팅 수단(24)에 의해 상승시키는 단계;
- 상기 방전된 배터리(113)를 상기 잠금해제 수단(23)에 의해 잠금해제하는 단계;를 포함하고,
- 상기 잠금해제 수단(23)이 상기 방전된 배터리(113)를 지지하고 있을 때 상기 방전된 배터리(113)를 잠금해제하기 위한 수단(23)을 상기 리프팅 수단(24)에 의해 상기 피트의 상부와 실질적으로 수평인 높이로 하강시키는 단계;
- 상기 방전된 배터리(113)가 상기 피트(2)의 상부와 충전 구역(1) 사이에서 취급 수단(115)을 이용하여 상기 작업자에 의해 운송되는 단계;를 더 포함함을
특징으로 하는, 방법.
작업자가 전기 또는 하이브리드 차량(3)에 재충전된 트랙션 배터리(114)를 설치함을 가능하게 하는 방법으로서,
- 상기 차량의 상승 및 하강을 가능하게 하게 차량-리프팅 수단(21)이 (내부에) 배치되는 피트(2)와 충전 구역(1) 사이에서 상기 재충전된 배터리(114)를 운송하는 단계;
- 마찬가지로(also) 상기 피트(2) 내에 배치된 리프팅 수단(24)에 의해서, 상기 피트 내에 배치되고 상기 재충전된 배터리(114)를 잠그기 위한 수단(23); 및 상기 배터리(114);를 상승시키는 단계;
- 상기 재충전된 배터리(114)를 상기 잠금 수단(23)에 의해 잠그는 단계;
- 상기 잠금 수단(23)을 상기 리프팅 수단(24)에 의해 하강시키는 단계;
- 수직 방향(Z)에 관한 기준 위치에 상기 차량을 부동화시키기 위한 수단으로부터 상기 차량을 해방시키기 위해 상기 차량을 상기 리프팅 수단(21)에 의해 상승시키는 단계;
- 상기 리프팅 수단(21)으로부터 상기 차량을 방출하는(evacuation) 단계;를 포함하며,
- 상기 배터리를 운송하는 단계는, 실질적으로 상기 피트(2) 위로 배터리를 운송하기 위해 취급 수단(115)을 이용하여 상기 작업자에 의해 수행됨을
특징으로 하는, 방법.