CN112776630A - 运输工具以及用于给运输工具的至少两个电蓄能器进行充电的方法 - Google Patents
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Abstract
运输工具（1）以及用于给运输工具（1）的至少两个电蓄能器（6、9）进行充电的方法，所述运输工具（1）具有至少一个第一电蓄能器（6）和一个第二电蓄能器（9），其中所述运输工具（1）具有一个唯一的充电装置（7）和一个开关单元（8），其中所述开关单元（8）布置在所述充电装置（7）与所述电蓄能器之间，其中所述开关单元（8）被设立用于将所述充电装置（8）与所述第一电蓄能器（6）或者与所述第二电蓄能器（9）或者与所述第一电蓄能器（6）及所述第二电蓄能器（9）连接起来。
Description
技术领域
本发明涉及一种运输工具以及一种用于给运输工具的至少两个电蓄能器进行充电的方法。
背景技术
US 2016/167538 A1公开了一种运输工具，该运输工具具有借助于数据总线来连接的运输工具控制单元、电池控制单元和充电装置。
KR 20140084369 A1说明了一种用于给运输工具充电的方法，所述运输工具具有高压电池和低压电池并且相应地具有充电装置。
CN 102709972 B说明了一种用于给运输工具充电的方法，所述运输工具具有借助于数据总线来连接的充电装置和运输工具控制单元。
发明内容
本发明在具有至少一个第一电蓄能器和第二电蓄能器的运输工具方面的核心在于，所述运输工具具有唯一的充电装置和开关单元，其中所述开关单元布置在所述充电装置与所述电蓄能器之间，其中所述开关单元被设立用于将所述充电装置与所述第一电蓄能器或者与所述第二电蓄能器或者与所述第一电蓄能器及所述第二电蓄能器连接起来。
本发明的背景是，具有多个独立的电蓄能器的运输工具仅仅具有一个唯一的集成的充电装置。在此，所述电蓄能器能够根据其运行参数借助于所述开关单元与所述充电装置相连接或者与所述充电装置分开。
有利的是，能够借助于所述充电装置和开关单元来同时或者单个地给所述电蓄能器充电。一旦一个电蓄能器被充满电，就能够将其与所述充电装置分开并且能够继续给另一个电蓄能器充电。
本发明的另外的有利的实施方式是从属权利要求的主题。
按照一种有利的设计方案，所述运输工具具有第一电动马达和第三电动马达，其中所述第一电动马达由所述第一电蓄能器来馈电，其中所述第三电动马达由所述第二电蓄能器来馈电。由此，唯一的充电装置能够用于两个彼此独立的驱动装置。
此外，有利的是，所述运输工具具有第一驱动轴、第一传动机构和第二电动马达，其中所述第一驱动轴能够借助于第一传动机构与第一电动马达和/或第二电动马达相连接。由此，所述驱动装置能够以冗余的方式来构成并且所述运输工具的可用性得到了改进。
在此有利的是，所述第一传动机构被构造为总和传动机构和/或耦合传动机构。
按照另一种有利的设计方案，所述运输工具具有控制单元，该控制单元与所述开关单元、充电装置和电蓄能器传送信号地连接。所述控制单元有利地被构造为运输工具的中心的控制单元。
所述控制单元有利地被设立用于操控所述开关单元。也就是说，所述开关单元能够容易地并且成本低廉地来构成，因为所有用于充电过程的测评和控制决定都能够由所述控制单元来执行。
在此有利的是，所述控制单元被设立用于接收并且测评所述电蓄能器的传感器的信号。由此，所述开关单元能够根据经过测评的传感器信号来操控。
此外有利的是，所述运输工具具有连接器件，该连接器件与所述充电装置导电地连接。借助于所述连接器件，所述充电装置能够与外部的充电站相连接。
本发明的、在用于给尤其如前面所描述的那样的或者根据与运输工具相关的权利要求所述的、具有唯一的充电装置的运输工具的至少两个电蓄能器进行充电的方法方面的核心在于，所述方法具有在时间上彼此先后相随的方法步骤：其中在第一方法步骤中检测相应的电蓄能器的相应的运行参数，其中在第二方法步骤中将所述电蓄能器的运行参数彼此进行比较并且形成运行参数差，其中在第三方法步骤中将具有最小的运行参数的电蓄能器与所述充电装置连接起来并且对其进行充电，其中，如果所述电蓄能器与一个或者多个另外的电蓄能器之间的运行参数差小于极限值，那就将所述电蓄能器和一个或者多个另外的电蓄能器与所述充电装置连接起来并且同时对其进行充电。
本发明的背景是，能够单个地或者同时由唯一的被集成在运输工具中的充电装置对所述电蓄能器进行充电。为此，根据所述电蓄能器的运行参数将其与所述充电装置连接起来或者与所述充电装置分开。
有利的是，用于运行参数差的极限值在此小于所述运行参数的最大值的20%、尤其小于10%、优选小于8%。
按照一种有利的设计方案，在第四方法步骤中持续地对所述电蓄能器的运行参数进行监控并且彼此进行比较。
有利的是，在第五方法步骤中，一旦所述被充电的电蓄能器与另一个电蓄能器之间的运行参数差低于所述极限值，则将所述另一个电蓄能器与所述充电装置连接起来并且同时对所述电蓄能器和所述另一个电蓄能器进行充电。由此，一旦所述电蓄能器的运行参数如此彼此接近，从而能够无危险地或者对所述电蓄能器来说能够被保护地接通，那就能够在充电过程的期间接通其他的电蓄能器。
有利的是，在第六方法步骤中，一旦一个电蓄能器的运行参数在充电过程的期间超过最大值，则将该电蓄能器与所述充电装置分开并且继续对另外的电蓄能器进行充电。由此，能够结束用于一个单个的已经充满电的或者具有临界的状态的电蓄能器的充电过程，而继续给所述另外的电蓄能器进行充电。
在此有利的是，作为运行参数来使用相应的电蓄能器的充电状态或者电压。
此外有利的是，在第二方法步骤中将两个电蓄能器的同类的运行参数彼此进行比较。在此，比如将所述电蓄能器的电压或者充电状态彼此进行比较。
上述设计方案和拓展方案，只要有意义，都可以任意地彼此组合。本发明的另外的可能的设计方案、拓展方案和实施方式也包括本发明的前面或者下面关于实施例所描述的特征的、未明确提到的组合。尤其在此本领域的技术人员也会将单个方面作为改进方案或者补充方案添加到本发明的相应的基本形式中。
附图说明
在下面的段落中借助于实施例对本发明进行解释，由所述实施例能够产生另外的有独创性的特征，但是本发明没有在其范围内局限于所述特征。所述实施例在附图中示出。其中：
图1示出了按本发明的运输工具1的示意图，并且
图2示出了按本发明的用于对运输工具1的至少两个电蓄能器（6、9）进行充电的方法100的流程图。
具体实施方式
在图1中示出了按本发明的运输工具1的动力传动系。
所述运输工具1具有：
-第一驱动轴3；
-第二驱动轴14；
-第一传动机构2；
-第二传动机构13；
-第一电动马达19；
-第二电动马达4；
-第三电动马达12；
-第四电动马达15；
-第一电蓄能器6；
-第二电蓄能器9；
-第一变流器18；
-第二变流器5；
-第三变流器10；
-第四变流器16；
-充电装置7；
-开关单元8；
-连接器件11以及
-控制单元17。
所述第一驱动轴3能够借助于第一传动机构2与第一电动马达19和/或第二电动马达4相连接、尤其是相耦合。所述第一驱动轴3能够借助于第一电动马达19和/或第二电动马达4来驱动。
所述第二驱动轴14借助于第二传动机构13能够与第三电动马达12和/或第四电动马达15相连接、尤其是相耦合。所述第二驱动轴14能够借助于第三电动马达12和/或第四电动马达15来驱动。
所述第一传动机构2和/或所述第二传动机构13被构造为耦合传动机构和/或总和传动机构。
所述第一电动马达19与第一变流器18导电地连接。在此，所述第一电动马达19由第一变流器18来馈电。所述第一变流器18与第一电蓄能器6导电地连接。所述第一变流器18被设立用于由第一电蓄能器6的直流电压来生成用于第一电动马达19的交流电压。
所述第二电动马达4与第二变流器5导电地连接。在此，所述第二电动马达4由第二变流器5来馈电。所述第二变流器5与第一电蓄能器6导电地连接。所述第二变流器5被设立用于由第一电蓄能器6的直流电压来生成用于第二电动马达4的交流电压。
所述第三电动马达12与第三变流器10导电地连接。在此，所述第三电动马达12由第三变流器10来馈电。所述第三变流器10与第二电蓄能器9导电地连接。所述第三变流器10被设立用于由第二电蓄能器9的直流电压来生成用于第三电动马达12的交流电压
所述第四电动马达15与第四变流器16导电地连接。在此，所述第四电动马达15由第四变流器16来馈电。所述第四变流器16与第二电蓄能器9导电地连接。所述第四变流器16被设立用于由第二电蓄能器9的直流电压来生成用于第四电动马达15的交流电压。
优选所述第一电蓄能器6和所述第二电蓄能器9被构造为相同类型，尤其它们具有相同的储存容量和/或相同的最大电压和/或相同的最大充电电流和/或相同的最大放电电流。
被集成到所述运输工具1中的充电装置7能够借助于连接器件11与外部的充电站导电地连接。所述充电装置7被设立用于给所述第一电蓄能器6和/或所述第二电蓄能器9充电。为此，在所述充电装置7与所述电蓄能器（6、9）之间布置有所述开关单元8。所述开关单元9被设立用于将充电装置7与一个或者两个电蓄能器（6、9）导电地连接起来。为此，所述开关单元8具有开关器件。
所述控制单元17与电蓄能器（6、9）、变流器（5、10、16、18）、充电装置7和开关单元8尤其借助于数据总线、比如借助于CAN总线来传送信号地连接。优选所述控制单元17借助于开关单元8与充电装置7相连接。所述控制单元17被设立用于检测并且测评相应的电蓄能器（6、9）的运行状态、尤其是充电状态并且根据所述相应的电蓄能器（6、9）的运行状态来操控所述开关单元8和/或充电装置7。
优选所述控制单元17被构造为运输工具1的中心的控制单元。作为所述运输工具1的中心的控制单元，所述控制单元10与运输工具1的传感器及操作接口传送信号地连接。
按照另一种在附图中未示出的实施例，所述运输工具为每个电动马达而分别具有电蓄能器和/或另一个冗余的电蓄能器。在此，所有电蓄能器能够借助于开关单元与充电装置相连接，从而能够单个地对每个电蓄能器进行充电或者能够同时对所述电蓄能器的一部分或者所有电蓄能器进行充电。
在图2中示出了按本发明的、用于对运输工具1的至少两个电蓄能器（6、9）进行充电的方法100的时间上的流程图。在此，所述运输工具1具有唯一的充电装置7、开关单元8和至少一个第一和第二电蓄能器（6、9）。
在第一方法步骤101中检测所述相应的电蓄能器（6、9）的相应的运行参数、尤其是充电状态和/或电压。
在第二方法步骤102中将所述电蓄能器（6、9）的运行参数彼此进行比较并且形成运行参数差。在此对两个电蓄能器（6、9）的同类运行参数彼此进行比较。
在第三方法步骤103中将具有最小的运行参数的电蓄能器（6、9）与充电装置7连接起来并且对其进行充电，其中，如果所述电蓄能器（6、9）与一个或者多个另外的电蓄能器（6、9）之间的运行参数差小于极限值，那就将所述电蓄能器（6、9）和所述另外的电蓄能器（6、9）与所述充电装置连接起来并且同时对其进行充电。
在第四方法步骤104中，持续地对所述电蓄能器（6、9）的运行参数进行监控和比较。
在第五方法步骤105中，一旦所述被充电的电蓄能器（6、9）与另一个电蓄能器（6、9）之间的运行参数差低于所述极限值，则同时对所述电蓄能器（6、9）和所述另一个电蓄能器（6、9）进行充电。
在第六方法步骤106中，一旦电蓄能器（6、9）的运行参数超过最大值，则将该电蓄能器（6、9）与所述充电装置7分开并且继续对所述另外的电蓄能器（6、9）进行充电。
用于运行参数差的极限值在此小于所述运行参数的最大值的20%、尤其小于10%、优选小于5%，尤其电压差小于10V、尤其小于5V、优选小于1V。
用于运行参数的最大值比如是最大的充电状态或者危及安全的电压或者危及安全的温度。
“电蓄能器”在此是能充电的、尤其具有电化学的蓄能单池的蓄能器和/或具有至少一个电化学的蓄能单池的蓄能模块和/或具有至少一个蓄能模块的蓄能组。所述蓄能单池能够被构造为基于锂的电池单池、尤其是锂离子电池单池。作为替代方案，所述蓄能单池被构造为锂-聚合物-电池单池或者镍-金属氢化物-电池单池或者铅酸-电池单池或者锂-空气-电池单池或者锂-硫-电池单池。
“运输工具”在此是指陆上运输工具、尤其是客车或者公共汽车或者载货车或者可移动的做功机械或者无驾驶员的运输系统或者水上运输工具或者飞行器。所述运输工具也能够被构造为能自主控制的结构。
Claims (13)
1.运输工具（1），具有至少一个第一电蓄能器（6）和第二电蓄能器（9），
其特征在于，
所述运输工具（1）具有唯一的充电装置（7）和开关单元（8），
其中所述开关单元（8）布置在所述充电装置（7）与所述电蓄能器之间，
其中所述开关单元（8）被设立用于将所述充电装置（8）与所述第一电蓄能器（6）或者与所述第二电蓄能器（9）或者与所述第一电蓄能器（6）及所述第二电蓄能器（9）连接起来。
2.根据权利要求1所述的运输工具（1），
其特征在于，
所述运输工具（1）具有第一电动马达（19）和第三电动马达（12），其中所述第一电动马达（19）由所述第一电蓄能器（6）来馈电，其中所述第三电动马达（12）由所述第二电蓄能器（9）来馈电。
3.根据前述权利要求中任一项所述的运输工具（1），
其特征在于，
所述运输工具（1）具有第一驱动轴（3）、第一传动机构（2）和第二电动马达（4），其中所述第一驱动轴（3）能够借助于所述第一传动机构（2）与所述第一电动马达（19）和/或所述第二电动马达（4）相连接，尤其其中所述第一传动机构（2）被构造为总和传动机构和/或耦合传动机构。
4.根据前述权利要求中任一项所述的运输工具（1），
其特征在于，
所述运输工具（1）具有控制单元（17），所述控制单元与所述开关单元（8）、充电装置（7）和电蓄能器（6、9）传送信号地连接。
5.根据权利要求4所述的运输工具（1），
其特征在于，
所述控制单元（17）被设立用于操控所述开关单元（8）。
6.根据权利要求4或5中任一项所述的运输工具（1），
其特征在于，
所述控制单元（17）被设立用于接收并且测评所述电蓄能器（6、9）的传感器的信号。
7.根据前述权利要求中任一项所述的运输工具（1），
其特征在于，
所述运输工具（1）具有连接器件（11），所述连接器件与所述充电装置（7）导电地连接。
8.方法（100），用于给尤其根据前述权利要求中任一项所述的、具有唯一的充电装置（7）的运输工具（1）的至少两个电蓄能器（6、9）进行充电，所述方法具有在时间上彼此先后相随的方法步骤：
其中在第一方法步骤（101）中检测所述相应的电蓄能器（6、9）的相应的运行参数，
其中在第二方法步骤（102）中将所述电蓄能器的运行参数彼此进行比较并且形成运行参数差，
其中在第三方法步骤（103）中将具有最小的运行参数的电蓄能器（6、9）与所述充电装置（7）连接起来并且对其进行充电，其中，如果所述电蓄能器（6、9）与一个或者多个另外的电蓄能器（6、9）之间的运行参数差小于极限值，那就将所述电蓄能器（6、9）或者一个或者多个另外的电蓄能器（6、9）与所述充电装置（7）连接起来并且同时对其进行充电。
9.根据权利要求8所述的方法（100），
其特征在于，
在第四方法步骤（104）中持续地对所述电蓄能器（6、9）的运行参数进行监控并且进行比较。
10.根据权利要求9所述的方法（100），
其特征在于，
在第五方法步骤（105）中，一旦所述被充电的电蓄能器（6、9）与另一个电蓄能器（6、9）之间的运行参数差低于所述极限值，则将所述另一个电蓄能器（6、9）与所述充电装置（7）连接起来并且同时对所述电蓄能器（6、9）和所述另一个电蓄能器（6、9）进行充电。
11.根据权利要求9或10所述的方法（100），
其特征在于，
在第六方法步骤（106）中，一旦一个电蓄能器（6、9）的运行参数在充电过程的期间超过最大值，则将所述电蓄能器（6、9）与所述充电装置（7）分开并且继续对另外的电蓄能器（6、9）进行充电。
12.根据权利要求8到11中任一项所述的方法（100），
其特征在于，
作为运行参数来使用所述相应的电蓄能器（6、9）的充电状态或者电压。
13.根据权利要求8到12中任一项所述的方法（100），
其特征在于，
在第二方法步骤（102）中将两个电蓄能器（6、9）的同类的运行参数彼此进行比较。
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