DE102013224544A1 - Hybridsystem und Verfahren zum Betreiben eines Hybridsystems - Google Patents

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Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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Abstract

Um ein Hybridsystem bereitzustellen, bei welchem im laufenden System die Betriebscharakteristik änderbar, insbesondere die Stromstärke erhöhbar, ist, um die Batterievorrichtung mittels der Brennstoffzellenvorrichtung effizient zu laden, wird vorgeschlagen, dass das Hybridsystem Folgendes umfasst: eine Brennstoffzellenvorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie; eine Speicherbatterievorrichtung zur Speicherung und Bereitstellung von elektrischer Energie; eine Zusatzbatterievorrichtung zur Speicherung und Bereitstellung von elektrischer Energie, wobei die Zusatzbatterievorrichtung wahlweise an die Speicherbatterievorrichtung ankoppelbar oder von der Speicherbatterievorrichtung abkoppelbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridsystem, welches insbesondere eine Brennstoffzellenvorrichtung und eine Batterievorrichtung umfasst.
  • Die Verwendung von einfachen Batterievorrichtungen in Kombination mit einer Brennstoffzellenvorrichtung kann den Nachteil haben, dass eine Beladung (Ladevorgang) der Batterievorrichtung mittels der Brennstoffzellenvorrichtung auf einem hohen Spannungsniveau erfolgen muss und daher ineffizient sein kann.
  • Hybridsysteme sind beispielsweise aus der US 7,829,229 B1 und der US 7,427,450 B2 bekannt.
  • Ein Hybridsystem kann insbesondere ein passives Brennstoffzellen-Hybridsystem sein, welches sich dadurch auszeichnet, dass die Lastverteilung zwischen Batterievorrichtung und Brennstoffzellenvorrichtung durch die Konstruktion und die Betriebsbedingungen fest vorgegeben ist und nicht aktiv gesteuert werden kann. Aus der US 2006/0238033 A1 ist ein passives Brennstoffzellen-Hybridsystem bekannt, bei welchem die Brennstoffzellenvorrichtung und die Batterievorrichtung über Dioden miteinander verschaltet sind.
  • Die Verwendung eines passiven Hybridsystems kann insbesondere den Nachteil haben, dass die Beladung der Batterievorrichtung unter Verwendung von elektrischer Energie aus der Brennstoffzellenvorrichtung nur möglich ist, wenn die Spannung der Brennstoffzellenvorrichtung über der Spannung der Batterievorrichtung liegt. Dies ist nur bei relativ geringer Leistung der Brennstoffzellenvorrichtung der Fall, so dass die Beladung nur mit geringer Leistung erfolgen kann.
  • Ferner kann die Verwendung eines passiven Hybridsystems den Nachteil haben, dass die maximale Leistung des Gesamtsystems (Gesamthybridsystem) geringer sein kann als die Summe der Maximalleistungen der Brennstoffzellenvorrichtung und der Batterievorrichtung.
  • Die DE 10 2007 027 902 A1 offenbart einen Batteriepack mit Umschaltung für einen Hochstrombetrieb.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hybridsystem bereitzustellen, bei welchem im laufenden System die Betriebscharakteristik änderbar, insbesondere die Stromstärke erhöhbar, ist, um die Batterievorrichtung mittels der Brennstoffzellenvorrichtung effizient zu laden und eine maximale Leistung des Gesamtsystems erhöhen zu können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Hybridsystem gelöst, welches Folgendes umfasst:
    eine Brennstoffzellenvorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie;
    eine Speicherbatterievorrichtung zur Speicherung und Bereitstellung von elektrischer Energie;
    eine Zusatzbatterievorrichtung zur Speicherung und Bereitstellung von elektrischer Energie, wobei die Zusatzbatterievorrichtung wahlweise an die Speicherbatterievorrichtung ankoppelbar oder von der Speicherbatterievorrichtung abkoppelbar ist.
  • Vorzugsweise ermöglicht das Ankoppeln und Abkoppeln (Zuschalten bzw. Abschalten) der Zusatzbatterievorrichtung eine Spannungsänderung im Betrieb des Hybridsystems, insbesondere zur Änderung der Betriebscharakteristik.
  • Vorteilhaft kann es sein, wenn die Speicherbatterievorrichtung eine Dauerbatterievorrichtung für einen permanenten Einsatz in dem Hybridsystem ist.
  • Die Dauerbatterievorrichtung ist vorzugsweise permanent an die Brennstoffzellenvorrichtung gekoppelt und wird vorzugsweise kontinuierlich geladen oder entladen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Speicherbatterievorrichtung und die Zusatzbatterievorrichtung elektrochemisch im Wesentlichen denselben Aufbau aufweisen, insbesondere auf derselben Zellchemie basieren.
  • Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die Speicherbatterievorrichtung und die Zusatzbatterievorrichtung elektrochemisch voneinander verschiedene Systeme sind, insbesondere auf unterschiedlicher Zellchemie basieren.
  • Die Speicherbatterievorrichtung weist vorzugsweise eine größere Speicherkapazität auf als die Zusatzbatterievorrichtung.
  • Die Speicherbatterievorrichtung umfasst insbesondere Hochenergiezellen (High Energy-Zellen).
  • Günstig kann es sein, wenn mittels der Zusatzbatterievorrichtung zumindest temporär im Wesentlichen die gleiche Spannung oder im Wesentlichen die gleiche Stromstärke bereitstellbar ist wie mittels der Speicherbatterievorrichtung.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass das Spannungsniveau der Zusatzbatterievorrichtung geringer ist als das Spannungsniveau der Speicherbatterievorrichtung.
  • Insbesondere dann, wenn die Speicherkapazität der Speicherbatterievorrichtung größer ist als die der Zusatzbatterievorrichtung, kann vorgesehen sein, dass die Zusatzbatterievorrichtung Hochleistungszellen (High Power-Zellen) umfasst. Auf diese Weise sind auch bei geringerer Speicherkapazität, insbesondere bei einer geringeren Anzahl von in Reihe geschalteten Batteriezellen der Zusatzbatterievorrichtung, mittels der Zusatzbatterievorrichtung zumindest temporär im Wesentlichen die gleiche Spannung und/oder im Wesentlichen die gleiche Stromstärke bereitstellbar wie mittels der Speicherbatterievorrichtung.
  • Die Speicherkapazität bezieht sich insbesondere auf die Stromspeicherfähigkeit, welche in Amperestunden (Ah) gemessen wird. Die Speicherkapazität der Zusatzbatterievorrichtung ist vorzugsweise geringer als die Speicherkapazität der Speicherbatterievorrichtung. Insbesondere dann, wenn die Zusatzbatterievorrichtung und die Speicherbatterievorrichtung seriell verschaltet sind, sind die Spannungslagen unabhängig voneinander. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Spannung der Zusatzbatterievorrichtung geringer als die Spannung der Speicherbatterievorrichtung ist.
  • Vorzugsweise ist mittels der Zusatzbatterievorrichtung ohne Verwendung oder ohne Nutzung eines DC/DC-Wandlers im Wesentlichen die gleiche Spannung und/oder im Wesentlichen die gleiche Stromstärke bereitstellbar wie mittels der Speicherbatterievorrichtung.
  • Die Speicherbatterievorrichtung und die Zusatzbatterievorrichtung sind vorzugsweise so ausgelegt, insbesondere derart dimensioniert und/oder angeordnet, dass mittels der Zusatzbatterievorrichtung zumindest temporär im Wesentlichen die gleiche Spannung und/oder im Wesentlichen die gleiche Stromstärke bereitstellbar ist wie mittels der Speicherbatterievorrichtung.
  • Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Speicherbatterievorrichtung und die Zusatzbatterievorrichtung ohne DC/DC-Wandler miteinander und/oder mit der Brennstoffzellenvorrichtung gekoppelt oder koppelbar sind.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Zusatzbatterievorrichtung eine Boosterbatterievorrichtung zur temporären Spannungserhöhung und/oder Leistungserhöhung einer aus der Speicherbatterievorrichtung und der Zusatzbatterievorrichtung gebildeten Gesamtbatterievorrichtung ist.
  • Eine im Normalbetrieb der Gesamtbatterievorrichtung bereitstellbare Spannung und/oder Leistung ergibt sich vorzugsweise ausschließlich aus der Spannung bzw. der Leistung der Speicherbatterievorrichtung.
  • Es kann vorgesehen sein, dass sich eine mittels des Hybridsystems bereitstellbare Leistung aus der Summe der Leistung der Speicherbatterievorrichtung und der Brennstoffzellenvorrichtung ergibt, gegebenenfalls erhöht um die Leistung der Zusatzbatterievorrichtung.
  • Eine Spannung der Gesamtvorrichtung (Gesamthybridsystem) entspricht vorzugsweise der höheren der beiden Spannungen der Brennstoffzellenvorrichtung und der Gesamtbatterievorrichtung abzüglich der gegebenenfalls in einer oder mehreren Dioden auftretenden Spannungsabfälle.
  • In einem Boosterbetrieb ist vorzugsweise die Zusatzbatterievorrichtung an die Speicherbatterievorrichtung angekoppelt, um temporär, das heißt als Boost, eine Spannungserhöhung und/oder Leistungserhöhung zu bewirken.
  • Die im Boosterbetrieb bereitstellbare Leistung des Gesamthybridsystems ergibt sich vorzugsweise ausschließlich aus der Summe der Leistung der Speicherbatterievorrichtung, der Zusatzbatterievorrichtung und der Brennstoffzellenvorrichtung.
  • Die Spannung des Gesamthybridsystems entspricht vorzugsweise der höheren der beiden Spannungen der Brennstoffzellenvorrichtung einerseits und der vorzugsweise seriellen Verschaltung von Speicherbatterievorrichtung und Zusatzbatterievorrichtung andererseits, abzüglich der gegebenenfalls in einer oder mehreren Dioden auftretenden Spannungsabfälle.
  • Günstig kann es sein, wenn die Zusatzbatterievorrichtung zum Laden und/oder beim Laden der Speicherbatterievorrichtung mittels der Brennstoffzellenvorrichtung von der Speicherbatterievorrichtung und/oder der Brennstoffzellenvorrichtung abkoppelbar ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Zusatzbatterievorrichtung zum Entladen und/oder beim Entladen der Speicherbatterievorrichtung an die Speicherbatterievorrichtung und/oder an einen Verbraucher ankoppelbar ist, insbesondere um einen Boostbetrieb zu ermöglichen.
  • Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Speicherbatterievorrichtung und die Zusatzbatterievorrichtung in Reihe geschaltet oder in Reihe schaltbar sind.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Speicherbatterievorrichtung und die Zusatzbatterievorrichtung zum Entladen der Speicherbatterievorrichtung und/oder der Zusatzbatterievorrichtung in Reihe geschaltet und/oder in Reihe schaltbar sind. Insbesondere kann hierdurch ein Boostbetrieb des Hybridsystems ermöglicht werden.
  • Unter einem Ankoppeln der Zusatzbatterievorrichtung an die Speicherbatterievorrichtung ist vorzugsweise ein In-Reihe-Schalten der Zusatzbatterievorrichtung mit der Speicherbatterievorrichtung zu verstehen.
  • Unter einem Abkoppeln der Zusatzbatterievorrichtung von der Speicherbatterievorrichtung ist vorzugsweise eine Aufhebung der Reihenschaltung der Zusatzbatterievorrichtung mit der Speicherbatterievorrichtung zu verstehen. Beispielsweise mittels eines Ladestromkreises kann die Zusatzbatterievorrichtung in diesem Fall dennoch mit der Speicherbatterievorrichtung verbunden sein, insbesondere um die Zusatzbatterievorrichtung mittels der Speicherbatterievorrichtung zu laden.
  • Günstig kann es sein, wenn das Hybridsystem eine Induktionsvorrichtung, insbesondere einen Inverswandler, umfasst, mittels welcher die Zusatzbatterievorrichtung zum Laden derselben an die Speicherbatterievorrichtung und/oder an die Brennstoffzellenvorrichtung anschließbar ist.
  • Durch ein Koppeln der Zusatzbatterievorrichtung mit der Speicherbatterievorrichtung werden die Zusatzbatterievorrichtung und die Speicherbatterievorrichtung vorzugsweise funktional zusammengeschaltet, so dass die Zusatzbatterievorrichtung und die Speicherbatterievorrichtung beide jeweils der Bereitstellung von elektrischer Energie oder der Aufnahme von elektrischer Energie dienen.
  • Im Gegensatz hierzu wird bei einem Anschließen der Zusatzbatterievorrichtung an die Speicherbatterievorrichtung zum Laden der Zusatzbatterievorrichtung vorzugsweise eine Verbindung zwischen der Zusatzbatterievorrichtung und der Speicherbatterievorrichtung derart hergestellt, dass die Zusatzbatterievorrichtung und die Speicherbatterievorrichtung voneinander verschiedene Funktionen oder Betriebsmodi aufweisen.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Zusatzbatterievorrichtung mittels der Speicherbatterievorrichtung und/oder mittels der Brennstoffzellenvorrichtung geladen wird.
  • Die Speicherbatterievorrichtung kann vorzugsweise mittels der Brennstoffzellenvorrichtung geladen werden.
  • Günstig kann es sein, wenn die Induktionsvorrichtung eine Spulenvorrichtung umfasst.
  • Mittels der Induktionsvorrichtung ist vorzugsweise elektrische Energie von der Speicherbatterievorrichtung und/oder von der Brennstoffzellenvorrichtung auf die Zusatzbatterievorrichtung übertragbar.
  • Der Inverswandler ist vorzugsweise parallel zur Speicherbatterievorrichtung geschaltet.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das Hybridsystem ein oder mehrere Schalterelemente umfasst, mittels welchen das Hybridsystem in verschiedene Betriebszustände oder Betriebsmodi versetzbar ist.
  • Ein Schalterelement kann beispielsweise ein Transistor, insbesondere ein IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) oder ein MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor; metal-oxide-semiconductor field-effect transistor), oder ein Halbleiterrelais sein.
  • Ein Inverswandler des Hybridsystems umfasst vorzugsweise einen Transistor, beispielsweise einen IGBT oder einen MOSFET.
  • Vorzugsweise umfasst das Hybridsystem ein Schalterelement zum Umschalten zwischen einem Ladezustand zum Laden der Speicherbatterievorrichtung und/ oder der Zusatzbatterievorrichtung und einem Entladezustand zum Entladen der Speicherbatterievorrichtung und/oder der Zusatzbatterievorrichtung.
  • Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass das Hybridsystem ein Schalterelement umfasst, mittels welchem die Zusatzbatterievorrichtung wahlweise an die Speicherbatterievorrichtung ankoppelbar oder von der Speicherbatterievorrichtung abkoppelbar ist.
  • Vorzugsweise ist mittels des Schalterelements zum Ankoppeln oder Abkoppeln der Zusatzbatterievorrichtung zugleich umschaltbar zwischen einem Ladebetrieb oder Ladezustand der Zusatzbatterievorrichtung und einem Entladebetrieb oder Entladezustand der Zusatzbatterievorrichtung.
  • Mittels des einen oder der mehreren Schalterelemente ist die Zusatzbatterievorrichtung vorzugsweise in einen Ladezustand (Ladebetrieb) versetzbar, insbesondere unabhängig davon, ob die Speicherbatterievorrichtung in einem Ladezustand (Ladebetrieb) oder einem Entladezustand (Entladebetrieb) vorliegt.
  • Das erfindungsgemäße Hybridsystem eignet sich insbesondere als Energieversorgung für eine Antriebsvorrichtung, beispielsweise zum Antreiben eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, oder eines Flugzeugs.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridsystems.
  • Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridsystems bereitzustellen, mittels welchem zum effizienten Laden einer Batterievorrichtung im laufenden System die Betriebscharakteristik änderbar, insbesondere eine Stromstärke erhöhbar, ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridsystems gelöst, welches eine Brennstoffzellenvorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie, eine Speicherbatterievorrichtung zur Speicherung und Bereitstellung von elektrischer Energie und eine Zusatzbatterievorrichtung zur Speicherung und Bereitstellung von elektrischer Energie umfasst, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
    wahlweises Ankoppeln der Zusatzbatterievorrichtung an die Speicherbatterievorrichtung oder Abkoppeln der Zusatzbatterievorrichtung von der Speicherbatterievorrichtung.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Hybridsystem beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
  • Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zum Laden der Speicherbatterievorrichtung die Zusatzbatterievorrichtung abgekoppelt wird, insbesondere eine Reihenschaltung der Speicherbatterievorrichtung und der Zusatzbatterievorrichtung aufgehoben wird. Insbesondere kann hierdurch eine Spannung der Gesamtbatterievorrichtung gegenüber der Brennstoffzellenvorrichtung abgesenkt werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass mittels der Zusatzbatterievorrichtung zumindest temporär im Wesentlichen die gleiche Spannung und/oder im Wesentlichen die gleiche Stromstärke bereitgestellt wird wie mittels der Speicherbatterievorrichtung.
  • Günstig kann es sein, wenn zum Laden der Zusatzbatterievorrichtung einem Ladestromkreis der Zusatzbatterievorrichtung mittels einer Induktionsvorrichtung, insbesondere mittels eines Inverswandlers, elektrische Energie zugeführt wird.
  • Vorteilhaft kann es sein, wenn durch Ankoppeln der Zusatzbatterievorrichtung an die Speicherbatterievorrichtung eine Spannung einer durch die Zusatzbatterievorrichtung und durch die Speicherbatterievorrichtung gebildeten Gesamtbatterievorrichtung anhebbar ist.
  • Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass durch Abkoppeln der Zusatzbatterievorrichtung von der Speicherbatterievorrichtung eine Spannung einer durch die Zusatzbatterievorrichtung und durch die Speicherbatterievorrichtung gebildeten Gesamtbatterievorrichtung absenkbar ist.
  • Vorzugsweise sind die Speicherbatterievorrichtung und die Zusatzbatterievorrichtung einerseits und die Brennstoffzellenvorrichtung andererseits mittels einer oder mehrerer Dioden miteinander gekoppelt oder koppelbar.
  • Ferner können das erfindungsgemäße Hybridsystem und/oder das erfindungsgemäße Verfahren einzelne oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile aufweisen.
  • Das Hybridsystem eignet sich insbesondere zur Versorgung elektrischer Lasten, beispielsweise für Antriebe oder Hilfsaggregate für Fahrzeuge, Flugzeuge, Schiffe und/oder stationäre Anlagen.
  • Mittels der Speicherbatterievorrichtung und/oder der Zusatzbatterievorrichtung können vorzugsweise zeitlich schwankende Lastanforderungen abgefangen werden.
  • Die Speicherbatterievorrichtung und/oder die Zusatzbatterievorrichtung umfasst beispielsweise Lithiumionenzellen.
  • Die Brennstoffzellenvorrichtung ist beispielsweise eine Polymerelektrolytmembran-(PEM)-Brennstoffzellenvorrichtung.
  • Beispielsweise aus Kostengründen und/oder aus Gewichtsgründen kann der Entfall von DC/DC-Wandlern zur Verbindung der Brennstoffzellenvorrichtung mit der Batterievorrichtung, insbesondere der Speicherbatterievorrichtung und/oder der Zusatzbatterievorrichtung, wünschenswert sein.
  • Vorzugsweise umfasst das Hybridsystem zwei oder mehr Dioden, mittels welchen eine maximale Spannung der Kombination aus Speicherbatterievorrichtung, Zusatzbatterievorrichtung und Brennstoffzellenvorrichtung an einem Verbraucher einstellbar ist.
  • Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass bei einem gegebenen Lastpunkt der Brennstoffzellenvorrichtung (I2, U1) sich bei abgekoppelter Zusatzbatterievorrichtung ein Gesamtstrom I1 der Gesamtbatterievorrichtung einstellt. Durch Ankoppeln der Zusatzbatterievorrichtung an die Speicherbatterievorrichtung kann der Batteriestrom (Gesamtstrom der Gesamtbatterievorrichtung) auf I3 erhöht werden. Die abgegebene Leistung des Hybridsystems kann sich dadurch von (I1 + I2)·U1 auf (I3 + I2)·U1 erhöhen.
  • Vorzugsweise können durch Ankoppeln oder Abkoppeln der Zusatzbatterievorrichtung zwei unterschiedliche Lastpunkte bei gleicher Stromstärke aus der Brennstoffzellenvorrichtung realisiert werden.
  • Durch Abfahren der Kennlinie der Brennstoffzellenvorrichtung in dem Spannungs-Strom-Diagramm ergeben sich vorzugsweise zwei Charakteristiken, eine mit höherem und eine mit niedrigerem Batteriestrom (Gesamtstrom der Gesamtbatterievorrichtung).
  • Vorzugsweise durch Umschalten des Lastpunktes wird das Laden der Gesamtbatterievorrichtung mit Strom aus der Brennstoffzellenvorrichtung erleichtert.
  • Das Laden kann beispielsweise durch Überbrücken einer batterieseitigen Diode mittels eines Schalterelements realisiert werden. Durch Abkoppeln der Zusatzbatterievorrichtung wird die Gesamtspannung der Gesamtbatterievorrichtung vorzugsweise abgesenkt, so dass sich ein relativ hoher Ladestrom einstellen kann. Für den Fall, dass kein Laststrom (keine Stromabnahme mittels eines Verbrauchers) vorhanden ist, ergibt sich die Stromstärke der Brennstoffzellenvorrichtung und somit die Ladestromstärke als Schnittpunkt der Kennlinie der Brennstoffzellenvorrichtung und der Kennlinie der Speicherbatterievorrichtung bei der Beladung derselben.
  • Bei vorhandenem Laststrom überlagern sich Laststrom und Ladestrom, so dass sich eine Reduktion der Systemspannung und entsprechend ein Anstieg des Brennstoffzellenstroms (Stromstärke der Brennstoffzellenvorrichtung) ergeben können.
  • Das Laden der Zusatzbatterievorrichtung kann beispielsweise durch Nutzung der Energie aus der Speicherbatterievorrichtung erfolgen.
  • Insbesondere kann ein parallel zu der Speicherbatterievorrichtung geschalteter Inverswandler vorgesehen sein, welcher insbesondere hochfrequent, beispielsweise mit ungefähr 20 kHz, geschaltet wird. Durch Verwendung einer Induktionsvorrichtung kann somit Energie auf einen Ladestromkreis zum Laden der Zusatzbatterievorrichtung übertragen werden.
  • Die Anzahl und Kapazität von Zellen der Zusatzbatterievorrichtung (Boosterzellen) kann geringer als diejenige der Zellen der Speicherbatterievorrichtung sein. Der Inverswandler kann dann vorzugsweise relativ klein ausgelegt werden.
  • Für das Nachladen der Zusatzbatterievorrichtung kann vorzugsweise eine relativ lange Zeit zur Verfügung stehen, da das Nachladen insbesondere im Betrieb bei abgekoppelter Zusatzbatterievorrichtung erfolgen kann.
  • Günstig kann es sein, wenn die Speicherbatterievorrichtung mit der Zusatzbatterievorrichtung in Reihe (seriell) schaltbar ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass das Hybridsystem ein seriell mit der Speicherbatterievorrichtung und der Zusatzbatterievorrichtung geschaltetes Schaltelement, beispielsweise eine Diode und/oder ein Schalterelement, umfasst.
  • Mittels des Schalterelements kann vorzugsweise ein Stromfluss von der Zusatzbatterievorrichtung zu der Speicherbatterievorrichtung und/oder von der Speicherbatterievorrichtung zu der Zusatzbatterievorrichtung wahlweise zugeschaltet oder abgeschaltet werden.
  • Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mittels des Schalterelements ein Stromfluss von der Brennstoffzellenvorrichtung zu der Speicherbatterievorrichtung, von der Brennstoffzellenvorrichtung zu der Zusatzbatterievorrichtung und/oder von der Brennstoffzellenvorrichtung zu der Gesamtbatterievorrichtung wahlweise zugeschaltet oder abgeschaltet werden kann.
  • Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 einen schematischen Schaltplan eines Hybridsystems und eines Verbrauchers, wobei das Hybridsystem in einem ersten Entladezustand vorliegt, in welchem mittels einer Speicherbatterievorrichtung des Hybridsystems elektrische Energie für den Verbraucher bereitgestellt wird;
  • 2 eine der 1 entsprechende schematische Darstellung des Schaltplans des Hybridsystems und des Verbrauchers, wobei das Hybridsystem in einem Boostzustand vorliegt;
  • 3 eine der 1 entsprechende schematische Darstellung des Schaltplans des Hybridsystems und des Verbrauchers, wobei das Hybridsystem in einem Ladezustand vorliegt, in welchem eine Speicherbatterievorrichtung und eine Zusatzbatterievorrichtung in Reihe geschaltet sind und geladen werden;
  • 4 eine der 1 entsprechende schematische Darstellung des Schaltplans des Hybridsystems und des Verbrauchers, wobei das Hybridsystem in einem alternativen Ladezustand vorliegt, in welchem die Zusatzbatterievorrichtung von der Speicherbatterievorrichtung abgekoppelt ist; und
  • 5 ein Spannungs-Strom-Diagramm zur Illustration der Funktionsweise des Hybridsystems.
  • Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Eine in den 1 bis 4 dargestellte Ausführungsform eines als Ganzes mit 100 bezeichneten Hybridsystems dient insbesondere der Bereitstellung von elektrischer Energie für einen Verbraucher 102, beispielsweise eine Antriebsvorrichtung 104, insbesondere einen Elektromotor 106.
  • Das Hybridsystem 100 umfasst eine Brennstoffzellenvorrichtung 108, beispielsweise eine Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellenvorrichtung.
  • Ferner umfasst das Hybridsystem 100 eine Speicherbatterievorrichtung 110 und eine Zusatzbatterievorrichtung 112.
  • Die Speicherbatterievorrichtung 110 ist beispielsweise als eine Dauerbatterievorrichtung 114 ausgebildet, welche in einem Normalbetrieb des Hybridsystems 100 permanent mit der Brennstoffzellenvorrichtung 108 verbunden ist.
  • Die Zusatzbatterievorrichtung 112 ist insbesondere als eine Boosterbatterievorrichtung 116 ausgebildet und an die Speicherbatterievorrichtung 110 ankoppelbar oder von der Speicherbatterievorrichtung 110 abkoppelbar.
  • Durch das Ankoppeln der Zusatzbatterievorrichtung 112 kann das Hybridsystem 100 insbesondere in einen Boostbetrieb versetzt werden.
  • Durch das Abkoppeln der Zusatzbatterievorrichtung 112 kann insbesondere ein Ladevorgang zum Laden der Speicherbatterievorrichtung 110 vereinfacht und/oder optimiert werden.
  • Mittels der Speicherbatterievorrichtung 110 und der Zusatzbatterievorrichtung 112 ist insbesondere eine Gesamtbatterievorrichtung 118 des Hybridsystems 100 gebildet.
  • Das Hybridsystem 100 umfasst ferner eine oder mehrere Dioden 120 und ein oder mehrere Schalterelemente 122.
  • Ferner umfasst das Hybridsystem 100 vorzugsweise einen Inverswandler 124, welcher eine Induktionsvorrichtung 126, einen Transistor 125, beispielsweise einen IGBT oder einen MOSFET, und eine Diode 120 umfasst.
  • Der Zusatzbatterievorrichtung 112 ist vorzugsweise ein Ladestromkreis 128 zugeordnet.
  • Mittels des Ladestromkreises 128 kann die Zusatzbatterievorrichtung 112 vorzugsweise geladen werden, insbesondere im Wesentlichen unabhängig von einem Betriebszustand der Speicherbatterievorrichtung 110.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Brennstoffzellenvorrichtung 108 und die Gesamtbatterievorrichtung 118 mittels nur einer Diode 120 miteinander gekoppelt sind. Eine mit der Brennstoffzellenvorrichtung 108 seriell geschaltete Diode 120 ist beispielsweise dann entbehrlich, wenn die maximal mögliche Spannung der seriell verschalteten Speicherbatterievorrichtung 110 und Zusatzbatterievorrichtung 112 niedriger ist als eine Leerlaufspannung der Brennstoffzellenvorrichtung 108 und außerdem sichergestellt ist, dass der angeschlossene Verbraucher 102 zum Beispiel durch Rekuperation keine höhere Spannung als die Leerlaufspannung der Brennstoffzellenvorrichtung erzeugen kann.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform des Hybridsystems 100 sind die Brennstoffzellenvorrichtung 108 und die Gesamtbatterievorrichtung 118 hingegen mittels zweier Dioden 120 miteinander gekoppelt.
  • Aufgrund der beiden Dioden 120 kann insbesondere bewirkt werden, dass sich eine Spannung an einem Verbraucher 102 auf das Maximum der Spannungen der Brennstoffzellenvorrichtung 108 und der Gesamtbatterievorrichtung 118 einstellt.
  • Eine separate DC/DC-Wandlervorrichtung ist vorzugsweise entbehrlich.
  • Die Diode 120 zur Kopplung des Gesamtbatterievorrichtung 118 mit der Brennstoffzellenvorrichtung 108, welche der Gesamtbatterievorrichtung 118 zugeordnet ist, kann vorzugsweise mittels eines Schalterelements 122 überbrückt werden, insbesondere um die Gesamtbatterievorrichtung 118, insbesondere die Speicherbatterievorrichtung 110, in einen Ladezustand zu versetzen (siehe 3 und 4).
  • Ein weiteres Schalterelement 122 dient vorzugsweise dem Ankoppeln oder Abkoppeln der Zusatzbatterievorrichtung 112.
  • Das Schalterelement 122 zum Überbrücken der Diode 120 wird nachfolgend als Schalterelement 122D bezeichnet.
  • Das Schalterelement 122 zum Ankoppeln oder Abkoppeln der Zusatzbatterievorrichtung 112 wird nachfolgend als Schalterelement 122Z bezeichnet.
  • Mittels des Schalterelements 122Z kann einerseits die Zusatzbatterievorrichtung 112 mit der Speicherbatterievorrichtung 110 in Reihe geschaltet werden.
  • Andererseits kann mittels des Schalterelements 122Z die Zusatzbatterievorrichtung 112 überbrückt und somit von der Speicherbatterievorrichtung 110 abgekoppelt werden.
  • Das Hybridsystem 100, insbesondere die Gesamtbatterievorrichtung 118, umfasst vorzugsweise einen Inverswandlerstromkreis 130 des Inverswandlers 124.
  • In diesem Inverswandlerstromkreis 130 sind die Speicherbatterievorrichtung 110, der Transistor 125 und die Induktionsvorrichtung 126 angeordnet.
  • Der Inverswandler 124 ist insbesondere mit hoher Frequenz, beispielsweise ungefähr 20 kHz, betreibbar, um eine ständige Spannungs- und Stromänderung in dem Inverswandlerstromkreis 130 erzeugen zu können.
  • Mittels der Induktionsvorrichtung 126 ist der Inverswandlerstromkreis 130 mit dem Ladestromkreis 128 gekoppelt.
  • Der Ladestromkreis 128 umfasst die Zusatzbatterievorrichtung 112, die Induktionsvorrichtung 126 und eine Diode 120.
  • Die Diode 120 ist so in dem Ladestromkreis 128 angeordnet, dass ein in dem Ladestromkreis 128 fließender Strom dazu führt, dass die Zusatzbatterievorrichtung 112 geladen wird. Ein solcher Strom kann insbesondere mittels der Induktionsvorrichtung 126 in dem Ladestromkreis 128 erzeugt werden.
  • Das vorstehend beschriebene Hybridsystem 100 funktioniert wie folgt:
    In dem in 1 dargestellten Entladezustand des Hybridsystems 100, bei welchem eine über längere Zeit mögliche Entladung der Gesamtbatterievorrichtung 118 zur Versorgung des Verbrauchers 102 mit elektrischer Energie erfolgt, ist die Zusatzbatterievorrichtung 112 von der Speicherbatterievorrichtung 110 abgekoppelt.
  • Mittels des Schalterelements 122Z ist die Zusatzbatterievorrichtung 112 dabei überbrückt.
  • Die Zusatzbatterievorrichtung 112 ist dabei jedoch nicht vollständig von der Speicherbatterievorrichtung 110 getrennt, sondern mittels des Inverswandlerstromkreises 130 und des Ladestromkreises 128 an die Speicherbatterievorrichtung 110 angeschlossen.
  • Insbesondere wird eine sich ständig wechselnde Stromstärke und/oder Spannung in dem Inverswandlerstromkreis 130 erzeugt, um elektrische Energie von dem Inverswandlerstromkreis 130 auf den Ladestromkreis 128 zu übertragen.
  • Diese elektrische Energie wird dann der Zusatzbatterievorrichtung 112 zugeführt, um diese zu laden.
  • Die Brennstoffzellenvorrichtung 108 trägt zur Bereitstellung von elektrischer Energie bei.
  • Insbesondere stellt die Brennstoffzellenvorrichtung 108 elektrische Energie für den Verbraucher 102 bereit.
  • Wenn der Verbraucher 102 insbesondere temporär eine erhöhte Lastanforderung aufweist, kann diese Lastanforderung möglicherweise nicht oder nur unzureichend mit der Speicherbatterievorrichtung 110 und der Brennstoffzellenvorrichtung 108 erfüllt werden.
  • Das Hybridsystem 100 kann daher vorzugsweise in einen Boostbetrieb (Boostzustand) versetzt werden.
  • In diesem in 2 dargestellten Boostzustand des Hybridsystems 100 ist die Zusatzbatterievorrichtung 112 an die Speicherbatterievorrichtung 110 angekoppelt.
  • Die Zusatzbatterievorrichtung 112 und die Speicherbatterievorrichtung 110 sind dann insbesondere in Reihe geschaltet.
  • Mittels des Schalterelements 122Z wird die Zusatzbatterievorrichtung 112 hierzu insbesondere zu der Speicherbatterievorrichtung 110 hinzugeschaltet.
  • Die Speicherbatterievorrichtung 110 und die Zusatzbatterievorrichtung 112 ermöglichen insbesondere eine temporäre Leistungserhöhung und/oder Stromstärkenerhöhung zur Abdeckung des erhöhten Leistungsbedarfs des Verbrauches 102.
  • Da die Zusatzbatterievorrichtung 112 vorzugsweise eine geringere Kapazität aufweist als die Speicherbatterievorrichtung 110, kann der erhöhte Leistungsbedarf des Verbrauchers 102 möglicherweise nur über einen kurzen Zeitraum abgedeckt werden.
  • Der Boostzustand des Hybridsystems 100 muss dann beendet werden, um die Zusatzbatterievorrichtung 112 neu zu laden.
  • Das Hybridsystem 100 kann hierzu in den in 1 dargestellten Zustand versetzt werden, in welchem die Speicherbatterievorrichtung 110 entladen, die Zusatzbatterievorrichtung 112 jedoch vorzugsweise geladen wird.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass das Hybridsystem 100 in einen Ladezustand zum Laden der Speicherbatterievorrichtung 110 und/oder der Zusatzbatterievorrichtung 112 versetzt wird.
  • Wie beispielsweise 3 zu entnehmen ist, kann vorgesehen sein, dass das Schalterelement 122D zum Überbrücken der Diode 120 aktiviert wird.
  • Mittels der Brennstoffzellenvorrichtung 108 kann dann elektrische Energie zum Laden der Speicherbatterievorrichtung 110 und/oder der Zusatzbatterievorrichtung 112 bereitgestellt werden, da der Stromfluss von der Brennstoffzellenvorrichtung 108 zu der Gesamtbatterievorrichtung 118 nicht mehr durch die Diode 120 blockiert ist.
  • Bei dem in 3 dargestellten Ladezustand des Hybridsystems 100 ist vorgesehen, dass die Speicherbatterievorrichtung 110 und die Zusatzbatterievorrichtung 112 durch geeignete Stellung des Schalterelements 122Z in Reihe geschaltet sind.
  • Mittels der Brennstoffzellenvorrichtung 108 sind somit die Speicherbatterievorrichtung 110 und die Zusatzbatterievorrichtung 112 in dem in 3 dargestellten Ladezustand des Hybridsystems 100 gemeinsam aufladbar.
  • Aufgrund der Reihenschaltung der Speicherbatterievorrichtung 110 und der Zusatzbatterievorrichtung 112 ist ein zum Laden der Gesamtbatterievorrichtung 118 erforderliches Spannungsniveau relativ hoch. Der mittels der Brennstoffzellenvorrichtung 108 bereitstellbare Strom ist entsprechend relativ niedrig.
  • Das Laden der Gesamtbatterievorrichtung 118 erfolgt somit relativ langsam und eher ineffizient.
  • Für einen effizienten Ladevorgang kann das Hybridsystem 100 in den in 4 dargestellten alternativen Ladezustand versetzt werden.
  • In diesem Ladezustand des Hybridsystems 100 ist mittels des Schalterelements 122D die Diode 120 überbrückt, so dass elektrische Energie von der Brennstoffzellenvorrichtung 108 der Gesamtbatterievorrichtung 118 zuführbar ist.
  • Zugleich ist mittels des Schalterelements 122Z jedoch die Zusatzbatterievorrichtung 112 überbrückt, so dass die Speicherbatterievorrichtung 110 und die Zusatzbatterievorrichtung 112 nicht mehr in Reihe geschaltet sind.
  • Dies hat insbesondere den Vorteil, dass das Spannungsniveau der Gesamtbatterievorrichtung 118 abgesenkt wird.
  • Folglich kann von der Brennstoffzellenvorrichtung 108 eine größere Stromstärke zum Laden der Gesamtbatterievorrichtung 118 bereitgestellt werden.
  • Insbesondere ist die Speicherbatterievorrichtung 110 hierdurch schnell und effizient aufladbar.
  • Vorzugsweise kann durch geeignete Ansteuerung des Inverswandlers 124 auch bei dem in 4 dargestellten Ladezustand des Hybridsystems 100 die Zusatzbatterievorrichtung 112 geladen werden.
  • In 5 ist ein Spannungs-Strom-Diagramm zur Illustration der Funktionsweise des Hybridsystems 100 dargestellt.
  • 5 zeigt dabei insbesondere folgende Kennlinien:
    • – eine Kennlinie 132 der Brennstoffzellenvorrichtung 108;
    • – eine Kennlinie 134 beim Laden der Speicherbatterievorrichtung 110 und der Zusatzbatterievorrichtung 112 gemäß dem in 3 dargestellten Ladezustand des Hybridsystems 100;
    • – eine Kennlinie 136 der Speicherbatterievorrichtung 110 und der Zusatzbatterievorrichtung 112 beim Entladen derselben gemäß dem in 2 dargestellten Boostzustand des Hybridsystems 100;
    • – eine Kennlinie 138 der Speicherbatterievorrichtung 110 beim Beladen derselben gemäß dem in 4 dargestellten Ladezustand des Hybridsystems 100; und
    • – eine Kennlinie 140 der Speicherbatterievorrichtung 110 bei der Entladung derselben gemäß dem in 1 dargestellten Entladezustand des Hybridsystems 100.
  • Insbesondere dann, wenn von dem Verbraucher 102 keine Last angefordert wird, ergeben sich die Betriebszustände beim Laden der Gesamtbatterievorrichtung 118 als Schnittpunkte der Kennlinien 132, 134 oder 132, 138.
  • Ein Schnittpunkt A ist dabei ein Schnittpunkt der Kennlinie 132 der Brennstoffzellenvorrichtung 108 mit der Kennlinie 134 der Speicherbatterievorrichtung 110 und der Zusatzbatterievorrichtung 112 beim Laden derselben gemäß dem in 3 dargestellten Ladezustand des Hybridsystems 100.
  • Ein Schnittpunkt B ist ein Schnittpunkt der Kennlinie 132 der Brennstoffzellenvorrichtung 108 mit der Kennlinie 138 der Speicherbatterievorrichtung 110 beim Laden derselben gemäß dem in 4 dargestellten Ladezustand des Hybridsystems 100.
  • Wie aus einem Vergleich der Lagen der Schnittpunkte A und B in dem Spannungs-Strom-Diagramm in 5 hervorgeht, liegt der Schnittpunkt B bei niedrigerer Spannung und somit größerer Stromstärke als der Schnittpunkt A.
  • Dies bedeutet, dass in dem den Schnittpunkt B darstellenden Betriebspunkt der Brennstoffzellenvorrichtung 108 eine größere elektrische Leistung bereitgestellt wird als in dem Betriebspunkt, welcher dem Schnittpunkt A entspricht.
  • Somit ist ersichtlich, dass durch das Abkoppeln der Zusatzbatterievorrichtung 112 (siehe 4) das Spannungsniveau beim Laden der Gesamtbatterievorrichtung 118, insbesondere der Speicherbatterievorrichtung 110, abgesenkt werden kann, insbesondere um mittels der Brennstoffzellenvorrichtung 108 eine größere elektrische Leistung bereitstellen zu können und somit die Speicherbatterievorrichtung 110 schneller laden zu können.
  • Durch die Möglichkeit des An- und Abkoppelns der Zusatzbatterievorrichtung 112 kann somit die Betriebscharakteristik während des Betriebs des Hybridsystems 100 gezielt verändert werden, insbesondere um einerseits einen Boostbetrieb (Boostzustand) und andererseits einen schnellen Ladevorgang der Speicherbatterievorrichtung 110 zu ermöglichen.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Hybridsystem
    102
    Verbraucher
    104
    Antriebsvorrichtung
    106
    Elektromotor
    108
    Brennstoffzellenvorrichtung
    110
    Speicherbatterievorrichtung
    112
    Zusatzbatterievorrichtung
    114
    Dauerbatterievorrichtung
    116
    Boosterbatterievorrichtung
    118
    Gesamtbatterievorrichtung
    120
    Diode
    122
    Schalterelement
    122D
    Schalterelement
    122Z
    Schalterelement
    124
    Inverswandler
    125
    Transistor
    126
    Induktionsvorrichtung
    128
    Ladestromkreis
    130
    Inverswandlerstromkreis
    132
    Kennlinie der Brennstoffzellenvorrichtung
    134
    Kennlinie beim Laden der Speicherbatterievorrichtung und der Zusatzbatterievorrichtung
    136
    Kennlinie beim Entladen der Speicherbatterievorrichtung und der Zusatzbatterievorrichtung
    138
    Kennlinie beim Beladen der Speicherbatterievorrichtung
    140
    Kennlinie beim Entladen der Speicherbatterievorrichtung
    A
    Schnittpunkt 132–134
    B
    Schnittpunkt 132–138
  • 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
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    • US 7427450 B2 [0003]
    • US 2006/0238033 A1 [0004]
    • DE 102007027902 A1 [0007]

Claims (15)

  1. Hybridsystem (100), umfassend: – eine Brennstoffzellenvorrichtung (108) zur Erzeugung von elektrischer Energie; – eine Speicherbatterievorrichtung (110) zur Speicherung und Bereitstellung von elektrischer Energie; – eine Zusatzbatterievorrichtung (112) zur Speicherung und Bereitstellung von elektrischer Energie, wobei die Zusatzbatterievorrichtung (112) wahlweise an die Speicherbatterievorrichtung (110) ankoppelbar oder von der Speicherbatterievorrichtung (110) abkoppelbar ist.
  2. Hybridsystem (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherbatterievorrichtung (110) eine Dauerbatterievorrichtung (114) für einen permanenten Einsatz in dem Hybridsystem (100) ist.
  3. Hybridsystem (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherbatterievorrichtung (110) eine größere Speicherkapazität aufweist als die Zusatzbatterievorrichtung (112).
  4. Hybridsystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Zusatzbatterievorrichtung (112) zumindest temporär im Wesentlichen die gleiche Spannung und/oder im Wesentlichen die gleiche Stromstärke bereitstellbar ist wie mittels der Speicherbatterievorrichtung (110).
  5. Hybridsystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherbatterievorrichtung (110) und die Zusatzbatterievorrichtung (112) ohne DC/DC-Wandler miteinander und/oder mit der Brennstoffzellenvorrichtung (108) gekoppelt oder koppelbar sind.
  6. Hybridsystem (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbatterievorrichtung (112) eine Boosterbatterievorrichtung (116) zur temporären Spannungserhöhung und/oder Leistungserhöhung einer aus der Speicherbatterievorrichtung (110) und der Zusatzbatterievorrichtung (112) gebildeten Gesamtbatterievorrichtung (118) ist.
  7. Hybridsystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbatterievorrichtung (112) zum und/oder beim Laden der Speicherbatterievorrichtung (110) mittels der Brennstoffzellenvorrichtung (108) von der Speicherbatterievorrichtung (110) und/oder der Brennstoffzellenvorrichtung (108) abkoppelbar ist.
  8. Hybridsystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbatterievorrichtung (112) zum und/oder beim Entladen der Speicherbatterievorrichtung (110) an die Speicherbatterievorrichtung (110) und/oder an einen Verbraucher (102) ankoppelbar ist.
  9. Hybridsystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherbatterievorrichtung (110) und die Zusatzbatterievorrichtung (112) in Reihe geschaltet oder in Reihe schaltbar sind.
  10. Hybridsystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridsystem (100) eine Induktionsvorrichtung (126), insbesondere einen Inverswandler (124), umfasst, mittels welcher die Zusatzbatterievorrichtung (112) zum Laden derselben an die Speicherbatterievorrichtung (110) und/oder an die Brennstoffzellenvorrichtung (108) anschließbar ist.
  11. Verfahren zum Betreiben eines Hybridsystems (100), welches eine Brennstoffzellenvorrichtung (108) zur Erzeugung von elektrischer Energie, eine Speicherbatterievorrichtung (110) zur Speicherung und Bereitstellung von elektrischer Energie und eine Zusatzbatterievorrichtung (112) zur Speicherung und Bereitstellung von elektrischer Energie umfasst, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: – wahlweises Ankoppeln der Zusatzbatterievorrichtung (112) an die Speicherbatterievorrichtung (110) oder Abkoppeln der Zusatzbatterievorrichtung (112) von der Speicherbatterievorrichtung (110).
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Laden der Speicherbatterievorrichtung (110) die Zusatzbatterievorrichtung (112) abgekoppelt wird, insbesondere eine Reihenschaltung der Speicherbatterievorrichtung (110) und der Zusatzbatterievorrichtung (112) aufgehoben wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Zusatzbatterievorrichtung (112) zumindest temporär im Wesentlichen die gleiche Spannung und/oder im Wesentlichen die gleiche Stromstärke bereitgestellt wird wie mittels der Speicherbatterievorrichtung (110).
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Laden der Zusatzbatterievorrichtung (112) einem Ladestromkreis (128) der Zusatzbatterievorrichtung (112) mittels einer Induktionsvorrichtung (126), insbesondere mittels eines Inverswandlers (124), elektrische Energie zugeführt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch Ankoppeln der Zusatzbatterievorrichtung (112) an die Speicherbatterievorrichtung (110) eine Spannung einer durch die Zusatzbatterievorrichtung (112) und durch die Speicherbatterievorrichtung (110) gebildeten Gesamtbatterievorrichtung (118) anhebbar ist und dass durch Abkoppeln der Zusatzbatterievorrichtung (112) von der Speicherbatterievorrichtung (110) eine Spannung einer durch die Zusatzbatterievorrichtung (112) und durch die Speicherbatterievorrichtung (110) gebildeten Gesamtbatterievorrichtung (118) absenkbar ist.
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