AT17460U1 - Mobiles Ladesystem für Fahrzeuge mit Elektroantrieb - Google Patents
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Abstract
Mobiles Ladesystem für Fahrzeuge mit Elektroantrieb umfassend eine Steuereinheit (1), eine Kraftstoffeinheit (2) mit wenigstens einer Wasserstoff-Brennstoffzelle (5), einen DC/DC-Ein-gang (7) und DC/DC-Ausgang (6), eine Aufladeeinheit (3) mit wenigstens einem DC/DC-Ein-gang (8) und einem Ladeausgang (9), und einer Hilfsversorgungsquelle (4). Die Hilfsversorgungsquelle (4) speist die Steuereinheit (1), die Kraftstoffeinheit (2) über den DC/DC-Eingang (7) und die Aufladeeinheit (3) über den DC/DC-Eingang (8) ein. Der DC/DC-Ausgang (6) der Kraftstoffeinheit (2) ist weiter mit dem DC/DC-Eingang (8) der Aufladeeinheit (3) verbunden, welche die Verbindung mit dem aufzuladenden Fahrzeug mittels des Ladeausgangs (9) sicher-stellt. Die Steuereinheit (1) ist mit der Kraftstoffeinheit (2) und der Aufladeeinheit (3) verbunden und regelt den Strom und die Spannung im System.
Description
MOBILES LADESYSTEM FÜR FAHRZEUGE MIT ELEKTROANTRIEB
TECHNISCHES GEBIET [0001] Die Erfindung betrifft die Ladesysteme für Fahrzeuge mit Elektro- oder Hybridantrieb.
BISHERIGER STAND DER TECHNIK
[0002] Die Fahrzeuge, welche den bestehenden Elektroantrieb verwenden, sind mit einem Antriebsmotor, einem Leistungsmodul (Wandler) und einer Traktionsbatterie als Energiespeicher ausgestattet. Die elektrische Energie fließt in Form des Gleichstroms von der Batterie zum Leistungsmodul, das den Spannungs- und Stromverlauf am Ausgang zum Motor regelt. So geregelte elektrische Energie wird im Motor in mechanische Energie umgewandelt.
[0003] Diese Technik erfordert das Aufladen der Traktionsbatterie. Das Aufladen erfolgt in der Regel durch das Beistellen des Elektrofahrzeuges zur Ladestation - gewöhnlich als Wand- oder Säulensystem für AC- oder DC-Laden ausgeführt. Nach dem Aufladen der Energie kann die Fahrt bis zum Aufbrauchen der elektrischen Energie fortgesetzt werden. Beim Betrieb des Fahrzeuges muss also immer eine ausreichende Energiereserve für unerwartete Probleme vorhanden sein. Sollte die Energie aufgebraucht werden, ist das Fahrzeug fahrunfähig und muss zur nächsten Ladestation abgeschleppt werden, wo es aufgeladen wird. Aktuell bekannte Lösungen:
a) System in Form einer mobilen Batterie - auf dem Fahrzeug/Anhänger befindet sich eine Batterie (in der Regel eine Lithium-Batterie), die an einer stationären Ladestation aufgeladen und danach zu dem fahrunfähigen Fahrzeug gebracht wird, das aufzuladen und wieder betriebsbereit zu machen ist. Die für das Aufladen der mobilen Batterie notwendige Zeit beträgt einige Stunden und weitere Zeit nimmt das Aufladen des fahruntüchtigen Elektrofahrzeuges in Anspruch. Nachteilig ist die geringe Energiedichte pro Masseeinheit, die meistens in Lithium-Batterien gespeichert ist. Diese Masse muss auch bei einer leeren mobilen Batterie transportiert werden.
b) System in Form von „Range Extender“ - die Anlage ist in Form eines Anhängers, auf dem die Batterie gelagert ist. Die Anlage kann an das Fahrzeug mit Elektroantrieb angehängt werden und so die Batteriekapazität erweitern, wodurch die Reichweite des Elektrofahrzeuges verlängert wird. Nachteilig ist die Notwendigkeit auch den Anhänger zu schleppen, was ein technisch vorbereitetes Fahrzeug mit Anhängerkupplung erfordert. Nachteilig ist auch die Aufwendung der Energie für das Schleppen des Anhängers selbst.
c) System in Form „EV to EV“ - ein System, das das Aufladen eines Fahrzeuges aus der Traktionsbatterie eines anderen Fahrzeuges durch direkte Verbindung über ein Kabel ermöglicht. Der Nachteil dieser Lösung liegt in der Notwendigkeit einer speziellen Einrichtung im Fahrzeugbordnetz, welche die Übertragung der Energie aus der Traktionsbatterie in das andere Fahrzeug ermöglicht, da die Energie im Elektrofahrzeug standardmäßig nach innen fließt. Weiterer Nachteil liegt in der geringen Menge der übertragenen Energie (beide Fahrzeuge teilen sich die Energie in einer Batterie), damit sie die nächste Ladestation anfahren können.
[0004] In der chinesischen Patentanmeldung CN 103707795 A ist ein mobiles Ladefahrzeug auf der Basis des Systems einer reformierten Methanol-Brennstoffzelle beschrieben, das einen Methanolbehälter, einen Wasserstoffbehälter, einen Reformer, einen Drucksensor, eine reformierte Methanol-Brennstoffzelle selbst, eine Gleichstrom- (DC) und Wechselstromquelle (AC), eine Hilfsbatterie und ein Steuergerät umfasst. Den Ausgang aus der Brennzelle bildet der DC-Output. Die Reaktion der reformierten Methanol-Brennstoffzelle produziert CO» und H2O und die eigentliche Brennstoffzelle hat generell eine geringere Wirksamkeit als die Wasserstoff-Brennstoffzellen. Diese Lösung erfordert darüber hinaus höhere Betriebstemperatur (ca. 100°C) und zwei Behältertypen, einen für Methanol und anderen für Wasserstoff, was die Aufwendigkeit der Lösung
bezüglich Volumen sowie Kühlung erhöht.
[0005] In dem chinesischen Gebrauchsmuster CN 201371765 Y ist die Lösung eines mobilen Ladefahrzeuges/-anhängers beschrieben, konkret die Anordnung einzelner Bauteile (Aufladeeinheit, Generator, Befestigungselemente) auf dem Fahrwerk des Fahrzeuges/Anhängers. Weder die Aufladeeinheit, noch der Energiegenerator sind näher beschrieben.
[0006] In der koreanischen Patentanmeldung KR 20120095141 A ist eine mobile Aufladeeinheit für das Aufladen eines Fahrzeuges mit Elektroantrieb beschrieben. Die Aufladeeinheit gewährt zwei Lademöglichkeiten - ein schnelles Aufladen mit einem Schnellladegerät und ein komplettes Aufladen mit Standardladegerät - und umfasst weiter mehrere Aufladekabel für das Aufladen von mehreren Fahrzeugen zugleich. Als Energiequelle für die Aufladeeinheit kann eine selbständige externe Energiequelle oder selbständiges energieerzeugendes System verwendet werden. Im Dokument sind diese Energiequellen jedoch nicht näher beschrieben.
[0007] In dem amerikanischen Patent US 8963481 B2 sind Service-Ladefahrzeuge beschrieben und die Verwendungsarten der modularen Batterien. Dieses Servicefahrzeug ist mit einigen abnehmbaren Batterien ausgestattet, die zum Aufladen von Elektrofahrzeugen außerhalb der Ladestationen dienen. Die Erfindung beschreibt das Aufladen zuerst aus einer Batterie mit geringerem Energieniveau, erst danach die Umschaltung auf die Aufladung aus einer Batterie mit höherem Energieniveau. Nachteilig ist, dass auch diese Batterien irgendwo aufgeladen und zu den aufzuladenden Elektrofahrzeugen gebracht werden müssen, was die Batterieaufladungszeit verdoppelt.
[0008] Die internationale Patentanmeldung WO 2011/031916 A2 beschreibt einen Ladeanhänger zum Anhängen hinter das Fahrzeug mit Elektroantrieb, wobei dieser Anhänger einen Kraftstoffbehälter, einen Energiegenerator und ein selbständiges Antriebssystem des Anhängers mit einem Sensor der Belastung des Fahrzeuges mit Elektroantrieb trägt. Als Kraftstoffbehälter und Energiegenerator können neben anderem auch ein Wasserstoffbehälter und eine Wasserstoffbrennzelle sein. Bei der Entladung der Fahrzeugbatterie kann der angekoppelte Anhänger zur Aufladung der Batterie verwendet werden. Die Nachteile der Ladeanhänger wurden bereits oben erwähnt und umfassen die technische Ausstattung des Fahrzeuges für einen Anhänger (Anhängerkupplung) und den Energieaufwand für das Schleppen/Antrieb des Anhängers selbst.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[0009] Der Gegenstand der Erfindung stellt die Reaktion auf den bisherigen Stand dar, den insbesondere das Gewicht der Batterie (Energieträger) einschränkt, das beim vollgeladenen sowie entladenen Zustand zu transportieren ist. Ferner dann die Notwendigkeit des Aufladens an einer Ladestation, die in der stationären Energieversorgung angeordnet ist.
[0010] Die oben genannten Nachteile des Standes der Technik werden durch das den Gegenstand der Erfindung darstellende mobile Ladesystem für Fahrzeuge mit Elektroantrieb beseitigt, deren Darstellung darin liegt, dass es eine Steuereinheit, eine Kraftstoffeinheit mit mindestens einer Wasserstoff-Brennstoffzelle, einen DC/DC-Eingang und DC/DC-Ausgang, eine Aufladeeinheit mit wenigstens einem DC/DC-Eingang und einem Ladeausgang und eine Hilfsversorgungsquelle umfasst. Die Hilfsversorgungsquelle speist die Steuereinheit, die Kraftstoffeinheit über den DC/DC-Eingang und die Aufladeeinheit über den DC/DC-Eingang, und zwar beim Startvorgang und im Grenzbetriebsmodus des Systems. Der DC/DC-Ausgang der Kraftstoffeinheit ist weiter mit dem DC/DC-Eingang der Aufladeeinheit verbunden, welche die Verbindung mit dem aufzuladenden Fahrzeug mittels des Ladeausgangs sicherstellt. Darüber hinaus ist die Steuereinheit mit der Kraftstoffeinheit und der Aufladeeinheit verbunden und regelt den Strom und die Spannung im System. Die Brennstoffzelle gewinnt die Energie aus der Reaktion des Sauerstoffes mit dem Wasserstoff, wobei ein Abfallwasserdampf entsteht, so dass das System nicht umweltbelastend ist.
[0011] Die Kraftstoffeinheit umfasst vorzugsweise die Wasserstoff-Druckbehälter, eine Wasserstoff-Zirkulationspumpe, wenigstens eine Brennstoffzelle, einen Kompressor für die Druckluftzu-
fuhr, ein Kühlsystem für die Brennstoffzelle, eine Umwälzpumpe des Kühlsystems, einen DC/DCAusgang und ein Einspeisesystem der Kraftstoffeinheit mit einem DC/DC-Eingang. Der Wasserstoff kann z.B. bei 350 bar komprimiert werden. Als Wasserstoffdruckbehälter können die Druckflaschen mit Betriebs- und Sicherheitszubehö6ör (Entlüftung, UÜberdruckventile) dienen. Der Wasserstoff wird weiter über ein Filter der Brennstoffzelle zugeführt, welche die chemische Energie auf elektrische Energie mit Wirksamkeit von ca. 50% umwandelt. Die Brennstoffzelle wird mit einem Kühlsystem (als Medium Wasser oder anderes Kühlmedium) gekühlt und die Sauerstoffzufuhr in Form der vom Kompressor erzeugten Druckluft besorgt. Den gesamten Betrieb der Brennstoffzelle regelt die Steuereinheit. Die Brennstoffzelle wird vor und während des Startvorganges durch die Hilfsversorgungsquelle über den DC/DC-Eingang der Brennstoffzelle eingespeist und der Ausgang der Brennstoffzelle ist direkt oder mittels DC/DC-Ausgang zur Aufladeeinheit angeschlossen.
[0012] Die Aufladeeinheit umfasst vorzugsweise einen DC/DC-Eingang und weist einen Ladeausgang mit dem Standard CHAdeMO, SAE-J1772 und/oder CCS Combo für das Anschließen der Batterie des aufzuladenden Fahrzeuges auf.
[0013] Das vorliegende mobile Ladesystem kann vorteilhaft in das Ladefahrzeug mit Elektrooder Hybridantrieb integriert werden und weiter über das Schütz mit seiner Traktionsbatterie (in der Funktion der Hilfsversorgungsquelle), mit dem Leistungsmodul in der Funktion eines DC/DCWandlers und mit dem Elektromotor verbunden werden, wobei die Steuereinheit ebenfalls mit dem Schütz und der Traktionsbatterie verbunden ist. Für das Aufladen der Batterie des aufzuladenden Fahrzeuges kann eine Kraftstoffeinheit in Kombination mit der Traktionsbatterie des Ladefahrzeuges verwendet werden. Die Traktionsbatterie des Ladefahrzeuges kann zum Aufladen der Batterie des aufzuladenden Fahrzeuges in der Anfangsphase verwendet werden, worauf das Aufladen mittels der Kraftstoffeinheit eingeleitet und das Aufladen mittels der Traktionsbatterie ausgesetzt wird. Ferner kann die Kraftstoffeinheit die Traktionsbatterie des Ladefahrzeuges sowie die Batterie des aufzuladenden Fahrzeuges aufladen. Bei einer Integration des Ladesystems kann das Kühlsystem der Brennstoffzelle in das Kühlsystem das Ladefahrzeuges integriert werden. Das Ladesystem kann auch in einer Drohne und/oder einem Wasserfahrzeug integriert werden.
[0014] Den Vorteil der vorliegenden Erfindung stellt der hohe Verhältniswert der im Wasserstoff gespeicherten Energiemenge zu Masseeinheit des gesamten Systems. Je höher der Wasserstoffvorrat ist, desto höher dieser Verhältniswert, wobei die Masse der sonstigen Komponenten außer den Druckflaschen konstant bleibt. Vergleichend können in einem kg einer Lithiumbatterie ca. 1/13 kWh (LiFePo) gespeichert werden. 1 kg H2 enthält eine Verbrennungswärme von 33 kWh und beim atmosphärischen Druck umfasst 11 m®.
[0015] Eine beispielhafte Installation des Systems in einem PKW umfasst den Ausbau der Hintersitze, des Abdeckrollos des Gepäckraumes, der Verkleidung und weiterer unnötigen Komponenten. Die Druckflaschen sind in dem Gepäckraum gelagert und übergreifen in den Bereich der Hintersitze, der Raum unter und über den Druckflaschen ist mit kleinen Einheiten des Systems (DC/DC-Ausgang, Aufladeeinheit, Kompressor usw.) ausgefüllt. Das Ladefahrzeug kann auf Anforderung dorthin fahren, wo es benötigt wird. Die in diesem Ladesystem enthaltene Energie (z.B. über 200 kWh) kann die gesamte Batterie des aufzuladenden Elektrofahrzeuges aufladen. Das Aufladen kann z.B. auf einem Autobahnrastplatz oder Parkplatz erfolgen, indem die beiden Fahrzeuge nebeneinander einparken und aus dem Ladefahrzeug das Kabel herausgeholt und an das aufzuladende Fahrzeug angeschlossen wird. Nach Beendigung des Aufladens kann ein weiteres Fahrzeug auf einem anderen Ort usw. bedient werden, bis zur Ausschöpfung des Wasserstoffvorrates in der Kraftstoffeinheit. Mit der in 10 kg H2 enthaltenen Energie können etwa 5 Fahrzeuge mit der heute üblich verfügbaren Batteriekapazität aufgeladen werden.
ÜBERSICHT DER FIGUREN DER ZEICHNUNGEN [0016] Die Erfindung wird anhand Zeichnungen näher erläutert, wobei:
[0017] °- Fig. 1 schematisch die Anordnung des mobilen Ladesystems in einer einfachsten Ausführung mit einer Hilfsversorgungsquelle darstellt.
[0018] + Fig. 2 schematisch die Anordnung des mobilen Ladesystems dar, einschließlich der Integration in die bestehende Infrastruktur des Ladefahrzeuges (Elektro- oder Hybridfahrzeuges) darstellt.
BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Beispiel 1: Grundausführung eines mobilen Ladesystems
[0019] Mobiles Ladesystem besteht aus einer Steuereinheit 1, einer Kraftstoffeinheit 2, einer Aufladeeinheit 3 und einer Hilfsversorgungsquelle 4. Die Hilfsversorgungsquelle 4 dient als Energiequelle für die Steuereinheit 1, für die Kraftstoffeinheit 2 über DC/DC-Eingang 7 und für die Ladeinheit 3 über DC/DC-Eingang 8 und zwar beim Startvorgang und Grenzbetriebsmodus des Systems. Die Hilfsversorgungsquelle 4 wird vorteilhaft auch für die Einspeisung bei Leistungen der Kraftstoffeinheit 2 unter 10 bis 15 %, da solche niedrigen Leistungen die Standzeit der Brennstoffzelle 5 verringern. Die Steuereinheit 1 verbindet und regelt den Lauf aller weiterer Einheiten, d.h. der Kraftstoffeinheit 2 und der Aufladeeinheit 3. Die Kraftstoffeinheit 2 umfasst die Wasserstoffdruckbehälter, die Wasserstoffrezirkulationspumpe, wenigstens eine Wasserstoff-Brennstoffzelle 5, einen Kompressor für die Druckluftzufuhr, ein Kühlsystem für die Brennstoffzelle, eine Umwälzpumpe des Kühlsystems, einen DC/DC-Ausgang 6 und Einspeisesystem der Kraftstoffeinheit mit DC/DC-Eingang 7. Am Ausgang aus der Brennstoffzelle ist ein DC/DC-Ausgang 6 und die eigentliche Brennstoffzelle wird über den DC/DC-Eingang 7 eingespeist. Die Leistung der Brennstoffzelle kann z.B. 30 kW betragen und die Einspeisung erfolgt mit einer Spannung von 24 V. Die Kraftstoffeinheit 2 kommuniziert elektrisch mit der Aufladeeinheit 3, z.B. über elektrische Verbindung mit einer Spannung von 398 V. Die Aufladeeinheit 3 umfasst einen DC/DC-Eingang 8 und weist einen Ladeausgang 9 mit dem Standard CHAdeMO, SAE-J1772 und/oder CCS Combo für das Anschließen der Batterie des aufzuladenden Fahrzeuges auf (Leistung der Aufladeeinheit 3 z.B. 25 kW). Das Aufladen erfolgt durch das Anschließen des Kabels aus dem Ladefahrzeug über den Ladeausgang 9 an das aufzuladende Fahrzeug.
Beispiel 2: Ladefahrzeug mit Elektro- oder Hybridantrieb ausgestattet mit einem mobilen Ladesystem
[0020] Bestehende Fahrzeuginfrastruktur umfasst eine Traktionsbatterie 11, ein Leistungsmodul 12 (DC/DC-Wandler) und einen Antriebsmotor 13 (Elektromotor). Uber das Schütz 10 sind diese Komponente mit dem mobilen Ladesystem verbunden und die Traktionsbatterie 11 erfüllt hier die Funktion einer Hilfsversorgungsquelle 4. Mobiles Ladesystem besteht aus einer Steuereinheit 1, einer Kraftstoffeinheit 2 und einer Aufladeeinheit 3. Die Steuereinheit 1 verbindet und regelt den Lauf aller weiterer Einheiten, d.h. der Kraftstoffeinheit 2, der Aufladeeinheit 3, des Schützes 10 und der Traktionsbatterie 11. Die Kraftstoffeinheit 2 umfasst die Wasserstoffdruckbehälter, die Wasserstoffrezirkulationspumpe, wenigstens eine Wasserstoff-Brennstoffzelle 5, einen Kompressor für die Druckluftzufuhr, ein Kühlsystem für die Brennstoffzelle, eine Umwälzpumpe des Kühlsystems, einen DC/DC-Ausgang 6 und Einspeisesystem der Kraftstoffeinheit mit DC/DC-Eingang 7. Am Ausgang aus der Brennstoffzelle ist ein DC/DC-Ausgang 6 und die eigentliche Brennstoffzelle wird über den DC/DC-Eingang 7 eingespeist. Die Leistung der Brennstoffzelle 5 kann z.B. 30 kW betragen und die Einspeisung erfolgt mit einer Spannung von 24 V. Die Kraftstoffeinheit 2 kommuniziert elektrisch mit der Aufladeeinheit 3 sowie dem Schütz 10, z.B. über elektrische Verbindung mit einer Spannung von 398 V. Die Aufladeeinheit 3 umfasst einen DC/DC-Eingang 8 und weist einen Ladeausgang 9 mit dem Standard CHAdeMO, SAE-J1772 und/oder CCS Combo für das Anschließen der Batterie des aufzuladenden Fahrzeuges auf (Leistung der Aufladeeinheit 3 z.B. 25 kW). Die Aufladeeinheit 3 kommuniziert ebenso über dem Schütz 10 mit der bestehenden Fahrzeuginfrastruktur. Das Aufladen erfolgt durch das Anschließen des Kabels aus dem Ladefahrzeug über den Ladeausgang 9 an das aufzuladende Fahrzeug.
Beispiel 3: Aufladen mit einem im Fahrzeug mit Elektro- oder Hybridantrieb integrierten mobilen Ladesystem
[0021] Nach dem Anhalten des Ladefahrzeuges ist die Hilfsversorgungsquelle 4 bzw. die Traktionsbatterie 11 zur Steuereinheit 1 angeschlossen, die die Kommunikation der Aufladeeinheit 3 mit dem aufzuladenden Fahrzeug besorgt. Nach der Beistellung des aufzuladenden Fahrzeuges (Elektro-, Hybridfahrzeug) wird die Anfangsphase des Aufladens eingeleitet. Die Aufladeeinheit 3 beginnt über die Spannungs- und Stromverhältnisse zu kommunizieren, die für die aufzuladende Batterie anzuwenden sind. In der Zwischenzeit wird die elektrische Verbindung zwischen der Traktionsbatterie 11 und der Aufladeeinheit 3 des Ladefahrzeuges aufgebaut und das Aufladen mit der in der Traktionsbatterie 11 verfügbaren Höchstleistung - ca. 50 kW kann aufgenommen werden. Weiter wird für die Energieversorgung die Brennstoffzelle 5 angelaufen. Nach dem Hochlauf der Brennstoffzelle 5 auf die genannte Leistung (50 kW) wird das Aufladen aus der Traktionsbatterie 11 beendet und das Aufladen aus der Brennstoffzelle 5, die die Rolle der Energiequelle übernimmt, beginnt. Der Leistungsüberschuss der Brennstoffzelle 5 wird in die Traktionsbatterie 11 des Ladefahrzeuges umgeleitet, damit diese ebenfalls aufgeladen wird. Während des Aufladens des aufzuladenden Fahrzeuges sinkt mit dem sukzessiven Aufladen der Batterie die benötigte Leistung (Strom) und dementsprechend wird auch die Leistung der Brennstoffzelle 5 geregelt. Sobald die Mindestleistung der Brennstoffzelle 5 (10 bis 15 %) erreicht wird, übernimmt die Rolle der Energiequelle wieder die Traktionsbatterie 11 des Ladefahrzeuges und das aufzuladende Fahrzeug wird auf 100 % aufgeladen.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
[0022] Diese Lösung kann für das Aufladen der Fahrzeuge mit Elektroantrieb außerhalb der Ladestationen verwendet werden, insbesondere bei voller Entladung und resultierender Fahrunfähigkeit des Elektrofahrzeuges. Die Energie in Form des Wasserstoffes kann zum fahrunfähigen Fahrzeug mit anderem Fahrzeug, Wasserfahrzeug oder auf dem Luftweg (Drohne) gebracht werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Steuereinheit
2 Kraftstoffeinheit
3 Aufladeeinheit
4 Hilfsversorgungsquelle
5 Brennstoffzelle
6 DC/DC-Ausgang der Kraftstoffeinheit 7 DC/DC-Eingang der Kraftstoffeinheit 8 DC/DC-Eingang der Aufladeeinheit 9 Ladeausgang der Aufladeeinheit
10 Schütz
11 Traktionsbatterie
12 Leistungsmodul
13 Antriebsmotor
Claims (9)
1. Mobiles Ladesystem für Fahrzeuge mit Elektroantrieb, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Steuereinheit (1), eine Kraftstoffeinheit (2) mit wenigstens einer Wasserstoff-Brennstoffzelle (5), einem DC/DC-Eingang der Kraftstoffeinheit (7) und einem DC/DC-Ausgang der Kraftstoffeinheit (6), eine Aufladeeinheit (3) mit wenigstens einem DC/DC-Eingang der Aufladeeinheit (8) und einem Ladeausgang der Aufladeeinheit (9), und eine Hilfsversorgungsquelle (4) umfasst, wobei die Hilfsversorgungsquelle (4) die Steuereinheit (1), die Kraftstoffeinheit (2) über den DC/DC-Eingang der Kraftstoffeinheit (7) und die Aufladeeinheit (3) über den DC/DC-Eingang der Aufladeeinheit (8) mit Energie versorgt, wobei der DC/DC-Ausgang der Kraftstoffeinheit (6) weiter mit dem DC/DC-Eingang der Aufladeeinheit (8) verbunden ist, welche die Verbindung mit einem aufzuladenden Fahrzeug über den Ladeausgang der Aufladeeinheit (9) besorgt, wobei die Steuereinheit (1) mit der Kraftstoffeinheit (2) und der Aufladeeinheit (3) verbunden ist und den Strom und die Spannung im System regelt.
2, Mobiles Ladesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffeinheit (2) einen Wasserstoffdruckbehälter, eine Wasserstoffrezirkulationspumpe, wenigstens die Wasserstoff-Brennstoffzelle (5), einen Kompressor für die Druckluftzufuhr, ein Kühlsystem für die Brennstoffzelle, eine Umwälzpumpe des Kühlsystems, den DC/DC-Ausgang der Kraftstoffeinheit (6) und ein Einspeisesystem der Kraftstoffeinheit mit dem DC/DC-Eingang der Kraftstoffeinheit (7) umfasst.
3. Mobiles Ladesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladeeinheit (3) den DC/DC-Eingang der Aufladeeinheit (8) umfasst und den Ladeausgang der Aufladeeinheit (9) mit einem Standard CHAdeMO, SAE-J1772 und/oder CCS Combo für das Anschließen einer Batterie des aufzuladenden Fahrzeuges aufweist.
4. Mobiles Ladesystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem Ladefahrzeug mit Elektro- oder Hybridantrieb integriert und weiter über ein Schütz (10) mit der Hilfsversorgungsquelle (4) in Form einer Traktionsbatterie (11) des Ladefahrzeuges und ferner mit einem Leistungsmodul (12) mit der Funktion des DC/DC-Wandlers und mit einem Elektromotor (13) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (1) mit dem Schütz (10) und der Traktionsbatterie (11) verbunden ist.
5. Mobiles Ladesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für das Aufladen der Batterie des aufzuladenden Fahrzeuges die Kraftstoffeinheit (2) in Kombination mit der Traktionsbatterie (11) des Ladefahrzeugs verwendet wird.
6. Mobiles Ladesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktionsbatterie (11) des Ladefahrzeugs für das Aufladen der Batterie des aufzuladenden Fahrzeugs in der Anfangsphase verwendet wird, worauf das Aufladen mittels der Kraftstoffeinheit (2) eingeleitet und das Aufladen mittels der Traktionsbatterie (11) ausgesetzt wird.
7. Mobiles Ladesystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffeinheit (2) die Traktionsbatterie (11) des Ladefahrzeuges sowie die Batterie des aufzuladenden Fahrzeugs auflädt.
8. Mobiles Ladesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem für die Brennstoffzelle (2) im Kühlsystem des Ladefahrzeuges integriert ist.
9. Mobiles Ladesystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in einer Drohne und/oder im Wasserfahrzeug integriert ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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