[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE202010000551U1 - Antriebssystem für ein Fahrzeug - Google Patents

Antriebssystem für ein Fahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE202010000551U1
DE202010000551U1 DE202010000551U DE202010000551U DE202010000551U1 DE 202010000551 U1 DE202010000551 U1 DE 202010000551U1 DE 202010000551 U DE202010000551 U DE 202010000551U DE 202010000551 U DE202010000551 U DE 202010000551U DE 202010000551 U1 DE202010000551 U1 DE 202010000551U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bidirectional
converter
drive system
voltage battery
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE202010000551U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ate Antriebstechnik und Entwicklungs De GmbH
E3 DC GmbH
Aradex AG
Original Assignee
ATE ANTRIEBSTECHNIK und ENTWIC
ATE ANTRIEBSTECHNIK und ENTWICKLUNGS GmbH
Aradex AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ATE ANTRIEBSTECHNIK und ENTWIC, ATE ANTRIEBSTECHNIK und ENTWICKLUNGS GmbH, Aradex AG filed Critical ATE ANTRIEBSTECHNIK und ENTWIC
Priority to DE202010000551U priority Critical patent/DE202010000551U1/de
Publication of DE202010000551U1 publication Critical patent/DE202010000551U1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/02—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit
    • B60L15/06—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit using substantially sinusoidal AC
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/24—Using the vehicle's propulsion converter for charging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L8/00—Electric propulsion with power supply from forces of nature, e.g. sun or wind
    • B60L8/003—Converting light into electric energy, e.g. by using photo-voltaic systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/22—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing
    • B63H23/24—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing electric
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Antriebssystem für ein Fahrzeug mit wenigstens einem von einem Wechselrichter gesteuerten Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wechselrichter (3) ein bidirektionaler DC/DC-Wandler (5) und/oder ein bidirektionaler DC/AC-Wandler (6) zugeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Fahrzeug.
  • Bei derartigen Antriebssystemen handelt es sich um Elektroantriebssysteme für Fahrzeuge aller Art wie Schiffe oder insbesondere auch Kraftfahrzeuge. Dabei ist zum Antrieb des jeweiligen Fahrzeugs im einfachsten Fall ein einzelner Elektromotor vorgesehen. Allgemein kann auch eine Mehrfachanordnung von Elektromotoren vorgesehen sein.
  • Dabei kann das Elektroantriebssystem als alleiniges Antriebssystem vorgesehen sein. Alternativ kann das Elektroantriebssystem Bestandteil eines Hybridantriebssystems sein, bei welchem zusätzliche weitere Antriebe wie Verbrennungsmotoren eingesetzt werden.
  • Bei bekannten Antriebssystemen wird der oder jeder Elektromotor von einem Wechselrichter angesteuert. Zur Energieversorgung des Elektromotors ist im Fahrzeug eine Energieversorgungseinheit vorgesehen, die im Fall eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug typischerweise von einer Batterie gebildet ist. Die Batterie ist als Hochvolt-Batterie ausgebildet, die die erforderliche Spannung, die typischerweise etwa bei 300 V liegt und die erforderliche Energie zum Antrieb des Elektromotors bereitstellt. In definierten Zeitintervallen muss dann diese Batterie an externen Ladestationen wieder aufgeladen werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem der eingangs genanten Art bereitzustellen, welches bei geringem konstruktivem Aufwand eine hohe Funktionalität aufweist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Das erfindungsgemäße Antriebssystem für ein Fahrzeug umfasst einen von einem Wechselrichter gesteuerten Elektromotor. Dem Wechselrichter ist ein bidirektionaler DC/DC-Wandler und/oder ein bidirektionaler DC/AC-Wandler zugeordnet.
  • Durch den Einsatz eines bidirektionalen DC/DC-Wandlers oder bidirektionalen DC/AC-Wandlers wird ein bidirektionaler Energietransfer zwischen internen Einheiten des Fahrzeugs und/oder zwischen internen und externen Einheiten ermöglicht. Die Richtung des Energietransfers über den bidirektionalen DC/DC-Wandler oder den bidirektionalen DC/AC-Wandler kann dabei, insbesondere von einer Steuereinheit, bedarfsweise vorgegeben werden. Der Energietransfer kann somit im Hinblick auf eine effiziente Energieausnutzung und Energiebereitstellung für einzelne Einheiten optimiert werden. Dadurch wird eine hohe Funktionalität des erfindungsgemäßen Antriebssystems erzielt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der Wechselrichter, der bidirektionale DC/DC-Wandler und der bidirektionale DC/AC-Wandler an eine Hochvolt-Batterie angeschlossen.
  • Die Hochvolt-Batterie bildet dabei eine Energieversorgungseinheit für den oder jeden Elektromotor, der mit dem jeweiligen Wechselrichter angesteuert wird. Mit dem zugeordneten bidirektionalen DC/DC-Wandler oder bidirektionalen DC/AC-Wandler wird dann ein bidirektionaler Energietransfer zwischen dieser Hochvolt-Batterie und weiteren internen Einheiten des Fahrzeugs oder externen Einheiten ermöglicht.
  • Derartige Hochvolt-Batterien als Energieversorgungseinheiten für Elektromotoren finden insbesondere in Kraftfahrzeugen Anwendung. In diesen Kraftfahrzeugen ist zur Energieversorgung von weiteren Verbrauchern wie Bordcomputern, Scheibenwischerantrieben und dergleichen zusätzlich eine Niedervolt-Batterie vorgesehen. Diese Niedervolt-Batterie ist dann bevorzugt an einen Niederspannungsanschluss des bidirektionalen DC/DC-Wandlers angeschlossen, so dass über den bidirektionalen DC/DC-Wandler eine Verbindung zwischen der Niedervolt-Batterie und der Hochvolt-Batterie hergestellt wird. Über diese Verbindung kann die Niedervolt-Batterie von der Hochvolt-Batterie aufgeladen werden, das heißt es erfolgt ein Energietransfer von der Hochvolt-Batterie zu einer zweiten Einheit. Ebenso kann jedoch ein Energietransfer von der Niedervolt-Batterie zur Hochvolt-Batterie erfolgen um diese bei Bedarf aufzuladen. Dies ist dann der Fall, wenn die Niedervolt-Batterie von einer Energiequelle aufgeladen wird und überschüssige Energie zur Verfügung hat, die an die Niedervolt-Batterie abgegeben werden kann. Beispielsweise können im Fahrzeug als Energiequellen Solarzellenanordnungen integriert sein, so dass von dieser Energiequelle Energie in die Niedervolt-Batterie eingespeist werden kann.
  • Der bidirektionale DC/AC-Wandler weist bevorzugt neben einem Anschluss an die Hochvolt-Batterie einen Netzspannungsausgang auf. In einer ersten Konfiguration ist der bidirektionale DC/AC-Wandler über den Netzspannungsausgang an ein externes Netz angeschlossen. Damit kann in einer ersten Anwendungsform die Hochvolt-Batterie über das externe Netz aufgeladen werden, das heißt mittels des bidirektionalen DC/AC-Wandlers erfolgt ein Energietransfer vom externen Netz zur Hochvolt-Batterie. In einer zweiten Anwendung kann zur Erfüllung einer sogenannten vehicle to grid Funktion auch ein Energietransfer in umgekehrter Richtung erfolgen. Mit dieser Funktion wird eine Ener gieeinspeisung von der Hochvolt-Batterie in das externe Netz realisiert. Der Fahrer des Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, kann in Abstimmung seines Fahrbedarfs ermitteln, ob und wann die Kapazität seiner Hochvolt-Batterie nicht vollständig genutzt werden muss. Dann kann er über die vehicle to grid Funktion nicht benötigte Energie in das externe Netz einspeisen, um so vom Netzbetreiber eine Rückvergütung für die in das externe Netz zurückgeführte Energie zu nutzen. Der Netzbetreiber wiederum hat hierdurch die Möglichkeit, auf einfache Weise Energiereserven aufzubauen und vorzuhalten, so dass damit Verbrauchsspitzen bei Bedarf abgedeckt werden können. Somit werden durch den bidirektionalen Energietransfer über den bidirektionalen DC/AC-Wandler sowohl für den Fahrer des Fahrzeugs als auch für den Betreiber des externen Netzes erhebliche Vorteile erzielt.
  • Die Funktionalität des bidirektionalen DC/AC-Wandlers kann vorteilhaft dahingehend noch erweitert sein, dass der Netzspannungsausgang des bidirektionalen DC/AC-Wandlers als elektrischer Anschluss für externe elektrische Verbraucher ausgebildet ist. Damit können an den Netzspannungsausgang beispielsweise elektrisch betriebene Geräte wie Kühlschränke oder auch Werkzeuge angeschlossen werden, so dass diese Geräte unabhängig von stationären Netzanschlüssen betrieben werden können.
  • Besonders vorteilhaft sind der Wechselrichter sowie der bidirektionale DC/DC-Wandler und der bidirektionale DC/AC-Wandler zu einer Baueinheit zusammengefasst, wobei diese eine Schnittstelle aufweist, über welche die einzelnen Einheiten von einer Steuereinheit angesteuert und parametriert werden können. Insbesondere für den Fall, dass das erfindungsgemäße Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug eingesetzt wird, ist die Schnittstelle als CAN-Schnittstelle ausgebildet, so dass diese kompatibel mit den in Kraftfahrzeugen standardmäßig eingesetzten CAN-Bussystemen ist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • 1: Schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Antriebssystems.
  • 2: Variante des Antriebssystems gemäß 1.
  • 1 zeigt schematisch die Komponenten eines Antriebssystems 1 für ein Fahrzeug. Das Fahrzeug kann prinzipiell auch ein Schiff oder dergleichen sein. Im vorliegenden Fall ist das Fahrzeug von einem Kraftfahrzeug gebildet.
  • Bei der Ausführungsform gemäß 1 ist ein einzelner Elektromotor 2 zum Antrieb des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Generell kann auch eine Mehrfachanordnung von Elektromotoren 2 vorgesehen sein. Schließlich kann der Antrieb auch als Hybridantrieb, das heißt in Form einer Kombination von Elektromotor 2 und einem Verbrennungsmotor, ausgebildet sein.
  • Der Elektromotor 2 wird in bekannter Weise von einem Wechselrichter 3 gesteuert. Hierzu wird über drei Leitungen, in 1 mit u, v, w bezeichnet, eine dreiphasige Wechselspannung vom Wechselrichter 3 an den Elektromotor 2 ausgegeben.
  • Zur Energieversorgung des Wechselrichters 3 ist eine Hochvolt-Batterie 4 vorgesehen, die typischerweise eine Gleichspannung von zum Beispiel 300 V bereitstellt. Der Wechselrichter 3 ist hierzu an den Pluspol 4a und Minuspol 4b der Hochvolt-Batterie 4 angeschlossen.
  • Dem Wechselrichter 3 ist ein bidirektionaler DC/DC-Wandler 5 und ein bidirektionaler DC/AC-Wandler 6 zugeordnet. Der Wechselrichter 3, der bidirektionale DC/DC-Wandler 5 und der bidirektionale DC/AC-Wandler 6 können prinzipiell separate Einheiten bilden. Im vorliegenden Fall bilden diese eine Baueinheit und stellen somit eine kompakte Fahrantriebseinheit 7 dar.
  • Die Fahrantriebseinheit 7 weist eine CAN-Schnittstelle 8 auf, über welche die Fahrantriebseinheit 7 an im Kraftfahrzeug vorhandene CAN-Bussysteme und über diese an eine nicht dargestellte Steuereinheit angeschlossen werden. Die Steuereinheit dient zur Steuerung und Parametrierung der Einheiten der Fahrantriebseinheit 7. Prinzipiell kann die Fahrantriebseinheit 7 auch mehrere CAN-Schnittstellen 8 aufweisen.
  • Wie aus 1 ersichtlich, sind auch der bidirektionale DC/DC-Wandler 5 und der bidirektionale DC/AC-Wandler 6 an den Pluspol 4a und Minuspol 4b der Hochvolt-Batterie 4 angeschlossen. Die Anschlüsse sind vorteilhaft potentialfrei ausgebildet.
  • Der bidirektionale DC/DC-Wandler 5 weist neben den Anschlüssen zum Anschluss an die Hochvolt-Batterie 4 auch einen Niederspannungsanschluss 9 auf. Mit dem Niederspannungsanschluss 9 ist der bidirektionale DC/DC-Wandler 5 an eine Niedervolt-Batterie 10 angeschlossen. Die Niedervolt-Batterie 10 erzeugt eine Niederspannung, die typischerweise bei 12 V, gegebenenfalls auch bei 24 V liegt. Mit der Niedervolt-Batterie 10 erfolgt eine Spannungsversorgung von internen Verbrauchern des Kraftfahrzeugs, wie Bordcomputern und sonstigen elektronischen Einheiten wie Warnblinkanlagen und dergleichen. In einem Notfall wie einem Unfall erfolgt zwar selbsttätig eine Abkopplung der Hochvolt-Batterie 4 zur Gefahrenvermeidung. Die Niedervolt-Batterie 10 bleibt jedoch aktiv, um die Spannungsversorgung von elektronischen Einheiten, insbesondere sicherheitsrelevanten Einheiten, aufrecht zu erhalten.
  • Über den bidirektionalen DC/DC-Wandler 5 erfolgt, bei geeigneter Ansteuerung über die Steuereinheit, eine Aufladung der Niedervolt-Batterie 10 durch die Hochvolt-Batterie 4, das heißt es erfolgt ein Energietransfer von der Hochvolt-Batterie 4 weg zu der Niedervolt-Batterie 10. Die Leistung kann dabei über die Steuereinheit begrenzt werden.
  • Wie aus 1 ersichtlich, ist an die Niedervolt-Batterie 10 eine Solarzellenanordnung 11 angeschlossen. Die Solarzellenanordnung 11 kann beispielsweise im Bereich des Dachs angeordnet sein. Mit der Solarzellenanordnung 11 erzeugte elektrische Energie wird in die Niedervolt-Batterie 10 eingespeist. Diese weist nur eine begrenzte Ladekapazität auf. Wird diese überschritten, würde eine weitere Energiezufuhr von der Solarzellenanordnung 11 nur eine Wärmeentwicklung in der Niedervolt-Batterie 10 mit sich bringen. In der Steuereinheit wird daher der Ladezustand erfasst und in Abhängigkeit davon der bidirektionale DC/DC-Wandler 5 angesteuert. Dabei erfolgt die Ansteuerung derart, dass dann, wenn die Niedervolt-Batterie 10 voll oder nahezu voll aufgeladen ist, über den bidirektionalen DC/AC-Wandler 6 Energie von der Niedervolt-Batterie 10 zur Hochvolt-Batterie 4 übertragen wird, so dass die Hochvolt-Batterie 4 mit der von der Solarzellenanordnung 11 erzeugten Energie aufgeladen wird. Dies ist insbesondere bei Freizeit-Yachten mit langen Liegezeiten sehr hilfreich.
  • Der bidirektionale DC/AC-Wandler 6 weist neben den Anschlüssen zum Anschluss an die Niedervolt-Batterie 10 einen Netzspannungsausgang 12 auf. Bei der Konfiguration gemäß 1 ist der bidirektionale DC/AC-Wandler 6 über den Netzspannungsausgang 12 an ein externes Netz 13 angeschlossen. Mit dem bidirektionalen DC/AC-Wandler 6 kann ein bidirektionaler Energietransfer zwischen der Hochvolt-Batterie 4 und dem externen Netz 13 realisiert werden. In einem ersten, durch die Steuereinheit vorgebbaren Modus, wird die Hochvolt-Batterie 4 über das externe Netz 13 aufgeladen. In einem zweiten, von der Steuereinheit vorgebbaren Modus, wird Energie von der Hochvolt-Batterie 4 in das externe Netz 13 zurückgespeist. Eine Leistungsbegrenzung erfolgt dabei wieder über die Steuereinheit. Mit der Rückeinspeisung kann momentan nicht für den Fahrbetrieb benötigte Energie der Hochvolt-Batterie 4 in das externe Netz 13 zurückgegeben werden, was der Betreiber des Fahrzeugs als Bonus rückvergütet bekommt. Die so von Fahrzeugen zurückgeführte Energie kann in einer Netzstation des externen Netzes 13 als Energiereserve gespeichert werden.
  • 2 zeigt eine Variation der Schaltungsanordnung gemäß 1. Bei der Anordnung gemäß 1 ist an den Netzspannungsausgang 12 ein elektrischer Verbraucher 14 angeschlossen. Ansonsten entspricht die Anordnung von 2 der Anordnung von 1. Der Netzspannungsausgang 12 weist hierzu als Anschlussmittel eine herkömmliche Steckdose auf. Der elektrische Verbraucher 14 kann von einem Kühlschrank, einem elektrisch betriebenen Werkzeug und dergleichen gebildet sein. Mit dem so ausgebildeten Netzspannungsausgang 12 kann der Fahrer des Fahrzeugs an beliebigen Standorten und unabhängig von stationären Netzanschlüssen elektrische Verbraucher 14 betreiben. Dies stellt eine zusätzliche Nutzungsmöglichkeit des Fahrzeugs und des Antriebssystems 1 dar.
    • 1
    Antriebssystem
    2
    Elektromotor
    3
    Wechselrichter
    4
    Hochvolt-Batterie
    4a
    Pluspol
    4b
    Minuspol
    5
    bidirektionaler DC/DC-Wandler
    6
    bidirektionaler DC/AC-Wandler
    7
    Fahrantriebseinheit
    8
    CAN-Schnittstelle
    9
    Niederspannungsanschluss
    10
    Niedervolt-Batterie
    11
    Solarzellenanordnung
    12
    Netzspannungsausgang
    13
    externes Netz
    14
    Verbraucher

Claims (18)

  1. Antriebssystem für ein Fahrzeug mit wenigstens einem von einem Wechselrichter gesteuerten Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wechselrichter (3) ein bidirektionaler DC/DC-Wandler (5) und/oder ein bidirektionaler DC/AC-Wandler (6) zugeordnet ist.
  2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (3), der bidirektionale DC/DC-Wandler (5) und der bidirektionale DC/AC-Wandler (6) an eine Hochvolt-Batterie (4) angeschlossen sind.
  3. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bidirektionale DC/DC-Wandler (5) einen Niederspannungsanschluss (9) aufweist.
  4. Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Niederspannungsanschluss (9) des bidirektionalen DC/DC-Wandlers (5) eine Niedervolt-Batterie (10) angeschlossen ist.
  5. Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Hochvolt-Batterie (4) über den bidirektionalen DC/DC-Wandler (5) die Niedervolt-Batterie (10) ladbar ist.
  6. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Niedervolt-Batterie (10) über den bidirektionalen DC/DC-Wandler (5) die Hochvolt-Batterie (4) ladbar ist.
  7. Antriebssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Energiequelle die Niedervolt-Batterie (10) ladbar ist.
  8. Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequelle von einer Solarzellenanordnung gebildet ist.
  9. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der bidirektionale DC/AC-Wandler (6) einen Netzspannungsausgang (12) aufweist.
  10. Antriebssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Netzspannungsausgang (12) an ein externes Netz (13) anschließbar ist.
  11. Antriebssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass über das externe Netz (13) die Hochvolt-Batterie (4) aufladbar ist.
  12. Antriebssystem nach einem Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass über den Netzspannungsausgang (12) Energie aus der Hochvolt-Batterie (4) in das externe Netz (13) einspeisbar ist.
  13. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an den Netzspannungsausgang (12) elektrische Verbraucher (14) anschließbar sind.
  14. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (3) sowie der bidirektionale DC/DC-Wandler (5) und/oder der bidirektionale DC/AC-Wandler (6) eine Baueinheit bilden.
  15. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der bidirektionale DC/DC-Wandler (5) und/oder der bidirektionale DC/AC-Wandler (6) von einer Steuereinheit gesteuert ist.
  16. Antriebssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der bidirektionale DC/DC-Wandler (5) und der bidirektionale DC/AC-Wandler (6) über eine Schnittstelle parametrierbar sind.
  17. Antriebssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle eine CAN-Schnittstelle (8) ist.
  18. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der bidirektionale DC/DC-Wandler (5) und der bidirektionale DC/AC-Wandler (6) jeweils potentialfreie Anschlüsse an die Hochvolt-Batterie (4) aufweisen.
DE202010000551U 2010-01-02 2010-01-02 Antriebssystem für ein Fahrzeug Expired - Lifetime DE202010000551U1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202010000551U DE202010000551U1 (de) 2010-01-02 2010-01-02 Antriebssystem für ein Fahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202010000551U DE202010000551U1 (de) 2010-01-02 2010-01-02 Antriebssystem für ein Fahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202010000551U1 true DE202010000551U1 (de) 2010-03-25

Family

ID=42055745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202010000551U Expired - Lifetime DE202010000551U1 (de) 2010-01-02 2010-01-02 Antriebssystem für ein Fahrzeug

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202010000551U1 (de)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010040239A1 (de) * 2010-09-03 2012-03-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie eines Elektrofahrzeugs
DE102010062867A1 (de) * 2010-12-10 2012-06-14 Robert Bosch Gmbh Bordnetz für ein Fahrzeug mit wenigstens einem Antriebsaggregat
DE102011012316A1 (de) 2010-12-23 2012-06-28 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Laden einer Niedervoltbatterie in einem elektrischen Antriebssystem
WO2012084131A2 (de) 2010-12-23 2012-06-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum laden einer niedervoltbatterie in einem elektrischen antriebssystem
DE102012017799A1 (de) 2011-09-10 2013-03-21 E3/Dc Gmbh Elektroantriebssystem für Fahrzeuge
US8612075B2 (en) 2010-06-04 2013-12-17 GM Global Technology Operations LLC Optimizing use of solar photovoltaic-generated electricity in electric or hybrid vehicles
DE102012109725A1 (de) * 2012-10-12 2014-04-17 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und Anordnung zum Bereitstellen einer elektrischen Leistung für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs
DE102013225097A1 (de) * 2013-12-06 2015-06-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Energiemanagementverfahren zum Betreiben eines elektrischen Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges und Kraftfahrzeug
DE102014207390A1 (de) * 2014-04-17 2015-10-22 Robert Bosch Gmbh Bordnetz und Verfahren zum Betrieb eines Bordnetzes
DE102016116455A1 (de) 2016-09-02 2018-03-08 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektrisches Netz für ein Kraftfahrzeug
WO2020260244A1 (de) * 2019-06-28 2020-12-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum aufladen einer hochvolt-batterie eines elektroantriebs eines fahrzeugs, sowie energieübertragungssystem für ein fahrzeug
DE102023107183A1 (de) 2023-03-22 2024-09-26 Sono Motors Gmbh Elektrofahrzeug mit Photovoltaikzellen und mit einer Schaltungsanordnung zur Energieverteilung

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8612075B2 (en) 2010-06-04 2013-12-17 GM Global Technology Operations LLC Optimizing use of solar photovoltaic-generated electricity in electric or hybrid vehicles
DE102011102889B4 (de) * 2010-06-04 2014-03-20 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Optimieren der Nutzung solar-photovoltaisch erzeugter Elektrizität in Elektro- oder Hybridfahrzeugen
US9748795B2 (en) 2010-09-03 2017-08-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System for charging a rechargeable battery of an electric vehicle
CN103079867A (zh) * 2010-09-03 2013-05-01 宝马股份公司 用于为电动车的可充电电池充电的系统
DE102010040239A1 (de) * 2010-09-03 2012-03-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie eines Elektrofahrzeugs
DE102010062867A1 (de) * 2010-12-10 2012-06-14 Robert Bosch Gmbh Bordnetz für ein Fahrzeug mit wenigstens einem Antriebsaggregat
DE102011012316A1 (de) 2010-12-23 2012-06-28 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Laden einer Niedervoltbatterie in einem elektrischen Antriebssystem
WO2012084131A2 (de) 2010-12-23 2012-06-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum laden einer niedervoltbatterie in einem elektrischen antriebssystem
DE102011012316B4 (de) 2010-12-23 2022-04-21 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Laden einer Niedervoltbatterie in einem elektrischen Antriebssystem
DE102012017799A1 (de) 2011-09-10 2013-03-21 E3/Dc Gmbh Elektroantriebssystem für Fahrzeuge
DE102012109725A1 (de) * 2012-10-12 2014-04-17 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und Anordnung zum Bereitstellen einer elektrischen Leistung für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs
US9783067B2 (en) 2012-10-12 2017-10-10 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Method and arrangement for providing an electrical power for an on-board power supply system of a motor vehicle
DE102013225097B4 (de) * 2013-12-06 2020-10-29 Volkswagen Aktiengesellschaft Energiemanagementverfahren zum Betreiben eines elektrischen Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges und Kraftfahrzeug
DE102013225097A1 (de) * 2013-12-06 2015-06-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Energiemanagementverfahren zum Betreiben eines elektrischen Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges und Kraftfahrzeug
DE102014207390A1 (de) * 2014-04-17 2015-10-22 Robert Bosch Gmbh Bordnetz und Verfahren zum Betrieb eines Bordnetzes
DE102016116455A1 (de) 2016-09-02 2018-03-08 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektrisches Netz für ein Kraftfahrzeug
WO2020260244A1 (de) * 2019-06-28 2020-12-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum aufladen einer hochvolt-batterie eines elektroantriebs eines fahrzeugs, sowie energieübertragungssystem für ein fahrzeug
US11945321B2 (en) 2019-06-28 2024-04-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for charging a high-voltage battery of an electric drive of a vehicle, and power transmission system for a vehicle
DE102023107183A1 (de) 2023-03-22 2024-09-26 Sono Motors Gmbh Elektrofahrzeug mit Photovoltaikzellen und mit einer Schaltungsanordnung zur Energieverteilung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE202010000551U1 (de) Antriebssystem für ein Fahrzeug
DE102015108116B4 (de) Fahrzeugsystem mit akkumulatorverstärkung (boost) und bypasssteuerung
DE102013200763A1 (de) System und verfahren für das fahrzeugenergiemanagement
DE102016123923A1 (de) Ladevorrichtung
EP2913863A1 (de) Elektrische Energiespeichervorrichtung für Kraftfahrzeuge
EP3666585A1 (de) Elektrisch betriebenes fahrzeug und ladesystem
DE102011107269B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum solargestützten Laden einer Batterie und Ladeeinrichtung
DE102017102918A1 (de) Leistungszufuhrverfahren und Leistungszufuhrsystem
DE102010019296A1 (de) Energieversorgungsvorrichtung mit unterschiedlichen Batterietypen
DE102008061583A1 (de) Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug
WO2011091916A2 (de) Batteriesystem für kraftfahrzeuge mit hochleistungsverbrauchern
DE102011017008A1 (de) Bordnetz für ein zumindest zum Teil elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug
DE102017221033A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Energiespeichereinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechende Energiespeichereinrichtung
DE102016007505A1 (de) Steuern einer elektrischen Anlage eines Hybridfahrzeugs
DE102019209280A1 (de) Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges
DE102014008848A1 (de) Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug
DE102011102200A1 (de) Elektrisches System und Verfahren zur Verteilung elektrischer Energie
DE202007011894U1 (de) Kombiniertes Antriebsaggregat
DE102019217698A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichersystems und/oder einer Vorrichtung, elektrisches Energiespeichersystem und Vorrichtung
DE112020002644T5 (de) Bordeigene Reservestromversorgungseinrichtung
DE102017221313B4 (de) Elektrisches System für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einem solchen elektrischen System
DE102011087711A1 (de) Hybrid- oder Elektrofahrzeug
DE10338161A1 (de) Spannungsverarbeitungseinrichtung für Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit Spannungsverarbeitungseinrichtung
EP1834842B1 (de) Stromversorgungseinrichtung eines Nutzfahrzeugs
EP3316432A1 (de) Stromversorgungsanordnung mit einer schnittstelle zum betreiben eines mehrspannungssystems

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R207 Utility model specification

Effective date: 20100429

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ARADEX AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: ARADEX AKTIENGESELLSCHAFT, ATE ANTRIEBSTECHNIK UND ENTWICK, , DE

Effective date: 20100913

Owner name: E3/DC GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: ARADEX AKTIENGESELLSCHAFT, ATE ANTRIEBSTECHNIK UND ENTWICK, , DE

Effective date: 20100913

Owner name: ATE ANTRIEBSTECHNIK UND ENTWICKLUNGS GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: ARADEX AKTIENGESELLSCHAFT, ATE ANTRIEBSTECHNIK UND ENTWICK, , DE

Effective date: 20100913

R156 Lapse of ip right after 3 years

Effective date: 20130801