DE102015013176A1

DE102015013176A1 - Method and arrangement for transmitting energy from one vehicle to another vehicle

Info

Publication number: DE102015013176A1
Application number: DE102015013176.1A
Authority: DE
Inventors: Ngoc Bao Lam Phan
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2015-10-10
Filing date: 2015-10-10
Publication date: 2017-04-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Energieübertragung von einem Fahrzeug (1, 2) an ein anderes Fahrzeug (1, 2), wobei im Energie abgebenden Fahrzeug (1, 2) eine Überwachungseinheit (1.1, 2.1) vorgesehen ist, – die im Betrieb des abgebenden Fahrzeugs (1, 2) einen Ladezustand (L) überwacht und eine verfügbare Restenergie (Re) ermittelt, und – die mit einer Übertragungseinheit (1.2, 2.2) gekoppelt ist, die bei Identifizierung einer verfügbaren Restenergie (Re) eine Energieübertragung an das andere Fahrzeug (1, 2) ausführt.The invention relates to an arrangement for transmitting energy from one vehicle (1, 2) to another vehicle (1, 2), wherein a monitoring unit (1.1, 2.1) is provided in the energy - emitting vehicle (1, 2), - which during operation of the vehicle issuing vehicle (1, 2) monitors a state of charge (L) and determines an available residual energy (Re), and - which is coupled to a transmission unit (1.2, 2.2) which, when an available residual energy (Re) is identified, transfers energy to the other Vehicle (1, 2) executes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Energieübertragung von einem Fahrzeug an ein anderes Fahrzeug.The invention relates to a method and an arrangement for transmitting energy from one vehicle to another vehicle.

Allgemein sind stationäre Ladestationen mit drahtloser Energieübertragung für eine Aufladung von Batterien eines Fahrzeugs bekannt.Generally, stationary charging stations with wireless power transmission are known for charging batteries of a vehicle.

Aus der DE 10 2012 103 314 B4 sind eine Spuleneinheit und eine Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie von oder zu einem Fahrzeug bekannt.From the DE 10 2012 103 314 B4 For example, a coil unit and a device for inductive transmission of electrical energy from or to a vehicle are known.

Aus der DE 10 2014 203 037 A1 sind eine Anordnung einer Induktionsspule an einem Unterboden eines Kraftwagens und ein Verfahren zum induktiven Laden eines Energiespeichers eines Kraftwagens bekannt.From the DE 10 2014 203 037 A1 For example, an arrangement of an induction coil on an underbody of a motor vehicle and a method for inductively charging an energy storage device of a motor vehicle are known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Anordnung für eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Energieübertragung anzugeben.The invention is based on the object to provide a method and an arrangement for a vehicle-to-vehicle power transmission.

Die Aufgabe wird hinsichtlich der Anordnung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 4 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved with respect to the arrangement according to the invention by the features of claim 1. With regard to the method, the object is achieved by the features specified in claim 4.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Energieübertragung von einem Fahrzeug an ein anderes Fahrzeug umfasst in einem Energie abgebenden Fahrzeug eine Überwachungseinheit, die im Betrieb des abgebenden Fahrzeugs einen Ladezustand überwacht und eine verfügbare Restenergie ermittelt, wobei die Überwachungseinheit mit einer Übertragungseinheit gekoppelt ist, die bei Identifizierung einer verfügbaren Restenergie eine Energieübertragung an ein anderes Fahrzeug ausführt.The arrangement according to the invention for transmitting energy from one vehicle to another vehicle comprises in a power-emitting vehicle a monitoring unit which monitors a charging state during operation of the issuing vehicle and determines an available residual energy, wherein the monitoring unit is coupled to a transmission unit which upon identification of an available one Residual energy performs an energy transfer to another vehicle.

Durch die erfindungsgemäße Energieübertragung von Fahrzeug zu Fahrzeug im Betrieb dieser kann die Reichweite eines Fahrzeugs mit elektrischem oder Hybridantrieb temporär erhöht werden, ohne dass Batterien groß dimensioniert sein müssen. Hierzu weisen sowohl das Energie aufnehmende als auch das Energie abnehmende Fahrzeug jeweils eine Überwachungs- und Übertragungseinheit auf. Damit kann verifiziert werden, welches Fahrzeug die niedrigste verfügbare Restenergie aufweist und somit am dringendsten Energie benötigt, so dass entsprechend an dieses Fahrzeug dann Energie von dem anderen Fahrzeug mit einer höheren verfügbaren Restenergie übertragen wird.Due to the inventive energy transfer from vehicle to vehicle in the operation of these, the range of a vehicle with electric or hybrid drive can be temporarily increased without batteries must be large. For this purpose, both the energy-absorbing and the energy-decreasing vehicle each have a monitoring and transmission unit. This can be used to verify which vehicle has the lowest available residual energy and thus most urgently needs energy, so that accordingly energy is transferred to this vehicle from the other vehicle with a higher available residual energy.

Dabei fungiert das Fahrzeug selbst als Energiesender und/oder -empfänger für eine drahtlose Energieübertragung. In einer möglichen Ausführungsform stellt ein Fahrzeug mit einem reinem elektrischen Antrieb seine freie Energiekapazität benachbarten Fahrzeugen zur Verfügung und lädt diese per drahtloser Energieübertragung auf.In this case, the vehicle itself acts as an energy transmitter and / or receiver for wireless energy transmission. In one possible embodiment, a vehicle with a pure electric drive provides its free energy capacity to neighboring vehicles and charges them via wireless energy transmission.

Mit anderen Worten: Das Energie abgebende Fahrzeug fungiert als Ladestation solange bis dessen Restenergie einen vorgegebenen Rest-Grenzwert nicht unterschreitet. Dabei kann der Rest-Grenzwert fest vorgegeben oder im Betrieb des Fahrzeugs, beispielsweise während einer Fahrt, dynamisch basierend auf der vorausliegenden Strecke ermittelt werden.In other words: The energy-emitting vehicle acts as a charging station until its residual energy does not fall below a predetermined residual limit. In this case, the residual limit value can be predetermined or can be determined dynamically based on the route ahead during operation of the vehicle, for example during a journey.

Auch Fahrzeuge mit einem Hybridantrieb und somit mit einem elektrischen Antrieb und einem weiteren (Haupt-)Antrieb können elektrische Energie in der beschriebenen Art und Weise zur Verfügung stellen, sobald die Batterien des Hybridfahrzeuges vollständig aufgeladen sind und überschüssige Energie beispielsweise aus einer Rekuperation verfügbar ist.Even vehicles with a hybrid drive and thus with an electric drive and another (main) drive can provide electrical energy in the manner described once the batteries of the hybrid vehicle are fully charged and excess energy is available for example from a recuperation.

Für die drahtlose Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Energieübertragung können bekannte Übertragungsverfahren aus Nah- und Fernfeldübertragung verwendet werden. Die drahtlose Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Energieübertragung minimiert die Schwierigkeiten in der dynamischen drahtlosen Energieübertragung, da die relative Geschwindigkeit zwischen zwei fahrenden Fahrzeugen stets geringer ist als die zwischen einem fahrenden Fahrzeug und in der Fahrbahn integrierten stationären Ladeplatten. Zudem sind zusätzliche aufwendige Strukturen, wie Integration von Ladeplatten oder Induktionsspulen in der Fahrbahn, sicher vermieden. Die erfindungsgemäße Anordnung und das Verfahren kann daher flexibel eingesetzt und nachgerüstet werden.For wireless vehicle-to-vehicle power transmission, known transmission methods of near field and far field transmission may be used. The wireless vehicle-to-vehicle power transmission minimizes the difficulties in dynamic wireless energy transmission because the relative speed between two moving vehicles is always less than that between stationary vehicle and in-road stationary pallets. In addition, additional complex structures, such as integration of pallets or induction coils in the roadway, safely avoided. The inventive arrangement and the method can therefore be used flexibly and retrofitted.

Somit wird optional in Kombination mit stationären Ladestationen durch die dynamische Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Energieübertragung ein Beitrag zur Erhöhung der Reichweite weitgehend ohne Geschwindigkeitseingrenzung geleistet.Thus, optionally in combination with stationary charging stations by the dynamic vehicle-to-vehicle energy transmission, a contribution to increasing the range is made largely without speed limitation.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to a drawing.

Dabei zeigt die einzigeThe only one shows

Figur schematisch eine Anordnung zur Energieübertragung von einem Fahrzeug auf ein anderes Fahrzeug.Figure schematically an arrangement for transmitting energy from one vehicle to another vehicle.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

1 zeigt eine Anordnung zur Energieübertragung von einem Energie abgebenden Fahrzeug 1 an ein anderes Energie aufnehmendes Fahrzeug 2. 1 shows an arrangement for transmitting energy from an energy-emitting vehicle 1 to another energy absorbing vehicle 2 ,

Zumindest das Energie abgebende Fahrzeug 1 umfasst eine Überwachungseinheit 1.1, die mit einer Übertragungseinheit 1.2 gekoppelt ist.At least the energy-giving vehicle 1 includes a monitoring unit 1.1 that with a transmission unit 1.2 is coupled.

Die Überwachungseinheit 1.1 ist beispielsweise eine in einem Batteriesteuergerät implementierte Software zur Überwachung des Zustands einer Batterie 3 des Fahrzeugs 1.The monitoring unit 1.1 For example, a software implemented in a battery control device for monitoring the state of a battery 3 of the vehicle 1 ,

Die Übertragungseinheit 1.2 ist ausgebildet, um drahtlos Energie E vom abgebenden Fahrzeug 1 an das aufnehmende Fahrzeug 2 zu übertragen. Beispielsweise kann es sich dabei um eine am Fahrzeug 1 angeordnete Spuleneinheit zur induktiven Übertragung elektrischer Energie vom Energie abgebenden Fahrzeug 1 zum Energie aufnehmenden Fahrzeug 2 handeln.The transmission unit 1.2 is designed to wirelessly power E from the donating vehicle 1 to the receiving vehicle 2 transferred to. For example, it may be one on the vehicle 1 arranged coil unit for inductive transmission of electrical energy from the energy-emitting vehicle 1 to the energy absorbing vehicle 2 act.

Dabei wird die Energie von der Batterie 3 über die Übertragungseinheiten 1.2, 2.2 beider Fahrzeuge 1, 2 übertragen.In doing so, the energy from the battery 3 over the transmission units 1.2 . 2.2 both vehicles 1 . 2 transfer.

Im Betrieb des Energie abgebenden Fahrzeugs 1 fahren die beiden Fahrzeuge 1 und 2 neben- oder hintereinander und mit einer Relativgeschwindigkeit zueinander.In operation of the energy-emitting vehicle 1 drive the two vehicles 1 and 2 next to or behind each other and with a relative speed to each other.

Dabei überwacht die Überwachungseinheit 1.1 des Fahrzeugs 1 einen Ladezustand L der Batterie 3 und ermittelt eine verfügbare Restenergie Re. Ermittelt die Überwachungseinheit 1.1 eine verfügbare Restenergie Re, so werden die Batterien 3 über die Übertragungseinheiten 1.2, 2.2 des Energie abgebenden Fahrzeugs 1 und des Energie aufnehmenden Fahrzeugs 2 miteinander drahtlos zum Aufladen der Batterie 3 gekoppelt. Dabei überträgt das abgebende Fahrzeug 1 Energie E an das mitfahrende Fahrzeug 2, insbesondere an dessen Batterie 3 zur Aufladung dieser.The monitoring unit monitors 1.1 of the vehicle 1 a state of charge L of the battery 3 and determines an available residual energy Re. Determines the monitoring unit 1.1 An available residual energy re, so will the batteries 3 over the transmission units 1.2 . 2.2 of the energy-giving vehicle 1 and the energy absorbing vehicle 2 wirelessly to charge the battery 3 coupled. The transferring vehicle transfers 1 Energy E to the moving vehicle 2 , in particular on its battery 3 to charge this.

Die Übertragungseinheiten 1.2, 2.2 beider Fahrzeuge 1, 2 sind als drahtlose Energieübertragungseinheiten ausgebildet, um die Energie E von dem einen Fahrzeug 1 auf das andere Fahrzeug 2 zu übertragen oder umgekehrt. Beispielsweise sind die Übertragungseinheiten 1.2, 2.2 als Spuleneinheiten für eine induktive Energieübertragung ausgebildet. Dabei können die Übertragungseinheiten 1.2, 2.2 auch für andere geeignete Nah- oder Fernfeld-Energieübertragungen ausgebildet sein.The transmission units 1.2 . 2.2 both vehicles 1 . 2 are configured as wireless power transmission units to receive the energy E from the one vehicle 1 on the other vehicle 2 to transfer or vice versa. For example, the transmission units 1.2 . 2.2 designed as coil units for an inductive energy transfer. In this case, the transmission units 1.2 . 2.2 be designed for other suitable near- or far-field energy transfers.

Optional kann das Fahrzeug 1 auch ausgebildet sein, Energie E von dem anderen Fahrzeug 2 in analoger Weise aufzunehmen. Analog zum Fahrzeug 1 kann dann das Fahrzeug 2 eine Überwachungseinheit 2.1 und eine mit dieser gekoppelte Übertragungseinheit 2.2 aufweisen.Optionally, the vehicle 1 also be trained, energy E from the other vehicle 2 to record in an analogous manner. Analogous to the vehicle 1 can then the vehicle 2 a monitoring unit 2.1 and a transmission unit coupled thereto 2.2 exhibit.

Hierzu weisen sowohl das Energie aufnehmende als auch das Energie abnehmende Fahrzeug 1, 2 jeweils eine Überwachungs- und Übertragungseinheit 1.1, 1.2, 2.1, 2.2 auf. Dabei wird mittels der Überwachungseinheiten 1.1 und 2.1 und einem insbesondere drahtlosen Datenaustausch zwischen diesen ermittelt, welches der Fahrzeuge 1, 2 die niedrigste verfügbare Restenergie Re aufweist und somit am dringendsten Energie E benötigt. Entsprechend der Ermittlung wird dann an das Fahrzeug 1 oder 2 mit der niedrigsten verfügbaren Restenergie Re Energie E von dem anderen Fahrzeug 1 oder 2 mit einer höheren verfügbaren Restenergie Re mittels der Übertragungseinheit 1.2, 2.2 übertragen.For this purpose, both the energy-absorbing and the energy-decreasing vehicle 1 . 2 each a monitoring and transmission unit 1.1 . 1.2 . 2.1 . 2.2 on. It is by means of the monitoring units 1.1 and 2.1 and a particular wireless data exchange between these determines which of the vehicles 1 . 2 has the lowest available residual energy Re and thus most needed energy E. According to the determination is then to the vehicle 1 or 2 with the lowest available residual energy Re Energy E from the other vehicle 1 or 2 with a higher available residual energy Re by means of the transmission unit 1.2 . 2.2 transfer.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Energie abgebendes FahrzeugEnergy donating vehicle
1.11.1: Überwachungseinheitmonitoring unit
1.21.2: Übertragungseinheittransmission unit
22: Energie aufnehmendes FahrzeugEnergy absorbing vehicle
2.12.1: Überwachungseinheitmonitoring unit
2.22.2: Übertragungseinheittransmission unit
33: Batteriebattery
Ee: Energieenergy
LL: LadezustandSOC
Rere: Restenergieresidual energy

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012103314 B4 [0003]
DE 102014203037 A1 [0004]

Claims

Arrangement for transmitting energy from a vehicle ( 1 . 2 ) to another vehicle ( 1 . 2 ), characterized in that in the energy emitting vehicle ( 1 . 2 ) a monitoring unit ( 1.1 . 2.1 ), - the operation of the issuing vehicle ( 1 . 2 ) monitors a state of charge (L) and determines an available residual energy (Re), and - which with a transmission unit ( 1.2 . 2.2 ), which, when an available residual energy (Re) is identified, transmits energy to the other vehicle ( 1 . 2 ).

Arrangement according to claim 1, characterized in that the transmission unit ( 1.2 . 2.2 ) is formed as a wireless power transmission unit.

Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the transmission unit ( 1.2 . 2.2 ) is adapted to receive energy (E) from the other vehicle ( 1 . 2 ).

Method for transmitting energy from a vehicle ( 1 . 2 ) to another vehicle ( 1 . 2 ), Characterized in that (during operation of an energy E) releasing the vehicle ( 1 . 2 ) a charge state (L) is monitored and an available residual energy (Re) is determined, wherein upon identification of an available residual energy (Re) an energy transfer to the other vehicle ( 1 . 2 ) is performed.

Method according to Claim 4, characterized in that, when a residual energy which is too low is identified, (Re) energy (E) from the other vehicle ( 1 . 2 ) is recorded.