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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben mindestens eines
aufladbaren Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, der in einer
Betriebsart „Ladebetrieb” aus einem
externen Stromnetz geladen wird und in einer Betriebsart „Entnahmebetrieb” Strom
in das externe Stromnetz einspeist. Die Erfindung betrifft weiterhin
ein Antriebssystem.
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Stand der Technik
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Verfahren
der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Sie werden beispielsweise im Zusammenhang mit Kraftfahrzeugen eingesetzt,
die den mindestens einen aufladbaren, insbesondere elektrischen,
Energiespeicher aufweisen. Der Energiespeicher ist dabei vorzugsweise dem
Antriebssystem des Kraftfahrzeugs zugeordnet. Der Energiespeicher
ist beispielsweise ein Akkumulator auf Lithium-Ionen-Basis. Derartige
Energiespeicher werden immer leistungsfähiger, insbesondere hinsichtlich
ihrer Kapazität.
Somit kann die Reichweite des Kraftfahrzeugs in einem rein elektrischen
Betrieb erweitert werden. In diesem wird lediglich die in dem Energiespeicher
gespeicherte Energie zum Antreiben des Kraftfahrzeugs verwendet.
Das Kraftfahrzeug verfügt
beispielsweise über
einen Hybridantrieb, wobei der Energiespeicher einem elektrischen Teil
des Hybridantriebs zugeordnet ist. Der Hybridantrieb kann eine Brennkraftmaschine
aufweisen, mit welcher das Kraftfahrzeug ersatzweise betrieben und/oder
der Energiespeicher aufgeladen wird. Das Kraftfahrzeug kann als
so genannter Plug-in-Hybrid ausgeführt sein, welcher an einem öffentlichen
beziehungsweise externen Stromnetz aufgeladen werden kann. Bei längeren Standzeiten
des Kraftfahrzeugs ist der Energiespeicher jedoch ungenutzt. Das
externe Stromnetz ist beispielsweise ein öffentliches Stromnetz. Somit
liegen bekanntermaßen
sowohl Zeiten mit Grundlastbedarf als auch Zeiten mit Spitzenstrombedarf
vor. Insbesondere durch regenerative Energieerzeugung – beispielsweise
Windkraft und Photovoltaik – steigt
der Spitzenstrombedarf zumindest zeitweilig stark an. Damit wächst der
Bedarf nach Energiespeichern beziehungsweise alternativ schnell
verfügbaren
Regelenergien, die unter anderem aus Pumpspeicherkraftwerken geliefert
werden können.
Zur Deckung des Spitzenstrombedarfs stehen beispielsweise Pumpspeicherkraftwerke,
Batterien beziehungsweise Akkumulatoren, Kondensatoren, insbesondere
Doppelschichtkondensatoren, supraleitende magnetische Energiespeicher
und Schwungräder
zur Verfügung.
Der Großteil
der weltweit eingesetzten Regelleistung wird mittels Pumpspeicherkraftwerken
erbracht. Es ist ebenso bekannt, den Energiespeicher des Kraftfahrzeugs
für eine
Absicherung des Spitzenstrombedarfs des externen beziehungsweise öffentlichen
Stromnetzes zu verwenden. Zu diesem Zweck kann der Energiespeicher
in den Betriebsarten „Ladebetrieb” und „Entnahmebetrieb” betrieben
werden. In ersterem wird der Energiespeicher mit Energie aus dem
externen Stromnetz aufgeladen, während
er in der zweiten Betriebsart Strom in das externe Stromnetz (zurück) speist.
Momentan bekannte Verfahren führen
ein Puffern des externen Stromnetzes durch, sobald der Energiespeicher
mit dem externen Stromnetz verbunden wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Das
Verfahren zum Betreiben mindestens eines aufladbaren Energiespeichers
eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bietet dagegen
die Möglichkeit,
den Energiespeicher kontrolliert in einer Betriebsart – ausgewählt aus
verschiedenen zur Verfügung
stehenden Betriebsarten – zu
betreiben. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß ein einen Nutzerwunsch berücksichtigendes
Steuergerät zur
Auswahl einer Betriebsart aus verschiedenen zur Verfügung stehenden
Betriebsarten des Energiespeichers vorgesehen. Das Steuergerät ist demnach
von einem Nutzer des Kraftfahrzeugs bedienbar. Das Steuergerät wählt beispielsweise
aus den Betriebsarten „Ladebetrieb” und „Entnahmebetrieb” eine einem Nutzerwunsch
entsprechende Betriebsart aus, womit der Energiespeicher in dieser
Betriebsart betrieben wird. Die Betriebsarten „Ladebetrieb” und die
Betriebsart „Entnahmebetrieb” werden
somit in Abhängigkeit
von einem Nutzerwunsch, insbesondere zum Durchführen eines Pufferbetriebs des
externen Stromnetzes, ausgewählt.
Das Steuergerät
ist beispielsweise derart ausgebildet, dass es die Betriebsart auswählt, sobald
der Energiespeicher mit dem externen Stromnetz verbunden wird. Beim
Betreiben des aufladbaren Energiespeichers wird somit, während der
Energiespeicher mit dem externen Stromnetz verbunden ist, der Nutzerwunsch
dahingehend berücksichtigt,
dass der Energiespeicher entweder geladen oder dem externen Stromnetz
Strom aus dem Energiespeicher zur Verfügung gestellt wird.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine weitere Betriebsart „Pufferbetrieb” vorgesehen
ist, in welcher die Betriebsarten „Ladebetrieb” und „Entnahmebetrieb” zum Puffern
des externen Stromnetzes durchgeführt werden. In der Betriebsart „Pufferbetrieb” wird beispielsweise
ein Spitzenstrom-Puffer für
das externe Stromnetz realisiert, wobei der Energiespeicher soweit
als möglich
geschont werden soll. Zu diesem Zweck kann der maximale Strom begrenzt
sein, mit welchem dem Energiespeicher Energie zugeführt oder
entnommen wird. Ebenso kann der Ladehub des Energiespeichers beispielsweise
auf einen Maximalwert von 60 bis 90% der Kapazität des Energiespeichers begrenzt
sein. Auf diese Weise kann das Puffern des externen Stromnetzes
durchgeführt
werden, ohne die Lebensdauer des Energiespeichers maßgeblich
zu beeinträchtigen.
Dabei kann die Betriebsart „Pufferbetrieb” gemäß dem Nutzerwunsch
auch nur dann ausgewählt
werden, wenn besonders wertvoller Spitzenstrom gepuffert werden
soll.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine weitere Betriebsart „Netzabstützung” vorgesehen
ist, in welcher die Betriebsart „Pufferbetrieb” durchgeführt wird,
um das externe Stromnetz bei Auftreten eines Notfalls abzustützen. Diese
Betriebsart entspricht also einem Not-Modus. Sie wird zur Netzabstützung bei
Auftreten des Notfalls verwendet. Ein solches Netzabstützen wird
unter Umständen
durch einen Betreiber des externen Stromnetzes sehr gut vergütet, sodass
diese Betriebsart, sollte sie durch den Nutzerwunsch zugelassen
sein, finanziell interessant ist.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Nutzerwunsch unmittelbar
und/oder adaptiv erfasst wird und/oder einen bestimmten Ablauf umfasst.
Der Nutzerwunsch kann durch das Steuergerät unmittelbar erfasst werden,
beispielsweise bei einem direkten Anwählen der Betriebsart durch
den Nutzer. In diesem Fall bedient der Nutzer das Steuergerät derart,
dass er direkt vorgibt, in welcher Betriebsart der Energiespeicher
betrieben werden soll. Es ist jedoch auch ein adaptives Erfassen
des Nutzerwunsches möglich.
In einem solchen Automatik-Modus merkt sich das Steuergerät das bisherige
Verhalten des Nutzers und bestimmt daraus den aktuellen Nutzerwunsch.
Das Steuergerät
passt den bestimmten Nutzerwunsch also aufgrund von an das Steuergerät gerichtete
Bedieneingaben des Nutzers an. Beispielsweise kann das Steuergerät aufgrund
von direkten Eingaben des Nutzers ein Muster bestimmen, in welchem
der Nutzerwunsch in Abhängigkeit
von weiteren Größen – beispielsweise
der Uhrzeit – festgehalten
wird. Alternativ oder zusätzlich
kann der Nutzerwunsch jedoch auch einen bestimmten Ablauf umfassen.
Dieser Ablauf kann ein zeitlicher Ablauf sein, sodass der Nutzerwunsch
durch das Steuergerät
in Abhängigkeit
von der Zeit bestimmt wird. Beispielsweise kann der Nutzerwunsch
in Abhängigkeit von
der Uhrzeit festgelegt sein. Zusätzlich
kann dabei auch berücksichtigt
werden, ob ein Werktag oder ein Feiertag vorliegt. Der Ablauf kann
jedoch auch ein vorbestimmter Ablauf sein. Das bedeutet, dass der Ablauf
zunächst
durch den Nutzer festgelegt wird und nachfolgend der aktuelle Nutzerwunsch
anhand dieses festgelegten Ablaufs durch das Steuergerät bestimmt
wird.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Betriebsart zusätzlich in
Abhängigkeit
von mindestens einer Zustandsgröße des Energiespeichers
und/oder des externen Stromnetzes ausgewählt wird. Die Zustandsgröße des Energiespeichers ist
beispielsweise dessen Ladestand, die maximale Kapazität, die voraussichtliche
Lebenserwartung und dergleichen. Die Zustandsgröße des externen Stromnetzes
ist beispielsweise der momentane Puffer- beziehungsweise Entnahmebedarf.
Die Zustandsgröße des externen
Stromnetzes kann auch enthalten, ob und in welcher Höhe der Betreiber
des externen Stromnetzes das Einspeisen, das Puffern beziehungsweise
das Abstützen
des Stromnetzes vergütet.
Das Steuergerät
kann also auch einen derartigen Nutzerwunsch berücksichtigen, welcher das Einspeisen,
das Puffern beziehungsweise das Abstützen des externen Stromnetzes
lediglich dann zulässt, wenn
eine Vergütung
des Betreibers in Höhe
eines bestimmten Betrages realisierbar ist.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zustandsgröße von einem
Betreiber des Stromnetzes, insbesondere mittels auf den Strom aufmodulierter
Signale, übermittelt
wird. Wie bereits vorstehend beschrieben, soll mittels der Zustandsgröße festgestellt
werden, ob der Pufferbetrieb durchgeführt werden soll. Die Zustandsgröße kann dabei
von dem Steuergerät
bei der Auswahl der Betriebsart herangezogen werden. Zusätzlich berücksichtigt
das Steuergerät
jedoch den Nutzerwunsch. Der Nutzerwunsch kann eine vollständige Freigabe umfassen,
sodass das Steuergerät – basierend
auf einem derartigen Nutzerwunsch – die Betriebsart frei aufgrund
der Zustandsgröße des Stromnetzes
beziehungsweise der Zustandsgröße des Energiespeichers
bestimmen kann.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs,
mit einem Energiespeicher und einem dem Energiespeicher zugeordneten Steuergerät, insbesondere
zur Durchführung
des vorstehend beschriebenen Verfahrens, wobei der Energiespeicher
in einer Betriebsart „Ladebetrieb” aus einem
externen Stromnetz geladen wird und in einer Betriebsart „Entnahmebetrieb” Strom
in das externe Stromnetz einspeist. Dabei ist vorgesehen, dass das
Steuergerät
dazu ausgebildet ist, eine Betriebsart aus verschiedenen zur Verfügung stehenden
Betriebsarten des Energiespeichers unter Berücksichtigung eines Nutzerwunsches
auszuwählen.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht einen, insbesondere bidirektionalen,
Wechselrichter zum Einspeisen von Strom in das Stromnetz und/oder
einen, insbesondere bidirektionalen, Stromzähler vor. Der Wechselrichter
dient dazu, elektrische Energie aus dem Energiespeicher dem externen Stromnetz
in Form von Wechsel- oder Drehstrom zuzuführen. Der Wechselrichter kann
bidirektional ausgeführt
sein, das bedeutet, dass er sowohl zum Laden des Energiespeichers
aus dem externen Stromnetz als auch zum Einspeisen von Strom aus
dem Energiespeicher in das externe Stromnetz vorgesehen ist. Zusätzlich oder
alternativ ist der Stromzähler vorgesehen,
der ebenso bidirektional ausgeführt
sein kann. Der Stromzähler
bestimmt die Strommenge, welche dem Energiespeicher aus dem externen Stromnetz
zugeführt
oder welche in das externe Stromnetz eingespeist wird. Mit Hilfe
des Stromzählers
kann somit sowohl das von dem Nutzer an den Betreiber des externen
Stromnetzes zu zahlende Entgelt bestimmt werden, als auch eine eventuell
anfallende Entschädigung
des Nutzers durch den Betreiber für das Einspeisen, das Puffern
beziehungsweise Abstützen
des Stromnetzes. Der Stromzähler kann,
beispielsweise von einer amtlichen Stelle, verplombt oder alternativ
gegen Manipulation gesichert sein.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Steuergerät an eine
Datenverbindung zu einem Betreiber des Stromnetzes angeschlossen
ist. Die Datenverbindung kann mittels auf den Strom aufmodulierter
Signale hergestellt sein. Die Datenverbindung liegt dabei beispielsweise
zwischen einem Zentralrechner des Betreibers und dem Steuergerät vor. Es
kann also auch vorgesehen sein, dass das Steuergerät nicht
an die Datenverbindung angeschlossen ist, sondern diese selbst herstellt.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht einen Anschluss und/oder einen
bidirektionalen Anschluss an das Stromnetz vor. Der Anschluss kann
beispielsweise ein konventioneller Wechselstromanschluss sein. Der
bidirektionale Anschluss kann für
eine intelligente bidirektionale Steckdose vorgesehen sein. Über diese
Steckdose kann sowohl dem Energiespeicher Energie aus dem externen
Stromnetz zugeführt
und diese somit geladen werden, als auch Strom aus dem Energiespeicher
in das externe Stromnetz eingespeist werden.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der bidirektionale Anschluss
zum Laden und/oder Einspeisen freigeschaltet ist, wenn die Datenverbindung
vorliegt. Das Freischalten erfolgt nur dann, wenn die Datenverbindung
hergestellt ist, beispielsweise durch auf den Strom aufmodulierte
Signale. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass kein unvergüteter Energiefluss
auftreten kann.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Energiespeicher
ein Akkumulator ist. Der Energiespeicher ist also ein elektrischer
Energiespeicher, welcher mehrmals auf- und entladbar ist. Beispielsweise
kann der Energiespeicher ein Lithium-Ionen-Akkumulator sein.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsformen erläutert, ohne
dass eine Beschränkung
der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige
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Figur
eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebssystem,
wobei das Kraftfahrzeug an ein externes Stromnetz angeschlossen
ist.
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Die
Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 1.
Das Kraftfahrzeug 1 ist beispielsweise ein Hybrid-Fahrzeug,
welches ein Antriebssystem aufweist, das sowohl einen elektrischen Teil
als auch einen verbrennungsmotorischen Teil (beide nicht dargestellt)
aufweist. In dem elektrischen Teil des Antriebssystems ist ein Energiespeicher 2 vorgesehen.
Mittels in dem Energiespeicher 2 gespeicherter Energie
kann das Antriebssystem beziehungsweise der elektrische Teil des
Antriebssystems betrieben werden. Der Energiespeicher 2 ist
beispielsweise ein Akkumulator, insbesondere ein Lithium-Ionen-Akkumulator.
Der Energiespeicher 2 ist über einen Wechselrichter 3 und
einen Stromzähler 4 mit
einem externen Stromnetz 5 verbunden. Das externe Stromnetz 5 ist
dabei ein öffentliches
Stromnetz 6. Das öffentliche
Stromnetz 6 wird mittels eines Zentralrechners 7 eines
Betreibers des öffentlichen Stromnetzes 6 gesteuert
beziehungsweise geregelt.
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Das öffentliche
Stromnetz 6 ist über
einen Anschluss 8 und/oder über einen bidirektionalen Anschluss 9 mit
dem Kraftfahrzeug 1 beziehungsweise dem Stromzähler 4 verbunden.
Dabei sieht eine Verbindung 10 zwischen dem Anschluss 8 und
dem Stromzähler 4 lediglich
einen Energiefluss in Richtung des Stromzählers 4 beziehungsweise
des Energiespeichers 2 vor. Dagegen ist eine Verbindung 11 zwischen
dem bidirektionalen Anschluss 9 und dem Stromzähler 4 beziehungsweise
dem Energiespeicher 2 bidirektional ausgelegt, ein Stromfluss
kann also sowohl in Richtung des Energiespeichers 2 als auch
in die umgekehrte Richtung erfolgen. Zwischen dem Wechselrichter 3,
der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ein bidirektionaler Wechselrichter ist, und dem Energiespeicher 2 liegt
ebenfalls eine bidirektionale Verbindung vor.
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An
den Energiespeicher 2 ist ein Ladestandsensor 12 gekoppelt,
mittels welchem der Ladestand des Energiespeichers bestimmt und
an ein Steuergerät 13 über eine
Datenverbindung 14 weitergeleitet werden kann. Das Steuergerät 13 ist
hier an eine Bedienkonsole 15 angebunden, wobei die Bedienkonsole 15 auch
einen Bordcomputer des Kraftfahrzeugs 1 aufweisen kann.
Zwischen dem Steuergerät 13 und der
Bedienkonsole 15, dem Wechselrichter 3 und dem
Stromzähler 4 sind
Datenverbindungen 16, 17 und 18 vorgesehen.
Die Datenverbindungen 16 und 17 sind bidirektional,
während
die Datenverbindung 18 lediglich in Richtung des Steuergeräts 13 vorgesehen
ist. Über
eine bidirektionale Datenverbindung 19 kann der Zentralrechner 7 Daten über das öffentliche Stromnetz 6 an
das Steuergerät 13 übermitteln.
Auch eine umgekehrte Kommunikation ist vorgesehen. Die Kommunikation
zwischen dem Zentralrechner 7 und dem Steuergerät 13 wird
im Folgenden als Datenverbindung 20 (in der Figur nicht
gesondert dargestellt) bezeichnet.
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Das
Steuergerät 13 kann
eine Betriebsart aus verschiedenen zur Verfügung stehenden Betriebsarten
des Energiespeichers 2 auswählen. Zur Verfügung stehen
beispielsweise die Betriebsarten „Ladebetrieb”, in welcher
der Energiespeicher 2 aus dem externen Stromnetz 5 geladen
wird, und die Betriebsart „Entnahmebetrieb”, in welcher
Strom aus dem Energiespeicher 2 in das externe Stromnetz 5 eingespeist
wird. Dabei kann über
den Anschluss 8 lediglich das Laden des Energiespeichers 2 aus
dem externen Stromnetz 5 realisiert werden, während mittels
des bidirektionalen Anschlusses 9 sowohl das Laden des
Energiespeichers als auch das Einspeisen von Strom in das externe
Stromnetz 5 realisiert werden kann. Mittels des Stromzählers 4 wird
dabei erfasst, welche Strommenge aus dem externen Stromnetz 5 in
den Energiespeicher zum Laden eingebracht beziehungsweise aus dem
Energiespeicher 2 in das externe Stromnetz 5 eingespeist
wird.
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Das
Steuergerät 13 kann
eine weitere Betriebsart „Pufferbetrieb” auswählen, in
welcher die Betriebsarten „Ladebetrieb” und „Entnahmebetrieb” zum Puffern
des externen Stromnetzes 5 durchgeführt werden. Diese Betriebsart
wird realisiert, um in dem externen Stromnetz vorliegenden Stromüberfluss
in dem Energiespeicher 2 zwischenzuspeichern, bis ein erhöhter Spitzenstrombedarf
in dem externen Stromnetz 5 vorliegt. In diesem Fall wird
die in dem Energiespeicher 2 gespeicherte Energie wieder
in das externe Stromnetz 5 eingespeist. Ebenfalls möglich ist
eine weitere Betriebsart „Netzabstützung”, um die
Betriebsart „Pufferbetrieb” zum Abstützen des
externen Stromnetzes 5 bei Auftreten eines Notfalls durchzuführen. Der
Betreiber des externen Stromnetzes 5 bietet üblicherweise
dem Nutzer des Kraftfahrzeugs 1 eine Vergütung für das Puffern
des externen Stromnetzes und eine höhere Vergütung für das Abstützen. Die jeweilig erzielbare
Vergütung kann
dem Steuergerät 13 über die
Datenverbindung 20 von dem Zentralrechner 7 übermittelt
werden, beispielsweise in der Form Ertrag pro Kilowattstunde.
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Das
Steuergerät 13 realisiert
eine einen Nutzerwunsch berücksichtigende
Steuerlogik. Diese kann beispielsweise von einem Ladegerät des Energiespeichers 2 beziehungsweise
des Bordcomputers des Kraftfahrzeugs 1 mit realisiert sein.
Das Steuergerät 13 wählt die
Betriebsart des Energiespeichers 2 unter Berücksichtigung
eines Nutzerwunsches aus. Dabei können die folgenden Optionen
vorgesehen sein:
- – Ausschließlich Laden des Energiespeichers 2 (nur
Durchführen
der Betriebsart „Ladebetrieb”)
- – Spitzenstrom-Puffer
für das
externe Stromnetz 5 in einem batterieschonenden Modus.
Dabei wird die Betriebsart „Pufferbetrieb” derart
durchgeführt,
dass beispielsweise der maximale Lade- beziehungsweise Entnahmestrom
begrenzt ist und/oder der Ladehub des Energiespeichers 2 auf zum
Beispiel 60 bis 90% der maximalen Kapazität des Energiespeichers 2 begrenzt
ist. Auf diese Weise wird die Lebensdauer des Energiespeichers 2 nicht
beziehungsweise nur marginal beeinträchtigt.
- – Durchlaufen
eines zeitlichen Ablaufs. Dabei wird beispielsweise eine von dem
Nutzer programmierbare Zeitvorwahl für ein Umschalten zwischen den
Betriebsarten vorgegeben. Beispielsweise kann in einem bestimmten
Zeitraum die Betriebsart „Pufferbetrieb” zulässig sein,
während
in anderen Zeiträumen
lediglich die Betriebsart „Ladebetrieb” durchgeführt werden
soll. Auf diese Weise kann sichergestellt sein, dass zwar der Energiespeicher 2 zum
Puffern des externen Stromnetzes 5 generell zur Verfügung steht,
dem Nutzer des Kraftfahrzeugs 1 jedoch ein voll aufgeladener Energiespeicher 2 zur
Verfügung
steht, wenn dieser das Kraftfahrzeug 1 benutzen möchte.
- - Adaptives Erfassen des Nutzerwunsches. Dies entspricht beispielsweise
einem Automatik-Modus, in welchem das Steuergerät 13 das bisherige Nutzerverhalten
auswertet und auf Grundlage eines daraus ermittelten Nutzerwunsches
die Betriebsart auswählt.
Beispielsweise kann in diesem Automatik-Modus zwischen den Betriebsarten „Ladebetrieb”, „Entnahmebetrieb” und „Pufferbetrieb” umgeschaltet
werden.
- – Durchführen einer
Betriebsart „Override-Betrieb”. In dieser
Betriebsart wird lediglich in die Betriebsart „Pufferbetrieb” umgeschaltet,
wenn besonders wertvoller Spitzenstrom in dem externen Stromnetz 5 anfällt, dessen
Puffern von dem Betreiber des Stromnetzes 5 besonders gut
vergütet wird.
- – Durchführen der
Betriebsart „Netzabstützung”. Dies
entspricht einem Not-Modus,
in welchem die Betriebsart „Pufferbetrieb” lediglich
dann durchgeführt
wird, wenn das externe Stromnetz 5 abgestützt werden
muss. Eine solche Netzabstützung wird üblicherweise
von dem Betreiber des externen Stromnetzes 5 sehr gut vergütet.
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Neben
dem Nutzerwunsch kann das Steuergerät 13 auch mindestens
eine Zustandsgröße des Energiespeichers 2,
beispielsweise dessen Ladestand, und/oder eine Zustandsgröße des externen Stromnetzes 5 berücksichtigen.
Letztere kann beispielsweise das Vorliegen von Spitzenstrom anzeigen
oder die Notwendigkeit eines Abstützens des externen Stromnetzes 5.
Auch die von dem Betreiber angebotene Vergütung kann in Form einer solchen Zustandsgröße vorliegen.
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Auf
diese Weise kann, während
das Kraftfahrzeug 1 stillsteht, der Energiespeicher 2 mit
dem externen Stromnetz 5 zum Laden verbunden sein. Gleichzeitig
wird der Energiespeicher 2 auch zum Puffern des externen
Stromnetzes verwendet. Insbesondere wenn viele Kraftfahrzeuge 1 den
vorstehend beschriebenen Aufbau aufweisen, kann dem externen Stromnetz 5 eine
stabile mittlere Speicherkapazität
zur Verfügung
gestellt werden. Ein solcher Energiespeicher hat mehrere Vorteile.
So ist er in der Lage, Überkapazitäten aufzunehmen
und Lastspitzen des externen Stromnetzes auszugleichen. Zudem kann
er vergleichsweise schnell reagieren und ist flächendeckend und relativ gleichmäßig verteilt
verfügbar,
wenn in ausreichender Anzahl entsprechend ausgestattete Kraftfahrzeuge 1 zur
Verfügung
stehen. Das Puffern des externen Stromnetzes 5 wird durch
seinen Betreiber vergütet
und kann damit von dem Nutzer des Kraftfahrzeugs 1 gewinnbringend angeboten
werden. Auf diese Weise kann auch ein Stillstehen des Kraftfahrzeugs 1 kommerziell
gewinnbringend genutzt werden. Da der Stromzähler 4 an Bord des
Kraftfahrzeugs 1 vorgesehen ist, ist es möglich, das
Kraftfahrzeug 1 an verschiedene Anschlüsse 8 beziehungsweise 9 anzukoppeln.
Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug 1 tagsüber auf einem
Firmenparkplatz abgestellt werden und dort an entsprechende Anschlüsse 8 beziehungsweise 9 angeschlossen
werden und abends in einem Parkhaus, einer Garage des Nutzers oder
dergleichen. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass das Kraftfahrzeug 1 beziehungsweise
der Energiespeicher 2 über große Zeiträume hinweg
zum Puffern des externen Stromnetzes 5 zur Verfügung steht.
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Der
Wechselrichter 3 ist beispielsweise Bestandteil eines Schnell-Ladegeräts für den Energiespeicher 2.
Dabei kann eine Durchgangsleistung von etwa 3 kW vorgesehen sein.
Der Wechselrichter 3 selbst ist ein bidirektionaler AC-DC-Wandler,
zum Beispiel ein gesteuerter Gleichrichter mit Rückspeiseweg. Der Anschluss 8 beziehungsweise
der bidirektionale Anschluss 9 können zum Beispiel als gewöhnlicher
Wechselstromanschluss oder auch als Drehstromanschluss zum Erzielen
kürzerer
Ladezeiten und somit höherer
Spitzenstrom-Abgaben ausgelegt sein. Die von dem Energiespeicher 2 aufgenommene
beziehungsweise abgegebene Leistung darf jedoch nur so hoch gewählt werden,
dass nur ein marginaler Verschleiß des Energiespeichers 2 auftritt.
Der Zentralrechner 7 kann derart ausgeführt sein, dass er die Energiespeicher 2 mehrerer
Kraftfahrzeug 1 in ihrer Gesamtheit koordiniert.
