DE102010048673A1 - Fahrzeug mit Elektromotor und Energiespeicher - Google Patents

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Abstract

Ein Fahrzeug (10) umfasst einen Elektromotor (4) zum Antreiben des Fahrzeugs (10), einen elektrischen Energiespeicher (7) zum Versorgung des Elektromotors (4) mit elektrischer Energie und einen Ladeanschluss (2) zum Laden des elektrischen Energiespeichers (7) durch Speisen von elektrischem Strom in den elektrischen Energiespeicher (7). Gemäß einer ersten Variante umfasst das Fahrzeug (10) darüber hinaus eine Fehlerstromschutzeinrichtung (1), welche zwischen dem Ladeanschluss (2) und dem elektrischen Energiespeicher (7) angeordnet ist, so dass der elektrische Strom bei dem Laden von dem Ladeanschluss (2) über die Fehlerstromschutzeinrichtung (1) zu dem elektrischen Energiespeicher (7) geführt wird. Bei einem Erfassen eines Fehlerstromes unterbricht die Fehlerstromschutzeinrichtung (1) eine elektrische Verbindung zwischen dem Ladeanschluss (2) und dem elektrischen Energiespeicher (7). Gemäß einer zweiten Variante umfasst das Fahrzeug (10) darüber hinaus einen Wechselrichter (5) welcher derart angeordnet und ausgestaltet ist, dass der Wechselrichter (5) sowohl einen von dem Ladeanschluss (2) zugeführten Wechselstrom als auch einen von dem in einem Generatorbetrieb betriebenen Elektromotor (4) zugeführten Wechselstrom gleichrichtet, bevor der gleichgerichtete Strom in den elektrischen Energiespeicher (7) gespeist wird. Gemäß einer dritten Variante umfasst das Fahrzeug (10) darüber hinaus eine galvanische Koppeleinrichtung (16) und einen Schalter (14) zur Überbrückung der galvanischen Koppeleinrichtung (16), welche parallel zwischen dem Ladeanschluss (2) und dem elektrischen Energiespeicher (7) angeordnet sind, so dass der Strom von dem Ladeanschluss (2) zu dem elektrischen Energiespeicher (7) entweder über die galvanischen Kgeleitet wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Elektromotor zum Antreiben des Fahrzeugs und mit einem Energiespeicher zum Versorgen des Elektromotors mit elektrischer Energie.
  • Die DE 42 13 405 C2 beschreibt eine Zapfsäule für eine Stromtankstelle für elektrogetriebene Fahrzeuge mit einem Fehlerstromschutzschalter.
  • Die US 2009/0323239 A1 offenbart Stromfluss-Unterbrechungseinrichtungen in einer Ladestation für ein Fahrzeug.
  • Die nach dem Stand der Technik bekannten Konzepte zum Laden eines Energiespeichers eines Elektro- oder Plug-In-Hybrid-Fahrzeugs oder zum Betreiben eines Elektromotors, indem elektrische Energie aus diesem Energiespeicher zugeführt wird, sind vergleichsweise kompliziert. Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, diese Konzepte zu verbessern.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Fahrzeug nach Anspruch 1, 3 oder 6 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, welches einen Elektromotor, einen elektrischen Energiespeicher (z. B. eine oder mehrere Batterien) und einen Ladeanschluss umfasst. Dabei wird der Elektromotor mit Energie aus dem elektrischen Energiespeicher angetrieben, und der elektrische Energiespeicher wird mittels eines elektrischen Stromes, welcher über den Ladeanschluss in den Energiespeicher gespeist wird, geladen. Das Fahrzeug umfasst darüber hinaus eine Fehlerstromschutzeinrichtung, welche sich zwischen dem Ladeanschluss und dem elektrischen Energiespeicher befindet, so dass der elektrische Strom beim Laden von dem Ladeanschluss über die Fehlerstromschutzeinrichtung zu dem Energiespeicher fließt. Wenn die Fehlerstromschutzeinrichtung einen Fehlerstrom erfasst, unterbricht die Fehlerstromschutzeinrichtung die elektrische Verbindung zwischen dem Ladeanschluss und dem elektrischen Energiespeicher (d. h. zwischen einem fahrzeugexternen Wechselstrom-Energienetz und einem fahrzeuginternen Gleichstrom-Energienetz), so dass kein elektrischer Strom mehr von dem Ladeanschluss in den elektrischen Energiespeicher fließen kann.
  • Indem insbesondere zwischen der wechselstromseitigen Anbindung des Fahrzeugs an eine von einem stationären Energienetz gespeiste Ladestation und einem fahrzeuginternen Gleichstromnetz, welches das Fahrzeug mit elektrischer Energie für die Traktion versorgt, erfindungsgemäß die Fehlerstromschutzeinrichtung geschaltet wird, kann ein sicheres Laden des Energiespeichers auch ohne eine galvanische Kopplung bzw. Trennung, also ohne einen so genannten Trenntransformator, zwischen externem Wechselstromnetz und internem Gleichstromnetz vorgenommen werden. Die Fehlerstromschutzeinrichtung hat dabei die Aufgabe, stationäre und dynamische Ableitströme sowie Fehlerströme, welche beispielsweise durch Isolationsfehler hervorgerufen werden, schnell und sicher durch Unterbrechung der elektrischen Verbindung abzuschalten, um so die Gefahr eines elektrischen Schlages für einen Benutzer des Fahrzeugs abzuwenden und um auch gesetzliche Bestimmungen an die Isolation von Fahrzeugen mit teil- und vollelektrischem Antrieb (z. B. ECE R100, FMVSS 305) zu erfüllen.
  • Die Fehlerstromschutzeinrichtung ist dabei insbesondere eine allstromsensitive Fehlerstromschutzeinrichtung, welche sowohl Wechselfehlströme (Fehlströme bei Wechselspannung) als auch Gleichfehlströme (Fehlströme bei Gleichspannung) erfasst.
  • Die Fehlerstromschutzeinrichtung erfasst insbesondere die vom Ladeanschluss in das Fahrzeug (genauer in das Gleichstromnetz des Fahrzeugs) eingespeisten Ströme und die über den Ladeanschluss (vom Gleichstromnetz) herausgeführten Ströme. Wenn die Differenz zwischen den eingespeisten elektrischen Strömen und den herausgeführten elektrischen Strömen größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, unterbricht die Fehlerstromschutzeinrichtung die elektrische Verbindung zu dem Ladeanschluss, indem beispielsweise alle Leiter bis auf den Schutzleiter getrennt werden.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein weiteres Fahrzeug bereitgestellt, welches einen Elektromotor, einen elektrischen Energiespeicher und einen Ladeanschluss umfasst. Auch bei diesem Fahrzeug wird der Elektromotor mit Energie aus dem elektrischen Energiespeicher angetrieben, und der elektrische Energiespeicher wird mittels eines elektrischen Stromes, welcher über den Ladeanschluss in den Energiespeicher gespeist wird, geladen. Darüber hinaus umfasst das Fahrzeug einen Wechselrichter, welcher derart in dem Fahrzeug angeordnet und ausgestaltet ist, dass der Wechselrichter sowohl einen von dem Ladeanschluss zugeführten Wechselstrom als auch einen von dem Elektromotor, welcher in diesem Fall als Generator arbeitet, zugeführten Wechselstrom in einen Gleichstrom umwandelt, bevor dieser Gleichstrom in den elektrischen Energiespeicher eingespeist wird.
  • Indem der Wechselrichter sowohl beim externen Ladevorgang als auch im Generatorbetrieb beim internen Ladevorgang eingesetzt wird, wird im Vergleich zum Stand der Technik, wobei für den externen Ladevorgang ein anderer Wechselrichter als für den internen Ladevorgang eingesetzt wird, ein Wechselrichter (und damit entsprechendes Gewicht und entsprechender Bauraum) eingespart.
  • Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das Fahrzeug darüber hinaus eine erste Trenneinheit und eine zweite Trenneinheit, wobei die erste und/oder die zweite Trenneinheit insbesondere jeweils als ein Schalter ausgestaltet sind. Die erste Trenneinheit verbindet den Ladeanschluss mit elektrischen Leitungen, welche ihrerseits den Elektromotor und den Energiespeicher verbinden. Mittels der ersten Trenneinheit kann die elektrische Verbindung zwischen dem Ladeanschluss und den elektrischen Leitungen unterbrochen werden. Die zweite Trenneinheit verbindet den Elektromotor mit den elektrischen Leitungen. Mittels der zweiten Trenneinheit kann die elektrische Verbindung zwischen dem Elektromotor und den elektrischen Leitungen unterbrochen werden. Dabei unterbricht entweder die erste Trenneinheit die elektrische Verbindung zwischen dem Ladeanschluss und den elektrischen Leitungen oder die zweite Trenneinheit unterbricht die elektrische Verbindung zwischen dem Elektromotor und den elektrischen Leitungen, so dass die elektrischen Leitungen entweder von dem Ladeanschluss oder von dem Elektromotor oder weder von dem Ladeanschluss noch von dem Elektromotor gespeist werden.
  • Durch die beiden Trenneinheiten ist vorteilhafterweise gewährleistet, dass die elektrischen Leitungen niemals sowohl von dem Ladeanschluss als auch von dem Elektromotor gespeist werden.
  • Schließlich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein noch weiteres Fahrzeug bereitgestellt, welches ebenfalls einen Elektromotor, einen elektrischen Energiespeicher und einen Ladeanschluss umfasst. Auch bei diesem Fahrzeug wird der Elektromotor mit Energie aus dem elektrischen Energiespeicher angetrieben, und der elektrische Energiespeicher wird mittels eines elektrischen Stromes, welcher über den Ladeanschluss in den Energiespeicher gespeist wird, geladen. Das noch weitere Fahrzeug umfasst darüber hinaus eine galvanische Koppeleinrichtung und einen Schalter, mit welchem die galvanische Koppeleinrichtung überbrückt werden kann. Dadurch wird der Strom von dem Ladeanschluss entweder über die galvanische Koppeleinrichtung oder über den Schalter zu dem elektrischen Energiespeicher geleitet.
  • Indem der Strompfad zwischen dem Ladeanschluss und dem Energiespeicher entweder über die galvanische Koppeleinrichtung oder direkt über den Schalter verläuft, kann sich das Fahrzeug vorteilhafterweise optimal an die Gegebenheiten einer Ladestation anpassen. Wenn die Ladestation beispielsweise über eine entsprechende Fehlerstromschutzeinrichtung verfügt, kann der Strompfad direkt über den Schalter verlaufen, was zu einem Effizienzgewinn von bis zu 5% im Vergleich zu einem Strompfad über die galvanische Koppeleinrichtung führt. Dagegen umfasst der Strompfad die galvanische Koppeleinrichtung, wenn die Ladestation keine entsprechende Fehlerstromschutzeinrichtung aufweist.
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, dass die Merkmale der drei oben beschriebenen Fahrzeugvarianten miteinander kombiniert werden. Beispielsweise ist es möglich, ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit nur einem Wechselrichter und einer Fehlerstromschutzeinrichtung auszustatten oder ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit nur einem Wechselrichter/Gleichrichter und einer Parallelschaltung aus der galvanischen Koppeleinrichtung und dem Schalter auszugestalten.
  • Darüber hinaus können alle drei oben beschriebenen Fahrzeugvarianten derart ausgestaltet sein, dass sie mit einem Dreiphasenwechselstrom oder mit einem normalen (einphasigen) Wechselstrom geladen werden.
  • Die vorliegende Erfindung bietet folgende Vorteile:
    • • Statische und dynamische Ableitströme und Fehlströme, welche bei Isolationsfehlern aller Art auftreten, sowie Gleichstromfehler in einem Hochvolt-Netz des Fahrzeugs können sicher erkannt und rasch abgestellt werden.
    • • Durch den Entfall einer galvanischen Trennung und/oder durch die Einsparung eines Wechsel/Gleichrichters kann Gewicht und Bauraum im Fahrzeug eingespart werden.
    • • Der elektrische Energiespeicher kann als Puffer verwendet werden, so dass ein so genanntes bidirektionales Laden möglich ist. Dabei wird unter einem bidirektionalen Laden zum einen ein Laden elektrischer Ladung von einem stationären Netz in das Fahrzeug, aber auch von dem Fahrzeug in das stationäre Netz verstanden.
    • • Indem erfindungsgemäß die elektrische Verbindung zum Elektromotor unterbrochen werden kann, kann das erfindungsgemäße Fahrzeug auch ohne eine Trennkupplung abgeschleppt werden, da keine von dem als Generator arbeitenden Elektromotor verursachten Wechselwirkungen während des Abschleppens auftreten, welche weitere im Fahrzeug vorhandene elektrische Komponenten schädigen könnten.
    • • Mit Hilfe des Wechselrichters bzw. Gleichrichters kann eine elektrische Ladung aus dem Energiespeicher in ein stationäres Netz eingespeist werden, ohne dass ein zusätzlicher Wechselrichter benötigt wird.
  • Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Kraftfahrzeuge mit Elektromotor (so genannte Hybrid- oder Elektro-Fahrzeuge) geeignet. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt, da die vorliegende Erfindung auch bei Schiffen, Flugzeugen und gleisgebundenen oder spurgeführten Fahrzeugen eingesetzt werden kann.
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben.
  • 1 stellt eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform eines Fahrzeugs mit einer Fehlerstromschutzeinrichtung dar.
  • 2 stellt eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform eines Fahrzeugs ohne eine Fehlerstromschutzeinrichtung innerhalb des Fahrzeugs dar.
  • 3 stellt eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform eines Fahrzeugs mit einer Parallelschaltung aus einer galvanischen Koppeleinrichtung und einem diese überbrückenden Schalter dar.
  • In 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 10 dargestellt. Das Fahrzeug 10 umfasst einen Ladeanschluss 2, welcher mittels eines Ladekabels 3 mit einer Ladedose 13 einer Ladevorrichtung (nicht dargestellt) verbindbar ist. Die Ladedose 13 bezieht ihre Energie aus einem stationären Stromnetz 20. Bei der Ladedose 13 kann es sich um eine normale Schukosteckdose für normalen (über einen Leiter und einen Nullleiter geführten) Wechselstrom oder aber um eine Ladedose für einen Dreiphasenwechselstrom handeln. Im Fall des Dreiphasenwechselstroms sind die drei Leiter L1–L3 des Ladeanschlusses 2 und im Fall des normalen Wechselstroms ein Leiter (z. B. L1) und der Nullleiter N mit einer allstromsensitiven Fehlerstromschutzeinrichtung 1 und einer nachgeschalteten ersten Trenneinheit 11 verbunden. Ausgangsseitig der ersten Trenneinheit 11 sind die drei Leiter L1–L3 bzw. der Leiter und der Nullleiter N mit drei bzw. zwei Leitungen 15 verbunden. Diese drei bzw. zwei Leitungen 15 sind auf der einen Seite an einer zweiten Trenneinheit 12 und auf der anderen Seite an einem Wechselrichter (Gleichrichter) 5 mit PFC (”Power Factor Compensation”) angeschlossen. Am anderen Eingang der zweiten Trenneinheit 12 ist ein Elektromotor 4 des Fahrzeugs 10 zum Antrieb des Fahrzeugs 10 angeschlossen, während am anderen Eingang des Wechselrichters 5 ein Energiespeicher 7 bzw. eine Batterie des Fahrzeugs 10 angeschlossen ist. Das Fahrzeug 10 umfasst demnach ein Wechselspannungsnetz 9 und ein Gleichspannungsnetz 6, wie es in 1 dargestellt ist.
  • Die erste Trenneinheit 11 schaltet den Ladestrom von dem Ladeanschluss 2 zu dem Energiespeicher 7 über den Wechselrichter 5. Mit der zweiten Trenneinheit 12 kann die elektrische Verbindung zwischen dem Elektromotor 4 und den Leitungen 15 unterbrochen werden. Es sei angemerkt, dass zumindest eine der beiden Trenneinheiten 11, 12 aktiv ist, so dass die Verbindung zwischen dem Elektromotor 4 und den Leitungen 15 unterbrochen ist, wenn der Energiespeicher 7 über einen über den Ladeanschluss 2 geführten Strom geladen wird, und so dass die Verbindung zwischen dem Ladeanschluss 2 und den Leitungen 15 unterbrochen ist, wenn eine Verbindung zwischen dem Elektromotor 4 und dem Wechselrichter 5 besteht, der Elektromotor 4 also entweder als Motor oder als Generator betrieben wird.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter der Fehlerstromschutzeinrichtung 1 eine Einrichtung verstanden, welche einen Differenzstrom bestimmt, und alle Leiter (d. h. beim Dreiphasenwechselstrom die drei Leiter L1 bis L3 und beim normalen Wechselstrom den Phasenleiter und den Nullleiter N) unterbricht, wenn der Differenzstrom einen vorbestimmten Schwellenwert (z. B. 30 mA) übersteigt. Zur Bestimmung des Differenzstromes werden alle in und aus der Fehlerstromschutzeinrichtung 1 fließenden Ströme vorzeichenrichtig addiert. Wird irgendwo im Stromkreis 6, 9 des Fahrzeugs ein Strom gegen Masse abgeleitet, so ist die Summe aller in die Fehlerstromschutzeinrichtung 1 einströmenden und ausströmenden Ströme ungleich Null, wodurch der Differenzstrom entsteht und die Fehlerstromschutzeinrichtung 1 die Trenneinheit 11 ansteuert, welche die elektrische Verbindung zwischen dem Ladeanschluss 2 und den Leitungen 15 unterbricht.
  • Dabei schaltet sowohl die erste Trenneinheit 11 als auch die zweite Trenneinheit 12 nur die Kontakte für die drei Phasen (bei Dreiphasenwechselstrom) oder nur die Kontakte für die Phase und den Nullleiter (bei normalem Wechselstrom). Ein Schutzleiter wird vorteilhafterweise nicht unterbrochen.
  • Durch den Einsatz der Fehlerstromschutzeinrichtung 1 werden statische und dynamische Ableitströme sowie Fehlerströme bei Isolationsfehlern aller Art, einschließlich von Gleichstromfehlern eines im Fahrzeug befindlichen Hochvolt-Netzes, sicher erkannt. Durch den Einsatz der Fehlerstromschutzeinrichtung 1 kann eine nach dem Stand der Technik übliche galvanische Trennung eingespart werden, was vorteilhafterweise zu einer Gewichtsersparnis und Platzersparnis beim Fahrzeug 10 führt.
  • Unter PFC wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Korrektur des Leistungsfaktors (Verhältnis vom Betrag der Wirkleistung zur Scheinleistung) bei der Umsetzung der Wechselspannung in Gleichspannung oder umgekehrt verstanden.
  • In 2 ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 10 dargestellt. Die zweite Ausführungsform ist der ersten Ausführungsform ähnlich, so dass in Folgenden nur die Differenzen zwischen der zweiten und ersten Ausführungsform beschrieben werden.
  • Bei der zweiten Ausführungsform ist die Fehlerstromschutzeinrichtung 1 nicht innerhalb des Fahrzeugs 10, sondern außerhalb des Fahrzeugs 10 in der nicht dargestellten Ladestation oder im Ladekabel 3 angeordnet. Ansonsten gleichen sich die erste und die zweite Ausführungsform bezüglich der erfindungsgemäßen Merkmale.
  • Wie bei der ersten Ausführungsform umfasst das Fahrzeug 10 gemäß der zweiten Ausführungsform nur einen Wechselrichter (Gleichrichter) 5, welcher mehrere Aufgaben wahrnimmt. Zum einen fungiert der Wechselrichter 5 als Gleichrichter, um einen Wechselstrom von dem Ladeanschluss 2 beim Laden des Energiespeichers 7 gleichzurichten und als Gleichstrom dem Energiespeicher 7 zuzuführen. In ähnlicher Weise fungiert der Wechselrichter 5 allerdings auch als Gleichrichter, um im Rekuperationsbetrieb (der Elektromotor 4 arbeitet als Generator, wenn das Fahrzeug 10 beispielsweise abgebremst wird) einen von dem Elektromotor 4 zugeführten Wechselstrom in einen Gleichstrom zu überführen und dem Energiespeicher 7 zuzuführen. Darüber hinaus ist der Wechselrichter 5 auch in der Lage, eine von dem Energiespeicher 7 zugeführte Gleichspannung in eine Wechselspannung umzusetzen, mit welcher der Elektromotor 4 angetrieben wird.
  • In 3 ist eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 10 dargestellt. Auch die dritte Ausführungsform gleicht den beiden vorherigen Ausführungsformen, so dass im Folgenden nur Unterschiede zwischen der dritten Ausführungsform und der ersten bzw. zweiten Ausführungsform beschrieben werden.
  • Während bei der zweiten Ausführungsform eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem Wechselrichter 5 und dem Energiespeicher 7 existiert, wird bei der dritten Ausführungsform die Verbindung zwischen dem Wechselrichter 5 und dem Energiespeicher 7 durch eine parallele Schaltung aus einer Trenneinheit bzw. einem Schalter 17 und einer galvanischen Koppeleinrichtung 16 realisiert. Mit anderen Worten fließt der Strom zwischen dem Wechselrichter 5 und dem Energiespeicher 7 entweder nahezu verlustfrei über den Schalter 17 oder (mit entsprechenden Verlusten) über die galvanische Koppeleinrichtung 16, welche den Stromkreis vor der Koppeleinrichtung 16 (in Richtung Wechselrichter 5) von dem Stromkreis hinter der Koppeleinrichtung (in Richtung Energiespeicher 7) derart elektrisch trennt, dass kein Ladungsträger von dem einen Stromkreis in den anderen Stromkreis fließen kann.
  • Indem die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselrichter 5 und dem Energiespeicher 7 entweder direkt über den Schalter 17 oder indirekt über die galvanische Koppeleinrichtung 16 erfolgt, kann sich das erfindungsgemäße Fahrzeug 10 in optimaler Weise an die Eigenschaften einer Ladestation anpassen. Wenn die Ladestation oder das Ladekabel 3 über eine allstromsensitive Fehlerstromschutzeinrichtung 1 verfügt, kann die Verbindung zwischen dem Wechselrichter 5 und dem Energiespeicher 7 vorteilhafterweise direkt über den Schalter 17 realisiert werden. Dagegen kann die Verbindung zwischen dem Wechselrichter 5 und dem Energiespeicher 7 über die galvanische Koppeleinrichtung 16 erfolgen, wenn außerhalb des Fahrzeugs 10 keine entsprechende allstromsensitive Fehlerstromschutzeinrichtung 1 existiert, wie es bei der Verbindung über die Ladedose 13' der Fall ist. Dabei ist anzumerken, dass eine Verbindung zwischen dem Wechselrichter 5 und dem Energiespeicher 7 über die galvanische Koppeleinrichtung 16 nachteiligerweise zu einem Energieverlust von circa 5% im Vergleich zu einer direkten Verbindung über den Schalter 17 führt.
  • In 3 sind beide Varianten dargestellt. Wenn das Fahrzeug 10 über das Ladekabel 3 mit einem Dreiphasenwechselstrom geladen wird, ist der Ladevorgang über die allstromsensitive Fehlerstromschutzeinrichtung 1 abgesichert, über welche die Ladedose 13 mit dem stationären Stromnetz 20 verbunden ist. In diesem Fall kann die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselrichter 5 und dem Energiespeicher 7 direkt über den Schalter 17 erfolgen.
  • Wenn das Fahrzeug 10 dagegen über das Ladekabel 3' mit einem normalen bzw. einphasigen Wechselstrom geladen wird, ist der Ladevorgang nur über eine normale Sicherung 14, über welche die bekannte Schukosteckdose 13' mit dem stationären Stromnetz 20 verbunden ist, gesichert. In diesem Fall ist es aus sicherheitstechnischen Gründen erforderlich, dass die Verbindung zwischen dem Wechselrichter 5 und dem Energiespeicher 7 über die galvanische Koppeleinrichtung 16 (und nicht direkt über den Schalter 17) erfolgt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 4213405 C2 [0002]
    • US 2009/0323239 A1 [0003]

Claims (8)

  1. Fahrzeug umfassend einen Elektromotor (4) zum Antreiben des Fahrzeugs (10), einen elektrischen Energiespeicher (7) zum Versorgen des Elektromotors (4) mit elektrischer Energie, und einen Ladeanschluss (2) zum Laden des elektrischen Energiespeichers (7) durch Speisen von elektrischem Strom in den elektrischen Energiespeicher (7), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) darüber hinaus eine Fehlerstromschutzeinrichtung (1) umfasst, welche zwischen dem Ladeanschluss (2) und dem elektrischen Energiespeicher (7) angeordnet ist, so dass der elektrische Strom bei dem Laden von dem Ladeanschluss (2) über die Fehlerstromschutzeinrichtung (1) zu dem elektrischen Energiespeicher (7) geführt wird, und dass die Fehlerstromschutzeinrichtung (1) bei einem Erfassen eines Fehlerstroms eine elektrische Verbindung zwischen dem Ladeanschluss (2) und dem elektrischen Energiespeicher (7) unterbricht.
  2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerstromschutzeinrichtung eine allstromsensitive Fehlerstromschutzeinrichtung (1) ist, welche Wechselfehlströme und Gleichfehlströme erfasst.
  3. Fahrzeug umfassend einen Elektromotor (4) zum Antreiben des Fahrzeugs (10), einen elektrischen Energiespeicher (7) zum Versorgen des Elektromotors (4) mit elektrischer Energie, und einen Ladeanschluss (2) zum Laden des elektrischen Energiespeichers (7) durch Speisen von elektrischem Strom in den elektrischen Energiespeicher (7), dadurch gekennzeichnet, dass ein Wechselrichter (5) derart angeordnet und ausgestaltet ist, dass der Wechselrichter (5) sowohl einen von dem Ladeanschluss (2) zugeführten Wechselstrom als auch einen von dem in einem Generatorbetrieb betriebenen Elektromotor (4) zugeführten Wechselstrom gleichrichtet, bevor der gleichgerichtete Strom in den elektrischen Energiespeicher (7) gespeist wird.
  4. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) darüber hinaus eine erste Trenneinheit (11) und eine zweite Trenneinheit (12) umfasst, dass die erste Trenneinheit (11) zwischen dem Ladeanschluss (2) und elektrischen Leitungen (15) angeordnet ist, welche den Elektromotor (4) und den Energiespeicher (7) verbinden, dass die erste Trenneinheit (11) zur Unterbrechung der elektrischen Verbindung zwischen dem Ladeanschluss (2) und den elektrischen Leitungen (15) ausgestaltet ist, dass die zweite Trenneinheit (12) zwischen dem Elektromotor (4) und den elektrischen Leitungen (15) angeordnet ist, dass die zweite Trenneinheit (12) zur Unterbrechung der elektrischen Verbindung zwischen dem Elektromotor (4) und den elektrischen Leitungen (15) ausgestaltet ist, und dass das Fahrzeug (10) derart ausgestaltet ist, dass entweder die erste Trenneinheit (11) die elektrische Verbindung zwischen dem Ladeanschluss (2) und den elektrischen Leitungen (15) unterbricht oder die zweite Trenneinheit (12) die elektrische Verbindung zwischen dem Elektromotor (4) und den elektrischen Leitungen (15) unterbricht.
  5. Fahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2 ist.
  6. Fahrzeug, umfassend einen Elektromotor (4) zum Antreiben des Fahrzeugs (10), einen elektrischen Energiespeicher (7) zum Versorgen des Elektromotors (4) mit elektrischer Energie, und einen Ladeanschluss (2) zum Laden des elektrischen Energiespeichers (7) durch Speisen von elektrischem Strom in den elektrischen Energiespeicher (7), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) eine galvanische Koppeleinrichtung (16) und einen Schalter (14) zur Überbrückung der galvanischen Koppeleinrichtung (16) umfasst, welche parallel zwischen dem Ladeanschluss (2) und dem elektrischen Energiespeicher (7) angeordnet sind, so dass der Strom von dem Ladeanschluss (2) zu dem elektrischen Energiespeicher (7) entweder über die galvanische Koppeleinrichtung (16) oder über den Schalter (14) geleitet wird.
  7. Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1–5 ist.
  8. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) derart ausgestaltet ist, dass es durch einen Dreiphasenwechselstrom oder durch einen normalen Wechselstrom ladbar ist.
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