DE102004028243A1

DE102004028243A1 - Verfahren und System zum Optimieren von Energiespeicherung in hybriden strassenunabhängigen Fahrzeugsystemen und fahrleitungsgebundenen strassenunabhängigen Fahrzeugsystemen

Info

Publication number: DE102004028243A1
Application number: DE102004028243A
Authority: DE
Inventors: Robert Dean King; Lembit Salasoo; Ajith Kuttanair Kumar; Henry Todd Young
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: Transportation IP Holdings LLC
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2005-01-13
Also published as: US20040251691A1; US7061131B2

Abstract

Ein Hybridenergiesystem zum Antreiben eines straßenunabhängigen Fahrzeugs umfasst eine Kraftmaschine (102) mit einer ersten Leistungskapazität und einen Leistungswandler (106), der von der Kraftmaschine (102) angetrieben wird, um elektrische Primärleistung bereitzustellen. Ein Traktionsantriebs-(108)-System nimmt die elektrische Primärleistung entgegen, wobei das Traktionsantriebs-(108)-System das straßenunabhängige Fahrzeug in Abhängigkeit von der elektrischen Primärleistung antreibt und wobei das Traktionsantriebs-(108)-System ferner einen dynamischen Bremsbetriebsmodus aufweist. Ein Energiespeichermedium (112) nimmt elektrische Energie auf, die durch das Traktionsantriebs-(108)-System in dem dynamischen Bremsbetriebsmodus erzeugt wird, wobei das Energiespeichermedium (112) einen Teil der aufgefangenen Energie an das Traktionsantriebs-(108)-System überträgt, um die elektrische Primärleistung zu erhöhen, wobei das Traktionsantriebs-(108)-System mit einer zweiten Leistungskapazität bemessen ist, die die erste Leistungskapazität übersteigt.

Description

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft ganz allgemein hybride, straßenunabhängige Fahrzeugs-(OHV-) und fahrleitungsgebundene Systeme, und insbesondere ein Verfahren und System, um Energiespeicherung in hybriden straßenunabhängigen Fahrzeugs- und fahrleitungsgebundenen OHV-Systemen zu optimieren.
Straßenunabhängige (OHV-)Fahrzeuge, zu denen fahrleitungsgebundene straßenunabhängige Fahrzeuge und andere große Zugfahrzeuge zählen, werden im Allgemeinen durch elektrische Traktionsmotoren angetrieben, die mit einer oder mehrere Sätze von Achsen oder Motor-Laufrädern des Fahrzeugs treibend verbunden sind. In dem Antriebs- oder Traktionsbetriebsmodus werden die Traktionsmotoren aus einer steuerbaren elektrischen Leistungsquelle (z.B. aus einer mittels einer Kraftmaschine angetriebenen Traktionskombination aus Generator/Gleichrichter/Inverter oder alternativ aus einer Gleichstromantriebsquelle, die einen Gleichstrommotor ohne einen Inverter aufweist) mit elektrischem Strom versorgt und üben ein Drehmoment auf die Fahrzeuglaufräder aus, die auf die Fläche, auf der sich das Fahrzeug gerade fortbewegt, (z.B. eine Schleppspur oder Straße) tangentiale Kraft oder Zugkraft ausüben, wodurch das Fahrzeug in eine gewünschte Richtung entlang des vorgegebenen Weges vorangetrieben wird.
Umgekehrt dienen dieselben Motoren in einem elektrischen (d.h. dynamischen) Bremsbetriebsmodus als elektrische Generatoren, die über die Achsen/Laufräder angetrieben werden. Über die jeweils zugeordneten Achsen-Laufrad-Einheiten wird auf die Motorwellen ein Drehmoment ausgeübt, das in diesem Falle Bremskraft auf die Oberfläche überträgt, wodurch die Fahrt des Fahrzeugs verzögert oder verlangsamt wird. Da in einem herkömmlichen straßenunabhängigen Fahrzeug oder einem an eine Fahrleitung gebundenen straßenunabhängigen Fahrzeug kein geeignetes Speichermedium für die resultierende erzeugte elektrische Energie vorhanden ist, wird ein (als ein dynamisches Bremsnetz oder Lastaufnahmebox bekanntes) elektrisches Widerstandsnetz verwendet, um die elektrische Energie in Wärmeenergie umzuwandeln, die dann an die Atmosphäre abgeführt wird.
Im Gegensatz dazu sind hybride OHV-Systeme und hybride fahrleitungsgebundene straßenunabhängige Fahrzeuge in der Lage, die erzeugte dynamische Bremsenergie in einem oder mehreren geeigneten Speichereinheiten, beispielsweise Akkumulatoren, Schwungrädern, Ultrakondensatoren und dergleichen zu speichern. Diese gespeicherte Energie kann dann für den Zugantrieb und/oder für in dem straßenunabhängigen Fahrzeugs vorhandene Hilfssysteme verwendet werden, um dadurch den Wirkungsgrad des Kraftstoffs zu verbessern. Allerdings tragen derartige Komponenten unabhängig davon, ob ein straßenunabhängiges Fahrzeug Energiespeicherelemente und/oder energieab führende Elemente umfasst, dazu bei, die Gesamtabmessung und das Gewicht des Fahrzeugs, und daher die Kosten des Fahrzeugs zu steigern. Es besteht somit ein Bedarf, einem straßenunabhängigen Fahrzeugs die Fähigkeit zu verleihen, Energie zu speichern, um Kraftstoff einzusparen, während gleichzeitig die Dimensionierung der zugehörigen Komponenten (z.B. der Kraftmaschine und der dynamischen Bremswiderstände, usw.) reduziert wird, wodurch sich die Nutzlastkapazität steigern ließe.
Darüber hinaus sollten fahrleitungsgebundene straßenunabhängige Fahrzeuge außerdem über eine volle Kraftmaschinenkapazität verfügen, um an Unterbrechungen der Fahrleitung (sowie an anderen möglicherweise liegengebliebenen straßenunabhängigen Fahrzeugen) vorbeifahren zu können, und ferner, um in Schleppstraßenabschnitten, Umschlagplätzen, und Wartungseinrichtungen, wo keine Fahrleitungen vorgesehen sind, manövrieren zu können bzw. diese umfahren zu können. Es ist ferner möglich, dass die elektrische Leistung einer Fahrleitung gegen deren Enden hin zu schwach ist, um den vollen Bedarf an Antriebsleistung des straßenunabhängigen Fahrzeugs zu decken, wodurch der Einsatz eines Dieselmotors erforderlich wird. Falls das fahrleitungsgebundene straßenunabhängige Fahrzeug in einem dynamischen Bremsmodus Bremsenergie zurück in die Fahrleitung gibt, muss ein weiteres fahrleitungsgebundenes straßenunabhängiges Fahrzeug verfügbar sein, um die Energie zu verbrauchen/abzuführen. Andernfalls muss die Bremsenergie in das Bremsnetz des fahrleitungsgebundenen straßenunabhängigen Fahrzeugs abgeleitet werden.
Dementsprechend ist es im Falle von fahrleitungsgebundenen straßenunabhängigen Fahrzeugen ferner erwünscht, die Dimensionen der Kraftmaschine und/oder des Bremsnetzes reduzieren zu können, während die volle Antriebs- und Bremsfähigkeit aufrecht erhalten bleibt für den Fall, dass die Fahrleitung nicht in der Lage ist, den vollen Leistungsbedarf des straßenunabhängigen Fahrzeugs zu decken bzw. die gesamte erzeugte Bremsenergie des straßenunabhängigen Fahrzeugs aufzunehmen.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die oben erörterten und andere Nachteile und Mängel aus dem Stand der Technik werden durch ein Hybridenergiesystem zum Antreiben eines straßenunabhängigen Fahrzeugs beseitigt oder verringert. In einem Ausführungsbeispiel enthält das System eine Kraftmaschine mit einer ersten Leistungskapazität und einen Leistungswandler, der konfiguriert ist, dass er durch die Kraftmaschine angetrieben wird, um elektrische Primärleistung bereitzustellen. Ein Traktionsantriebssystem nimmt die elektrische Primärleistung auf, wobei das Traktionsantriebssystem so konfiguriert ist, dass das straßenunabhängige Fahrzeug mittels der elektrischen Primärleistung antreibt, und wobei das Traktionsantriebssystem ferner einen dynamischen Bremsbetriebsmodus aufweist. Ein Energiespeichermedium dient dazu, elektrische Energie aufzunehmen, die durch das Traktionsantriebssystem in dem dynamischen Bremsbetriebsmodus erzeugt wird, wobei das Energiespeichermedium einen Teil der aufgenommenen Energie an das Traktionsantriebssystem überträgt, um die elektrische Primärleistung zu verstärken, wobei das Traktionsantriebssystem mit einer zweiten Leistungskapazität bemessen ist, die die erste Leistungskapazität übersteigt.
In einem anderen Aspekt umfasst ein Verfahren zum Betrieb eines zum Antrieb eines straßenunabhängigen Fahrzeugs konfigurierten Hybridenergiesystems das Entgegennehmen eines Traktionseingabebefehls und das Ermitteln, ob ein an ein Traktionsantriebssystem des straßenunabhängigen Fahrzeugs gestellter resultierender Leistungsbedarf eine erste Leistungskapazität einer in dem Hybridenergiesystem enthaltenen Kraftmaschine übersteigt, wobei die Kraftmaschine an das Traktionsantriebssystem elektrische Primärleistung liefert. Falls der Leistungsbedarf die erste Leistungskapazität übersteigt, wird die elektrische Primärleistung mit aufgefangener elektrischer Energie ergänzt, die in einem Energiespeichermedium gespeichert ist.
In noch einem weiteren Aspekt umfasst ein Hybridenergiesystem zum Antreiben eines an eine Fahrleitung gebundenen, straßenunabhängigen Fahrzeugs eine Fahrleitungsspannungsquelle und eine Fahrleitung, die dazu dient, elektrische Primärleistung in ein Traktionsantriebssystem einzukoppeln. Das Traktionsantriebssystem ist konfiguriert, um das an eine Fahrleitung gebundene straßenunabhängige Fahrzeug in Abhängigkeit von der elektrischen Primärleistung anzutreiben, wobei das Traktionsantriebssystem ferner einen dynamischen Bremsbetriebsmodus aufweist. Darüber hinaus ist eine Kraftmaschine mit einer ersten Leistungskapazität bemessen, und ein Leistungswandler ist so konfiguriert, dass er durch die Kraftmaschine angetrieben wird, wobei der Leistungswandler dazu dient, das Traktionsantriebssystem mit elektrischer Sekundärleistung zu versorgen. Ein Energiespeichermedium nimmt die durch das Traktionsantriebssystem in dem dynamischen Bremsbetriebsmodus erzeugte Energie auf, wobei das Energiespeichermedium einen Teil der aufgenommenen Energie an das Traktionsantriebssystem überträgt, um die elektrische Primärleistung und/oder die elektrische Sekundärleistung zu erhöhen. Das Traktionsantriebssystem ist mit einer zweiten Leistungskapazität bemessen, die die erste Leistungskapazität übersteigt.
In noch einem weiteren Aspekt umfasst ein Verfahren zum Betrieb eines Hybridenergiesystems, das dazu dient, ein an eine Fahrleitung gebundenes, straßenunabhängiges Fahrzeug anzutreiben, das Ermitteln der Verfügbarkeit einer Fahrleitung, um ein Traktionsantriebssystem des Fahrwagens mit elektrischer Primärleistung zu versorgen. Falls die Fahrleitung nicht verfügbar ist, wird ermittelt, ob ein an das Traktionsantriebssystem gestellter Leistungsbedarf die Kapazität eines Energiespeichermediums des Systems übersteigt. Eine Kraftmaschine, die dazu dient, das Traktionsantriebssystem mit elektrischer Sekundärleistung zu versorgen, wird aktiviert, falls die elektrische Primärleistung nicht verfügbar ist und der an das Traktionsantriebssystem gestellte Leistungsbedarf die Kapazität des Energiespeichermediums übersteigt. Es wird ferner ermittelt, ob eine an das Traktionsantriebssystem gestellte Leistungsanforderung die Kapazität der aus der Fahrleitung verfügbaren Primärleistung übersteigt, falls die Kraftmaschine nicht aktiviert ist, und es wird er mittelt, ob die an das Traktionsantriebssystem gestellte Leistungsanforderung eine erste Leistungskapazität der Kraftmaschine übersteigt, falls die Kraftmaschine aktiviert ist, um dem Traktionsantriebssystem elektrische Sekundärleistung zuzuführen. Die elektrische Primär- oder Sekundärleistung wird mit aufgenommener elektrischer Energie ergänzt, die in einem Energiespeichermedium gespeichert ist, wobei die aufgenommene Energie in einem dynamischen Bremsbetriebsmodus durch das Traktionsantriebssystem erzeugt wird.
In noch einem weiteren Aspekt umfasst ein Energiesystem zum Antrieb eines straßenunabhängigen Fahrzeugs ein Energiespeichermedium, das dazu dient, elektrische Primärleistung bereitzustellen. Ein Traktionsantriebssystem ist dazu eingerichtet, die elektrische Primärleistung aufzunehmen und das straßenunabhängige Fahrzeug durch die elektrische Primärleistung anzutreiben. Das Traktionsantriebssystem weist ferner einen dynamischen Bremsbetriebsmodus auf, wobei das Energiespeichermedium ferner dazu eingerichtet ist, elektrische Energie aufzunehmen, die durch das Traktionsantriebssystem in dem dynamischen Bremsbetriebsmodus erzeugt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es wird nun auf die exemplarischen Zeichnungen eingegangen, wobei in den unterschiedlichen Figuren gleichartige Elemente mit denselben Bezugsnummern versehen sind:
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines exemplarischen Energieerzeugungs- und Energiespeicherungssystems für hybride straßenunabhängige Fahrzeuge, das für die Verwendung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung geeignet ist;
2 veranschaulicht in einem Flussdiagramm ein Verfahren zum Betrieb eines Hybridenergiesystems zum Antrieb eines straßenunabhängigen Fahrzeugs gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung;
3 zeigt ein schematisches Blockdiagramm noch eines Ausführungsbeispiels des Energieerzeugungs- und Energiespeicherungssystems nach 1, das besonders für eine Anwendung im Zusammenhang mit fahrleitungsgebundenen straßenunabhängigen Fahrzeugen angepasst ist; und
4 veranschaulicht in einem Flussdiagramm ein Verfahren zum Betrieb eines fahrleitungsgebundenes Hybridenergiesystems gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im folgenden ist ein Verfahren zum Optimieren einer Energiespeicherung in hybriden straßenunabhängigen Fahrzeugs-(OHV-) und fahrleitungsgebundenen OHV-Systemen offenbart. Zusammengefasst ausgedrückt betrifft die vorliegende Offenbarung eine verbesserte Konstruktion eines hybriden straßenunabhängigen Fahrzeugs, in dem die gespeicherte Bremsenergie mit der Leistung der Kraftmaschine des straßenunabhängigen Fahrzeugs kombiniert wird, um die Traktionsleistung für das Fahrzeug zu liefern. Mit anderen Worten, die Leistungsverwaltung des hybriden OHV-Systems ist gezieltso gestaltet, dass dem Dieselmotor weniger Leistung abverlangt wird, als für die Traktion erforderlich ist, wobei die restliche Leistung durch die hybriden Energiespeicherelemente bereitgestellt wird. Durch diese Vorgehensweise lassen sich die Abmessungen und/oder das Gewicht der Kraftmaschine und anderer Leistungskomponenten reduzieren. Hierdurch reduzieren sich wiederum Gewicht und Maße des unbeladenen straßenunabhängigen Fahrzeugs, und es wird zusätzliche Nutzlastkapazität ermöglicht. Wie nachstehend eingehender beschrieben, sind (in Hinzufügung zu der Reduzierung der Abmessungen und der Gewichts) ferner weitere Leistungssteigerungen für fahrleitungsgebundene Anwendungen im Fahrleitungsbetrieb verwirklicht. Während die nachstehend dargestellten Ausführungsbeispiele anhand von hybriden straßenunabhängigen Fahrzeugen und fahrleitungsgebundenen Fahrzeugen beschrieben sind, sollte es klar sein, dass die hier erläuterten Grundzüge gleichermaßen auf andere Arten von Fahrzeugen anwendbar sind, darunter ohne darauf beschränkt zu sein, Eisenbahn- und Transitlokomotiven (ein schließlich sowohl eigenbetriebener Elektrolokomotiven als auch vollelektrifizierter Lokomotiven, die über elektrifizierte dritte Schienen oder Oberleitungen Strom erhalten), Straßenfahrzeuge und andere Fahrzeuge, die sich an externe Spannungsquellen, beispielsweise elektrifizierte dritte Schienen anschließen lassen.
Mit Bezug auf 1 wird zunächst ein systematisches Blockdiagramm eines exemplarischen Energieerzeugungs- und Energiespeicherungssystems 100 für hybride straßenunabhängige Fahrzeuge gezeigt, das für die Verwendung gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung geeignet ist. Wie in 1 zu sehen, treibt ein Dieselmotor 102 eine Primärantriebsenergiequelle 104 (z.B. eine (Wechselspannungs-)Generator/Gleichrichter-Kombination) an. Vorzugsweise liefert die Primärantriebsenergiequelle 104 Gleichstrom an einen Leistungswandler (z.B. einen Inverter) 106, der einem Traktionsmotor 108 Dreiphasen-Drehstrom zur Verfügung stellt. Es ist jedoch klar, dass das in 1 veranschaulichte System 100 modifiziert sein kann, um mit Gleichstromtraktionsmotoren betrieben zu werden. Darüber hinaus ist dem Fachmann offenkundig, dass das System 100 weiter vereinfacht werden könnte, indem beispielsweise anstelle einer Generator/Gleichrichter-Kombination 104 und auch anstelle von Invertern 106 ein Generator zur Erzeugung eines Gleichstroms verwendet wird.
In einem möglichen Ausführungsbeispiel sind mehrere Traktionsmotoren (z.B. einer pro Achsen- oder Laufrad-Satz) vorhanden, wobei jeder Achsen/Laufrad-Satz an mehrere Räder des straßenunabhängigen Fahrzeugs gekuppelt ist. Mit anderen Worten, jeder Traktionsmotor 108 kann eine drehbare Welle aufweisen, die an die zugehörige Achse gekuppelt wird, um Traktionsleistung auf die Laufräder zu übertragen. Auf diese Weise versorgt jeder OHV-Traktionsmotor 108 ein oder mehrere zugeordnete OHV-Räder 110 mit der erforderlichen antreibenden Kraft, um eine Bewegung des straßenunabhängigen Fahrzeugs zu bewirken. Zu solchen straßenunabhängigen Fahrzeugen können beispielsweise große Bagger, Ausschachtungskippfahrzeuge und dergleichen zählen. Ferner können derartige große Ausschachtungskippfahrzeuge beispielsweise mit Elektromotoren ausgerüstete Laufräder verwenden, wie das mit Wechselstrom angetriebene Laufrad GEB23^TM, das das Antriebssystem GE150AC^TM verwendet (die beide von dem Inhaber der vorliegenden Erfindung bezogen werden können).
Wenn die Traktionsmotoren 108 in einem dynamischen Bremsmodus betrieben werden, wird zumindest ein Teil der erzeugten elektrischen Leistung, wie weiter oben beschrieben, an ein Energiespeichermedium 112 verzweigt. In dem Maße, in dem das Energiespeichermedium 112 nicht in der Lage ist, die gesamte dynamische Bremsenergie aufzunehmen und/oder zu speichern, kann die überschüssige Energie an Bremsnetze 114 verzweigt werden, um als Wärmeenergie abgeführt zu werden. Darüber hinaus kann die (auch als überschüssige Primärantriebselektroenergie bezeichnete) überschüssige Kapazität während Perioden, in denen die Kraftmaschine 102 so betrieben wird, dass sie den Traktionsmotoren 108 mehr Strom zur Verfügung stellt, als für deren Antrieb erforderlich ist, optional in dem Energiespeichermedium 112 gespeichert werden. Auf diese Weise ist es möglich, das Energiespeichermedium 112 auch zu Zeiten elektrisch aufzuladen, in denen die Traktionsmotoren 108 nicht in dem dynamischen Bremsmodus betrieben werden. Dieser Aspekt einer "Überschusskapazität" des Systems 100 wird in 1 durch eine gestrichelte Linie 116 veranschaulicht.
Das Energiespeichermedium 112 nach 1 kann mindestens eines der nachfolgenden Speicher-Subsysteme zum Speichern der während des dynamischen Bremsmodus erzeugten elektrischen Energie enthalten: ein Akkumulator-Subsystem, ein Schwungrad-Subsystem oder ein Hochleistungskondensator-Subsystem. Allerdings kommen auch andere Speicher-Subsysteme in Betracht. Darüber hinaus können diese Speicher-Subsysteme voneinander unabhängig oder in Kombination eingesetzt werden. Wenn die Speicher-Subsysteme in Kombination verwendet werden, lassen sich synergetische Vorteile nutzen, die durch den Einsatz eines einzelnen Energiespeicher-Subsystems nicht gegeben sind. Ein Schwungrad-Subsystem speichert die Energie beispielsweise typischerweise verhältnismäßig rasch, ist allerdings möglicherweise hinsichtlich seiner Gesamtkapazität der Energiespeicherung ziemlich beschränkt. Bei einem Akkumulator-Subsystem erfolgt die Energiespeicherung zwar in der Regel verhältnismäßig langsam, kann jedoch geeignet konstruiert sein, um eine relativ große Gesamtspeicherkapazität bereitzustellen. Es kann daher ein Schwungrad-Subsystem mit einem Akkumulator-Subsystem kombiniert werden, wobei das Schwungrad-Subsystem die dynamische Bremsenergie auffängt, die sich durch das Akkumulator-Subsystem zeitlich nicht auffangen lässt. Die auf diese Weise in dem Schwungrad-Subsystem gespeicherte Energie kann darauf verwendet werden, um den Akku mulator zu laden. Dementsprechend werden die Gesamtkapazitäten für das Auffangen und Speichern vorzugsweise über die Grenzen eines jeweils für sich betriebenen Schwungrad-Subsystems oder Akkumulator-Subsystems erweitert. Solche Synergien können ferner ausgedehnt werden auf Kombinationen anderer Speicher-Subsysteme, beispielsweise einen in Kombination mit einem Hochleistungskondensator verwendeten Akkumulator, wobei der Hochleistungskondensator die Anforderungen eines Spitzenbedarfs bedient.
Das System 100 weist zusätzlich ein Energieverwaltungssystem 118 auf, das dazu dient, die Speicherung und Wiedergewinnung von Energie zu steuern. Wie veranschaulicht, ist das Energieverwaltungssystem 118 konfiguriert, um Daten von dem Energiespeichermedium 112 und der Kraftmaschine 102 (und optional von Traktionsmotoren 108) entgegenzunehmen. In dem Energieverwaltungssystem 118 können enthalten sein: ein (nicht gezeigter) Datenprozessor, eine (nicht gezeigte) zugeordnete Datenbank und optional ein (nicht gezeigtes) Positionsbestimmungssystem, beispielsweise ein Empfänger für ein satellitengestütztes globales Positionsbestimmungssystem (GPS). Auf der Grundlage derartiger Eingabedaten gibt das Energieverwaltungssystem 118 ferner geeignete Steuerbefehle aus, um den zu dem Energiespeichermedium 112 strömenden und von diesem abfließenden, sowie zu den Invertern 106 und den Bremsnetzen 114 strömenden Energiefluss zu steuern/regeln.
Wie zuvor erörtert, stellen die Abmessungen und das Gewicht einer OHV-Kraftmaschine und der zugehörigen Aufhängungssysteme einen bedeutenden Faktor für die Gesamtkosten und die Wartung des straßenunabhängigen Fahrzeugs dar. In nach dem Stand der Technik konstruierten Systemen, weisen die OHV-Kraftmaschinen, abhängig von der jeweiligen Lastkapazität des Fahrzeugs, gewöhnlich diskrete Größen auf. So kann ein 360-Tonnen-Lastfahrzeug beispielsweise mit einer 3500-Pferdestärken-(PS)-Kraftmaschine ausgestattet sein, wohingegen ein 300-Tonnen-Lastfahrzeug eine kleinere Kraftmaschine mit 2700 PS verwenden könnte. Da eine 2700-PS-Kraftmaschine und ihre zugeordneten peripheren Einrichtungen erheblich leichter, kleiner und kostengünstiger sind (und möglicherweise aufgrund der größeren Massenproduktion außerdem eine erheblich geringere Ausfallrate aufweisen) als die entsprechende Kraftmaschine mit 3500 PS, wäre es von Vorteil, wenn die kleinere Kraftmaschine in dem schwereren 360-Tonnen-Fahrzeug eingesetzt werden könnte.
Dementsprechend ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein wie oben veranschaulichtes Hybridenergiesystem für straßenunabhängige Fahrzeuge offenbart, bei dem die Kraftmaschine 102 mit einer ersten Leistungskapazität dimensioniert ist, während sowohl der (die) Inverter 106 als auch der (die) Traktionsmotor(en) 108 mit einer zweiten Leistungskapazität dimensioniert sind, wobei die zweite Leistungskapazität die erste Leistungskapazität übersteigt. Auf diese Weise kann beispielsweise in einem hybriden 360-Tonnen-Fahrzeug eine kleinere, Kraftmaschine mit 2700 PS eingesetzt werden, um elektrische Primärleistung für den (die) Inverter und den (die) Traktionsmotor(en) vorzusehen, die in einem Antriebsbetriebsmodus mit einer höheren Kapazität von 3500 PS bemessen sind. Darüber hinaus können in einem dynamischen Bremsmodus der (die) Inverter und der (die) Traktionsmotor(en) sogar mit einem noch höheren wert (z.B. 5000 PS) bemessen sein. Jeder eventuelle Fehlmenge wird in diesem Falle durch das OHV-Energiespeichermedium ausgeglichen, das mit einer dritten Leistungskapazität bemessen ist, die ausreicht, um die zusätzlichen 800 PS für eine Zeitdauer hohen Bedarfs bereitzustellen. Das (die) spezielle(n) Speichergerät(e) des Energiespeichermediums 112 werden während eines dynamischen Bremsvorgangs sowie während eines Betriebes schwachen Antriebs oder Leerlaufs aufgeladen.
Der Grad, bis zu dem die zweite Leistungskapazität der Inverter-/Traktionsmotoren die erste Leistungskapazität der Kraftmaschine übersteigt, kann in Abhängigkeit von der in Frage kommenden OHV-Anwendung stark variieren. Im Falle von OHV-Anwendungen mit Topographien, die bedeutende Gefälle aufweisen, ist es möglich, die PS-Zahl der Kraftmaschine relativ zu der Inverter-/Traktionsmotorleistungskapazität sogar weiter zu reduzieren, und dies möglicherweise bis zu dem Punkt einer völligen Eliminierung der Kraftmaschine. In Anwendungen mit solchen extremen Gefälle-Anwendungen kann das Energiespeichermedium bemessen sein, um die volle Nenn-PS-Leistung hervorzubringen, die für die verhältnismäßig kurzen Zeitspannen erforderlich ist, wenn ein unbeladenes straßenunabhängiges Fahrzeug wieder bergauf fährt oder flache Steigungen überwindet.
2 veranschaulicht in einem Flussdiagramm ein Verfahren 200 zum Betrieb eines Hybridenergiesystems zum Antrieb eines straßenunabhängigen Fahrzeugs gemäß einem weiteren As pekt der Erfindung; Wie in Block 202 gezeigt, wird (beispielsweise durch das Energieverwaltungssystem 118) ein Traktionseingabebefehl empfangen. Dieser Befehl kann beispielsweise durch ein von einem Anwender an ein Beschleunigungspedal des straßenunabhängigen Fahrzeugs ausgegebenes Eingabesignal repräsentiert sein. Basierend auf dem Eingabesignal des Anwenders, ist das System 100 in der Lage, den an den (die) Inverter 106 und den (die) Traktionsmotor(en) 108 gestellten Leistungsbedarf, wie in Block 204 gezeigt, zu ermitteln. Falls dieser Traktionsleistungsbedarf gemäß der Ermittlung in Entscheidungsblock 206 die Kapazität der Kraftmaschine 102 übersteigt, wird das Energiespeichermedium 112, wie in Block 208 gezeigt, die restliche benötigte Energie an den (die) Inverter und Traktionsmotor(en) liefern. Andernfalls liefert die Kraftmaschine 102, wie in Block 210 gezeigt, die gesamte Energie, die benötigt wird, um die Traktionsleistung hervorzubringen.
Alternativ könnte das Verfahren 200 in einer Weise durchgeführt werden, dass unabhängig von dem durch die Inverter und Traktionsmotoren geforderten Leistungsbedarf lediglich ein Teil dieser Energie von der Kraftmaschine abverlangt wird, während der restliche Teil von dem Energiespeichermedium abgezogen wird. In beiden Fällen ermöglicht dieser Ansatz ein Konfigurieren des straßenunabhängigen Fahrzeugs mit einer kleineren Kraftmaschine.
Wie ebenfalls zuvor erwähnt, leiten herkömmliche straßenunabhängige Fahrzeuge die während eines dynamischen Abbremsens entstehende Energie in der Regel in Widerstandsnetze ab. Beispielsweise können hierfür 4 bis 5 parallele Widerstandsnetzelemente eingesetzt werden, um die erzeugte Bremsenergie abzuführen, wobei jedes dieser parallel geschalteten Elemente gewöhnlich eine Leistung von etwa 1000 PS abführt. Dementsprechend ist gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung das hybride OHV-System ferner so konstruiert, dass ohne jede Leistungverschlechterung ein oder mehrere dieser Widerstandsnetzelemente 114 "eliminiert" werden können. In einem Ausführungsbeispiel setzt eine Reduzierung um ein einzelnes Netzelement voraus, dass das Energiespeichermedium 112 eine entsprechende erhöhte Speicherkapazität für die maximalen dynamischen Bremsvorgänge aufweist.
Mit anderen Worten, obwohl die Inverter und Traktionsmotoren für die maximale dynamische Bremslast des straßenunabhängigen Fahrzeugs bemessen sind, sind die Bremsnetzelemente 114 (beispielsweise durch die Verwendung kleinerer Elemente oder durch ein Weglassen eines oder mehrerer Elemente) bewusst mit einer niedrigeren Gesamtbremsleistung bemessen. Das Defizit des sich ergebenden Energieabfuhrvermögens wird in diesem Falle durch ein Erhöhen der Energiespeicherkapazität des Speichermediums 112 ausgeglichen, wobei eine die Netzelementkapazität übersteigende dynamische Bremsenergie in dem Speichermedium 112 gespeichert wird. Die in dem Speichermedium 112 gespeicherte Energie könnte dann in Perioden des Antriebs oder sogar während leichteren Abbremsens abgeführt werden.
Nun Bezug nehmend auf 3 ist ein schematisches Blockdiagramm 300 noch eines Ausführungsbeispiels des Ener gieerzeugungs- und Energiespeicherungssystems nach 1 gezeigt, das speziell an eine fahrleitungsgebundene Anwendung angepasst ist. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach 1, weist das fahrleitungsgebundene Hybridsystem 300 als primäre Traktionsleistungsquelle eine Fahrleitungsspannungsquelle 302 auf, die in Form einer elektrischen Oberleitung vorhanden sein kann, über die das fahrleitungsgebundene Fahrzeug entlang eines vorgegebenen Weges während der Bewegung in ständigem Kontakt bleibt. Allerdings ist die Kraftmaschine 102 (z.B. ein Dieselmotor) immer noch in dem System vorhanden, um als Reserve für den Fall zu dienen, dass der unmittelbare Kontakt zu der Fahrleitung verloren geht oder der Fahrleitungsstrom unterbrochen ist.
Bei einem straßenunabhängigen fahrleitungsgebundenen Fahrzeugsystem nach dem Stand der Technik wird die Leistung für die Traktion in einem normalen Betriebsmodus zur Gänze über die Fahrleitung geliefert, während die Kraftmaschine nicht für eine Bereitstellung von Traktionsleistung aktiviert ist. Falls allerdings der Fahrleitungsstrom, wie oben erwähnt, unterbrochen ist, wird die Kraftmaschine aktiviert, um die gesamte Traktionsleistung bereitzustellen. Darüber hinaus kann die durch die Traktionsmotoren und die Inverter während eines dynamischen Abbremsens erzeugte Energie über die Bremsnetze abgeführt werden, oder die Leistung kann, falls die Fahrleitung "aufnahmefähig" ist, in gewissen Ausprägungen in die Fahrleitung zurückgesandt werden. Auf jeden Fall wird die Kraftmaschine 102 nach dem Stand der Technik für eine volle Nennleistung entsprechend der Bemessung der Inverter und Traktionsmotoren ausgewählt.
Daher ist gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Hybridenergiesystem für Fahrleitungsanwendungen offenbart, bei dem die Kraftmaschine 102 mit einer ersten Leistungskapazität bemessen ist, während sowohl der (die) Inverter 106 und der (die) Traktionsmotor(en) 108 mit einer zweiten Leistungskapazität dimensioniert sind, wobei die zweite Leistungskapazität die erste Leistungskapazität übersteigt. In einem normalen Betriebsmodus wird die an den (die) Inverter 106 und Traktionsmotor(en) 108 gestellte Traktionsleistung durch die Fahrleitungsspannungsquelle 302 über eine Fahrleitung 304 geliefert. Falls die Fahrleitungsspannungsquelle 302 oder die Verbindung zu der Fahrleitung 304 vorübergehend nicht verfügbar ist, stellt die Kraftmaschine 102 Traktionsleistung zur Verfügung. Falls der Bedarf die Kapazität der Kraftmaschine übersteigt, stellt das Energiespeichermedium 112, ähnlich wie in dem Ausführungsbeispiel eines straßenunabhängigen Fahrzeugs nach 1, die fehlende Energie zur Verfügung.
Es kann ferner eine Situation auftreten, in der die auf der Strecke angebotene Fahrleitungsleistung für den Bedarf der Traktionsmotoren nicht ausreicht. Dies könnte beispielsweise bei einer "schwachen" Fahrleitung auftreten, bei der sich der Ort des kontaktierten Abschnitts der Fahrleitung 304 verhältnismäßig weit entfernt von dem Standort der Fahrleitungsspannungsquelle 302 befindet. In einer derartigen Situation kann das Energiespeichermedium 112 eingesetzt werden, um ergänzende Energie bereitzustellen, um den entsprechenden Leistungsbedarf der Traktion zu decken. Dementsprechend ist das Energiespeichermedium mit einer dritten Leistungskapazität bemessen, die ausreicht, um jede Differenz zwischen der verfügbaren Fahrleitungsleistung und der zweiten Leistungskapazität des (der) Inverter(s) 106 und des (der) Traktionsmotors/(Traktionsmotoren) 108 zu kompensieren.
Darüber hinaus sieht das fahrleitungsgebundene Hybridsystem 300 noch eine weitere Möglichkeit vor, um dynamische Bremsenergie abzuführen. Wie zuvor erwähnt, kann die durch den (die) Traktionsmotor(en) 108 erzeugte dynamische Bremsenergie in die Fahrleitung 304 zurückgeleitet werden, falls die Leitung aufnahmefähig ist. Demgemäß veranschaulicht 3 ferner ein schematisches Anbinden der dynamischen Bremsenergie an die Fahrleitung 304, wie sie durch das Energieverwaltungssystem 118 geregelt/gesteuert wird. Falls die Aufnahmefähigkeit der Fahrleitung zur Aufnahme der dynamischen Bremsenergie nicht ausreicht, kann die Energie ganz oder teilweise in dem Energiespeichermedium 112 gespeichert werden und/oder durch die Widerstandsbremsnetze 114 abgeleitet werden. Dementsprechend sind sowohl das Energiespeichermedium 112 als auch die Widerstandsbremsnetze 114 mit Rücksicht auf diese Aufnahmefähigkeit dimensioniert.
Zuletzt veranschaulicht 4 in einem Flussdiagramm ein Verfahren 400 zum Betreiben eines fahrleitungsgebundenen Hybridenergiesystems gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung. Das Verfahren 400 beginnt mit einer Abfrage in Entscheidungsblock 402, in dem ermittelt wird, ob Leistung von der Fahrleitung verfügbar ist. Ist dies der Fall, bleibt die Kraftmaschine 102, wie in Block 404 gezeigt, deaktiviert.
Falls allerdings die Fahrleitungsleistung nicht verfügbar ist (beispielsweise aus den oben als Beispiel genannten Gründen), fährt das Verfahren 400 mit Entscheidungsblock 406 fort, um zu ermitteln, ob die angeforderte Traktionsleistung die Kapazität des Energiespeichermediums 112 übersteigt. Falls das fahrleitungsgebundene straßenunabhängige Fahrzeug beispielsweise an Unterbrechungen der Fahrleitung vorbeibewegt und/oder in einer Werkstatt manövriert werden soll, ist das Energiespeichermedium (z.B. ein Akkumulator) möglicherweise in der Lage, den Traktionsleistungsbedarf allein aufzubringen, und ein Starten der Kraftmaschine daher nicht erforderlich. Falls dies der Fall ist, fährt das Verfahren mit Block 408 fort, wobei das Energiespeichermedium 112 den Invertern/Traktionsmotoren die gesamte Leistung zuführt.
Falls andererseits der Leistungsbedarf die Kapazität des Energiespeichermediums 112 übersteigt, wird die Kraftmaschine 102, wie in Block 410 gezeigt, aktiviert. Anschließend fährt das Verfahren 400 unabhängig davon, ob die Fahrleitung verfügbar oder die Kraftmaschine aktiviert ist, mit Entscheidungsblock 412 fort, wo ermittelt wird, ob die angeforderte Traktionsleistung die Kapazität der einsetzbaren Quelle (d. h. entweder der Fahrleitung oder der Kraftmaschine) übersteigt. In einem normalen Betriebsmodus wird bei dieser Abfrage im Wesentlichen ermittelt, ob der Fahrwagen sich in einem "schwachen" Abschnitt der Fahrleitung befindet, in dem diese nicht in der Lage ist, die volle Traktionsleistung zur Verfügung zu stellen. In dem Falle, in dem die Kraftmaschine verwendet wird, ermittelt diese Abfrage, ob die angeforderte Leistung die erste Leistungskapazität der Kraftmaschine über steigt (die auch in diesem Falle geringer ist als die zweite Kapazität der Inverter und der Elektromotoren).
Falls der Bedarf die Kapazität übersteigt, fährt das Verfahren unabhängig von der gerade verwendeten Energiequelle mit Block 414 fort, in dem das Energiespeichermedium 112 die fehlende Energie den Invertern/Traktionsmotoren zur Verfügung stellt. Andernfalls übernimmt die einsetzbare Energiequelle (nämlich entweder die Fahrleitungsspannungsquelle 302 oder die Kraftmaschine 102), wie in Block 416 wiedergegeben, den Leistungsbedarf. Wie im Falle des OHV-Ausführungsbeispiels könnte das Energieverwaltungssystem 118 alternativ so programmiert sein, dass das Energiespeichermedium 112 in jedem Fall zumindest einen Teil der angeforderten Traktionsleistung aufbringt. Diese Vorgehensweise ermöglicht daher eine kleinere Dimensionierung von Komponenten, um die Nutzlastkapazität zu steigern.
Ein Hybridenergiesystem zum Antreiben eines straßenunabhängigen Fahrzeugs umfasst eine Kraftmaschine 102 mit einer ersten Leistungskapazität und einen Leistungswandler 106, der von der Kraftmaschine 102 angetrieben wird, um elektrische Primärleistung bereitzustellen. Ein Traktionsantriebs-108-System nimmt die elektrische Primärleistung entgegen, wobei das Traktionsantriebs-108-System das straßenunabhängige Fahrzeug in Abhängigkeit von der elektrischen Primärleistung antreibt, und wobei das Traktionsantriebs-108-System ferner einen dynamischen Bremsbetriebsmodus aufweist. Ein Energiespeichermedium 112 nimmt elektrische Energie auf, die durch das Traktionsantriebs-108-System in dem dynamischen Bremsbe triebsmodus erzeugt wird, wobei das Energiespeichermedium 112 einen Teil der aufgefangenen Energie an das Traktionsantriebs-108-System überträgt, um die elektrische Primärleistung zu erhöhen, wobei das Traktionsantriebs-108-System mit einer zweiten Leistungskapazität bemessen ist, die die erste Leistungskapazität übersteigt.
Während die Erfindung gemäß einem bevorzugten (und weiteren) Ausführungsbeispiel(en) beschrieben wurde, ist es dem Fachmann klar, dass an deren Elementen vielfältige Änderungen vorgenommen werden können, und die Beispiele durch äquivalente Ausführungen substituiert werden können, ohne dass der Schutzumfang der Erfindung berührt ist. Darüber hinaus können vielfältige Abwandlungen vorgenommen werden, um eine besondere Situation oder ein spezielles Material an die Lehre der Erfindung anzupassen, ohne von dem hauptsächlichen Gegenstand der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend ist nicht beabsichtigt, die Erfindung auf das spezielle Ausführungsbeispiel zu beschränken, das als die am besten geeignete Weise der Verwirklichung der Erfindung erachtet wird, vielmehr soll die Erfindung sämtliche Ausführungsbeispiele einbeziehen, die in den Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche fallen.

100: Energieerzeugungs- und Energiespeicherungssystem
102: Dieselmotor
104: Primärantriebsenergiequelle oder Genera
: tor/Gleichrichter
106: Leistungswandler oder Inverter
108: Traktionselektromotor
110: OHV-Räder
112: Energiespeichermedium
114: Bremsnetze
118: Energieverwaltungssystem
200: Verfahren
202: Block
204: Block
206: Block
208: Block
210: Block
300: fahrleitungsgebundenes Hybridsystem
302: Fahrleitungsspannungsquelle
304: Fahrleitung
400: Verfahren
402: Entscheidungsblock
404: Block
406: Entscheidungsblock
408: Block
410: Block
412: Entscheidungsblock
414: Block
416: Block

Claims

Hybridenergiesystem zum Fortbewegen eines straßenunabhängigen Fahrzeugs, zu dem gehören: ein Kraftmaschine (102), wobei die Kraftmaschine (102) mit einer ersten Leistungskapazität bemessen ist; ein Leistungswandler (106), der dazu eingerichtet ist, von der Kraftmaschine (102) angetrieben zu werden, um elektrische Primärleistung zu erzeugen; ein Traktionsantriebs-(108)-System, das dazu eingerichtet ist, elektrische Primärleistung aufzunehmen und das straßenunabhängige Fahrzeug in Abhängigkeit von der elektrischen Primärleistung fortzubewegen, und wobei das Traktionsantriebs-(108)-System ferner einen dynamischen Bremsbetriebsmodus aufweist; und ein Energiespeichermedium (112), das konfiguriert ist, um elektrische Energie aufzunehmen, die durch das Traktionsantriebs-(108)-System in dem dynamischen Bremsbetriebsmodus erzeugt wird, wobei das Energiespeichermedium (112) einen Teil der aufgenommenen Energie an das Traktionsantriebs(108)-System überträgt, um die elektrische Primärleistung zu steigern; wobei das Traktionsantriebs-(108)-System mit einer zweiten Leistungskapazität bemessen ist, die die erste Leistungskapazität übersteigt.
Hybridenergiesystem nach Anspruch 1, bei dem die zweite Leistungskapazität einer Belastungskapazität des straßenunabhängigen Fahrzeugs entspricht.
Hybridenergiesystem nach Anspruch 2, bei dem der Leistungswandler (106) ebenfalls mit der zweiten Leistungskapazität bemessen ist.
Verfahren (200) zum Betreiben eines Hybridenergiesystems, das konfiguriert ist, um ein straßenunabhängiges Fahrzeug anzutreiben, wobei zu dem Verfahren die Schritte gehören: Entgegennehmen eines Traktionseingabebefehl (202); Ermitteln, ob ein an ein Traktionsantriebs-(108)-System des straßenunabhängigen Fahrzeugs gestellter resultierender Leistungsbedarf eine erste Leistungskapazität einer in dem Hybridenergiesystem enthaltenen Kraftmaschine (102) übersteigt, wobei die Kraftmaschine (102) dem Traktionsantriebs(108)-System elektrische Primärleistung zuführt (204); und falls der Leistungsbedarf die erste Leistungskapazität übersteigt, Ergänzen der elektrischen Primärenergie mit aufgenommener elektrischer Energie, die in einem Energiespeichermedium (112) gespeichert ist (208).
Verfahren (200) nach Anspruch 4, bei dem die aufgenommene elektrische Energie, die in dem Energiespeichermedium (112) gespeichert ist, entweder durch das Traktionsantriebs(108)-System während eines dynamischen Bremsbetriebsmodus und/oder durch die Kraftmaschine (102) erzeugt wird.
Hybridenergiesystem zum Fortbewegen eines Fahrzeugs, das sowohl durch eine externe elektrische Spannungsquelle als auch eine an Bord befindliche Kraftmaschine betrieben wird, zu dem gehören: eine externe elektrische Spannungsquelle (302); eine Verbindung, die dazu eingerichtet ist, die die externe elektrische Energiequelle an ein Traktionsantriebssystem zu koppeln; wobei das besagte Traktionsantriebssystem dazu eingerichtet ist, das Fahrzeug in Abhängigkeit von der elektrischen Primärenergie anzutreiben, und wobei das Traktionsantriebssystem ferner einen dynamischen Bremsbetriebsmodus aufweist; eine an Bord des Fahrzeugs befindliche Kraftmaschine (102), wobei diese Kraftmaschine mit einer ersten Leistungskapazität bemessen ist; ein Leistungswandler (106), der dazu eingerichtet ist, durch die Kraftmaschine (102) angetrieben zu werden, wobei der Leistungswandler (106) dazu dient, das Traktionsantriebssystem mit elektrischer Sekundärleistung zu versorgen; und ein Energiespeichermedium (112), das dazu eingerichtet ist, elektrische Energie aufzunehmen, wobei das Energiespeichermedium (112) ferner dazu eingerichtet ist, einen Teil der aufgefangenen Energie an das Traktionsantriebssystem zu übertragen, um entweder die elektrische Primärleistung und/oder die elektrische Sekundärleistung zu erhöhen; wobei das Traktionsantriebssystem mit einer zweiten Leistungskapazität bemessen ist, die die erste Leistungskapazität übersteigt.
Hybridenergiesystem nach Anspruch 6, bei dem die aufgefangene elektrische Energie wenigstens entweder durch das Traktionsantriebs-(108)-System während des dynamischen Bremsbetriebsmodus, die Kraftmaschine (102) und/oder die Fahrleitung (304) erzeugt wird.
Verfahren (400) zum Betreiben eines Hybridenergiesystems, das dazu eingerichtet ist, ein fahrleitungsgebundenes, straßenunabhängiges Fahrzeug fortzubewegen, wobei zu dem Verfahren die Schritte gehören: Ermitteln der Verfügbarkeit einer Fahrleitung (304) zum Bereitstellen elektrischer Primärleistung an ein Traktionsantriebs-(108)-System des fahrleitungsgebundenen Fahrzeugs (402); Ermitteln, ob ein an das Traktionsantriebs-(108)-System gestellter Leistungsbedarf die Kapazität eines Energiespeichermediums (112) des Systems übersteigt (406); Aktivieren einer Kraftmaschine (102), um das Traktionsantriebs-(108)-System mit elektrische Sekundärleistung zu versorgen, falls die elektrische Primärleistung nicht verfügbar ist und der an das Traktionsantriebs-(108)-System gestellte Leistungsbedarf die Kapazität des Energiespeichermediums (112) übersteigt (410); Ermitteln, ob ein an das Traktionsantriebs-(108)-System gestellter Leistungsbedarf die Kapazität der von der Fahrleitung (304) verfügbaren Primärleistung übersteigt, falls die Kraftmaschine (102) nicht aktiviert ist (412); Ermitteln, ob der an das Traktionsantriebs-(108)-System gestellte Leistungsbedarf eine erste Leistungskapazität der Kraftmaschine (102) übersteigt, falls die Kraftmaschine (102) aktiviert ist, um dem Traktionsantriebs-(108)-System elektrische Sekundärleistung zuzuführen; und Ergänzen der elektrischen Primär- oder Sekundärleistung mit aufgenommener elektrischer Energie, die in dem Energiespeichermedium (112) gespeichert ist.
Verfahren (400) nach Anspruch 8, zu dem ferner der Schritt gehört: Nutzung des Energiespeichermediums (112) zur Bereitstellung von Traktionsleistung, falls die Fahrleitung (304) nicht verfügbar ist und der an das Traktionsantriebs- (108)-System gestellte Leistungsbedarf die Kapazität des Energiespeichermediums (112) nicht übersteigt (408).
Energie System zum Antrieb eines straßenunabhängigen Fahrzeug, zu dem gehören: ein Energiespeichermedium (112), das dazu dient, elektrische Primärleistung bereitzustellen; und ein Traktionsantriebs-(108)-System, das dazu dient, die elektrische Primärleistung aufzunehmen und das straßenunabhängige Fahrzeug mittels der elektrischen Primärleistung anzutreiben, und wobei das Traktionsantriebs-(108)-System ferner einen dynamischen Bremsbetriebsmodus aufweist; wobei das Energiespeichermedium (112) ferner dazu eingerichtet ist, elektrische Energie entgegenzunehmen, die durch das Traktionsantriebs-(108)-System in dem dynamischen Bremsbetriebsmodus erzeugt wird.