| WO/2004/025930 | MULTI-MODE COMMUNICATION TERMINAL |
| JP2009278782 | MICROWAVE RECEIVING SYSTEM |
| JP2011188610 | POWER ACCUMULATION CIRCUIT |
GUTSCH, Andreas (Käthe-Kollwitz-Strasse 4, Lüdinghausen, 59348, DE)
SCHAEFER, Tim (Am Sportplatz 15, Niedersachswerfen, 99762, DE)
GUTSCH, Andreas (Käthe-Kollwitz-Strasse 4, Lüdinghausen, 59348, DE)
| P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Ladevorrichtung für Elektroenergiespeicher, aufweisend eine Aufnahmeeinrichtung, die zum Aufnehmen einer oder einer Mehrzahl von Elektroenergiespeichern, vorzugsweise von wiederaufladbaren Elektroenergiespeichern für Fahrzeuge, ausgelegt und eingerichtet ist, eine Ladesteuerungseinrichtung, die zum gesteuerten Laden der/des in der Aufnahmeeinrichtung aufgenommenen Elektroenergiespeicher/-s ausgelegt und eingerichtet ist, und eine Klimatisierungseinrichtung, die zum Temperieren des Innenraums der Aufnahmeeinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimatisierungseinrichtung ausgelegt und angepasst ist, die Luft im Innenraum der Aufnahmeeinrichtung den Umgebungsverhältnissen hinsichtlich des Taupunktes anzugleichen. 2. Ladevorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Klimatisierungseinrichtung eine Luftzuführungseinrichtung, die zum Zu- führen von Luft ausgelegt und eingerichtet ist, eine Temperierungseinrichtung, die zum Kühlen und/oder Erwärmen der zugeführten Luft ausgelegt und eingerichtet ist, eine Konditionierungseinrichtung, die zum Befeuchten und/oder Entfeuchten der zugeführten Luft ausgelegt und eingerichtet ist, und eine Steuerungseinrichtung, die ausgelegt und eingerichtet ist, die Luftzuführungseinrichtung, die Temperierungseinrichtung und die Konditionierungseinrichtung anzusteuern, aufweist. 3. Ladevorrichtung nach Anspruch 2, weiter gekennzeichnet durch eine Messeinrichtung, wobei die Messeinrichtung eine Mehrzahl von Messfüh- lern aufweist, die ausgelegt und eingerichtet sind, die Temperatur und die Feuchte der Umgebungsluft und/oder der in die Klimatisierungseinrichtung eingeleiteten Luft sowie die Temperatur und die Feuchte der Raum- luft innerhalb der Aufnahmeeinrichtung und/oder der aus der Aufnahmeeinrichtung abgeführten Luft zu messen und entsprechende Mess- Signale an die Steuerungseinrichtung auszugeben, wobei die Steuerungseinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, auf der Grundlage we- nigstens eines Teils der Mess-Signale die Zuführungseinrichtung, die Temperierungseinrichtung und die Konditionierungseinrichtung so anzusteuern, dass diese die ihr zugeführte Luft derart temperiert, dass die Raumluft innerhalb der Aufnahmeeinrichtung eine vorbestimmte Solltemperatur einhält, und derart konditioniert, dass die Taupunkttemperatur der Raumluft innerhalb der Aufnahmeeinrichtung der Taupunkttemperatur der Umgebungsluft entspricht. 4. Ladevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, Sollwerte einer dem Innenraum der Aufnahmeeinrichtung zuzuführenden Luft hinsichtlich Temperatur, Feuchte und Menge zu ermitteln, und die Zuführungseinrichtung, die Temperierungseinrichtung und die Konditionierungseinrichtung so anzusteuern, dass die dem Innenraum der Aufnahmeeinrichtung zugeführte Luft die ermittelten Sollwerte aufweist, wobei die Messeinrich- tung vorzugsweise weitere Messfühler aufweist, die ausgelegt und eingerichtet sind, die Temperatur und die Feuchte der dem Innenraum der Aufnahmeeinrichtung zugeführten Luft zu messen und entsprechende Mess-Signale an die Steuerungseinrichtung auszugeben. 5. Ladevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Messfühler an verschiedenen Orten innerhalb der Aufnahmeeinrichtung vorgesehen sind, um die Temperatur und die Feuchte der Luft an den verschiedenen Orten innerhalb der Aufnahmeeinrichtung zu messen und entsprechende Mess-Signale an die Steuerungseinrichtung auszugeben. 6. Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, einen Optimalwert für die Temperatur selbsttätig anhand eines Typs der in der Aufnahmeeinrichtung enthaltenen Elektroenergiespeicher zu ermitteln und den Optimalwert als Sollwert für die Temperatur der Raumluft im Innenraum der Aufnahmeeinrichtung festzulegen. 7. Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung eine Mehrzahl von Abteilungen aufweist, die vorzugsweise thermisch und insbesondere brandschutztechnisch voneinander getrennt sind, wobei in jeder Abteilung Messfühler der Messeinrichtung vorgesehen sind, um die Temperatur und die Feuchte der Luft an wenigstens einem Ort innerhalb jeder Abteilung zu messen und diese angebende Mess-Signale an die Steuerungseinrichtung auszugeben. 8. Ladevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Abteilungen zur Aufnahme eines vorab festgelegten Typs von Elektroenergiespeichern oder mehrerer Typen von Elektroenergiespeichern, denen die gleiche optimale Temperatur und/oder der gleiche zulässige Temperaturbereich zugeordnet ist, ausgelegt und eingerichtet ist. 9. Ladevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Mehrzahl von Abteilungen eine eigene Luftzufuhr aufweist, wobei die Steuerungseinrichtung und die Klimatisierungseinrichtung ausgelegt und eingerichtet sind, jede der Mehrzahl der Abteilungen einzeln o- der in Gruppen getrennt voneinander zu klimatisieren. 10. Ladevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb der Aufnahmeeinrichtung erzeugte Wärme gespeichert oder direkt genutzt oder verwertet wird. 11. Ladevorrichtung für Elektroenergiespeicher, aufweisend eine Aufnahmeeinrichtung, die zum Aufnehmen einer oder einer Mehr- zahl von Elektroenergiespeichern, vorzugsweise von wiederaufladbaren Elektroenergiespeichern für Fahrzeuge, ausgelegt und eingerichtet ist, eine Ladesteuerungseinrichtung, die zum gesteuerten Laden der/des in der Aufnahmeeinrichtung aufgenommenen Elektroenergiespeicher/-s ausgelegt und eingerichtet ist, und eine Klimatisierungseinrichtung, die zum Klimatisieren des Innenraums der Aufnahmeeinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb der Aufnahmeeinrichtung erzeugte Wärme gespei- chert oder direkt genutzt oder verwertet wird. 12. Ladevorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb der Aufnahmeeinrichtung erzeugte Wärme einem Fernwärmenetz zugeführt wird. 13. Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb der Aufnahmeeinrichtung erzeugte Wärme einem Wärmespeicher zugeführt wird. 14. Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb der Aufnahmeeinrichtung erzeugte Wärme zur Erwärmung von Brauchwasser oder zum Betrieb oder zur Unterstützung eines lokalen Heizungssystems genutzt wird. 15. Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb der Aufnahmeeinrichtung erzeugte Wärme zur Vorerwärmung der der Klimatisierungseinrichtung zugeführten Luft genutzt wird. 16. Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb der Aufnahmeeinrichtung erzeugte Wärme der aus der Aufnahmeeinrichtung abgeführten Fortluft entnommen wird. 17. Versorgungsstation zur Versorgung von wenigstens teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen mit wiederaufladbaren Elektroenergiespeichern, aufweisend eine Ladevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche. 18. Verfahren zum Aufladen von Elektroenergiespeichern, mit den Schritten: Aufnehmen eines oder einer Mehrzahl von Elektroenergiespeichern, vorzugsweise von wiederaufladbaren Elektroenergiespeichern für Fahrzeuge, in einer Aufnahmeeinrichtung; Gesteuertes Laden der/des in der Aufnahmeeinrichtung aufgenommenen Elektroenergiespeicher/-s; Temperieren des Innenraums der Aufnahmeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft im Innenraum der Aufnahmeeinrichtung an die Umgebungsverhältnisse im Hinblick auf den Taupunkt angeglichen wird. 19. Verfahren zum Aufladen von Elektroenergiespeichern, mit den Schritten: Aufnehmen eines oder einer Mehrzahl von Elektroenergiespeichern, vorzugsweise von wiederaufladbaren Elektroenergiespeichern für Fahrzeuge, in einer Aufnahmeeinrichtung; Gesteuertes Laden der/des in der Aufnahmeeinrichtung aufgenommenen Elektroenergiespeicher/-s; Temperieren des Innenraums der Aufnahmeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb der Aufnahmeeinrichtung erzeugte Wärme gespei- chert oder direkt genutzt oder verwertet wird. |
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung für Elektroenergiespei- eher, eine Versorgungsstation zur Versorgung von Fahrzeugen mit Elektroenergiespeichern, und ein Verfahren zum Laden von Elektroenergiespeichern.
Es ist bekannt, elektrischen Strom zum Antrieb von Fahrzeugen, beispielsweise Automobilen, Krafträdern und Booten, zu verwenden. Der elektrische Strom wird an Bord des Fahrzeugs in Batterien oder Akkumulatoren (im Fahrzeugbereich wird umgangssprachlich auch bei Akkumulatoren verbreitet von Batterien gesprochen) mitgeführt und über einen Elektromotor zum Antrieb genutzt. In den letzten Jahren haben sich Lithium-Ionen-Akkumulatoren als kapazitäts- und leistungsstarke Grundlage elektrischer Fahrzeugantriebssysteme etabliert. Erste Überlegungen zur flächendeckenden Versorgung solcher Fahrzeuge betrafen Netze von Selbstladestationen, an denen die Fahrzeugbatterien im Fahrzeug aufgeladen werden. Solche Netze befinden sich derzeit in der Erprobung und im Aufbau. Aus der EP 0 902 348 A2 ist es bekannt, Batterien zum Antrieb von Motorrädern in Form eines Leihsystems oder -netzes in Verleihstationen für Nutzer bereitzuhalten. Bei diesen Batterieverleihstationen sind Batterien einheitlicher Größe in einem thermisch isolierten und temperaturgeregelten Abteil aufgenommen, in welchem sie gelagert und auch aufgeladen werden. Ein Temperaturregelungs- abschnitt berechnet eine Differenz zwischen einem oberen und einem unteren Grenzwert einerseits und der Innentemperatur innerhalb des Abteils oder der Außentemperatur außerhalb der Station andererseits, um ein Steuersignal für einen Temperaturregler zu berechnen. Der Temperaturregler weist ein Heizgerät und ein Kühlgerät auf und sendet in Abhängigkeit von dem Steuersignal kühle oder warme Luft in das Abteil. Die Temperaturgrenzwerte sind beliebig, beispielsweise in Abhängigkeit von der Jahreszeit, vorgebbar.
Das Projekt "better place" sieht ein flächendeckendes Netz von Elektrotankstel- len mit Batterieladestationen und Batteriewechselstationen vor (manager- magazin.de, 30. Oktober 2007, "Das SAP-Wunderkind kehrt zurück",
www.manager-magazin.de/it/artikel/0, 2828, 514273, 00. html). Dabei sind die Wechselstationen vorgesehen, um Fahrzeugbatterien vieler Typen vorrätig zu halten, zu laden bzw. in ihrer Ladung zu erhalten und eine leere Batterie eines Fahrzeugs in kurzer Zeit gegen eine voll aufgeladene auszutauschen.
Logistik und Management des Akkubestands und des Ladezustands der Akkus sind entscheidende Faktoren für die Betriebsfähigkeit einer Infrastruktur solcher Akkuwechselstationen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass es verschiedene Fahrzeugtypen mit unterschiedlichen Anforderungen an die Kapazität des Akkus gibt. Es ist eine besondere Herausforderung, stets frisch aufgeladene Akkus zum Austausch für die verschiedenen Fahrzeugtypen bereitzuhalten.
Femer ist zu beachten, dass Elektromotoren für Fahrantriebe häufig mit hohen Spannungen von einigen hundert Volt arbeiten und die Akkumulatoreinheiten in Elektrofahrzeugen mit solchen Antrieben eine entsprechend hohe Anschluss- Spannung aufweisen. Für die Aufladung solcher Einheiten sind Ladestationen entsprechend hoher Leistung und - insbesondere bei kurzen Ladezeiten - beträchtlicher Stromaufnahme vorzusehen. Bei einer Vielzahl unterschiedlicher Akkutypen sind für jeden Akkutyp geeignete Ladestationen bereitzustellen.
Schließlich ist zu beachten, dass bei der Aufladung von Akkus erhebliche Wärme frei wird. Diese Wärme ist üblicherweise nicht nur verloren, sondern kann unter ungünstigen Bedingungen eine hohe Belastung für den Akku und ein Si- cherheits- bzw. Brandrisiko darstellen, insbesondere, wenn eine Vielzahl von Akkus auf engem Raum aufgeladen werden, wie es an Tankstellen, die für die Bereitstellung frisch aufgeladener Akkus und den Austausch gegen verbrauchte Akkus sowie deren Aufladung in einer Lagereinrichtung eingerichtet sind, der Fall sein kann.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ladestation, ein Verfahren zum Betreiben derselben und eine Versorgungsstation bereitzustellen, welche die oben erläuterten Problem zufriedenstellend lösen, insbesondere das Wärmemanagement beim Aufladen und Lagern der Akkus zu verbessern.
Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
Nach der Erfindung weist eine Ladevorrichtung für Elektroenergiespeicher eine Aufnahmeeinrichtung, die zum Aufnehmen einer oder einer Mehrzahl von Elektroenergiespeichern, vorzugsweise von wiederaufladbaren Elektroenergiespei- ehern für Fahrzeuge, ausgelegt und eingerichtet ist, eine Lade- und Ladesteuerungseinrichtung, die zum gesteuerten Laden der/des in der Aufnahmeeinrichtung aufgenommenen Elektroenergiespeicher/-s ausgelegt und eingerichtet ist, und eine Klimatisierungseinrichtung, die zum Temperieren des Innenraums der Aufnahmeeinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, wobei dem Innenraum der Aufnahmeeinrichtung temperierte Luft zugeführt wird, auf, und zeichnet sich dadurch aus, dass die Klimatisierungseinrichtung ausgelegt und angepasst ist, die Luft im Innenraum der Aufnahmeeinrichtung den Umgebungsverhältnissen im Hinblick auf den Taupunkt anzugleichen. Unter einem Elektroenergiespeicher wird im Sinne der Erfindung eine Vorrichtung verstanden, welche auch zur Abgabe elektrischer Energie ausgelegt und eingerichtet ist, wobei die Energie in einer oder mehreren Speicherzellen speicherbar ist. Eine Speicherzelle kann insbesondere, aber nicht nur, elektrochemische oder galvanische Zellen vom sekundären Typ (sogenannte Akkumulatoren, die, wenn sie ganz oder teilweise entladen sind, durch Zuführen von elektrischen Ladungen, also von elektrischer Energie, durch eine elektrochemi- sehe Reaktion wiederaufladbar sind) umfassen. Speicherzellen im Sinne der Erfindung können insbesondere einen aktiven Teil aufweisen, innerhalb dessen Lade-, Entlade- und ggf. Umwandlungsvorgänge elektrischer Energie stattfinden und der von einer z.B. folienartigen Umhüllung vorzugsweise gas- und flüssigkeitsdicht umhüllt ist. Der aktive Teil kann Stapel oder Folienschichten aus elekt- rochemisch aktiven Materialien, leitenden Materialien und trennenden Materialien aufweisen. Dabei ragen sogenannte Stromableiter aus dem Inneren des aktiven Teils, wo sie mit Elektrodenbereichen in leitender Verbindung stehen, durch die Umhüllung nach außerhalb der Zelle und ermöglichen eine Verbindung der aktiven Teile der Zellen miteinander oder mit einem Verbraucher. Wie in der Automobiltechnik üblich, wird auch innerhalb dieser Anmeldung unter einer Batterie auch ein Akkumulator, also ein Elektroenergiespeicher vom sekundären (wiederaufladbaren) Typ, verstanden.
Unter einem Aufnehmen wird im Sinne der Erfindung ein Vorgang oder ein Zu- stand verstanden, wobei ein Gegenstand, hier insbesondere ein Elektroenergiespeicher, auch abgelegt wird und entweder dauerhaft oder vorübergehend verbleibt. Dabei kann eine Zuweisung zu einem bestimmten Aufnahme- oder Lagerort vorgesehen sein. Das Aufnehmen erfolgt beispielsweise in oder auf Regalen, Fächern oder anderen Lagerorten, vorzugsweise innerhalb eines um- grenzten Raumes. Die Aufnahmeeinrichtung kann insgesamt thermisch isoliert sein.
Unter einem Laden eines Elektroenergiespeichers wird im Sinne der Erfindung ein Vorgang verstanden, wobei einem Elektroenergiespeicher bzw. einer Spei- cherzelle auch Energie in Form von elektrischen Ladungen zugeführt wird, wodurch sich innerhalb des Elektroenergiespeichers bzw. der Speicherzellen/-n eine Ladungsverschiebung, insbesondere mittels einer elektrochemischen Reaktion, derart einstellt, dass durch Anlegen eines elektrischen Verbrauchers auch Energie in Form von elektrischen Ladungen, also elektrischem Strom, wieder entnehmbar ist. Unter einem gesteuerten Laden wird im Sinne der Erfindung ein Laden unter Einhaltung vorgegebener oder vorgebbarer Ladeparametern wie etwa Ladespannung, Ladestrom und dergleichen verstanden, wobei vorzugsweise auch Zustandsparameter wie etwa Temperatur, Spannung, Ladezustand des Elektroenergiespeichers bzw. der Speicherzellen überwacht und gegebenenfalls be- rücksichtigt sowie bei Bedarf eingehalten werden. Der Begriff des Steuems kann auch eine Regelung umfassen.
Unter einem Klimatisieren wird im Sinne der Erfindung ein Verändern von Zu- standswerten von Luft verstanden. Vorzugsweise werden dabei die Zustands- werte auf vorgegebene oder vorgebbare Sollwerte gesteuert bzw. geregelt. Unter einem Temperieren wird im Sinne der Erfindung ein Verändern der Temperatur oder ein Einstellen einer vorgegebenen oder vorgebbaren Temperatur verstanden. Unter einem Innenraum wird im Sinne der Erfindung das Innere eines umschlossenen Raums verstanden, wobei die Umschließung nicht nur eine Umgrenzung, sondern vorzugsweise auch eine thermische Isolation von der Umgebung umfassen kann. Eine Umschließung kann, muss aber nicht vollständig und allseitig gegeben sein. So kann z.B. bei einem ansonsten isolierten Lagerraum eine Öffnung zur Beschickung und Entnahme von Elektroenergiespeichern vorgesehen sein, welche eine Lücke in der Umhüllung bildet. Es kann auch je eine Öffnung zum Beschicken und eine Öffnung zum Entnehmen von Elektroenergiespeichern vorgesehen sein. Solche Öffnungen können z.B. mittels eines Lamellenvorhangs von der Umgebung abgetrennt sein, um zu intensiven Luftaus- tausch mit der Umgebung zu vermeiden. Es kann auch bei einem ansonsten rundum isolierten Fächerregal eine z.B. frontseitige Öffnung zur Aufnahme und Entnahme je eines Elektroenergiespeichers vorgesehen sein. Im letzteren Fall können z.B. Klappen, die bei Aufnahme eines Elektroenergiespeichers wegklappen, bei Nichtgebrauch des Fachs für eine Abtrennung von der Umgebung sorgen. Unter einer Umgebung kann im Sinne der Erfindung alles verstanden werden, was außerhalb eines betrachteten Raumes liegt, vorzugsweise die freie Atmosphäre, oder auch ein Raum, innerhalb dessen der betrachtete Raum angeordnet ist. Beispielsweise kann eine Mehrzahl von Klimakammern oder Fächerregalen als Aufnahmeeinrichtungen für Elektroenergiespeichern innerhalb eines grö- ßeren Gebäudes angeordnet sein. In diesem Fall kann der Innenraum des Gebäudes als Umgebung der Klimakammern oder Fächerregale verstanden werden, oder aber die Umgebung des Gebäudes selbst.
Unter einem Taupunkt wird im Sinne der Erfindung der Taupunkt von Wasser in Luft verstanden. Es handelt sich um den Zustand, bei dem sich auf einem der feuchten Luft ausgesetzten Gegenstand Kondensatbildung gerade einstellt. Im Taupunkt ist also eine relative Feuchte (Luftfeuchtigkeit) von 100% gerade erreicht. Zu jedem Wertepaar von Temperatur und relativer Feuchte gibt es ein • eindeutig bestimmtes Wertepaar aus Druck und Temperatur, das den Taupunkt angibt. Obschon der Taupunkt also streng genommen ein Wertepaar aus Temperatur und Druck ist, wird hier wie in allgemein üblicher Weise der Taupunkt mit dem Temperaturwert des Taupunkts, der Taupunkttemperatur, gleichgesetzt. Dieser Zusammenhang kann in Form von Tabellen zusammengestellt oder in Form von Diagrammen aufgetragen werden. In Fig. 4 ist eine Kurvenschar dar- gestellt, wobei die relative Feuchte als Abszisse gewählt ist, die Lufttemperatur als Ordinate gewählt ist, und jede Kurve einem konstanten Wert der Taupunkttemperatur entspricht.
Wenn, wie nach der Erfindung vorgesehen, die Klimatisierungseinrichtung aus- gelegt und angepasst ist, die Luft im Innenraum der Aufnahmeeinrichtung den Umgebungsverhältnissen im Taupunkt anzugleichen, können auch Taupunktdurchgänge und damit verbundene Probleme vermieden werden. Die Klimatisierungseinrichtung kann eine Luftzuführungseinrichtung aufweisen, die zum Zuführen von Luft ausgelegt und eingerichtet ist. Unter einer Luftzuführungseinrichtung wird im Sinne der Erfindung eine Einrichtung verstanden, die auch in der Lage ist, Luft in Richtung der Aufnahmeeinrichtung zu fördern. Beispiele für Luftfördereinrichtungen wie z.B. Ventilatoren verschiedener Bauarten sind in der Klimatechnik wohlbekannt. Die Klimatisierungseinrichtung kann eine Temperierungseinrichtung, die zum Kühlen und/oder Erwärmen der zugeführten Luft ausgelegt und eingerichtet ist, aufweisen. Unter einer Temperierungsein- richtung wird im Sinne der Erfindung eine Einrichtung verstanden, die in der Lage ist, Luft, insbesondere durchströmende Luft, zu erwärmen oder zu kühlen oder beides. Beispiele für Heizeinrichtungen und für Kühleinrichtungen bzw. für kombinierte Geräte verschiedener Bauarten sind in der Klimatechnik wohlbekannt. Die Klimatisierungseinrichtung kann eine Konditionierungseinrichtung, die zum Befeuchten und/oder Entfeuchten der zugeführten Luft ausgelegt und eingerichtet ist, aufweisen. Als Konditionierungseinrichtung wird im Sinne der Erfindung eine Einrichtung verstanden, die auch in der Lage ist, Luft, insbesondere durchströmende Luft, zu befeuchten oder zu entfeuchten oder beides. Beispiele für Befeuchtungseinrichtungen und Entfeuchtungseinrichtungen bzw. für kombi- nierte Geräte verschiedener Bauarten sind in der Klimatechnik wohlbekannt. Die Klimatisierungseinrichtung kann eine Steuerungseinrichtung aufweisen, die ausgelegt und eingerichtet ist, die Luftzuführungseinrichtung, die Temperierungseinrichtung und die Konditionierungseinrichtung anzusteuern. Unter einer Steuerungseinrichtung wird im Sinne dieser Erfindung eine Einrichtung verstanden, die auch in der Lage ist, eingegebene Daten zu verarbeiten und auf deren
Grundlage externe Geräte anzusteuern, d.h., zu bestimmten Aktionen zu veranlassen. Dabei kann ein Steller des Geräts direkt beeinflußt werden oder dem Gerät ein durch das Gerät zu verwirklichender Sollwert zugeführt werden. Als Steuerungseinrichtung kann jede Datenverarbeitungseinrichtung eingesetzt werden, die wenigstens einen Rechenabschnitt, einen Speicherabschnitt und einen Eingabe-/Ausgabe-Abschnitt aufweist. Mit diesem Aufbau kann auch eine gezielte Klimatisierung, d.h., Förderung, Temperierung und Konditionierung der Luft wirksam ermöglicht werden. Die Luftzuführungseinrichtung, die Temperierungseinrichtung und die Konditionierungseinrichtung, wahlweise auch die Steuerungseinrichtung, können dabei in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein, wodurch auch eine kompakte Bauweise gewährleistet werden kann.
Die Ladevorrichtung kann eine Messeinrichtung aufweisen, wobei die Messeinrichtung eine Mehrzahl von Messfühlern aufweist, die ausgelegt und eingerichtet sind, die Temperatur und die Feuchte der Umgebungsluft und/oder der in die Klimatisierungseinrichtung eingeleiteten Luft sowie die Temperatur und die Feuchte der Raumluft innerhalb der Aufnahmeeinrichtung und/oder der aus der Aufnahmeeinrichtung abgeführten Luft zu messen und entsprechende Mess- Signale an die Steuerungseinrichtung auszugeben, wobei die Steuerungseinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, auf der Grundlage wenigstens eines Teils der Mess-Signale die Zuführungseinrichtung, die Temperierungseinrich- tung und die Konditionierungseinrichtung so anzusteuern, dass diese die ihr zugeführte Luft derart temperiert, dass die Raumluft innerhalb der Aufnahmeeinrichtung eine vorbestimmte Solltemperatur einhält, und derart konditioniert, dass die Taupunkttemperatur der Raumluft innerhalb der Aufnahmeeinrichtung der Taupunkttemperatur der Umgebungsluft entspricht. Unter einem Messfühler wird im Sinne der Erfindung ein Bauelement verstanden, das auch in der Lage ist, eine physikalische Eigenschaft aber nicht nur eines Mediums zu erfassen. Insbesondere, aber nicht nur, sind im Sinne der Erfindungen Temperaturfühler und Feuchtefühler gemeint. Dabei kann es sich beispielsweise um Raumfühler, Außenfühler, Kanalfühler oder Behälterfühler handeln. Als Mess-Signal wird im Sinne der Erfindung ein elektrisches, optisches oder sonst wahrnehmbares Signal verstanden, welches eine Information trägt, die Rückschlüsse auf den gemessenen Wert einer physikalischen Eigenschaft erlaubt. Mit einem solchen Aufbau kann auch eine wirksame Regelung der Zustandsgrößen der im Innenraum der Aufnahmeeinrichtung vorhandenen Luft ermöglicht werden.
Die Steuerungseinrichtung kann ausgelegt und eingerichtet sein, Sollwerte einer dem Innenraum der Aufnahmeeinrichtung zuzuführenden Luft hinsichtlich Tem- peratur, Feuchte und Menge zu ermitteln, und die Zuführungseinrichtung, die Temperierungseinrichtung und die Konditionierungseinrichtung so anzusteuern, dass die dem Innenraum der Aufnahmeeinrichtung zugeführte Luft die ermittelten Sollwerte aufweist, wobei die Messeinrichtung vorzugsweise weitere Mess- fühler aufweist, die ausgelegt und eingerichtet sind, die Temperatur und die Feuchte der dem Innenraum der Aufnahmeeinrichtung zugeführten Luft zu messen und entsprechende Mess-Signale an die Steuerungseinrichtung auszugeben. Unter einem Ermitteln wird im Sinne der Erfindung ein Vorgang verstanden, der die zu ermittelnde Information erschließt, sei es durch Berechnung, Vergleich, externe Eingabe, Abfrage aus einem Datenbestand oder auf andere Weise. Mit einem solchen Aufbau kann auch die Regelung hinsichtlich der Zu- standsgrößen der Luft erleichtert werden.
Es können Messfühler an verschiedenen Orten innerhalb der Aufnahmeeinrich- tung vorgesehen sein, um die Temperatur und die Feuchte der Luft an den verschiedenen Orten innerhalb der Aufnahmeeinrichtung zu messen und entsprechende Mess-Signale an die Steuerungseinrichtung auszugeben. Auf diese Weise können auch einerseits die Messungen der Messfühler auf Konsistenz und Schlüssigkeit überprüft werden, kann andererseits ein geeigneter Mittelwert gebildet werden, und es kann anhand eines ermittelten Gradienten der Messgrößen über den gesamten Innenraum der Aufnahmeeinrichtung hinweg die Wirksamkeit der Regelung beurteilt, kann ferner die Einhaltung vorgegebener Temperaturgrenzen über den gesamten Innenraum der Aufnahmeeinrichtung überprüft werden und können gegebenenfalls die Sollwerte für insbesondere die Temperatur und/oder die Luftmenge angepasst werden.
Die Steuerungseinrichtung kann ausgelegt und eingerichtet sein, einen Optimalwert für die Temperatur selbsttätig anhand eines Typs der in der Aufnahmeeinrichtung enthaltenen Elektroenergiespeicher zu ermitteln und den Optimal- wert als Sollwert für die Temperatur der Raumluft im Innenraum der Aufnahmeeinrichtung festzulegen. Als Typ eines Energiespeichers kann im Sinne der Erfindung einerseits eine beispielsweise anhand eines Industriestandards festge- legte, eindeutige Bezeichnung eines Elektroenergiespeichers eines bestimmten Herstellers, einer bestimmten Baureihe, eines bestimmten Fertigungsloses etc. verstanden werden, andererseits kann als Typ eines Energiespeichers im Sinne der Erfindung eine kodierte Informationen über die Eigenschaften und Parame- ter des Energiespeichers, enthaltend beispielsweise die Art der elektrochemischen Lade- und Entladereaktion, die verwendeten Materialien, die Anzahl der Zellen, Zellenspannung, geforderter oder zulässiger Ladestrom, geforderte oder zulässige Ladespannung, zulässige Temperaturbereiche oder anderes, verstanden werden. Wenn ein Optimalwert für die Temperatur selbsttätig anhand eines Typs der in der Aufnahmeeinrichtung enthaltenen Elektroenergiespeicher ermittelt und der Optimalwert als Sollwert für die Temperatur der Raumluft im Innenraum der Aufnahmeeinrichtung festgelegt wird, ist auch eine flexible und betriebssichere Regelung des Temperaturprofils innerhalb der Aufnahmeeinrichtung besonders einfach möglich; die Betriebsparameter der Ladevorrichtung können je nach Situation über die gesamte Breite ausgenutzt werden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Aufnahmeeinrichtung eine Mehrzahl von Abteilungen aufweist, die vorzugsweise thermisch und insbesondere brandschutztechnisch voneinander getrennt sind, wobei in jeder Abteilung Messfühler der Messeinrichtung vorgesehen sind, um die Temperatur und die Feuchte der Luft an wenigstens einem Ort innerhalb jeder Abteilung zu messen und entsprechende Mess-Signale an die Steuerungseinrichtung auszugeben. Auf diese Weise kann die Betriebssicherheit der gesamten Ladevorrichtung weiter erhöht werden.
Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn jede der Abteilungen zur Aufnahme eines vorab festgelegten Typs von Elektroenergiespeichern oder mehrerer Typen von Elektroenergiespeichern, denen die gleiche optimale Temperatur und/oder der gleiche zulässige Temperaturbereich zugeordnet ist, ausgelegt und eingerichtet ist. Durch eine solche Auslegung kann auch das Temperaturprofil innerhalb der Aufnahmeeinrichtung auch vergleichmäßigt werden. So kann es z.B. vorgesehen sein, dass Abteilungen mit Elektroenergiespeichern, die eine geringe zuläs- sige Ladetemperatur aufweisen, nahe eines Eintrittsbereich der klimatisierten Luft angeordnet sind, während Abteilungen mit Elektroenergiespeichern, die eine höhere zulässige Ladetemperatur aufweisen, näher an einem Austrittsbereich der Fortluft angeordnet sind. So kann auch der Temperaturgradient im Ver- lauf des Strömungsweges innerhalb der Aufnahmeeinrichtung vorteilhaft ausgenutzt werden.
Besonders vorteilhaft kann es dabei sein, wenn jede der Mehrzahl von Abteilungen eine eigene Luftzufuhr aufweist, wobei die Steuerungseinrichtung und die Klimatisierungseinrichtung ausgelegt und eingerichtet sind, jede der Mehrzahl der Abteilungen einzeln oder in Gruppen getrennt voneinander zu klimatisieren. Auf diese Weise können die Betriebsparameter der Ladevorrichtung noch gezielter optimiert werden. Von besonderem Vorteil im Hinblick auf die Energiebilanz der Gesamtanlage ist es, wenn die innerhalb der Aufnahmeeinrichtung erzeugte Wärme gespeichert oder direkt genutzt oder verwertet wird. Dies kann beispielsweise, aber nicht ausschließlich, dadurch geschehen, dass die innerhalb der Aufnahmeeinrichtung erzeugte Wärme einem Fernwärmenetz zugeführt wird, dass die innerhalb der Aufnahmeeinrichtung erzeugte Wärme einem Wärmespeicher zugeführt wird, dass die innerhalb der Aufnahmeeinrichtung erzeugte Wärme zur Erwärmung von Brauchwasser oder zum Betrieb oder zur Unterstützung eines lokalen Heizungssystems genutzt wird, oder dass die innerhalb der Aufnahmeeinrichtung erzeugte Wärme zur Vorerwärmung der in die Klimatisierungseinrichtung eingeleiteten Luft genutzt wird.
Die innerhalb der Aufnahmeeinrichtung erzeugte Wärme kann besonders effizient der aus der Aufnahmeeinrichtung abgeführten Fortluft entnommen werden. Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft eine Versorgungsstation zur Versorgung von wenigstens teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen mit wiederaufladbaren Elektroenergiespeichern, der eine Ladevorrichtung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, aufweist. Unter einer Versorgungsstation wird im Sinne der Erfindung eine Einrichtung verstanden, an welcher verbrauchte Elektroenergiespeicher abgegeben und aufgeladene Elektroenergiespeicher aufgenommen werden können. Eine Versorgungsstation kann, muss aber nicht, auch Einrichtungen zum Laden von in Fahrzeugen verbleibenden Elektroenergiespeichern aufweisen.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufladen von wiederaufladbaren Elektroenergiespeichern, mit den Schritten: Aufnehmen eines oder einer Mehrzahl von Elektroenergiespeichern, vorzugsweise von wiederaufladbaren Elektroenergiespeichern für Fahrzeuge, in einer Aufnahmeeinrichtung; Gesteuertes Laden der/des in der Aufnahmeeinrichtung aufgenommenen Elektroenergiespeicher/-s; Temperieren des Innenraums der Aufnahmeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft im Innenraum der Aufnahme- einrichtung an die Umgebungsverhältnisse im Hinblick auf den Taupunkt angeglichen wird.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufladen von wiederaufladbaren Elektroenergiespeichern, mit den Schritten: Aufnehmen eines oder einer Mehrzahl von Elektroenergiespeichern, vorzugsweise von wiederaufladbaren Elektroenergiespeichern für Fahrzeuge, in einer Aufnahmeeinrichtung; Gesteuertes Laden der/des in der Aufnahmeeinrichtung aufgenommenen ElektroenergiespeicherΛs; Klimatisieren des Innenraums der Aufnahmeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb der Aufnahmeeinrichtung erzeugte Wärme gespeichert oder direkt genutzt oder verwertet wird.
Die vorstehenden und weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung deutlicher ersichtlich werden, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angefertigt wurde. In den Zeichnungen: ist Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Infrastruktur zur Versorgung von Fahrzeugen mit wiederaufladbaren und austauschbaren Batterien gemäß der Erfindung; ist Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Tankstelle gemäß der Erfindung; ist Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Batterielagers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; ist Fig. 4 eine diagrammatische Darstellung zur Verdeutlichung eines Luft- temperierungs- und— konditionierungsvorgangs gemäß der Erfindung; und ist Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Batterielagers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit Klimagerät.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Darstellungen in den Figuren schematisch sind und sich auf die Wiedergabe der für das Verständnis der Erfindung wich- tigsten Merkmale beschränken. Auch ist darauf hinzuweisen, dass die in den Figuren wiedergegebenen Abmessungen und Größenverhältnisse allein der Deutlichkeit der Darstellung geschuldet sind und in keiner Weise einschränkend oder zwingend zu verstehen sind, soweit sich aus der nachstehenden Beschreibung nichts anderes ergibt. Insbesondere können Abmessungen in einer Raum- richtung im Verhältnis zu anderen Raumrichtungen in den Zeichnungen teilweise erheblich überhöht dargestellt sein.
Fig. 1 zeigt schematisch eine beispielhafte Konfiguration einer Infrastruktur, in welcher die vorliegende Erfindung vorteilhaft anwendbar ist. Ein Fahrzeug 2 als Repräsentant einer Vielzahl von Fahrzeugen fährt auf einem Straßennetz 1. Auf dem Straßennetz 1 sind eine Vielzahl von Tankstellen "T" eingerichtet, die im Wesentlichen gemäß der Darstellung in Fig. 2 und zugehöriger Beschreibung ausgeführt sind. Zu der Infrastruktur gehören auch ein Satellit 60 eines Satellitenkommunikationsnetzes (das von einem externen Anbieter stammen kann) und eine Verwaltungszentrale "Z". Die Tankstellen T weisen Akkuladestationen und Akkuwechselstationen auf, die nachstehend genauer erläutert werden; zusätzlich können dort Zapfsäulen für konventionelle Kraftstoffe vorgesehen sein.
Gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 1 weist das Fahrzeug 2 vier Rä- der 4, einen Elektromotor 6 und eine Batterie 8 auf. Wenigstens zwei der Räder 4 (hier: die Vorderräder) sind von dem Elektromotor 4 antreibbar. Eine Batterie bzw. ein Akkumulator (nachstehend kurz als "Akku" bezeichnet) 8 liefert die e- lektrische Energie für den Antrieb, die durch ein Fahrzeugsteuergerät (V-ECU) 10 an den oder die Elektromotoren 6 übertragen wird. Der Elektromotor 8 kann als Motor-Generator ausgebildet sein, der im Schubbetrieb elektrischen Strom erzeugt und der Batterie 8 als Ladestrom zuführt. Zusätzlich zu dem Elektromotor 8 kann auch ein Verbrennungsmotor zum Antreiben des Fahrzeugs und/oder zum Aufladen der Batterie über den als Generator arbeitenden Elektromotor 8 vorhanden sein.
Der Akku 8 soll hier als Lithium-Ionen-Akku, Lithium-Polymer-Akku oder ähnlich ausgeführt sein. Es sind jedoch auch Akkumulatortypen auf anderer elektrochemischer Grundlage denkbar, wie etwa Blei-Gel-Akkus, Nickel-Cadmium- Akkus oder andere. Es ist auch möglich, zwei oder mehrere Akkus vorzusehen. Der Akku 8 kann aus mehreren Teilen bestehen.
Der Akku 8 ist auswechselbar gestaltet. Er lässt sich optional als Modul per Hand ausklinken oder automatisch als Ganzes oder modular entnehmen bzw. einsetzten. Die Kontaktierung erfolgt vorzugsweise formschlüssig in einem Ar- beitsgang mit dem Einbau. So werden gefährliche Spannungslagen grundsätzlich vermieden. Dabei werden auch mechanische, elektrische oder sonstige Sicherungen, etwa im Kontaktierungsbereich des Moduls, gelöst, wodurch der Akku 8 nicht nur gefahrlos aus dem System entfernt werden kann, sondern auch nach den Sicherheits- und Transportvorschriften zum Versand gehen kann, z.B. wenn das Akkuteil von der Ladestation als defekt geprüft wird (siehe unten). Der Akku 8 wird ohne mitgeführtes Ladesystem geladen, verfügt aber auf Modulebene über ein geeignetes Batteriemanagementsystem, das von einem ü- bergeordneten Master betrieben oder über das Energiemanagement des Fahrzeugs gesteuert werden kann. Die Tankstellen T verfügen jeweils über wenigstens einen Servicepylon 28 sowie wenigstens ein Akkulade- und Lagergebäude 42, deren Aufbau und Funktion an gegebener Stelle genauer erläutert werden.
Über eine Antenne 62 des Fahrzeugs 2 und Antennen 64 der Tankstellen T kann das Fahrzeugsteuergerät (die V-ECU) 10 mit den Funkeinrichtungen 56 der Tankstellen T kommunizieren. Die Kommunikation kann auch über den als Relais dienenden Satelliten 60 erfolgen. Ebenso über das Satelliten-Relais können die V-ECU 10 und die Funkeinrichtung 56 der Tankstellen T mit der Verwaltungszentrale Z kommunizieren. Auf diese Weise können Daten über die Positi- on eines Fahrzeugs, den Ladezustand der Batterie 8 des Fahrzeugs sowie die Position von Tankstellen und deren Lagerbestand ausgetauscht und zur Wegführung des Fahrzeugs bzw. einer Vielzahl von Fahrzeugen, zur Lager- und Ladelogistik der Tankstellen und dergleichen verwendet werden. Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau einer Tankstelle nach der Erfindung. Die Tankstelle T gliedert sich in eine Selbstladezone 12, eine Wechselzone 14, eine Lagerzone 16 und eine Energieverwaltungszone 18.
Die Selbstladezone 12 weist einen Zufahrtsweg 20 und mehrere Ladeplätze 22 auf. Jedem Ladeplatz 22 ist ein Ladeautomat 24 zugeordnet. Der Ladeautomat 24 ist z.B. als Säule oder als Kasten oder dergleichen ausgeführt und weist wenigstens eine Anschlussdose für ein Ladekabel oder ein fest installiertes Lade- kabel auf. Die Ladeautomaten 24 sind zur Schnelladung mit hoher Leistung ausgelegt, können aber auch niedrige Ladeleistungen zur schonenden Aufladung verwalten. Befindet sich ein Fahrzeug 2 auf einem Ladeplatz 22, wird sein Akku bzw. das Ladungsmanagementsystem über ein Kabel mit dem zugehöri- gen Ladeautomat 24 verbunden. An dem Ladeautomat 24 wird die Art des Ladevorgangs anhand des Akkutyps ausgewählt oder automatisch ermittelt. Es kann ein direkter Bezahlvorgang in bar oder per Scheck- oder Kreditkarte direkt an dem Ladeautomat 24 oder an einer gesonderten Kassenstelle vorgenommen werden, oder es kann anhand einer an dem Ladeautomat 24 vorzunehmenden Benutzeridentifizierung eine Abrechnung über ein Abonnementkonto erfolgen.
Die Wechsel- oder Austauschzone 14 weist einen zweispurigen Zufahrtsweg 26 und einen Servicepylon 28 auf. Auf dem Servicepylon 28 sind insgesamt vier Bedienautomaten 30 angeordnet. Die Bedienautomaten 30 sind jeweils einem von vier Wechselplätzen 32 zugeordnet, die beiderseits des Servicepylons 28 vorgesehen sind. (In einer Abwandlung kann nur ein Bedienautomat 30 für mehrere Wechselplätze 32 vorgesehen sein.)
Jeder Wechselplatz 32 weist zwei Standspuren 34 und eine Wechselgrube 36 auf. Die Wechselgrube 36 ist unterirdisch angeordnet und ist, wenn sich kein Fahrzeug auf dem Wechselplatz 32 befindet, aus Sicherheitsgründen mittels einer Fall- oder Schiebetür (nicht näher dargestellt) verschließbar. Zum Austausch eines Akkus wird ein Fahrzeug 2 auf die Standspuren 34 eines freien Wechselplatzes 32 bewegt. In der Wechselgrube 36 befindet sich ein Roboter (nicht näher dargestellt), der von unten den Akku 8 des Fahrzeugs entfernt, nachdem er Halterungen, Anschlüsse und ggf. Abdeckungen gelöst hat. Der Akku 8 wird dann mittels eines Förderers 38 zu der Lagerzone 16 transportiert. Von dort wird, ebenfalls mittels des Förderers 38, ein frischer Akku 8 in die Wechselgrube 36 transportiert und mittels des Roboters in das Fahrzeug 2 ein- gebaut. Die Standspuren 34 sind hier nur auf den Boden gemalte Markierungen. In einer Abwandlung können die Standspuren 34 jedoch auch eine Fördereinrichtung zum Positionieren des Fahrzeugs 2 auf dem Wechselplatz 32 aufweisen, wie es z.B. aus Autowaschanlagen an sich bekannt ist. Durch eine solche Förderein- richtung ist das Fahrzeug automatisch für den Austauschvorgang positionierbar.
Die Bedienautomaten 30 weisen mehrere Funktionen auf. Hier kann ein Bediener eine Identifikation vornehmen und einen Wechselvorgang bestätigen. Ferner kann hier bezahlt werden. Der Bedienautomat 30 zeigt auch den Fortschritt bzw. Erfolg oder Misserfolg des Identifikations- und Wechselvorgangs an.
Für den Fall, dass ein Wechselvorgang fehlschlägt, ist auf dem Servicepylon 28 auch je ein Ladeanschluss 40 für jeden Wechselplatz 32 angeordnet. Die Ladeanschlüsse 40 werden über die Bedienautomaten 30 angesteuert. Im Gegensatz zu den Ladeautomaten 24 in der Ladezone sind an den Ladeanschlüssen 40 in der Wechselzone 14 nur Schnellladevorgänge möglich, um den Wechselplatz 32 nicht zu lange zu belegen.
In der Lagerzone 16 sind in einem Lagergebäude 42 ein Fächerregal 44 und ein Prüfplatz 46 vorgesehen.
Das Fächerregal 44 weist mehrere Abteilungen A bis E für Akkumulatoren mehrerer Typen 8A bis 8E sowie eine Abteilung F zur flexiblen Verwendung auf. Der Prüfplatz 46 dient der Überprüfung der Akkus 8 und entweder Freigabe zur Ein- lagerung in dem Fächerregal 44, Anforderung einer Wartung oder Ausmusterung zum Abtransport.
In den Fächern des Fächerregals 44 sind die Akkus 8 an ein Ladesystem angeschlossen. Die Fächer des Fächerregals 44 weisen zu diesem Zweck Anschlüs- se auf, die mit den Polen der Akkus 8 korrespondieren und die im Zuge des Einlagerungsvorgangs automatisch, vorzugsweise formschlüssig, mit diesen Kontakt herstellen. So werden die Akkus 8 in dem Fächerregal 44 aufgeladen. Ein Ladesteuergerät (L-ECU) 65 ist zur Durchführung eines geeigneten Ladeprogramms vorgesehen und an das Ladesystem angeschlossen. Der Ladevorgang wird nach den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, der Sicherheit, und der Lagerlogistik automatisch durchgeführt. Eine permanente Erhaltungsladung wird aus Effizienzgründen vorzugsweise vermieden.
Aus Sicherheitsgründen sind die Abteilungen A bis F des Fächerregals 42, gegebenenfalls auch noch kleinteiliger, brandschutztechnisch voneinander abgeschottet. Ferner ist die gesamte Lagerzone 16 sowie der gesamte Bereich des Förderers 38 und der Wechselgruben 36 mit einem Wannensystem gegen ein Eindringen eventuell aus den Akkus 8 austretender Flüssigkeiten in den Boden isoliert.
In der Energieverwaltungszone 18 steuert ein zentrales Energiesteuergerät (P- ECU) 48 alle Vorgänge innerhalb der Tankstelle T und verteilt die elektrische Energie über ein Verteilnetz 50 an die jeweiligen Verbraucher, insbesondere die Ladeautomaten 24 in der Ladezone 12, die Ladeanschlüsse 40 in der Wechselzone 14 und die L-ECU 65 in der Lagerzone 42. Die L-ECU 65 kann auch in der P-ECU 48 interiert sein.
Ein Umspanner 52 empfängt aus dem Fernenergienetz "N" elektrische Energie und wandelt sie in eine nutzbare Spannung um. In einem Zwischenspeicherwerk 54 wird elektrische Energie gepuffert. Ein Windrad 56 erzeugt mittels eines Generators "G" elektrischen Strom aus Windenergie.
Das Windrad 56 ist nur ein Beispiel für eine lokale Generierung elektrischer E- nergie. Ebenso können je nach geographischer Lage eine Solarfarm, ein Gezeiten- oder Wellenkraftwerk, ein Wasserspeicherkraftwerk, ein Fließwassergenerator, ein geothermischer Generator oder dergleichen zur Nutzung regenerativer Energiequellen genutzt werden. Auch die lokal aus regenerativen Energiequellen erzeugte Elektrizität wird, da sie in der Regel nicht kontinuierlich zur Verfügung steht, bei nicht sofortigem Verbrauch in dem Zwischenspeicherwerk 54 gepuffert. Neben regenerativer Stromerzeugung kann auch ein herkömmliches Kraftwerk oder ein Blockheizkraftwerk vorgesehen sein.
Eine Funkeinrichtung 58 mit Antenne 64 ist vorgesehen, um eine Kommunikati- on mit der Verwaltungszentrale Z, anderen Tankstellen! " , einem Satellitennetz (in Fig. 2 durch einen Satelliten 60 angedeutet) oder Fahrzeugen 2 zu ermöglichen, wie oben erläutert.
Das Lagergebäude 42 verfügt über ein Klimagerät 66 zur Klimatisierung des Fächerregals 44 sowie einen Abzugsventilator 68 zum Abführen der Fortluft. Die Funktionsweise des Klimageräts wird nachstehend im Einzelnen erläutert.
Fig. 3 zeigt schematisch den funktionalen Zusammenhang zwischen dem Lagergebäude 42 bzw. dem Fächerregal 44 und dem Klimagerät 66. Der Einfach- heit halber ist das Fächerregal 44 nur mit einem Ablagefach 70 für zwei Akkus 8 dargestellt, die stellvertretend für die Akkus 8A bis 8E in Fig. 2 stehen und mit der L-ECU 65, welche ein geeignetes Ladeprogramm durchführt, über ein Ladeleitungsnetz 67 in Verbindung stehen. Das Fächerregal 44 verfügt über eine Wandisolierung 72, welche den Innenraum des Fächerregals 44 thermisch von seiner Umgebung isoliert. Das Klimagerät 66 ist außerhalb des Lagergebäudes 42 aufgestellt und über eine Verbindungsleitung 74 mit dem Innenraum des Fächerregals 44 verbunden. Das Klimagerät 66 saugt Luft aus der Umgebung als Zuluft an, bringt sie auf gewünsch- te Zustandswerte und gibt die Luft als klimatisierte Luft an den Innenraum des Fächerregals 44 ab. In der Wandung des Fächerregals 44 ist ein Fortluftventilator 68 eingelassen, der über eine Fortluftleitung 76 mit einer Öffnung in der Wandung des Lagergebäudes 42 verbunden ist und die Fortluft aus dem Innenraum des Fächerregals 44 in die Atmosphäre abgibt.
Das Klimagerät 66 weist einen Zuluftkanal 78, einen Ventilator 80, eine Heizeinheit 82, eine Kühleinheit 84, eine Befeuchtungseinheit 86 und einen Entfeuch- tungseinheit 88 auf, die in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Jede der Einheiten 82, 84, 86, 88 kann mehrere Einzelgeräte bzw. Komponenten aufweisen, und es können mehrere der Einheiten in einer Komponente integriert sein. Dem Fachmann stehen zahlreiche klimatechnische Komponenten zur Verfügung, die er anhand seines Wissens und Könnens geeignet auswählen, auslegen, anordnen, verbinden und zuordnen wird, ohne dass dies im Rahmen dieser Anmeldung einer vertiefenden Erörterung bedarf. Weitere Einrichtungen zur Ansteuerung und Versorgung der einzelnen Komponenten mit Warm- oder Kaltwasser, Dampf oder elektrischem Strom sowie geeignete För- derelemente, Vorrats- und Auffangbehälter, Ansteuerungs- und Regeleinrichtungen sind in der Darstellung weggelassen und werden nach Bedarf und Eignung eingesetzt.
Das Klimagerät 66 wird durch ein Klimasteuergerät (K-ECU) 90 angesteuert, das ein gewöhnlicher Arbeitsplatzrechner oder ein spezialisiertes Rechengerät ist. Es weist als wichtigste Komponenten, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 92, einen Festwertspeicher (ROM) 94, einen Arbeitsspeicher (RAM) 96, ein magnetisches oder optisches Laufwerk (LW) 98 (optional) und einen internen Bus 100 auf, der die Komponenten des Klimasteuergeräts 90 untereinander verbindet. Als Speichererweiterung kann eine Festplatte oder ein geeigneter Flash-Speicher vorgesehen sein. Eine externe Schnittstelle (E/A-Schnittstelle), die mit dem internen Bus 100 in Verbindung steht, ist durch die Umrandung des Klimasteuergeräts 90 symbolisiert. Die externe Schnittstelle wird durch Anschlussbuchsen oder dergleichen zum Anschließen von Kabeln und einen ge- eigneten Bus zur Verarbeiten der eingehenden und ausgegebenen Daten bzw. Signale verwirklicht. Externe Ein- und Ausgabegeräte wie etwa eine Tastatur, eine Maus, ein Bildschirm, Kontroll-Leuchten oder dergleichen können vorhanden sein, sind aber aus Gründen der Vereinfachung in der Darstellung weggelassen.
Das Klimasteuergerät 90 steht über Signalleitungen (in der Figur als strichpunktierte Linien dargestellt) einerseits mit dem Klimagerät 66 und dem Fortluftventi- lator 68 und andererseits mit einer Vielzahl von Sensoren in Verbindung. Ein Außen-Temperaturfühler 102 ist außerhalb des Fächerregals 44 angeordnet und zur Messung der Temperatur V A der Außenluft vorgesehen. Ein Außen- Feuchtefühler 104 ist außerhalb des Fächerregals 44 angeordnet und zur Mes- sung der relativen Feuchtigkeit φ A der Außenluft vorgesehen. Ein Raum- Temperaturfühler 106 ist innerhalb des Fächerregals 44 angeordnet und zur Messung der Temperatur V R im Innenraum des Fächerregals 44 vorgesehen. Ein Raum-Feuchtefühler 108 ist innerhalb des Fächerregals 44 angeordnet und zur Messung der relativen Feuchtigkeit φ R im Innenraum des Fächerregals 44 vorgesehen.
In einem Speicherbereich des Klimasteuergeräts 90 ist eine Routine zur Steuerung des Klimageräts 66 hinterlegt, die von der CPU 92 abgearbeitet wird. Ein erstes Ziel der Klimatisierung ist die Einhaltung einer bestimmten Optimaltemperatur V opt im Innenraum des Fächerregals 44. Die Optimaltemperatur ist für einen bestimmten Akkutyp vorgegeben oder als Mittelwert für eine Vielzahl von Akkutypen festgelegt. Die Optimaltemperatur kann manuell eingebbar sein oder in dem RAM oder dem ROM des Klimasteuergeräts vorab gespeichert sein oder Bestandteil der Steuerungsroutine sein. Es ist auch denkbar, dass das Klimasteuergerät weitere Parameter der Akkus 8, des Ladezustands oder des Ladeprogramms, der Jahreszeit oder andere Parameter heranzieht, um die Optimaltemperatur zu berechnen. Das Klimasteuergerät 90 regelt also durch geeignetes Ansteuern des Klimageräts 66 die Temperatur im Inneren des Fächerre- gals 44 auf die Optimaltemperatur V opt .
Neben der Temperaturregelung führt die Steuerungsroutine eine Feuchteregelung bzw. Taupunktregelung durch und macht dabei Gebrauch von einem Zusammenhang, der in Fig. 4 verdeutlicht ist. In dem Diagramm von Fig. 4 ist die relative Feuchte φ von Luft als Abszisse aufgetragen und ist die Lufttemperatur V als Ordinate aufgetragen. Zu jedem Wertepaar von relativer Feuchte und Temperatur gibt es genau eine Temperatur, bei der sich auf einem der feuchten Luft ausgesetzten Gegenstand Kondensatbildung gerade einstellt, bei der also eine relative Feuchte von 100% gerade erreicht ist. Diese Temperatur ist die Taupunkttemperatur | . In dem Diagramm von Fig. 4 sind Linien konstanter Taupunkttemperatur als Kurvenschar mit I als Parameter eingezeichnet. Dieser Zusammenhang ist theoretisch bekannt und wird durch die Gleichung
(1) I = f (V, φ) bzw.
(1a) φ = f 1 ( l , V) symbolisiert, wobei φ die relative Feuchte in % ist, V die Lufttemperatur in 0 C ist und I die Taupunkttemperatur in 0 C ist, und wobei ferner f eine Funktion ist, welche bei gegebenen V, φ einen Wert für I angibt, und f 1 eine Umkehrfunktion der Funktion f ist, welche bei gegebenen | , V einen Wert für φ angibt. Dieser Funktionszusammenhang ist in der Steuerungsroutine oder einem separaten Speicherbereich als Funktion oder Wertetabelle hinterlegt.
Ziel der Taupunktregelung ist es, dass die Luft im Innenraum des Fächerregals 44 der Außenluft hinsichtlich des Taupunkts (genauer: der Taupunkttemperatur I ) angepasst ist. Diese Anpassung wird wie folgt durchgeführt.
Aus der durch die Fühler 102, 104 gemessenen Außentemperatur und -feuchte V A , <P A ermittelt das Klimasteuergerät 90 zunächst die Taupunkttemperatur | A der Außenluft nach der Gleichung
Mit den Bedingungen (3) V R,S0 || = V opt (4) I R.soll = I A wobei V R1S0II der Sollwert für die Lufttemperatur im Innenraum des Fächerregal 44 ist und | RISOH der Sollwert für die Taupunkttemperatur der Luft im Innenraum des Fächerregal 44 ist, ermittelt das Klimasteuergerät 90 den Sollwert φ RιSO n für die relative Feuchte im Innenraum des Fächerregals 44 anhand der Gleichung
(5) (PR.SOII = f ( I R.soll, VR IS0 ||)
= f 1 ( l A , v opt )
= f 1 (f (V A , φ A ), V opt ).
(Die Steuerungsroutine greift dabei nur auf die erste Zeile der Gleichung (5) zurück; die zweite und dritte Zeile der Gleichung (5) dienen nur der Verdeutlichung dessen, von welchen Parametern (P R,SOII letztlich abhängig ist.)
Davon ausgehend steuert das Klimasteuergerät 90 das Klimagerät 66 so an, dass sich im Innenraum des Fächerregals 44 nicht nur die Temperatur V opt einstellt, sondern die Luft im Innenraum des Fächerregals 44 der Außenluft im Taupunkt angepasst ist. Diese Vorgänge werden nachstehend genauer erläu- tert.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, verlässt die Luft das Klimagerät 66 mit einer Temperatur V κ und einer relativen Feuchte ψx bei einem Volumenstrom dV/dt und wird dem Innenraum des Fächerregals 44 als klimatisierte Luft zugeführt. Diese RIi- matisierte Luft vermischt sich wenigstens teilweise - in Abhängigkeit von der Luftstromführung - mit der dort vorhandenen Raumluft, teilweise verdrängt sie die im Innenraum vorhandene Raumluft. Ferner wird diesem Gemisch aus den sich an unterschiedlichen Stellen x befindlichen und unterschiedliche Ladezustände aufweisenden Akkus 8 ein Wärmestrom dQ(x,t)/dt zugeführt. Hierdurch stellt sich ein neuer Zustand der Raumluft mit einer Temperatur V R und einer relativen Feuchte φ R ein. Aus regelungstechnischer Sicht bildet der Innenraum des Fächerregals 44 mit seinen Wärme abgebenden Akkus 8 ein System mit einer Übertragungsfunktion Ü FR , wobei die Übertragungsfunktion Ü FR des Fächerregals 44 angibt, welche Temperatur V R und relative Feuchte φ R sich im Innenraum des Fächerregals 44 einstellt, wenn klimatisierte Luft mit einer Temperatur V κ und einer relativen Feuchte φ« dem Innenraum des Fächerregals 44 mit einem Volumenstrom dV/dt zugeführt wird. Die Übertragungsfunktion Ü FR des Fächerregals 44 ist zu einem beliebigen Zeitpunkt nicht bekannt. (Es ist aber zu erwähnen, dass unter der Annahme, dass dem Innenraum des Fächerregals 44 außer der von der klimati- sierten Luft mitgeführten Wassermenge keine Feuchtigkeit zugeführt wird und außer der in der Fortluft mitgeführten Wassermenge keine Feuchtigkeit entzogen wird, sich die relative Feuchte φ R des Innenraums des Fächerregals 44 aufgrund der physikalischen Gesetzmäßigkeit, dass warme Luft mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann als kalte Luft, zwangsläufig auf der Grundlage der sich dort einstellenden Temperatur V R und der in der Raumluft enthaltenen Gesamtwassermenge ergibt.) In formaler Schreibweise gilt also:
(6) (V R , φ R ) = Ü FR (V R , φ R , dV/dt, V κ , φ κ ) Wie bereits erwähnt, ist die Übertragungsfunktion Ü FR des Innenraums des Fächerregals 44 zu einem beliebigen Zeitpunkt nicht bekannt. Dennoch ist es möglich, anhand der gegenwärtigen Ist-Werte der Temperatur V R und der relativen Feuchte φ R im Innenraum des Fächerregals 44 Rückschlüsse auf die Übertragungsfunktion Ü FR des Fächerregals 44 zu ziehen. Insbesondere ist es möglich, eine angenäherte Umkehrfunktion Ü FR "1 der Übertragungsfunktion Ü FR des Fächerregals aufzustellen und daraus geeignete Soll-Werte für die Temperatur V κ ,soiι , die relative Feuchte φ κ , S oiι und des Volumenstroms (dV/dt) so n der klimatisierten Luft zu ermitteln, um die zuvor ermittelten Sollzustände im Innenraum des Fächerregals 44 zu erreichen. Dieser Zusammenhang kann wie folgt aus- gedrückt werden:
(7) ((dV/dt) SO ιι, V κ , s oiι, <PK,SOII) = Ü FR '1 (V R , φ R , V Rso n, φ R , S0 „) Auf der Grundlage der Gleichung (7) berechnet das Klimasteuergerät 90 also die Sollparameter (dV/dt) S oiι- V KlS oiι. φκ,soiι für die dem Fächerregal 44 zuzuführende, klimatisierte Luft.
Der Volumenstrom dV/dt bildet dabei einen variablen Parameter, der zur Optimierung der thermischen Zustände und der Energiebilanz herangezogen wird.
Wird in dem Klimagerät 66 ein Ventilator 80 mit fest vorgegebener Drehzahl n verwendet, so ist der bei eingeschaltetem Ventilator 80 produzierbare Volumenstrom (dV/dt) E in des Klimageräts 66 grundsätzlich unveränderlich. In diesem Fall kann darauf verzichtet werden, den Volumenstrom dV/dt zur Optimierung heranzuziehen, wobei dann die sonstigen Geräte und Komponenten des Klimageräts 66, insbesondere die Heizeinheit 82 und die Kühleinheit 84, möglicherweise ei- nen breiteren Regelbereich abdecken müssen.
Soll jedoch bei vorgegebenem, festem Volumenstrom (dV/dt) E in des Klimageräts 66 auf eine Optimierung anhand des Volumenstroms dV/dt nicht verzichtet werden, so kann durch intervallartiges Ein- und Ausschalten des Ventilators 80 ein beliebiger (durchschnittlicher) Volumenstrom dV/dt verwirklicht werden. Wird dem Ventilator 80 ein Einschaltstrom als Rechtecksignal, das nur einen vorgegebenen Maximalwert (eingeschaltet) und 0 (ausgeschaltet) annehmen kann, zugeführt, so ist der sogenannte Tastgrad g des Einschaltstroms definiert als (8) g = t Ein / T wobei t E i n eine Einschaltdauer des Ventilators 80 und T eine Periodendauer des Rechtecksignals ist. Das gewünschte Tastverhältnis ergibt sich dann aus (9) g S oiι = (dV/dt) SO ι, / (dV/dt) Ein Es versteht sich, dass bei der Anwendung der Gleichung (7) in diesem Fall die Bedingung
(10) (dV/dt)βofl≤ (dV/dt) Ein zu beachten ist. Mit anderen Worten, der insgesamt durch Taststeuerung erzielbare Volumenstrom kann nicht größer als der Einschalt-Volumenstrom des Klimageräts 66 sein. Auch das Klimagerät 66 bildet ein System mit einer Übertragungsfunktion Ü KG . wobei die Übertragungsfunktion Ü KG des Klimageräts 66 angibt, welche Temperatur V κ und relative Feuchte φ« die klimatisierte Luft aufweist, wenn Außenluft mit einer Temperatur V A und einer relativen Feuchte φ A in das Klimagerät 66 eintritt und dieses mit einem Volumenstrom dV/dt durchströmt.
Die Übertragungsfunktion Ü KG des Klimageräts 66 ist theoretisch für alle relevanten Zustände der Geräte und Komponenten des Klimageräts 66 bekannt, wobei die Zustände der Geräte und Komponenten durch Stellgrößen ihrer Stellglieder bestimmt sind. Seien in einem Zustandsvektor S« G alle Zustands- und Stellgrößen der Geräte und Komponenten des Klimageräts 66 zusammenge- fasst, so gilt:
(11) (V κ , (PK) = Ü KG (S KG , V A , φ A ) Das Klimasteuergerät 66 verfügt über geeignete Stellroutinen, um das Klimagerät 66 so anzusteuern, dass bei bekannten Zuständen V A , φ A der Außenluft die klimatisierte Luft für einen vorgegebenen Volumenstrom dV/dt eine gewünschte Temperatur V κ , S oiι und eine gewünschte Luftfeuchtigkeit φ κ , S oiι annimmt. Die Stellroutinen können dabei über geeignete Umkehrfunktionen der Übertragungs- funktion Ü KG verfügen oder die Übertragungsfunktion Ü KG bei variierten Stellparametern für das Klimagerät 66 numerisch auswerten. Sei Ü KG 1 eine Umkehrung oder Ü K G N eine numerische Auswertung der Übertragungsfunktion Ü KG des Klimageräts 66, so gilt:
(1 1 a) S KG = ÜKG "1 (VK 1 SOH, ΨK.SOII, V Al φ A ) oder
(1 1 b) S KG = Ü K G N (VK 1 SOH, ΨK.SOII, V AI φ A ).
Dabei ist zu beachten, dass der Volumenstrom dV/dt durch einen Ansteue- rungszustand, z.B. einen variablen Einschaltstrom oder den Tastgrad g und ei- nen fest vorgegebenen, maximalen Einschaltstrom, des Ventilators 80 des Klimageräts 66 gegeben, also in dem Zustandsvektor SK G des Klimageräts 66 implizit enthalten ist.
Mit anderen Worten, das Klimasteuergerät 90 steuert das Klimagerät 66 so an, dass es aus der zugeführten Außenluft klimatisierte Luft liefert, deren Parameter dV/dt, V κ , <pκ SO eingestellt sind, dass sich im Innenraum des Fächerregals 44 die gewünschte Temperatur V R = V RιSO n = V opt und die gewünschte Luftfeuchtigkeit φ R = (P R1SOH einstellt mit der Maßgabe, dass die Taupunkttemperatur | R im Innenraum des Fächerregals 44 der Taupunkttemperatur I A der Außenluft ent- spricht.
In der dargestellten Ausführungsform liefern Außenfühler 102, 104 die Temperatur V A und die relative Feuchte φ A der Außenluft. Alternativ oder zusätzlich zu den Außenfühlern 102, 104 können Zuluft-Kanalfühler 114, 116 zur Messung von Temperatur V z und relativer Feuchte φ z der Zuluft in dem Zuluftkanal 78 des Klimageräts 66 vorgesehen sein. Die Zustandsparameter V z , φ z der Zuluft können in der Regelung gemäß vorstehenden Gleichungen (2) bis (11) anstelle der Zustandsparameter V A , φ A der Außenluft verwendet werden. Die Raumfühler 106, 108 sind an geeigneter Stelle im Innenraum des Fächerregals 44 angeordnet. Da sich die Zustandsgrößen der Luft, insbesondere die Temperatur V R und damit auch die relative Feuchte φ R , im Innenraum des Fä- cherregals 44 mit dem Überstreichen einer Mehrzahl von Wärme abgebenden Akkus 8 verändert, können zur Verifizierung und/oder Mittelung der Messwerte mehrere Paare von Raumfühlern 106, 108 vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ zu den Raumfühlern 106, 108 können ferner Fortluft- Kanalfühler 118, 120 zur Messung von Temperatur V F und relativer Feuchte φ F der Luft in dem Fortluftkanal 76 vorgesehen sein. Die Zustandsparameter V F , φ F der Fortluft können in der Regelung gemäß vorstehenden Gleichungen (2) bis
(11) zusätzlich oder anstelle der Zustandsparameter V R , φ R der Luft im Innen- räum des Fächerregals 44 verwendet werden, um z.B. eine weitere Verifizierung bzw. Mittelung zu verwirklichen.
Die Luftführung im Innenraum des Fächerregals 44 ist so ausgelegt, dass die Zustände der klimatisierten Luft einerseits und der Fortluft andererseits die Grenzzustände der Raumluft im Inneren des Fächerregals 44 markieren, wobei die klimatisierte Luft der kleinsten Temperatur und der größten relativen Feuchte im Innenraum des Fächerregals 44 entspricht und die Fortluft der größten Temperatur und der geringsten relativen Feuchte im Innenraum des Fächerregals 44 entspricht. Es gilt also:
(12) V κ < V R (X) < V F und
(13) φ κ > φ R (x)≥ CpF Mit guter Genauigkeit können daher die mittlere Temperatur und die mittlere relative Feuchte im Innenraum des Fächerregals 44 mit
(14) V R (x=l/2) = ( V F + V κ ) / 2 (15) φ R (x=l/2) = ( φ F + φ K ) / 2 abgeschätzt werden, wobei I die Gesamtlänge des Weges x der Luftströmung innerhalb des Fächerregals 44 von dem Verbindungskanal 74 zu dem Fortluftkanal 76 ist. Wird eine solche Mittelung, gegebenenfalls mit einer geeigneten, experimentell oder theoretisch ermittelten Gewichtung versehen, vorgenommen, kann auf den Einsatz von Raumluftfühlern unter Umständen verzichtet werden.
Zusätzlich oder alternativ zu der Regelung anhand der Optimaltemperatur Dopt kann die Klimatisierung auch so durchgeführt werden, dass vorgegebene oder gesondert ermittelte Temperaturgrenzen der aufgenommenen Akkus 8 eingehal- ten werden.
In der dargestellten Ausführungsform ist das Klimasteuergerät 90 von dem Klimagerät 66 getrennt angeordnet. Das Klimasteuergerät 90 kann aber auch Bestandteil des Klimageräts 66 sein. In einer weiteren Abwandlung kann das KIi- masteuergerät 90 anstelle der Sollwerte des Zustandsvektors S KG,SOII nur die Sollparameter (dV/dt, V, φ)«,s o iι (gegebenenfalls g anstelle dV/dt) für die klimatisierte Luft berechnen und dem Klimagerät 66 zuführen, während eine weitere Steuereinheit (nicht näher dargestellt) innerhalb des Klimageräts 66 die Aufgabe hat, die Komponenten des Klimageräts 66 so anzusteuern (d.h., deren Stellwer- te S KG SO ZU berechnen), dass das Klimagerät 66 klimatisierte Luft mit den geforderten Sollparametern liefert. Das Klimasteuergerät 90 kann auch Teil des Ladesteuergeräts (L-ECU) 65 oder des Energiesteuergeräts (P-ECU) 48 sein oder umgekehrt. In der dargestellten Ausführungsform ist das Klimagerät 66 außerhalb des Lagergebäudes 42 aufgestellt und über eine Verbindungsleitung 74 mit dem Innenraum des Fächerregals 44 verbunden. Der Standort des Klimageräts 66 ist jedoch ohne Bedeutung für die Anwendbarkeit der Erfindung. Das Klimagerät kann auch innerhalb des Lagergebäudes 42, direkt an der Außenwand des Fä- cherregals 44 oder auch innerhalb des Fächerregals 44 selbst angeordnet sein. Auch kann das Fächerregal 44 oder seine Abteilungen ohne ein umhüllendes Lagergebäude aufgestellt sein. Es ist auch möglich, dass eine Ladestation mit mehreren manuell beschickbaren Fächern unabhängig von der in Fig. 2 gezeigten Tankstellenanlage in der Art eines Selbstbedienungs-Getränkeautomaten am Straßenrand aufgestellt ist, wobei der Ladestation nicht nur aufgeladene Akkus entnommen, sondern ihr auch entladene Akkus zugeführt werden können. Eine solche Ladestation kann geeignete Mittel zur Identifizierung/Verifizierung der ausgetauschten Akkus sowie geeignete Abrechnungsmechanismen wie etwa ein Scheckkartenlese- und - Verifizierungsgerät oder dergleichen aufweisen.
In der dargestellen Ausführungsform ist ein Fortluftventilator 68 in der Wandung des Fächerregals 44 eingelassen und über eine Fortluftleitung 76, die in einer Öffnung in der Wandung des Lagergebäudes 42 mündet, mit der Umgebung verbunden. Der Fortluftventilator 68 ist optional, aber zur Verwirklichung eines vorbestimmten Strömungsweges innerhalb des Fächerregals 44 zweckmäßig. Es ist auch möglich, anstelle eines Ventilators 80 innerhalb des Klimageräts 66 nur mit der Sogwirkung des Fortluftventilators 68 zu arbeiten.
In der dargestellen Ausführungsform gemäß Fig. 3 weist die Wandung des Fä- cherregals 44 eine Isolierung 72 auf, wobei das Fächerregal 44 innerhalb des Lagergebäudes 42 angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Wandung des Lagergebäudes 42 selbst eine Isolierung aufweisen.
In der dargestellten Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist das Fächerregal 44 mit Fächern bzw. Abteilungen für verschiedene Akkutypen A bis F versehen, wobei das Fächerregal 44 insgesamt durch ein Klimagerät 66 mit klimatisierter Luft versorgt wird. Ferner ist das Fächerregal 44 in Fig. 3 nur mit einem Ablagefach 70 für zwei Akkus 8 dargestellt, die stellvertretend für die Akkus 8A bis 8E in Fig. 2 stehen. Es versteht sich, dass die Regalaufteilung innerhalb des Fächerregals 44, insbesondere hinsichtlich Anzahl der Fächer, der Aufteilung in Abteilungen für unterschiedliche Akkutypen etc., für die Anwendbarkeit der Erfindung ohne Bedeutung ist. In einer Abwandlung kann auch jede Abteilung des Fächerregals 44 thermisch von anderen Abteilungen isoliert sein und durch ein eigenes Klimagerät oder durch einen eigenen Zuluftweg eines Klimageräts mit klimatisierter Luft versorgt werden. Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform ist bis auf nachstehend erläuterte, abweichende Punkte mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform identisch. Daher können die Erläuterungen in Bezug auf die vorherige Ausführungsform und deren Abwandlungen vollumfänglich auf die vorliegende Ausführungsform angewendet wer- den, soweit es nicht im Widerspruch zu den nachstehend erläuterten Abweichungen steht. Insbesondere bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform gleiche oder analoge Bauelemente. Bauelemente, die im Zusammenhang mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform genannt und erläutert wurden, können aus Gründen der Vereinfachung wegge- lassen sein und unerwähnt bleiben; das schließt deren Vorhandensein jedoch nicht aus. Auch können die Überlegungen und Abwandlungen hinsichtlich der nachstehend beschriebenen Ausführungsform auch auf die vorherige Ausführungsform und ihre Abwandlungen übertragen werden sofern technisch sinnvoll. In Fig. 5 ist das Fächerregal 44 mit zwei Abteilungen A und B für verschiedene Akkutypen 8A und 8B dargestellt. Die Abteilungen A und B sind thermisch und brandschutztechnisch voneinander abgetrennt. Die Aufteilung in Abteilungen kann der Zuordnung zu unterschiedlichen Akkutypen oder der besseren Handhabung von Brandrisiken dienen.
Jeder der Abteilungen A und B ist ein eigenes Klimagerät 66 zugeordnet. Jedes der Klimageräte 66 wird von dem Klimasteuergerät 90 angesteuert. Kanalfühler zur Ermittlung der Zustandsparameter (V κ , Ψ K ) A bzw. (V κ , Ψ K ) B der jeweils klimatisierten Luft sind in den Klimageräten 66 integriert. Beide Klimageräte 66 verfü- gen über eine gemeinsame Zuluftleitung 78. Fortluftleitungen mit darin angeordneten Kanalfühlern 118, 120 zur Ermittlung der Zustandsparameter (V F , φ F ) A bzw. (V F , φ F ) B münden in eine gemeinsame Fortluftleitung, die in dem Fortluft- ventilator 68 mündet. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit werden den Klimageräten als Sollparameter die Temperatur V K , A/ B, SOII und relative Feuchte φ κ „A/B,soiι der klimatisierten Luft sowie der Tastgrad g A /B, so iι zugeführt, und als Antwort liefern sie als Istparameter die Temperatur V K,A/B und relative Feuchte <P«, A/B und den Volumenstrom (dV/dt)A/B> wie gemessen.
Bei dieser Ausführungsform sind die Klimageräte 66 jeweils direkt an der Wandung des Fächerregals 44 angebracht, wie es bereits bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform als Abwandlung diskutiert wurde. Bei dieser Aus- führungsform sind beispielhaft jeweils die im Zusammenhang mit der vorher- genden Ausführungsform diskutierten Kanalfühler 114-120 zur Erfassung der Zustandsparameter der Zuluft und der Fortluft vorgesehen. Die Verwendung von Raumluft- und Außenluftfühlem soll hierdurch nicht ausgeschlossen sein. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform ist hier nicht jeder Fühler und jedes Gerät einzeln über eine eigene Daten- oder Signalleitung mit dem Klimasteuergerät 90 verbunden; vielmehr ist ein Datenbus 121 vorgesehen, an welchem sowohl das Klimasteuergerät 90 als auch alle Sensoren, Geräte, Regler und dergleichen angeschlossen sind. Der Datenbus 121 kann beispielsweise in einem Nahbereichsnetz (LAN) verwirklicht sein, über welches die angeschlossenen Komponenten mittels eines geeigneten Protokolls oder einer Kombination mehrerer Protokolle wie etwa HTTP, TCP/IP, UDP, ICMP, MPLS, wLAN, dLAN® oder dergleichen, einschließlich eigens erstellter Protokolle, miteinander kommunizieren können, und ist in der Figur als strich-doppelpunktierte Linie darge- stellt.
Ferner ist dem Fortluftventilator 68 ein Fortluft-Wärmetauscher 122 nachgeschaltet. Der Fortluft-Wärmetauscher 122 ist über eine Vorlaufleitung 124 und eine Rücklaufleitung 126 mit einem Wärmespeicher 128 gekoppelt. Der Wärme- Speicher 124 ist ein Behälter, der mit einem Wärmespeichermedium (üblicherweise Wasser) gefüllt ist. Eine Wärmeübertragungsleitung 130 erstreckt sich auf der Kaltseite K (unten) des Wärmespeichers 128 durch diesen hindurch, und zwar so, dass die Wärmeübertragungsfläche möglichst groß ist (was zweckmäßigerweise durch einen schlangen- oder wendeiförmigen Verlauf der Wärmeübertragungsleitung erzielt wird), und weist zwei Anschlüsse auf, an denen die Vorlaufleitung 124 und die Rücklaufleitung 126 angeschlossen sind. Ein Wär- meübertragungsmedium (wiederum üblicherweise Wasser) zirkuliert mittels einer Pumpe 132 durch den Wärmerückgewinnungskreis, der von dem Fortluft- Wärmetauscher, der Vorlaufleitung 124, der Rücklaufleitung 126 und der Wärmeübertragungsleitung 130 des Wärmespeichers 128 gebildet wird. Der Wärmerückgewinnungskreis ist über ein Absperrventil 134 absperrbar. Die Pumpe 132 und das Absperrventil 134 sind jeweils über einen Regler ansteuerbar (alle Regler sind hier und im Folgenden ohne weiteres Bezugszeichen mit dem Buchstaben "R" gekennzeichnet"). Die Regler sind mit dem Datenbus 121 verbunden und so durch das Klimasteuergerät 90 ansprechbar. Auf diese Weise wird überschüssige, nutzbare Wärme der Fortluft über den
Fortluft-Wärmetauscher 122 an das in dem Wärmerückgewinnungskreis zirkulierende Wärmeübertragungsmedium abgegeben und über die Wärmeübertragungsleitung 130 an das in dem Wärmespeicher 128 befindliche Wärmespeichermedium abgegeben. Aufgrund von Dichteunterschieden stellt sich durch die Wirkung der Gravitation eine Temperaturschichtung derart ein, dass in dem unteren Bereich des Wärmespeichers 128 eine Kaltseite und in dem oberen Bereich des Wärmespeichers 128 eine Warmseite W festgestellt wird.
Der Wärmespeicher 128 ist in an sich bekannter Weise an einen Wärmenut- zungskreis angeschlossen. An mehreren (hier: drei) jeweils über Absperrventile 136, 138, 140 absperrbaren Stellen, die über die Höhe des Wärmespeichers 128 verteilt sind, ist das Wärmespeichermedium aus dem Wärmespeicher 128 entnehmbar. Welches der Absperrventile 136, 138, 140 geöffnet ist, hängt von der gegenwärtig vorliegenden Temperaturschichtung innerhalb des Wärmespei- chers ab. Die gegenwärtig vorhandene Temperaturschichtung im Wärmespeicher 130 wird über Temperaturfühler 142, 144 ermittelt, die über den Datenbus 121 mit dem Klimasteuergerät 90 verbunden sind. Dabei ist der Temperaturfüh- ler 142 im oberen Bereich des Wärmespeichers 130 angeordnet und erfasst eine Behältertemperatur im Warmbereich V B, w > während der Temperaturfühler 144 im unteren Bereich des Wärmespeichers 130 angeordnet ist und eine Behältertemperatur im Kaltbereich V B K erfasst.
Die Ausgänge der Absperrventile 136, 138, 140 münden in eine gemeinsame Vorlaufleitung 146 eines Wärmenutzungskreises. Nach Versorgung eines oder mehrerer Nutzerkreise laufen diese in einer gemeinsamen Rücklaufleitung 148 des Wärmenutzungskreises, die in den Wärmespeicher 130 auf der Kaltseite mündet, zusammen. Als Beispiele für Nutzerkreise sind in Fig. 5 ein Heizungskreis mit einem Heizkörper 150, einer Pumpe 152 und einem Thermostat- Eckventil 154 sowie ein Warmwasserkreis mit einem Wärmetauscher 156, einer Pumpe 158 und einem Absperrventil 160 gezeigt. Der Wärmetauscher 156 kann z.B. nach dem Durchlaufprinzip arbeiten und Brauch- oder Trinkwasser erwär- men.
Es versteht sich, dass die in der Figur dargestellten Kreisläufe und Nutzungsarten Beispiele sind, welche die Anwendungsmöglichkeiten in keiner Weise beschränken. Die Abwärme der Fortluft kann z.B. auch in ein Fernwärmenetz ge- speist, zur direkten Erwärmung von Raumluft (etwa eines der Tankstelle angegliederten Verkaufs- oder Verwaltungsgebäudes) verwendet oder auf andere Weise genutzt werden. Der Wärmespeicher kann zusätzlich über andere Wärmequellen wie etwa Fernwärme, Solarwärme, Erdwärme, Solar- oder Windstrom, ein Blockheizkraftwerk oder dergleichen erwärmt werden. Auch ist eine regenerative Erwärmung der Zuluft der Klimageräte 66 durch die in der Fortluft enthaltene Wärme möglich.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden alle strömungsmechanischen Regelarmaturen, die einen Volumenstrom schalten oder regulieren, unabhängig von der Bauart als Ventil bezeichnet. So unterfallen auch Hähne, Schieber, Klappen, Schließblenden und dergleichen im Rahmen dieser Beschreibung dem Begriff "Ventil". Die im Zusammenhang mit der vorstehenden Ausführungsform be- schriebenen Absperrventile können z.B. elektromagnetisch betätigte Schalt-oder Ein-/Aus-Ventile (2/2-Wegeventile), elektromotorisch betätigte Kugelhähne, pneumatisch, hydraulisch oder motorisch-zahnstangenbetätigte Sperrschieber oder dergleichen sein sein. Anstelle von Absperrventilen können gegebenenfalls Regelventile oder Proportionalventile verwendet werden, insbesondere, aber nicht ausschließlich, bei dem Thermostat-Eckventil 154 des Heizungskreises.
Der Aufbau des Klimageräts 66 wurde im Rahmen dieser Anmeldung nicht in den Einzelheiten erörtert. Es versteht sich, dass das Klimagerät 66 eine Vielzahl von Einzelkomponenten aufweisen kann, die ihrerseits Bestandteil von Regelkreisen sein können, welche z.B. Heißwasser- und/oder Kaltwasserkreise einschließlich zugehöriger Behälter, Kessel, Ventile, Pumpen und deren Ansteue- rungs- und Betätigungselemente, Motoren, elektrische Heizaggregate, Verdampfer einschließlich zugehöriger Dampferzeuger etc., und dergleichen mehr enthalten können, die jeweils von dem Klimasteuergerät 90 oder einzeln zugehörigen Steuereinrichtungen angesteuert werden.
Ein Teil der Komponenten des Klimageräts kann in einem Vorklimatisierungsabschnitt zusammengefasst sein, der beispielsweise, aber nicht zwingend aus- schließlich, eine Jalousieklappe, ein Luftfilter, einen Oberflächenkühler mit Wassersammler, einen Außenluft-Wärmetauscher zur Vorerwärmung, der mit einem Fortluft-Wärmetauscher im Fortluftstrom durch einen Wasserkreislauf verbunden ist, und einen Schalldämpfer aufweisen. Ein Nachklimatisierungsabschnitt kann dann beispielsweise, aber nicht zwingend oder ausschließlich, einen Ventilator, einen Kühler, einen Sprühbefeuchter, einen Tropfenabscheider, eine Heizung und einen weiteren Schalldämpfer aufweisen. In Bezug auf die zuletzt beschriebene Ausführungsform mit mehreren, thermisch voneinander abgetrennten Abteilungen des Fächerregals 44 kann der Nachklimatisierungsabschnitt mehrfach vorhanden sein, und zwar einmal für jede Abteilung des Fächerregals 44, wäh- rend auf einen gemeinsamen Vorklimatisierungsabschnitt zurückgegriffen wird. AIs Ergänzung der Anlage kann entweder in dem Fächerregal 44 oder an dem Wartungsplatz 46 oder in dem Förderer 38 oder in der Wechselgrube 36 oder an einem sonst geeigneten Ort eine Typenerkennungseinrichtung vorgesehen sein, die ausgelegt und eingerichtet ist, die Typen der in der Aufnahmeeinrichtung aufgenommenen Akkus 8 zu erkennen. Eine solche Typenerkennung ermöglicht einerseits die Anwendung eines geeigneten Ladeprogramms, andererseits kann das Klimasteuergerät (K-ECU) 90 den Optimalwert für die Temperatur V opt in dem Innenraum des Fächerregals 44 anhand des Typs der dort aufgenommenen Akkus 8 ermitteln. Zu diesem Zweck kann in dem ROM 94, dem RAM 96 oder auf einem Datenträger in dem Laufwerk 98 eine Tabelle gespeichert sein, welche eine Zuordnung von Optimalwerten zu einem Akkutyp ermöglicht, wobei die in der Tabelle erfassten Typen vorzugsweise wenigstens die in dem Fächerregal 44 aufnehmbaren Typen von Akkus 8 umfasst. Bei mehreren in einem Fächerregal 44 aufnehmbaren Akkutypen (8A bis 8E) kann als Optimaltemperatur V opt ein Mittelwert der den aufgenommenen Typen entsprechenden Optimalwerte berechnet werden. Die Tabelle kann ferner eine Zuordnung zulässiger Temperaturbereiche zu den Akkutypen ermöglichen, und das Klimasteuergerät 66 kann ausgelegt und eingerichtet sein, einen angenäherten Optimalwert für die Temperatur in dem Innenraum des Fächerregals 44 anhand der Tabelle so fest- zulegen, dass die zulässigen Temperaturbereiche für die in der Aufnahmeeinrichtung aufgenommenen Akkus eingehalten werden.
Eine Messung des Volumenstroms des oder der Klimageräte 66 kann auch die Einhaltung dieses Parameters erleichtern
Als weitere Ergänzung der Anlage kann eine Einrichtung zum Zerlegen von E- lektroenergiespeichereinrichtungen in Module vorgesehen sein, wobei die Zerlegung entweder manuell durch Bedienpersonal oder halb- oder vollautomatisch geschehen kann. Eine solche Zerlegung hat den Vorteil, dass anstelle einer Vielzahl zu berücksichtigender Baugrößen und Bauformen der Akkus 8A, ... 8F, die jeweils an verschiedene Fahrzeugmodelle angepasst sind, eine überschaubarere Anzahl von Modulgrößen und Modulformen zu berücksichtigen ist. Daher sind weniger unterschiedliche Fachformen im Fächerregal vorzusehen. Auch kann die Handhabung und die Kühlung der kleineren Module einfacher sein als bei großen Blöcken. Die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte drahtlose Kommunikation kann durch eine drahtgebundene Kommunikation, insbesondere ohne Einsatz eines Satellitenkommunikationssystems, ersetzt sein. Die Kommunikation mit dem Fahrzeug 2 ist optional, kann aber beispielsweise zur Anpassung eines Ladeprogramms für gelagerte Akkus sinnvoll sein, wenn über die Kommunikation mit dem Fahrzeug 2 ein Bedarf an demnächst benötigten Akkus ermittelt wird.
Der Akku 8 kann aus mehreren Modulen bestehen, die je nach Bedarf und Platzangebot für einen Fahrzeugtypen in geeigneter Weise zusammengebaut und verschaltet sind. Die Akkumodule können jeweils mehrere Sekundärzellen aufweisen. Die Sekundärzellen können insbesondere, aber nicht nur, flache Zellen mit flachen, an gegenüberliegenden Schmalseiten abragenden Stromableitern (Polen) sein. Vorteilhaft, aber nicht ausschließlich, können die Sekundärzellen elektrochemisch aktive Materialen aufweisen, die Lithium enthalten (sog. Lithium-Ionen-Akkumulatoren).
Die Erfindung wurde vorstehend im Zusammenhang mit Fahrzeugbatterien eines vierrädrigen Fahrzeugs einem öffentlichen Straßennetz beschrieben. Die Anwendbarkeit der Erfindung ist nicht von Art des Fahrzeugs oder der Anzahl der Räder oder Achsen bzw. der angetriebenen Räder oder dem Aufbau des Antriebsstrangs an sich abhängig. Es können alternativ alle Räder 4 von dem Elektromotor 4 antreibbar sein. Es kann auch jedes antreibbare Rad einen eigenen Elektromotor aufweisen, der optional in dem Rad- oder Nabengehäuse eingebaut sein kann. Die Erfindung ist gleichermaßen auf Personenwagen mit zwei oder drei Achsen, Lastwagen mit zwei, drei oder mehr Achsen, Zweiräder mit hintereinander oder nebeneinander angeordneten Rädern, Kettenfahrzeuge, Wasser- oder Luftfahrzeuge anwendbar. Die Erfindung ist auch im Zusammenhang mit industriellen Anlagen anwendbar, wenn Elektroakkus oder auch andere Energiespeicher wie etwa Hochleistungskondensatoren geladen werden. Der Einsatz der Elektroenergiespeicher ist nicht auf Fahrzeuge beschränkt, sondern kann beispielsweise auch, aber nicht nur, im Bereich von regenerativen Kraftwerken vorteilhaft sein.
In der Lagerzone 12 (vgl. Fig. 2) angeordnete Einrichtungen können insgesamt oder teilweise als Ladeeinrichtung im Sinne der Erfindung verstanden werden. Die im Rahmen dieser Beschreibung genannten Akkus bzw. Batterien 8, 8A bis 8E oder gegebenenfalls ihre Module sind Elektroenergiespeicher im Sinne der Erfindung. Das Fächerregal 44 oder das gesamte Lagergebäude 42 ist eine Aufnahmeeinrichtung im Sinne der Erfindung. Das Klimagerät 66 ist eine Klimatisierungseinrichtung im Sinne der Erfindung. Das Ladesteuergerät 65 und das Ladeleitungsnetz 67 sind eine Lade- und Ladesteuerungseinrichtung im Sinne der Erfindung. Der Ventilator 80 ist eine Zuführungseinrichtung im Sinne der Erfindung. Die Heizeinheit 82 und die Kühleinheit 84 bilden eine Temperierungseinrichtung im Sinne der Erfindung. Die Befeuchtungseinheit 86 und die Entfeuchtungseinheit 88 bilden eine Konditionierungseinrichtung im Sinne der Erfindung. Man beachte, dass sich die Funktionen der Konditioniereinrichtung und der Temperierungseinrichtung hier abstrakt getrennt sind; die Funktionen ihrer zugehörigen klimatechnischen Komponenten können sich überschneiten bzw. sowohl der Temperierungseinrichtung als auch der Konditionierungseinrichtung zuordenbar sein. Das Klimasteuergerät 90 ist eine Steuerungseinrichtung im Sinne der Erfindung. Die Temperaturfühler 102, 106, 110, 114, 118 und die Feuchtefühler 104, 108, 112, 116 und 120 sind Messfühler im Sinne der Er- findung und bilden teilweise oder insgesamt eine Messeinrichtung im Sinne der Erfindung. Der Sollwert für die Raumtemperatur DR, SOII ist eine Solltemperatur im Sinne der Erfindung. Die Außenluft ist eine Umgebungsluft im Sinne der Erfindung. Die Zuluft, die gegebenenfalls mit der Außenluft identisch ist, ist eine in die Klimatisierungseinrichtung eingeleitete Luft im Sinne der Erfindung. Die KIi- matisierte Luft ist eine dem Innenraum der Aufnahmeeinrichtung zugeführte Luft im Sinne der Erfindung. Der Volumenstrom dV/dT ist ein Maß für eine Luftmenge im Sinne der Erfindung. Das Ablagefach 70 oder die Position eines Akkus 8 auf dem Ablagefach 70 (vgl. Fig. 3 oder 5) oder eine Abteilung A bis F (vgl. Fig. 2) oder jedes einzelne Fach hiervon oder eine beliebige Position innerhalb des Fächerregals 44 kann ein Ort innerhalb der Aufnahmeeinrichtung im Sinne der Erfindung sein.
Liste der Bezugszeichen:
1 Straßennetz
2 Fahrzeug
4 Antriebsrad
6 Elektromotor (M/G)
8, 8' Akkumulator
10 Fahrzeug-Steuergerät (V-ECU)
12 Selbstladezone
14 Wechselzone
16 Lagerzone
18 Energieverwaltungszone
20 Zufahrtsweg von 12
22 Ladeplatz
24 Ladeautomat
26 Zufahrtsweg von 14
28 Servicepylon
30 Bedienautomat
32 Wechselplatz
34 Standspur
36 Wechselgrube
38 Förderer
40 Ladeanschluss
42 Akkulade- und -lagergebäude
44 Fächerregal
46 Prüfplatz
48 Energiesteuergerät (P-ECU)
50 Verteilnetz
52 Umspanner
54 Zwischenspeicherwerk
56 Windrad
58 Funkeinrichtung 60 Satellit
62 Antenne von 2 bzw. 88
64 Antenne von T bzw. 58
65 Ladesteuergerät (L-ECU)
66 Klimagerät
67 Ladeleitungsnetz
68 Fortluftventilator
70 Ablagefach
72 Wandisolation
74 Verbindungskanal
76 Fortluftkanal
78 Zuluftkanal
80 Ventilator
82 Heizeiπheit
84 Kühleinheit
86 Befeuchtungseinheit
88 Entfeuchtungseinheit
90 Klimasteuergerät
92 CPU
94 ROM
96 RAM
98 Laufwerk (LW)
100 Interner Bus
102 Außen-Temperaturfühler
104 Außen-Feuchtefühler
106 Raum-Temperaturfühler
108 Raum-Feuchtefühler
110, 114, 118 Kanal-Temperaturfühler
112, 116, 120 Kanal-Feuchtefühler
121 Externer Bus (LAN)
122 Fortluft-Wärmetauscher
124 Vorlaufleitung 126 Rücklaufleitung
128 Wärmespeicher
130 Wärmeübertragungsleitung
132 Pumpe
134-140 Absperrventile
142, 144 Behälter-Temperaturfühler
146 Warmkreis-Vorlaufleitung
148 Warmkreis-Rücklaufleitung
150 Heizkörper
152 Pumpe
154 Thermostat-Eckventil
156 Warmwasser-Wärmetauscher
158 Pumpe
160 Absperrventil
A bis F Abteilungen des Fächerregals 44
CPU Zentrale Rechen- bzw. Verarbeitungseinheit
CTR Steuergerät
ECU Elektrisches/elektronisches Steuergerät bzw. Steuereinheit
G Generator
K Kaltseite
K-ECU Klimasteuergerät
L-ECU Ladesteuergerät
LAN Nahbereichsnetz
LW Laufwerk (magnetisch, optisch etc., intern oder extern)
M Motor
N Stromnetz
P-ECU Energiesteuergerät
R Regler
RAM Arbeitsspeicher
ROM Festwertspeicher
T Tankstelle V-ECU Fahrzeugsteuergerät
W Warmseite
Z Zentrale Liste der Formelzeichen:
I Taupunkttemperatur in 0 C
φ Relative Luftfeuchtigkeit in %
V Temperatur in 0 C d.../dt zeitliche Ableitung von ... bzw. ...-Strom
f Funktion (hier speziell: Taupunktfunktion)
g Tastgrad (auch: Aussteuerungsgrad oder Tastverhältnis)
I Gesamtlänge des Luftströmungsweges
n Drehzahl
t Zeit
x Weglänge der Luftströmung
S Zustandsvektor (oder allgemein: Zustandsmatrix) von Stellgrößen
T Periodendauer eines Rechtecksignals
Ü Übertragungsfunktion
V Volumen
Liste der Indizes (soweit nicht anders angegeben, tiefgestellt):
-1 Umkehrung einer Funktion (nur hochgestellt)
A bis F Abteilungen des Fächerregals 44
A Außenluft
B Behälter
Ein eingeschaltet
F Fortluft
FR Fächerregal K Klimatisierte Luft; Kaltseite
KG Klimagerät
Opt Optimalwert
N Numerische Auswertung einer Funktion (nur hochgestellt) R Raumluft
soll Sollwert
W Warmseite
Z Zuluft Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass vorstehende Listen von Bezugsund Formelzeichen sowie Indizes integraler Bestandteil der Beschreibung sind.
Next Patent: METHOD FOR INTEGRATED ENHANCED OIL RECOVERY FROM HETEROGENEOUS RESERVOIRS