DE102011055829A1 - Kostengünstige elektrische Nebenantriebsfunktionalität für Brennstoffzellenhybridfahrzeuge - Google Patents
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Abstract
Ein Bordnetz für ein Brennstoffzellen-Hybridfahrzeug, wobei das Fahrzeug einen Brennstoffzellenstapel und eine Hochvoltbatterie umfasst. Ein herkömmlicher bidirektionaler DC/DC-Leistungswandler ist in einem Hochvoltbus vorgesehen, der die Spannung des Brennstoffzellenstapels und die Batteriespannung koppelt. Des weiteren ist ein herkömmliches Wechselrichtermodul vorgesehen, das das Hochvolt-Gleichspannungssignal auf dem Hochvoltbus zu einem Wechselstromsignal wandelt, das für einen elektrischen Traktionsmotor in dem Fahrzeug geeignet ist. Die vorliegende Erfindung schlägt die Verwendung des bereits vorhandenen bidirektionalen DC/DC-Leistungswandlers und des Wechselrichtermoduls als Teil eines elektrischen Nebenantriebs(EPTO)-Schaltkreises vor, der Wechselstrom für externe Fahrzeuglasten bereitstellt, während der Brennstoffzellenstapel und die Batterie nicht dazu verwendet werden, das Fahrzeug mit Strom zu versorgen.
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- 1. Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine elektrische Architektur für ein Fahrzeug, das einen elektrischen Nebenantriebs(EPTO)-Schaltkreis zum Bereitstellen von Wechselstrom aus den Fahrzeugantriebsquellen an eine externe Last beinhaltet, und insbesondere auf eine elektrische Architektur für ein Fahrzeug, das einen EPTO-Schaltkreis zum Bereitstellen von Wechselstrom aus den Fahrzeugantriebsquellen an eine externe Last umfasst, wobei der EPTO-Schaltkreis einen bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler und ein Wechselrichtermodul (PIM) verwendet, die beide auf dem Fahrzeug für zu anderen Zwecken vorhandene elektrische Geräte vorhanden sind.
- 2. Diskussion des Standes der Technik
- Elektrofahrzeuge werden mehr und mehr verbreitet. Diese Fahrzeuge umfassen Hybridfahrzeuge, wie zum Beispiel Elektrofahrzeuge mit verlängerter Reichweite (EREV), die eine Batterie und eine Hauptantriebsquelle miteinander kombinieren, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine, Brennstoffzellensysteme etc., und reine Elektrofahrzeuge, wie zum Beispiel batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEV). All diese Arten von Elektrofahrzeugen verwenden eine Hochvoltbatterie, die eine Anzahl von Batteriezellen umfasst. Diese Batterien können verschiedene Batteriearten sein, beispielsweise Lithium-Ionen, Nickel-Metallhydrid, Blei-Säure, etc.
- Die meisten Brennstoffzellenfahrzeuge sind Hybridfahrzeuge von der Art, wie oben erwähnt, die eine wieder aufladbare Hilfshochvoltstromversorgung zusätzlich zu dem Brennstoffzellenstapel, wie zum Beispiel eine Gleichstrombatterie oder einen Ultrakondensator, aufweisen. Die Stromversorgung stellt zusätzlichen Strom für die verschiedenen Fahrzeughilfslasten, für den Systemhochlauf und während hohem Strombedarf bereit, sobald der Brennstoffzellenstapel nicht dazu in der Lage ist, die gewünschte Leistung bereitzustellen. Insbesondere stellt der Brennstoffzellenstapel Strom für den Traktionsmotor und andere Fahrzeugsysteme über eine Gleichspannungsbusleitung für den Fahrzeugbetrieb zur Verfügung. Die Batterie stellt die zusätzliche Leistung für die Spannungsbusleitung während der Zeiten zur Verfügung, zu denen zusätzliche Leistung über dem benötigt wird, was der Stapel zur Verfügung stellen kann, beispielsweise während einer starken Beschleunigung. Beispielsweise kann der Brennstoffzellenstapel eine Leistung von 70 kW zur Verfügung stellen. Eine Fahrzeugbeschleunigung kann jedoch 100 kW oder mehr erfordern. Der Brennstoffzellenstapel wird dazu verwendet, um die Batterie zu denjenigen Zeiten wieder aufzuladen, bei denen der Brennstoffzellenstapel dazu in der Lage ist, die Systemleistungsanforderung zu erfüllen. Die von Traktionsmotor verfügbare Generatorleistung kann regeneratives Bremsen zur Verfügung stellen, das dazu benutzt werden kann, um die Batterie über die Gleichspannungsbusleitung wieder aufzuladen.
- Die US Patentanmeldung, Seriennummer 12/791,632 mit dem Titel ”Fahrzeugbordnetz”, angemeldet am 1. Juni 2010, eingetragen auf den Inhaber der vorliegenden Patentanmeldung und durch Bezugnahme hiermit inkorporiert, offenbart ein elektrisches System für ein Brennstoffzellenfahrzeug, das Schaltkreiskomponenten zum Bereitstellen von Wechselstrom an elektrische Lasten außerhalb des Fahrzeugs umfasst. Das elektrische System umfasst einen bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler, der elektrisch an den Hochvoltbus gekoppelt ist, auf welchem Hochspannung an die Fahrzeugsysteme, die das elektrische Traktionssystem des Fahrzeugs umfassen, von einem Brennstoffzellenstapel und einer Hochvoltbatterie bereitgestellt wird. Der bidirektionale DC/DC-Leistungswandler liefert eine geregelte Gleichspannung, die im wesentlichen konstant bleibt, wenn die Spannung auf dem Hochspannungsbus schwankt. Der stabile Gleichstrom aus dem bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler wird an ein separates Wechselrichtermodul (PIM) geliefert, welches das Gleichstromsignal in ein Wechselstromsignal wandelt. Eine Wechselstromsteckdose ist an das Wechselrichtermodul gekoppelt, so dass die externen Lasten in die Steckdose gesteckt werden können, um Wechselstrom aufzunehmen.
- Das in der '632-Anmeldung beschriebene Fahrzeugbordnetz erfordert einen zusätzlichen bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler zusätzlich zu dem bereits vorhandenen bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler, der auf dem Hochvoltbus zwischen der Batterie und dem Brennstoffzellenstapel angeordnet ist. Darüber hinaus erfordert das in der '632-Anmeldung beschriebene Bordnetz ein zusätzliches Wechselrichtermodul, um das Gleichstromsignal aus dem zusätzlichen DC/DC-Leistungswandler in ein Wechselstromsignal zu wandeln, zusätzlich zu dem bereits vorhandenen Wechselrichtermodul, das das Hochspannungsgleichstromsignal in ein Wechselstromsignal wandelt, das für das elektrische Traktionssystem des Fahrzeugs geeignet ist. Diese Komponenten erhöhen die Kosten, das Gewicht und die Komplexität des Fahrzeugs.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- In Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung wird ein Bordnetz für ein Brennstoffzellen-Hybridfahrzeug offenbart, wobei das Fahrzeug einen Brennstoffzellenstapel und eine Hochvoltbatterie umfasst. Ein herkömmlicher bidirektionaler DC/DC-Leistungswandler ist in einem Hochvoltbus vorgesehen, der die Spannung des Brennstoffzellenstapels und die Spannung der Batterie koppelt. Des weiteren ist ein herkömmliches Wechselrichtermodul vorgesehen, das das Hochvoltgleichstromsignal auf dem Hochvoltbus in ein Wechselstromsignal wandelt, das für einen elektrischen Traktionsmotor auf dem Fahrzeug geeignet ist. Die vorliegende Erfindung schlägt die Verwendung des bereits vorhandenen bidirektionalen DC/DC-Leistungswandlers und des Wechselrichtermoduls als Teil eines elektrischen Nebenantriebs(EPTO)-Schaltkreises vor, der Wechselstrom für externe Fahrzeuglasten bereitstellt, während der Brennstoffzellenstapel und die Batterie nicht dazu verwendet werden, um das Fahrzeug anzutreiben.
- Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Figuren ersichtlich.
- KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
-
1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Bordnetzes für ein Brennstoffzellenfahrzeug, das einen elektrischen Nebenantriebsschaltkreis umfasst; -
2 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Bordnetzes für ein Brennstoffzellenfahrzeug, das einen elektrischen Nebenantriebsschaltkreis umfasst, der ein vorhandenes Wechselrichtermodul und einen bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler verwendet; -
3 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Bordnetzes für ein Brennstoffzellenfahrzeug, das einen elektrischen Nebenantriebsschaltkreis umfasst, der ein vorhandenes Wechselrichtermodul und einen zusätzlichen bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler verwendet, der zu einem Hochvoltbus zwischen einem vorhandenen bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler und einem Brennstoffzellenstapel elektrisch gekoppelt ist; und -
4 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Bordnetzes für ein Brennstoffzellenfahrzeug, das einen elektrischen Nebenantriebsschaltkreis umfasst, der ein vorhandenes Wechselrichtermodul und einen zusätzlichen bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler verwendet, welcher elektrisch mit einer Hochvoltbusleitung zwischen einem vorhandenen bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler und einer Hochvoltbatterie gekoppelt ist. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
- Die folgende Diskussion der Ausführungsformen der Erfindung, die auf ein Bordnetz für ein Brennstoffzellenfahrzeug gerichtet ist, ist rein beispielhafter Natur und in keiner Weise dazu gedacht, die Erfindung oder ihre Anwendungen oder Verwendungen zu beschränken. Beispielsweise findet das hier erörterte Bordnetz eine besondere Anwendung bei Brennstoffzellenfahrzeugen. Fachleute können jedoch leicht erkennen, dass das Bordnetz Anwendung bei anderen Hybridfahrzeugen haben kann.
-
1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Bordnetzes10 für ein Brennstoffzellen-Hybridfahrzeug. Das Bordnetz10 beinhaltet ein Brennstoffzellen-Leistungsmodul12 , das elektrisch mit den positiven und negativen Hochvolt-Busleitungen14 und16 gekoppelt ist. Das Brennstoffzellen-Leistungsmodul12 umfasst einen Split-Brennstoffzellenstapel18 und ein Wechselrichtermodul20 , die mit den Busleitungen14 und16 elektrisch gekoppelt sind. Das Wechselrichtermodul20 wandelt die Gleichspannung auf den Busleitungen14 und16 in eine Wechselspannung, die für den Motor eines Luftkompressors22 geeignet ist, der Luft an die Kathodenseite des Stapels18 liefert. Eine Hochvoltbatterie24 ist mit den Hochvolt-Busleitungen46 und48 elektrisch gekoppelt, wobei die Batterie24 Batteriezellen26 umfasst, die miteinander elektrisch in Reihe geschaltet sind. Ein bidirektionaler DC/DC-Leistungswandler (BDC)28 ist zwischen den Busleitungen14 und16 und den Busleitungen46 und48 elektrisch gekoppelt und liefert die Spannungsanpassung für die Spannung aus dem Brennstoffzellenstapel18 und der Hochvoltbatterie24 in für Fachleute bekannter Art und Weise. - Das Bordnetz
10 umfasst ferner ein elektrisches Traktionssystem (ETS), Wechselrichtermodul (PIM)30 , das elektrisch mit den Busleitungen14 und16 und einem Wechselstrom-Traktionsmotor32 gekoppelt ist, der Teil des ETS ist, welches das Fahrzeug antreibt. Das Wechselrichtermodul30 wandelt die Gleichspannung auf den Busleitungen14 und16 in eine Wechselspannung, die für den Traktionsmotor32 geeignet ist. Der Traktionsmotor32 liefert die Traktionsleistung, um das Fahrzeug zu betreiben. Während dem regenerativen Bremsen verursacht die Rotationsenergie aus den Fahrzeugrädern (nicht gezeigt), den Traktionsmotor32 als Generator zu arbeiten, der elektrischen Strom auf die Busleitungen14 und16 liefert, welche von dem bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler28 verwendet wird, um die Batterie24 über die Busleitungen46 und48 in für Fachleute bekannter Art und Weise zu laden. - Das Bordnetz
10 umfasst ferner einen EPTO-Schaltkreis34 , der elektrisch mit den Hochvolt-Busleitungen14 und16 gekoppelt ist. Ein EPTO-Schaltkreis dieser Art ist in größerem Detail in der '632-Anmeldung wie oben erwähnt beschrieben. Der EPTO-Schaltkreis34 umfasst einen bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler36 , der ein Hochvoltstromsignal aus den Busleitungen14 und16 erhält und gewährleistet eine Leistungsregelung, um eine stabile EPTO-Ausgangsspannung bereitzustellen, die auf ein gewünschtes Wechselstromsignal gewandelt werden kann, beispielsweise 110 V Wechselstrom. Der bidirektionale DC/DC-Leistungswandler36 liefert eine konstante Spannung und setzt darüber hinaus die Hochspannung auf den Busleitungen14 und16 auf einen gewünschten Spannungspegel, typischerweise 110 V Gleichstrom tief. Das Spannungssignal aus dem bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler36 wird an das ETS-Wechselrichtermodul38 geliefert, das eine DC/AC-Wandlung in für Fachleute bekannter Art ausführt. Das Wechselrichtermodul38 würde typischerweise eine Reihe von elektrisch gekoppelten Schaltern und Dioden umfassen, um die Wandlung auszuführen, wie in der '632-Anmeldung beschrieben und von Fachleuten gut verstanden ist. Der Wechselstromausgang aus dem EPTO-Schaltkreis34 wird an eine Wechselstrom-Steckdose40 geführt, an welche externe Lasten42 , beispielsweise ein Kompressor, Lampen, etc. eingesteckt werden können, um mit Strom versorgt zu werden. Ein Strombegrenzungssignal für den bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler36 , welches auf der Leitung44 bereitgestellt ist, wird dazu verwendet, um den Betrag an Leistung, der aus dem EPTO-Schaltkreis34 entnommen werden kann, zu kontrollieren, so dass ein elektrisches Gerät, das mehr Leistung aufnimmt, als der Brennstoffzellenstapel18 bereitstellen kann, daran gehindert wird, so viel Leistung aus den Busleitungen14 und16 zu entnehmen. Die '632-Anmeldung liefert ferner eine Beschreibung der Regelstrategie für den EPTO-Schaltkreis34 . Das Bordnetz10 würde in einem EPTO-Modus betrieben, wenn Leistung an die Last42 abgegeben werden würde, was das Fahrzeug am Fahren hindern würde. - Die Leistung, die auf den Busleitungen
14 und16 sowohl vom Brennstoffzellenstapel18 als auch von der Batterie24 zur Verfügung gestellt wird, sobald eine bestimmte Last42 an die Steckdose40 angeschlossen wird, gestattet, dass hohe oder kurzzeitige Lastwechsel von der Batterieleistung erfüllt werden und nachdem der Brennstoffzellenstapel18 auf den gewünschten Leistungspegel gefahren wurde, wird die Leistung für die Last42 vom Brennstoffzellenstapel18 zur Verfügung gestellt. - In der im Bordnetz
10 gezeigten elektrischen Konfiguration fließt der Strom, der an den EPTO-Schaltkreis34 von den Hochvoltbusleitungen14 und16 bereitgestellt wird, nur durch einen einzelnen bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler, nämlich den Wandler36 , bevor er in die Last42 gelangt. Allerdings kann es zu einer kurzen Verzögerung beim Leistungshochfahren durch den Brennstoffzellenstapel18 kommen, falls sofort ein Bedarf an einer Hochvoltlast vorliegt. Dies kann durch elektrisches Koppeln des EPTO-Schaltkreises34 an die Hochvolt-Busleitungen46 und48 zwischen dem bidirektionalen DC/DC-Wandler28 und der Batterie24 gelöst werden. Diese elektrische Architektur hat allerdings den Nachteil, dass der Strom aus dem Brennstoffzellenstapel dann durch zwei bidirektionale DC/DC-Wandler, nämlich die Wandler28 und36 , fließen müsste und demzufolge elektrische Verluste, die mit beiden Komponenten einhergehen, auftreten würden. -
2 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Bordnetzes50 für ein Brennstoffzellen-Hybridfahrzeug ähnlich zu dem Bordnetz10 , wobei ähnliche Elemente mit den selben Bezugszeichen versehen sind. Wie oben erörtert, umfasst der EPTO-Schaltkreis34 den bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler36 und das ETS-Wechselrichtermodul38 . Die vorliegende Erfindung geht davon aus, dass die Komponenten dieser Art bereits in dem Bordnetz ohne den EPTO-Schaltkreis34 vorhanden sind, nämlich der bidirektionale DC/DC-Leistungswandler28 und das ETS-Wechselrichtermodul30 . Demzufolge schlägt die vorliegende Erfindung einen EPTO-Schaltkreis52 vor, der den bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler28 und das ETS-Wechselrichtermodul30 verwendet, die in ihrer normalen Art und Weise arbeiten würden, sobald das Brennstoffzellenfahrzeug betrieben wird und als ein Teil des EPTO-Schaltkreises52 arbeiten, sobald das Brennstoffzellenfahrzeug nicht fährt. Der EPTO-Schaltkreis52 beinhaltet Leitungen54 und56 , die das ETS-Wechselrichtermodul30 mit den Hochvolt-Busleitungen46 und48 jeweils elektrisch zwischen dem bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler28 und der Batterie koppelt, so dass die Spannung, die an den EPTO-Schaltkreis52 von dem Brennstoffzellenstapel18 geliefert wird, durch den bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler28 fließt. Der bidirektionale DC/DC-Leistungswandler36 und das ETS-Wechselrichtermodul38 sind die Hauptkomponenten in dem EPTO-Schaltkreis34 , wie oben erwähnt, und stellen den größten Teil an Gewicht und Kosten, die mit dem EPTO-Schaltkreis34 verbunden sind, dar. Durch die Verwendung der vorhandenen bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler28 und des ETS-Wechselrichtermoduls30 in dem EPTO-Schaltkreis52 wird das Gewicht, die Kosten und die Komplexität, die mit dem Bereitstellen zusätzlicher Leistungswandler und Wechselrichtermodule aus dem System10 einhergehen, entfernt. - Das System
50 würde eine Anzahl von Sicherheitsmerkmalen liefern, die das Fahrzeug daran hindern, gefahren zu werden, während sich das System50 im EPTO-Modus befindet und die Last42 elektrisch damit gekoppelt ist. Beispielsweise sind Schütze58 und60 vorgesehen, um das Wechselrichtermodul30 von den Busleitungen14 und16 zu trennen, sobald das Fahrzeug nicht fährt und der EPTO-Schaltkreis52 verwendet wird. Des weiteren würden die Batterieschütze62 und64 , die auf dem Fahrzeug bereits vorhanden sind, geöffnet, um die Batterie24 von den Busleitungen46 und48 zu trennen, so dass Schwankungen in der Batteriespannung nicht an die stabilisierte EPTO-Spannung weitergegeben werden, welche von dem bidirektionalen DC/DC-Wandler28 auf die Leitungen54 und56 geliefert werden, während sich das System50 im EPTO-Modus befindet. Das stabile Wechselspannungssignal wird an die Steckdose40 über die Leitungen66 und68 geliefert. Obwohl nicht spezifisch gezeigt, würde der vorhandene bidirektionale DC/DC-Leistungswandler28 eine Steuerleitung ähnlich zu der Steuerleitung44 umfassen, welche die Abgabe von Strom begrenzt, welcher an das Wechselrichtermodul30 geliefert werden konnte, während sich das Bordnetz50 im EPTO-Modus befand, so dass die EPTO-Ausgangsspannung reduziert ist. - In der elektrischen Konfiguration des Bordnetzes
50 kann die Batterie24 keinen Strom an die externe Last42 liefern, da die Schütze62 und64 offen sind. Obwohl der EPTO-Schaltkreis52 keinen Batteriestrom verwenden könnte, um auf schnellen Lastwechsel zu reagieren, hat es sich gezeigt, dass die Ausgangsleistung aus dem Brennstoffzellenmodul12 auf den gewünschten Leistungspegel recht schnell und möglicherweise nahtlos kommen kann und demzufolge die schnellen Lastwechsel befriedigen kann. - Der EPTO-Schaltkreis
52 in dem Bordnetz50 bietet eine Zahl von Vorteilen gegenüber dem EPTO-Schaltkreis34 in dem Bordnetz10 , da er den vorhandenen bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler28 und das ETS-Wechselrichtermodul30 für den EPTO-Schaltkreis52 verwendet. Diese Vorteile umfassen niedrigere Systemkosten wegen der doppelten Verwendung bereits existierender Komponenten, eine niedrigere Anzahl von Teilen und ein geringeres Bauvolumen, ein niedrigeres Systemgewicht und demzufolge eine bessere Effizienz beim normalen Fahren und eine niedrigere Systemkomplexität. - Falls gewünscht wird, die Batterieleistung für den EPTO-Betrieb zu verwenden, um schnelle Lastwechsel besser zu befriedigen, kann der EPTO-Schaltkreis noch von der Verwendung vorhandener Komponenten profitieren.
3 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Bordnetzes70 , das ähnlich zum Bordnetz50 ist, wobei ähnliche Elemente mit den selben Bezugszeichen versehen sind. Das Bordnetz70 beinhaltet einen EPTO-Schaltkreis72 , der einen zusätzlichen bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler74 verwendet, der mit den Busleitungen14 und16 über die Leitungen76 und78 anstatt der Busleitungen46 und48 gekoppelt ist. In dieser Ausführungsform werden die Batterieschütze62 und64 geschlossen, während sich das System70 im EPTO-Betrieb befindet, so dass es von der Reaktion der Batterieleistung auf schnelle Lastwechsel profitieren kann. Der EPTO-Schaltkreis72 verwendet allerdings noch das vorhandene ETS-Wechselrichtermodul30 , wie oben diskutiert, wobei das Wechselrichtermodul30 von den Busleitungen14 und16 über die Schalter58 und60 getrennt ist, während es sich im EPTO-Modus befindet. Der bidirektionale DC/DC-Leistungswandler74 ist mit dem Wechselrichtermodul30 elektrisch über die Leitungen80 und82 gekoppelt. - In einer alternativen Ausführungsform kann es wünschenswert sein, den bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler
74 an die Busleitungen46 und48 zwischen dem bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler28 und der Batterie24 aus den oben erwähnten Gründen zu koppeln.4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Bordnetzes90 , das diese Ausführungsform veranschaulicht, wobei Elemente, die zum Bordnetz70 ähnlich sind, mit den selben Bezugszeichen versehen sind. In dieser Ausführungsform umfasst ein EPTO-Schaltkreis92 den bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler74 und das ETS-Wechselrichtermodul30 , wobei der Leistungswandler74 jedoch elektrisch mit den Busleitungen46 und48 über die Leitungen94 beziehungsweise96 zwischen dem bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler28 und der Batterie24 , wie gezeigt, gekoppelt ist. - Die vorstehende Diskussion offenbart und beschreibt lediglich Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Ein Fachmann auf dem Gebiet wird leicht aus einer solchen Diskussion und den beigefügten Figuren und Patentansprüchen erkennen, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Variationen gemacht werden können, ohne dabei den Geist und Schutzbereich der Erfindung, wie er durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert ist, zu verlassen.
Claims (7)
- Ein Bordnetz für ein Brennstoffzellen-Hybridfahrzeug, wobei das Bordnetz umfasst: – einen Hochvoltbus; – einen Brennstoffzellenstapel, welcher elektrisch mit dem Hochvoltbus gekoppelt ist; – eine Hochvoltbatterie, die elektrisch mit dem Hochvoltbus gekoppelt ist; – einen bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler, der elektrisch mit dem Hochvoltbus zwischen dem Brennstoffzellenstapel und der Hochvoltbatterie gekoppelt ist; – ein elektrisches Traktionssystem-Wechselrichtermodul, das elektrisch mit dem Hochvoltbus gekoppelt ist, wobei das Wechselrichtermodul Hochspannungs-Gleichstrom-Signale von dem Hochvoltbus zu System-Wechselstrom-Signalen wandelt; und – einen elektrischen Nebenantriebsschaltkreis, umfassend den bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler und das elektrische Traktionssystem-Wechselrichtermodul, wobei besagter bidirektionaler Leistungswandler ein externes Spannungssignal bereitstellt und besagtes Wechselrichtermodul ein externes Wechselstromsignal bereitstellt, während das Bordnetz in einem elektrischen Nebenantriebsmodus ist.
- Bordnetz nach Anspruch 1, des weiteren umfassend zumindest einen Schütz zum Trennen des Wechselrichtermoduls von dem Hochvoltbus, während das System in dem elektrischen Nebenantriebsmodus ist.
- Bordnetz nach Anspruch 1, wobei das Wechselrichtermodul elektrisch mit dem Hochvoltbus zwischen dem bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler und dem Brennstoffzellenstapel gekoppelt ist.
- Bordnetz nach Anspruch 1, des weiteren umfassend einen elektrischen Traktionsmotor, der mit dem Wechselrichtermodul elektrisch gekoppelt ist und die Systemwechselstromsignale empfängt.
- Bordnetz nach Anspruch 1, des weiteren umfassend eine Wechselstromsteckdose, die elektrisch mit dem Wechselrichtermodul gekoppelt ist und das externe Wechselstromsignal empfängt.
- Bordnetz nach Anspruch 1, wobei der elektrische Nebenantriebsschaltkreis ungefähr 110 V Wechselstrom als externes Wechselstromsignal bereitstellt.
- Ein Bordnetz für ein Brennstoffzellen-Hybridfahrzeug, wobei das Bordnetz umfasst: – einen Hochvoltbus; – einen Brennstoffzellenstapel, der elektrisch mit dem Hochvoltbus gekoppelt ist; – eine Hochvoltbatterie, die elektrisch mit dem Hochvoltbus gekoppelt ist; – einen ersten bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler, der elektrisch mit dem Hochvoltbus zwischen dem Brennstoffzellenstapel und der Hochvoltbatterie gekoppelt ist; – ein elektrisches Traktionssystem-Wechselrichtermodul, das elektrisch mit dem Hochvoltbus gekoppelt ist, wobei besagtes Wechselrichtermodul Hochspannungs-Gleichstrom-Signale von dem Hochvoltbus zu System-Wechselstrom-Signalen wandelt; und – einen elektrischen Nebenantriebsschaltkreis, umfassend einen zweiten bidirektionalen DC/DC-Leistungswandler und das elektrische Traktionssystem-Wechselrichtermodul, wobei besagter zweiter bidirektionaler Leistungswandler elektrisch mit den Hochvoltbusleitungen und dem Wechselrichtermodul gekoppelt ist, und wobei besagter zweiter bidirektionaler Leistungswandler ein externes Spannungssignal bereitstellt und besagtes Wechselrichtermodul ein externes Wechselstromsignal bereitstellt, wenn das Bordnetz in einem elektrischen Nebenantriebsmodus ist.
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