DE102019127136A1 - Energy exchange device for electrical energy between two mobile energy storage systems - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Energieaustauschvorrichtung (1), die ausgebildet ist, elektrische Energie zwischen zwei mobilen Energiespeichersystemen (E1, E2) in Fahrzeugen (F1, F2) zu übertragen, umfassend eine elektrische Verbindungsleitung (10), an dessen Enden (10a, 10b) je ein elektrischer Fahrzeugverbinder (20) angebracht ist, um eine elektrische Verbindung mit einer jeweiligen Ladebuchse (L1, L2) an einem der jeweiligen Fahrzeuge (F1, F2) herzustellen, sowie eine vorzugsweise zwischen den beiden Fahrzeugverbindern (20) angebrachte Steuerungseinrichtung (30), die ausgebildet ist, einen elektrischen Energieübertragungsvorgang zwischen den Energiespeichersystemen (E1, E2) zu steuern und ferner mit einem Energieerfassungsmodul ausgebildet ist, das die zwischen den Energiespeichersystemen (E1, E2) übertragenen elektrische Energie ΔE erfasst und daraus Daten generiert, um diese an einer integrierten oder externen Anzeigeeinrichtung (A) darstellen zu können.The invention relates to an energy exchange device (1) which is designed to transmit electrical energy between two mobile energy storage systems (E1, E2) in vehicles (F1, F2), comprising an electrical connecting line (10) at the ends (10a, 10b) of which an electrical vehicle connector (20) is attached in each case in order to establish an electrical connection with a respective charging socket (L1, L2) on one of the respective vehicles (F1, F2), as well as a control device (30) preferably attached between the two vehicle connectors (20) , which is designed to control an electrical energy transfer process between the energy storage systems (E1, E2) and is also designed with an energy detection module that detects the electrical energy ΔE transferred between the energy storage systems (E1, E2) and generates data therefrom in order to transfer it to a integrated or external display device (A).
Description
Die Erfindung betrifft eine Energieaustauschvorrichtung elektrischer Energie zwischen zwei mobilen Energiespeichersystemen in Fahrzeugen.The invention relates to an energy exchange device for electrical energy between two mobile energy storage systems in vehicles.
In vielen Elektrofahrzeugen einschließlich Einsteck-Elektrohybridfahrzeugen wird eine Fahrzeugbatterie in der Regel von einer Netzstromquelle wie z.B. einem öffentlichen oder privaten Netzzugang geladen, der Elektrizität und demnach elektrisch speicherbare Energie von einem elektrischen Netz empfängt. Zum Laden wird ein Ladekabel verwendet, um die Netzstromquelle mit der Fahrzeugbatterie zu verbinden. Nach dem Herstellen der elektrischen Verbindung beginnt das Fahrzeugladesystem mit dem Laden der Fahrzeugbatterie, bis die Batterie bis zu einem bestimmten gewünschter Ladezustand geladen ist. Um zum Beispiel Kosten zu reduzieren, kann ein Benutzer mit dem Ankoppeln eines Fahrzeuges solange warten, bis die Netztarife auf einem gewünschten Niveau sind, wie z. B. zu einem Nachtstromtarif während der Nachtzeit. Bei einer solchen Ladetopologie ist allerdings immer erforderlich, dass eine Kombination eines Netzanschlusses mit ausreichend hoher Netzkapazität für das Fahrzeug zur Verfügung steht.In many electric vehicles, including plug-in hybrid electric vehicles, a vehicle battery is typically charged from a mains power source such as a public or private network access that receives electricity and thus electrically storable energy from an electrical network. For charging, a charging cable is used to connect the mains power source to the vehicle battery. After the electrical connection has been established, the vehicle charging system begins charging the vehicle battery until the battery is charged to a certain desired state of charge. In order to reduce costs, for example, a user can wait until the network tariffs are at a desired level before coupling a vehicle, e.g. B. at a night electricity tariff during the night. With such a charging topology, however, it is always necessary that a combination of a network connection with a sufficiently high network capacity is available for the vehicle.
Im Stand der Technik gibt es aber derzeit keine brauchbaren und effizienten Lösungen, wie einerseits ohne einen Anschluss an einer fest installierten d. h. immobilen Anbindung mit ausreichendem Ladespannungspegel eine Fahrzeugbatterie aufgeladen werden kann.In the prior art, however, there are currently no useful and efficient solutions, such as on the one hand without a connection to a permanently installed d. H. immobile connection with a sufficient charge voltage level, a vehicle battery can be charged.
So sind auch weitere Probleme im Stand der Technik bisher ungelöst, wie z. B. die Problematik, dass man aus einem ggf. vorhandenen Energiespeicher mit den herkömmlichen den Fahrzeugen beigefügten Ladekabeln, die an einer Wall-Box oder Ladesäule angeschlossen werden sollen, keine Energie in die vorhandene Bord-Batterie übertragen kann, da die technischen Voraussetzungen dazu fehlen. Bereits das Lademanagement würde einen Ladevorgang nicht zulassen.Further problems in the prior art are also so far unsolved, such as, for. B. the problem that you can not transfer energy from an existing energy storage device with the conventional charging cables attached to the vehicles, which are to be connected to a wall box or charging station, because the technical prerequisites for this are missing . Even the charging management would not allow a charging process.
Ein derzeit bestehendes und insgesamt unbefriedigend gelöstes Problem bei der Elektromobilität besteht aber darin, dass Ladesäulen nicht überall und schon gar nicht an gewünschten Parkpositionen verfügbar sind. Ebenfalls von Nachteil ist der Umstand, dass man als Besitzer oder Nutzer eines E-Fahrzeugs darauf angewiesen ist, die gerade zum Zeitpunkt des Ladevorgangs angebotenen Stromtarife zahlen zu müssen, wenn ein Ladevorgang erforderlich ist.A current problem with electromobility that has been unsatisfactorily resolved is that charging stations are not available everywhere, and certainly not at the desired parking positions. Another disadvantage is the fact that the owner or user of an e-vehicle is dependent on having to pay the electricity tariffs offered at the time of the charging process if a charging process is required.
Andererseits befinden sich an Orten ohne Ladesäule ggf. in näherer Umgebung weitere Elektrofahrzeuge, die gerade zu diesem Zeitpunkt einen Energieüberschuss aufweisen und die überschüssige Energie kostengünstiger als an einer nahegelegenen Ladesäule zur Verfügung stellen könnten. Denkbar ist auch eine Konstellation bei der das eine Fahrzeug eine Ladeniveau von z. B. 85% und das zweite Fahrzeug einen Ladezustand von 55% besitzt, wobei das erste Fahrzeug in Kürze eine große Distanz zurücklegen will und daher einen Ladezustand von 100% wünschenswert wäre, während das weitere Fahrzeug kurzfristig auch mit einem Ladeniveau von z. B. 40% auskommen würde.On the other hand, there may be other electric vehicles in the immediate vicinity at locations without a charging station, which have an energy surplus at this point in time and which could provide the surplus energy more cheaply than at a nearby charging station. A constellation is also conceivable in which one vehicle has a loading level of z. B. 85% and the second vehicle has a state of charge of 55%, the first vehicle wants to cover a long distance and therefore a state of charge of 100% would be desirable, while the other vehicle for a short time with a charge level of z. B. 40% would get by.
Betrachtet man nun die Vielzahl von verfügbaren Elektrofahrzeugen, die gegenseitig elektrische Energie austauschen könnten, so fehlt es an einer technischen Einrichtung, wie elektrische Energie abhängig von den unterschiedlichen Ladekonstellationen zwischen mobilen Energiespeichern in Fahrzeugen übertragen werden kann. Dabei sind insbesondere keine technischen Vorrichtungen verfügbar, welche die folgenden Konstellationen abdecken:
- a) Übertragen der elektrischen Energie von einem ersten mobilen Energiespeicher eines ersten Fahrzeugs mit einem höheren Spannungs- oder Ladepegel zu einem zweiten mobilen Energiespeicher eines zweiten Fahrzeugs mit einem niedrigere Spannungs- oder Ladepegel;
- b) Übertragen der elektrischen Energie von einem ersten mobilen Energiespeicher eines ersten Fahrzeugs mit einem niedrigeren Spannungs- oder Ladepegel zu einem zweiten mobilen Energiespeicher eines zweiten Fahrzeugs mit einem höheren Spannungs- oder Ladepegel;
- c) Übertragen der elektrischen Energie von einem ersten mobilen Energiespeicher eines ersten Fahrzeugs zu einem zweiten mobilen Energiespeicher eines zweiten Fahrzeugs bei dem während des Energieübertragungsvorgangs der Pegel von einem höheren zu einem niedrigeren Pegel überwechselt und umgekehrt (z. B. anfänglich 1.
Fahrzeug 60% Ladepegel und das 2.Fahrzeug 40% Ladepegel, wobei der Endzustand genau umgekehrt ist, so dass sich beim Überschreiten der 50% zu 50% Konstellation die Situation ergibt, dass nun das Fahrzeug mit dem höheren Lade- oder Spannungspegel von einem Fahrzeug mit niedrigerem Lade- oder Spannungspegel weiter geladen werden soll. Diese Situation stellt sich bei einer Ladesäule nie, da Netzspannungsseitig immer ausreichend hohe Ladekapazität und Ladespannung zur Verfügung steht. - d) Erfassen und Abrechnen der übertragenen elektrischen Energie zwischen den beteiligten Fahrzeugen zu variablen, insbesondere einseitig bestimmbaren Stromtarifen. So kann ein Fahrzeug mit hoher Ladekapazität als Stromanbieter agieren und zu eigenen Stromtarifen anderen Fahrzeugnutzern Strom mobil anbieten.
- a) transferring the electrical energy from a first mobile energy store of a first vehicle with a higher voltage or charge level to a second mobile energy store of a second vehicle with a lower voltage or charge level;
- b) transferring the electrical energy from a first mobile energy store of a first vehicle with a lower voltage or charge level to a second mobile energy store of a second vehicle with a higher voltage or charge level;
- c) Transferring the electrical energy from a first mobile energy storage device of a first vehicle to a second mobile energy storage device of a second vehicle in which the level changes from a higher to a lower level and vice versa during the energy transfer process (e.g. initially
1st vehicle 60% Charge level and the2nd vehicle 40% charge level, whereby the final state is exactly the opposite, so that when the 50% to 50% constellation is exceeded, the situation arises that the vehicle with the higher charge or voltage level is now replaced by a vehicle with a lower charge - or voltage level is to be charged further This situation never arises with a charging station, since there is always a sufficiently high charging capacity and charging voltage available on the mains voltage side. - d) Detecting and billing the transmitted electrical energy between the participating vehicles to be variable, in particular unilaterally determinable electricity tariffs. A vehicle with a high charging capacity can act as an electricity provider and offer other vehicle users mobile electricity at its own electricity tariffs.
Derzeit ist im Stand der Technik keine Lösung verfügbar, um die zuvor genannten Ziele zu erreichen. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, vorgenannte Nachteile im Stand der Technik zu überwinden und eine Energieaustauschvorrichtung vorzuschlagen, mit der elektrische Energie zwischen zwei mobilen Energiespeichersystemen in Fahrzeugen auf Abrechnungsbasis übertragen werden kann.There is currently no solution available in the prior art to achieve the aforementioned goals. The invention is therefore based on the object of overcoming the aforementioned disadvantages in the prior art and proposing an energy exchange device with which electrical energy can be transferred between two mobile energy storage systems in vehicles on a billing basis.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by the combination of features according to claim 1.
Erfindungsgemäß wird hierzu eine Energieaustauschvorrichtung vorgesehen, die ausgebildet ist, elektrische Energie zwischen zwei mobilen Energiespeichersystemen (z. B. Fahrzeugbatterien zum Antrieb von E-Motoren) in Fahrzeugen zu übertragen, umfassend eine elektrische Verbindungsleitung, an dessen Enden je ein elektrischer Fahrzeugverbinder angebracht ist, um eine elektrische Verbindung mit einer jeweiligen Ladebuchse an einem der jeweiligen Fahrzeuge herzustellen, sowie eine vorzugsweise schaltungstechnisch zwischen den beiden Fahrzeugverbindern angebrachte Steuerungseinrichtung, die ausgebildet ist, einen elektrischen Energieübertragungsvorgang zwischen den Energiespeichersystemen zu steuern. Erfindungsgemäß ist die Energieaustauschvorrichtung ferner mit einem Energieerfassungsmodul ausgebildet, welches die zwischen den Energiespeichersystemen übertragene elektrische Energie ΔE sowie dessen Übertragungsrichtung erfasst und daraus Daten generiert, um diese an einer integrierten oder externen Anzeigeeinrichtung darstellen zu können.According to the invention, an energy exchange device is provided for this purpose, which is designed to transfer electrical energy between two mobile energy storage systems (e.g. vehicle batteries for driving electric motors) in vehicles, comprising an electrical connection line, at each end of which an electrical vehicle connector is attached, in order to establish an electrical connection with a respective charging socket on one of the respective vehicles, as well as a control device which is preferably connected in terms of circuitry between the two vehicle connectors and is designed to control an electrical energy transfer process between the energy storage systems. According to the invention, the energy exchange device is also designed with an energy acquisition module which acquires the electrical energy ΔE transmitted between the energy storage systems and its direction of transmission and generates data therefrom in order to be able to display them on an integrated or external display device.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Energieaustauschvorrichtung als eine bi-direktionale Energieübertragungseinrichtung ausgebildet, die somit unabhängig von der Frage, welcher Fahrzeugverbinder an welchem Fahrzeug eingesteckt ist, wahlweise elektrische Energie von dem einen zu dem anderen Fahrzeug oder umgekehrt übertragen kann.In an advantageous embodiment, the energy exchange device is designed as a bi-directional energy transmission device, which can thus optionally transmit electrical energy from one vehicle to the other or vice versa, regardless of which vehicle connector is plugged into which vehicle.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird ein System aus einer Energieaustauschvorrichtung und Adapterstecker zum Anschluss der Fahrzeugverbinder der Energieaustauschvorrichtung an das Fahrzeug ausgeführt. Auf diese Weise lassen sich mit einer Energieaustauschvorrichtung auch Fahrzeuge unterschiedlicher Hersteller und Ausführung energetisch miteinander zum Energieaustausch koppeln.In a further advantageous embodiment, a system comprising an energy exchange device and adapter plug for connecting the vehicle connector of the energy exchange device to the vehicle is implemented. In this way, vehicles of different manufacturers and designs can also be energetically coupled with one another for energy exchange with an energy exchange device.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Energieaustauschvorrichtung einstückig und somit gebrauchsfertig ausgebildet ist. Dies erspart, dem Anwender mühevolle Anschluss- und Verkabelungsaufwand. Hierzu ist die komplette Steuerungstechnik in einem Kabelsatz zur Ausbildung der Energieaustauschvorrichtung integriert.It is particularly advantageous if the energy exchange device is designed in one piece and is therefore ready for use. This saves the user tedious connection and cabling work. For this purpose, the complete control technology is integrated in a cable set to form the energy exchange device.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mit der Energieaustauschvorrichtung auch elektrische Energie von Fahrzeugen mit einem niedrigeren Ladeniveau an Fahrzeuge mit einem höheren Ladeniveau übertragen werden können. Hierzu weist die Steuerung mit Vorteil wenigstens einen elektronische Spannungswandler bzw. einen DC/DC-Wandler auf, um das jeweilige Spannungsniveau auf der Eingangsseite bzw. an der Abnahmeseite geeignet anzuheben oder abzusenken. Weiter Vorteilhaft ist das Vorsehen eines Gleichspannungszwischenkreises zum Puffern der elektrischen Energie über einen Zwischenkreiskondensator. Ergänzend kann nach dem Gleichspannungszwischenkreis eine weiterer Spannungswandler vorgesehen sein, wobei jeweils der eingangsseitig angeordnete Spannungswandler primär zur Spannungswandlung vorgesehen ist.In a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the energy exchange device can also be used to transfer electrical energy from vehicles with a lower charge level to vehicles with a higher charge level. For this purpose, the control advantageously has at least one electronic voltage converter or a DC / DC converter in order to appropriately raise or lower the respective voltage level on the input side or on the removal side. It is also advantageous to provide a DC voltage intermediate circuit for buffering the electrical energy via an intermediate circuit capacitor. In addition, a further voltage converter can be provided after the DC voltage intermediate circuit, the voltage converter arranged on the input side being provided primarily for voltage conversion.
Weiter vorteilhaft wird ein Erfassungsmodul, vorzugsweise in der Steuerungseinrichtung integriert, vorgesehen ist, welches ausgebildet ist, um elektrische und/oder physikalische Eigenschaften der angeschlossenen Energiespeichersystemen zu erfassen und davon abhängig den Energieübertragungsvorgang zwischen den Energiespeichersystemen zu steuern. Weiter vorteilhaft ist die Verknüpfung mit einem drahtgebundenen oder drahtlos verbundenen Kommunikationsmodul, auf das an späterer Stelle noch genauer eingegangen wird, welches über eine oder mehrere Kommunikationsleitungen oder durch eine Power Line Communication mit den angeschlossenen Einheiten kommunizieren kann.A detection module, preferably integrated in the control device, is also advantageously provided, which is designed to detect electrical and / or physical properties of the connected energy storage systems and to control the energy transfer process between the energy storage systems as a function thereof. Also advantageous is the link with a wired or wirelessly connected communication module, which will be discussed in more detail later, which can communicate with the connected units via one or more communication lines or by power line communication.
Um die Energieübertragung und den Lade- bzw. Entladevorgang optimiert zu steuern, gehören zu den erfassbaren elektrischen und/oder physikalischen Eigenschaften der angeschlossenen Energiespeichersystemen, die vom Erfassungsmodul erfasst werden, mindestens das Spannungsniveau und/oder das Ladeniveau und/oder die zur Verfügung stehende elektrische Energie im jeweiligen Energiespeicher.In order to control the energy transfer and the charging or discharging process in an optimized way, the detectable electrical and / or physical properties of the connected energy storage systems that are detected by the detection module include at least the voltage level and / or the charge level and / or the electrical available Energy in the respective energy storage.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ferner ein Stromerfassungsmodul, vorzugsweise ein Stromzähler vorgesehen ist, um den von einem Energiespeichersystem auf das jeweils andere Energiespeichersystem fließenden bzw. übertragenen Strom bzw. die übertragene elektrische Leistung in kW quantitativ zu erfassen.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that a current recording module, preferably an electricity meter, is also provided in order to quantitatively record the current flowing or transmitted from one energy storage system to the other energy storage system or the transmitted electrical power in kW.
Weiter vorteilhaft ist eine Benutzerschnittstelle, um technische Parameter für die Übertragung einzugeben, wie z. B. die maximal zu übertragende Leistung in kW.A user interface is also advantageous in order to enter technical parameters for the transmission, such as B. the maximum power to be transmitted in kW.
Weiter ist mit Vorteil vorgesehen, dass eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, welche aus der zwischen den Energiespeichersystemen übertragenen elektrische Energie ΔE einen Wert, insbesondere einen wirtschaftlich messbaren Wert z. B. in einer auswählbaren Währung ermittelt, um diese an einer integrierten oder externen Anzeigeeinrichtung darstellen zu können. Auf diese Weise können nach dem Übertragungsvorgang von einer bestimmten elektrischen Leistung in kW den Benutzern angezeigt werden, welcher Wert sich dahinter verbirgt (z. B. 10 kW übertragen für 2 EUR).Furthermore, it is advantageously provided that an evaluation device is provided which, from the electrical energy .DELTA.E transmitted between the energy storage systems, a value, in particular an economically measurable value z. B. determined in a selectable currency in order to be able to display it on an integrated or external display device. In this way, after the transfer process of a certain electrical power in kW, users can see which value is hidden behind it (e.g. 10 kW transferred for 2 EUR).
Wie bereits zuvor erläutert, ist mit Vorteil eine Kommunikationsschnittstelle vorgesehen, welche kommunikativ mit der Steuerungseinrichtung gekoppelt ist, um voreingestellte, veränderbare und/oder auswählbare System-Parameter (soweit für die Übertragung der elektrischen Energie und dessen Auswertung relevant), die von der Steuerungseinrichtung bei der Übertragung und/oder Erfassung der übertragenen elektrischen Energie zur Steuerung des Übertragungsvorgangs verwendet werden, durch einen Benutzer einzugeben oder zu verändern. So wird ein skalierbares System vorgeschlagen, bei dem zwischen den Verwendern vor Ort ggf. Anpassungen oder eine Auswahl über die Benutzerschnittstelle vorgenommen werden können, die den Ladevorgang entsprechend über die Steuerung beeinflussen. Als Parameter sind wenigstens eine der folgenden Größen umfasst: die maximale zu übertragende Energiemenge und/oder der Stromtarif je kW und/oder der minimale Restladungspegel/Spannungspegel des Energiespeichers aus dem die elektrische Energie übertragen wird und/oder der maximale zulässige Strom.As already explained above, a communication interface is advantageously provided which is communicatively coupled to the control device in order to set preset, changeable and / or selectable system parameters (insofar as relevant for the transmission of electrical energy and its evaluation) that are used by the control device the transmission and / or detection of the transmitted electrical energy can be used to control the transmission process, input or change by a user. Thus, a scalable system is proposed in which adjustments or a selection can be made between the users on site via the user interface that influence the charging process accordingly via the control. The parameters include at least one of the following variables: the maximum amount of energy to be transmitted and / or the electricity tariff per kW and / or the minimum residual charge level / voltage level of the energy store from which the electrical energy is transmitted and / or the maximum permissible current.
In einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung einen Prozessor umfasst, der ein Ladeschema auf der Basis der erfassten elektrischen und/oder physikalischen Eigenschaften der angeschlossenen Energiespeichersystemen bestimmt und die Energieübertragung gemäß dieses Ladeschemas nach einer Freigabe durch den Benutzer erfolgt. Optional kann ergänzend auf Basis der von einem Benutzer über die Benutzerschnittstelle eingegebenen oder hinterlegten Parameter für die Steuerung das Ladeschema vom Prozessor entsprechend bestimmt werden.In a likewise advantageous embodiment of the invention it is provided that the control device comprises a processor which determines a charging scheme on the basis of the recorded electrical and / or physical properties of the connected energy storage systems and the energy transfer takes place according to this charging scheme after approval by the user. Optionally, on the basis of the parameters entered or stored by a user via the user interface for the control, the charging scheme can be determined accordingly by the processor.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft neben der Energieaustauschvorrichtung auch das Verfahren zum Übertragen elektrischer Energie von einem ersten mobilen Energiespeichersystem in einem ersten elektrisch betriebenen Fahrzeug zu einem zweiten mobilen Energiespeichersystem in einem zweiten elektrisch betriebenen Fahrzeug mittels einer wie zuvor beschriebenen Energieaustauschvorrichtung mit den folgenden Schritten:
- a. Verbinden der Fahrzeugverbinder mit je einer Ladebuchse an je einem der beiden Fahrzeuge;
- b. Starten einer Übertragung von elektrischer Energie mittels der Steuerungseinrichtung;
- c. Erfassen der zwischen den Energiespeichersystemen übertragenen elektrischen Energie ΔE;
- d. Generieren von Daten als Äquivalent zur übertragenen elektrischen Energie ΔE, um diese an der integrierten oder externen Anzeigeeinrichtung darzustellen.
- a. Connect the vehicle connector with a charging socket on each of the two vehicles;
- b. Starting a transmission of electrical energy by means of the control device;
- c. Detecting the electrical energy ΔE transferred between the energy storage systems;
- d. Generation of data equivalent to the transmitted electrical energy ΔE in order to display this on the integrated or external display device.
In einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Starten der Übertragung von elektrischer Energie in Schritt b) nach einer Benutzerabfrage und einer Freigabe durch einen Benutzer, vorzugsweise über eine Benutzer- oder Kommunikationsschnittstelle erfolgt.In a likewise advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that the start of the transmission of electrical energy in step b) takes place after a user query and approval by a user, preferably via a user or communication interface.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigten:
-
1 eine schematische Ansicht eines beispielhaften Ausführungsbeispiels einer Energieaustauschvorrichtung und -
2 eine Steuerungseinrichtung.
-
1 a schematic view of an exemplary embodiment of an energy exchange device and -
2 a control device.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die
In der
Zwischen den beiden Ladebuchsen
Die Energieaustauschvorrichtung
Das Stromerfassungsmodul
Das Erfassungsmodul
Die Auswerteeinrichtung
Die Kommunikationsschnittstelle
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The embodiment of the invention is not restricted to the preferred exemplary embodiments specified above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown even in the case of fundamentally different designs.
So kann es vorgesehen sein, dass der oder die Spannungswandler auch innerhalb des Fahrzeugs angeordnet sind, da diese nach dem Konzept der Erfindung lokal nicht zwangsläufig in der Box sein. Die Steuerungseinrichtung
Dadurch ergibt sich eine weitere Variante, nämlich bei Nutzung des Konzeptes, dass die Fahrzeuge bzw. ein Fahrzeug den DC-DC Wandler zur Verfügung stellt, ist ein Zwischenkreis nicht mehr zwingend erforderlich. Die Energieaustauschbox bzw. der Kabelsatz ist dann als ein Leistungsverbinder und ein Kommunikationsmodul ausgebildet, welches die Ladeleistung usw. von einem zum anderen Fahrzeug reguliert, womit die Energieaustauschvorrichtung sehr günstig herstellbar ist.This results in a further variant, namely when using the concept that the vehicle or a vehicle provides the DC-DC converter, an intermediate circuit is no longer absolutely necessary. The energy exchange box or the cable set is then designed as a power connector and a communication module which regulates the charging power, etc. from one vehicle to the other, with which the energy exchange device can be manufactured very cheaply.
Ebenso ist denkbar, dass die Leistungsverbindung nicht zwangsläufig HV >60V im Sinne einer automobilen Applikation bedeutet. Eine Leistungsverbindung auf Basis von z.B. 48V ist ebenfalls denkbar. Hierfür sind die DC-DC Wandler in aller Regel bereits im Fahrzeug vorhanden. Damit wird eine weitere Kostenreduktion möglich, indem der HV Teil entfallen kann.It is also conceivable that the power connection does not necessarily mean HV> 60V in the sense of an automotive application. A power connection based on e.g. 48V is also conceivable. For this purpose, the DC-DC converters are usually already available in the vehicle. This enables a further cost reduction in that the HV part can be omitted.
Darüber hinaus kann ein Internetmodul mit Fernzugriff vorgesehen sein.In addition, an internet module with remote access can be provided.
Das Ladeschema kann auch vom Energiespeicher, falls verfügbar, ausgewertet und eingestellt werden. Es kann vorkommen, dass der Energiespeicher im Fahrzeug eigene Vorgaben zum Entladen und Laden machen soll bzw. machen muss. Dabei wird von einer Lösung mit Zwischenkreis ausgegangen. Der bzw. die Wandler können weiterhin im Fahrzeug angeordnet sein oder alternativ in der Energieaustauschvorrichtung. Bei einer solchen Struktur können mehr als nur zwei Fahrzeuge miteinander verbunden werden. Jeder Anschluss an die Energieaustauschvorrichtung bzw. Box benötigt in der selbigen oder im Fahrzeug einen DC-DC Wandler. Damit können z. B. auch zwei Fahrzeuge ein drittes Fahrzeug laden.The charging scheme can also be evaluated and set by the energy store, if available. It can happen that the energy storage device in the vehicle should or must make its own specifications for discharging and charging. A solution with an intermediate circuit is assumed. The converter (s) can also be arranged in the vehicle or, alternatively, in the energy exchange device. With such a structure, more than two vehicles can be linked together. Each connection to the energy exchange device or box requires a DC-DC converter in the same or in the vehicle. This z. B. two vehicles can also load a third vehicle.
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