DE102007004172A1 - Motor vehicle e.g. zero emission vehicle, has generator activated and/or deactivated in parking condition of vehicle and started after activation of drive, where disconnection of drive of generator is carried out after deactivation - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Traktionsbatterie, mindestens einem Traktionsumrichter, mindestens einem elektrischen Fahrmotor und mindestens einem verbrennungsmotorisch angetriebenen Generator, wobei die Traktionsbetterie, der Umrichter und der elektrische Fahrmotor derart verschaltet sind, dass mit der elektrischen Energie der Traktionsbatterie der elektrische Fahrmotor antreibbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs.The The invention relates to a motor vehicle with at least one traction battery, at least one traction converter, at least one electric Traction motor and at least one internal combustion engine driven Generator, where traction betterie, the inverter and the electric traction motor are connected in such a way that with the electrical energy of the traction battery the electric traction motor is drivable. The invention relates Furthermore, a method for charging a traction battery of a Motor vehicle.
Aus
der
Die
Aus
der
Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass es aufgrund begrenzter Ressourcen von Mineralölkraftstoffen und einem damit bislang verbundenen kontinuierlichen Preisanstieg, einen zunehmenden Bedarf für Kleinfahrzeuge mit geringem Verbrauch gibt. Dieses trifft insbesondere für Fahrzeugnutzer zu, die lediglich geringe (tägliche) Fahrstrecken zurücklegen. Für diese Wegstrecken sind die derzeitigen Fahrzeuge in Bezug auf Verbrauch und Emission in der Regel nicht optimiert. Eine weitere Ursache für den zunehmenden Bedarf sind Forderungen nach emissionsfreien Fahrzeugen, so genannten ZEV-Zero Emission Vehicle.The The present invention is based on the recognition that it is due to limited resources of mineral oil fuels and one So far associated with continuous price increase, an increasing Demand for small vehicles with low consumption there. This applies in particular to vehicle users who only cover small (daily) routes. For These routes are the current vehicles in terms of consumption and emission usually not optimized. Another cause Demand for zero-emission is a growing demand Vehicles, so-called ZEV Zero Emission Vehicle.
Bekannt sind auch Hybridfahrzeuge, die aus einer Kombination eines Verbrennungsmotors mit einem Elektromotor bestehen. Diese Fahrzeuge reduzieren unter anderem den Verbrauch gegenüber konventionellen Fahrzeugen durch Nutzbremsungen mit elektrischer Rückspeisung der Bremsenergie. Nachteilig ist jedoch, dass insbesondere die Ausführung von Hybridfahrzeugen mit einem Antriebsverbrennungsmotor und einem Antriebselektromotor zu einem deutlichen Gewichtsnachteil führt, der sich im Verbrauch der Fahrzeuge niederschlägt. Der Antriebsverbrennungsmotor ist dabei derart ausgelegt, dass er das Fahrzeug in üblicher Weise und mit üblicher Leistung antreiben kann.Known are also hybrid vehicles, which consist of a combination of an internal combustion engine consist of an electric motor. These vehicles reduce under other consumption compared to conventional vehicles by Nutzbremsungen with electrical feedback of the Brake energy. The disadvantage, however, is that in particular the execution of Hybrid vehicles with a drive combustion engine and a drive electric motor leads to a significant weight penalty, resulting in consumption precipitates the vehicles. The drive combustion engine is designed so that he the vehicle in the usual Way and with standard performance.
Elektrofahrzeuge konnten sich bislang im Straßenverkehr nicht durchsetzen, da insbesondere die eingesetzten Batterien und die damit verbundenen Einschränkungen beim Fahrbetrieb noch Nachteile birgt. Die derzeit eingesetzten Batterien weisen eine nicht zufrieden stellende Energiedichte auf, unterliegen einer Alterung und sind nach einer gewissen Gebrauchszeit abhängig von der Beanspruchung auszutauschen. Die damit verbundenen Kosten (Neuanschaffung und Entsorgungs- bzw. Aufbereitungskosten) sind derzeit erheblich. Dieses ist für den Besitzer eines Elektrofahrzeugs umso wesentlicher, sofern das Fahrzeug nicht für seine individuell zurückzulegende Fahrstrecke bezüglich der Betriebskosten optimiert ist.electric vehicles so far could not prevail in road traffic, in particular, the batteries used and the associated Restrictions when driving still has disadvantages. The currently used batteries have an unsatisfactory Energy density on, are subject to aging and are after one to replace a certain period of use depending on the load. The associated costs (new purchase and disposal or Processing costs) are currently considerable. This is for the Owner of an electric vehicle all the more essential if the vehicle not for his individual driving distance is optimized in terms of operating costs.
Da Elektrofahrzeuge bislang nicht auf einfache Weise flächendeckend „nachgetankt" werden können, sind entsprechende Ladezeiten an den mit Ladestationen ausgestatteten Standorten für die Batterien einzuplanen. Ein dafür notwendiger Netzanschluss ist nur auf dafür vorgesehenen Einstellplätzen vorhanden. Wird ein Elektrofahrzeug ohne die Möglichkeit der Nachladung durch einen Stromversorgungsanschluss an einem Parkplatz längere Zeit abgestellt, beispielsweise am Flughafen aufgrund einer längeren Reise, ist ungewiss, ob die verbleibende Restladung der Traktionsbatterie nach Rückkehr für eine weitere Fortbewegung des Elektrofahrzeugs ausreicht. Diese Unsicherheit stellt einen erheblichen Nachteil in der Verwendung von Elektrofahrzeugen dar.As electric vehicles can not yet be replenished in a simple way across the board, appropriate charging times must be planned for the batteries at the locations equipped with charging stations, for which a necessary mains connection is only available at the parking spaces provided Having left power at a parking lot for a long time, for example at the airport due to a longer journey, it is uncertain whether the residual charge remaining on the traction battery will be sufficient for further movement of the EV after return.This uncertainty poses a significant disadvantage in the use of electric vehicles represents.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Einsatzbereich und die Verfügbarkeit von Elektrofahrzeugen zu verbessern.task The invention is the field of application and availability of electric vehicles.
Die Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des Kraftfahrzeugs sowie des Verfahrens gemäß Anspruch 12 sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.The The object is achieved by a motor vehicle having the features of claim 1 solved. The task will continue through a process solved with the features of claim 12. advantageous Training and further training of the motor vehicle and the method according to claim 12 are the subject of each dependent claims.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist mindestens eine Traktionsbatterie, einen Traktionsumrichter, einen elektrischen Fahrmotor und einen verbrennungsmotorisch angetriebenen Generator auf, wobei die Traktionsbatterie, der Umrichter und der elektrische Fahrmotor derart verschaltet sind, dass mit der elektrischen Energie der Traktionsbatterie der elektrische Fahrmotor im Betrieb angetrieben wird. Der verbrennungsmotorisch angetriebene Generator ist im abgestellten Zustand des Kraftfahrzeugs durch ein Kennsignal aktivier- und/oder deaktivierbar oder wird in dem abgestellten Zustand aktiviert oder deaktiviert, wobei nach Aktivierung der verbrennungsmotorische Antrieb gestartet wird und eine Aufladung der Traktionsbatterie erfolgt und/oder nach Deaktivierung eine Abschaltung des verbrennungsmotorischen Antriebs des Generators erfolgt. Unter einem abgestellten Zustand wird dabei verstanden, dass der Fahrer seinen Fahrbetrieb einstellt, beispielsweise weil er am Ziel angelangt ist und das Fahrzeug verlässt.The Motor vehicle according to the invention has at least a traction battery, a traction converter, an electric Traction motor and an internal combustion engine driven generator on, with the traction battery, the inverter and the electric Traction motor are connected in such a way that with the electrical energy the traction battery powered by the electric traction motor in operation becomes. The internal combustion engine driven generator is parked in the Condition of the motor vehicle can be activated and / or deactivated by an identification signal or is activated or deactivated in the parked state, wherein after activation of the internal combustion engine drive started is and a charge of the traction battery is and / or after Disabling a shutdown of the internal combustion engine drive of the generator. Under a parked condition is doing understood that the driver stops his driving, for example because he has arrived at the destination and leaves the vehicle.
Mit einem erfindungsgemäßen Fahrzeug ist ein Nutzer wesentlich unabhängiger von Abstellplätzen, die einen Stromversorgungsanschluss zur Aufladung von Traktionsbatterien aufweisen. Mit der für den Fahrzeugbenutzer einhergehenden Freiheit bezüglich der nun wählbaren Parkplätze ist weiterhin der Vorteil verbunden, dass der Energieinhalt der Traktionsbatterie nicht für eine Hin- und Rückfahrt ausreichen muss, sondern im abgestellten Zustand an jedem beliebigen Abstellort wieder aufgeladen werden kann. Dies hat beispielsweise die Folge, dass mit einer Hinfahrt über die Hälfte des Energieinhalts der Traktionsbatterie verbraucht werden kann. Um die Rückfahrt wieder antreten zu können, muss gewährleistet sein, dass in der Abstellzeit die Batterie derart geladen wird, dass die dann vorhandene Energie für die Rückfahrt ausreicht. Hierzu sind im Fahrzeug Vorrichtungen vorgesehen, die den Energieinhalt der Traktionsbatterie bestimmen und die notwendige Nachladezeit bzw. -energie bestimmen können. Der Einsatzbereich des Elektrofahrzeugs ist damit deutlich erweitert, da ein Nutzer völlig unabhängig bzw. unabhängiger von Wiederaufladeanschlüssen (Netzanschlüssen) ist.With A vehicle according to the invention is a user much more independent of parking lots, the a power supply connection for charging traction batteries exhibit. With the associated for the vehicle user Freedom regarding the now selectable parking spaces is further associated with the advantage that the energy content of the traction battery does not have to be sufficient for a return trip, but in the parked state at any Abstellort again can be charged. This has the consequence, for example, that with One way more than half of the energy content of the Traction battery can be consumed. To return to be able to compete again must be guaranteed be that in the shutdown time the battery is charged in such a way that the energy then available for the return trip sufficient. For this purpose, devices are provided in the vehicle, the determine the energy content of the traction battery and the necessary Reload time or energy can determine. The application area The electric vehicle is thus significantly expanded as a user completely independent or independent of Recharging connections (power connections) is.
Ein Nutzer kann sein Fahrzeug bezüglich des Batteriegewichts und der installierten elektrischen Leistung weiter optimieren, nämlich, dass nur soviel Batterieleistung im Kraftfahrzeug installiert ist, wie für eine wiederkehrende Hin- oder Rückfahrt inklusive Nachladeleistung durch den verbrennungsmotorisch angetriebenen Generator benötigt wird. Dieses bietet den Vorteil, dass die Investitionskosten für den eingesetzten Traktionsbatteriesatz reduziert sind. Geringere installierte Batterieleistung führt weiterhin zu einem Gewichtsvorteil, der sich wiederum im Energieverbrauch des Fahrzeugs niederschlägt.One User can control his vehicle in terms of battery weight and the installed electrical power, namely, that only so much battery power is installed in the vehicle, such as for a recurring round trip inclusive Reload performance by the internal combustion engine driven generator is needed. This offers the advantage that the investment costs for the used traction battery set are reduced. lower installed battery power continues to lead to a Weight advantage, in turn, in the energy consumption of the vehicle reflected.
Wird das Kraftfahrzeug abgestellt, wird über ein Kennsignal ein verbrennungsmotorisch angetriebener Generator aktiviert, der die Traktionsbatterie lädt. Zusätzlich kann eine Laderegelung und/oder ein Batteriemanagement für eine optimale oder benötigte Ladung der Batterien sorgen. Die im Fahrzeug während des Betriebs des Verbrennungsmotors entstehenden Geräusche führen vorteilhafterweise nicht zu einer Lärmbelastung des Fahrzeugbenutzers während des Fahrbetriebs, da der Verbrennungsmotors im abgestellten Zustand des Fahrzeugs aktiviert wird.Becomes the motor vehicle is turned off, via an identification signal an internal combustion engine driven generator activated, the the traction battery is charging. In addition, a Charge control and / or a battery management for optimal or charge the batteries. The in the vehicle during the noise of the operation of the internal combustion engine advantageously do not lead to a noise pollution of the vehicle user during driving, since the Internal combustion engine is activated in the parked state of the vehicle.
Serienhybridfahrzeuge,
bei denen im Fahrbetrieb ein verbrennungsmotorisch angetriebener Generator
zum Einsatz kommt, weisen den Nachteil der Lärmbelastung
der Fahrzeuginsassen auf. Weiterhin sind diese Generatoren wie in
der
Im Gegensatz dazu ist ein zusätzlicher, jedoch optionaler Erfindungsgedanke, dass die elektrische Leistung, die der Generator zur Verfügung stellen kann, gering gegenüber der Fahrleistung des Elektromotors ist. Die Antriebsleistung des verbrennungsmotorischen Antriebs ist demzufolge gering ausgeführt, die Generatoreinrichtung stellt somit ein im Fahrzeug installiertes Notstromaggregat dar. Diese Auslegung führt zu äußerst geringen Abmessungen und zu geringem Gewicht der Generatoreinrichtung inklusive des verbrennungsmotorischen Antriebs.in the Contrary to this is an additional, but optional Inventive idea that the electric power that the generator can provide, low compared to the Driving performance of the electric motor is. The drive power of the internal combustion engine Drive is therefore made low, the generator device thus represents an installed in the vehicle emergency generator. This interpretation leads to extremely low Dimensions and low weight of the generator device included of the internal combustion engine drive.
Vorteilhafterweise ist die maximale Leistung des elektrischen Fahrmotors größer als die maximale Leistung des Generators. Beispielsweise kann ein Kraftfahrzeug einen elektrischen Fahrmotor aufweisen, der eine maximale Leistung von 20 bis 30 Kilowatt besitzt. In dem Fahrzeug wird dann beispielsweise ein Generator von zwei bis vier Kilowatt zur Ladung der Traktionsbatterien eingesetzt. Erfindungsgemäß ist das Verhältnis der maximalen Leistung des elektrischen Fahrmotors zu der maximalen Leistung des Generators dabei beispielsweise mindestens 5, insbesondere mindestens 10. Die Stromaggregateinrichtung (Generator) ist mit einem kleinen Kraftstofftank, ggf. einer eigenen Starterbatterie und einem Anlasser ausgerüstet. Eine eigene Anzeige- und Bedieneinheit mit einer Auswerte- und Steuerelektronik sowie einem Daten- und/oder Steueranschluss (Interface) kann ebenfalls vorhanden sein. Sofern erforderlich sind zusätzlich Schaltmittel vorhanden, die die Stromaggregateinrichtung bei Nichtgebrauch von den Traktionsbatterien elektrisch trennen. Unter verbrennungsmotorisch angetriebener Generator wird im Sinne dieser Anmeldung auch eine autark lauffähige Notstromaggregateinrichtung verstanden, die unter anderem auch einen eigenen Tank und einen verbrennungsmotorischen Antrieb aufweist (siehe Figur, Bezugszeichen 4, 14, und 15). Von dem Generator können Rückmeldungen über den Betriebszustand des Generators an das Fahrzeugsteuergerät gegeben werden. Diese Rückmeldungen können beispielsweise Betriebsbereitschaft, Fehlermeldungen, Tankinhalt, abgegebene Leistung, Betriebsmittelverbrauch, Wartungsanforderung etc. umfassen. Die autark lauffähige Notstromaggregateinrichtung kann auch als solche außerhalb des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden, um elektrische Energie bereitzustellen.Advantageously, the maximum power of the electric traction motor is greater than the maximum power of the generator. For example, a motor vehicle may have an electric traction motor that has a maximum power of 20 to 30 kilowatts. In the vehicle, for example, a generator of two to four kilowatts is used to charge the traction batteries. According to the invention, the ratio of the maximum power of the electric traction motor to the maximum power the generator, for example, at least 5, in particular at least 10. The generator unit (generator) is equipped with a small fuel tank, possibly a separate starter battery and a starter. A separate display and control unit with an evaluation and control electronics and a data and / or control connection (interface) may also be present. If necessary, additional switching means are provided which electrically disconnect the power unit from the traction batteries when not in use. For the purposes of this application, a generator driven by an internal combustion engine is also understood to mean a self-sustaining emergency power unit which, inter alia, also has its own tank and an internal combustion engine drive (see FIG. 4, 14, and 15). From the generator feedback on the operating state of the generator can be given to the vehicle control unit. These feedbacks may include, for example, operational readiness, error messages, tank contents, delivered power, resource consumption, maintenance request, etc. The self-sufficient emergency power unit can also be used as such outside of the vehicle to provide electrical energy.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist eine Reihe von Vorteilen auf. Ein Fahrzeugbenutzer kann beispielsweise seinen täglichen Weg zur Arbeit mit dem Kraftfahrzeug zurücklegen, im abgestellten Zustand durch den im Fahrzeug vorhandenen verbrennungsmotorisch angetriebenen Generator die Traktionsbatterieaufladung vornehmen und nach der Arbeit den Heimweg wieder antreten. Hierzu kann der Benutzer den verbrennungsmotorisch angetriebenen Generator entweder manuell per Fernbedienung oder direkt im Fahrzeug zu einer beliebigen Zeit anlassen. In dem Fahrzeug kann jedoch auch ein Fahrzeugsteuergerät vorhanden sein, welches den Generator in Abhängigkeit des verfügbaren Energieinhalts der Traktionsbatterie startet, und zwar derart, dass ein Energieinhalt einer Mindestfahrstrecke zugeordnet wird, die mit dem Energieinhalt zurücklegbar ist. Sinkt der in eine Mindestfahrstrecke umgerechnete Energieinhalt unter mindestens einen Schwellwert für eine Fahrstrecke, so startet das Fahrzeugsteuergerät den verbrennungsmotorischen Antrieb des Generators. Der Generator läuft dann solange, bis zumindest der Schwellwert für die Mindestfahrstrecke wieder überschritten ist. Dieses setzt voraus, dass das Steuergerät zu definierten Zeiten oder Zeitabständen, beispielsweise nach Abstellen des Kraftfahrzeugs oder nach der letzten Aufladung, Informationen über den verfügbaren Energieinhalt der Traktionsbatterie erhält. Hierzu kann das Steuergerät beispielsweise aus einem elektrischen Zustand mit geringem Ruhestrom (Stand-By) aufgeweckt werden, um die Messungen durchzuführen bzw. die Messdaten zu empfangen und die Verarbeitung vorzunehmen. Um die Ermittlung des Energieinhalts hinreichend genau vornehmen zu können, werden beispielsweise zusätzlich oder alternativ Daten, wie eine Batterieleerlaufspannung, eine Batteriebelastungsspannung, eine Batterietemperatur und/oder eine Außenlufttemperatur zur Bestimmung hinzugenommen. Die Batteriebelastungsspannung kann ermittelt werden, indem die Klemmenspannung der Batterie während einer definierten Belastung (z. B. Hinzuschaltung eines bekannten ohmschen Verbrauchers für eine definierte Zeitspanne) gemessen wird.The Motor vehicle according to the invention has a number of benefits. A vehicle user can for example his complete the daily journey to work by car, in the parked state by the internal combustion engine in the vehicle powered alternator make the traction battery charging and go home after work. For this purpose, the User either the combustion engine driven generator manually by remote control or directly in the vehicle to any Start time. In the vehicle, however, can also be a vehicle control unit be present, which depends on the generator available energy content of the traction battery starts, in such a way that an energy content is assigned to a minimum travel distance which is traceable with the energy content. Sinks the converted into a minimum distance energy content under at least one threshold for a route, so starts the vehicle control unit the internal combustion engine drive of the generator. The generator then runs until at least the threshold for the minimum travel distance is exceeded again is. This assumes that the controller is too defined Times or intervals, for example, after stopping of the motor vehicle or after the last charge, information about receives the available energy content of the traction battery. For this purpose, the control unit, for example, from an electrical Low-power state (stand-by) to be woken up to to carry out the measurements or to receive the measured data and to carry out the processing. To the determination of the energy content To be able to make sufficiently precise, for example additionally or alternatively data, such as a battery starting voltage, a battery load voltage, a battery temperature, and / or an outside air temperature added for determination. The battery load voltage can be determined by the Terminal voltage of the battery during a defined Load (eg, adding a known ohmic load for a defined period of time) is measured.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Stromaggregat auch zur Speisung weiterer elektrischer Verbraucher verwendbar, und zwar derart, dass im und oder außerhalb des Kraftfahrzeugs ein elektrischer Anschluss vorhanden ist, an dem direkt von dem Notstromaggregat oder über einen Umrichter eine landesübliche Netznennwechselspannung, insbesondere 110 V, 120 V, 220 V, 240 V, 380 V eingespeist wird. Dieses hat den Vorteil, dass übliche elektrische Geräte, die normalerweise an einem hausüblichen Spannungsversorgungsnetz betrieben werden, auch über das Kraftfahrzeug betreibbar sind, beispielsweise auf einem Campingplatz, auf einem Parkplatz und an sonstigen Orten, an denen nicht zwangsläufig eine Spannungsversorgung aus einem elektrischen Festnetzanschluss vorhanden ist. Die Versorgung kann natürlich nur vorgenommen werden, sofern das Notstromaggregat auch die entsprechende elektrische Leistung zur Verfügung stellen kann, die die jeweiligen Geräte benötigen. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Generator aktiviert wird, wenn ein Netzstecker in den Netzanschluß gesteckt wird. Dieses hat den Vorteil, dass keine weitere Aktivierung des Notstromaggregats erforderlich ist.In An advantageous embodiment of the invention is the generator also usable for supplying further electrical consumers, in such a way that in and / or outside of the motor vehicle an electrical connection is present at the directly from the Emergency generator or via a converter a customary AC line voltage, in particular 110 V, 120 V, 220 V, 240 V, 380 V is fed. This has the advantage that usual electrical appliances normally on a common household Power supply network, also on the Motor vehicle are operated, for example, in a campsite, in a parking lot and other places where not necessarily a power supply from an electrical landline is available. The supply can of course only be made provided that the emergency generator and the corresponding electrical Power can provide that the respective Need devices. Furthermore, it can be provided that the generator is activated when a mains plug is plugged into the mains connection becomes. This has the advantage that no further activation of the Emergency generator is required.
Wenn das Kraftfahrzeug derart konstruiert ist, dass der verbrennungsmotorisch angetriebene Generator auf einfache Weise aus dem Kraftfahrzeug herausnehmbar ist, indem die mechanischen und elektrischen Verbindungen durch den Benutzer gelöst werden, so kann der Generator vorteilhaft zusätzlich als tragbares Notstromaggregat verwendet werden.If the motor vehicle is constructed such that the internal combustion engine driven generator in a simple manner removable from the motor vehicle is by the mechanical and electrical connections through the user can be solved, the generator can be advantageous additionally be used as a portable emergency generator.
Sofern der Benutzer die Traktionsbatterie je nach Bedarf und abhängig von dem im Kraftfahrzeug verfügbaren Bauraum modular erweitern oder reduzieren kann, so kann er das auf den jeweiligen Batterietyp (z. B. NiCd, NiMH, Li-Ion) optimale Batteriegewicht verwenden, das er für seine Fahrten benötigt. Er kann die benötigte Batterieleistung derart skalieren, dass er nicht unnötig Batterieleistung und damit korreliert das entsprechende Batteriegewicht im Kraftfahrzeug vorhält und ständig transportiert.Provided the user the traction battery as needed and depending modular expand the available space in the vehicle or can reduce, so he can on the respective battery type (eg, NiCd, NiMH, Li-Ion) use optimal battery weight he needed for his rides. He can do the needed Battery power scale so that it is not unnecessary Battery power and thus correlates the corresponding battery weight holds in the vehicle and constantly transported.
Sollte der Benutzer absehen können, dass er eine weitere Fahrtstrecke zurücklegen möchte, so kann er bedarfsweise weitere modulare Batteriesätze in dem Fahrzeug abhängig von dem hierfür zur Verfügung stehenden Bauraum installieren, die in der Regel elektrisch parallel verschaltet werden. Hierzu kann es beispielsweise erforderlich sein, dass ein Batteriemanagement je Batteriemodul vorhanden ist, welches im Fahrbetrieb dafür Sorge trägt, dass zunächst die Energieladezustände der Module angeglichen werden, bevor eine tatsächliche Parallelschaltung der Batteriemodule vorgenommen wird oder die Batteriemodule werden jeweils nacheinander entladen, wobei entsprechende Schaltmittel mit dem jeweiligen Batteriemodulmanagement und ggf. einem übergeordneten Batteriemanagement zusammenwirken.Should the user be able to foresee that he would like to travel another route, so If necessary, he can install further modular battery packs in the vehicle depending on the space available for this purpose, which are usually electrically connected in parallel. For this purpose, it may be necessary, for example, for a battery management to be present per battery module, which ensures that the energy charge states of the modules are initially adjusted before an actual parallel connection of the battery modules or the battery modules are discharged successively, with corresponding switching means cooperate with the respective battery module management and possibly a higher-level battery management.
Sollte die Traktionsbatterie einen Fehlerzustand aufweisen oder entladen sein und keine oder nur geringe Energie an den Umrichter und den elektrischen Fahrantrieb bereitstellen können, so ist in einer vorteilhaften Ausbildung vorgesehen, dass der verbrennungsmotorisch angetriebene Generator aktiviert wird und dass dann mit der bereitgestellten elektrischen Energie der elektrische Fahrantrieb gespeist wird, so dass ein Notfahrbetrieb, in der Regel mit begrenzter Fahrgeschwindigkeit, durchführbar ist. Die für die begrenzte Fahrgeschwindigkeit benötigte elektrische Leistung entspricht dabei, abzüglich der elektrischen Verlustleistung, im wesentlichen der elektrischen Leistung, die der Generator zur Verfügung stellen kann. Somit lässt sich das Fahrzeug auch ohne Traktionsbatterie mit eingeschränktem Fahrbetrieb fortbewegen. Ein Benutzer kann diesen Notbetrieb durch eine Bedieneinrichtung im Fahrzeug aktivieren. Für den Notbetrieb kann vorgesehen sein, dass der verbrennungsmotorische Antrieb, der in der Regel in einem ersten verbrauchs- und/oder emissionsoptimalen Zustand betrieben wird, in mindestens einem zweiten Zustand betreibbar ist oder betrieben wird, bei dem der Generator eine höhere elektrische Leistung erzeugt.Should the traction battery is faulty or discharged his and no or little energy to the inverter and the can provide electric traction drive, so is in provided an advantageous embodiment that the internal combustion engine powered generator is activated and that then with the provided electrical Energy of the electric traction drive is fed so that an emergency driving, usually with limited travel speed, is feasible. The needed for the limited speed electrical power equals, minus the electrical Power loss, essentially the electric power, the the generator can provide. Thus lets the vehicle also without traction battery with limited driving move. A user can do this emergency operation by an operating device activate in the vehicle. For emergency operation can be provided that the internal combustion engine drive, which is usually in one operated at the first consumption and / or emission-optimal state is operable, operated in at least a second state is where the generator has a higher electrical power generated.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Aufladen einer Traktionsbatterie sieht vor, dass ein im Kraftfahrzeug vorhandener Generator im abgestellten Zustand des Kraftfahrzeugs durch ein Steuergerät derart angesteuert wird, dass ein für den Generator vorgesehener verbrennungsmotorischer Antrieb aktiviert wird, so dass der Generator eine Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs auflädt.One Inventive method for charging a Traction battery provides that an existing in the vehicle Generator in the parked state of the motor vehicle by a control unit is controlled such that provided for the generator internal combustion engine drive is activated so that the generator a traction battery of the motor vehicle is charging.
In einer vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Generator solange zur Aufladung der Traktionsbatterie betrieben, bis mindestens eine vordefinierte oder vordefinierbare Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs mit der Energie der Traktionsbatterie zurückgelegt werden kann. Diese vordefinierbare Fahrstrecke kann der Benutzer beispielsweise mit einer Eingabeeinrichtung im Fahrzeug eingeben oder mit einem externen Eingabegerät (z. B. einem Computer mit einem entsprechend ausgestalteten Computerprogramm oder einer Internetseite) über eine Datenverbindung an das Steuergerät übertragen. Alternativ kann der Benutzer auch eine Zeitdauer vorgeben, mit der die Traktionsbatterie durch den Generator geladen wird. Es ist mit einer Zeitprogrammierung auch möglich, bei längerer, geplanter Abwesenheit den Generator rechtzeitig vor Rückkehr zu aktivieren, um zu einem definierbaren Zeitpunkt mit aufgeladenen Traktionsbatterien das Fahrzeug benutzen zu können.In an advantageous embodiment of the invention Procedure, the generator as long as to charge the traction battery operated until at least one predefined or predefinable Travel distance of the motor vehicle with the energy of the traction battery can be covered. This predefinable driving route For example, the user can use an input device in the Enter vehicle or with an external input device (eg a computer with a suitably designed computer program or a website) via a data connection transmit the control unit. Alternatively, the Users also specify a period of time with which the traction battery is charged by the generator. It is with a time programming also possible, with a longer, planned absence to activate the generator in time for return at a definable time with charged traction batteries to use the vehicle.
Wenn der Treibstoff für den verbrennungsmotorischen Antrieb des Generators im Kraftfahrzeug voraussichtlich nicht ausreicht, um die Traktionsbatterie mit der gewünschten Energie für die vordefinierte Mindestfahrstrecke zu laden, wird ein erstes Warnsignal erzeugt. In dem Fall, in dem der verbrennungsmotorische Antrieb dann aufgrund Treibstoffmangel tatsächlich abgeschaltet wird oder in der nächsten Zeit (z. B. in den nächsten 10 Minuten) abgeschaltet werden muss, wird mindestens ein zweites Warnsignal erzeugt. Dieses Warnsignal kann auch auf eine Fernbedienung übertragen und dort angezeigt werden. Es ist auch möglich, dass das Fahrzeug eine email über einen Server über den aktuellen Betriebszustand versendet, sofern die entsprechenden drahtlosen Datenverbindungen (z. B. WLAN) bestehen. Das Erzeugen des Warnsignals hat den Vorteil, dass ein Benutzer ggf. rechtzeitig vor Antritt der nächsten Fahrt für Treibstoffnachschub sorgen kann, um den Ladevorgang fortsetzen zu können. Er ist weiterhin darüber informiert, dass der vorgesehene Ladevorgang nicht abgeschlossen wurde und dass die vorgesehene Mindestfahrstrecke ggf. nicht mit der vorhandenen Traktionsbatterieladung zurücklegbar sein könnte.If the fuel for the internal combustion engine drive of the generator in the motor vehicle is probably not sufficient, for the traction battery with the desired energy for to load the predefined minimum distance becomes a first warning signal generated. In the case where the internal combustion engine drive then actually shut down due to fuel shortage will or in the next time (eg in the next 10 minutes), at least a second Warning signal generated. This warning signal can also be transmitted to a remote control and be displayed there. It is also possible that the vehicle an email over a server over the current one Operating state shipped, provided the corresponding wireless Data connections (eg WLAN) exist. The generating of the warning signal has the advantage that a user, if necessary, in good time before the start of next fuel supply can to continue charging. He is still informed that the intended charging is not was completed and that the intended minimum driving distance possibly not traceable with the existing traction battery charge could be.
Der Verbrennungsmotor des Generators kann für unterschiedliche Betriebsstoffe ausgelegt sein, beispielsweise Diesel, Benzin, Rapsöl, Alkohol oder Gas (z. B. Flüssiggas, Ergas, Biogas). Die Auslegung kann entweder ausschließlich für einen Betriebsstoff oder in Kombination mit anderen Betriebsstoffen als Beimischung erfolgen. Anstelle eines verbrennungsmotorisch angetriebenen Generators können auch andere aktivierbare, autarke Energieversorgungssysteme verwendet werden, die elektrische Energie erzeugen können, wie beispielsweise ein Brennstoffzellensystem.Of the Internal combustion engine of the generator can be for different Be designed, for example, diesel, gasoline, rapeseed oil, Alcohol or gas (eg LPG, natural gas, biogas). The Design can be either exclusively for one Fuel or in combination with other fuels than Admixture done. Instead of an internal combustion engine driven Generators can also use other activatable, self-sufficient power systems can be used, which can generate electrical energy, such as a fuel cell system.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung erläutert.The Invention will be described below with reference to embodiments and the drawing explained.
In
der Figur ist dargestellt:
Eine schematische Darstellung eines
Kraftfahrzeugs mit einer Traktionsbatterie und einem elektrischen Antrieb,
wobei die Traktionsbatterie durch einen separaten, im Kraftfahrzeug
vorhandenen, verbrennungsmotorisch angetriebenen Generator geladen werden
kann.In the figure is shown:
A schematic representation of a motor vehicle with a traction battery and an electric drive, wherein the traction battery loaded by a separate, present in the motor vehicle, combustion engine driven generator can be.
Mit
einer Traktionsbatterie
Die
Traktionsbatterie
Wird
das Kraftfahrzeug abgestellt, kann der Generator
Die
erzeugte Spannung kann dabei zusätzlich am Generator
Über
eine Fernbedienung
Die
elektrische Leistung des Generators
Die
Fahrleistung ist dabei so konzipiert, dass das Kraftfahrzeug solche
Strecken elektrisch fahren kann, deren elektrisches Äquivalent
in einem Zeitraum von beispielsweise 8 Stunden (z. B. die Zeit,
die das Kraftfahrzeug nach Zurücklegen des täglichen Arbeitsweges
während der Arbeitszeit steht) wieder durch den Generator
Das
Kraftfahrzeug kann weiterhin mindestens eine Solarzelle
Sofern
genügend Lichtleistung für die Solarzelle
- 11
- Traktionsbatterietraction battery
- 22
- Traktionsumrichtertraction
- 33
- Fahrmotortraction motor
- 44
- Generatorgenerator
- 55
- FahrzeugsteuergerätVehicle control unit
- 66
- Fernbedienungremote control
- 77
- Anschlussconnection
- 88th
- Batteriemanagementbattery management
- 99
- Ladegerätcharger
- 1010
- Verbraucherconsumer
- 1111
- BordnetzbatterieSystem battery
- 12, 1712 17
- GleichstromstellerDC chopper
- 1313
- HMIHMI
- 1414
- Verbrennungsmotorinternal combustion engine
- 1515
- Tanktank
- 1616
- Solarzellensolar cells
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- - DE 4109379 A1 [0015] - DE 4109379 A1 [0015]
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