CN116194324A - 用于电能交换的方法、处理单元和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在车辆运营商(2)的车辆(1)内的能量存储器(7)与电能用户(EA)之间交换电能(E)的方法，其中，能量存储器(7)被构造成持久存储电能(E)，并且能量存储器(7)与电能用户(EA)之间能够构成电连接，以便交换电能(E)。根据本发明设置的是，朝向第一电能传输方向(R1)进行从电能用户(EA)至车辆(1)的能量存储器(7)的电能(E)交换，或者朝向第二电能传输方向(R2)进行从车辆(1)的能量存储器(7)至电能用户(EA)的电能(E)交换，以便通过车辆运营商(2)引起电能服务工作(DL)，其中，电能的交换取决于由车辆运营商(2)规定的针对电能服务工作(DL)的电能价格来进行，其中，电能价格取决于至少一个能量存储器(7)的存储器状态来获知。

Description

用于电能交换的方法、处理单元和车辆
技术领域
本发明涉及用于在车辆、尤其是商用车辆内的至少一个能量存储器与车辆外部的电能用户之间交换电能的方法、处理单元和具有用于执行方法的这种处理单元的车辆。
背景技术
车辆、尤其是商用车辆经由布置在车道上方的固定不动的架空线路供电是已知的。在此，架空线路是电能网络的一部分，在电能网络中，经由电网配电器提供具有特定的电网电压和特定的电网频率的电能。车辆可以经由能量提取器滑动地与架空线路耦接，以便从电能网络提取电能。例如当车辆中的能量存储器需要得到保护或能量存储器的充电状态过低时，可以向车辆的电驱动装置供应该电能。这方面在DE 10 2016 208 878A1、DE 102018 206 957A1或DE 10 2004 028 243A1中示例性示出。此外，可以进行对能量存储器的充电，以便度过无架空线路的路段。另外已知的是，电运行的车辆内的能量存储器经由与电能网络相连的充电站被充电，或者通过与其他车辆例如经由充电电缆实现直接的电连接被充电。
当借助架空线路或经由充电站给车辆供电时存在的问题是，电能网络的电网电压以及电网频率应当保持稳定，以避免供电崩溃，进而确保为所有耦联的车辆持续供电。这应当与经由架空线路从电能网获取电能的车辆的数量无关。然而，与架空线路耦联并从中获取电能的车辆越多，例如电网频率下降得越多，由此电能网络可能在特定的时间点过载并且也有可能至少暂时失灵。
这个问题是由于电网配电器当前没有设计用于为增加的功率需求提供足够的电能造成的。如果电动汽车全面普及，电网配电器的设计将因此变得至关重要，以便能够为高负荷提供足够的电能。如果想象一种高速公路停车场，其上安装多个快速充电桩的，以便最初只为乘用车辆充电，当商用车辆突然也要充电时，现有电网配电器中很快就会出现问题。当许多车辆同时充电时，这尤其是成问题的。这相应也会反映在经由架空线路给车辆充电上。供电时的另一个问题是，可再生电能的供应日益不稳定，这主要影响通过其为架空线路提供电能的配电网。
为了应对这些缺点，针对在矿山中的应用，在US 2011/0094841 A1或US 2015/0090554 A1中设置的是，将采矿车制动时生成的制动能量直接经由架空线路馈送至矿山内部的电能网络中，由此可以至少暂时补偿该电能网络的高负荷。在此不利的是，只有在车辆制动足够时才可能补偿电网负荷。
此外，在DE 11 2012 005 255 T5描述了，当另一辆采矿车恰好需要电能时，则有针对性地命令一辆采矿车实施制动过程，以将制动能量馈送至电能网络中。此处不利的是，车辆在其正常驾驶模式下会受到制动命令的干扰。
对于这些解决方案，其中，提供车辆中的能量存储器用于引起车辆外部电能服务工作，从现有技术中未知的是，双向电能交换，即送出或接收电能，如何能够在成本方面进行管控，以使车辆运营商容许在经济上合理地进行电能交换。
发明内容
因而本发明任务在于说明一种用于在车辆、尤其是商用车辆内的至少一个能量存储器与车辆外部电能用户之间交换电能的方法，该方法能够实现对车辆中的能量存储器进行在经济上合理的外部利用。任务还说明了一种处理单元和一种车辆。
该任务通过根据独立权利要求所述的方法、处理单元以及车辆解决。从属权利要求说明了优选的改进方案。
因而根据本发明，用于在车辆运营商的车辆内的至少一个能量存储器与电能用户之间交换电能的方法，其中，至少一个能量存储器被构造成用于持久存储电能，并且可以在至少一个能量存储器与电能用户之间构成电连接，以便交换电能，其中，朝向第一电能传输方向进行从电能用户至车辆的至少一个能量存储器的电能交换，或者朝向第二电能传输方向进行从车辆的至少一个能量存储器至电能用户的电能交换，以便通过车辆运营商引起特定的电能服务工作，其中，电能的交换取决于由车辆运营商规定的针对电能服务工作的电能价格来进行，其中，电能价格取决于至少一个能量存储器的存储器状态获知。
按照有利方式，因此当电能用户以任意方式请求引起电能服务工作时，车辆运营商自己规定在何种经济支付条件下或在其能量存储器的何种状态下引起电能服务工作。在此考虑到的是，从经济角度来看，按照相同价格接收或送出电能以引起各自的电能服务工作并不总是合理的，这是因为视存储器状态而定应当做出不同的设想。在此，优选动态确定存储器状态和/或电能服务工作的电能价格，以便可以对变化做出反应。然而原则上，电能价格至少也可以由车辆运营商静态规定。
在此，车辆运营商可以根据请求临时将其能量存储器供使用的每个服务工作都可以被理解为电能服务工作。这不仅可以包含接收电能也可以包含送出电能，其中，在这两种情况下电能在电能服务工作范围内都不用于自身需求。这种情况例如可以是，将电能接收在自身能量存储器内或者从自身能量存储器送出电能用于电能服务工作，以便补偿作为电能用户的电能网络的高或低负荷，和/或以便提供电能以用于(驱动)支持作为电能用户的另一车辆，和/或以便暂时存储电能用户的多余电能。在此，电能网络的高或低负荷可以通过比较电能网络的电网频率与中间频率来进行，其中，电能网络的电网频率例如从车辆测得和/或无线或有线地，例如通过电力线通信(Power Line Communication)(PLC)经由固定不动的架空线路的滑摩接触部或经由充电电缆中的通信线路传输到车辆上。
因此可以改善固定不动的电能提供设备(架空线路、车道线路、充电站)与现有电网基础设施内的整合度。那么即使没有或无法经由电网配电器调节电能网络的实际波动功率需求(即，电网过载或欠载)，但在相应协商了电能价格情况下，也可以通过求助于车辆内所能耦接的能量存储器来有针对性地尝试在电网负荷方面建立平衡。参与的车辆越多，当过载或欠载时，例如在电网运营商和车辆运营商相应授权利用情况下，电能网络就越稳定。
如果例如架空线路安装在山区车道上，则正在下坡行驶的和/或具有相应电能状态的且具有足够蓄电容量的车辆可以驱动功率需求增大的正在上坡行驶的车辆。为此，可以有针对性地将已携带的来自能量存储器的电能用于使得车辆在引起电能服务工作的情况下行驶状态不改变。在此完全能想到的是，在车辆无需驱动支持然而电池已充满电的时候可以进行电能的馈送。这些多余电能可以被授权用于电能服务工作。原则上，这也可以在车辆静止时进行，只要存在相应的充电状态并且状态系数或电能价格允许这样。
用于稳定电能网络的电能服务工作原则上因此可以在车辆的任意行驶状态下被引起，只要行驶状态不受电能服务工作的不利影响即可。如果车辆通过能量存储器来电动驱动，则能量存储器可以与驱动状态无关地从电能网络接收电能或者将多余电能送出至电能网络，以引起电能服务工作，而不会由此不利地影响行驶运行。如果制动车辆并且由此存在再生功率，则能量存储器可以完全接收电能或能量存储器仅接收一部分并将剩余输出至电能网络，或者整体将通过再生转化的电能输出至电能网络。补充地，在此情况下可以附加地将所存储的电能从能量存储器送出至电能网络。
针对这种电能服务工作优选可以考虑到，取决于用于引起电能服务工作的电能是朝向第一电能传输方向传输还是第二电能传输方向传输地来规定电能价格。由此可以考虑到，能量存储器在送出电能时与接收电能时相比以不同方式受载或使用。
针对电能服务工作的电能价格为此例如可以包含接收电能价格和/或送出电能价格，其中，接收电能价格说明了电能朝向第一电能传输方向传输时的电能价格，并且
-送出电能价格说明了电能朝向第二电能传输方向传输时的电能价格。由此可以以有利方式规定，提供所存储的电能不同于“保存”电能地被弥补。
这例如通过如下方式反映，即，针对电能服务工作的电能价格优选与电能的状态系数和/或购买价格有关，其中，针对接收电能价格优选适用的是：接收电能价格＝购买价格×(1–状态系数)，送出电能价格优选适用的是：送出电能价格＝购买价格×(1+状态系数)，其中，状态系数表征了各自的能量存储器的当前存储器状态。因而，应视提供还是“保存”电能而定地，降低当前的存储器状态或提高购买价格，以引起各自的电能服务工作。
在此优选设置的是，状态系数取决于至少一个能量存储器的退化状态和/或至少一个能量存储器的充电状态形成，其中，对退化状态和充电状态进行加权，以用于获知状态系数并至少充电状态与电能传输方向有关。
由此按照有利方式考虑到，可以取决于退化状态以及充电状态从能量存储器获取或接收电能，这是因为这影响了电能服务工作的经济效率。因此，明显退化的能量存储器与新的能量存储器相比被不同地估价，这也应反映在电能价格中。补充地也可以在获知电能价格时考虑能量存储器的折旧。充电状态对于能量存储器是否可以提供电能服务工作也是至关重要的。在此，优选可以考虑对退化状态和充电状态进行加权，以获知状态系数，其中，视能量存储器的类型而定地例如可以设置等值的权重。
此外优选设置的是，取决于从如下组中选出的至少一个参量来获知至少一个能量存储器的退化状态：存储器温度、充电和放电表现、循环稳定性、存储器寿命、环境温度、牵引车电压、挂车电压，其中，这些参量取决于所应用的能量存储器地被以不同方式加权，以用于获知退化状态。因此可以获知或读入一系列参量，这些参量在获知退化状态时和进而在获知状态系数或电能价格时可以加以考虑，以便可以就经济效率或精确的电能价格做出有根据的决定。在此，各自的参量例如可以由车辆内的状态监控器获知并传输给外部的或车辆内部的处理单元，该处理单元根据这些参量获知状态系数以及例如在成本核算模块中根据车辆运营商的预给定参量来获知电能价格。
为了可以针对整个车辆可靠执行这方面，优选给每个能量存储器配属有自己的存储器状态或状态系数和/或自己的电能价格，从而必要时也可以选择存储器地(即仅针对车辆中的特定的能量存储器)建立电连接。补充地，可以有针对性地对车辆中的各自的能量存储器的电能状态做出反应，并且必要时也可以对外部实际的电能接收和电能送出需求有多高做出反应。由此也可以规划，车辆自身是否还需要来自其中一个能量存储器的电能，然而可以授权利用其他能量存储器用于电能服务工作。那么在这种情况下，例如，仅加载其中一个能量存储器用于各自的电能服务工作。
优选还设置的是，取决于配属于至少一个能量存储器的存储器状态和/或由车辆运营商规定的针对电能服务工作的电能价格地产生并输出耦合信号，其中，取决于耦合信号地构成至少一个能量存储器与在车辆上的与电能用户相连的能量提取器之间的连接，其中，为此优选利用所产生和输出的耦合信号来电驱控车辆内的切换设备。
这有利地简化了耦合过程，其中，按照有利方式在车辆上的能与能量存储器连接的能量提取器与电能用户之间存在机械或感应式的接触，以便可以通过架空线路上的受电弓/滑轨或通过车道线路上的感应式的能量提取器或通过与充电站或另一车辆相连的充电电缆等促使地建立电连接。因而通过取决于耦合信号的电切换可以快速对所请求的电能服务工作做出反应。
在此，耦合信号优选可以在车辆内(例如通过车辆内部的处理单元)产生，或者在车辆之外(例如通过外部的处理单元)产生并且无线或有线地传输至车辆。由此可以提供集中或分散的可能性，以便控制电能服务工作的引起。例如可以设置的是，外部的处理单元是云基础设施的一部分，例如软件运营服务，在其上运行子程序用于取决于电能价格和/或存储器状态或状态系数地产生耦合信号。取决于此然后可以在车辆内驱控切换设备，以便可以在相应授权利用情况下引起电能服务工作。
有利地还可以设置的是，补充地获知是否存在通过电能用户的授权利用，其中，该授权利用说明，各自的电能用户为了引起电能服务工作是否允许，选择性地朝向第一电能传输方向和/或第二电能传输方向传输电能，其中，授权利用通过电能用户取决于至少一个特性来给予，该特性从包括如下组中选出：
车辆的车辆类型、电能用户的负荷、配属于各自的能量存储器的存储器状态和/或由车辆运营商规定的针对电能服务工作的电能价格。
因而可以有针对性地给予授权利用，这是因为可能并非每台车辆都有权或能够为电能用户引起本发明的电能服务工作和/或电能用户可能不同意所规定的电能价格。尤其设置的是，如果电能用户(即，电能网络或另外的车辆)同意车辆运营商规定的针对电能服务工作的电能价格，则给予授权利用。由此，车辆运营商能够预给定电能价格，该电能价格可以补偿由于电能服务工作导致的能量存储器的逐渐退化，并且针对该电能价格，车辆运营商也可以自己给予授权利用。从经济角度看，电能服务工作对车辆运营商而言应该是有意义的。
在此，在电能服务工作用于稳定电能网络的情况下优选设置的是，在电能网络的高负荷的情况下给予朝向第二电能传输方向的电网运营商授权利用，而在电能网络的低负荷的情况下则给予朝向第一电能传输方向的电网运营商授权利用，只要电网运营商接受该电能价格即可。由此，车辆通常只能引起补偿过低或过高的负载的电能服务工作。在这种情况下，取决于当前负荷(过载/欠载)来给予授权利用。
此外，电网运营商授权利用的给予最初仅对混合动力车辆起作用，即，电网运营商授权利用可以针对混合动力车辆朝向一个或两个能量传输方向有选择地拒绝(或给予)，这是因为这些混合动力车辆即使在无供电情况下也可以被驱动。在此，可以将混合动力车辆只经由驱动装置的非电动部分(例如内燃机)驱动以便可以将来自能量存储器的电能完全用于稳定电能网络规定作为给予电网运营商授权利用的条件。因此，电网运营商授权利用仅针对一个电能传输方向进行给予，其中，也可以利用内燃机经由能量存储器将电能馈送至电能网络。
如果例如电网的负荷仍然过高或过低，则电网运营商授权利用也可以对纯电动驱动车辆起作用，即，电网运营商授权利用也可以针对纯电动驱动的车辆朝向一个或两个电能传输方向有选择地拒绝(或给予)，以避免由于过载或欠载导致电能网络崩溃。电能朝向各另一电能传输方向传输(其使负荷再次平衡)，优选还针对每种车辆类型来允许。纯电动驱动车辆的脱离优选也可以取决于能量存储器的充电状态和/或还待行驶直至下一个充电站的路程，从而使得电网运营商授权利用仅对其充电状态高于极限充电状态(例如40％)和/或即使在电能馈送至电能网络时也仍能够到达下一个充电站的纯电动驱动车辆起作用。
优选还设置的是，电网运营商授权利用和/或车辆运营商授权利用和/或另外的车辆运营商的用户授权利用无线地在车辆与电网和/或电网运营商或另外的车辆的车辆运营商之间传输。由此可以可靠且快速通信并且快速对此做出反应。
根据本发明还设置有处理单元，利用处理单元可以执行根据本发明的方法，其中，处理单元被构造成以如下方式产生和输出耦合信号，即，可以构成车辆内的至少一个能量存储器与电能用户之间的电连接，以便能实现朝向第一电能传输方向或者朝向第二电能传输方向交换电能以用于通过车辆运营商引起电能服务工作，
其中，处理单元被构造成取决于针对电能服务工作所规定的电能价格来产生耦合信号，其中，处理单元为此具有成本核算模块，其中，成本核算模块被构造成取决于至少一个能量存储器的存储器状态来获知针对电能服务工作的电能价格。
为了能够实现可靠的协调，优选还设置的是，处理单元具有通信单元，其中，处理单元可以经由通信单元无线或有线地传输电能价格给至少一个电能用户，和/或电能用户可以经由通信单元向处理单元转发，是否通过电能用户给予了授权利用，其中，该授权利用说明，各自的电能用户为了引起电能服务工作是否允许，选择性地朝向第一电能传输方向和/或第二电能传输方向传输尤其是所规定电能价格时的电能。
根据本发明的车辆、尤其是商用车辆、优选是混合动力车辆或全电动驱动车辆具有至少一个电切换设备、至少一个能量存储器以及至少一个能与能量存储器相连的能量提取器，其中，能量提取器被构造成在引起电能服务工作范围内与电能用户耦合，其中，能量存储器被构造成持久存储电能，并且
其中，电切换设备被构造成取决于由根据本发明的处理单元输出的耦合信号地在至少一个能量存储器与能量提取器之间构成电连接，以便能够实现取决于由车辆运营商所规定的电能服务工作的电能价格地在至少一个能量存储器与所能耦联的电能用户之间进行电能交换，其中，电能价格取决于至少一个能量存储器的存储器状态来规定。
在此优选设置的是，耦合信号能由车辆内部的处理单元产生和输出，或者能由外部的处理单元无线或有线地传输至车辆。因而可以通过如下方式在车辆内部或外部进行对电能价格的核算或状态系数的获知，即，使得由状态监控器无线或有线地传输各自的信号和数据用于计算。在外部解决方案中，例如经由云基础设施地，使得车辆内本身需要较少的计算能力，而在车辆内部的解决方案中，能例如在使用分别利用的车辆内部的数据总线的情况下无需向外的连接地实现较快速的传输。
优选还设置的是，车辆由牵引车和至少一个挂车构成，其中，在牵引车内布置有牵引车能量存储器和/或在挂车内布置有挂车能量存储器，其中，牵引车能量存储器和/或挂车能量存储器优选能取决于耦合信号地被有选择地与电能用户相连，例如经由固定不动的电能提供设备和/或充电电缆相连。因而可以实现灵活的电能交换并且可以调用存在于车辆内的用于给不同车辆部分供电的不同能量存储器。通过有选择的授权利用还可以考虑到，未来需要多少来自车辆自身内的能量存储器中的电能。
优选还设置的是，在至少一个能量存储器与能量提取器之间布置有换能器装置，用于转换电能网络的电网电压和/或电网频率。由此可以使电压或频率适应在电能网络中使用的电压或频率。如果在电能网络中应用直流电，则可以在换能器装置中取消从直流电转换至交流电或反向(视电能传输方向而定)的转换。
附图说明
以下结合实施例进一步阐述本发明。图中：
图1、图2分别示意性示出车辆，其与电能网络耦接；和
图3示出本发明方法的流程图表。
具体实施方式
图1中示意性地示出了车辆1，尤其是由牵引车1a和挂车1b组成的商用车辆，该车辆也被设置用于公共交通空间，并因而也可以在高速公路、公路干道、二级公路上运动。车辆1可以是全电动驱动车辆1E或至少部分电动驱动的混合动力车辆1H。
车辆1具有电能传输系统3，经由电能传输系统使得即使在行驶期间也可以在车辆1与作为电能用户EA的外部的电能网络30之间交换电能。在电能网络30之内设置电网配电器31，它们提供经由作为固定不动的电能提供设备EV的固定不动的架空线路32传输的电能E。架空线路32固定不动地布置在车辆1所运动的车道4的上方。等效地，代替在车道4上方的固定不动的架空线路32可以也设置固定不动的车道线路34，例如感应回线，作为在车道4内的固定不动的电能提供设备EV，经由该固定不动的车道线路，使得可以在行驶期间在车辆1与外部电能网络30之间同样感应式地交换电能E。此外可以设置充电站36(图2中示意性)作为固定不动的电能提供设备EV，其也能够实现在车辆1静止(例如在休息站或仓库)时在车辆1与外部的电能网络30之间交换电能E。
补充地，也可以将其他车辆运营商101的另外的车辆100(图2中示意性)作为电能用户EA与电能网络30的充电站36耦联起来，从而使得这些另外的车辆100可以截取来自电能网络30的电能E。根据一个实施方案可以设置的是，另外的车辆100作为电能用户EA也可以直接与车辆1电连接，从而可以直接在两台车辆1、100之间交换电能E。因而通常可以在车辆1和特定的电能用户EA(电能网络30、另外的车辆100等)之间通过间接或直接的电连接来交换电能E，其中，这尤其是在电能服务工作DL范围内进行，以下还将进一步阐述。
电能E在电能网络30中以具有特定的电网频率f30的预给定的电网电压U30形式经由架空线路32或车道线路34传输或者提供给充电站36。电网频率f30视电能网络30的负荷L而定在50Hz的中心频率fM周围的频带fB(例如49.8Hz至50.2Hz)之内。
车辆1可以经由至少一个能量提取器5机械地与架空线路32或充电站36或者说另外的车辆100耦联，或者感应式地与车道线路34耦联。在此，能机械或感应式耦联的设备被理解为能量提取器5，经由能量提取器可以朝两个方向提取电能E，从而可以进行电能E的交换。根据所示实施方式，牵引车1a为此具有牵引车滑轨5a作为针对架空线路32的能量提取器5，并且挂车1b具有挂车滑轨5b作为针对架空线路32的能量提取器5，它们可以分别在行驶期间滑动地贴靠在架空线路32上，以实现电能传输或电能提取。受电弓例如可以提供机械耦合。
然而也可以设置的是，两个车辆部分1a、1b仅其中一个具有滑轨形式的能量提取器5，以能够实现电能传输。此外，也可以设置其他方式实施的能量提取器5，它们同样能够实现在行驶期间在车辆1与架空线路32之间传输电能量E。
如图1中针对挂车1b示例性示出，可以设置感应式的能量提取器5c作为针对车道线路34的能量提取器5，以实现在电能网络30与车辆1之间无接触感应式的传输电能E。该感应式的能量提取器5c可以补充或替选地也设置在牵引车1a内。
如图2所示，可以在车辆1(牵引车1a和/或挂车1b)上布置耦合器5d作为能量提取器5以与充电站36或另外的车辆100机械耦联。经由耦合器5d可以利用相应充电电缆5e建立与各自的电能用户EA(30、100)的电连接，以能够实现朝向各自的方向的电能E提取或交换。经由充电电缆5e中的通信线路也可以在车辆1与各自的电能用户EA之间传输例如包含附加信息的信号。
电动或部分电动运行的车辆1具有多个能量存储器7，其中，根据图1和图2所示的实施方式，在牵引车1a中布置有牵引车能量存储器7a，并在挂车1b中布置有挂车能量存储器7b。经由能量存储器可以在行驶期间向牵引车1a和挂车1b自主供应电能E，以便尤其是至少有时电动驱动车辆1。在此，牵引车能量存储器7a提供具有牵引车电压U1a的电能E，而挂车能量存储器7b提供挂车电压U1b。能量存储器7a、7b可以在行驶之前在充电站36充满电或者在行驶期间通过接收制动能量EB(再生)充满电。随后还将进一步阐述，在行驶期间经由架空线路32或经由车道线路34充满电也是可能的。
能量存储器7；7a、7b为此以适当方式也能与各自的车辆部分1a、1b内的一个或多个能量提取器5或滑轨5a、5b或感应式的能量提取器5c或耦合器5d相连。由此补充地，一个或两个能量存储器7a、7b与电能网络30之间的电能E的交换能经由固定不动的架空线路32或固定不动的车道线路34或固定不动的充电站36来实现。这不仅包含电能E(U1a、U1b)从各自的能量存储器7；7a、7b传输至架空线路32或车道线路34或充电站36，以便将电能E(U1a；U1b)从车辆1馈送至电能网络3中，而且也包含电能E(U30、f30)从架空线路32或车道线路34或充电站36传输至各自的能量存储器7；7a、7b，以便从电能网络30向能量存储器充电。相应适用于与另外的车辆100的直接电连接。因而设置双向电能传输，这可以通过车辆1内的基础设施得到相应保障。
补充地可以在车辆1内设置换能器装置9，其中，在牵引车1a内设置牵引车换能器装置9a，并在挂车1b内设置挂车换能器装置9b，这些换能器装置布置在各自的能量存储器7；7a、7b与作为能量提取器5的各自的滑轨5a、5b或耦合器5d之间。以相同方式，这也可以被设置用于感应式的能量提取器5c(未明确示出)。换能器装置用于将牵引车电压U1a或挂车电压U1b转换为电网电压U30，或者反之亦然。以相同方式，由此将以直流电压形式存在于能量存储器7；7a、7b内的牵引车电压U1a或挂车电压U1b转换为具有电网频率f30的交流电压(电网电压U30)，例如经由各自的换能器装置9内的逆变器。反之，由此将交流电压(电网电压U30)转换为相应直流电压(牵引车电压U1a或挂车电压U1b)。如果电能网络30利用直流电运行，则无需经由逆变器进行转换，而是最多对各自电压电平U1a、U2b、U30进行匹配。
此外在车辆1内布置有电切换设备11，其中，在牵引车1a内设置有牵引车电切换设备11a，并在挂车1b内设置有挂车电切换设备11b，它们布置在各自的能量存储器7；7a、7b与作为能量提取器5的各自的滑轨5a、5b(图1)或耦合器5d(图2)之间。以相同方式也可以被设置用于感应式的能量提取器5c，该感应式的能量提取器与这类电切换设备11相连(未明确示出)。电切换设备11用于使得各自的能量存储器7；7a、7b选择性地与作为能量提取器5的各自的滑轨5a、5b或感应式的能量提取器5c或耦合器5d相连或者与其电分离。由此可以视各自的电切换设备11；11a、11b的切换位置而定能够实现或阻止电能E从能量存储器7；7a、7b经由作为能量提取器5的各自的滑轨5a、5b或耦合器5d或感应式的能量提取器5c传输至架空线路32或车道线路34或充电站36或另外的车辆100，或者反之亦然。在此，各自的滑轨5a、5b与架空线路32之间的机械接触部或耦合器5d与电能用户EA(30、100)之间经由充电电缆5e的连接或感应式的能量提取器5c与车道线路34之间的感应式的连接可以与切换位置无关地保持，以便能够实现一旦相应操控电切换设备11；11a、11b，则快速交换电能。
优选地，各自的电切换设备11；11a、11b间接或直接取决于耦合信号SK(即，牵引车耦合信号SKa或挂车耦合信号SKb)来电操控。在此，各自的耦合信号SK；SKa、SKb传输关于各自的能量存储器7；7a、7b与架空线路32或车道线路34或充电站36或者与电能网络30或另外的车辆100是否应当或不应当电连接的信息。相应地发生了牵引车1a和/或挂车1b内的电切换设备11；11a、11b的变换。
耦合信号SK；SKa、SKb由处理单元13产生，处理单元例如可以实施为车辆1(即，挂车1b和/或牵引车1a)内的布置在中央的车辆内部的处理单元13Z，或实施为车辆1之外的外部的处理单元13E。在此，经由安装在各自的处理单元13上的程序或软件S来实现耦合信号SK；SKa、SKb的产生。这在外部的处理单元13E情况下例如也可以经由云基础设施来进行，经由云基础设施例如可以通过软件运营服务(SaaS)访问能共同使用的必要时具有子程序的软件S，该软件承担产生耦合信号SK；SKa、SKb。
耦合信号SK；SKa、SKb的产生取决于一定的规则，这些规则由电能网络30的电网运营商33来规定，也由车辆1的车辆运营商2来规定。因此，电网运营商33可以规定，在何种条件下能进行电能E从电能网络30(即朝向第一电能传输方向R1)至能量存储器7；7a、7b的传输(充电模式)，或者进行电能E从能量存储器7；7a、7b(即朝向第二电能传输方向R2)至电能网络30的传输(馈电模式)。同时，车辆运营商2也可以规定，在何种条件下，电能E可以或者允许朝各自的电能传输方向R1、R2交换。这些条件例如可以是能量存储器7；7a、7b的存储器状态S7和/或是电网运营商那里或车辆运营商那里规定的电能价格P或电能网络30的负荷L，这随后还将进一步阐述。
取决于所指定的规则或满足或未满足的条件地，可以给予与方向有关的授权利用FG，即，电网运营商授权利用FG33和/或车辆运营商授权利用FG2，其说明，各自的运营商33、2是否允许交换电能E并且应当朝向哪个电能传输方向R1、R2允许或应授权利用这种电能E交换。取决于授权利用FG；FG2、FG33地又产生和输出各自的耦合信号SK；SKa、SKb，从而进行各自的电切换设备11；11a、11b的切换，进而可以实现或允许朝各自的电能传输方向R1、R2交换电能E。
在根据本发明的方法范围内，所述基础设施可以用于有针对性地针对特定的应用，在车辆1内的能量存储器7；7a、7b与电能网络30和/或另外的车辆100之间经由固定不动的电能提供设备EV(即架空线路32或车道线路34或充电站36)来交换电能E，或者经由直接连接部来交换电能。由此可以由车辆运营商2在行驶期间或静止时引起电能服务工作DL。
电能服务工作DL在此例如被理解为，车辆1让其能量存储器7；7a、7b待命，以便从电能用户EA，例如从电能网络30或直接从另外车辆100接收电能E，或者将电能E送出给这种电能用户EA或者给这种电能用户提供电能E。所提供的电能E然后例如可以经由直接连接部(充电电缆5e)或间接经由固定不动的电能提供设备(32、34、36)用于对另外的车辆100的充电，另外的车辆100同样可以与固定不动的电能提供设备EV耦联。然而，所提供的电能E也可以被用于当由于有许多从电能网络30抽取电能E的另外的车辆100而造成过载时对电能网络30进行稳定化。
如果其他电能用户EA有多余的电能E，这些电能本身无法在经济意义下使用并且因而应当“保存”或存储在其他位置，例如存储在车辆1的能量存储器7；7a、7b内，则例如可以设置通过在车辆1内的能量存储器7；7a、7b来接收电能E。这例如也包含：电能网络30欠载，也就是说储备了“太多”电能E，从而通过从电能网络30接收电能E可以平衡电能网络30的负荷L的波动，进而可以提供稳定的处于均衡的电能网络30。
对这些能由车辆运营商2提供的电能服务工作DL补充地，电网运营商33也可以让其固定不动的电能提供设备EV待命，以便在需要时在车辆1正常运行中提供电能E用于对能量存储器7；7a、7b的充电或者用于进行驱动支持。然而这在本发明意义下不是由车辆运营商2提供的电能服务工作DL，而是电网运营商33方面的与此无关的电能提供服务工作。
在此，电能服务工作DL原则上可以在车辆1的任意行驶状态下引起，只要电能服务工作DL不影响车辆1的各自(当前或未来)的行驶状态即可。如果车辆1通过能量存储器7；7a、7b被电动驱动，则能量存储器7；7a、7b可以与车辆1的驱动状态无关地接收来自电能网络30的电能E或者将多余的电能E送出至电能网络30中以用于稳定和/或用于给与电能网络30联接的另外的车辆100提供电能E，以便引起电能服务工作DL，而并不因此影响行驶运行。
如果车辆1进行制动并由此而存在再生功率或制动能量EB，则各自的能量存储器7；7a、7b可以完全接收这些制动能量EB，或者各自的能量存储器7；7a、7b仅接收其中一部分制动能量EB并且将剩余的送出至电能网络30中，或者将整体通过再生转化的制动能量EB送出至电能网络30中。补充地可以在此情况下将附加存储的电能E从各自的能量存储器7；7a、7b送出至电能网络30中。
此外，在车辆1静止状态下当存在多余电能E时，例如这是因为在行驶中已接收了足够的制动能量EB并且充满的能量存储器7；7a、7b对于未来继续行驶不是强制必要的，则经由各自的固定不动的电能提供设备EV或经由直接的连接部将电能E提供给其他电能用户EA。然而，这一情况应该仅进行直至例如20％的固定的剩余充电电量KR，以便可以确保车辆1继续可靠地行驶直到下一次的充电可能。
根据图3可以通过如下步骤确保引起电能服务工作DL：
首先，在起始步骤ST0中通过处理单元13识别通过车辆运营商2发出的引起电能服务工作DL的请求AF。这例如可以通过如下方式进行，即，由能量提取器EA主动建立与车辆1内的各自的能量提取器5的接触(机械、感应式的)。替选或补充地，请求信号SA也可以无线地(例如通过5G或WLAN、LoraWAN等)，或者有线地，(例如经由PLC(Power-Line-Communication(电力线通信))或经由充电电缆5e内的通信线路转发给处理单元13。请求信号SA包含用于引起电能服务工作DL的相应请求AF。处理单元13为此具有通信单元15，经由通信单元可以无线或有线地交换不同信号。然后，在处理单元13中进行如下检查，即，是否可以交换电能E：
首先，在第一步骤ST1中检查，是否已给予授权利用FG。这包含电网运营商授权利用FG33(ST1.1；ST1.3)和/或车辆运营商授权利用FG2(ST1.2)，它们两者可以彼此相互关联。取决于此地，在第二步骤ST2中，经由处理单元13，即外部的处理单元(13E)或车辆1内的中央处理单元(13Z)，产生并输出针对牵引车1a和/或挂车1b的耦合信号SK；SKa、SKb，以便建立电连接并进而能够实现电能E的交换。这可以视所给予的授权利用FG；FG33、FG2而定也包含：车辆1内的两个能量存储器7a、7b的其中一个与电能网络30或另外的车辆100相连。在第三步骤ST3中，接着发生电能交换，其中，视给予的授权利用FG；FG33、FG2而定，朝向各自的电能传输方向R1、R2传输电能E，以便引起各自的电能服务工作DL。
在此，这些步骤连续运行，从而使得电能交换即使在撤销或更改授权利用FG；FG33；FG2时也可以进行匹配，以便例如对电能网络30的负荷L方面的波动和/或对各自的能量存储器7；7a、7b的能量存储器状态S7的变化和/或对变化的电能价格P做出反应。
由电能网络30的电网运营商33给予的电网运营商授权利用FG33可以如已述那样根据第一子步骤ST1.1取决于电能网络30的负荷L地来进行。如果因为有许多车辆经由架空线路32或车道线路34或充电站36接收电能E，使得电能网络30明显负荷饱满或者具有较高的负荷Lh，那么这将导致电网频率f30降低。因为电网频率f30应当位于所给出的频带fB之内，所以电网运营商33可以对此做出反应，即，在电能服务工作DL范围内至少针对一些车辆暂时仅针对第二电能传输方向R2给予电网运营商授权利用FG33。另一方面可能存在较低的电能网络30的负荷Lg，这是因为仅少量车辆接收电能E，并且可能有大量车辆将电能E馈送至电能网络30中。这将导致电网频率f30上升。为了使电网频率f30也在此保持在预定的频带fB之内，所以电网运营商33可以对此做出反应，即，在电能服务工作DL范围内至少针对一些车辆暂时仅针对第一电能传输方向R1给予电网运营商授权利用FG33。
因而可以经由电网运营商授权利用FG33规定，车辆1仅允许将来自其能量存储器7；7a、7b的电能E馈送至电能网络30中或者仅允许将来自电能网络30的电能E用于对能量存储器7；7a、7b的充电，以补偿电能网络30的较高或较低负荷Lh、Lg。在此情况下也建议车辆1或车辆运营商2引起相应的电能服务工作DL，以便确保电能网络30的持久稳定。这首先不取决于，在车辆1内是否有足够的电能E可用或者车辆1实际是否需要电能E。是否履行或拒绝电能服务工作DL，可以随后由车辆运营商2自己决定，这在后面还将进一步阐述(参见子步骤ST1.2)。补充地，在该电能服务工作DL范围内被接收到能量存储器7；7a、7b中的电能E也可以由车辆1在正常运行时自身使用。
在此，取决于负荷L地朝各自的电能传输方向R1、R2有效的电网运营商授权利用FG33可以经由授权利用信号SF，优选无线地(例如通过5G或WLAN、LoraWAN等)或有线地(例如经由PLC或经由充电电缆5e内的通信线路地)报告给外部或车辆内部的处理单元13E；13Z内的通信单元15。取决于此，随后外部或车辆内部的处理单元13E；13Z可以决定，是否在第二步骤ST2中产生和输出针对牵引车1a和/或挂车1b内的各自的电切换设备11；11a、11b的耦合信号SK；SKa、SKb，以便可以引起电能服务工作DL。视电网运营商授权利用FG33的类型而定，也可以进行仅在牵引车1a或挂车1b内的各自的电切换设备11；11a、11b的有选择的转换。
原则上，车辆1或者说外部或车辆内部的处理单元13E；13Z也可以独立推断出，是否存在电网运营商授权利用FG33。为此可以设置的是，例如从车辆1经由各自的能量提取器5(机械、感应式的)连续测量电网频率f30。另一方面，电网运营商33也可能将电网频率f30连续转发给车辆1。各自的处理单元13E；13Z可以据此规定，电网频率f30是否从例如50Hz的中心频率fM出发向上或向下偏离并且在此是否位于频带fB之内，其中，中心频率fM和频带fB同样可以由电网运营商33传达。如已述随之直接产生负荷L。取决于此，可以在外部或车辆内部的处理单元13E；13Z中规定，更可能朝哪个电能传输方向R1、R2应当存在电网运营商授权利用FG33(Lh:fB<fM：馈电模式，Lg:fB>fM：充电模式)。取决于此，各自的处理单元13E；13Z又可以决定，在第二步骤ST2是否输出并输送哪个耦合信号SK；SKa、SKb。
通过车辆1的车辆运营商2进行对车辆运营商授权利用FG2的给予，如已述，根据第二子步骤ST1.2尤其是取决于电能价格P和/或取决于能量存储器7；7a、7b的存储器状态S7。在此，存储器状态S7说明，各自的能量存储器7；7a、7b处于何种状态，而电能价格P反映了针对特定的电能服务工作DL的成本。在此，电能价格P针对车辆特定地或者针对存储器特定地在各自的车辆1的处理单元13内的成本核算模块50中获知。成本核算模块50例如是各自的处理单元13的子单元，例如是软件S的子程序UP。
经由成本核算模块50的相应的解释，使得车辆运营商2可以规定，在何种价格或经济条件下，该车辆运营商希望通过从电能用户EA(30、100)接收电能E至各自的能量存储器7；7a、7b或从各自的能量存储器向电能用户输出电能来引起电能服务工作DL，并因而在何种价格或经济条件下，该车辆运营商最终给予车辆运营商授权利用FG2。在此这如下适用于两个电能传输方向R1、R2：
为了针对每个能量存储器7；7a、7b表征存储器状态S7，首先可以获知状态系数F；Fa(牵引车状态系数)，Fb(挂车状态系数)，该状态系数如随后阐述的那样取决于存在馈电模式还是充电模式来获知，即，取决于在电能服务工作DL范围内是应当送出电能E还是应当接收电能来获知。首先据此得出，各自的能量存储器7；7a、7b的退化状态DEG；DEGa(牵引车退化状态)，DEGb(挂车退化状态)以及充电状态Z；Za、Zb是否允许，电能E在馈电模式下例如可以送出至电能网络30中并且在充电模式可以接收到各自的能量存储器7；7a、7b内。在此，状态系数F；Fa、Fb如下确定：
首先，车辆1内的状态监控器17检测能量存储器7的充电状态Z，即牵引车能量存储器7a的牵引车充电状态Za或挂车能量存储器7b的挂车充电状态Zb。据此可以获知电流接收充电状态值ZW1，该电流接收充电状态值可以介于0(空或0％)至1(满或100％)之间，并且可以获知电流送出充电状态值ZW2，该电流送出充电状态值可以介于0(满或100％)至1(空或0％)之间。通过分成电流接收充电状态值和电流送出充电状态值ZW1、ZW2考虑到，在电流接收(第一电能传输方向R1，充电模式)情况下的满能量存储器7；7a、7b与在电流送出(第二电能传输方向R2，馈电模式)情况下的满能量存储器7；7a、7b相比，尤其关于由此得到的电能价格P方面要做不同分析。这通过相应反向加权来反映。
此外，由状态监控器17监控尤其在充电和放电过程中的能量存储器7的存储器温度T，即，牵引车能量存储器7a的牵引车存储器温度Ta和挂车能量存储器7b的挂车存储器温度Tb。由此获知温度状态值TW，该温度状态值可以假定为0(例如，T＝30℃)和1(例如，T>＝80℃和T<-20℃)之间的数值，其中，针对T>80℃和T<-20℃假定的是，各自的能量存储器7；7a、7b不再最佳地工作(磨损增大且缺陷敏感度增强)，并且其在T＝30℃时功能最佳。
此外，由状态监控器17获知能量存储器7的充电和放电表现V，即，牵引车能量存储器7a的牵引车充电和放电表现Va以及挂车能量存储器7b的挂车充电和放电表现Vb，例如经由在充电或放电时各自的能量存储器7；7a、7b的电流变化、电压变化或电阻变化来获知。经此可以说明各自的能量存储器7；7a、7b的退化状态DEG；DEGa，DEGb。
在此，状态监控器17以任意方式与处理单元13相连，优选经由通信单元15相连，以便将分别获知的数值(影响退化状态DEG；DEGa、DEGb)经由状态信号SZ可以无线地(例如通过5G或WLAN、LoraWAN等)或有线地(例如经由PLC或经由充电电缆5e内的通信线路)输送给处理单元13用于进一步处理。
此外，由处理单元13经由状态信号SZ读取各自的能量存储器7；7a、7b的循环稳定性Y；Ya(牵引车循环稳定性)；Yb(挂车循环稳定性)，循环稳定性说明了在剩余电量低于80％的数值之前，各自的能量存储器7；7a、7b可以怎样频繁充电和放电。属于其中一个循环稳定性Y；Ya、Yb的循环稳定性值YW可以介于0(高循环稳定性，例如>10,000次充电/放电循环)和1(低循环稳定性Y，例如<1,000此充电/放电循环)之间。此外可以经由状态信号SZ读取能量存储器7的存储器寿命A，即牵引车能量存储器7a的牵引车存储器寿命Aa和挂车能量存储器7b的挂车存储器寿命Ab。由此可以推断出，各自的能量存储器7；7a、7b已经多旧了。影响存储器状态S7的另外的参量也可以经由状态信号SZ被处理单元13经由通信单元15读入，例如是环境温度TU或牵引车电压U1a和/或挂车电压U1b。
状态系数F；Fa、Fb可以在处理单元13中利用这些参量例如经由如下公式计算：
F＝(w1*(w2*YW+w3*TW+w4*C(V,A,U1a,U2a,TU))+(w5*(ZW1；
ZW2))，
其中，参量YW、TW和C表征了各自的能量存储器7；7a、7b的退化状态DEG；DEGa、DEGb并且在数值“C”中收集了可能影响退化状态DEG；DEGa、DEGb的不同的影响系数V、A、U1a、U2a、
TU。在影响系数C中还可以考虑到，是否存在充电模式或馈电模式，即，朝向哪个电能传输方向R1、R2在电能服务工作DL范围内地传输电能E。
“w1”相应表示针对各自的能量存储器7；7a、7b的退化状态DEG；
DEGa、DEGb的权重，并且“w5”表示针对各自的能量存储器7；7a、
7b的充电状态Z；Za、Zb的权重，其中，视电能传输方向R1、R2而定，应用各自的能量存储器7；7a、7b的电流接收充电状态值或电流送出充电状态值ZW1、ZW2，其中，“w1”和“w5”例如分别可以是
0.5，从而退化状态DEG；DEGa、DEGb和充电状态Z(ZW1或ZW2)对状态系数F影响相同。“w2”相应表示针对各自的能量存储器7；
7a、7b的循环稳定性Y；Ya、Yb的权重，“w3”表示针对各自的能量存储器7；7a、7b的存储器温度T；Ta、Tb的权重，并且“w4”表示针对另外的影响系数“C”的权重。
状态系数F；Fa、Fb可以针对每个能量存储器7；7a、7b进行确定，其中，各个数值YW、TW、C取决于各自的能量存储器7；7a、
7b的类型地进行独特加权，其中，应当适用于：w2+w3+w4＝1和
w1+w5＝1。
如此获知的状态系数F；Fa、Fb可以假定介于0至1之间的数值。
在此，状态系数F；Fa、Fb
为1表达了在馈电模式(第二电能传输方向R2，电流送出充电状态值ZW2)下，各自的能量存储器7；7a、7b未准备就绪(已放电和/或已退化)，而状态系数F；Fa、Fb为0在馈电模式(第二电能传输方向R2，电流送出充电状态值ZW2)下说明了，各自的能量存储器7；7a、7b是新的(未退化)并且100％充电，并因而已准备就绪。中间值相应由部分放电和/或部分退化得出。取决于表征存储器状态S7的状态系数F；Fa、Fb地，可以由处理单元13针对电流送出/馈送或电流送出充电状态值ZW2来判断，是否有必要将电能E从各自的能量存储器7；7a、7b馈送至电能网络30中或者通常将电能E送出至各自的电能用户EA(30、100)以引起电能服务工作DL。
相应地，在电流接收充电状态值ZW1相对于电流送出充电状态值ZW2反向加权的情况下，状态系数F；Fa、Fb为1在充电模式(第一电能传输方向R1，电流接收充电状态值ZW1)表达，各自的能量存储器7；7a、7b未准备就绪(完全充电和/或退化)，而状态系数F；Fa、Fb为0在充电模式(第一电能传输方向R1，电流接收充电状态值ZW1)下表达，各自的能量存储器7；7a、7b是新的(未退化)并且完全放电，并因而已准备就绪。取决于状态系数F；Fa、Fb地，可以由处理单元13针对电流接收或电流接收充电状态值ZW1判断，从电能网络30接收电能E或者通常将电能E从各自的电能用户EA(30、100)输出至各自的能量存储器7；7a、7b以引起各自的电能服务工作DL是否有意义。
如果能量存储器7；7a、7b例如已经快充满，在考虑电流接收充电状态值ZW1情况下这相应于较高的状态系数F；Fa、Fb，则从电能用户EA(30、100)接收(充电模式)另外的电能E是无意义的。在能量存储器7；7a、7b低电量情况下，送出电能E(馈电模式)同样很少有意义，在考虑电流送出充电状态值ZW2情况下这相应于较高的状态系数F；Fa、Fb，其中，也应当考虑到，车辆1必要时自身在不久的将来是否可能需要电能E。相应地，可以取决于表征各自的能量存储器状态S7的各自的状态系数F；Fa、Fb地有选择地针对一个或两个能量存储器7；7a、7b朝向各自的电能传输方向R1、R2给予或不给予针对电能传输的车辆运营商授权利用FG2，以便是否给予各自的电能服务工作DL还是不给予。
根据具有ZW1或ZW2的状态系数F；Fa、Fb，除了确定存储器状态S7之外还在处理单元13的成本核算模块50内推断出，在馈电模式下送出或在充电模式下接收电能E从经济角度来看是否有意义以及何时是有意义的。在考虑这一点的情况下，各自的能量存储器7；7a、7b的退化状态DEG；DEGa、DEGb也是至关重要的，其随着每次充电和放电过程进步，从而使得各自的能量存储器7；7a、7b的货币价值下降。此外，充电和放电过程的速度性影响了各自的能量存储器7；7a、7b的退化状态DEG；DEGa、DEGb。所引起的电能服务工作DL本身在没有利用电能E来运行车辆情况下，由于能量存储器7；7a、7b的价值降低而对于车辆运营商2来说具有成本劣势。
为了考虑到这一点，通过成本核算模块50来设定车辆运营商2传输每kWh(千瓦时)至少应当要求的电能价格P，因而当车辆运营商2引起电能服务工作DL时，则该电能服务工作DL(例如补偿电能网络30的负荷L或对另外的车辆100进行充电)会对该车辆运营商带来回报。取决于该电能价格P地，车辆运营商2于是可以给予车辆运营商授权利用FG2，只要各自的电能用户EA已通过相应授权利用FG33、FG101同意该电能价格P即可。
在此，电能价格P可以由各自的能量存储器7；7a、7b的购置成本以及与此相关的折旧组成，其中，为了估计价值降低补充地还可以考虑能量存储器7；7a、7b的退化状态DEG；DEGa、DEGb。在此，车辆运营商2可以直接规定用于交换电能E的固定的电能价格P或者动态匹配电能价格P。
在此，动态匹配可以根据具有ZW1或ZW2的状态系数F；Fa、Fb视电能传输方向R1、R2而定地来推导，这是因为该状态系数通经由说明退化状态DEG；DEGa、DEGb的参量YW、TW、C也包含了各自的能量存储器7；7a、7b的价值下降的程度。此外，充电状态Z；Za、Zb对于所建议的电能价格P也是至关重要的，这是因为由于价值下降原因以及由于自用，使得从满能量存储器7；7a、7b中提取与从半满能量存储器7；7a、7b中提取相比更有利。因而可以针对电能价格P设定以下公式，车辆运营商2将该公式保存在成本核算模块50中：
P1＝PE×(1–F(ZW1))或P2＝PE×(1+F(ZW2))，
其中，PE是当前存在的电能E的购买价格，例如30欧分/1kWh，P1是接收电能价格，P2是送出电能价格。区别是，车辆1是从各自的电能用户EA(30、100)接收电能E(接收电能价格P1)还是从其能量存储器7；7a、7b送出电能E给各自的电能用户EA(30、100)(输出电能价格P2)。在此，经由各自的充电状态值ZW1、ZW2考虑到，例如在满载能量存储器7；7a、7a中进一步接收电能E与在满载能量存储器7；7a、7b中送出电能E相比更贵。车辆1的车辆运营商2也可以规定另外的参数并且进而相应加权购买价格PE，其中，这通过在成本核算模块50中对电能价格P(P1、P2)的上述公式的相应匹配来实现。
接收与送出之间的价格差由如下得到，即，当从能量存储器7；7a、7b传输电能E至电能网络30时一方面提供其他车辆(可以)使用的且这些车辆相应也向电网运营商33付费的电能E，另一方面也引起电能服务工作DL(例如稳定电能网络30，馈送附加所需的电能E)。当从电能网络30或从另外的车辆100接收电能E时，电能服务工作DL相应抵消购买价格PE。在此，状态系数F；Fa、Fb的影响也相应以不同方式加权。
在此，电能价格P可以由成本核算模块50连续结合被状态监控器17或经由状态信号SZ输出给处理单元13的参量更新，例如结合充电和放电表现V；Va、Vb进行更新。这确保了，例如在快速放电过程中(例如超过50kW)，电能价格P与缓慢放电过程时(例如低于50kW)相比更高，从而防止由于能量存储器7；7a、7b的退化状态DEG；DEGa、DEGb进展的更快导致各自能量存储器7；7a、7b的放电与通过各自的电能服务工作DL采用的放电更贵。此外，存储器寿命A；Aa、Ab也可能影响电能价格P，其中，更旧的已经折旧的能量存储器7；7a、7b的退化状态DEG；DEGa、DEGb对其价值降低已经没有更多影响，从而可以应用更低的电能价格P。
充电状态Z；Za、Zb自身也可以有影响，这是因为车辆运营商2在高电池电量时与在低电池电量时相比更愿意送出电能E，这也是因为各自能量存储器7；7、7b的充电状态Z；Za、Zb应当优化保持在40％～80％，以避免退化状态DEG快速进展。此外，也应当保留例如20％的剩余充电电量KR，以便未来能自己继续行驶。这相应以颠倒方式适用于电能E的接收，其中，在例如低于40％的低电池电量情况下与在例如>80％的高电池电量情况下相比，用于接收的待命程度更高，其中，更高/更低的待命程度相应在更低/更高电能价格P中反映出来。经由相应更高的电能价格P也可以考虑到，在充电或放电过程期间在当前存储器温度T；Ta、Tb过高时能量存储器7；7a、7b的退化状态DEG受损更快。
车辆运营商2给予相应车辆运营商授权利用FG2以履行在成本核算模块50内连续计算的各自电能价格P时的电能服务工作DL。电能价格P可以为此经由通信单元15无线地(例如通过5G或WLAN、LoraWAN等)或有线地(例如经由PLC或经由充电电缆5e内的通信线路)转发给各自的电能用户EA。补充地，也可以告知电能用户EA包含在状态信号SZ内的各个参量，从而使得电能用户必要时自己也可以更好地了解电能价格P。
各自的电能用户EA，例如电网运营商33然后可以取决于所转发的电能价格P来维持其电网运营商授权利用FG33，或者如果电能价格P对其而言例如过高的话，又再次将其收回。另外的车辆100的车辆运营商101作为电能用户EA，如果其想使用或不想使用在预给定电能价格P时的电能服务工作DL也可以给予或拒绝相应用户授权利用FG101。结合各自的与价格相关进行给予的授权利用FG2、FG33、FG101，处理单元13可以在第二步骤ST2产生用于牵引车1a和/或挂车1b内的各自的电切换设备11；11a、11b的耦合信号SK；SKa、SKb，并将其无线或有线输出给切换设备11；11a、11b，从而可以相对于各自的电能用户EA(30、100)引起电能服务工作DL。
在第三子步骤ST1.3可以与引起电能服务工作DL并行或者取而代之地也给予电网运营商授权利用FG33，其用于给车辆1内的各自的能量存储器7；7a、7b充电，从而可以由电能网络30提供电能E以电动驱动处于正常运行中的车辆1。如果车辆1需要来自架空线路32或车道线路34或充电站36或通常来自电能网络30的电能E，则当为此存在电网运营商授权利用FG33时，该车辆可以从电能网络30获取电能E。在此，例如可以取决于电能网络30的负荷L给予电网运营商授权利用FG33。此外，电网运营商授权利用FG33也可以与电网运营商33在此情况下所规定的电能价格P关联。因为车辆运营商2主动请求电能E并且电网运营商33提供该电能E，所以各自的能量存储器7；7a、7b的退化状态DEG；DEGa、DEGb在此情况下对于电能价格P的获知不起任何作用。
在正常运行下给予电网运营商授权利用FG33可以在此情况下也考虑到，车辆1自身过去是否将来自各自的能量存储器7；7a、7b经由架空线路32或车道线路34或充电站36的电能E馈送至电能网络30中并因此来自能量存储器的电能E也已提供用于其他车辆，以稳定电能网络30。因此，车辆1可以通过在过去引起的电能服务工作DL在一定程度上获得随后在正常运行时可以使用的“电能存款”，以便从电能网络30获得用于驱动的电能。因而，通过车辆运营商2引起电能服务工作DL和车辆1的正常运行原则上彼此分开进行，然而可以至少暂时也彼此并行进行。
接着，在第三步骤ST3中，视尤其是与价格相关进行给予的授权利用FG；FG33、FG2、FG101而定地以及进而视电切换设备11；11a、11b的调整而定地，要么接收要么送出电能E，以便引起各自的电能服务工作DL和/或在正常运行中获得用于驱动车辆1的电能E。在此，尤其至关重要的是，朝向哪个电能传输方向R1、R2已给予授权利用FG；FG33、FG2；FG101。
利用本发明方法确保，将车辆1(无论牵引车1a或挂车1b或者两者)内的自由能量存储器容量在某些条件下、尤其取决于成本核算模块50中规定的电能价格P地作为缓冲提供给电能网络30和/或另外的车辆100并且进而引起电能服务工作DL。因此可以改进固定不动的电能提供设备EV，即架空线路32或车道线路34或充电站36与现有电网基础设施的整合度，并能够实现简化运行。在此，不仅当车辆1正在制动并由此产生多余制动能量EB时，进行电能E至电能网络30的馈送，而且当车辆1内的能量存储器7；7a、7b中刚好存在足够电能E并且从经济角度出发可以提供该电能时，也总是如此。如果例如架空线路32或车道线路34被设立或安装在山区车道4上，则车辆1可以利用其能量存储器7；7a、7b内的多余电能E给爬坡行驶的车辆1提供支持，而在此无需自己制动。
为此可以利用来自能量存储器7；7a、7b的已携带的电能E并且补充地也利用在下坡行驶时产生的制动能量EB。也就是，完全能想到的是，在车辆1无需经由能量存储器7；7a、7b提供驱动支持，然而能量存储器7；7a、7b已是充满电因而使得本身无法利用附加产生的制动能量EB的时刻，可以向电能网络30馈电。该多余的电能E相应地可以提供给电能网络30。然而在车辆1静止时，也可以将多余电能E经由直接连接部或经由充电站36提供给车辆100或电能网络30。
在此，车辆1内的所述部件与车辆1的驱动类型B(纯电动1E或混合动力1H)无关。如果车辆1例如纯电动运行，则与例如在混合动力车辆1H情况下相比，能量存储器7；7a、7b很可能大得多。在此，混合动力车辆1H附加有可能的是，在第一子步骤ST1.1或第三子步骤ST1.3中，当电能网络30基于过高需求而过载时(电网频率f30<<中心频率fM)，则朝向第一电能传输方向R1(30＝>7)的电网运营商授权利用FG33可选地针对该驱动类型B被撤回。以此方式，使得个别车辆1可以再次与电能网络30脱离，从而使得它们必须利用传统驱动装置继续行驶和/或只能将电能E馈送至电能网络30。由此可以再次稳定电能网络30。
如果混合动力车辆1H脱离之后电能需求仍然过高，则针对其能量存储器7；7a、7b具有超过极限充电状态ZT和/或其状态系数F；Fa、Fb超过极限状态系数FT的充电状态Z；Za、Zb的纯电动驱动车辆1E，也撤回朝向第一电能传输方向R1的电网运营商授权利用FG33。该车辆1于是相应与电能网络30脱离，这是因为它们也能自己前行。这些纯电动运行的车辆1可以决定，为稳定电能网络30而引起电能服务工作DL并将来自能量存储器7；7a、7b的电能E朝向第二电能传输方向R2馈送至电能网络30。
因而，电网运营商授权利用FG33也可以取决于驱动类型B和/或取决于各自的车辆1的充电状态Z；Za、Zb地来给予并且必要时事后再次撤回。
附图标记列表
1 车辆
1a 牵引车
1b 挂车
1E 全电动驱动的车辆
1H 混合动力车辆
2 车辆运营商
3 电能传输系统
4 车道
5 能量提取器
5a 牵引车滑轨
5b 挂车滑轨
5c 感应式的能量提取器
5d 耦合器
5e 充电电缆
7 能量存储器
7a 牵引车能量存储器
7b 挂车能量存储器
9 换能器装置
9a 牵引车换能器装置
9b 挂车换能器装置
11 电切换设备
11a 牵引车电切换设备
11b 挂车电切换设备
13 处理单元
13E 外部的处理单元
13Z 中央的处理单元
15 通信单元
17 状态监控器
30 电网
31 电网配电器
32 架空线路
33 电网运营商
34 车道线路
36 充电站
50 成本核算模块
100 另外的车辆
101 另外的车辆运营商
A 能量存储器7的存储器寿命
Aa 牵引车存储器寿命
Ab 挂车存储器寿命
AF 引起电能服务工作DL的请求
B 驱动类型
C 影响系数
DEG 能量存储器的退化状态
DEGa 牵引车退化状态
DEGb 挂车退化状态
DL 电能服务工作
E 电能
EA 电能用户
EB 制动能量
EV 固定不动的电能提供设备
f30 电网频率
fB 频带
fM 中心频率
F 能量存储器7的状态系数
Fa 牵引车状态系数
Fb 挂车状态系数
FG 授权利用
FG2 车辆运营商授权利用
FG33 电网运营商授权利用
FG101用户授权利用
FT 极限状态系数
KR 剩余充电电量
L 负荷
Lg 低负荷
Lh 高负荷
P 电能价格
P1 接收电能价格
P2 送出电能价格
PE 购买价格
R1 第一电能传输方向
R2 第二电能传输方向
S 软件
S7 存储器状态
SA 请求信号
SF 授权利用信号
SK 耦合信号
SKa 牵引车耦合信号
SKb 挂车耦合信号
SZ 状态信号
T 存储器温度
Ta 牵引车存储器温度
Tb 挂车存储器温度
TU 环境温度
TW 温度状态值
U1a 牵引车电压
U1b 挂车电压
U30 电网电压
UP 子程序
V 能量存储器7的充电和放电表现
Va 牵引车充电和放电表现
Vb 挂车充电和放电表现
w1、w2、w3、w4、w5 加权系数
Y 循环稳定性
Ya 牵引车循环稳定性
Yb 挂车循环稳定性
YW循环稳定性值
Z 能量存储器7的充电状态
Za 牵引车充电状态
Zb 挂车充电状态
ZT 极限充电状态
ZW1 电流接收充电状态值
ZW2 电流送出充电状态值
ST0、ST1、ST1.1、ST1.2、ST1.3、ST2、ST3 方法的步骤

Claims (20)

1.用于在车辆运营商(2)的车辆(1)内的至少一个能量存储器(7)与电能用户(EA)之间交换电能(E)的方法，其中，所述至少一个能量存储器(7)被构造成持久存储电能(E)，并且所述至少一个能量存储器(7)与所述电能用户(EA)之间能够构成电连接，以便交换电能(E)，
其特征在于，
朝向第一电能传输方向(R1)进行从所述电能用户(EA)至所述车辆(1)的至少一个能量存储器(7)的电能(E)交换，或者朝向第二电能传输方向(R2)进行从所述车辆(1)的至少一个能量存储器(7)至所述电能用户(EA)的电能(E)交换，以便通过所述车辆运营商(2)引起电能服务工作(DL)，其中，电能(E)的交换取决于由所述车辆运营商(2)规定的针对电能服务工作(DL)的电能价格(P)来进行，其中，所述电能价格(P)根据所述至少一个能量存储器(7)的存储器状态(S7)来获知。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电能价格(P)取决于电能(E)是朝向所述第一电能传输方向(R1)传输还是朝向所述第二电能传输方向(R2)传输以引起电能服务工作(DL)来规定。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，针对所述电能服务工作(DL)的电能价格(P)包含接收电能价格(P1)和/或送出电能价格(P2)，其中，
-所述接收电能价格(P1)说明电能(E)朝向所述第一电能传输方向(R1)传输的电能价格(P)，和并且
-所述输出电能价格(P2)说明电能(E)朝向所述第二电能传输方向(R2)传输的电能价格(P)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，针对所述电能服务工作(DL)的电能价格(P)与电能(E)的状态系数(F)和/或购买价格(PE)有关，其中，针对所述接收电能价格(P1)优选适用的是：P1＝PE×(1–F)，并且所述输出电能价格(P2)优选适用的是：P2＝PE×(1+F)，其中，所述状态系数(F)表征各自的能量存储器(7)的当前存储器状态(S7)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述状态系数(F)取决于所述至少一个能量存储器(7)的退化状态(DEG)和/或所述至少一个能量存储器(7)的充电状态(Z)形成，其中，对所述退化状态(DEG)和所述充电状态(Z)加权以用于获知所述状态系数(F)而所述充电状态(Z)取决于电能传输方向(R1、R2)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少一个能量存储器(7)的退化状态(DEG)根据从由如下参量构成的组中选出的至少一个参量获知：存储器温度(T)、充电和放电表现(V)、循环稳定性(Y)、存储器寿命(A)、环境温度(TU)、牵引车电压(U1a)、挂车电压(U1b)，
其中，所述参量取决于所应用的能量存储器(7)地被不同加权以用于获知所述退化状态(DEG)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，给每个能量存储器(7；7a、7b)配属有自己的电能价格(P)和/或存储器状态(S7)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，静态或动态地确定所述存储器状态(S7)和/或所述电能服务工作(DL)的电能价格(P)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，取决于与所述至少一个能量存储器(7)相配属的存储器状态(S7)和/或由所述车辆运营商(2)规定的针对电能服务工作(DL)的电能价格(P)地产生和输出耦合信号(SK)，其中，取决于所述耦合信号(SK)地构成在车辆(1)上的所述至少一个能量存储器(7)和与所述电能用户(EA)相连的能量提取器(5)之间的电的连接(ST2)，优选经由所述车辆(1)内的切换设备(11)来实现。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述耦合信号(SK)在所述车辆(1)内产生，或在所述车辆(1)之外产生并且无线或有线地传输至所述车辆(1)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在经由架空线路(32)或车道线路(34)或充电站(36)或充电电缆(5e)构成电的连接的情况下，在所述至少一个能量存储器(7)与所述电能用户(EA)之间交换电能(E)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述电能服务工作(DL)包含：补偿作为电能用户(EA)的电能网络(30)的负荷(L)和/或提供电能(E)以支持作为电能用户(EA)的另外的车辆(100)和/或储存电能用户(EA)的多余电能(E)。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述电能网络(30)的负荷(L)能够位于高负荷(Lh)与低负荷(Lg)之间，
其中，在所述电能网络(30)的高负荷(Lh)的情况下朝向所述第二电能传输方向(R2)进行电能(E)的交换，在所述电能网络(30)的低负荷(Lg)情况下朝向所述第一电能传输方向(R1)进行电能(E)的交换，以便补偿所述电能网络(30)的高负荷(Lh)或低负荷(Lg)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，获知是否存在通过电能用户(EA)的授权利用(FG)，其中，所述授权利用(FG)说明，各自的电能用户(EA)为了引起电能服务工作(DL)是否允许，选择性地朝向所述第一电能传输方向(R1)和/或第二电能传输方向(R2)传输电能(E)(ST1、ST1.1、ST1.3)，
其中，通过所述电能用户(EA)的授权利用(FG)取决于从由如下特性构成的组中选出的至少一个特性来给予：
所述车辆(1)的车辆类型(B)、所述电能用户(EA)的负荷(L)、与各自的能量存储器(7)相配属的存储器状态(S7)和/或由所述车辆运营商(2)规定的所述电能服务工作(DL)的电能价格(P)。
15.用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的处理单元(13)，其特征在于，所述处理单元(13)被构造成以如下方式产生和输出耦合信号(SK)，即，能够构成车辆(1)内的至少一个能量存储器(7)与电能用户(EA)之间的电连接，从而实现朝向第一电能传输方向(R1)从电能用户(EA)至所述车辆(1)的至少一个能量存储器(7)的电能(E)交换，或者朝向第二电能传输方向(R2)从所述车辆(1)的所述至少一个能量存储器(7)至电能用户(EA)的电能(E)交换，以用于通过所述车辆运营商(2)引起电能服务工作(DL)，
其中，所述处理单元(13)被构造成取决于针对电能服务工作(DL)规定的电能价格(P)产生耦合信号(SK)，其中，所述处理单元(13)为此具有成本核算模块(50)，其中，所述成本核算模块(50)被构造成取决于所述至少一个能量存储器(7)的存储器状态(S7)获知针对所述电能服务工作(DL)的电能价格(P)。
16.根据权利要求15所述的处理单元(13)，其特征在于，所述处理单元(13)具有通信单元(15)，其中，所述处理单元(13)能够经由所述通信单元(15)传输电能价格(P)给所述至少一个电能用户(EA)，和/或电能用户(EA)经由所述通信单元(15)能够向所述处理单元(13)转发，是否通过电能用户(EA)给予授权利用(FG)，其中，所述授权利用(FG)说明，各自的电能用户(EA)为了引起电能服务工作(DL)是否允许选择性地朝向所述第一电能传输方向(R1)和/或第二电能传输方向(R2)以所规定的电能价格(P)传输电能(E)。
17.车辆(1)、尤其是商用车辆，其中，所述车辆(1)具有至少一个电切换设备(11)、至少一个能量存储器(7)以及至少一个能够与所述能量存储器相连的能量提取器(5)，其中，所述能量提取器(5)被构造成在引起电能服务工作(DL)范围内与电能用户(EA)耦合，
其中，所述能量存储器(7)被构造成持久存储电能(E)，并且
其中，所述电切换设备(11)被构造成取决于由根据权利要求15或16所述的处理单元(13)输出的耦合信号(SK)地在所述至少一个能量存储器(7)与所述能量提取器(5)之间形成电连接，以便能够实现取决于所述车辆运营商(2)规定的针对电能服务工作(DL)的电能价格(P)地在所述至少一个能量存储器(7)与能耦联的电能用户(EA)之间进行电能(E)交换，其中，所述电能价格(P)取决于所述至少一个能量存储器(7)的存储器状态(S7)来规定。
18.根据权利要求17所述的车辆(1)，其特征在于，所述耦合信号(SK)能由车辆内部的处理单元(13Z)产生和输出，或者能由外部的处理单元(13E)无线或有线地传输至所述车辆(1)。
19.根据权利要求17或18的车辆(1)，其特征在于，所述车辆(1)由牵引车(1a)和至少一个挂车(1b)构成，其中，在所述牵引车(1a)内布置有牵引车能量存储器(7a)和/或在所述挂车(1b)内布置有挂车能量存储器(7b)，其中，所述牵引车能量存储器(7a)和/或所述挂车能量存储器(7b)优选能取决于所述耦合信号(SK)有选择地与所述电能用户(EA)相连。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的车辆(1)，其特征在于，所述车辆(1)是混合动力车辆(1H)或全电动驱动车辆(1E)。
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