CZ2018321A3 - Mobile charging system for electric traction vehicles - Google Patents

Mobile charging system for electric traction vehicles Download PDF

Info

Publication number
CZ2018321A3
CZ2018321A3 CZ2018-321A CZ2018321A CZ2018321A3 CZ 2018321 A3 CZ2018321 A3 CZ 2018321A3 CZ 2018321 A CZ2018321 A CZ 2018321A CZ 2018321 A3 CZ2018321 A3 CZ 2018321A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
charging
unit
fuel
input
vehicle
Prior art date
Application number
CZ2018-321A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Radek Cimrman
Oldřich VYZIBLO
Luboš Hajský
Karel SouÄŤek
Original Assignee
Ĺ KODA AUTO a.s.
Devinn S.R.O.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ĺ KODA AUTO a.s., Devinn S.R.O. filed Critical Ĺ KODA AUTO a.s.
Priority to CZ2018-321A priority Critical patent/CZ2018321A3/en
Priority to DE212019000334.6U priority patent/DE212019000334U1/en
Priority to FIU20214012U priority patent/FI12905Y1/en
Priority to ATGM9007/2019U priority patent/AT17460U1/en
Priority to PT2019000029U priority patent/PT2020001667Y/en
Priority to PCT/CZ2019/000029 priority patent/WO2020001667A1/en
Priority to ES202090028U priority patent/ES1265374Y/en
Publication of CZ2018321A3 publication Critical patent/CZ2018321A3/en
Priority to DKBA202100004U priority patent/DK202100004Y3/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/57—Charging stations without connection to power networks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/40—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for controlling a combination of batteries and fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/46—Series type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/006—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to power outlets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/75—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using propulsion power supplied by both fuel cells and batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/54—Fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/342—The other DC source being a battery actively interacting with the first one, i.e. battery to battery charging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

Mobilní dobíjecí systém pro vozy využívající elektrickou trakci, zahrnující řídicí jednotku (1), palivovou jednotku (2) s alespoň jedním vodíkovým palivovým článkem (5), DC/DC vstupem (7) a DC/DC výstupem (6), nabíjecí jednotku (3) s alespoň jedním DC/DC vstupem (8) a nabíjecím výstupem (9), a pomocný zdroj (4) napájení. Pomocný zdroj (4) napájení napájí řídicí jednotku (1), palivovou jednotku (2) přes DC/DC vstup (7) a nabíjecí jednotku (3) přes DC/DC vstup (8). DC/DC výstup (6) palivové jednotky (2) je dále propojen s DC/DC vstupem (8) nabíjecí jednotky (3), která zajišťuje spojení s nabíjeným vozem pomocí nabíjecího výstupu (9). Řídicí jednotka (1) je propojena s palivovou jednotkou (2) a nabíjecí jednotkou (3) a reguluje proud a napětí v systému.Mobile charging system for vehicles using electric traction, comprising a control unit (1), a fuel unit (2) with at least one hydrogen fuel cell (5), a DC / DC input (7) and a DC / DC output (6), a charging unit ( 3) with at least one DC / DC input (8) and a charging output (9), and an auxiliary power supply (4). The auxiliary power supply (4) supplies the control unit (1), the fuel unit (2) via the DC / DC input (7) and the charging unit (3) via the DC / DC input (8). The DC / DC output (6) of the fuel unit (2) is further coupled to the DC / DC input (8) of the charging unit (3), which provides a connection to the vehicle being charged via the charging output (9). The control unit (1) is connected to the fuel unit (2) and the charging unit (3) and controls the current and voltage in the system.

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká dobíječích systémů pro vozy s elektrickým nebo hybridním pohonem.The invention relates to charging systems for electric or hybrid vehicles.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Vozidla využívající stávající elektrickou trakci jsou vybavena trakčním motorem, výkonovou jednotkou (měničem) a trakční baterií ve funkci zásobníku energie. Elektrická energie z baterie teče ve formě stejnosměrného proudu do výkonové jednotky, která přizpůsobí průběh napětí a proudu na výstupu pro motor. Takto přizpůsobená elektrická energie se v motoru mění na energii mechanickou.Vehicles using existing electric traction are equipped with a traction motor, power unit (converter) and traction battery as energy storage. The electrical power from the battery flows in the form of direct current to the power unit, which adapts the voltage and current waveform at the motor output. The electric energy thus adapted in the engine is converted to mechanical energy.

Tato technika vyžaduje nabíjení trakční baterie. Nabíjení je zpravidla realizováno přistavením elektromobilu k nabíjecí stanici - obvykle nástěnný nebo stojanový systém pro AC nebo DC nabíjení. Po nabití energie je možné pokračovat v jízdě do vyčerpání elektrické energie. Při provozu vozu je tedy vždy nutné mít dostatečnou energetickou rezervu pro neočekávané komplikace. V případě, že dojde k vyčerpání energie, se stává vůz nepojízdným a je nutné jej odtáhnout k nejbližší nabíjecí stanici, kde dojde k jeho nabití. Aktuální známá řešení:This technique requires charging the traction battery. Charging is usually accomplished by adding an electric car to the charging station - usually a wall or rack system for AC or DC charging. After charging, it is possible to continue driving until the power is exhausted. When operating the car, it is therefore always necessary to have sufficient energy reserve for unexpected complications. In the event of exhaustion of energy, the car becomes immobile and must be towed to the nearest charging station where it is charged. Current known solutions:

a) Systém typu mobilní baterie - na vůz/přívěs je naložena baterie (zpravidla lithiová), která je nabita u stacionární nabíječky a poté převezena k nepojízdnému vozu, který je třeba nabít a znova zprovoznit. Doba potřebná k nabití pojízdné nabíječky jev řádu hodin a další čas zabere nabití nepojízdného elektromobilu. Nevýhodou je nízká hustota energie, uložená ve většinou lithiových bateriích, na jednotku hmotnosti. Tuto hmotnost je třeba transportovat i v případě prázdné mobilní baterie.a) Mobile battery system - The car / trailer is loaded with a battery (usually a lithium battery), which is charged with a stationary charger and then transported to an immobile vehicle that needs to be recharged and put back into operation. The time it takes to charge the mobile charger is a matter of hours, and it takes more time to charge the immobile electric car. The disadvantage is the low energy density stored in most lithium batteries per unit weight. This weight must be transported even when the mobile battery is empty.

b) Systém typu „range extender - zařízení je ve formě přívěsu, na kterém je uložena baterie. Zařízení lze připojit za vozidlo s elektrickou trakcí a rozšířit tak kapacitu baterie, čímž se prodlouží dojezd elektromobilu. Nevýhodou je nutnost táhnout také přívěs, což vyžaduje technickou připravenost vozidla s tažným zařízením. Je také nevýhodné vynakládat energii natažení samotného přívěsu.b) Range extender - the device is in the form of a trailer on which the battery is stored. The device can be connected behind a vehicle with electric traction to extend the battery capacity, thus extending the range of the electric car. The disadvantage is the necessity to tow the trailer too, which requires technical readiness of the vehicle with the towing device. It is also disadvantageous to expend the energy of the trailer itself.

c) Systém typu „EV to EV - systém, který umožňuje nabití jednoho vozu z trakční baterie druhého vozu přímým propojením kabelem. Nevýhodou tohoto řešení je nutnost instalace speciálního zařízení na palubu vozu, které umožní energii z trakční baterie přečerpat do druhého vozu, neboť standardně je tok energie směrem do elektromobilu. Další nevýhodou je nízké množství předané energie (oba vozy se dělí o energii v jedné baterii), aby byly schopné dojet k nejbližší nabíjecí stanici.(c) 'EV to EV' type - a system which allows one vehicle to be charged from the traction battery of another vehicle by a direct cable connection. The disadvantage of this solution is the necessity to install a special device on board the car, which will allow the energy from the traction battery to be pumped to the other car, because the energy flow is by default to the electric car. Another disadvantage is the low amount of energy transferred (both cars share energy in one battery) to be able to reach the nearest charging station.

V čínské patentové přihlášce CN 103707795 A je popsán mobilní nabíjecí vůz na bázi systému reformního methanolového palivového článku zahrnujícího zásobník methanolu, zásobník vodíku, reformátor, tlakové čidlo, samotný reformní methanolový palivový článek, zdroj stejnosměrného (DC) a střídavého proudu (AC), pomocnou baterii a řídicí jednotku. Výstupem z palivového článku je DC výstup. Reakce reformního methanolového článku produkuje CO2 a H2O a samotný článek má obecně nižší účinnost než vodíkové palivové články. Toto řešení navíc vyžaduje vyšší provozní teplotu (cca 100 °C) a dva druhy zásobníků, jeden pro methanol a další pro vodík, což zvyšuje náročnost řešení na objem i chlazení.Chinese patent application CN 103707795 A discloses a mobile charger vehicle based on a methanol reforming fuel cell system comprising a methanol storage tank, a hydrogen storage tank, a reformer, a pressure sensor, a methanol reforming fuel cell itself, a DC and AC source, an auxiliary battery and control unit. The output of the fuel cell is a DC output. The reaction of the methanol reforming cell produces CO 2 and H 2 O, and the cell itself generally has a lower efficiency than hydrogen fuel cells. In addition, this solution requires a higher operating temperature (approx. 100 ° C) and two types of containers, one for methanol and the other for hydrogen, which increases the volume and cooling requirements of the solution.

V čínském užitném vzoru CN 201371765 Y je popsáno řešení mobilního nabíjecího vozu/přívěsu, konkrétně uspořádání jednotlivých součástí (nabíjecí jednotka, generátor, upevňovací prvky) na podvozku vozu/přívěsu. Nabíjecí jednotka ani generátor energie nejsouChinese utility model CN 201371765 Y describes a solution for a mobile charger / trailer, namely the arrangement of individual components (charging unit, generator, fasteners) on the chassis of the car / trailer. Neither the charging unit nor the power generator is present

- 1 CZ 2018 - 321 A3 blíže popsány.- 1 CZ 2018 - 321 A3.

V korejské patentové přihlášce KR 20120095141 A je popsána mobilní nabíjecí jednotka pro nabíjení vozu s elektrickou trakcí. Nabíjecí jednotka zahrnuje dvě možnosti nabíjení - rychlé pomocí rychlonabíječky a plné pomocí standardní nabíječky - a dále vícero nabíjecích kabelů pro nabíjení vícera vozů najednou. Jako zdroj energie pro nabíjecí jednotku lze využít samostatný externí zdroj energie nebo samostatný energii generující systém. V dokumentu, avšak tyto zdroje energie nejsou blíže popsány.Korean patent application KR 20120095141 A discloses a mobile charging unit for charging an electric traction vehicle. The charging unit includes two charging options - fast with a quick charger and full with a standard charger - as well as multiple charging cables to charge multiple cars at once. A separate external power source or a separate power generating system can be used as the power source for the charging unit. In the document, however, these energy sources are not described in detail.

V americkém patentu US 8963481 B2 jsou popsány nabíjecí servisní vozy a způsoby použití modulárních baterií. Tento servisní vůz je vybaven několika odnímatelnými bateriemi, které slouží pro nabíjení elektromobilů mimo nabíjecích stanic. Vynález popisuje nabíjení nejdříve z baterie s nižší hladinou energie, a až poté přepnutí na nabíjení z baterie s vyšší hladinou energie. Nevýhodou je, že i tyto baterie musí být někde nabity a dovezeny k elektromobilům, které mají být nabity, což prodlužuje čas nabíjení baterií dvojnásobně.US Patent No. 8963481 B2 describes charging service cars and methods of using modular batteries. This service car is equipped with several removable batteries that are used to charge electric vehicles away from charging stations. The invention describes charging first from a battery with a lower power level and then switching to charging from a battery with a higher power level. The disadvantage is that even these batteries have to be charged somewhere and imported to the electric vehicles to be charged, which extends the battery charging time twice.

Mezinárodní patentová přihláška WO 2011/031916 A2 popisuje nabíjecí přívěs k připojení za vůz s elektrickou trakcí, přičemž tento přívěs nese zásobník paliva, generátor energie a systém samostatného pohonu přívěsu se senzorem zátěže na vůz s elektrickou trakcí. Zásobníkem paliva a generátorem energie můžou kromě jiného být i zásobníky vodíku a vodíkový palivový článek.International patent application WO 2011/031916 A2 discloses a charging trailer to be coupled to an electric traction vehicle, which trailer carries a fuel reservoir, an energy generator and a self-propelled trailer system with a load sensor per electric traction vehicle. The fuel reservoir and the energy generator may include, but are not limited to, a hydrogen reservoir and a hydrogen fuel cell.

V případě vybití baterie vozu lze použít připojený přívěs pro dobití baterie. Nevýhody nabíjecích přívěsů již byly zmíněny výše a zahrnují technickou vybavenost vozidla pro přívěs (tažné zařízení) a energii vynaloženou na tažení/pohon samotného přívěsu.If the car battery is exhausted, a trailer can be used to charge the battery. The disadvantages of charging trailers have already been mentioned above and include the vehicle's technical equipment for the trailer (towing equipment) and the energy used to tow / drive the trailer itself.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Předmětem vynálezu je reakce na současný stav, jehož omezení jsou zejména hmotnost baterie (nosiče energie), kterou je třeba přepravovat v plném i prázdném stavu. Dále pak nutnost nabíjet z nabíjecí stanice, která je umístěna na stacionární energetické struktuře.It is an object of the present invention to respond to the present state, the limitations of which are, in particular, the weight of the battery (energy carrier) to be transported in full or empty state. Furthermore, the need to charge from a charging station that is located on a stationary energy structure.

Uvedené nedostatky dosavadního stavu techniky odstraňuje a zároveň předmět předkládaného vynálezu představuje mobilní dobíječi systém pro vozy využívající elektrickou trakci, jehož podstata spočívá v tom, že zahrnuje řídicí jednotku, palivovou jednotku s alespoň jedním vodíkovým palivovým článkem, DC/DC vstupem a DC/DC výstupem, nabíjecí jednotku s alespoň jedním DC/DC vstupem a nabíjecím výstupem, a pomocný zdroj napájení. Pomocný zdroj napájení napájí řídicí jednotku, palivovou jednotku přes DC/DC vstup a nabíjecí jednotku přes DC/DC vstup, a to zejména při nastartování a v okrajovém provozním režimu systému. DC/DC výstup palivové jednotky je dále propojen s DC/DC vstupem nabíjecí jednotky, která zajištuje spojení s nabíjeným vozem pomocí nabíjecího výstupu. Navíc, řídicí jednotka je propojena s palivovou jednotkou a nabíjecí jednotkou a reguluje proud a napětí v systému. Palivový článek získává energii slučováním kyslíku a vodíku, přičemž vzniká odpadní vodní pára a systém neznečišťuje životní prostředí.These drawbacks of the prior art overcome and at the same time the object of the present invention is a mobile charging system for electric traction vehicles comprising a control unit, a fuel unit with at least one hydrogen fuel cell, a DC / DC input and a DC / DC output. , a charging unit with at least one DC / DC input and charging output, and an auxiliary power supply. The auxiliary power supply supplies the control unit, the fuel unit via the DC / DC input, and the charging unit via the DC / DC input, especially during start-up and in the marginal operating mode of the system. The DC / DC output of the fuel unit is further coupled to the DC / DC input of the charging unit, which provides a connection to the vehicle being charged via the charging output. In addition, the control unit is connected to the fuel unit and the charging unit and regulates the current and voltage in the system. The fuel cell gains energy by combining oxygen and hydrogen, generating waste water vapor and not polluting the system.

S výhodou palivová jednotka zahrnuje tlakové zásobníky vodíku, recirkulační pumpu vodíku, alespoň jeden vodíkový palivový článek, kompresor pro přívod stlačeného vzduchu, chladicí systém palivového článku, oběhové čerpadlo chladicího systému, DC/DC výstup a systém napájení palivové jednotky s DC/DC vstupem. Vodík lze stlačit např. při 350 bar. Tlakové zásobníky vodíku můžou být tlakové lahve opatřené provozním a bezpečnostním příslušenstvím (odvětrání, přetlakové ventily). Vodík je dále veden přes filtr do palivového článku, který promění chemickou energii na elektrickou energii s účinností cca 50 %. Palivový článek je chlazen chladicím systémem (médium voda nebo jiné chladicí médium) a přísun kyslíku je zabezpečen ve formě tlakového vzduchu vháněného kompresorem. Celý chod palivového článku koordinuje řídicí jednotka. Palivový článek je před a během nastartování napájený pomocný zdrojem napětí přes DC/DC vstup palivového článku a výstup palivového článku je připojenPreferably, the fuel unit includes hydrogen pressure reservoirs, a hydrogen recirculation pump, at least one hydrogen fuel cell, a compressed air supply compressor, a fuel cell cooling system, a cooling system circulation pump, a DC / DC output, and a DC / DC input fuel supply system. The hydrogen can be compressed, for example, at 350 bar. Hydrogen pressure reservoirs may be cylinders fitted with operational and safety accessories (ventilation, pressure relief valves). The hydrogen is then passed through a filter into a fuel cell, which converts chemical energy into electrical energy with an efficiency of about 50%. The fuel cell is cooled by a cooling system (water or other cooling medium) and the oxygen supply is provided in the form of compressed air blown by the compressor. The entire fuel cell operation is coordinated by the control unit. The fuel cell is powered by an auxiliary voltage source through the DC / DC input of the fuel cell before and during start-up and the fuel cell output is connected

-2CZ 2018 - 321 A3 přímo nebo pomocí DC/DC výstupu k nabíjecí jednotce.-2GB 2018 - 321 A3 directly or via the DC / DC output to the charging unit.

Nabíjecí jednotka s výhodou zahrnuje DC/DC vstup a je opatřena nabíjecím výstupem se standardem CHAdeMO, SAE-J1772 a/nebo CCS Combo pro připojení baterie nabíjeného vozu.The charging unit preferably includes a DC / DC input and is provided with a CHAdeMO, SAE-J1772 and / or CCS Combo standard charging output to connect the battery of the vehicle to be charged.

Předkládaný mobilní dobíječi systém může s výhodou být integrován do nabíjecího vozu s elektrickou nebo hybridní trakcí a dále přes kontaktor může být propojen s jeho trakční baterií (ve funkci pomocného zdroje napájení), výkonovou jednotkou s funkcí DC/DC měniče a elektromotorem, přičemž řídicí jednotka rovněž je propojena s kontaktorem a trakční baterií. Pro nabíjení baterie nabíjeného vozu může být použita palivová jednotka v kombinaci s trakční baterií nabíjecího vozu. Trakční baterie nabíjecího vozu může být použita pro nabíjení baterie nabíjeného vozu v počáteční fázi, načež je spuštěno nabíjení pomocí palivové jednotky a nabíjení pomocí trakční baterie je zastaveno. Dále, palivová jednotka může nabíjet trakční baterii nabíjecího vozu i baterii nabíjeného vozu. V případě integrace dobíjecího systému lze chladicí systém palivového článku integrovat do chladicího systému nabíjecího vozu. Dobíječi systém lze také integrovat do dronu a/nebo plavidla.The present mobile recharging system may advantageously be integrated into a charging vehicle with electric or hybrid traction and further may be connected via a contactor to its traction battery (in the form of an auxiliary power supply), a DC / DC converter power unit and an electric motor, it is also connected to the contactor and traction battery. The fuel unit can be used in combination with the traction battery of the charging vehicle to charge the battery of the vehicle being charged. The traction battery of the charging vehicle can be used to charge the battery of the charged vehicle in the initial phase, after which the charging by the fuel unit is started and charging by the traction battery is stopped. Further, the fuel unit may charge both the traction battery of the charging vehicle and the battery of the charging vehicle. If the charging system is integrated, the fuel cell cooling system can be integrated into the charging system cooling system. The charging system can also be integrated into a drone and / or vessel.

Předností předkládaného vynálezu je vysoký poměr objemu energie uložené ve vodíku na hmotnostní jednotku celého systému. Čím je zásoba vodíku vyšší, tím se tento poměr zvyšuje, přičemž hmotnost ostatních komponent kromě tlakových lahví zůstává konstantní. Pro srovnání v jednom kg lithiové baterie lze uložit cca 1/13 kWh (LiFePo). V 1 kg H2 je uloženo spalitelné teplo o hodnotě 33 kWh a zaujímá při atmosférickém tlaku 11 m3.An advantage of the present invention is the high ratio of the volume of energy stored in hydrogen per unit mass of the system. The higher the hydrogen supply, the higher this ratio, while the weight of the components other than the cylinders remains constant. For comparison, one 1/13 kWh (LiFePo) can be stored in one kg of lithium battery. 1 kg of H 2 stores combustible heat of 33 kWh and occupies 11 m 3 at atmospheric pressure.

Příkladná instalace systému do osobního automobilu zahrnuje vyjmutí zadních sedaček, rolety zavazadlového prostoru, polstrování a dalších nepotřebných komponent. Tlakové lahve jsou naloženy do zavazadlového prostoru s přesahem do prostoru zadních sedadel, prostor pod a nad nimi je vyplněn menšími celky systému (DC/DC výstup, nabíjecí jednotka, kompresor apod.). Nabíjecím vozidlem lze na základě požadavku přijet tam, kde je potřeba. Energie (např. víc než 200 kWh) obsažena v tomto dobíjecím systému zvládne nabít celou baterii nabíjeného elektromobilu. Nabíjení může proběhnout např. na dálničním odpočívadle nebo parkovišti, kde oba vozy zaparkují vedle sebe, a z nabíjecího vozu je vytažen kabel, který se připojí k nabíjenému vozu. Po ukončení nabíjení lze obsloužit další vůz na jiném místě atd. do vyčerpání zásoby vodíku v palivové jednotce. Energie uložená v 10 kg H2 je schopna nabít přibližně 5 vozů s dnes běžně dostupnou kapacitou baterie.Exemplary installation of the system in a passenger car includes removing the rear seats, the luggage compartment blind, the padding and other unnecessary components. The cylinders are loaded into the luggage compartment with an overlap into the rear seats, the space below and above is filled with smaller units of the system (DC / DC output, charging unit, compressor, etc.). On request, the charging vehicle can be reached where it is needed. The energy (eg more than 200 kWh) contained in this recharging system can charge the entire battery of a charged electric car. Charging can take place, for example, in a highway rest area or parking lot, where both cars park side by side, and the charging car is pulled out of the cable that connects to the car to be charged. After charging is complete, another car can be operated at another location, etc. until the hydrogen supply in the fuel unit is exhausted. The energy stored in 10 kg of H 2 is able to charge approximately 5 vehicles with the currently available battery capacity.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Vynález bude blíže vysvětlen pomocí výkresů, přičemž:The invention will be explained in more detail with reference to the drawings, in which:

• Obr. 1 schematicky znázorňuje uspořádání mobilního nabíjecího systému v nejjednodušším provedení s pomocným zdrojem napájení.• Giant. 1 schematically shows an arrangement of a mobile charging system in the simplest embodiment with an auxiliary power supply.

• Obr. 2 schematicky znázorňuje uspořádání mobilního nabíjecího systému, včetně integrace do stávající infrastruktury nabíjecího vozu (elektromobilu nebo hybridu).• Giant. 2 schematically illustrates the arrangement of a mobile charging system, including integration into an existing charging vehicle infrastructure (electric vehicle or hybrid).

Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Příklad 1: Základní provedení mobilního dobíjecího systémuExample 1: Basic design of a mobile charging system

Mobilní dobíječi systém sestává z řídicí jednotky 1, palivové jednotky 2, nabíjecí jednotky 3 a pomocného zdroje 4 napájení. Pomocný zdroj 4 napájení slouží jako zdroj energie pro řídicí jednotku 1, palivovou jednotku 2 přes DC/DC vstup 7 a nabíjecí jednotku 3 přes DC/DC vstup 8, a to zejména při nastartování a v okrajovém provozním režimu systému. S výhodou je pomocnýThe mobile charging system consists of a control unit 1, a fuel unit 2, a charging unit 3 and an auxiliary power supply 4. The auxiliary power supply 4 serves as a power source for the control unit 1, the fuel unit 2 via the DC / DC input 7 and the charging unit 3 via the DC / DC input 8, especially during start-up and in the peripheral operating mode of the system. Preferably it is auxiliary

-3CZ 2018 - 321 A3 zdroj 4 napájení použit i při výkonech palivové jednotky 2 menších než 10 až 15 %, protože takto nízké výkonu zkracují životnost palivového článku 5. Řídicí jednotka 1 propojuje a koordinuje chod všech dalších jednotek, tj. palivové jednotky 2 a nabíjecí jednotky 3. Palivová jednotka 2 zahrnuje tlakové zásobníky vodíku, recirkulační pumpu vodíku, alespoň jeden vodíkový palivový článek 5, kompresor pro přívod stlačeného vzduchu, chladicí systém palivového článku, oběhové čerpadlo chladicího systému, DC/DC výstup 6 a systém napájení palivové jednotky s DC/DC vstupem 7. Na výstupu z palivového článku je DC/DC výstup 6 a samotný palivový článek je napájen přes DC/DC vstup 7. Výkon palivového článku může být např. 30 kW a napájení je řešeno napětím o hodnotě 24 V. Palivová jednotka 2 elektricky komunikuje s nabíjecí jednotkou 3, např. elektrickým spojením s napětím 398 V. Nabíjecí jednotka 3 zahrnuje DC/DC vstup 8 a je opatřena nabíjecím výstupem 9 se standardem CHAdeMO, SAE-J1772 a/nebo CCS Combo pro připojení baterie nabíjeného vozu (výkon nabíjecí jednotky 3 např. 25 kW). Nabíjení je provedeno připojením kabelu z nabíjecího vozu přes nabíjecí výstup 9 do nabíjeného vozu.-3GB 2018 - 321 A3 The power supply 4 is also used at fuel unit 2 capacities of less than 10 to 15%, as such low power shortens the life of the fuel cell 5. The control unit 1 interconnects and coordinates the operation of all other units, ie fuel unit 2 and The fuel unit 2 comprises hydrogen pressure reservoirs, a hydrogen recirculation pump, at least one hydrogen fuel cell 5, a compressed air compressor, a fuel cell cooling system, a cooling system circulation pump, a DC / DC output 6, and a fuel unit power supply system. DC / DC input 7. The output from the fuel cell is DC / DC output 6 and the fuel cell itself is fed via DC / DC input 7. The power of the fuel cell can be eg 30 kW and the power supply is 24 V. the unit 2 communicates electrically with the charging unit 3, e.g., by an electrical connection at a voltage of 398 V. The charging unit 3 comprises a DC / DC input 8 and is provided with a charging output 9 with the CHAdeMO standard, SAE-J1772 and / or CCS Combo for connecting the battery of the vehicle to be charged (charging unit power 3 eg 25 kW). Charging is performed by connecting the cable from the charging car through the charging output 9 to the charging car.

Příklad 2: Nabíjecí vůz s elektrickou nebo hybridní trakcí opatřený mobilním dobijecím systémemExample 2: Charging car with electric or hybrid traction equipped with a mobile charging system

Stávající infrastruktura vozu zahrnuje trakční baterii 11, výkonovou jednotku 12 (DC/DC měnič) a trakční motor 13 (elektromotor). Přes kontaktor 10 jsou tyto komponenty propojeny s mobilním dobíjecím systémem a trakční baterie 11 zde plní funkci pomocného zdroje 4 napájení. Samotný mobilní dobíječi systém sestává z řídicí jednotky 1, palivové jednotky 2 a nabíjecí jednotky 3. Řídicí jednotka 1 propojuje a koordinuje chod všech dalších jednotek, tj. palivové jednotky 2, nabíjecí jednotky 3, kontaktoru 10 a trakční baterie 11. Palivová jednotka 2 zahrnuje tlakové zásobníky vodíku, recirkulační pumpu vodíku, alespoň jeden vodíkový palivový článek 5, kompresor pro přívod stlačeného vzduchu, chladicí systém palivového článku, oběhové čerpadlo chladicího systému, DC/DC výstup 6 a systém napájení palivové jednotky s DC/DC vstupem 7. Na výstupu z palivového článkuje DC/DC výstup 6 a samotný palivový článek je napájen přes DC/DC vstup 7. Výkon palivového článku 5 může být např. 30 kW a napájení je řešeno napětím o hodnotě 24 V. Palivová jednotka 2 elektricky komunikuje s nabíjecí jednotkou 3 i kontaktorem 10. např. elektrickým spojením s napětím 398 V. Nabíjecí jednotka 3 zahrnuje DC/DC vstup 8 a je opatřena nabíjecím výstupem 9 se standardem CHAdeMO, SAE-J1772 a/nebo CCS Combo pro připojení baterie nabíjeného vozu (výkon nabíjecí jednotky 3 např. 25 kW). Rovněž nabíjecí jednotka 3 komunikuje přes kontaktor 10 se stávající infrastrukturou vozu. Nabíjení je provedeno připojením kabelu z nabíjecího vozu přes nabíjecí výstup 9 do nabíjeného vozu.The existing vehicle infrastructure includes a traction battery 11, a power unit 12 (DC / DC converter) and a traction motor 13 (electric motor). Via a contactor 10, these components are connected to a mobile charging system and the traction battery 11 functions here as an auxiliary power supply 4. The mobile charging system itself consists of a control unit 1, a fuel unit 2 and a charging unit 3. The control unit 1 interconnects and coordinates the operation of all other units, ie the fuel unit 2, the charging unit 3, the contactor 10 and the traction battery 11. hydrogen pressure reservoirs, hydrogen recirculation pump, at least one hydrogen fuel cell 5, compressed air compressor, fuel cell cooling system, cooling system circulation pump, DC / DC output 6, and fuel unit power system with DC / DC input 7. Output from the fuel cell is DC / DC output 6 and the fuel cell itself is supplied via DC / DC input 7. The power of the fuel cell 5 can be, for example, 30 kW and the power supply is 24 V. i by a contactor 10. eg 398 V electrical connection. Charging unit 3 it includes a DC / DC input 8 and is provided with a charging output 9 with the CHAdeMO standard, SAE-J1772 and / or CCS Combo for connecting the battery of the car to be charged (charging unit power 3 eg 25 kW). Also, the charging unit 3 communicates via the contactor 10 with the existing vehicle infrastructure. Charging is performed by connecting the cable from the charging car through the charging output 9 to the charging car.

Příklad 3: Způsob nabíjení mobilním nabíjecím systémem integrovaným do vozu s elektrickou nebo hybridní trakcíExample 3: Method of charging a mobile charging system integrated into a vehicle with electric or hybrid traction

Po zastavení nabíjecího vozu je pomocný zdroj 4 napájení, resp. trakční baterie 11 připojena k řídicí jednotce 1, která zajišťuje komunikaci nabíjecí jednotky 3 s nabíjeným vozem. Po přistavení nabíjeného vozu (elektromobilu, hybridu) je zahájena počáteční fáze nabíjení. Nabíjecí jednotka 3 začne komunikovat o napěťových a proudových poměrech, které je třeba aplikovat na nabíjenou baterii. Mezitím je vybudováno elektrické spojení mezi trakční baterií 11 a nabíjecí jednotkou 3 nabíjecího vozu a je možné zahájit nabíjení maximálním výkonem dostupným v trakční baterii 11 - cca 50 kW. Dále je zahájen start palivového článku 5 pro zajištění energie. Po náběhu palivového článku 5 na uvedený výkon (50 kW) je ukončeno nabíjení z trakční baterie 11 a začíná nabíjení z palivového článku 5, který přebírá roli zdroje energie. Přebytek výkonu palivového článku 5 je přesměrován do trakční baterie 11 nabíjecího vozu tak, aby byla rovněž nabíjena. V průběhu nabíjení nabíjeného vozu, tak jak dochází k postupnému nabití baterie, dochází ke snižování potřebného výkonu (proudu), a je tedy proporcionálně regulován výkon palivového článku 5. Jakmile je dosaženo minimálního výkonu palivového článku 5 (10 až 15 %), převezme roli zdroje energie opět trakční baterie 11 nabíjecího vozu a nabíjený vůz je dobit na 100 %.After stopping the charging car, the auxiliary power supply 4 is supplied with power. The traction battery 11 is connected to a control unit 1, which ensures communication of the charging unit 3 with the vehicle being charged. After charging the car (electric car, hybrid), the initial charging phase begins. The charging unit 3 begins to communicate about the voltage and current conditions to be applied to the battery being charged. Meanwhile, an electrical connection is established between the traction battery 11 and the charging unit 3 of the charging vehicle and charging can be started with the maximum power available in the traction battery 11 - about 50 kW. Further, the start of the fuel cell 5 to provide energy is started. After the fuel cell 5 has reached the specified power (50 kW), the charging from the traction battery 11 is complete and charging from the fuel cell 5, which takes over the role of the energy source, begins. The excess power of the fuel cell 5 is redirected to the traction battery 11 of the charging car so that it is also charged. While the battery is being charged as the battery is gradually charged, the required power (current) is reduced and the power of the fuel cell 5 is proportionally regulated. the power supply again of the traction battery 11 of the charging car and the charged car is recharged to 100%.

-4CZ 2018 - 321 A3-4GB 2018 - 321 A3

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Toto řešení lze využít pro dobíjení vozů s elektrickou trakcí mimo nabíjecí stanice, zejména v případě úplného vybití a následné nepojízdnosti elektromobilu. Energii v podobě vodíku lze k 5 nepojízdnému vozu dopravit jiným vozidlem, plavidlem nebo letecky (dronem).This solution can be used for recharging electric traction vehicles outside the charging stations, especially in the event of a complete discharge and subsequent immobilization of the electric vehicle. Hydrogen energy can be transported to a 5 immobile vehicle by another vehicle, vessel or by air (drone).

Claims (9)

CZ 2018 - 321 A3CZ 2018-321 A3 PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Mobilní dobíječi systém pro vozy využívající elektrickou trakci, vyznačující se tím, že zahrnuje řídicí jednotku (1), palivovou jednotku (2) s alespoň jedním vodíkovým palivovým článkem (5), DC/DC vstupem (7) a DC/DC výstupem (6), nabíjecí jednotku (3) s alespoň jedním DC/DC vstupem (8) a nabíjecím výstupem (9), a pomocný zdroj (4) napájení, přičemž pomocný zdroj (4) napájení napájí řídicí jednotku (1), palivovou jednotku (2) přes DC/DC vstup (7) a nabíjecí jednotku (3) přes DC/DC vstup (8), přičemž DC/DC výstup (6) palivové jednotky (2) je dále propojen s DC/DC vstupem (8) nabíjecí jednotky (3), která zajišťuje spojení s nabíjeným vozem pomocí nabíjecího výstupu (9), přičemž řídicí jednotka (1) je propojena s palivovou jednotkou (2) a nabíjecí jednotkou (3) a reguluje proud a napětí v systému.Mobile charging system for vehicles using electric traction, characterized in that it comprises a control unit (1), a fuel unit (2) with at least one hydrogen fuel cell (5), a DC / DC input (7) and a DC / DC output (6), a charging unit (3) with at least one DC / DC input (8) and a charging output (9), and an auxiliary power supply (4), the auxiliary power supply (4) supplying the control unit (1), the fuel unit (2) via the DC / DC input (7) and the charging unit (3) via the DC / DC input (8), the DC / DC output (6) of the fuel unit (2) being further coupled to the DC / DC input (8) a charging unit (3) that connects to the vehicle being charged via the charging output (9), the control unit (1) being connected to the fuel unit (2) and the charging unit (3) and regulating the current and voltage in the system. 2. Mobilní dobíječi systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že palivová jednotka (2) zahrnuje tlakové zásobníky vodíku, recirkulační pumpu vodíku, alespoň jeden vodíkový palivový článek (5), kompresor pro přívod stlačeného vzduchu, chladicí systém palivového článku, oběhové čerpadlo chladicího systému, DC/DC výstup (6) a systém napájení palivové jednotky s DC/DC vstupem (7).Mobile charging system according to claim 1, characterized in that the fuel unit (2) comprises hydrogen pressure reservoirs, a hydrogen recirculation pump, at least one hydrogen fuel cell (5), a compressed air supply compressor, a fuel cell cooling system, a circulation pump cooling system, DC / DC output (6) and fuel unit power system with DC / DC input (7). 3. Mobilní dobíječi systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že nabíjecí jednotka zahrnuje DC/DC vstup (8) a je opatřena nabíjecím výstupem (9) se standardem CHAdeMO, SAE-J1772 a/nebo CCS Combo pro připojení baterie nabíjeného vozu.Mobile charging system according to claim 1, characterized in that the charging unit comprises a DC / DC input (8) and is provided with a charging output (9) with the CHAdeMO, SAE-J1772 and / or CCS Combo standard for connecting the battery of the charged vehicle. 4. Mobilní dobíječi systém podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že je integrován do nabíjecího vozu s elektrickou nebo hybridní trakcí a je dále přes kontaktor (10) propojen s pomocným zdrojem (4) napájení v podobě trakční baterie (11) nabíjecího vozu, a dále s výkonovou jednotkou (12) s funkcí DC/DC měniče a elektromotorem (13), přičemž řídicí jednotka (1) je propojena s kontaktorem (10) a trakční baterií (11).Mobile charging system according to any one of the preceding claims, characterized in that it is integrated into a charging vehicle with electric or hybrid traction and is further connected via a contactor (10) to an auxiliary power supply (4) in the form of a traction battery (11) and a power unit (12) with a DC / DC converter function and an electric motor (13), the control unit (1) being connected to a contactor (10) and a traction battery (11). 5. Mobilní dobíječi systém podle nároku 4, vyznačující se tím, že pro nabíjení baterie nabíjeného vozu je použita palivová jednotka (2) v kombinaci s trakční baterií (11) nabíjecího vozu.Mobile charging system according to claim 4, characterized in that a fuel unit (2) in combination with a traction battery (11) of the charging vehicle is used to charge the battery of the charged vehicle. 6. Mobilní dobíječi systém podle nároku 5, vyznačující se tím, že trakční baterie (11) nabíjecího vozu je použita pro nabíjení baterie nabíjeného vozu v počáteční fázi, načež je spuštěno nabíjení pomocí palivové jednotky (2) a nabíjení pomocí trakční baterie (11) je zastaveno.Mobile charging system according to claim 5, characterized in that the traction battery (11) of the charging vehicle is used to charge the battery of the charging vehicle in the initial phase, after which the charging by the fuel unit (2) and the charging by the traction battery (11) are started. is stopped. 7. Mobilní dobíječi systém podle nároku 6, vyznačující se tím, že palivová jednotka (2) nabíjí trakční baterii (11) nabíjecího vozu i baterii nabíjeného vozu.Mobile charging system according to claim 6, characterized in that the fuel unit (2) charges both the traction battery (11) of the charging vehicle and the battery of the vehicle being charged. 8. Mobilní dobíječi systém podle nároku 4, vyznačující se tím, že chladicí systém palivového článku (2) je integrován do chladicího systému nabíjecího vozu.Mobile charging system according to claim 4, characterized in that the fuel cell cooling system (2) is integrated into the cooling system of the charging car. 9. Mobilní dobíječi systém podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že je integrován do dronu a/nebo plavidla.Mobile recharging system according to any one of the preceding claims, characterized in that it is integrated into the drone and / or the vessel. 2 výkresy2 drawings Seznam vztahových značekList of reference marks -6CZ 2018 - 321 A3-6GB 2018 - 321 A3 Řídicí jednotkaControl unit Palivová j ednotkaFuel unit Nabíjecí jednotkaCharging unit Pomocný zdroj napájeníAuxiliary power supply Palivový článekFuel cell DC/DC výstup palivové jednotky DC/DC vstup palivové jednotky DC/DC vstup nabíjecí jednotky Nabíjecí výstup nabíjecí jednotky KontaktorDC / DC Fuel Unit Output DC / DC Fuel Unit Input DC / DC Charger Input Charger Output Charger Output Contactor
CZ2018-321A 2018-06-29 2018-06-29 Mobile charging system for electric traction vehicles CZ2018321A3 (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2018-321A CZ2018321A3 (en) 2018-06-29 2018-06-29 Mobile charging system for electric traction vehicles
DE212019000334.6U DE212019000334U1 (en) 2018-06-29 2019-06-27 Mobile charging system for vehicles with electric drive
FIU20214012U FI12905Y1 (en) 2018-06-29 2019-06-27 Mobile charging system for electric vehicles
ATGM9007/2019U AT17460U1 (en) 2018-06-29 2019-06-27 Mobile charging system for vehicles with electric drive
PT2019000029U PT2020001667Y (en) 2018-06-29 2019-06-27 Mobile charging system for vehicles with electric drive system
PCT/CZ2019/000029 WO2020001667A1 (en) 2018-06-29 2019-06-27 Mobile charging system for vehicles with electric drive system
ES202090028U ES1265374Y (en) 2018-06-29 2019-06-27 Mobile charging equipment for electrically powered vehicles
DKBA202100004U DK202100004Y3 (en) 2018-06-29 2021-01-18 MOBILE CHARGING SYSTEM FOR VEHICLES USING ELECTRIC TRACTION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2018-321A CZ2018321A3 (en) 2018-06-29 2018-06-29 Mobile charging system for electric traction vehicles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ2018321A3 true CZ2018321A3 (en) 2020-01-08

Family

ID=68985807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2018-321A CZ2018321A3 (en) 2018-06-29 2018-06-29 Mobile charging system for electric traction vehicles

Country Status (8)

Country Link
AT (1) AT17460U1 (en)
CZ (1) CZ2018321A3 (en)
DE (1) DE212019000334U1 (en)
DK (1) DK202100004Y3 (en)
ES (1) ES1265374Y (en)
FI (1) FI12905Y1 (en)
PT (1) PT2020001667Y (en)
WO (1) WO2020001667A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111775677A (en) * 2020-07-13 2020-10-16 中车永济电机有限公司 Power control system of mining dump truck with new energy electric wheels
DE102020212018A1 (en) * 2020-09-24 2022-03-24 Argo Gmbh Charging station, in particular mobile charging station
US11745614B2 (en) * 2020-10-26 2023-09-05 Ford Global Technologies, Llc Portable high-voltage vehicle charging system
DE102021104581A1 (en) 2020-11-02 2022-05-05 Atesteo Gmbh & Co. Kg Mobile e-charging station container
DE102020135043A1 (en) 2020-12-29 2022-06-30 Yvonne Paula Maria Becker Power supply device and method
CA3234427A1 (en) * 2021-10-20 2023-04-27 Agim GJINALI Charging system for electric transport systems

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4432928B2 (en) * 2006-04-04 2010-03-17 トヨタ自動車株式会社 Vehicle support system
JP5350067B2 (en) * 2009-04-28 2013-11-27 本田技研工業株式会社 Power system
US20130020993A1 (en) * 2011-07-18 2013-01-24 Green Charge Networks Llc Multi-Mode Electric Vehicle Charging Station

Also Published As

Publication number Publication date
PT2020001667Y (en) 2021-04-05
ES1265374U (en) 2021-04-15
ES1265374Y (en) 2021-07-06
DE212019000334U1 (en) 2021-03-03
FI12905Y1 (en) 2021-02-26
WO2020001667A1 (en) 2020-01-02
DK202100004Y3 (en) 2021-02-22
AT17460U1 (en) 2022-05-15
DK202100004U1 (en) 2021-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ2018321A3 (en) Mobile charging system for electric traction vehicles
US8428802B2 (en) Vehicle assistance system
US10150357B2 (en) Vehicle having an energy storage means
EP2937242B1 (en) Charging control device using in-vehicle solar cell
JP5308268B2 (en) Power supply system
US7420339B2 (en) Regenerative braking system of fuel cell vehicle using super capacitor
CN1298559C (en) Fuel cell equipped vehicle
US20060102398A1 (en) Fuel cell equipped vehicle
JP2002118979A (en) Dc power supply with fuel cell
EP3028337B1 (en) Switched passive architectures for batteries having two different chemistries
CN102369622A (en) Fuel cell system, control method for the fuel cell system, and vehicle equipped with the fuel cell system
KR102603361B1 (en) fuel cell architecture
JP2012188052A (en) Generator vehicle
GB2387584A (en) Vehicle dc power supply fuel cell
EP1832465A2 (en) Motor vehicle comprising an internal combustion engine and an auxiliary fuel cell power plant and method for operating the same
US20220407328A1 (en) Power supply unit and vehicle
CN221233500U (en) Hydrogen power system and vehicle
US20220024326A1 (en) Power supply control system and power supply control method
EP3960522A1 (en) Vehicle energy storage
KR20180043141A (en) Charging system by hydrogen car
KR20080045991A (en) Arrangement structure of fuel cell system for automobile
SE540091C2 (en) Vehicle with AC outlet