AT528273A1

AT528273A1 - Einsatzfahrzeug zur Brandbekämpfung

Info

Publication number: AT528273A1
Application number: ATA50396/2024A
Authority: AT
Inventors: Ammerstorfer Jürgen; Karl Aussermayr Georg; Luftensteiner Wolfgang
Original assignee: Rosenbauer Int Ag
Priority date: 2024-05-10
Filing date: 2024-05-10
Publication date: 2025-11-15
Also published as: WO2025231499A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Löschfahrzeug mit einer Steuerungsvorrichtung, einem Fahrzeugantriebssystem zur Fortbewegung des Löschfahrzeuges und einem Löschmittelversorgungssystem zur Bereitstellung von Löschmittel, sowie einem Pumpenantriebssystem zum Betreiben einer Löschmittelpumpe zur Förderung des Löschmittels. Ferner umfasst das Löschfahrzeug ein Energieversorgungssystem mit einer Hochvoltspeicheranordnung zur Bereitstellung von elektrischer Energie an das Löschfahrzeug. Das Löschfahrzeug weist ein erstes Hochvoltsystem mit einen ersten Elektromotor und ein zweites Hochvoltsystem mit einen zweiten Elektromotor auf, wobei das Pumpenantriebssystem mittels des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors jeweils separat antreibbar und auch kombiniert antreibbar ist.

Description

elektrischer Energie an das Löschfahrzeug.

Löschfahrzeuge für den Straßeneinsatz und Sonderlöschfahrzeuge wie z.B. für Flughäfen sind im Stand der Technik weit verbreitet und bekannt. Diese weisen bezüglich ihrer Antriebssysteme oftmals elektrische Antriebe und auch Antriebe

mit Verbrennungskraftmaschinen bzw. Hybridsysteme auf.

Aufgrund Umweltanforderungen und Vorgaben von unterschiedlichen Einsatzgebieten stellen diese hohe Anforderungen an die Löschfahrzeuge und es grundsätzlich oftmals gefordert, ein möglichst emissionsfreies Löschfahrzeug zur Verfügung zu stellen. Demzufolge tendieren Hersteller von Löschfahrzeugen dahingehend, diese mit einem elektrischen Antriebssystem zur Verfügung zu stellen, so-

wie auch einen elektrischen Antrieb der Löschmittelpbumpe umzusetzen.

A2024/88855-AT

dingungen Mängel aufweisen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Löschfahrzeug zur Verfügung zu stellen, mittels dessen ein Benutzer in der Lage ist, zum einen die Anforderungen und Vorgaben der Einsatzgebiete bestmöglich zur erfüllen und die Betriebssicherheit und Ausfallsicher-

heit zu erhöhen. Diese Aufgabe wird durch ein Löschfahrzeug gemäß den Ansprüchen gelöst.

Erfindungsgemäß umfasst das Löschfahrzeug ein erstes Hochvoltsystem mit einem ersten Elektromotor und ein zweites Hochvoltsystem mit einem zweiten Elektromotor, wobei das Pumpenantriebssystem mittels des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors jeweils separat antreibbar ist und auch mit den beiden Elektromotoren kombiniert antreibbar ist. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist es möglich, die Löschmittelpumpe emissionsfrei betreiben zu können, und gleichzeitig eine verbesserte Ausfallsicherheit zu gewährleisten. Sofern ein elektrisches Antriebssystem des Fahrzeuges ausfällt, ist ein weiters elektrisches

Antriebssystem zur Versorgung der Löschmittelpbumpe vorgesehen.

Zudem kann eine erhöhte Pumpenleistung mittels eines kombinierten Betriebs der beiden Elektromotoren bzw. der beiden Hochvoltsysteme vorgenommen werden, um beispielsweise einen rein elektrischen, hochleistungsfähigen Löschpumpenbe-

trieb zur Verfügung zu stellen.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Löschfahrzeug eine Hydraulikopumpeneinheit, wobei die Hydraulikbpumpeneinheit mittels des Pumpenantriebssystems betreibbar ist. Z.B. können hydraulische Arbeitsaggregate zur Bewegung von Stellelementen des Löschfahrzeuges, sowie Kühlkreisläufe mittels des Pumpenan-

triebssystems mitbetrieben werden.

A2024/88855-AT

penleistung weiter erhöht werden.

In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der erste Elektromotor und/oder zweite Elektromotor wahlweise mittels der Verbrennungskraftmaschine in einem Generatorbetriebsmodus antreibbar ist, sodass dem ersten Hochvoltsystem und/oder zweiten Hochvoltsystem mittels der Verbrennungskraftmaschine elektrische Energie zuführbar ist. Diesbezüglich ist bevorzugt die Steuerungsvorrichtung dazu eingerichtet, einen jeweiligen Elektromotor oder beide zusammen

für den Generatorbetrieb zu bestimmen.

Bevorzugt kann weiters vorgesehen sein, dass das Fahrzeugantriebssystem mittels einer ersten Elektromotoreneinheit und einer zweiten Elektromotoreneinheit antreibbar ist, wobei das erste Hochvoltsystem die erste Elektromotoreneinheit umfasst und das zweite Hochvoltsystem die zweite Elektromotoreneinheit umfasst (bzw. mit diesen verbunden sind), sodass elektrische Energie von dem jeweiligen Hochvoltsystem an seine jeweilige Elektromotoreneinheit für den Betrieb des Fahrzeugantriebssystems bereitgestellt wird. Das Fahrzeugantriebssystem ist

diesbezüglich vorzugsweise rein elektrisch ausgebildet, wie eingangs erwähnt.

Ferner sei bezüglich der Fahrzeugantriebtechnik erwähnt, dass auch ein Betriebsmodus möglich ist, bei dem im Fahrbetrieb des Fahrzeuges das Betreiben der Löschmittelpbumpe erfolgt („Pump & Drive“), sodass ihm fahrenden Zustand Lösch-

mittel befördert bzw. versprüht werden kann.

Weiters sei erwähnt, dass in der Steuerungsvorrichtung bevorzugt zumindest ein Normalbetrieb sowie ein Einsatzbetrieb (z.B. „Blaulichtmodus“) des Löschfahrzeu-

ges hinterlegt sein kann, wobei auf Basis dieser Betriebszustände zusätzliche un-

A2024/88855-AT

rem bezüglich des Fahrzeugantriebssystems.

In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Steuerungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, den zuvor genannten Generatorbetriebsmodus zu aktivieren, um dem Fahrzeugantriebssystem mittels der Verbrennungskraftmaschine (über das Pumpenantriebssystem) durch das erste Hochvoltsystem und/oder das zweite Hochvoltsystem elektrische Energie zuzuführen. Diesbezüglich kann beispielsweise in der Steuerungsvorrichtung eine Steuerungslogik hinterlegt sein, sodass in einem Betriebsmodus des Fahrzeugantriebssystems bzw. des gesamten Löschfahrzeuges zusätzliche elektrische Energie über das Pumpenantriebssystem (mittels der Verbrennungskraftmaschine) erzeugt und an den Fahrantrieb geliefert wird. Beispielsweise können Fahrmodi hinterlegt sein, wobei zumindest einer Fahrmodi für hohe Beschleunigungen vorgesehen ist, sodass der Generatormo-

dus aktiviert ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Hochvoltspeicheranordnung eine erste Hochvoltspeichereinheit umfasst, die dem ersten Hochvoltsystem zugeordnet ist und eine zweite Hochvoltspeichereinheit, die dem zweiten Hochvoltsystem zugeordnet ist. So kann das Energieversorgungssystem ebenfalls (auch räumlich) auf die jeweiligen Hochvoltsysteme aufgeteilt sein, um auch bezüglich der Speicheranordnung die Ausfallsicherheit zu erhöhen. Bezüglich der Hochvoltspeicher sei generell erwähnt, dass diese bevorzugt modulartig aus mehreren Speichereinheiten angeordnet sind, wie grundsätzlich bezüglich

Hochvoltspeicher bekannt ist.

A2024/88855-AT

den.

Weiters kann vorgesehen sein, dass die Steuerungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, abhängig von einem Verhältnis der jeweiligen Ladezustände der ersten und zweiten Hochvoltspeichereinheit zueinander,

ji) entweder den kombinierten Antrieb (bzw. Betrieb) mit dem ersten und zweiten Elektromotor gegenüber des separaten Antriebes mit dem ersten oder zweiten Elektromotor zu priorisieren; oder

il) den separaten Antrieb mit dem ersten oder zweiten Elektromotor gegenüber des kombinierten Antriebes mit dem ersten und zweiten Elektromotor zu priorisieren - wobei vorzugsweise der Elektromotor jenes Hochvoltsystems bestimmt wird,

dessen Hochvoltspeichereinheit den höheren Ladezustand aufweist.

(Bzw. kann der Generatorbetrieb mit dem ersten und zweiten Elektromotor gegenüber des separaten Betriebes mit dem ersten oder zweiten Elektromotor priorisiert

werden, oder umgekehrt.)

Bevorzugt kann hierbei vorgesehen sein, dass wenn die Ladezustände annähernd gleich sind, der kombinierte Betrieb priorisiert wird, sodass die Hochvoltspeichereinheiten gleichmäßig entladen werden und somit möglichst lange ein Pumpenbetrieb unter Maximalleistung mit beiden Elektromotoren ermöglicht ist. Ferner kann bei ungleichmäßigen Ladezuständen vorgesehen, dass ein separater Betrieb mittels eines Elektromotors erfolgt, welcher vorzugsweise den höheren Ladezustand aufweist. Besonders bevorzugt kann weiters die Steuerungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, den weiteren Elektromotor für den kombinierten Betrieb (z.B. mit je-

weils reduzierter Leistung für dieselbe Gesamtleistung) zuzuschalten, sobald die

A2024/88855-AT

heren Ladezustand gewählt wird.

Weiters kann bevorzugt ein Leistungsschwellwert in der Steuerungsvorrichtung hinterlegt sein, sodass bei einer Leistungsanforderung and die Löschmittelbumpe oder an das Pumpenantriebssystem die geforderte Leistung mit dem Leistungsschwellwert vergleichen wird und sofern die geforderte Leistung den Leistungsschwellwert unterschreitet, erst die Ladezustände verglichen werden und der jeweilige Elektromotor für den Betrieb gewählt wird. Wenn der Leistungsschwellwert überschritten wird, können somit beide Elektromotoren für den kombinierten Betrieb bestimmt werden. Z.B. kann der Leistungsschwellwert einer Maximalleistung eines jeweiligen Elektromotors entsprechen (wobei die Leistungen der Elektromotoren vorzugsweise gleich sind). Somit kann vorgesehen sein, dass eine zuvor erwähnte Priorisierung eines Elektromotors mittels des Leistungsschwellwertes überstimmt werden kann, sodass bei einem geforderten Pumpenleistung oberhalb des Leistungsschwellwertes beide Elektromotoren gewählt werden, sowie bei einem Ausfall bzw. nicht ausreichender Energie (für einen Elektromotor) wiederum

eine Verbrennungskraftmaschine hinzugeschaltet werden kann.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Steuerungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, zwischen dem ersten und zweiten Hochvoltsystem einen Energieausgleichsmodus zu betreiben, wobei mittels des Energieausgleichsmodus wahlweise der erste Elektromotor oder der zweite Elektromotor als Generator betreibbar ist und der jeweils andere Elektromotor als Motor betreibbar ist, sodass elektrische Energie zwischen dem ersten und zweiten Hochvoltsystem mittels des Motors zu dem Generator übertragbar ist. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn z.B. das erste und zweite Hochvoltsystem weitere unterschiedliche Verbraucher aufweisen, die abhängig vom Betrieb des Löschfahrzeuges die Hochvoltsys-

teme unterschiedliche beanspruchen, sodass deren Hochvoltspeicher wiederum

A2024/88855-AT

nen ist.

Weiters kann das Pumpenantriebssystem bzw. Verteilergetriebe hierfür eine di-

rekte Verbindung (bzw. einen Schaltzustand) zwischen dem ersten und dem zweiten Elektromotor umfassen, sodass lediglich ein Elektromotor den jeweils anderen Elektromotor im Generatorbetrieb antreibt bzw. keine Komponenten des Pumpen-

antriebssystems betrieben werden.

Weiters können das erste und zweite Hochvoltsystem zueinander elektrisch getrennt angeordnet sein, bzw. nicht elektrisch verbunden. Bevorzugt können diese lediglich über die zentrale Steuerungsvorrichtung kommunikationsverbunden sein, sowie mechanisch über das Pumpenantriebssystem (bzw. des ersten und zweiten Elektromotors zueinander) verbunden sein, womit vorzugsweise ebenfalls keine direkte elektrische Verbindung zwischen den Hochvoltsystemen vorgesehen sein

kann.

Ferner kann vorgesehen sein, dass das erste und zweite Hochvoltsystem zueinander baulich getrennt in dem Löschfahrzeug angeordnet sind, und vorzugsweise jeweils separat zugänglich sind. Diesbezüglich ist die Ausfallsicherheit weiters erhöht, indem die Hochvoltsysteme voneinander distanziert sind, um z.B. durch möglich Beschädigungen am Fahrzeug, wie z.B. bei Hitzeentwicklung in einem Bereich das Risiko einer Beschädigung beider Systeme zu minimieren. Beispielsweise kann ein jeweiliges Hochvoltsystem in Fahrtrichtung an jeweils einer linken und rechten Seite des Löschfahrzeuges (von der Fahrzeugmitte ausgehend) installiert sein, bzw. auch in Fahrtrichtung teilweise in Bereiche unterteilt, beispiels-

weise bezüglich der Anordnung der Hochvoltspeicher.

Weiters kann vorgesehen sein, dass die jeweiligen Hochvoltsysteme Verbraucher aufweisen können, welche zusätzlich zur ihrer Funktion für das Löschfahrzeug als

Verbraucher für überschüssige Energie vorgesehen sind, wenn z.B. über das

A2024/88855-AT

satz.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Steuerungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, mittels übermittelter Daten von Assistenzsystemen und/oder Navigationssystemen einen jeweiligen Betriebsmodus des Pumpenantriebssystems auszuwählen, z.B. den Generatorbetrieb, abhängig von einer zu befahrenden Strecke des Fahrzeuges, oder auch einen Pumpenbetriebsmodus, abhängig von einer Umgebung des Löschfahrzeuges und/oder dessen geographischen Position (z.B. gegenüber einem Einsatzort). Ferner kann auch ein Betrieb der Hydraulikopumpeneinheit ausgeführt werden, wenn z.B. auf Basis vorhandener Daten (z.B. Fahrzeugumge-

bung) eine Verstellung eines Hydraulikaggregates erforderlich ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden

Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 ein mögliche Ausführung eines erfindungsgemäßen Löschfahrzeug in

Seitenansicht;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Hochvoltsysteme; Fig. 3 eine schematische Darstellung des Pumpenantriebssystems; Fig. 4 ein Schema zur Energieverteilung der Hochvoltsysteme.

A2024/88855-AT

angaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

In Fig. 1 ist ein Löschfahrzeug 1 in Form eines Flughafenlöschfahrzeuges darge-

stellt.

Das Löschfahrzeug 1 umfasst ein Fahrzeugantriebssystem 2 zur Fortbewegung bzw. Beschleunigung des Löschfahrzeuges 1, wobei beispielsweise eine Vorderachse und eine Hinterachse antreibbar ist. Das Löschfahrzeug kann 4 Räder umfassen, oder wie dargestellt 6 Räder, gegebenenfalls aber auch mehr, z.B. 8. Bevorzugt können alle Achsen mittels des Fahrzeugantriebssystem 2 angetrieben

werden.

Ferner umfasst das Löschfahrzeug 1 ein Löschmittelversorgungssystem 3 zur Bereitstellung von Löschmittel 4; sowie ein Pumpenantriebssystem 5 zum Betreiben einer Löschmittelpbumpe 6 zur Förderung des Löschmittels 4 aus dem Löschmittelversorgungssystem. Das Löschmittelversorgungssystem 3 kann dabei einen Tank zur Aufnahme des Löschmittels 4 sowie unterschiedliche bekannte Leitungssysteme zur Füllung des Tanks sowie zur Abgabe aus dem Tank mittels der Löschmittelpumpe 6 über ein Löschgerät 22 in Form eines Wasserwerfers oder dergleichen, umfassen. Ferner kann das Löschmittelversorgungssystem bevorzugt weitere Versorgungsleitungen und -systeme umfassen, z.B: für den Anschluss an

eine Wasserabgabestelle, einen Hydranten oder dergleichen.

Wie generell in den Figuren dargestellt, ist die Löschmittelbumpe 6 bevorzugt koppelbar mit dem Pumpenantriebssystem 5 verbunden, sodass diese vom Antriebs-

system an- bzw. abgekoppelt werden kann.

A2024/88855-AT

Weiters umfasst das Löschfahrzeug ein Energieversorgungssystem 7 mit einer Hochvoltspeicheranordnung 8 zur Bereitstellung von elektrischer Energie an das Löschfahrzeug 1. Bevorzugt handelt es sich bei dem Fahrzeugantriebssystem 2 um ein elektrisches Antriebssystem, welches mittels des EnergieversorgungssySstems 7 betrieben wird, bzw. ebenfalls mit elektrischer Energie aus den Hochvolt-

speichern versorgt wird.

Erfindungsgemäß umfasst das Löschfahrzeug 1 ein erstes Hochvoltsystem 9 mit zumindest einen ersten Elektromotor 10, sowie ein zweites Hochvoltsystem 11 mit zumindest einen zweiten Elektromotor 12, wobei das Pumpenantriebssystem 5 mittels des ersten Elektromotors 10 separat antreibbar ist und mittels des zweiten Elektromotors 12 separat antreibbar ist, als auch mittels des ersten Elektromotors

10 und zweiten Elektromotors 12 kombiniert antreibbar.

Das Pumpenantriebssystem 5 umfasst dabei bevorzugt ein Verteilergetriebe 18, welches mittels der jeweiligen Elektromotoren antreibbar ist und der Abtrieb des

Verteilergetriebes 18 mit der Löschmittelbumpe 6 gekoppelt ist.

In Fig.1 sind die Elektromotoren 10,12 und die Hochvoltsysteme 9,11 für ein erleichtertes Verständnis bzw. eine vereinfachte Darstellung übereinander dargestellt, wobei die Erfindung nicht auf die dargestellte Anordnung eingeschränkt ist, und die Systeme beispielsweise auch nebeneinander oder teilweise ineinander

verschachtelt angeordnet sein können.

Ferner kann das Pumpenantriebssystem 5 bzw. Pumpenverteilergetriebe mit einer Hydraulikopumpeneinheit 14 gekoppelt sein, wobei die Hydraulikpumpeneinheit 14

ebenfalls mittels des Pumpenantriebssystems 5 betreibbar ist.

Die Hydraulikopumpeneinheit 14 ist bevorzugt dazu vorgesehen, einen jeweiligen Kühlkreislauf für die Hochvoltsysteme bzw. für das Energieversorgungssystem 7 zu betreiben. Ferner können mit der Hydraulikpbumpeneinheit 14 auch getrieberelevante Kreisläufe versorgt werden, z.B. zur Beförderung von Schmiermitteln etc., sowie hydraulisch betriebene bzw. verstellbare Arbeitsaggregate. So kann die

Hydraulikopumpeneinheit 14 mehrere Hydraulikaggregate bzw. Hydraulikpumpen

A2024/88855-AT

aufweisen. Mittels der Hydraulikpumpeneinheit 14 kann z.B. auch ein Löschgerät

22 verstellbar sein.

Bei einer distanzierten Anordnung der Löschmittelbumpe 6 gemäß Fig. 1 kann bevorzugt zwischen dem Pumpenantriebssystem 5 und der Löschmittelpumpe 6 eine Kardanwelle oder dergleichen angeordnet sein, wie aus dem Stand der Technik

bekannt.

Weiters ist eine zentrale Steuerungsvorrichtung 17 vorgesehen, mittels der die jeweiligen Hochvoltsysteme 9, 11 gesteuert werden, sowie auch das Pumpenantriebssystem 5 bzw. die Löschmittelbumpe 6 und weitere Aggregate und Systeme des Löschfahrzeuges 1. Ferner werden bevorzugt auch Steuerbefehle und auch z.B. manuelle Befehle, in Form von Benutzereingaben an das Löschfahrzeug 1, von dieser verarbeitet und an die jeweiligen internen Systeme als Steuerbefehle weitergegeben. Ferner werden die unterschiedlichen Betriebsmodi mittels der Steuerungsvorrichtung 17 aktiviert bzw. deaktiviert, sowie das Öffnen und Schlie-

ßen einer jeweiligen Kupplung diesbezüglich, auf welche später eingegangen wird.

Zur Vollständigkeit sei erwähnt, dass die Hochvoltsysteme auch weitere Steuergeräte umfassen können, welche durch die Steuerungsvorrichtung 17 gesteuert wer-

den, z.B. Subsysteme.

Ferner kann die Steuerungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, abhängig von einem Fahrzeugmodus unterschiedliche Steuerbefehle an das Löschfahrzeug 1 bzw. das Fahrzeugantriebssystem 2, die Hochvoltsysteme 9, 11, sowie dem Pumpenantriebssystem 5 bereitzustellen. Z.B kann zwischen einem Normalfahrbetrieb

und einem Einsatzbetrieb unterschieden werden.

In Fig. 2 ist die Anordnung der zwei Hochvoltsysteme 9, 11 schematisch von oben

dargestellt.

Bevorzugt können die Hochvoltsysteme 9, 11 im Löschfahrzeug 1 derart getrennt voneinander angeordnet sein, dass diese jeweils für eine Instandhaltung oder dergleichen leicht zugänglich sind, bzw. klar voneinander unterscheidbar sind. So

können diese beispielsweise überwiegend an jeweils einer Fahrzeugseite, z.B. in

A2024/88855-AT

Fahrtrichtung betrachtet jeweils links oder rechts, angeordnet bzw. ausgebildet

sein.

Analog dazu kann auch ein jeweiliges Kühlsystem der zwei Hochvoltsysteme ebenfalls getrennt in dem Löschahrzeug ausgebildet sein, sodass Z.B: an der Rückseite des Löschfahrzeuges 1 jeweils eine Lüftereinheit oder dergleichen angeordnet ist, sowie Kühlleitungen, welche zu den jeweiligen Elementen der Hoch-

voltsysteme geführt sind.

Weiters ist in Fig. 2 die Unterteilung der Hochvoltspeicheranordnung 8 dargestellt, wobei das erste Hochvoltsystem 9 eine erste Hochvoltspeichereinheit 8a umfasst, sowie das zweite Hochvoltsystem 11 eine zweite Hochvoltspeichereinheit 8b. Die Hochvoltspeichereinheiten 8a und 8b können ebenfalls voneinander getrennt angeordnet sein, sodass diese z.B. separat auswechselbar sind. Ferner können diese in einzelne Batteriesysteme oder dergleichen unterteilt sein, wie aus dem Stand der Technik bekannt.

Ferner ist jeweils zumindest eine Stromverteilereinheit 19a, 19b angedeutet, mittels der die elektrische Energie sowohl an den jeweiligen Elektromotor 10,12 als auch auf weitere Verbraucher und Subsysteme bereitgestellt werden kann, z.B. auch an das Fahrzeugantriebssystem 2. Ferner ist für einen jeweiligen Elektromotor auch ein Wechselrichter 20 angedeutet. Das Fahrzeugantriebssystem 2 kann bevorzugt auch bezüglich der Hochvoltsysteme in diese unterteilt sein, sodass das erste Hochvoltsystem 9 eine erste Elektromotoreneinheit 15 umfasst und das zweite Hochvoltsystem 11 eine zweite Elektromotoreneinheit 16 umfasst, mittels

der das Fahrzeugantriebssystem 2 antreibbar ist.

In Fig. 3 ist die Anordnung der Elektromotoren und des Pumpenantriebssystems 5 mit den jeweiligen Kupplungen dargestellt, wobei im Folgenden auch die mögli-

chen unterschiedlichen Betriebsmodi genauer erläutert werden.

Wie ersichtlich, ist bevorzugt jeweils eine Kupplung c zwischen den einzelnen An-

triebseinheiten und dem Pumpenantriebssystem 5 bzw. dessen Verteilergetriebe

A2024/88855-AT

18 vorgesehen. Zwischen der Verbrennungskraftmaschine 13 und dem Verteilergetriebe 18 ist eine erste Kupplung c1 angeordnet, sowie die zweite Kupplung c2 zwischen der Löschmittelbumpe 6 und dem Verteilergetriebe 18. Analog ist die

dritte Kupplung c3 für den ersten Elektromotor 10 und die vierte Kupplung c4 für

den zweiten Elektromotor 12 vorgesehen.

Ferner sei an diesem Punkt erwähnt, dass in der Steuerungsvorrichtung 17 bezüglich der Kupplungszustände bzw. bei einem jeweiligen Schalt- bzw. Aktivierungsvorgang zwischen den Betriebsmodi eine Drehzahlüberwachung sowie Drehzahlsynchronisation vorgenommen wird, sodass die jeweiligen Kupplungszustände im Betrieb in Eingriff gebracht werden können. Zudem kann für die Verbrennungskraftmaschine ein Torsionsdämpfer, sowie ein Schwungrad oder dergleichen, vor-

gesehen sein.

Wie ferner angedeutet kann für die Hydraulikpumpeneinheit 14 ebenfalls eine Kupplung c5 vorgesehen sein, es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Hydraulikbumpeneinheit 14 in jeden Betriebszustand des Verteilergetriebes mitbetrie-

ben wird.

Weiters ist in Fig. 3 Kühlmittelsystem 21 angedeutet, welche an die Hydraulikpumpeneinheit 14 angeschlossen werden kann, sodass ein Kühlfluid befördert werden

kann und die jeweiligen Elemente des Antriebssystems versorgt werden.

Wie ferner angedeutet, ist zur Betätigung der Kupplungen c1-c5 bevorzugt jeweils zumindest ein Ventil v1-v5 vorgesehen, mittels dessen die jeweiligen Kupplungen in Eingriff gebracht werden können, bzw. zwischen einem geschlossenen und einem offenen Zustand schaltbar sind. Bei den Ventilen kann es sich bevorzugt um

pneumatische Ventile handeln.

Die Steuerungsvorrichtung 17 ist generell nur angedeutet, wobei sie grundsätzlich mit sämtlichen Elementen in Kommunikationsverbindung ist und z.B. die Betätigung der jeweiligen Ventile v1-v5 veranlasst, sowie auch weitere, nicht darge-

stellte Elemente zum Betreiben und Überwachen des gesamten Systems steuert,

A2024/88855-AT

z.B. auch Sensoren, sowie Stell- und Schaltelemente und auch Subsysteme der

Hochvoltsysteme.

Wie ferner aus den Figuren und den folgenden Erläuterungen hervorgeht, ist das Pumpenantriebssystem 5 ein Verteilersystem des Löschfahrzeuges 1, welches auch einzelne Betriebszustände aufweist, in denen keine Löschmittelpumpe betrieben wird. Im Vordergrund steht grundsätzlich der Betrieb der Löschmittelpumpe, sodass die Steuerungsvorrichtung 17 bei aktiven Betrieb der Löschmittelpumpe 6 diese priorisiert, sobald weitere Funktionen des Löschfahrzeuges genützt werden und beispielsweise bei niedrigen Ladezuständen der Hochvoltspeicheranordnung 8 bzw. des Energieversorgungssystems 7 frühzeitig auf eine möglich Einschränkung der Pumpenleistung hinweist, z.B. wenn das Löschfahrzeug 1 andere interne elektrische Verbraucher betreibt und damit zumindest eines der Hochvolt-

systeme nützt.

Zusätzliche Erläuterungen zu den Ladezuständen und Funktionen bezüglich der

der Hochvoltspeicher erfolgen später.

Im Folgenden werden nun die Betriebsmodi des Pumpenantriebssystems 5 erläutert, sowie die diesbezüglich bevorzugten Kupplungszustände. An diesem Punkt sei erwähnt, dass die Betriebsmodi grundsätzlich auch während der Fahrt des

Löschfahrzeuges 1 betrieben werden können.

Bevorzugt ist ein Bereitschaftsmodus, bzw. eine Art Standby-Funktion vorgesehen; dabei ist das Pumpenantriebssystem bzw. -getriebe still und sämtliche Nebenaggregate sind abgeschaltet und vom Getriebe entkoppelt. (Die Kupplungen c3 und c4 der E-Motoren können dabei grundsätzlich geschlossen/eingeschaltet bleiben).

Kupplungszustände:

= C1 offen/aus

= C2 offen/aus

= C3 geschlossen/eingeschaltet

= C4 geschlossen/eingeschaltet

A2024/88855-AT

Modus 1 - Elektrischer Pumpenbetrieb

In dieser Betriebsart werden nur die E-Motoren für den Antrieb verwendet. Der Hauptzweck dieser Betriebsart ist, die Löschmittelpumpe rein elektrisch anzutrei-

ben.

Bevorzugt kann auch zugleich die Hydraulikopumpeneinheit 14 angetrieben wer-

den.

Dabei kann jeweils nur einer der beiden Elektromotoren verwendet werden, oder auch beide, kombiniert. Je nach Leistungsanforderung kann diesbezüglich zwischen der Verwendung von einem E-Motor oder zwei E-Motoren ausgewählt werden, wobei grundsätzlich auch vorgesehen ist, dass bei einer geringeren Leistungsanforderung ebenfalls beide E-Motoren verwendet werden können, sodass die Hochvoltspeicher diesbezüglich gleichmäßig entladen werden. Wie zuvor erwähnt kann hierbei vorgesehen sein, dass diese Auswahl zusätzlich auf Basis der

Ladezustände der Hochvoltspeichereinheiten getroffen wird.

Kupplungszustände:

" C1 offen/aus

" C2 geschlossen/eingeschaltet " C3 geschlossen/eingeschaltet " C4 geschlossen/eingeschaltet

Um den Modus 1 zu aktivieren, wird zunächst die Kupplung c2 bei 0 U/min eingekuppelt. Sobald der erforderliche Kupplungsdruck erreicht ist, ist die Aktivierung des Modus abgeschlossen. Danach werden die E-Motoren jeweils auf Drehzahl gebracht, um die gewünschte Drehzahl der Löschmittelbumpe zu erreichen.

Zur wahlweisen Deaktivierung des Modus wird zunächst die Drehzahl der Löschmittelpbumpe auf 0 U/min reduziert und dann die Kupplung c2 geöffnet. Sobald der Kupplungsdruck an der Kupplung c2 vollständig abgefallen ist, ist die Deaktivie-

rung des elektrischen Pumpenbetriebs abgeschlossen.

Zusätzlich kann bevorzugt ein Energiesparbetrieb vorgesehen sein, wenn z.B.

kein Löschmittel befördert wird und keine anderen hydraulischen Hilfsaggregate in

A2024/88855-AT

Betrieb sind, läuft die Löschmittelbumpe mit reduzierter Drehzahl, um die Wärmeentwicklung in der Löschmittelpumpe zu verringern. Sobald die Steuerungsvorrichtung einen erneuten Leistungsbedarf von einem der genannten Systeme erkennt, wird die Drehzahl des E-Motors entsprechend erhöht, wodurch sich auch die verfügbare Leistung erhöht. Sobald die Anfrage erlischt, wird auf die reduzierte Dreh-

zahl zurückgeschaltet.

Ein derartiger Energiesparbetrieb im Betriebszustand bei einer Nichtbeförderung

von Löschmittel kann grundsätzlich für jeden Betriebsmodus vorgesehen sein.

Hier kommt auch die erfindungsgemäße Ausfallsicherheitsstrategie zur Anwendung;

fällt ein E-Motor aus, wird er vom Getriebesystem abgekoppelt, um den Betrieb mit dem verbleibenden E-Motor fortzusetzen. Zum Öffnen der Kupplung c3 oder c4, wird z.B. pneumatischer Druck am Ventil angelegt und der verbleibende E-Motor stellt einen lastfreien Zustand her.

Um die Kupplung geöffnet zu halten, wird der pneumatische Druck aufrechterhalten. Zusätzlich kann hierbei vorgesehen sein, dass wenn der verbleibende E-Motor nicht in der Lage ist, die für den gewünschten Betrieb erforderliche Leistung zu liefern, dass die Verbrennungskraftmaschine 13 (im Folgenden „VKM*) aktiviert

wird/ bzw. zugeschaltet wird.

Modus 2; möglicher Betriebsmodus über die Verbrennungskraftmaschine

In dieser Betriebsart wird nur die Verbrennungskraftmaschine zum Antrieb des Pumpenantriebssystems verwendet. Bei dieser Betriebsart ist vorgesehen, die

Löschmittelpbumpe für die Brandbekämpfung anzutreiben.

Kupplungszustände

" C1 geschlossen/eingeschaltet " C2 geschlossen/eingeschaltet " C3 geschlossen/eingeschaltet " C4 geschlossen/eingeschaltet

A2024/88855-AT

Wie aus den Kupplungszuständen ferner ersichtlich, können die Kupplungen c3 und c4 der E-Motoren grundsätzlich geschlossen bleiben, da der Widerstand der E-Motoren gering ist. Grundsätzlich kann aber auch vorgesehen sein, dass die

Kupplungen der E-Motoren geöffnet werden.

Bei einer Aktivierung aus dem Stillstand heraus wird zuerst die Kupplung c1 bei lastfreiem Zustand geschlossen. Sobald die Kupplung c1 geschlossen ist, werden die E-Motoren zum Starten der VKM verwendet. Sobald die VKM den Betrieb übernehmen kann, wird das Drehmoment der E-Motoren auf ein Minimum reduziert, sodass diese nahezu verlustfrei mitlaufen. Während die VKM auf dessen Leerlaufdrehzahl läuft, wird die Kupplung c2 geschlossen. Wenn der erforderliche

Kupplungsdruck erreicht ist, ist die Aktivierung des Modus 2 abgeschlossen.

Bei dynamischer Aktivierung dieses Modus, wird zuerst die VKM (vorzugsweise mit einem Anlasser) gestartet, dann die Kupplung c1 geschlossen, indem man mit den E- Motoren oder der VKM die beiden Wellen der Kupplungsstelle c1 synchronisiert. Sobald die VKM den Betrieb übernehmen kann, wird das Drehmoment der E-Motoren auf ein Minimum reduziert, oder diese abgekoppelt. Ab dem Zeitpunkt, wo die VKM den Antrieb übernommen hat ist die Aktivierung des Modus 2 abge-

schlossen.

Die erfindungsgemäße Ausfallsicherheitsstrategie ist hierbei vorteilhaft; da für den Fall, dass die VKM ausfällt, das elektrische Antriebssystem verwendet werden kann, indem auf Modus 1 umgeschaltet und der Pumpenbetrieb wieder aufgenom-

men wird, wobei 2 elektrische Systeme beim Ausfall der VKM verfügbar sind.

Modus 3 — Kombinierter bzw. Hybrid-Pumpenbetrieb

In dieser Betriebsart werden die Verbrennungskraftmaschine und die E-Motoren verwendet. Dabei erfolgt ein kombinierter Betrieb der Löschmittelpbumpe für die Brandbekämpfung, betrieben werden, sofern die Kupplungen der E-Motoren ge-

schlossen sind. Bei Aktivierung aus Modus 2 müssen somit keine Kupplungszu-

A2024/88855-AT

stände geändert werden, um den kombinierten Pumpenmodus zu erreichen. Sobald die Steuerungsvorrichtung eine höhere Leistungsanforderung an das Feuerlöschsystem registriert als die VKM liefern kann, können somit aus dem Verbren-

ner-Modus die E-Motoren als zusätzliche Antriebe aktiviert werden.

Um Modus 3 von Modus 1 aus zu aktivieren, ist grundsätzlich der Vorgang gemäß

der dynamischen Variante von Modus 2 anzuwenden.

Wenn der Leistungsbedarf (bzw. eine Leistungsanforderung in der Steuerung) sinkt, wird der kombinierte Modus 3 automatisch deaktiviert und man kehrt in den zuvor aktiven Modus zurück. Bei der Rückkehr zu Modus 1, werden zum Öffnen der Kupplung c1 mit den E-Motoren oder der VKM die beiden Wellen der Kupplungsstelle c1 synchronisiert. Sobald die Kupplung c1 geöffnet ist, ist die Rückkehr von Modus 3 zu Modus 1 abgeschlossen. Zur Rückkehr zu Modus 2 werden die E-

Motoren vorzugsweise auf nahezu 0 Nm geregelt.

Da der Modus 3 grundsätzlich für einen Volllastbetrieb vorgesehen ist, ist er in einem Leerlauf oder dergleichen bevorzugt nicht aktiv und wird vorzugsweise nur

dann zugeschaltet, wenn er erforderlich ist.

Bezüglich der Ausfallsicherheitsstrategie; es sind in diesem Modus mehrere Ausfallsituationen möglich, wobei bei Ausfall der VKM auf einen Betriebsmodus mit den E-Motoren umgeschaltet werden kann, sowie bei Ausfall von einem der E-Motoren dieser abkoppelt und weiter ein kombinierter Betrieb möglich ist und im Falle

eines Ausfalls beider E-Motoren die VKM weiter betrieben wird.

Modus 4 — VKM-Löschmittelpbumpen+ Generator-Modus

Dieser Modus kann verwendet werden, wenn die Löschmittelbumpe mit geringer Leistung betrieben werden soll und entweder eine der Hochvoltspeichereinheiten einen niedrigen Ladezustand aufweist oder z.B. Beschleunigungen mit voller Leistung zu erwarten sind. Die Steuerungsvorrichtung ermittelt die verfügbare unge-

nutzte Leistung der VKM und wendet ein angemessenes Drehmoment auf die E-

A2024/88855-AT

Motoren an, um Strom zu erzeugen und die VKM voll zu belasten, ohne einen

Drehzahl- und Leistungsabfall an der Löschmittelbumpe zu verursachen.

Kupplungszustände

" C1 geschlossen/eingeschaltet " C2 geschlossen/eingeschaltet " C3 geschlossen/eingeschaltet " C4 geschlossen/eingeschaltet.

Dieser Modus resultiert aus einer Adaptierung des VKM-Modus und kann bevorzugt über diesen Modus erreicht werden. Bei diesem Übergang müssen keine Kupplungszustände gewechselt werden, um den kombinierten Pumpenmodus zu erreichen. Wenn die Steuerungsvorrichtung feststellt, dass eine Leistungsanforderung an das Pumpenantriebssystem besteht, & zumindest einer der E-motoren als Generator verwendet wird, um diese Leistung zu liefern, während die VKM die Löschmittelpumpe antreibt. Es erfolgt ein Einschalten des Generatordrehmoments

durch die Steuerungsvorrichtung, um in diesen Modus zu gelangen.

Vorzugsweise hängt die Drehzahlregelung der VKM von dem erforderlichen Betrieb der Löschmittelbumpe ab. Vorzugsweise nur bei Bedarf wird das Drehmoment des Generators aufgebracht. Ferner werden können auch die hydraulischen Hilfsaggregate zusammen mit der Löschmittelpbumpe und den Generatoren betrie-

ben werden.

Bei einem derartigen Betrieb der Löschmittelpbumpe sei erwähnt, dass bei Ausfall der VKM der Generatorbetrieb deaktiviert wird, und die Löschmittelbumpe im Modus 1 weiter betrieben wird.

Bei Ausfall eines der elektrischen Systeme bzw. eines Generators in Form des ersten oder zweiten Elektromotors ist es möglich, den ausfallenden Generator ab-

zukoppeln und den Modus fortzusetzen.

A2024/88855-AT

Modus 5 — Generatorbetrieb

Dieser Modus kann dazu verwendet werden, um Strom zu erzeugen und gegebenenfalls ein internes System mit Strom zu versorgen, sodass entweder die Hochvoltspeicher geladen werden. Es ist auch möglich, die Hydraulikopumpe(n) in die-

sem Modus zu betreiben.

Kupplungszustände

" C1 geschlossen/eingeschaltet " C2 offen/aus

" C3 geschlossen/eingeschaltet " C4 geschlossen/eingeschaltet

Die Verbrennungskraftmaschine wird bevorzugt mit einer vorbestimmten Drehzahl betrieben, um die E-Motoren als Generator(en) in einem für die Stromerzeugung idealen Betriebspunkt zu betreiben. Bevorzugt wird eine Drehzahl gewählt, welche auch für einen Betrieb der Hydraulikpumpeneinheit geeignet ist, gegebenenfalls

auch für eine maximal mögl. Leistung.

Bei Ausfall von einem der Generatoren wird dieser wiederum abgekoppelt und der

verbleibende Generator weiter betrieben.

An diesem Punkt sei bezüglich der Generatorbetriebe zur Vollständigkeit erwähnt, dass die Steuerungsvorrichtung bevorzugt auch nur einen der beiden Elektromotoren als Generator auswählen kann, z.B. wenn ein Unterschied bezüglich der Ladzustände der Hochvoltspeicher vorhanden ist und einer somit priorisiert wird. Da-

bei kann die jeweils andere Kupplung c3/c4 auch geöffnet werden.

Modus 6 - Elektrischer Hydraulikopumpenbetrieb

Dieser Modus wird verwendet, wenn die Löschmittelpbumpe nicht benötigt wird,

aber ein hydraulisches Hilfsmittel betrieben werden soll, z. B. die Betätigung des

A2024/88855-AT

eines Rettungsgerätes, eines hydraulischen Aggregates oder dergleichen, mit den

E-Motoren.

Kupplungszustände

" C1 offen/aus

" C2 offen/aus

" C3 geschlossen/eingeschaltet

" C4 geschlossen/eingeschaltet

" (bei Vorsehung von C5; geschlossen/eingeschaltet)

Hierzu werden die E-Motoren werden mit einer bestimmten Drehzahl betrieben, um die Hydraulikpumpe(n) bei idealen Betriebsdrehzahl zu betreiben, bei der sie

die maximal mögliche Leistung aufbauen können.

Hier wirkt erfindungsgemäß wiederum für die Hydraulikbpumpeneinheit eine Ausfallsicherheitsstrategie; sodass bei Ausfall von einem der E-Motoren mittels des

weiteren E-Motors die Hydraulikpumpe weiter betrieben werden kann.

Modus 7 —- VKM-Hydraulikopumpenbetrieb Hierbei wird die Hydraulikbpumpeneinheit über die VKM betrieben.

Kupplungszustände

" C1 geschlossen/eingeschaltet

" C2 offen/aus

" C3 geschlossen/eingeschaltet

" C4 geschlossen/eingeschaltet.

" (bei Vorsehung von C5; geschlossen/eingeschaltet)

Die VKM wird bevorzugt mit einer konstanten Drehzahl betrieben und hält die Hydraulikbpbumpe(n) auf jener Betriebsdrehzahl, bei der sie die erforderliche Leistung aufbauen kann. Für den Ausfall der VKM stehen wiederum jeweils die E-Motoren

zur Verfügung.

A2024/88855-AT

Ferner ist mittels der erfindungsgemäßen Maßnahme der zuvor erwähnte Energie-

ausgleichsbetriebsmodus ermöglicht.

Da die elektrischen Antriebselemente des Pumpenantriebssystems des Löschfahrzeugs in 2 separate Teilsysteme aufgeteilt sind, kann es auch dahingehend verwendet werden, die Energieniveaus zwischen den beiden Teilsystemen auszugleichen bzw. auf Anforderung die elektrische Energie von einem System in das andere System zu übertragen. So kann beispielsweise der erste E-Motor als Motor und der zweite E-Motor als Generator verwendet werden, um z.B. Energie von einem System mit höherem Energieniveau auf das andere System mit geringerem

Energieniveau zu bringen.

Kupplungszustände

" C1 offen/aus " C2 offen/aus " C3 geschlossen/eingeschaltet " C4 geschlossen/eingeschaltet.

Während ein E-Motor bei einem definierten Drehmoment und einer definierten

Drehzahl als Motor betrieben wird arbeitet der andere E-Motor als Generator.

Vorteilhaft bei diesem Betriebsmodus ist, dass bei z.B. ungleichmäßiger Ladezustände der Hochvoltspeicher das Löschfahrzeug eigenständig einen optimierten Ladezustand wiederherstellen kann, um für einen weiteren Betrieb unter Maximal-

leistung beide Systeme gleichmäßig und so möglichst lange beanspruchen kann.

Um das Pumpenantriebssystem aus einem jeweiligen der vorangegangenen beschriebenen Modi in den Standby-Modus zurückzuführen, wird bei Leerlaufdrehzahl zuerst die Kupplung c2 geöffnet und dann die Kupplung c1. Zum Öffnen der Kupplung c1 erfolgt vorzugsweise eine Synchronisierung über die E-Motoren. Im ausgekuppelten Zustand kann die VKM abgeschaltet werden. Wenn schließlich auch die E-Motoren abgeschaltet sind, ist die Aktivierung des Standby-Modus ab-

geschlossen.

A2024/88855-AT

Wie zuvor erwähnt können die Betriebsmodi automatisiert durch die Steuerungsvorrichtung eingeleitet bzw. auch zwischen diesen umgeschaltet werden, vorzugsweise abhängig von unterschiedlichen Leistungsanforderungen und Betriebszu-

ständen des Fahrzeuges.

Ferner können, wie zuvor erwähnt, die auszuwählenden Betriebszustände des Löschfahrzeuges in der Steuerung hinterlegt sein, welche zusätzlichen Einfluss auf die Bedienung des Pumpenantriebssystems ausüben. Z.B: können die Betriebszustände zumindest einen Normalbetrieb und einen Einsatzbetrieb, z.B. Blaulichtmodus, umfassen, sodass die Steuerungsvorrichtung im Einsatzbetrieb bei Fahrten bevorzugt in den Generatorbetriebsmodus des Pumpenantriebssys-

tems schaltet, um zusätzliche Energie für Beschleunigungen zu erhalten.

Ferner kann bei einem Abstellen bzw. Stoppen des Fahrzeuges im Einsatzbetrieb ein automatisches Umschalten auf den Pumpenbetriebsmodus erfolgen. Dies kann weiters mittels einer Standortermittlung und/oder Fahrassistenz gekoppelt sein, sodass wenn z.B. das Löschfahrzeug anhand des Navigationssystems den

Einsatzort erreicht hat, automatisch in den Pumpenbetriebsmodus geschaltet wird.

Ferner kann mittels GPS oder weitere Navigationsdaten, sowie Fahrassistenzsysteme auch der zuvor erwähnte Generatorbetriebsmodus durch die Steuervorrichtung optional gewählt werden, wenn abhängig von der Fahrzeugumgebung mit

entsprechenden Leistungsanforderungen zu rechnen ist.

Ferner kann eine derartige Steuerung auch einen zusätzlichen Schritt umfassen, in welchem ein Umschalten auf den jeweiligen Betriebsmodus einem Benutzer des Löschfahrzeuges vorgeschlagen wird, und mittels einer Benutzereingabe freigege-

ben werden kann.

In Fig. 4 ist zudem ein Schema zur Energieverteilung des elektrischen Antriebs-

systems anhand der zwei Hochvoltsysteme des Löschfahrzeuges dargestellt.

Das erste Hochvoltsystem 9 umfasst den ersten Elektromotor 10 für das Pumpenantriebssystem 5, sowie die ersten Elektromotoreneinheit 15 für das Fahrzeugan-

triebssystem 2. Analog dazu umfasst das zweite Hochvoltsystem 11 den zweiten

A2024/88855-AT

Elektromotor 12 für das Pumpenantriebssystem 5 sowie die zweite Elektromoto-

reneinheit 16 für das Fahrzeugantriebssystem 2.

Die Hochvoltspeicheranordnung 8 des Energieversorgungssystem des Löschfahrzeuges 1 umfasst die erste Hochvoltspeichereinheit 8a zur Energieversorgung des ersten Hochvoltsystems 9 und die zweite Hochvoltspeichereinheit 8b zur Energieversorgung des zweiten Hochvoltsystem 11. Ferner ist bezüglich der Hochvoltelektronik wiederum eine jeweiliger Stromverteilereinheit 19a, 19b angedeutet, sowie die jeweiligen Wechselrichter 20a, 20b. wie bereits erwähnt können weitere elektrische Verbraucher und Steuersysteme and die Stromverteilereinheiten 19a, 19b angeschlossen, bzw. von dieser versorgt werden. Weiters sind zusätzliche

Stromverteiler angedeutet, welche als Subsysteme vorgesehen sein können.

Wie ersichtlich kann eine jeweilige Elektromotoreneinheit 15, 16 des Fahrzeugantriebssystems 2 z.B. zwei Elektromotoren umfassen, wobei erwähnt sei, dass die Erfindung nicht auf die Anzahl der jeweiligen Motoren eingeschränkt ist. Auch zum Betrieb des Pumpenantriebssystems 5 können grundsätzlich mehr als der erste und zweite Elektromotor 10, 12 vorgesehen sein. Ferner sind auch die Wechsel-

richter für die Elektromotoreneinheiten angedeutet.

Die Elektromotoreneinheiten 15, 16 können ebenfalls im Generatormodus zur Ladung der Hochvoltspeichereinheiten 8a, 8b betrieben werden, wie z.B. bei elektri-

schen Fahrantriebssystemen im Bremsbetrieb mittels Rekuperation bekannt ist.

Ferner kann hierbei vorgesehen sein, dass das Pumpenantriebssystem 5 zusätzliche elektrische Leistung über einen Generatorbetrieb des ersten und/oder zweiten Elektromotors 10, 12 an die Hochvoltsysteme 9,11 liefert, wenn z.B. eine Einsatzfahrt des Löschfahrzeuges erfolgt und mit hohen Beschleunigungsfahrten zu rechnen ist. Diesbezüglich kann wie vorhin erwähnt, die Steuerungsvorrichtung 17

dazu eingerichtet sein, einen derartigen Generatorbetriebsmodus des Pumpenan-

triebssystems 5 zur Unterstützung des Fahrzeugantriebssystems 2 zu aktivieren.

Wie eingangs erwähnt, kann die Steuerungsvorrichtung 17 dazu eingerichtet sein,

abhängig von einem Verhältnis des jeweiligen Ladezustands L1, L2 der ersten

A2024/88855-AT

Hochvoltspeichereinheit 8a gegenüber der zweiten Hochvoltspeichereinheit 8b, entweder den kombinierten Antrieb mit dem ersten Elektromotor 10 und dem zweiten Elektromotor 12 gegenüber des separaten Antriebes mit dem ersten Elektro-

motor 10 oder dem zweiten Elektromotor 12 zu priorisieren oder umgekehrt.

Diesbezüglich kann vorgesehen sein, dass bei einer Leistungsanforderung an das Pumpenantriebssystem 5 unter einem Leistungsschwellwert, welcher z.B. einen Betrieb der Löschmittelpumpe mittels eines Elektromotors zulässt, die Steuerungsvorrichtung 17 die Ladzustände L1, L2 der Hochvoltspeichereinheiten 8a, 8b vergleicht und bei einem Ladezustandsunterschied oberhalb eines vorgegebenen Wertes den jeweiligen Elektromotor zum Antrieb des Pumpenantriebssystems bestimmt, dessen Hochvoltspeichereinheit den höheren Ladezustand L1, L2 auf-

weist.

Weiters kann vorgesehen sein, dass wenn das Verhältnis der Ladezustände L1, L2 den vorgegebenen Wert unterschreitet, die Steuerungsvorrichtung 17 den kombinierten Betrieb mittels des ersten und zweiten Elektromotors bestimmt, um die

Hochvoltspeichereinheiten 8a, 8b gleichmäßig zu beanspruchen.

Darüber hinaus kann die Steuerungsvorrichtung 17 dazu eingerichtet sein, von einem zuvor ausgewählten Betrieb mit einem Hochvoltsystem & Elektromotor auf den kombinierten Betrieb mit dem ersten und zweiten Elektromotor 10,12 umzuschalten, sobald der vorgegebene Wert für das Verhältnis der Ladezustande L1,

Lv2 unterschritten wird.

Ein derartiges Umschalten von einem Betrieb mit einem Elektromotor auf den kombinierten Betrieb erfolgt auch bei einer erhöhten Leistungsanforderungen oberhalb des zuvor genannten Schwellwertes, z.B. wenn die Steuerungsvorrich-

tung 17 eine Anfrage zur Leistungssteigerung an die Löschmittelpumpe registriert.

Wenn eine Leistungsanforderung oberhalb des Schwellwertes erfolgt, werden bevorzugt beide Elektromotoren verwendet, wobei bei einem Ausfall eines Motors wiederum die zuvor genannten Ausfallstrategien vorgesehen sind, z.B. Hybridmo-

dus.

A2024/88855-AT

Dieselbe Logik kann analog dazu im Generatorbetriebsmodus angewandt werden, sodass zuerst das Verhältnis der beiden Ladezustände zueinander bestimmt wird und bei Überschreitung eines vorgegebenen Wertes der jeweilige Elektromotor

ausgewählt wird, dessen Hochvoltspeichereinheit 8a, 8b, den geringeren Ladezu-

stand aufweist.

Wenn das Verhältnis der Ladezustände den vorgegebenen Wert unterschreitet, kann wiederum vorgesehen sein, dass auf einen kombinierter Betrieb des ersten

und zweiten Elektromotors 10,12 umgeschaltet wird.

Ferner kann auch auf Eingabe der Energieausgleichsbetrieb durch die Steue-

rungsvorrichtung 17 aktiviert werden.

Bevorzugt kann hierfür vorgesehen sein, dass eine automatische Steuerungslogik hinterlegt ist, sodass die Steuerungsvorrichtung 17 automatisch den Hochvoltspeicher mit dem niedrigeren Ladezustand zu Laden, sowie den Hochvoltspeicher mit dem höheren Ladezustand zum Entladen bestimmt, und dementsprechend den jeweils den Hochvoltsystemen zugehörigen ersten oder zweiten Elektromotor als Motor bestimmt und den jeweils anderen als Generator bestimmt. Hierfür kann grundsätzlich wieder auf Basis eines Verhältnis der Ladezustände zueinander die

Bestimmung erfolgen.

Weiters ist es aber auch denkbar, eine Funktion für eine Energieübertragung -auf Befehl- von einem in das andere System vorzunehmen, welche unabhängig von dem Verhältnis der Ladezustände der jeweiligen Hochvoltspeichereinheiten sein kann. Ein mögliches Beispiel hierfür bildet eine teilweise Beschädigung oder Fehlfunktion eines Hochvoltsystems, wenn dieses aus Sicherheitsgründen im Einsatzfall abgeschaltet bzw. deaktiviert werden kann und gegebenenfalls noch zuvor entladen wird. Ferner kann auch für einen Austausch der Hochvoltmodule eine derar-

tige Entladung vorgesehen sein.

Weiters kann vorgesehen sein, dass die jeweiligen Hochvoltsysteme zuvor erwähnte Verbraucher 23a, 23b umfassen, welche darüber hinaus auch für eine

Energieabnahme vorgesehen sein können, wenn im Betrieb des Löschfahrzeuges

A2024/88855-AT

mehr Energie in das jeweilige Hochvoltsystem bereitgestellt wird, als dessen Hochvoltspeicher aufnehmen kann, Z.B. aufgrund von Rekuperation durch Bremsvorgänge mittels der Elektromotoreneinheiten 15, 16 des Fahrzeugantriebssys-

tems 2.

Diesbezüglich kann als zusätzlicher Verbraucher 23 beispielsweise eine Tankheizung vorgesehen sein, oder auch eine Umwälzpumpe oder dergleichen, zur Be-

wegung des Löschmittels.

Grundsätzlich ist es auch denkbar, als Verbraucher das Pumpenantriebssystem zu betreiben, z.B. um ein Hydraulik und/oder Kühlmedium zu fördern. Weiters kann auch die Verbrennungskraftmaschine 13 über das Pumpenantriebssystem

als Verbraucher betrieben werden, z.B. bezüglich ihrer Motorbremswirkung.

Ferner können die erwähnten Verbraucher 23 auch eine Ladestation für mobile

Geräte von Einsatzkräften, insbesondere Rettungsgeräte, umfassen.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen

Fachmannes liegt.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert

und/oder verkleinert dargestellt wurden.

A2024/88855-AT

c2 c3 c4 c5

28

Bezugszeichenliste

Löschfahrzeug Fahrzeugantriebssystem LöschmittelversorgungssySstem

Löschmittel Pumpenantriebssystem Löschmittelpumpe Energieversorgungssystem Hochvoltspeicheranordnung erstes Hochvoltsystem erster Elektromotor

zweites Hochvoltsystem zweiter Elektromotor Verbrennungskraftmaschine Hydraulikpumpeneinheit erste Elektromotoreneinheit zweite Elektromotoreneinheit Steuerungsvorrichtung Verteilergetriebe Stromverteilereinheit Wechselrichter Kühlmittelsystem Löschgerät

Verbraucher

Kupplung VKM

Kupplung Löschmittelpbumpe Kupplung E-Motor Kupplung E-Motor Kupplung Hydraulik

L1 Ladezustand Hochvoltspeichereinheit L2 Ladezustand Hochvoltspei-

chereinheit

A2024/88855-AT

Patentansprüche

1. Löschfahrzeug (1); umfassend;

- eine Steuerungsvorrichtung (17);

- ein Fahrzeugantriebssystem (2) zur Fortbewegung des Löschfahrzeuges (1);

- ein Löschmittelversorgungssystem (3) zur Bereitstellung von Löschmittel (4); sowie ein Pumpenantriebssystem (5) zum Betreiben einer Löschmittelpumpe (6) zur Förderung des Löschmittels (4);

- ein Energieversorgungssystem (7) mit einer Hochvoltspeicheranordnung (8) zur Bereitstellung von elektrischer Energie an das Löschfahrzeug (1); dadurch gekennzeichnet, dass das Löschfahrzeug (1) ein erstes Hochvoltsystem (9) mit einem ersten Elektromotor (10) und ein zweites Hochvoltsystem (11) mit einem zweiten Elektromotor (12) umfasst, wobei das Pumpenantriebssystem (5) mittels des ersten Elektromotors (10) und des zweiten Elektromotors (12) jeweils separat antreibbar und kombiniert

antreibbar ist.

2. Löschfahrzeug (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Hydraulikpumpeneinheit (14), wobei die Hydraulikbpumpeneinheit (14) mittels des Pumpen-

antriebssystems (5) betreibbar ist.

3. Löschfahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine Verbrennungskraftmaschine (13), wobei das Pumpenantriebssystem (5) mittels der Verbrennungskraftmaschine (13) separat antreibbar ist, sowie mit dem ersten

Elektromotor (10) und/oder zweiten Elektromotor (12) kombiniert antreibbar.

4. Löschfahrzeug (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Elektromotor (10) und/oder zweite Elektromotor (12) mittels der Verbren-

nungskraftmaschine (13) in einem Generatorbetriebsmodus antreibbar ist, sodass

A2024/88855-AT

dem ersten Hochvoltsystem (9) und/oder zweiten Hochvoltsystem (11) mittels der

Verbrennungskraftmaschine (13) elektrische Energie zuführbar ist.

5. Löschfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugantriebssystem (2) mittels einer ersten Elektromotoreneinheit (15) und einer zweiten Elektromotoreneinheit (16) antreibbar ist, wobei das erste Hochvoltsystem (9) die erste Elektromotoreneinheit (15) umfasst und

das zweite Hochvoltsystem (11) die zweite Elektromotoreneinheit (16) umfasst.

6. Löschfahrzeug (1) nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (17) dazu eingerichtet ist, den Generatorbetriebsmodus zu aktivieren, um dem Fahrzeugantriebssystem (2) mittels der Verbrennungskraftmaschine (13) über das erste Hochvoltsystem (9) und/oder das zweite

Hochvoltsystem (11) elektrische Energie zuzuführen.

7. Löschfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochvoltspeicheranordnung (8) eine erste Hochvoltspeichereinheit (8a) umfasst, die dem ersten Hochvoltsystem (9) zugeordnet ist und eine zweite Hochvoltspeichereinheit (8b), die dem zweiten Hochvoltsystem (11) zuge-

ordnet ist.

8. Löschfahrzeug (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (17) dazu eingerichtet ist, den ersten und/oder zweiten Elektromotor (10,12) für den Betrieb mit dem Pumpenantriebsystems (5) auf Basis eines jeweiligen Ladezustandes der ersten und zweiten Hochvoltspeichereinheit

(8a,8b) zu bestimmen.

9. Löschfahrzeug (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (17) dazu eingerichtet ist, abhängig von einem Verhältnis der jeweiligen Ladezustände der ersten und zweiten Hochvoltspeichereinheit (8a,

8b) zueinander,

A2024/88855-AT

i) entweder den kombinierten Antrieb mit dem ersten und zweiten Elektromotor gegenüber des separaten Antriebes mit dem ersten oder zweiten Elektromotor zu priorisieren; oder

il) den separaten Antrieb mit dem ersten oder zweiten Elektromotor gegenüber des kombinierten Antriebes mit dem ersten und zweiten Elektromotor zu priorisie-

ren.

10. Löschfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (17) dazu eingerichtet ist, zwischen dem ersten und zweiten Hochvoltsystem (9,11) einen Energieausgleichsmodus zu betreiben, wobei mittels des Energieausgleichsmodus wahlweise der erste Elektromotor (10) oder der zweite Elektromotor (12) als Generator betreibbar ist und der jeweils andere Elektromotor als Motor betreibbar ist, sodass elektrische Energie zwischen dem ersten und zweiten Hochvoltsystem (9,11) mittels des Motors zu

dem Generator übertragbar ist.

11. Löschfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Hochvoltsystem (9,11) zueinander bau-

lich getrennt in dem Löschfahrzeug (1) angeordnet sind.

A2024/88855-AT

Claims

Patentansprüche

1. Löschfahrzeug (1); umfassend;

- eine Steuerungsvorrichtung (17);

- ein Fahrzeugantriebssystem (2) zur Fortbewegung des Löschfahrzeuges (1);

- ein Energieversorgungssystem (7) mit einer Hochvoltspeicheranordnung (8) zur Bereitstellung von elektrischer Energie an das Löschfahrzeug (1); dadurch gekennzeichnet, dass das Löschfahrzeug (1) ein erstes Hochvoltsystem (9) mit einem ersten Elektromotor (10) und ein zweites Hochvoltsystem (11) mit einem zweiten Elektromotor (12) umfasst, wobei das Pumpenantriebssystem (5) mittels des ersten Elektromotors (10) und des zweiten Elektromotors (12) jeweils separat antreibbar und kombiniert antreibbar ist.

2. Löschfahrzeug (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Hydraulikpumpeneinheit (14), wobei die Hydraulikbumpeneinheit (14) mittels des Pumpenantriebssystems (5) betreibbar ist.

3. Löschfahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine Verbrennungskraftmaschine (13), wobei das Pumpenantriebssystem (5) mittels der Verbrennungskraftmaschine (13) separat antreibbar ist, sowie mit dem ersten Elektromotor (10) und/oder zweiten Elektromotor (12) kombiniert antreibbar.

nungskraftmaschine (13) in einem Generatorbetriebsmodus antreibbar ist, sodass

A50396/2024 (uZ: A2024/88855-AT)

37/39 ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE

dem ersten Hochvoltsystem (9) und/oder zweiten Hochvoltsystem (11) mittels der Verbrennungskraftmaschine (13) elektrische Energie zuführbar ist.

das zweite Hochvoltsystem (11) die zweite Elektromotoreneinheit (16) umfasst.

6. Löschfahrzeug (1) nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (17) dazu eingerichtet ist, den Generatorbetriebsmodus zu aktivieren, um dem Fahrzeugantriebssystem (2) mittels der Verbrennungskraftmaschine (13) über das erste Hochvoltsystem (9) und/oder das zweite Hochvoltsystem (11) elektrische Energie zuzuführen.

7. Löschfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochvoltspeicheranordnung (8) eine erste Hochvoltspeichereinheit (8a) umfasst, die dem ersten Hochvoltsystem (9) zugeordnet ist und eine zweite Hochvoltspeichereinheit (8b), die dem zweiten Hochvoltsystem (11) zugeordnet ist.

8. Löschfahrzeug (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (17) dazu eingerichtet ist, den ersten und/oder zweiten Elektromotor (10,12) für den Betrieb mit dem Pumpenantriebsystems (5) auf Basis eines jeweiligen Ladezustandes (L1,L2) der ersten und zweiten Hochvoltspeichereinheit (8a,8b) zu bestimmen.

9. Löschfahrzeug (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (17) dazu eingerichtet ist, abhängig von einem Verhältnis der jeweiligen Ladezustände (L1,L2) der ersten und zweiten Hochvoltspeichereinheit (8a, 8b) zueinander,

A50396/2024 (uZ: A2024/88855-AT)

38/39 ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE

i) entweder den kombinierten Antrieb mit dem ersten und zweiten Elektromotor (10,12) gegenüber des separaten Antriebes mit dem ersten oder zweiten Elektromotor (10,12) zu priorisieren; oder

ii) den separaten Antrieb mit dem ersten oder zweiten Elektromotor (10,12) gegenüber des kombinierten Antriebes mit dem ersten und zweiten Elektromotor (10,12)

zu priorisieren.

10. Löschfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (17) dazu eingerichtet ist, zwischen dem ersten und zweiten Hochvoltsystem (9,11) einen Energieausgleichsmodus zu betreiben, wobei mittels des Energieausgleichsmodus wahlweise der erste Elektromotor (10) oder der zweite Elektromotor (12) als Generator betreibbar ist und der jeweils andere Elektromotor (10,12) als Motor betreibbar ist, sodass elektrische Energie zwischen dem ersten und zweiten Hochvoltsystem (9,11) mittels des Motors zu dem Generator übertragbar ist.

11. Löschfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Hochvoltsystem (9,11) zueinander baulich getrennt in dem Löschfahrzeug (1) angeordnet sind.

A50396/2024 (uZ: A2024/88855-AT)

39/39 ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE