DE102016103409B4 - Batteriesystem mit vergrösserter Reichweite für ein Elektrofahrrad - Google Patents

Batteriesystem mit vergrösserter Reichweite für ein Elektrofahrrad Download PDF

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Abstract

Produkt, umfassend:ein Batteriesystem (20) mit vergrößerter Reichweite für ein Elektrofahrrad (18), umfassend ein erstes Batteriesystem (24, 62, 98, 130) und ein zweites Batteriesystem (26, 64, 100, 132), und wobei eine Gleichstromvorspannung zwischen dem ersten Batteriesystem (24, 62, 98, 130) und dem zweiten Batteriesystem (26, 64, 100, 132) verwendet wird, um die Reichweite des Batteriesystems (20) mit vergrößerter Reichweite zu vergrößern.

Description

  • Das Gebiet, zu dem die Offenbarung allgemein gehört, umfasst ein Batteriesystem mit vergrößerter Reichweite für ein Elektrofahrrad.
  • Ein Elektrofahrrad kann eine Batterie enthalten.
  • Die Druckschrift US 2009 / 0 015 193 A1 offenbart eine Stromversorgungsvorrichtung mit einer Hochspannungsbatterie, einer Niederspannungsbatterie und einer elektronischen Steuerungseinheit, die die beiden Batterien so steuert, dass sich Lade- und Entladezyklen der Batterien vorteilhaft auf deren Lebensdauer auswirken.
  • In der Druckschrift JP 2002 - 321 681 A ist ein Steuerungssystem für ein Hybridfahrrad offenbart, das eine Brennstoffzelle und eine Batterie steuert, um einen Elektromotor des Fahrrads anzutreiben. Wenn die Brennstoffzelle überschüssige Energie erzeugt, wird diese in der Batterie gespeichert, und wenn die vom Elektromotor angeforderte Energie die Kapazität der Brennstoffzelle überschreitet, wird die fehlende Energie von der Batterie bereitgestellt.
  • Die Druckschrift DE 20 2014 005 762 U1 offenbart ein Elektrofahrrad mit zwei Energiespeichereinheiten, wobei eine Steuerungseinheit eine der beiden Energiespeichereinheiten in Abhängigkeit von deren Ladezustand zum Betreiben eines Elektromotors des Fahrrads auswählt.
  • In der Druckschrift JP H08 - 37 706 A ist ein Zusatzspeicherbatteriesystem offenbart, bei dem ein Kondensator parallel zu einer Speicherbatterie geschaltet ist, um eine stark schwankende Last ausreichend mit Strom zu versorgen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Reichweite eines Elektrofahrrads zu vergrößern.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Produkt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine Anzahl von Varianten kann ein Produkt enthalten, das umfasst: ein Batteriesystem mit vergrößerter Reichweite für ein Elektrofahrrad mit einem ersten Batteriesystem und einem zweiten Batteriesystem und wobei eine Gleichstromvorspannung zwischen dem ersten Batteriesystem und dem zweiten Batteriesystem verwendet wird, um die Reichweite des Batteriesystems mit vergrößerter Reichweite zu vergrößern.
  • Eine Anzahl von Varianten kann ein Verfahren für ein Batteriesystem mit vergrößerter Reichweite für ein Elektrofahrrad enthalten, das umfasst, dass eine Gleichstromvorspannung zwischen einem ersten Batteriesystem und einem zweiten Batteriesystem verwendet wird, um die Reichweite des Batteriesystems mit vergrößerter Reichweite zu vergrößern.
  • Ausgewählte Beispiele von Varianten innerhalb des Umfangs der Erfindung werden anhand der genauen Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen vollständiger verstanden werden, wobei:
    • 1 ein Elektrofahrrad in Übereinstimmung mit einer Anzahl von Varianten veranschaulicht.
    • 2 eine Topologie eines bidirektionalen Abwärts/AufwärtsSchaltkreises in Übereinstimmung mit einer Anzahl von Varianten veranschaulicht.
    • 3 eine Topologie eines unidirektionalen Aufwärtsschaltkreises in Übereinstimmung mit einer Anzahl von Varianten veranschaulicht.
    • 4 eine Topologie eines Quasi-Impedanzzwischenkreisumrichterschaltkreises in Übereinstimmung mit einer Anzahl von Varianten veranschaulicht.
    • 5 ein Steuerungssystem für ein Batteriesystem mit vergrößerter Reichweite in Übereinstimmung mit einer Anzahl von Varianten veranschaulicht.
    • 6 eine Topologie eines Batterieaustauschschaltkreises in Übereinstimmung mit einer Anzahl von Varianten veranschaulicht.
    • 7 eine Steuerungsstrategie für einen Batterieaustauschschaltkreis in Übereinstimmung mit einer Anzahl von Varianten veranschaulicht.
  • 1 veranschaulicht eine Anzahl von Varianten, die ein Elektrofahrrad 18 enthalten können. Ein Elektrofahrrad 18 kann ein Batteriesystem 20 mit vergrößerter Reichweite enthalten. Das Batteriesystem 20 mit vergrößerter Reichweite kann eine vergrößerte Nutzungsdauer oder Reichweite des Batteriesystems 20 ermöglichen, so dass das Elektrofahrrad 18 eine längere Zeitspanne lang mit Leistung versorgt werden kann, bevor ein Aufladen des Systems 20 erforderlich ist. Das Batteriesystem 20 mit vergrößerter Reichweite kann die Leistung eines Antriebssystems vergrößern, indem es elektrochemische Energieumwandlungsprozesse minimiert. Das Batteriesystem 20 mit vergrößerter Reichweite kann ein erstes Batteriesystem 24, 62, 98, 130 enthalten, das in das Fahrrad 18 integriert ist. Ein sekundäres Batteriesystem 26, 64, 100, 132 kann dann an dem ersten Batteriesystem 24, 62, 98, 130 und an dem Elektrofahrrad 18 abnehmbar angebracht werden, wenn eine vergrößerte Reichweite des Batteriesystems 20 gewünscht wird. Dies kann das Entfernen des sekundären Batteriesystems 26, 64, 100, 132 dann ermöglichen, wenn eine vergrößerte Reichweite des Batteriesystems 20 möglicherweise nicht gewünscht wird und/oder um überschüssiges Gewicht zu entfernen.
  • Bei einer Anzahl von Varianten kann ein Batteriesystem 20 mit vergrößerter Reichweite eine Gleichstromvorspannung (DC-Vorspannung) zwischen einer Hochspannungsbatterie (HV-Batterie) 28, 66, 102 und einer Niederspannungsbatterie (LV-Batterie) 30, 68, 112 verwenden. Das Batteriesystem 20 mit vergrößerter Reichweite kann so ausgestaltet sein, dass die HV-Batterie 28, 66, 102 und die LV-Batterie 30, 68, 112 nicht unbeabsichtigt Energie aneinander übertragen können, wie hier nachstehend erörtert werden wird. In einer anderen Variante kann ein Batteriesystem 20 mit vergrößerter Reichweite eine DC-Vorspannung zwischen einer ersten HV-Batterie 134 und einer zweiten HV-Batterie 136 verwenden, wie hier nachstehend erörtert werden wird. Das Batteriesystem 20 mit vergrößerter Reichweite kann eine beliebige Anzahl von Leistungselektronikschaltkreisen verwenden, welche umfassen, aber nicht beschränkt sind auf Aufwärtswandler, Abwärts/Aufwärts-Wandler, Quasi-Impedanzzwischenkreisumrichter und/oder elektronische Schaltkreise mit minimaler Leistung, welche Batterieaustauschschaltkreise umfassen, aber nicht darauf begrenzt sind.
  • 2 veranschaulicht eine Anzahl von Varianten, welche eine Topologie für ein Batteriesystem 20 mit vergrößerter Reichweite unter Verwendung eines bidirektionalen Abwärts/Aufwärts-Schaltkreises 22 enthalten können. Ein bidirektionaler Abwärts/Aufwärts-Schaltkreis 22 kann das Aufladen oder Entladen einer primären Batterie 28 durch den Motor 32 und das Aufladen oder Entladen einer sekundären Batterie 30 durch den Motor 32 ermöglichen, was die Reichweite des Batteriesystems 20 vergrößern kann. Bei einer Anzahl von Varianten kann das Batteriesystem 20 mit vergrößerter Reichweite, das einen bidirektionalen Abwärts/AufwärtsSchaltkreis 22 verwendet, ein primäres Batteriesystem 24 und ein sekundäres Batteriesystem 26 enthalten. Das primäre Batteriesystem 24 kann eine primäre Batterie 28 enthalten, die eine HV-Batterie sein kann, die mit einem Umrichter 34 und mit mindestens einer Energiespeichervorrichtung, welche einen DC-Koppelkondensator 36 umfasst, aber nicht darauf beschränkt ist, wirksam verbunden sein kann. In einer Anzahl von Varianten kann der Umrichter 34 Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umwandeln. Der Umrichter 34 kann mit einem Motor 32 wirksam verbunden sein. Bei einer Anzahl von Varianten kann das primäre Batteriesystem 24 in das Elektrofahrrad 18 integriert sein.
  • Bei einer Anzahl von Varianten kann das sekundäre Batteriesystem 26 an einem ersten Schalter 40 und an einem zweiten Schalter 42 mit dem primären Batteriesystem 24 wirksam verbunden oder davon getrennt werden. Bei einer Anzahl von Varianten kann das sekundäre Batteriesystem 26 eine sekundäre Batterie 30 enthalten, die eine Niederspannungsbatterie sein kann, welche mit einem Abwärts/Aufwärts-Wandler 38 wirksam verbunden sein kann. Eine beliebige Anzahl von Abwärts/Aufwärts-Wandlern 38 kann verwendet werden. In einer Variante kann der Abwärts/Aufwärts-Wandler 38 eine Drosselspule 44, welche mit der sekundären Batterie 30 wirksam verbunden sein kann, einen dritten Schalter/Transistor 46 und einen vierten Schalter/Transistor 48 enthalten. Der dritte und vierte Schalter/Transistor 46, 48 können außerdem jeweils mit einer ersten bzw. zweiten Diode 50, 52 mit negativer Vorspannung wirksam verbunden sein. Der Abwärts/Aufwärts-Wandler 38 kann auch eine oder mehrere Energiespeichervorrichtungen enthalten, welche einen oder mehrere Kondensatoren 54 umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind, welche parallel zu der einen oder zu den mehreren Energiespeichervorrichtungen 36, die mit der primären Batterie 28 wirksam verbunden sind, verlaufen können.
  • Bei einer Anzahl von Varianten kann die primäre Batterie 28 Energie an die DC-Kopplung 36 entladen oder sie kann von der DC-Kopplung 36 regeneriert/geladen werden, und die sekundäre Batterie 30 kann durch eine Modulation des dritten und vierten Schalters/Transistors 46, 48 Energie an die DC-Kopplung 36 entladen oder sie kann von der DC-Kopplung 36 regeneriert/geladen werden. In einer Anzahl von Varianten können der dritte und vierte Schalter/Transistor 46, 48 ausgeschaltet sein, was der primären Batterie 28 ermöglichen kann, Energie an die DC-Kopplung 36 zu entladen. Die erste Diode 50 mit negativer Vorspannung kann verhindern, dass Energie von der primären Batterie 28 unbeabsichtigt zu der sekundären Batterie 30 gelangt. Die sekundäre Batterie 30 kann außerdem eine Spannung aufweisen, welche kleiner als diejenige der primären Batterie 28 ist, so dass Energie von der sekundären Batterie 30 nicht unbeabsichtigt zu der primären Batterie 28 gelangen kann. Der dritte und vierte Schalter 46, 48 können miteinander gekoppelt sein und gleichzeitig moduliert werden. Ein Modulieren des dritten Schalters 46 auf eingeschaltet, kann Energie von der primären Batterie 28 zu der sekundären Batterie 30 bewegen. Ein Modulieren des vierten Schalters auf eingeschaltet kann ermöglichen, dass die sekundäre Batterie 30 Energie durch die DC-Kopplung 36 an den Motor 32 überträgt. Wenn der vierte Schalter/Transistor 48 auf eingeschaltet moduliert wird, kann sich Energie in der Drosselspule 44 aufbauen, wodurch eine Hochspannung erzeugt wird, so dass dann, wenn der vierte Schalter/Transistor 48 auf ausgeschaltet moduliert wird, die Energie von der Drosselspule 44 hinaus zu der DC-Kopplung 36 gelangen kann.
  • In einer Anzahl von Varianten kann ein erster Sensor 56 mit dem Abwärts/Aufwärts-Wandler 38 wirksam verbunden sein und verwendet werden, um den Strom von der sekundären Batterie 30 zu messen. Ein zweiter Sensor 58 kann mit der primären Batterie 28 wirksam verbunden sein und verwendet werden, um den Strom von der primären Batterie 28 zu messen. Die Sensoren 56, 58 können mit einer beliebigen Anzahl von Controllern wirksam verbunden sein, welche einen Impulsbreitenmodulationscontroller (PWM-Controller) umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Die Sensoren 56, 58 können für den PWM-Controller eine Ausgabe liefern, die proportional zu dem von der primären Batterie 28 und der sekundären Batterie 30 gemessenen Strom ist. Der PWM-Controller kann dann die gemessenen Werte des Stroms der primären Batterie 28 und der sekundären Batterie 30 vergleichen und er kann eine beliebige Anzahl von Steuerungslogiken verwenden, um die Schalter 46, 48 auf der Grundlage der gemessenen Werte zu modulieren.
  • 3 veranschaulicht eine Anzahl von Varianten, die eine Topologie für ein Batteriesystem 20 mit vergrößerter Reichweite unter Verwendung eines unidirektionalen Aufwärtsschaltkreises 60 enthalten können. Ein unidirektionaler Aufwärtsschaltkreis 60 kann das Aufladen oder das Entladen von Energie von einer primären Batterie 66 durch einen Motor 70 und das Entladen von Energie von einer sekundären Batterie 68 an den Motor 70 ermöglichen, was die Reichweite des Batteriesystems 20 vergrößern kann. Bei einer Anzahl von Varianten kann ein Batteriesystem 20 mit vergrößerter Reichweite unter Verwendung eines unidirektionalen Aufwärtsschaltkreises 60 ein primäres Batteriesystem 62 und ein sekundäres Batteriesystem 64 enthalten. Das primäre Batteriesystem 62 kann eine primäre Batterie 66 enthalten, welche eine HV-Batterie sein kann, welche mit einem Umrichter 72 und mit einer oder mit mehreren Energiespeichervorrichtungen wirksam verbunden sein kann, die einen oder mehrere DC-Koppelkondensatoren 74, 75 umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. In einer Variante können ein erster und zweiter Kondensator 74, 75 parallel verlaufen, wobei eine Variante dafür in 3 veranschaulicht ist. In einer anderen Variante können mehr als zwei Kondensatoren parallel verlaufen. Bei noch einer anderen Variante kann ein einziger Kondensator verwendet werden. Der Umrichter 72 kann DC in AC umsetzen und er kann mit einem Motor 70 wirksam verbunden sein. Bei einer Anzahl von Varianten kann das primäre Batteriesystem 62 in das Elektrofahrrad 18 integriert sein.
  • In einer Anzahl von Varianten kann das sekundäre Batteriesystem 64 an einem ersten Schalter 78 und an einem zweiten Schalter 80 mit dem primären Batteriesystem 62 wirksam verbunden oder davon getrennt werden. Bei einer Anzahl von Varianten kann das sekundäre Batteriesystem 64 eine sekundäre Batterie 68 enthalten, die eine Niederspannungsbatterie sein kann und die mit einem Aufwärtswandler 76 wirksam verbunden sein kann. Eine beliebige Anzahl von Aufwärtswandlern kann verwendet werden. In einer Variante kann der Aufwärtswandler 76 eine Drosselspule 82, die mit der sekundären Batterie 68 wirksam verbunden sein kann, einen dritten Schalter/Transistor 84, welcher mit einer ersten Diode 86 mit negativer Vorspannung wirksam verbunden sein kann, und eine zweite Diode 88 mit negativer Vorspannung enthalten. Der Aufwärtswandler 76 kann außerdem mindestens eine Energiespeichervorrichtung enthalten, die einen dritten Kondensator 90 umfasst, aber nicht darauf beschränkt ist, welcher parallel zu der einen oder zu den mehreren Energiespeichervorrichtungen 74, 75 verlaufen kann, die mit der primären Batterie 66 wirksam verbunden sind.
  • In einer Anzahl von Varianten kann der dritte Schalter 84 auf eingeschaltet moduliert werden, um die Drosselspule 82 zu laden, und er kann auf ausgeschaltet moduliert werden, um Energie aus der Drosselspule 82 zu entladen und um Energie von der sekundären Batterie 68 in die primäre Batterie 66 hinein zu schieben. Die erste Diode 86 mit negativer Vorspannung kann verhindern, dass Energie von der primären Batterie 66 zu der sekundären Batterie 68 gelangt. Wenn der dritte Schalter/Transistor 84 eingeschaltet ist, kann sich Energie in der Drosselspule 82 aufbauen, wodurch eine Hochspannung erzeugt wird, so dass dann, wenn der dritte Schalter/Transistor 84 ausgeschaltet wird, die Energie von der Drosselspule 82 hinaus zu der DC-Kopplung 74, 75 gelangen kann. Bei einer Anzahl von Varianten kann die sekundäre Batterie 68 eine Spannung enthalten, die niedriger als diejenige der primären Batterie 66 sein kann, so dass Strom von der sekundären Batterie 68 nicht auf natürliche Weise zu der primären Batterie 66 gelangen kann.
  • In einer Anzahl von Varianten kann ein erster Sensor 92 mit dem Aufwärtswandler 76 wirksam verbunden sein und er kann verwendet werden, um den Strom der sekundären Batterie 68 zu messen. Ein zweiter Sensor 94 kann mit der primären Batterie 66 wirksam verbunden sein und er kann verwendet werden, um den Strom der primären Batterie 66 zu messen. Die Sensoren 92, 94 können mit einer beliebigen Anzahl von Controllern wirksam verbunden sein, welche einen Impulsbreitenmodulationscontroller (PWM-Controller) umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Die Sensoren 92, 94 können an den PWM-Controller eine Ausgabe liefern, die proportional zu dem von der primären Batterie 66 und der sekundären Batterie 68 gemessenen Strom ist. Der PWM-Controller kann dann die gemessenen Werte des Stroms der primären Batterie 66 und der sekundären Batterie 68 vergleichen und er kann eine beliebige Anzahl von Steuerungslogiken verwenden, um den dritten Schalter 84 auf der Grundlage der gemessenen Werte zu modulieren.
  • 4 veranschaulicht eine einstufige Schaltkreistopologie 95 für ein Batteriesystem mit vergrößerter Reichweite unter Verwendung eines Quasi-Impedanzzwischenkreisumrichterschaltkreises 96. Bei einer Anzahl von Varianten kann der Quasi-Impedanzzwischenkreisumrichterschaltkreis 96 ein primäres Batteriesystem 98 und ein sekundäres Batteriesystem 100 enthalten. Das primäre Batteriesystem 98 kann eine primäre Batterie 102 enthalten, welche eine HV-Batterie sein kann, die mit einer Umrichterbrücke 104 und mit einem Motor 110 wirksam verbunden sein kann. Bei einer Anzahl von Varianten kann das primäre Batteriesystem 98 in das Elektrofahrrad 18 integriert sein. Die Umrichterbrücke 104 kann das Entladen von Energie aus der primären Batterie 102 durch den Motor 110 ermöglichen, während ein Aufladen unter Verwendung des Quasi-Impedanzzwischenkreisumrichterschaltkreises 96 und einer Eingabeenergiequelle ermöglicht werden kann, welche eine sekundäre Batterie 112 umfasst, aber nicht darauf beschränkt ist.
  • Bei einer Anzahl von Varianten kann das sekundäre Batteriesystem 100 an einem ersten Schalter 114, einem zweiten Schalter 115, einem dritten Schalter 116 und einem vierten Schalter 117 mit dem primären Batteriesystem 98 wirksam verbunden oder davon getrennt werden. Bei einer Anzahl von Varianten kann das sekundäre Batteriesystem 100 eine sekundäre Batterie 112 enthalten, welche eine Niederspannungsbatterie sein kann, die mit dem Eingang des Quasi-Impedanzzwischenkreisumrichterschaltkreises 96 wirksam verbunden sein kann. Bei einer Anzahl von Varianten enthält der Quasi-Impedanzzwischenkreisumrichterschaltkreis 96 eine erste Drosselspule 108, welche mit der sekundären Batterie 112 wirksam verbunden sein kann, eine Diode 120, die mit der ersten Drosselspule 108 wirksam verbunden ist, und eine zweite Drosselspule 118. Ein LV-Kondensator 122 der ersten Energiespeichervorrichtung C1 kann mit der ersten Drosselspule 108 und mit der zweiten Drosselspule 118 wirksam verbunden sein. Der Quasi-Impedanzzwischenkreisumrichterschaltkreis 96 kann außerdem einen HV-Kondensator 106 der zweiten Energiespeichervorrichtung C2 enthalten, welcher mit der zweiten Batterie 112, der Diode 120 und der zweiten Drosselspule 118 wirksam verbunden sein kann. Bei einer Anzahl von Varianten kann die primäre Batterie 102 mit dem Hochspannungskondensator 106 des Quasi-Impedanzzwischenkreisumrichterschaltkreises 96 wirksam verbunden sein, wobei die Diode 120 und der Niederspannungskondensator 122 verhindern, dass der Strom in die sekundäre Batterie 112 hineinfließt. Bei einer Anzahl von Varianten kann der Quasi-Impedanzzwischenkreisumrichterschaltkreis 96 das Entladen von Energie von der sekundären Batterie 112 an den Motor 110 ermöglichen.
  • In einer Anzahl von Varianten kann ein erster Stromsensor 124 mit dem Quasi-Impedanzzwischenkreisumrichterschaltkreis 96 wirksam verbunden sein und verwendet werden, um den Strom der sekundären Batterie 112 zu messen. Ein zweiter Sensor 125 kann mit der primären Batterie 102 wirksam verbunden sein und verwendet werden, um den Strom der primären Batterie 102 zu messen. Die Sensoren 124, 125 können mit einer beliebigen Anzahl von Controllern wirksam verbunden sein, die einen Impulsbreitenmodulationscontroller (PWM-Controller) umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Die Sensoren 124, 125 können an den PWM-Controller eine Ausgabe liefern, die proportional zu dem von der primären Batterie 102 und von der sekundären Batterie 112 gemessenen Strom ist. Der PWM-Controller kann dann die gemessenen Werte des Stroms der primären Batterie 102 und der sekundären Batterie 112 vergleichen und er kann eine beliebige Anzahl von Steuerungslogiken verwenden, um die Schalter 114, 115 auf der Grundlage der gemessenen Werte zu modulieren.
  • 5 veranschaulicht eine Anzahl von Varianten, die einen Steuerungsbefehl 166 für einen Strom enthalten können, der von einem Batteriesystem 20 mit vergrößerter Reichweite stammt, wie es in 2 - 4 veranschaulicht ist. In einer Anzahl von Varianten kann ein erster Sensor 56, 92, 124, der mit der primären Batterie 28, 66, 102 in dem Schaltkreis 22, 60, 96 wirksam verbunden ist, den Strom der primären Batterie 28, 66, 102 messen und einen durchschnittlichen Strom 174 der DC-Kopplung liefern. Ein zweiter Sensor 58, 94, 125 kann mit der sekundären Batterie 30, 68, 112 in dem Schaltkreis 22, 60, 96 wirksam verbunden sein, um den Strom der sekundären Batterie 30, 68, 112 zu messen und er kann einen durchschnittlichen Strom 176 der sekundären Batterie bereitstellen. Der durchschnittliche Strom 174 von der DC-Kopplung und der durchschnittliche Strom 176 von der sekundären Batterie können dann subtrahiert werden, um den Strom 170 der primären Batterie bereitzustellen. Der Strom 170 der primären Batterie kann dann zur Rückkopplung verwendet werden und von dem Befehl 166 subtrahiert werden, um einen Fehler 178 zu berechnen. Der Fehler 178 wird dem Controller 154 zugeführt, der das Tastverhältnis der Schalter 46, 48, 84, 114, 115 bestimmt. Der zulässige Bereich des Tastverhältnisses liegt zwischen 0% und 99% und es wird unter Verwendung eines Sättigungsblocks 172 auf diesen Bereich begrenzt. Das Tastverhältnis wird dann in einen Gate-PWM-Zyklus 168 umgewandelt und zu der physikalischen Schalterzyklussteuerung gesendet und der Schaltkreis 22, 60, 96 wird dann auf der Grundlage des Tastverhältnisses von dem PWM-Generator 168 moduliert. Wenn die Ströme das korrekte Verhältnis aufweisen, kann der PWM-Controller 154 den Betrieb des Batteriesystems 20 mit vergrößerter Reichweite ohne Änderungen bei der Modulation der Schalter/Transistoren 46, 48, 84, 114, 115 fortsetzen. Wenn der Strom unterschiedlich ist, dann kann der PWM-Controller 154 einen oder mehrere Befehle ausführen, um die Modulation der Schalter/Transistoren 46, 48, 84, 114, 115 mit dem PWM-Generator 168, dem Controller 154 und dem Sättigungsblock 172 modifizieren, so dass zwischen dem Senden von Energie von der Batterie 28, 30, 66, 68, 102, 112 an den Motor 32, 70, 110 und dem Empfangen von Energie von diesem umgeschaltet werden kann. Dies kann sicherstellen, dass das Batteriesystem 20 mit vergrößerter Reichweite die primäre Batterie 28, 66, 102 und die sekundäre Batterie 30, 68, 112 effizient nutzt.
  • Nachstehend ist eine Steuerungslogiktabelle für ein Batteriesystem 20 mit vergrößerter Reichweite, wie es in einer der 2 - 4 veranschaulicht ist, auf der Grundlage von verschiedenen gemessenen Ladezuständen (SOC) der primären Batterie 28, 66, 102 und der sekundären Batterie 30, 68, 112 veranschaulicht:
    LV-Batterie SOC der LV-Batterie SOC der (primären) HV-Batterie Bedingung DC/DC-Zustand - % des Stroms an die/von der primären Batterie
    Installiert >90% >90% Motorbetrieb 100%
    Installiert >90% 90% bis 20% Motorbetrieb 100%
    Installiert >90% <20% Motorbetrieb 0%
    Installiert 90% bis 20% >90% Motorbetrieb 100%
    Installiert 90% bis 20% 90% bis 20% Motorbetrieb 100%
    Installiert 90% bis <20% Motorbetrieb 0%
    20%
    Installiert <20% >90% Motorbetrieb 100%
    Installiert <20% 90% bis 20% Motorbetrieb 100%
    Installiert <20% <20% Motorbetrieb 100%
    Installiert >90% >90% Generatorbetrieb 50% für jede Batterie bis ein SOC von 95% erreicht ist
    Installiert >90% 90% bis 20% Generatorbetrieb 100%
    Installiert >90% <20% Generatorbetrieb 100%
    Installiert 90% bis 20% >90% Generatorbetrieb 0%
    Installiert 90% bis 20% 90% bis 20% Generatorbetrieb 100 % Leistung für Batterie mit niedrigerem SOC
    Installiert 90% bis 20% <20% Generatorbetrieb 100%
    Installiert <20% >90% Generatorbetrieb 0%
    Installiert <20% 90% bis 20% Generatorbetrieb 0%
    Installiert <20% <20% Generatorbetrieb 0%
  • Die vorstehende Steuerungslogiktabelle ist konfigurierbar und kann auf der Grundlage der Entwurfsparameter und/oder der Anwendung eines speziellen Batteriesystems 20 mit vergrößerter Reichweite variieren.
  • 6 veranschaulicht eine Anzahl von Varianten, die einen Batterieaustauschschaltkreis 128 für ein Batteriesystem 20 mit vergrößerter Reichweite enthalten können. Bei einer Anzahl von Varianten kann das Batteriesystem 20 mit vergrößerter Reichweite bei Verwendung eines Batterieaustauschschaltkreises 128 ein primäres Batteriesystem 130 und ein sekundäres Batteriesystem 132 enthalten. Das primäre Batteriesystem 130 kann eine primäre Batterie 134, die eine HV-Batterie sein kann, enthalten, und sie kann mit einer Energiespeichervorrichtung, die einen DC-Koppelkondensator 142 umfasst, aber nicht darauf beschränkt ist, und/oder mit einem ersten Schalter 144 und/oder mit einem Umrichter 138 wirksam verbunden sein. Der Umrichter 138 kann mit einem Motor 140 wirksam verbunden sein. Das primäre Batteriesystem 130 kann in das Elektrofahrrad 18 integriert sein. Das sekundäre Batteriesystem 132 kann eine sekundäre Batterie 136 enthalten, die auch eine HV-Batterie sein kann, und es kann an einem zweiten Schalter 146 und einem dritten Schalter 148 mit dem primären Batteriesystem 130 wirksam verbunden oder davon getrennt werden.
  • Bei einer Anzahl von Varianten kann die primäre Batterie 134 mit dem ersten Schalter 144 wirksam verbunden sein und die sekundäre Batterie 136 kann mit dem zweiten und dritten Schalter 146, 148 wirksam verbunden sein, so dass die Schalter 144, 146, 148 so moduliert werden können, dass Energie an den Motor 140 zwischen der ersten Batterie 134 und der zweiten Batterie 136 abwechseln kann, was die Betriebszeit des Batteriesystems 20 mit vergrößerter Reichweite erhöhen kann. Bei einer Anzahl von Varianten kann die Energiequelle für den Motor 140 zwischen der ersten Batterie 134 und der sekundären Batterie 136 umgeschaltet werden, wenn die Spannung der Batterien 134, 136 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, um ein Überladen einer der Batterien 134, 136 durch die andere 134, 136, welche eine höhere Spannung aufweisen kann, zu vermeiden. Bei einer Anzahl von Varianten kann ein Batterieaustauschschaltkreis 128 ein verringertes Gewicht im Vergleich mit demjenigen aufweisen, die eine HV-Batterie und eine LV-Batterie verwenden.
  • Eine Steuerungsstrategie für einen Batterieaustausschaltkreis 128, wie er in 6 veranschaulicht ist, wenn das Batterieauswahlkriterium durch einen Benutzer so eingestellt ist, dass ermöglicht wird, dass entweder die primäre Batterie 134 oder die sekundäre Batterie 136 Energie an den Motor sendet, wie in 7 veranschaulicht ist, ist nachstehend veranschaulicht:
    SOC Temp
    Batterie X Batterie 1 Batterie X Batterie 1 Batterie X Batterie 1 Batterie X Anmerkungen
    Installiert >90% >90% OK OK Entweder/oder Entweder/oder Entweder 1 oder eine andere verwenden Anpassung an Batterie X allgemein bevorzugt
    Installiert >90% 90% bis 20% OK OK Entweder/oder Entweder/oder Entweder 1 oder eine andere verwenden Anpassung an Batterie X allgemein bevorzugt
    Installiert >90% <20% OK OK Eingeschaltet Ausgeschaltet
    Installiert 90% bis 20% >90% OK OK Entweder/oder Entweder/oder Entweder 1 oder eine andere verwenden Anpassung an Batterie X allgemein bevorzugt
    Installiert 90% bis 20% 90% bis 20% OK OK Entweder/oder Entweder/oder Entweder 1 oder eine andere verwenden ... Anpassung an Batterie X allgemein bevorzugt
    Installiert 90% bis 20% <20% OK OK Eingeschaltet Ausgeschaltet
    Installiert <20% >90% OK OK Ausgeschaltet eingeschaltet
    Installiert <20% 90% bis 20% OK OK Ausgeschaltet Eingeschaltet
    Installiert <20% <20% OK OK Ausgeschaltet Eingeschaltet Zeit dazwischen aufteilen bis Spannung zu niedrig geworden ist
    Installiert <10% <10% OK OK Entweder/oder Entweder/oder
    Installiert LOW LOW Entweder/oder/eingeschaltet Entweder/oder/eingeschaltet Parallel. Spannungen und Ströme auf der Grundlage des verfügbaren Batteriestroms modulieren
    Installiert HIGH OK Ausgeschaltet Eingeschaltet Sofern nicht SOC an Batterie X zu niedrig ist
    Installiert OK HIGH Eingeschaltet ausgeschaltet Sofern nicht SOC an Batterie 1 zu niedrig ist
  • Bei einer Anzahl von Varianten kann die DC-Spannung und/oder der SOC einer primären Batterie 134 und einer sekundären Batterie 136 überwacht werden, so dass die Batterie 134, 136 mit der höchsten DC-Leerlaufspannung verwendet werden wird, um Energie an das System 20 zu liefern, wenn die SOC-Bedingung erfüllt ist. Die primäre Batterie 134 und die sekundäre Batterie 136 können fortfahren, sich abzuwechseln, bis die Batterien 134, 136 jeweils entladen sind. Die vorstehende Steuerungslogiktabelle ist konfigurierbar und sie kann auf der Grundlage der Entwurfsparameter und/oder der Anwendung eines speziellen Batteriesystems 20 mit vergrößerter Reichweite variieren.
  • Wenn bei einer Anzahl von Varianten die Temperatur der primären Batterie 134 niedrig ist, können die primäre Batterie 134 und die sekundäre Batterie 136 parallel betrieben werden und die Ströme können moduliert werden.
  • 7 veranschaulicht eine Anzahl von Varianten, die eine Steuerungsstrategie 152 für einen Batterieaustauschschaltkreis 128 unter Verwendung eines Umschaltens von Batterien wie vorstehend erörtert enthalten können. In dieser Steuerungsstrategie 152 ist die Verwendung entweder der primären Batterie oder der sekundären Batterie möglich. Der erste Schritt 156 besteht darin, die Batterie mit der höchsten DC-Leerlaufspannung zum Liefern von Energie an den Motor zu wählen, wobei die Batterie mit der höchsten DC-Leerlaufspannung Vdc(y) ist. Der zweite Schritt 158 besteht darin, festzustellen, ob Vdc (x) Leerlauf - Vdc (y) > XXX Vdc ist, wobei XXX Vdc ein vorbestimmter programmierbarer Wert ist. Wenn NICHT, dann wird zu Schritt 1 zurückgegangen. Wenn JA, dann wird zu dem dritten Schritt 160 weitergegangen, der darin besteht, zu schalten, welche Batterie Energie an den Motor sendet. Der vierte Schritt 162 stellt fest, ob der Ladezustand (SOC) > ZZZ ist, wobei ZZZ ein vorbestimmter programmierbarer Wert ist. Wenn JA, dann wird zu dem ersten Schritt 156 zurückgekehrt. Wenn NEIN, dann wird zu dem fünften Schritt 164 weitergegangen, der darin besteht, Energie an den Motor durch diejenige Batterie (primär oder sekundär) zu senden, die von dem Benutzer angegeben wurde.
  • Variante 1 kann ein Produkt enthalten, das umfasst: ein Batteriesystem mit vergrößerter Reichweite für ein Elektrofahrrad mit einem ersten Batteriesystem und mit einem zweiten Batteriesystem, und wobei eine Gleichstromvorspannung zwischen dem ersten Batteriesystem und dem zweiten Batteriesystem verwendet wird, um die Reichweite des Batteriesystems mit vergrößerter Reichweite zu vergrößern.
  • Variante 2 kann ein Produkt enthalten, wie es in Variante 1 offengelegt ist, wobei das erste Batteriesystem in das Elektrofahrrad integriert ist und das zweite Batteriesystem an dem ersten Batteriesystem und an dem Elektrofahrrad abnehmbar angebracht ist.
  • Variante 3 kann ein Produkt enthalten, wie es in einer der Varianten 1 - 2 offengelegt ist, wobei das erste Batteriesystem ferner eine Hochspannungsbatterie umfasst und das zweite Batteriesystem ferner eine Niederspannungsbatterie umfasst.
  • Variante 4 kann ein Produkt enthalten, wie es in einer der Varianten 1 - 3 offengelegt ist, wobei die Niederspannungsbatterie eine Spannung aufweist, die niedriger als diejenige der Hochspannungsbatterie ist, so dass Energie von der Niederspannungsbatterie nicht auf natürliche Weise zu der Hochspannungsbatterie gelangt.
  • Variante 5 kann ein Produkt enthalten, wie es in einer der Varianten 1 - 4 offengelegt ist, wobei die Hochspannungsbatterie mit einer Diode mit negativer Vorspannung wirksam verbunden ist, um einen nicht beabsichtigten Energietransfer von der Hochspannungsbatterie an die Niederspannungsbatterie zu verhindern.
  • Variante 6 kann ein Produkt enthalten, wie es in einer der Varianten 1 - 5 offengelegt ist, wobei das Batteriesystem mit vergrößerter Reichweite einen bidirektionalen Abwärts/Aufwärts-Schaltkreis umfasst und wobei der bidirektionale Abwärts/Aufwärts-Schaltkreis so konstruiert und angeordnet ist, dass ein gesteuerter Energietransfer ermöglicht wird, um Energie von der Hochspannungsbatterie an die DC-Kopplung zu entladen und/oder um die Hochspannungsbatterie von der DC-Kopplung wiederaufzuladen und/oder um Energie von der Niederspannungsbatterie an die DC-Kopplung zu entladen und/oder um die Niederspannungsbatterie von der DC-Kopplung zu laden.
  • Variante 7 kann ein Produkt enthalten, wie es in einer der Varianten 1 - 5 offengelegt ist, wobei das Batteriesystem mit vergrößerter Reichweite einen unidirektionalen Aufwärtsschaltkreis umfasst und wobei der unidirektionale Aufwärtsschaltkreis so konstruiert und angeordnet ist, dass ein gesteuerter Energietransfer für das Entladen von Energie von der Hochspannungsbatterie an eine DC-Kopplung und/oder das Aufladen der Hochspannungsbatterie von der DC-Kopplung und/oder das Entladen von Energie von der Niederspannungsbatterie an die DC-Kopplung ermöglicht wird.
  • Variante 8 kann ein Produkt enthalten, wie es in einer der Varianten 1 - 5 offengelegt ist, wobei das Batteriesystem mit vergrößerter Reichweite einen Quasi-Impedanzzwischenkreisumrichterschaltkreis umfasst und wobei der Quasi-Impedanzzwischenkreisumrichterschaltkreis so konstruiert und angeordnet ist, dass das gleichzeitige Entladen von sowohl der Hochspannungsbatterie als auch der Niederspannungsbatterie an einen Motor, das Aufladen der Hochspannungsbatterie von entweder einem Umrichter oder der Niederspannungsbatterie und das vollständige Entladen der Niederspannungsbatterie an den Motor ermöglicht wird.
  • Variante 9 kann ein Produkt enthalten, wie es in einer der Varianten 1 - 2 offengelegt ist, wobei das erste Batteriesystem ferner eine erste Hochspannungsbatterie umfasst und das zweite Batteriesystem ferner eine zweite Hochspannungsbatterie umfasst.
  • Variante 10 kann ein Produkt enthalten, wie es in einer der Varianten 1 - 2 und 9 offengelegt ist, wobei das Batteriesystem mit vergrößerter Reichweite einen Batterieaustauschschaltkreis umfasst und wobei der Batterieaustauschschaltkreis so konstruiert und angeordnet ist, dass Energie an einen Motor zwischen der ersten Hochspannungsbatterie und der zweiten Hochspannungsbatterie auf der Grundlage eines Ladezustands und einer DC-Spannung der ersten Hochspannungsbatterie und der zweiten Hochspannungsbatterie abgewechselt wird.
  • Variante 11 kann ein Verfahren für ein Batteriesystem mit vergrößerter Reichweite für ein Elektrofahrrad enthalten, das umfasst, dass eine Gleichstromvorspannung zwischen einem ersten Batteriesystem und einem zweiten Batteriesystem verwendet wird, um die Reichweite des Batteriesystems mit vergrößerter Reichweite zu vergrößern.
  • Variante 12 kann ein Verfahren enthalten, wie es in Variante 11 offengelegt ist, wobei das erste Batteriesystem ferner eine Hochspannungsbatterie umfasst, die mit einem ersten Sensor wirksam verbunden ist, und wobei das zweite Batteriesystem ferner eine Niederspannungsbatterie umfasst, die mit einem zweiten Sensor wirksam verbunden ist.
  • Variante 13 kann ein Verfahren enthalten, wie es in einer der Varianten 11 - 12 offengelegt ist, wobei Energie an den Motor zwischen der Hochspannungsbatterie und der Niederspannungsbatterie auf der Grundlage dessen abgewechselt wird, ob die Hochspannungsbatterie oder die Niederspannungsbatterie einen höheren Ladezustand und eine höhere DC-Spannung aufweist.
  • Variante 14 kann ein Verfahren enthalten, wie es in einer der Varianten 11 - 13 offengelegt ist, wobei das Batteriesystem mit vergrößerter Reichweite entweder einen bidirektionalen Abwärts/Aufwärtsschaltkreis oder einen unidirektionalen Aufwärtsschaltkreis oder einen Quasi-Impedanzzwischenkreisumrichterschaltkreis enthält.
  • Variante 15 kann ein Verfahren enthalten, wie es in einer der Varianten 11 - 13 offengelegt ist, das ferner umfasst, dass das Steuern des Batteriesystems mit vergrößerter Reichweite umfasst, dass: ein erster Strom der Hochspannungsbatterie mit dem ersten Sensor überwacht wird; ein zweiter Strom der Niederspannungsbatterie mit dem zweiten Sensor überwacht wird; eine erste Signalausgabe von dem ersten Sensor und eine zweite Signalausgabe von dem zweiten Sensor an einen Controller gesendet werden; die erste Signalausgabe und die zweite Signalausgabe mit einer Steuerungslogik in dem Controller verarbeitet werden; und mindestens ein Schalter in dem Batteriesystem mit vergrößerter Reichweite auf der Grundlage der Steuerungslogik moduliert wird, um zu steuern, ob ein Energietransfer an den oder von dem Motor von der Hochspannungsbatterie oder der Niederspannungsbatterie stammt.
  • Variante 16 kann ein Verfahren enthalten, wie es in Variante 11 offengelegt ist, wobei das erste Batteriesystem ferner eine erste Hochspannungsbatterie umfasst, die mit einem ersten Sensor wirksam gekoppelt ist, und wobei das zweite Batteriesystem ferner eine zweite Hochspannungsbatterie umfasst, die mit einem zweiten Sensor wirksam gekoppelt ist.
  • Variante 17 kann ein Verfahren enthalten, wie es in einer der Varianten 11 und 16 offengelegt ist, wobei das Batteriesystem mit vergrößerter Reichweite einen Batterieaustauschschaltkreis enthält.
  • Variante 18 kann ein Verfahren enthalten, wie es in einer der Varianten 11 und 16 - 17 offengelegt ist, wobei dann, wenn die Temperatur der ersten Hochspannungsbatterie niedrig ist, die erste Hochspannungsbatterie und die zweite Hochspannungsbatterie parallel betrieben werden und Ströme von der ersten Hochspannungsbatterie und der zweiten Hochspannungsbatterie moduliert werden.
  • Variante 19 kann ein Verfahren enthalten, wie es in einer der Varianten 11 und 16 - 18 offengelegt ist, wobei Energie an einen Motor zwischen der ersten Hochspannungsbatterie und der zweiten Hochspannungsbatterie abwechselt, wenn Spannungen der ersten und der zweiten Hochspannungsbatterie innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen, um ein Überladen entweder der ersten Batterie oder der zweiten Batterie zu vermeiden.
  • Variante 20 kann ein Verfahren enthalten, wie es in einer der Varianten 11 und 16 - 19 offengelegt ist, das ferner ein Steuerungsverfahren für das Batteriesystem mit vergrößerter Reichweite umfasst, wobei das Verfahren umfasst, dass: eine Batterieauswahl des Batteriesystems mit vergrößerter Reichweite auf entweder die erste Hochspannungsbatterie oder die zweite Hochspannungsbatterie eingestellt wird; eine erste DC-Spannung und/oder ein erster SOC der ersten Hochspannungsbatterie mit dem ersten Sensor überwacht wird bzw. werden; eine zweite DC-Spannung und/oder ein zweiter SOC der zweiten Hochspannungsbatterie mit dem zweiten Sensor überwacht wird bzw. werden; ein erstes Ausgabesignal der ersten DC-Spannung und/oder des ersten SOC von dem ersten Sensor und ein zweites Ausgabesignal der zweiten DC-Spannung und/oder des zweiten SOC von dem zweiten Sensor an einen Controller gesendet werden; das erste Ausgabesignal und das zweite Ausgabesignal in einer Steuerungslogik in dem Controller verarbeitet werden, um festzustellen, ob die erste Batterie oder die zweite Batterie eine höchste DC-Leerlaufspannung aufweist; und ein Schalter moduliert wird, um Energie an einen Motor von der ersten oder der zweiten Batterie mit der höchsten DC-Leerlaufspannung zu liefern.

Claims (10)

  1. Produkt, umfassend: ein Batteriesystem (20) mit vergrößerter Reichweite für ein Elektrofahrrad (18), umfassend ein erstes Batteriesystem (24, 62, 98, 130) und ein zweites Batteriesystem (26, 64, 100, 132), und wobei eine Gleichstromvorspannung zwischen dem ersten Batteriesystem (24, 62, 98, 130) und dem zweiten Batteriesystem (26, 64, 100, 132) verwendet wird, um die Reichweite des Batteriesystems (20) mit vergrößerter Reichweite zu vergrößern.
  2. Produkt nach Anspruch 1, wobei das erste Batteriesystem (24, 62, 98, 130) in das Elektrofahrrad (18) integriert ist und das zweite Batteriesystem (26, 64, 100, 132) an dem ersten Batteriesystem (24, 62, 98, 130) und an dem Elektrofahrrad (18) abnehmbar angebracht ist.
  3. Produkt nach Anspruch 1, wobei das erste Batteriesystem (24, 62, 98, 130) ferner eine Hochspannungsbatterie (28, 66, 102) umfasst und das zweite Batteriesystem (26, 64, 100, 132) ferner eine Niederspannungsbatterie (30, 68, 112) umfasst.
  4. Produkt nach Anspruch 3, wobei die Niederspannungsbatterie (30, 68, 112) eine Spannung aufweist, die niedriger als diejenige der Hochspannungsbatterie (28, 66, 102) ist, so dass Energie von der Niederspannungsbatterie (30, 68, 112) nicht auf natürliche Weise zu der Hochspannungsbatterie (28, 66, 102) gelangt.
  5. Produkt nach Anspruch 3, wobei die Hochspannungsbatterie (28, 66, 102) mit einer Diode (50, 86) mit negativer Vorspannung wirksam verbunden ist, um einen nicht beabsichtigten Energietransfer von der Hochspannungsbatterie (28, 66, 102) zu der Niederspannungsbatterie (30, 68, 112) zu verhindern.
  6. Produkt nach Anspruch 3, wobei das Batteriesystem (20) mit vergrößerter Reichweite einen bidirektionalen Abwärts/Aufwärts-Schaltkreis (22) umfasst und wobei der bidirektionale Abwärts/Aufwärts-Schaltkreis (22) so konstruiert und angeordnet ist, dass ein gesteuerter Energietransfer für das Entladen von Energie von der Hochspannungsbatterie (28, 66, 102) an die DC-Kopplung (36; 74, 75) und/oder das Wiederaufladen der Hochspannungsbatterie (28, 66, 102) von der DC-Kopplung (36; 74, 75) und/oder das Entladen von Energie von der Niederspannungsbatterie (30, 68, 112) an die DC-Kopplung (36; 74, 75) und/oder das Aufladen der Niederspannungsbatterie (30, 68, 112) von der DC-Kopplung (36; 74, 75) ermöglicht wird.
  7. Produkt nach Anspruch 3, wobei das Batteriesystem (20) mit vergrößerter Reichweite einen unidirektionalen Aufwärtsschaltkreis (60) umfasst, und wobei der unidirektionale Aufwärtsschaltkreis (60) so konstruiert und angeordnet ist, dass ein gesteuerter Energietransfer für das Entladen von Energie von der Hochspannungsbatterie (28, 66, 102) an eine DC-Kopplung (36; 74, 75) und/oder das Laden der Hochspannungsbatterie (28, 66, 102) von der DC-Kopplung (36; 74, 75) und/oder das Entladen von Energie von der Niederspannungsbatterie (30, 68, 112) an die DC-Kopplung (36; 74, 75) ermöglicht wird.
  8. Produkt nach Anspruch 3, wobei das Batteriesystem (20) mit vergrößerter Reichweite einen Quasi-Impedanzzwischenkreisumrichterschaltkreis (96) umfasst und wobei der Quasi-Impedanzzwischenkreisumrichterschaltkreis (96) so konstruiert und angeordnet ist, dass das Entladen von sowohl der Hochspannungsbatterie (28, 66, 102) als auch der Niederspannungsbatterie (30, 68, 112) gleichzeitig an einen Motor (32, 70, 110, 140), das Laden der Hochspannungsbatterie (28, 66, 102) von entweder einem Umrichter (34, 72, 104, 138) oder der Niederspannungsbatterie (30, 68, 112) aus und das vollständige Entladen der Niederspannungsbatterie (30, 68, 112) an den Motor (32, 70, 110, 140) ermöglicht wird.
  9. Produkt nach Anspruch 1, wobei das erste Batteriesystem (24, 62, 98, 130) ferner eine erste Hochspannungsbatterie (134) umfasst und das zweite Batteriesystem (26, 64, 100, 132) ferner eine zweite Hochspannungsbatterie (136) umfasst.
  10. Produkt nach Anspruch 9, wobei das Batteriesystem (20) mit vergrößerter Reichweite einen Batterieaustauschschaltkreis (128) umfasst, und wobei der Batterieaustauschschaltkreis (128) so konstruiert und angeordnet ist, dass Energie an einen Motor (32, 70, 110, 140) zwischen der ersten Hochspannungsbatterie (134) und der zweiten Hochspannungsbatterie (136) auf der Grundlage eines Ladezustands und einer DC-Spannung der ersten Hochspannungsbatterie (134) und der zweiten Hochspannungsbatterie (136) abgewechselt wird.
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