DE102009045448A1 - Vehicle, particularly service bus, for driving operation in stages between respective battery replacement bases with intermediate stops, has electric motor that is provided as main drive motor - Google Patents

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Abstract

The vehicle, particularly service bus, has an electric motor that is provided as main drive motor and a power supply device for the electric motor, which has a removable battery (6) that is provided as base energy source of the electric motor. An activated reserve power supply unit is provided for supplying electricity. An independent claim is also included for a method for driving operation of a vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches in einem Fahrbetrieb in Etappen, beispielsweise einem Buslinienverkehr, eingesetzt werden kann. Das Fahrzeug wird mit einem Elektromotor angetrieben, der durch eine wiederaufladbare Batterie mit Energie versorgt wird.The The invention relates to a vehicle which is in a driving operation in Stages, such as a bus service, are used can. The vehicle is powered by an electric motor, the powered by a rechargeable battery.

Linienbusse liefern zum innerstädtischen Personennahverkehr einen erheblichen Beitrag. Linienbusse werden meist noch mit fossilen Brennstoffen, wie zum Beispiel Dieselkraftstoff betrieben. Trotz des schon geringen Verbrauchs pro Fahrgast, bieten die Fahrzeuge, die im Personennahverkehr üblicherweise auf stets wiederholt durchfahrenen Strecken betrieben werden, ein erhebliches Einsparungspotential sowohl für den Energieverbrauch als auch für die CO2 Emission.Buses make a significant contribution to urban transport. Buses are usually still operated with fossil fuels, such as diesel fuel. Despite the already low consumption per passenger, the vehicles, which are usually operated in passenger transport on repeatedly repeatedly traveled routes, offer a considerable savings potential for both energy consumption and CO 2 emission.

Es werden bereits verschiedene Antriebsvarianten für derartige Fahrzeuge eingesetzt, die den Verbrauch fossiler Brennstoffe verringern oder gänzlich auf fossile Brennstoffe verzichten. So ist es bekannt, mit generatorisch betriebenen Verbrennungsmotoren elektrische Energie für einen elektrischen Antrieb eines Fahrzeugs bereitzustellen. Zusätzlich können hier Hochleistungsbatterien oder Hochleistungskondensatoren (so genannte Ultra-Caps) Energie für kurzfristig hohen Leistungsbedarf, wie beim Beschleunigen oder bei Bergfahrten bereitstellen.It already different drive variants for such Used vehicles that reduce the consumption of fossil fuels or completely abstain from fossil fuels. So is It is known, with regenerative internal combustion engines electric Energy for an electric drive of a vehicle provide. In addition, high-performance batteries can be used here or high-performance capacitors (so-called ultra-caps) energy for short-term high power requirements, such as during acceleration or when traveling uphill.

Eine weitere Effizienzsteigerung lässt sich durch die Rückgewinnung von Bremsenergie und deren Speicherung in der Batterie und/oder den Kondensatoren erreichen. Dabei wird der Elektromotor des Fahrzeugs generatorisch und somit als „Bremse” betrieben.A Further efficiency increase can be achieved through the recovery of braking energy and their storage in the battery and / or reach the capacitors. This is the electric motor of the vehicle regenerative and thus operated as a "brake".

Noch weiter bezüglich des Energieverbrauchs optimiertere Hybridantriebe verwenden anstelle des Verbrennungsmotors eine Brennstoffzelle, die chemisch elektrische Energie erzeugt. Zum Stand der Technik wird diesbezüglich z. B. auf die EP 1868837 B1 verwiesen. Eine Brennstoffzelle dient bei dem bekannten Antrieb als Hauptenergiequelle für den Elektromotor. Zur Bereitstellung kurzfristiger Spitzenleistungen sind sowohl eine Batterie als „Minuten-Speicher” und eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Hochleistungskondensatoren als „Sekunden-Speicher” vorgesehen. Bremsenergie kann durch den generatorisch betriebenen Elektromotor in die Batterie und die Kondensatoren rückgespeichert werden.Still more energy-efficient hybrid powertrains use a fuel cell that generates chemical electrical energy instead of the internal combustion engine. The state of the art in this regard z. B. on the EP 1868837 B1 directed. A fuel cell is used in the known drive as the main energy source for the electric motor. To provide short-term peak performance, both a "minute memory" battery and a plurality of high-power capacitors connected in series are provided as "seconds of memory". Braking energy can be stored back into the battery and capacitors by the generator-driven electric motor.

Allen vorstehend beschriebenen Energieversorungssystemen ist gemein, dass die Hauptenergiequelle nach wie vor fossiler Brennstoff oder andere kontinuierlich zugeführte, chemisch in elektrische Energie umsetzbare Energieträger sind. Um nahezu vollständig auf solche Energieträger verzichten zu können werden bereits Fahrzeuge eingesetzt, die mit einer Batterie als Hauptenergiequelle betrieben werden. Die wissenschaftliche Entwicklung in den letzten Jahren hat die Leistungsdaten von Batterien, wie zum Beispiel Energieinhalt, minimale Ladezeit oder die entnehmbare Leistung so gesteigert und die Kosten derart gesenkt, dass Batterien als alleinige Energieversorgung für Fahrzeuge, insbesondere Busse, praktikabel und wirtschaftlich interessant wurden. So wurden bereits Busse eingesetzt, in denen eine genügend groß dimensionierte Batterie verbaut wurde, um den Fahrbetrieb des Busses über den gesamten Tag sicherzustellen. Um die Energie für diesen Betrieb bereitzustellen, muss die Batterie einen sehr hohen Energieinhalt aufweisen, was zu erheblichen Batteriekosten und zu einem sehr großen Gewicht der Batterie führt.all The energy supply systems described above have in common that the main source of energy is still fossil fuel or other continuous fed, chemically converted into electrical energy Are energy sources. To almost completely to be able to dispense with such energy sources Already used vehicles with a battery as their main source of energy operate. The scientific development in recent years has the performance data of batteries, such as energy content, minimal charging time or the removable power so increased and The costs are lowered so that batteries as the sole power supply for vehicles, in particular buses, practicable and economical became interesting. So buses have already been used in which installed a sufficiently large sized battery was to the driving of the bus throughout the day sure. To provide the energy for this operation, the battery must have a very high energy content, which at considerable battery costs and at a very large Weight of the battery leads.

Ein weiterhin limitierender Faktor bei diesem System ist die Wiederaufladung der Batterie. Für die Wiederaufladung der Batterie eines Fahrzeugs der oben genannten Art, werden verschiedene Möglichkeiten angeboten. Bei einer fest verbauten Batterie im Fahrzeug muss die Batterie innerhalb einer üblicherweise kurzen Standzeit des Busses vollständig wieder aufgeladen werden. Eine solch schnelle Aufladung wirkt sich nachteilig auf die Lebensdauer der Batterie aus.One Another limiting factor in this system is recharging the battery. For recharging the battery one Vehicle of the above type, will be different ways offered. For a permanently installed battery in the vehicle, the Battery within a usually short service life the bus are completely recharged. Such a Fast charging will adversely affect battery life out.

Es wurden auch induktive Ladelösungen an beispielsweise Zwischenhaltestellen des Busses vorgeschlagen. Hierbei muss aber in sehr kurzer Zeit eine sehr große Energiemenge in die Batterie geladen werden, was wieder die oben genannten Nachteile mit sich bringt.It were also inductive charging solutions, for example, intermediate stops proposed by the bus. But this must be done in a very short time very large amount of energy can be charged into the battery, which again brings the above-mentioned disadvantages.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, Busse mit einer Wechselbatterie zu betreiben, derart, dass am Ende des Fahrbetriebs eines Tages die nahezu entladene Batterie gegen eine im Depot vollständig geladene Batterie auszutauschen ist. Dies erlaubt es, die Batterie wesentlich langsamer zu laden und damit ihre Lebensdauer zu erhöhen. Nachteilig wirkt sich bei dieser Möglichkeit allerdings das große Volumen und das sehr hohe Gewicht der Batterie und der robusten Batteriehalterungen am Bus aus. Solch schwere Batterien können nicht auf dem Dach des Busses abgestützt werden, da sie die Dachstabilität überfordern und den Schwerpunkt erheblich nach oben verlagern würden; statt dessen werden solche Batterien meist in einem schwer zugänglichen Bodenbereich des Busses verbaut.It has also been proposed, buses with a removable battery to operate, such that at the end of driving one day the almost discharged battery against a fully charged in the depot Battery is to be replaced. This allows the battery to be essential load more slowly and thus increase their service life. However, this option has a disadvantageous effect the big volume and the very high weight of the battery and the rugged battery mounts on the bus. Such heavy batteries can not be supported on the roof of the bus because they overwhelm the roof's stability and would shift the focus significantly upwards; instead, such batteries are usually in a hard to reach Floor area of the bus installed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeug mit einer kostengünstigen Energieversorgung bereitzustellen, die weitgehend auf physikalisch oder chemisch umzusetzende und kontinuierlich zuzuführende Treibstoffe verzichtet und dessen Energiemanagement nur geringen Aufwand erfordert.Object of the present invention is to provide a vehicle with a low-cost power supply, which largely dispensed with physically or chemically reacting and continuously supplied fuels and whose energy management requires only little effort changed.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeug für einen Fahrbetrieb in Etappen zwischen jeweiligen Batteriewechselstützpunkten mit etwaigen Zwischenhaltestellen, mit einem Elektromotor als Hauptantriebsmotor und mit einer Energieversorgungseinrichtung für den Elektromotor, die wenigstens eine wiederaufladbare Wechselbatterie als Basisenergiequelle des Elektromotors, deren Energieinhalt im vollständig geladenen Zustand so bemessen ist, dass sie den voraussichtlichen Energiebedarf des Fahrzeugs für die jeweils aktuelle Etappe zum nächsten Batteriewechselstützpunkt mit einer Sicherheitsmarge von z. B. 150%–500% abdecken kann und eine bedarfsweise aktivierbare Reserveenergieversorgungseinheit zur Bereitstellung von elektrischer Energie für den Fall eines den Energieinhalt der wiederaufladbaren Wechselbatterie überschreitenden Energiebedarfs des Elektromotors für eine Fahrt zum nächsten Batteriewechselstützpunkt aufweist.The Task is solved by a vehicle for one Driving in stages between respective battery replacement points with any intermediate stops, with an electric motor as the main drive motor and with a power supply device for the electric motor, the at least one rechargeable replaceable battery as the base energy source of the electric motor whose energy content is fully charged Condition is calculated so that they are the expected energy needs of the vehicle for the current stage to the next Battery replacement point with a safety margin of z. B. 150% -500% and can be activated as needed Reserve power supply unit for providing electrical energy in the case of a rechargeable energy content Replacement battery energy requirements of the electric motor for a trip to the next battery replacement point having.

Vorzugsweise umfasst die Energieversorgungseinrichtung zusätzlich wenigstens einen elektrischen Kondensator für die Bereitstellung von Energie für temporären Hochlastbetrieb des Elektromotors.Preferably In addition, the energy supply device comprises at least an electric capacitor for the provision of Energy for temporary high-load operation of the electric motor.

Ein in einem Linienverkehr betriebener Linienbus fährt üblicherweise eine vorherbestimmte Etappe ab, bevor er wieder zu seiner Endhaltestelle zurückkehrt. Diese Etappe wird dann wiederholt am Tag durchfahren. Meist sind die Etappen vergleichsweise kurz und werden beispielsweise in einer Zeit von etwa einer Stunde durchfahren. Da erfindungsgemäß eine Batterie im Fahrzeug verbaut ist, deren Energieinhalt mit einer bestimmten Sicherheitsmarge von vorzugsweise 150%–500%, insbesondere 150%–250%, ausreicht, um das Fahrzeug auf der Etappe mit Energie zu versorgen, kann eine wesentlich kleinere und damit leichtere und kostengünstigere Batterie verbaut werden, als sie für einen Fahrbetrieb über den ganzen Tag nötig wäre. Um die Batterie auf einer Fahrt nicht vollständig zu entladen und auch eine gewisse Reserve mit zu führen, ist vorzugsweise der Energieinhalt der Batterie in der oben erwähnten Weise derart bemessen, dass er in etwa dem 1,5 bis 5-fachen, insbesondere dem 1,5 bis 2,5-fachen des voraussichtlichen Energiebedarfs des Fahrzeugs auf der jeweiligen aktuellen Etappe entspricht.One in a regular service operated bus runs normally a predetermined stage before returning to its final stop. This stage is then repeated throughout the day. Most are the stages comparatively short and are for example in one Drive through time of about an hour. As in the invention a Battery is installed in the vehicle whose energy content with a certain safety margin of preferably 150% -500%, especially 150% -250%, sufficient to get the vehicle up energizing the stage can be much smaller and thus installed lighter and cheaper battery when they are driving over the needed all day. To put the battery on one Ride does not fully unload and also a certain Reserve with lead, is preferably the energy content of the battery in the manner mentioned above, that it is about 1.5 to 5 times, especially 1.5 to 2.5 times the expected energy consumption of the vehicle on the respective current stage corresponds.

Um eine Tiefenentladung der Batterie oder gar ein Liegenbleiben des Fahrzeugs bei unerwartet erhöhtem Energiebedarf zu verhindern, wie er beispielsweise durch Umleitungsstrecken auf der üblichen Fahrstrecke des Fahrzeugs oder durch anhaltenden Stop- and Go-Verkehr verursacht werden kann, wird eine bedarfsweise aktivierbare Reserveenergieversorgungseinheit zur Verfügung gestellt, die normalerweise gar nicht zum Einsatz kommt. Diese Reserveenergieversorgungseinheit speist über einen Generator elektrische Energie in das System ein und lädt so die Batterie. Vorzugsweise ist die Reserveenergieversorgungseinheit ein Verbrennungsmotor, welcher einen Generator betreibt.Around a deep discharge of the battery or even a lingering of the Prevent vehicles from unexpectedly increased energy demand, as he for example by detour routes on the usual Driving distance of the vehicle or by persistent stop-and-go traffic can be caused is a demand-activated reserve power supply unit provided, which is usually not at all Use comes. This reserve power supply unit feeds over a generator loads and charges electrical energy into the system so the battery. Preferably, the reserve power supply unit an internal combustion engine that operates a generator.

Bevorzugt ist die Maximalleistung des Verbrennungsmotors kleiner als 60 kW, insbesondere kleine als 30 kW.Prefers if the maximum power of the internal combustion engine is less than 60 kW, especially small than 30 kW.

Die Reserveenergieversorgungseinheit soll lediglich ein Notaggregat darstellen, dass eine Fahrt zum nächsten Batteriewechselstützpunkt sicherstellt. Die Reserveenergieversorgungseinheit soll daher so klein dimensioniert sein, dass sie einen möglichst geringen Verbrauch, wenig Platzbedarf und geringes Gewicht hat. Sie wird also für den Hauptbetrieb des Fahrzeugs unterdimensioniert und daher nicht in der Lage sein, das Fahrzeug in üblicher Art und Weise zu betreiben.The Reserve power supply unit is merely an emergency unit represent that a ride to the next battery replacement point ensures. The reserve power supply unit should therefore be so small be dimensioned so that they use as little as possible, has little space and low weight. So it will be for undersized the main operation of the vehicle and therefore not be able to use the vehicle in the usual way to operate.

Zum Bereitstellen von Energie für einen temporären Hochlastbetrieb, wie beispielsweise beim Beschleunigen können wenigstens ein, vorzugsweise mehrere in Reihe geschaltete elektrische Kondensatoren zur Verfügung stehen. Aufgrund der rein elektrostatischen Energiespeicherung in den Kondensatoren können diese ohne Beschädigung schnell be- und entladen werden und weisen dabei eine relativ geringe Verlustleistung bei gleichzeitig nahezu unmittelbarer Leistungsbereitstellung auf.To the Providing energy for a temporary High load operation, such as when accelerating at least one, preferably a plurality of series electrical Capacitors are available. Due to the purely electrostatic Energy storage in the capacitors can do this without Damage can be loaded and unloaded quickly and points while a relatively low power loss at the same time almost immediate service provision.

Besonders bevorzugt ist es, dass die Energieversorgungseinrichtung eine Steuereinrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, bei Unterschreiten eines vorbestimmten Teilentladezustandes der wiederaufladbaren Wechselbatterie die Reserveenergieversorgungseinheit automatisch zuzuschalten.Especially it is preferred that the energy supply device comprises a control device, which is set to fall below a predetermined Partial discharge state of the rechargeable replaceable battery, the reserve power supply unit automatically switch on.

Vorzugsweise entspricht dieser Teilentladezustand 30% bis 60% des Vollladezustandes. Weiterhin ist das Fahrzeug vorzugsweise dazu eingerichtet, elektrisch umgesetzte Bremsenergie in die Batterie oder/und den Kondensator zu speichern, vorzugsweise durch den Betrieb des Elektromotors als Generator. Die Rückgewinnung von Bremsenergie erhöht weiterhin die Energieeffizienz des Antriebs. Gerade durch den regelmäßigen Halt an Zwischenhaltestellen in einem Linienverkehr fällt erheblich Bremsenergie an.Preferably corresponds to this Teilentladezustand 30% to 60% of the full state of charge. Furthermore, the vehicle is preferably configured to be electric converted braking energy into the battery or / and the capacitor to be stored, preferably by the operation of the electric motor as Generator. The recovery of braking energy continues to increase the energy efficiency of the drive. Just by the regular Stop at intermediate stops in a scheduled service drops significantly braking energy.

Simulationen des Erfinders haben gezeigt, dass der Energieinhalt der Batterie vorzugsweise so zu dimensionieren ist, dass für jeden Kilometer einer Wegstrecke eine Energie zwischen 1,0 und 1,6 kWh, insbesondere 1,3 kWh einen optimalen Fahrbetrieb eines durchschnittlichen Linienbusses erlaubt. Dieser Wert kann in Abhängigkeit von dem Fahrzeuggewicht variieren und unter Umständen auch von dem angegebenen Intervall abweichen.Simulations of the inventor have shown that the energy content of the battery is preferably to be dimensioned so that for each kilometer of a distance an energy between 1.0 and 1.6 kWh, in particular 1.3 kWh allows optimal driving operation of an average bus. This value may vary depending on the vehicle weight and possibly also on the vehicle differ from the specified interval.

Vorzugsweise ist das Fahrzeug ein Linienbus.Preferably the vehicle is a bus.

Besonders bevorzugt wird eine Lithium-Ionen-Batterie als primäre Energiequelle.Especially preferred is a lithium-ion battery as primary Energy source.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren für den Fahrbetrieb eines Fahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf einer Fahrstrecke mit einer oder mehreren Etappen, wobei eine jeweilige Etappe durch einen ersten Batteriewechselstützpunkt als Anfangspunkt und einen zweiten Batteriewechselstützpunkt als Endpunkt begrenzt ist, wobei der Fahrbetrieb auf einer jeweiligen Etappe die folgenden Schritte umfasst: Zurücklegen einer Etappe von dem ersten Batteriewechselstützpunkt zum zweiten Batteriewechselstützpunkt; Anfahren etwaiger Zwischenhaltestellen auf der Etappe; wiederholtes Prüfen des Ladezustandes der wiederaufladbaren Wechselbatterie und automatisches Zuschalten der Reserveenergieversorgungseinheit, falls der Ladezustand einen vorbestimmten Teilentladezustandspegel unterschritten hat; Austauschen der Batterie am zweiten Batteriewechselstützpunkt gegen eine im Wesentlichen vollständig geladene Batterie.The inventive object is further solved by a method for driving a vehicle according to one of the preceding claims on a driving route with one or more stages, with each stage through a first battery replacement point as the starting point and a second battery exchange point as an end point is limited, with the driving on a particular stage The following steps include: Traveling a Stage from the first battery change support point to the second battery change support point; Approaching any intermediate stops on the stage; repeated Checking the charge status of the rechargeable replaceable battery and automatic connection of the reserve power supply unit, if the state of charge is a predetermined partial discharge state level has fallen below; Replace the battery at the second battery replacement point against a substantially fully charged battery.

Das Fahrzeug beginnt seine Fahrt auf einer Etappe bei einem ersten Batteriewechselstützpunkt mit einer im Wesentlichen vollständig geladenen Batterie. Auf der Etappe werden etwaige Zwischenhaltestellen angefahren. Beim Erreichen des zweiten Batteriewechselstützpunkts am Ende der Etappe ist die Batterie signifikant so entladen, dass sie wieder aufgeladen werden sollte. An diesem zweiten Batteriewechselstützpunkt wird sodann diese entladene Batterie gegen eine im Wesentlichen vollständig geladene Batterie ausgetauscht. Auf der Etappe findet ein stetiges Prüfen des Ladezustands der wiederaufladbaren Wechselbatterie statt. Wird ein vorbestimmter Teilentladezustand erreicht, was im Normalfall nicht geschehen sollte, da die Batterie ausreichend groß dimensioniert ist, wird die Reserveenergieversorgungseinheit automatisch zugeschaltet.The Vehicle begins its journey on a leg at a first battery replacement point a substantially fully charged battery. On the stage will be approached any intermediate stops. At the Reaching the second battery replacement point at the end the stage, the battery is significantly discharged so that it returns should be charged. At this second battery replacement point Then, this discharged battery is against a substantially fully charged battery replaced. At the stage finds a steady check of the state of charge of the rechargeable Replacement battery instead. Becomes a predetermined partial discharge state achieved, which should not happen under normal circumstances, since the battery is sufficiently large, is the reserve power supply unit automatically switched on.

Um einen möglichst effizienten Fahrbetrieb zu gestalten, findet das Austauschen der Batterie an einem jeweiligen Batteriewechselstützpunkt vorzugsweise automatisch statt. Dies kann beispielsweise durch eine dafür vorgesehene Batteriewechselvorrichtung, in welche der Bus hinein fährt, geschehen. An einem solchen Batteriewechselstützpunkt kann dann beispielsweise ein Lager mit Ladestationen für die ausgetauschten Batterien vorgesehen sein. Vorzugsweise wird dieses Lager automatisch betrieben und vollständig geladene Batterien, die gegen entladene Batterien ausgewechselt werden sollen, ebenfalls automatisch ausgewählt. Besonders bevorzugt ist es, wenn der erste und der zweite Batteriewechselstützpunkt derselbe Batteriewechselstützpunkt sind. Dies kann dann der Fall sein, wenn das Fahrzeug in einem Linienbetrieb betrieben wird, wobei es ausgehend von einer Endhaltestelle eine schleifenförmige Linie befährt und dann zu seiner Endhaltestelle zurückkehrt.Around to design the most efficient driving possible replacing the battery at a respective battery replacement point preferably automatically. This can be done for example by a provided for this battery replacement device, in which the bus goes in, done. At such a battery exchange base can then, for example, a warehouse with charging stations for be replaced batteries provided. Preferably, this will Bearings automatically operated and fully charged batteries, which are to be replaced with discharged batteries, too automatically selected. It is particularly preferred if the first and the second battery exchange support the same Battery replacement base are. This can be the case be when the vehicle is operated in a line operation, wherein it starting from a final stop a loop-shaped Line travels and then returns to its final stop.

Es ist aber auch möglich, dass der Bus auf seiner Fahrstrecke mehrere verschiedene Batteriewechselstützpunkte anfährt, an denen wie oben beschrieben wiederaufladbare Wechselbatterien ausgetauscht werden. Die Verfahrensschritte auf einer einzelnen Etappe zwischen zwei Batteriewechselstützpunkten sind dieselben wie oben beschrieben. Das Energiemanagement ist somit an einen Etappen-Fahrbetrieb angepasst, wobei kleine, leicht gewichtige und preisgünstige Standardbatterien verwendet werden können, bei denen es auf die zum erneuten Laden erforderliche Zeit nicht besonders ankommt. Es müssen daher nicht teure Batterien mit Schnellladeeigenschaften verwendet werden.It But it is also possible that the bus is on its route moves to several different battery replacement points, where rechargeable replaceable batteries as described above be replaced. The process steps on a single Stage between two battery replacement points are the same as described above. The energy management is thus in a stage driving operation adapted, being small, light weighted and inexpensive Standard batteries can be used in which it the time required to reload is not particularly important. It does not therefore have expensive batteries with fast charging characteristics be used.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.embodiments The invention will be described below with reference to the figures described.

1 zeigt einen mittels Elektromotor angetriebenen Gelenkbus mit einer Batterie auf seinem Dach als Energieversorgung; 1 shows an electric motor driven articulated bus with a battery on its roof as a power supply;

2 zeigt eine elektrische Schaltung mit einer Batterie zur Energieversorgung des Elektromotors des Gelenkbusses der 1; 2 shows an electrical circuit with a battery for powering the electric motor of the articulated bus of 1 ;

3 zeigt Verfahrensschritte für den Betrieb eines Linienbusses, der auf einer geschlossenen Etappe verkehrt, wobei jeweils an der Endhaltestelle die Batterie gewechselt wird; 3 shows method steps for the operation of a bus that runs on a closed stage, in each case at the final stop the battery is changed;

4 zeigt die Verfahrensschritte zum Betrieb eins mit einer Batterie betriebenen Fahrzeuges auf einer Fahrstrecke mit mehreren Etappen. 4 shows the method steps for operating a battery-powered vehicle on a route with multiple stages.

In der 1 ist ein Gelenkbus 2 gezeigt, wie er häufig in einem Linienverkehr eingesetzt wird. Der Gelenkbus 2 wird durch einen nicht gezeigten Elektromotor angetrieben. Dieser Elektromotor wird primär durch eine auf dem Dach 4 des Gelenkbusses 2 angebrachte wiederaufladbare Wechselbatterie 6 mit Energie versorgt. Die Batterie 6 ist durch eine Befestigungsvorrichtung 8 so auf dem Dach angebracht, dass sie leicht ausgewechselt werden kann. Die Batterie 6 ist insbesondere so angebracht, dass sie durch eine automatische Batteriewechselvorrichtung vom Dach 4 des Busses 2 abgenommen werden kann und in entsprechender Weise durch eine baugleiche Batterie ersetzt werden kann.In the 1 is a articulated bus 2 shown how it is often used in a regular service. The articulated bus 2 is driven by an electric motor, not shown. This electric motor is primarily powered by a roof 4 of the articulated bus 2 mounted rechargeable replaceable battery 6 energized. The battery 6 is through a fastening device 8th mounted on the roof so that it can be easily replaced. The battery 6 In particular, it is mounted by an automatic battery changing device from the roof 4 of the bus 2 can be removed and can be replaced in a similar manner by a battery of the same design.

Die Batterie ist weiterhin mit einem Schutz 10 versehen, um sie vor Umwelteinflüssen zu schützen. Für den Schutz 10 gilt ebenfalls, dass dieser so aufgebaut ist, dass ein einfacher und schneller Zugriff beim automatischen Batteriewechsel durch eine automatische Batteriewechselvorrichtung erfolgen kann.The battery is still protected 10 provided to protect them from environmental impact. For the protection 10 also applies that this is constructed so that a simple and fast access during automatic battery replacement can be done by an automatic battery replacement device.

Aufgrund der günstigen Leistungsdaten handelt es sich bei der Batterie vorzugsweise um eine Lithiumionenbatterie.by virtue of The favorable performance data is the battery preferably a lithium-ion battery.

Die Batterie 6 ist die primäre Energiequelle für den elektrischen Antrieb des Busses 2. Der Energieinhalt der Batterie ist dabei so dimensioniert, dass er ausreicht, den Bus 2 in seinem normal ablaufenden Linienverkehr auf seiner Fahrstrecke von der Endhaltestelle entlang der gesamten Linie wieder zurück zur Endhaltestelle mit Energie zu versorgen. Es kann z. B. eine Sicherheitsmarge von 150%–250% kalkuliert sein, so dass der Bus unter den normalen Bedingungen die 1,5 bis 2,5-fache Etappenstrecke mit der Batterie als Energiequelle zurücklegen könnte. Ein gewisses Maß an Batteriereserve ist zweckmäßigerweise für die Fahrzeugklimatisierung zu berücksichtigen.The battery 6 is the primary source of power for the electric drive of the bus 2 , The energy content of the battery is dimensioned so that it is sufficient, the bus 2 in its normal running regular service on its route from the final stop along the entire line back to the final stop to provide energy. It can, for. For example, a safety margin of 150% -250% may be calculated so that under normal conditions the bus could cover 1.5 to 2.5 times the distance traveled with the battery as an energy source. A certain amount of battery reserve is expediently to be considered for vehicle air conditioning.

Die in 2 gezeigte Schaltungsanordnung 12 ermöglicht auf Basis einer Batterie 6 als Grundenergieversorgungsquelle darüber hinaus eine zufriedenstellende Energieversorgung des Busses 2 in nahezu sämtlichen Fahrsituationen. Der Elektromotor 14 des Busses 2 wird über einen Wandler 16 angesteuert. Der Wandler 16 wandelt die in einem Schaltkreis 18 bereitgestellte Gleichspannung in Wechselspannung für den Betrieb des Elektromotors 14 um. Der Antriebsmotor 14 kann z. B. eine permanent erregte Synchronmaschine sein. Die Antriebsmaschine 14 kann auch als Generator betrieben werden, so dass die bei Generatorbetrieb erzeugte Leistung, beispielsweise bei einem Bremsvorgang im Wandler 16 in Gleichspannung umgewandelt wird und in den Schaltkreis 18 eingespeist wird. Es können selbstverständlich auch mehrere Antriebsmaschinen verwendet werden, die auf einer jeweiligen Radnarbe des Fahrzeugs plaziert sind und entsprechend in den Schaltkreis eingebunden sind.In the 2 shown circuit arrangement 12 enabled on the basis of a battery 6 as a basic energy supply source, moreover, a satisfactory power supply of the bus 2 in almost all driving situations. The electric motor 14 of the bus 2 is about a converter 16 driven. The converter 16 converts those in a circuit 18 provided DC voltage in AC voltage for the operation of the electric motor 14 around. The drive motor 14 can z. B. be a permanent magnet synchronous machine. The prime mover 14 can also be operated as a generator, so that the power generated during generator operation, for example, during a braking operation in the converter 16 is converted into DC voltage and into the circuit 18 is fed. Of course, it is also possible to use a plurality of drive machines, which are placed on a respective wheel of the vehicle and are correspondingly integrated in the circuit.

Zur Energieversorgung der Antriebsmaschine 14 stehen neben der Batterie 6 zwei weitere Energieversorgungssysteme zur Verfügung. Um kurzfristig hohe Leistungen bereitstellen zu können, sind als zweite Energieversorgungseinheit 20 mehrere Speicher zur Speicherung von elektrischer Ladung, insbesondere in Reihe geschaltete Doppelschichtkondensatoren 22 (Ultra-Caps) zur Batterie 6 parallel geschaltet. Die Kondensatoren, insbesondere Ultra-Caps, weisen eine sehr hohe Energiedichte auf und speichern Energie elektrostatisch. Im Gegensatz zu einem chemischen Energiespeicher wie einer Batterie, kann ein Kondensator hohe Leistungen schnell aufnehmen bzw. abgeben.To power the prime mover 14 stand next to the battery 6 two more power systems available. In order to be able to provide high performance in the short term, the second energy supply unit is 20 a plurality of memories for storing electrical charge, in particular double-layer capacitors connected in series 22 (Ultra-Caps) to the battery 6 connected in parallel. The capacitors, in particular Ultra Caps, have a very high energy density and store energy electrostatically. Unlike a chemical energy storage such as a battery, a capacitor can absorb or deliver high power quickly.

Die in Reihe geschalteten Kondensatoren 22 dienen beim Betrieb des Busses 2 dazu, bei Beschleunigungsvorgängen oder bei Bergfahrten kurzzeitig eine hohe Leistung bereit zu stellen, insbesondere eine Leistung, die das Leistungsvermögen der Batterie überschreiten würde. Im normalen Fahrbetrieb sind die Kondensatoren 22 auf die Battriespannung geladen.The series connected capacitors 22 serve when operating the bus 2 to provide high power for a short time during acceleration or when driving uphill, in particular a power that would exceed the capacity of the battery. In normal driving are the capacitors 22 charged to the battery voltage.

Der Energieinhalt der Batterie 6 ist so bemessen, dass er den Bus 2 auf seiner üblichen Fahrstrecke von seiner Endhaltestelle entlang seiner Linie wieder zurück zur Endhaltestelle mit Energie versorgen kann. Sollten unvorhergesehene Streckenverlängerungen, wie beispielsweise Umleitungen aufgrund von Baustellen, oder energieintensiver übermäßiger Stop- and Go-Verkehr auftreten, wird die Batterie 6 aufgrund des erhöhten Energieverbrauchs weiter als üblich entladen. Um Beschädigungen der Batterie zu vermeiden und weiterhin eine ausreichende Leistung für den Fahrbetrieb aufrecht zu erhalten, ist daher ein Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) vorgesehen, der einen Generator, etwa eine übliche Lichtmaschine antreibt. Der Generator ist an Anschlussstellen 24, 26 in den Schaltkreis 18 eingebunden und ebenfalls zur Batterie 6 parallel geschaltet. In Situationen, in denen die Batterie 6 weiter als erlaubt entladen wird, speist der generatorisch betriebene Verbrennungsmotor über die Anschlüsse 24, 26 Energie in den Schaltkreis 18 ein und lädt die Batterie 6.The energy content of the battery 6 is sized to the bus 2 on its usual route from its final stop along its line back to the final stop can provide energy. In the event of unforeseen route extensions, such as construction site diversions, or energy-intensive excessive stop-and-go traffic, the battery will become 6 discharged further than usual due to the increased energy consumption. In order to avoid damage to the battery and continue to maintain sufficient power for driving, therefore, an internal combustion engine (not shown) is provided, which drives a generator, such as a conventional alternator. The generator is at connection points 24 . 26 in the circuit 18 integrated and also to the battery 6 connected in parallel. In situations where the battery 6 further than allowed to discharge, the regenerative internal combustion engine feeds via the connections 24 . 26 Energy in the circuit 18 and charges the battery 6 ,

Wie schon oben beschrieben, kann die Antriebsmaschine 14 auch als Generator betrieben werden, so dass bei einem Abbremsen des Fahrzeuges die Verzögerungsleistung durch den Generator erzeugt wird und dieser Strom über den Wandler 16 in den Stromkreis 18 einspeist. Die dabei erzeugte Energie wird in der Batterie 6 bzw. den Kondensatoren 22 zwischengespeichert, bis deren maximale Ladekapazität erreicht wird. Bei vollen Speichern kann die Bremsleistung in einem Bremssteller 28 vernichtet werden. Der Bremssteller 28 besteht aus einem Bremswiderstand 30 und einem Leistungsschalter 61.As already described above, the prime mover can 14 be operated as a generator, so that when braking the vehicle, the deceleration power is generated by the generator and this current through the converter 16 in the circuit 18 feeds. The generated energy is in the battery 6 or the capacitors 22 cached until its maximum charge capacity is reached. When fully stored, the braking power in a brake disc 28 be destroyed. The brake disc 28 consists of a braking resistor 30 and a circuit breaker 61 ,

Die bei einem Bremsvorgang anfallende hohe Leistung stellt für die Kondensatoren 22 kein Problem dar, jedoch muss die Ladeleistung der Batterie 6 geregelt werden. Dies geschieht über eine Batterieladeregelschaltung 34. Die Batterieladeregelschaltung besteht aus einer Diode 36 und einem dazu parallel geschalteten DCDC-Wandler 38. Der Energiefluss von der Batterie in den Elektromotor fließt entweder über den DCDC-Wandler 38 oder, wenn die Kondensatoren 22 ausreichend entladen sind, über die Diode 36. Bei Energiefluss von der generatorisch betriebenen Antriebsmaschine 14 sperrt die Diode 36 und die Ladeleistung wird durch den DCDC-Wandler 38 geregelt.The high power generated during a braking process provides for the capacitors 22 No problem, but the charging power of the battery 6 be managed. This is done via a battery charging control circuit 34 , The battery charging control circuit consists of a diode 36 and a DCDC converter connected in parallel thereto 38 , The flow of energy from the battery to the electric motor flows either through the DCDC converter 38 or, if the capacitors 22 are sufficiently discharged, over the diode 36 , In the case of energy flow from the generator-driven prime mover 14 locks the diode 36 and the charging power is provided by the DCDC converter 38 regulated.

Mit der vorangehend beschriebenen Energieversorgungsschaltung 12 kann somit der Fahrbetrieb des Busses 2 in sämtlichen Fahrsituation sichergestellt werden. Im Normallastbetrieb versorgt die Batterie 6 die Antriebsmaschine mit Energie. Bei kurzzeitig anfallender hoher Leistung, wie bei Beschleunigungsvorgängen oder Bergfahrten, unterstützen die Kondensatoren 22 die Energieversorgung. Sollte die Batterie durch unvorhergesehene Umstände unerlaubt weit entladen werden, stellt der Generator des Verbrennungsmotors Energie zur Ladung der Batterie bereit.With the power supply circuit described above 12 can thus the driving of the bus 2 be ensured in all driving situations. In normal-load operation, the battery powers 6 the prime mover with energy. For short-term high power, such as acceleration or hill climbing, support the capacitors 22 the energy supply. Should the battery be discharged unauthorized by unforeseen circumstances, the generator of the internal combustion engine provides energy for charging the battery.

Im Fahrbetrieb eines im Linienverkehr betriebenen Busses 2 wird der Energieinhalt der Batterie so gewählt, dass die Energie ausreicht, um den Bus 2 auf seiner ständig wiederholt durchfahrenen Etappe von seiner Endhaltestelle zur Umkehrhaltestelle und wieder zurück zur Endhaltestelle mit Energie zu versorgen. An der Endhaltestelle wird dann die Batterie 2, die z. B. bis auf 40% bis 50% ihrer vollen Ladekapazität entladen ist, gegen eine baugleiche geladene Batterie ausgetauscht. Die entladene Batterie wird dann an der Endhaltestelle wieder aufgeladen. Dabei kann die Ladezeit der Batterie bis zu ihrem vollständig geladenen Zustand in etwa der Zeit entsprechen, die der Bus zum Durchfahren der gesamten Etappe benötigt. Wie in 3 dargestellt, startet also der Bus am Anfangspunkt der Etappe, fährt auf der Etappe verschiedene Zwischenhaltestellen an und trifft schließlich am Endpunkt der Etappe ein. Der Endpunkt der Etappe ist bei einem in einer Schleife fahrenden Bus gerade wieder der Anfangspunkt der nächsten Etappe. Am Endpunkt der Etappe bzw. Anfangspunkt der Etappe findet dann der Batteriewechsel statt. Der Batteriewechsel erfolgt dabei durch ein automatisches Batteriewechselsystem. Nach dem Batteriewechsel durchfährt der Bus 2 erneut die Etappe und kehrt wieder zum Anfangspunkt zurück. Wieder wird die entladene Batterie gegen die in dieser Zeit vollständig aufgeladene Batterie ausgetauscht. Die nun entladene Batterie wird am Batteriewechselstützpunkt geladen. Durch dieses Betriebsverfahren ist es möglich den Bus mit wenigen, klein dimensionierten Batterien, die ständig gewechselt werden, kontinuierlich zu betreiben.In the driving mode of a bus operated in the regular service 2 The energy content of the battery is chosen so that the energy is sufficient to the bus 2 on his constantly repeated stage from his final stop to the return stop and back to the final stop to provide energy. At the final stop then the battery 2 that z. B. is discharged to 40% to 50% of its full charge capacity, replaced with a built-in charged battery. The discharged battery is then recharged at the final stop. In this case, the charging time of the battery to its fully charged state can correspond approximately to the time required for the bus to pass through the entire stage. As in 3 Thus, when the bus starts at the starting point of the stage, it stops at the intermediate stage and finally arrives at the end point of the stage. The end point of the stage is just the starting point of the next stage in a looped bus. At the end point of the stage or starting point of the stage then takes place the battery change. The battery is replaced by an automatic battery replacement system. After changing the battery, the bus passes through 2 again the stage and returns to the starting point. Again, the discharged battery is replaced with the battery fully charged during this time. The now discharged battery is charged at the battery replacement point. By this operating method, it is possible to operate the bus continuously with a few, small-sized batteries that are constantly changed.

Der Bus muss nicht zwangsläufig in einer schleifenförmigen Etappe fahren, wo er stets wieder zum Anfangspunkt der Etappe zurückkehrt und die Batterie immer am selben Batteriewechselstützpunkt gewechselt wird. Bei längeren Fahrstrecken sind mehrere Batteriewechselstützpunkte auf der gesamten Fahrstrecke vorgesehen. Wie in 4 gezeigt, durchfährt der Bus die erste Etappe. Am Endpunkt der ersten Etappe wird die Batterie gegen eine vollständig geladene Batterie gewechselt. Die entladene Batterie wird an diesem Batteriewechselstützpunkt geladen. Der Bus kann nun eine zweite Etappe zu einem nächsten Batteriewechselstützpunkt durchfahren, wo wieder ein Batteriewechsel stattfindet. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Bus vom Endpunkt der ersten Etappe nach dem Batteriewechsel zum Anfangspunkt der ersten Etappe zurückkehrt. Hier wird wiederum die Batterie gewechselt. Hat der Bus eine zweite Etappe durchfahren, ist von diesem Batteriewechselstützpunkt eine Rückkehr zum Anfangspunkt der zweiten Etappe möglich. Der Bus kann aber auch zu einem anderen Batteriewechselstützpunkt weiterfahren beispielsweise dem Anfangspunkt der ersten Etappe.The bus does not necessarily have to drive in a loop-shaped stage, where it always returns to the starting point of the stage and the battery is always changed at the same battery replacement point. For longer distances several battery replacement points are provided on the entire route. As in 4 shown, the bus passes through the first stage. At the end of the first stage, the battery is changed to a fully charged battery. The discharged battery is charged at this battery replacement point. The bus can now pass through a second stage to a next battery changeover point, where a battery change takes place again. However, there is also the possibility that the bus will return to the starting point of the first leg from the end of the first leg after the battery change. Here again the battery is changed. If the bus has passed through a second stage, it is possible to return from this battery replacement point to the starting point of the second stage. However, the bus can also continue to another battery exchange base, for example, the starting point of the first stage.

Wie in 4 angedeutet, lässt sich selbstverständlich die Zahl der Etappen bzw. Batteriewechselstützpunkte beliebig erhöhen. Es ist nur stets darauf zu achten, dass der Energieinhalt der an einem jeweiligen Batteriewechselstützpunkt eingesetzten Batterie so gewählt ist, dass der Energieinhalt ausreicht, um die folgende Etappe zu durchfahren.As in 4 indicated, of course, the number of stages or battery replacement support points can be arbitrarily increased. It is only ever to ensure that the energy content of the battery used at a respective battery replacement point is selected so that the energy content is sufficient to pass through the next stage.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung deutlich wird, ist das Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges mit einer oder mehreren Wechselbatterien äußerst flexibel. Daher ist es nicht nur auf den Betrieb eines Linienbusses beschränkt, der stets die selbe Linie abfährt, sondern es ist auch möglich beispielsweise ein Taxi oder ein in der Stadt betriebenes Lieferfahrzeug mit solch einem System zu versorgen. Gerade im innerstädtischen Betrieb sind auch hier die zurückzulegenden Etappen bzw. Fahrten vergleichbar lang. Batteriewechselstützpunkte in Form von Taxiständen sind ebenfalls vorhanden.As From the foregoing description, the method is to operate a vehicle with one or more removable batteries extremely flexible. Therefore, it is not just about the operation of a bus limited, which always leaves the same line, but it is also possible for example a taxi or a city-operated delivery vehicle with such a system to supply. Especially in inner city operation are too here the stages or journeys to be covered are comparable long. Battery change points in the form of taxi stands are also available.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 1868837 B1 [0005] - EP 1868837 B1 [0005]

Claims (14)

Fahrzeug, insbesondere Linienbus, für einen Fahrbetrieb in Etappen zwischen jeweiligen Batteriewechselstützpunkten mit etwaigen Zwischenhaltestellen, mit – einem Elektromotor (14) als Hauptantriebsmotor und – mit einer Energieversorgungseinrichtung für den Elektromotor, die wenigstens eine wiederaufladbare Wechselbatterie (6) als Basisenergiequelle des Elektromotors (14), deren Energieinhalt im vollständig geladenen Zustand so bemessen ist, dass sie den voraussichtlichen Energiebedarf des Fahrzeugs für die jeweils aktuelle Etappe zum nächsten Batteriewechselstützpunkt vorzugsweise mit einer Sicherheitsmarge von 150% bis 500% abdecken kann, und eine bedarfsweise aktivierbare Reserveenergieversorgungseinheit zur Bereitstellung von elektrischer Energie für den Fall eines den Energieinhalt der wiederaufladbaren Wechselbatterie (6) überschreitenden Energiebedarfs des Elektromotors (14) für eine Fahrt zum nächsten Batteriewechselstützpunkt aufweist.Vehicle, in particular regular-service bus, for driving in stages between respective battery replacement support points with any intermediate stops, with - an electric motor ( 14 ) as a main drive motor and - with a power supply device for the electric motor, the at least one rechargeable replaceable battery ( 6 ) as the base energy source of the electric motor ( 14 ), whose energy content in the fully charged state is such that it can cover the anticipated energy requirements of the vehicle for the respective current stage to the next battery exchange support point preferably with a safety margin of 150% to 500%, and a need to activate reserve power supply unit for providing electrical energy in the case of the energy content of the rechargeable replaceable battery ( 6 ) exceeding the energy requirement of the electric motor ( 14 ) for a trip to the next battery exchange support point. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reserveenergieversorgungseinheit ein Verbrennungsmotor ist, welcher einen Generator betreibt.Vehicle according to claim 1, characterized in that that the reserve power supply unit is an internal combustion engine is who operates a generator. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Maximalleistung des Verbrennungsmotors kleiner als 60 kW, insbesondere kleiner als 30 kW ist.Vehicle according to claim 2, characterized in that that the maximum power of the internal combustion engine is less than 60 kW, especially less than 30 kW. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungseinrichtung ferner wenigstens einen elektrischen Kondensator (22) für die Bereitstellung von Energie für temporären Hochlastbetrieb des Elektromotors (14) umfasst.Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the energy supply device further comprises at least one electrical capacitor ( 22 ) for the provision of energy for temporary high-load operation of the electric motor ( 14 ). Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungseinrichtung eine Steuereinrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, bei einem Teilentladungszustand der wiederaufladbaren Wechselbatterie (6) die Reserveenergieversorgungseinheit automatisch zuzuschalten.Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the energy supply device comprises a control device, which is adapted, in a partial discharge state of the rechargeable removable battery ( 6 ) automatically switch on the reserve power supply unit. Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilentladezustand 40%–50% des Vollladezustandes ist.Vehicle according to claim 5, characterized in that that the partial discharge state 40% -50% of full charge is. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es dazu eingerichtet ist, Bremsenergie in die Batterie (6) oder/und den Kondensator (22) zu speichern, vorzugsweise durch den Betrieb des Elektromotors (14) als Generator.Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that it is adapted to transfer braking energy into the battery ( 6 ) and / or the capacitor ( 22 ), preferably by the operation of the electric motor ( 14 ) as a generator. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (6) einen Energieinhalt besitzt, der so dimensioniert ist, dass für jeden Kilometer einer Wegstrecke eine Energie zwischen 1,0 und 1,6 kWh, insbesondere 1,3 kWh, bereitgestellt werden kann.Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the battery ( 6 ) has an energy content that is dimensioned so that for each kilometer of a distance an energy between 1.0 and 1.6 kWh, in particular 1.3 kWh, can be provided. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Linienbus ist.Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that it is a bus. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (6) eine Li-Ionen-Batterie ist.Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the battery ( 6 ) is a Li-ion battery. Verfahren für den Fahrbetrieb eines Fahrzeuges nach einem der vorhergehenden Ansprüche, auf einer Fahrstrecke mit einer oder mehreren Etappen, wobei eine jeweilige Etappe durch einen ersten Batteriewechselstützpunkt als Anfangspunkt und einen zweiten Batteriewechselstützpunkt als Endpunkt begrenzt ist, wobei der Fahrbetrieb auf einer jeweiligen Etappe die Schritte umfasst: Zurücklegen einer Etappe von dem ersten Batteriewechselstützpunkt zum zweiten Batteriewechselstützpunkt; Anfahren etwaiger Zwischenhaltestellen auf der Etappe; wiederholtes Prüfen des Ladezustandes der wiederaufladbaren Wechselbatterie und automatisches Zuschalten der Reserveenergieversorgungseinheit bei Unterschreiten eines vorbestimmtem Teilentladezustandes; Austauschen der Batterie am zweiten Batteriewechselstützpunkt gegen eine im Wesentlichen vollständig geladene Batterie.Method for driving a vehicle according to one of the preceding claims, on a driving route with one or more stages, with each stage through a first battery replacement point as the starting point and a second battery exchange point as an end point is limited, with the driving on a particular stage the steps includes: Returning a leg of the first battery change support point to the second battery change support point; hit any intermediate stops at the stage; repeated Checking the charge status of the rechargeable replaceable battery and automatic connection of the reserve power supply unit falls below a predetermined Teilentladezustandes; Change the battery at the second battery replacement point against a substantially fully charged battery. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch automatisches Austauschen der Batterie an einem jeweiligen Batteriewechselstützpunkt.A method according to claim 11, characterized by automatic replacement of the battery at a respective battery replacement point. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch Laden der ausgetauschten teilentladenen Batterie an dem jeweiligen Batteriewechselstützpunkt.A method according to claim 11 or 12, characterized by charging the replaced partially discharged battery to the respective one Battery replacement base. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Batteriewechselstützpunkt der selbe Batteriewechselstützpunkt sind.Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that the first and the second battery exchange support point are the same battery replacement point.
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