DE102017105598A1

DE102017105598A1 - Energie-Versorgungssystem für ein Elektrofahrzeug

Info

Publication number: DE102017105598A1
Application number: DE102017105598.3A
Authority: DE
Inventors: Joseph Chang
Original assignee: Rubicon And Power Tech Co Ltd
Current assignee: Rubicon And Power Tech Co Ltd
Priority date: 2017-03-16
Filing date: 2017-03-16
Publication date: 2018-09-20

Abstract

Ein Energieversorgungssystem (1, 2, 3, 4, 5) für ein Elektrofahrzeug ist bereitgestellt, aufweisend: eine Schiene (12), ein erstes Batterie-Pack (14), ein zweites Batterie-Pack (16) und eine Antrieb-Vorrichtung (28). Das erste Batterie-Pack (14) ist auf der Schiene (12) bewegbar bereitgestellt. Sowohl das erste Batterie-Pack (14) als auch das zweite Batterie-Pack (16) weist jeweils ein erstes Verbindungselement (14a, 16a) und ein zweites Verbindungselement (14b, 16b). Das erste Verbindungselement (14a) des ersten Batterie-Packs (14) und das zweite Verbindungselement (16b) des zweiten Batterie-Packs (16) sind mit der ersten Last (51) des Elektrofahrzeugs elektrisch verbunden. Das erste Verbindungselement (14a, 16a) und das zweite Verbindungselement (14b, 16b) von dem ersten Batterie-Pack (14) bzw. dem zweiten Batterie-Pack (16) sind jeweils mit der zweiten Last (52) elektrisch verbunden. Die Antrieb-Vorrichtung (28) treibt das erste Batterie-Pack (14) zum Bewegen auf der Schiene (12) an, um das zweite Verbindungselement (14b) und das erste Verbindungselement (16a) voneinander zu trennen oder um das zweite Verbindungselement (14b) und das erste Verbindungselement (16a) zu verbinden, sodass das erste und das zweite und Batterie-Packs (14, 16) in Reihe geschaltet sind. Dabei kann das Energieversorgungssystem (1, 2, 3, 4, 5) eine Vielzahl der Energieversorgungsmöglichkeiten bereitstellen.

Description

Hintergrund der Erfindung
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Elektrofahrzeuge, und insbesondere ein Energieversorgungssystem für ein Elektrofahrzeug.
Beschreibung der verwandten Technik
Kraftfahrzeugindustrien in vielen Ländern haben schrittweise Energiequellen entwickelt, die eine geringere Umweltverschmutzung verursachen, eine hohe Effizienz und Energieeinsparung erzielen und so zum Umweltschutz beitragen. Dementsprechend ist die Energiequelle für ein Fahrzeug für einen Hybrid-Elektro-Antrieb aus der früheren Kraftstoffverwendung (z. B. Benzin, Dieselkraftstoff und Gas) entwickelt worden, allein um die Fahrzeugabgase für umweltgerechte Entwicklung, Energieeinsparung und Kohlenstoff-Emission-Reduktion zu reduzieren.
Mit der Reduktion der Herstellungskosten wächst für die Verbraucher allmählich die Marktakzeptanz der Hybrid-Elektrofahrzeuge. Jedoch haben die Hybrid-Elektrofahrzeuge immer noch Probleme wegen der Fahrzeugabgase, Umwandlungseffizienz und Haltbarkeit. Zum Lösen solcher Probleme entwickeln die Hersteller die Elektrofahrzeuge weiter, um die Schadstoffemissionen aus den herkömmlichen Verbrennungsmotoren zu vermeiden. Jedoch sind die Energieversorgungs- bzw. Spannungsversorgungs- bzw. Stromversorgungssysteme für Elektrofahrzeuge hauptsächlich für Limousinen und SUVs entwickelt worden, die für die Motoren mit einer geringeren Leistung erforderlich sind bzw. sein werden. Daher ist die Ausgangsleistungs- bzw. Ausgangsenergie- bzw. Ausgangsstrom-Spezifikation eines Batterie-Packs bzw. eines Akku-Packs (im Folgenden kurz: Batterie-Pack) im Energieversorgungssystem fixiert. Für die Elektrofahrzeuge mit diversen Leistungsanforderungen, z. B. für einen Lastkraftwagen (LKW), einen Sprinkler-LKW, ein Feuerwehrfahrzeug und ein Mülltransporter ist die für verschiedenen Anforderungen benötigte Energie (bzw. Strom bzw. Spannung bzw. Leistung) unterschiedlich. Die Leistungsanforderungen können unterteilt werden in: Leistungsanforderungen für Motoren, die Elektrofahrzeuge betreiben (z. B. Hochdrehzahl-Power-Motoren und Niedrigdrehzahl-Power-Motoren) und für Motoren, die für andere Zwecke verwendet werden (z. B. Kompressor-Motoren für Mülltransporter und Wasserpumpen für Sprinkler-LKW und für Feuerwehrwagen).
Die für verschiedene Beanspruchungen entsprechend benötigte Energie erfordert eine Wandlerschaltung zum Umwandeln der Ausgangsenergie (-Spezifikation) (bzw. Strom bzw. Spannung) eines Batterie-Packs in eine andere Spezifikation mit anderer Spannung und anderen Strom für verschiedene Leistungsanforderungen zu entwickeln oder die Batterie-Packs zu entwickeln, welche entsprechend der jeweiligen Beanspruchung die entsprechende Energie zur Verfügung stellt. Solche Entwicklungen bzw. Designs werden jedoch in einem Anstieg der Herstellungskosten resultieren.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
In Anbetracht des Vorangehenden ist das primäre Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Energieversorgungssystem für ein Elektrofahrzeug bereitzustellen, welches eine Vielzahl der Energieversorgungsmöglichkeiten bereitstellen kann.
Die vorliegende Erfindung stellt für ein Elektrofahrzeug ein Energieversorgungssystem bereit, das geeignet ist, um mit einer ersten Last bzw. mit einem ersten Verbraucher und mit einer zweiten Last bzw. einem zweiten Verbraucher des Elektrofahrzeugs verbunden zu sein. Das Energieversorgungssystem weist wenigstens ein Power-Batterie-Modul auf, das eine Schiene, ein erstes Batterie-Pack, ein zweites Batterie-Pack und eine Antrieb-Vorrichtung aufweist. Das erste Batterie-Pack ist auf der Schiene bereitgestellt und ist entlang der Schiene bewegbar, wobei das erste Batterie-Pack ein erstes Verbindungselement und ein zweites Verbindungselement aufweist, die Gegenelektroden haben. Das erste Verbindungselement des ersten Batterie-Packs ist mit der ersten Last des Elektrofahrzeugs elektrisch verbunden. Das zweite Batterie-Pack ist neben dem bzw. benachbart zum bzw. angrenzend an das (im Folgenden kurz: benachbart) erste Batterie-Pack, wobei das zweite Batterie-Pack ein erstes Verbindungselement und ein zweites Verbindungselement aufweist, die Gegenelektroden haben. Das zweite Verbindungselement ist mit der ersten Last des Elektrofahrzeugs elektrisch verbunden. Das erste Verbindungselement und das zweite Verbindungselement von dem ersten Batterie-Pack bzw. dem zweiten Batterie-Pack sind jeweils mit der bzw. einer zweiten Last verbunden. Die Antrieb-Vorrichtung ist mit dem ersten Batterie-Pack verbunden, wobei die Antrieb-Vorrichtung geeignet ist, um das erste Batterie-Pack zum Bewegen zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position auf der Schiene anzutreiben. In der ersten Position sind das zweite Verbindungselement des ersten Batterie-Packs und das erste Verbindungselement des zweiten Batterie-Packs voneinander getrennt. In der zweiten Position ist das zweite Verbindungselement des ersten Batterie-Packs mit dem ersten Verbindungselement des zweiten Batterie-Packs verbunden und sind das erste Batterie-Pack und das zweite Batterie-Pack in Reihe geschaltet.
Dabei, bei der relativen Bewegung des ersten Batterie-Packs und des zweiten Batterie-Packs (zueinander), können die Batterie-Packs die Energie in Reihe geschaltet oder unabhängig voneinander liefern, und daher kann das Energieversorgungssystem für ein Elektrofahrzeug eine Vielzahl der Energieversorgungsmöglichkeiten bereitstellen. Daher kann die Ausgangsenergie (bzw. Ausgangsspannung bzw. Ausgangsstrom)-Verteilung des Energieversorgungssystems für ein Elektrofahrzeug flexibler sein.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung kann am besten unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung einiger veranschaulichenden Ausführungsformen zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in denen

1 ein schematisches Diagramm einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, das ein Energieversorgungssystem für ein Elektrofahrzeug zeigt,
2 ein schematisches Diagramm der ersten bevorzugten Ausführungsform ist, das das erste Batterie-Pack und das zweite Batterie-Pack darstellt, die in Reihe geschaltet sind,
3 ein schematisches Diagramm der ersten bevorzugten Ausführungsform ist, das das zweite Batterie-Pack und das dritte Batterie-Pack zeigt, die in Reihe geschaltet sind,
4 ein schematisches Diagramm der ersten bevorzugten Ausführungsform ist, das die Antrieb-Vorrichtung darstellt,
5 bzw. 6 ist ein schematisches Diagramm der ersten bevorzugten Ausführungsform, das das erste Batterie-Pack zeigt,
6 ein schematisches Diagramm der ersten bevorzugten Ausführungsform, das die verbundenen ersten Batterien zeigt,
7 ein schematisches Diagramm einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches das Energieversorgungssystem für ein Elektrofahrzeug zeigt,
8 ein schematisches Diagramm einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das die Aktive-Parallelvorrichtung zeigt,
9 ist ein schematisches Diagramm einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches das Energieversorgungssystem für ein Elektrofahrzeug zeigt,
10 ist ein schematisches Diagramm einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das das Energieversorgungssystem für ein Elektrofahrzeug zeigt, und
11 ein schematisches Diagramm einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches das Energieversorgungssystem für ein Elektrofahrzeug zeigt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Wie in den 1 bis 6 dargestellt, ist das Energieversorgungssystem 1 für ein Elektrofahrzeug geeignet, um mit einer Vielzahl von Lasten bzw. Verbrauchern (mit der ersten bis zu der vierten Last, 51 bis 54) eines Elektrofahrzeugs verbunden zu sein. In der ersten Ausführungsform kann das Elektrofahrzeug ein LKW, ein Sprinkler-LKW, ein Feuerwehrfahrzeug, ein Mülltransporter, eine Limousine, ein SUV usw. sein. Außerdem sind die Lasten 51 bis 54 jeweils Motoren mit verschiedenen Funktionen, z. B. Hochdrehzahl-Power-Motor und Niedrigdrehzahl-Power-Motor, welche das Elektrofahrzeug betreiben, und Motoren, die für andere Zwecke verwendet werden, z. B. Kompressor-Motor für Mülltransporter und für Wasserpumpe für Sprinkler-LKWs und für Feuerwehrwagen. Außerdem können die Lasten 51 bis 54 auch eine Klimaanlage, ein Beleuchtungssystem, eine Audioanlage usw. sein.
Das Energieversorgungssystem 1 weist ein Power-Batterie-Modul 10, welches aufweist: eine Schiene 12, ein erstes Batterie-Pack 14, ein zweites Batterie-Pack 16, ein drittes Batterie-Pack 18, zwei Antrieb-Vorrichtungen 28 und 28' und eine Steuervorrichtung 30.
Die Schiene 12 ist eine Gleitschiene bzw. eine Laufschiene, die auf der Karosserie des Elektrofahrzeugs bereitgestellt ist. Das erste Batterie-Pack 14 und das dritte Batterie-Pack 18 sind auf der Schiene 12 eingebaut und können, entlang der Schiene 12 gleiten bzw. verschoben werden. Das zweite Batterie-Pack 16 ist zwischen dem ersten Batterie-Pack 14 und dem dritten Batterie-Pack 18 bereitgestellt, und ist zu dem ersten Batterie-Pack 14 und dem dritten Batterie-Pack 18 benachbart. In der ersten Ausführungsform haben die Spezifikationen (Spannung / Kapazität) des ersten Batterie-Packs 14 und des zweiten Batterie-Packs 16 die Werte von 192V / 200Ah (bzw. 192V und 200Ah), und hat die Spezifikation (Spannung / Kapazität) des dritten Batterie-Packs 18 einen Wert von 48 V / 25Ah (bzw. 48V und 25Ah).
Das erste Batterie-Pack 14 weist ein erstes Verbindungselement 14a und ein zweites Verbindungselement 14b auf, die Gegenelektroden haben, das zweite Batterie-Pack 16 weist ein erstes Verbindungselement 16a und ein zweites Verbindungselement 16b auf, die Gegenelektroden haben, das dritte Batterie-Pack 18 weist ein erstes Verbindungselement 18a und ein zweites Verbindungselement 18b auf, die Gegenelektroden haben. In der ersten Ausführungsform sind die ersten Verbindungselemente 14a, 16a, 18a der Batterie-Packs 14, 16, 18 die Anoden, während die Verbindungselemente 14b, 16b, 18b die Kathoden sind. Die Formen des zweiten Verbindungselements 14b des ersten Batterie-Packs 14 und des zweiten Verbindungselements 16a des zweiten Batterie-Packs 16 sind aufeinenander abgestimmt bzw. sind zueinander passend. In der ersten Ausführungsform hat das eine von dem zweiten Verbindungselement 14b des ersten Batterie-Packs 14 und dem ersten Verbindungselement 16a des zweiten Batterie-Packs 16 einen Vorsprung, während das andere einen Vertiefungsabschnitt hat, der auf den Vorsprung abgestimmt ist bzw. mit dem Vorsprung zusammenpasst. Wie in 1 gezeigt, hat das zweite Verbindungselement 14b des ersten Batterie-Packs 14 einen Vorsprung, und hat das erste Verbindungselement 16a des zweiten Batterie-Packs 16 einen Vertiefungsabschnitt. Die Formen des zweiten Verbindungselements 16b des zweiten Batterie-Packs 16 und das erste Verbindungselement 18a des dritten Batterie-Packs 18 sind ebenso aufeinander abgestimmt, wobei das eine von den zwei Verbindungselementen 16b und 18a einen Vorsprung hat, während das andere einen Vertiefungsabschnitt hat.
Das erste Verbindungselement 14a des ersten Batterie-Packs 14 ist mit einem Ende der ersten Last 51 des Elektrofahrzeugs verbunden und das zweite Verbindungselements 16b des zweiten Batterie-Packs 16 ist mit einem bzw. dem anderen Ende der ersten Last 51 elektrisch verbunden. Die/Der für die erste Last 51 benötigte Spannung/Strom ist 384V / 200A (z. B. 384V und 200A).
Das Verbindungselement 14a, 16a und das zweite Verbindungselement 14b, 16b des einen der zwei Batterie-Packs 14, 16 sind entsprechend mit den zwei Enden der zweiten Last 52 des Elektrofahrzeugs verbunden. In der ersten Ausführungsform sind das erste Batterie-Pack 14 und das zweite Batterie-Pack 16 beide jeweils mit der zweiten Last 52 verbunden, und hat die/der für jede zweite Last 52 benötigte Spannung/Strom einen Wert von 192V / 200 A (z. B. 192V und 200 A).
Das erste Verbindungselement 16a des zweiten Batterie-Packs 16 und das zweite Verbindungselement 18b des dritten Batterie-Packs 18 sind mit den entsprechenden zwei Enden der dritten Last 53 des Elektrofahrzeugs verbunden, und die benötigte Spannung für die dritte Last 53 ist 240V.
Das erste Verbindungselement 18a und das zweite Verbindungselement 18b des dritten Batterie-Packs 18 sind mit den zwei entsprechenden Enden der vierten Last 54 des Elektrofahrzeugs verbunden, und die/der für die vierte Last 54 benötigte Spannung/Strom ist 48V/25A (z. B. 48V und 35 A).
Außerdem ist die erste Last 51 mit einem ersten Schaltelement 20 in Reihe geschaltet, jede zweite Last 52 ist mit einem zweiten Schaltelement 22 in Reihe geschaltet, die dritte Last 53 bzw. die vierte Last 54 ist entsprechend mit einem dritten Schaltelement 24 bzw. mit einem vierten Schaltelement 26 in Reihe geschaltet. Das erste bis vierte Schaltelemente 20, 22, 24, 26 dieser Ausführungsform sind Hochleistungstransistoren, welche steuerbar sind, um die/den an entsprechend die erste bis zu vierten Last 51, 52, 53, 54 zugeführte/n Spannung/Strom zu leiten oder zu sperren, z. B. steuerbar sind, sodass sie eingeschaltet und ausgeschaltet werden können. Jedoch, in den Ausführungsformen kann das erste bis vierte Schaltelement 20, 22, 24, 26 ausgelassen werden.
Die zwei Antrieb-Vorrichtungen 28, 28' sind entsprechend mit dem ersten Batterie-Pack 14 und mit dem dritten Batterie-Pack 18 verbunden. Die Antrieb-Vorrichtung 28 treibt steuerbar das erste Batterie-Pack 14 zum Bewegen zwischen einer ersten Position P1 (wie in 1 dargestellt) und einer zweiten Position P2 (wie in 2 dargestellt) entlang der Schiene 12 an, die Antrieb-Vorrichtung 28' treibt das dritte Batterie-Pack 18 zum Bewegen zwischen einer dritten Position P3 (wie in 1 gezeigt) und einer vierten Position P4 (wie in 2 gezeigt) entlang der Schiene 12 steuerbar an.
Wenn das erste Batterie-Pack 14 in der ersten Position P1 ist, ist das zweite Verbindungselement 14b des ersten Batterie-Packs 14 von dem ersten Verbindungselement 16a des zweiten Batterie-Packs 16 getrennt, wenn das erste Batterie-Pack 14 in der zweiten Position P2 ist, ist der Vorsprung des zweiten Verbindungselements 14b des ersten Batterie-Packs 14 in den Vertiefungsabschnitt des ersten Verbindungselements 16a des zweiten Batterie-Packs 16 eingesetzt, sodass das erste Batterie-Pack 14 und das zweite Batterie-Pack 16 in Reihe geschaltet sind.
Wenn das dritte Batterie-Pack 18 in der dritten Position P3 ist, ist das erste Verbindungselement 18a des dritten Batterie-Packs 18 von dem zweiten Verbindungselement 16b des zweiten Batterie-Packs 16 getrennt, wenn das dritte Batterie-Pack 18 in der vierten Position P4 ist, ist der Vorsprung des zweiten Verbindungselements 16b des zweiten Batterie-Packs 16 in den Vertiefungsabschnitt des Verbindungselements 18a des dritten Batterie-Packs 18 eingesetzt, sodass das dritte Batterie-Pack 18 und das zweite Batterie-Pack 16 in Reihe geschaltet sind.
In dieser Ausführungsform haben die zwei Antrieb-Vorrichtungen 28, 28' die gleiche Struktur, und ist die Verbindung der Antrieb-Vorrichtung 28 und des ersten Batterie-Packs 14 wie folgt festgelegt und in 4 gezeigt. Die Antrieb-Vorrichtung 28 weist eine Basis 282, eine Bewegungsschraube 286 und einen Antrieb-Motor 288 auf. Das erste Batterie-Pack 14 ist an einer Basis 282 montiert, die auf der Schiene 12 bewegbar rittlings aufgesetzt ist. Eine Nuss 284 ist auf der Basis 282 fixiert und ist um die Bewegungsschraube 286 herum passend angebracht. Der Antrieb-Motor 288 ist mit der Bewegungsschraube 286 verbunden und treibt die Bewegungsschraube 286 steuerbar zum Drehen an, was die Bewegung der Basis 282 hin und her entlang der axialen Richtung der Bewegungsschraube 286 ermöglicht, und daher ist das erste Batterie-Pack 14 zwischen der ersten Position P1 und der zweiten Position P2 auf der Schiene 12 bewegbar.
Die Steuervorrichtung 30 ist mit dem ersten bis zum vierten Schaltelement 20, 22, 24, 26 und den Antrieb-Vorrichtungen 28, 28' verbunden und steuert die genannten Schaltelemente 20, 22, 24, 26 und die Antrieb-Vorrichtungen 28, 28' entsprechend dem für das Elektrofahrzeug erforderlichen Betriebsmodus. Wie in 1 dargestellt, wenn die Steuervorrichtung 30 die Antrieb-Vorrichtung 28 steuert, um das Batterie-Pack 14 zum Bewegen in der ersten Position P1 auf der Schiene 12 anzutreiben, steuert die Steuervorrichtung 30 auch das erste Schaltelement 20, sodass dieses ausgeschaltet wird, und steuert die zwei zweiten Schaltelemente 22, sodass diese eingeschaltet werden. Daher versorgt das erste Batterie-Pack 14 bzw. das zweite Batterie-Pack 16 entsprechend die zwei zweiten Lasten 52 mit Energie. Außerdem, wenn die Steuervorrichtung 30 die Antrieb-Vorrichtung 28' steuert, um das dritte Batterie-Pack 18 zum Bewegen in der dritten Position P3 auf der Schiene 12 anzutreiben, steuert die Steuervorrichtung 30 auch das dritte Schaltelement 24, sodass dieses ausgeschaltet wird, und steuert das vierte Schaltelement 26, sodass dieses eingeschaltet wird. Dementsprechend versorgt das dritte Batterie-Pack 18 die vierte Last 54 mit Energie unabhängig.
Wie in 2 dargestellt, wenn die Steuervorrichtung 30 die Antrieb-Vorrichtung 28 steuert, um das erste Batterie-Pack 14 zum Bewegen in der zweiten Position P2 auf der Schiene 12 anzutreiben, steuert die Steuervorrichtung 30 auch das erste Schaltelement 20, sodass dieses eingeschaltet wird, und steuert die zwei zweiten Schaltelemente 22 und das dritte Schaltelement 24, sodass diese ausgeschaltet sind. Daher geben das erste Batterie-Pack 14 und das zweite Batterie-Pack 16, die in Reihe geschaltet sind, Energie an die erste Last 51 ab.
Es ist in 3 gezeigt, dass, wenn die Steuervorrichtung 30 die Antrieb-Vorrichtung 28' steuert, um das dritte Batterie-Pack 18 zum Bewegen zur bzw. in der vierten Position P4 auf der Schiene 12 anzutreiben, steuert die Steuervorrichtung 30 auch das dritte Schaltelement 24, sodass dieses eingeschaltet wird, und steuert das Schaltelement 20, die zweiten Schaltelemente 22 und das vierte Schaltelement 26, sodass diese ausgeschaltet werden. Daher geben das zweite Batterie-Pack 16 und das dritte Batterie-Pack 18, die in Reihe geschaltet sind, Energie an die dritte Last 53 ab.
Außerdem ist die Steuervorrichtung 30 mit dem ersten bis zum dritten Batterie-Pack 14, 16, 18 mittels einer Erfassungsschaltung 32 zum Erfassen des Energie(versorgungs)-Zustands des ersten bis zum dritten Batterie-Pack 14, 16, 18 verbunden. Entsprechend den erfassten Energie(versorgungs)-Zuständen bestimmt die Steuervorrichtung 30, ob das erste bis zum vierten Schaltelement 20, 22, 24, 26 und die zwei Antrieb-Vorrichtungen 28, 28' zu steuern sind. Zum Beispiel, wenn die Summe der Spannungen des ersten Batterie-Packs 14 und des zweiten Batterie-Packs 16 unter einem Schwellenwert ist, werden das erste Batterie-Pack 14 und das zweite Batterie-Pack 16 nicht in Reihe geschaltet.
Wie in 5 und 6 dargestellt ist, weist das erste Batterie-Pack 14 eine erste Schiene 142, eine Vielzahl von ersten Batterien 144 und wenigstens eine erste Antrieb-Vorrichtung 146 auf. Die ersten Batterien 144 sind auf der ersten Schiene 142 bereitgestellt und können entlang der ersten Schiene 142 bewegt werden, wobei die Spezifikation jeder der ersten Batterien 144 einen Wert von 48V/25Ah (z. B. 48V und 25Ah) hat. Jede der ersten Batterien 144 hat ein erstes Verbindungselement 144a und ein zweites Verbindungselement 144b, die Gegenelektroden haben. Außerdem ist das erste Verbindungselement 144a einer der ersten Batterien 144 mit dem ersten Verbindungselement 14a des ersten Batterie-Packs 14 elektrisch verbunden, wobei das zweite Verbindungselement 144b einer anderen der ersten Batterien 144 mit dem zweiten Verbindungselement 14b des ersten Batterie-Packs 14 elektrisch verbunden ist. Die wenigstens eine erste Antrieb-Vorrichtung 146 ist mit wenigstens einer der ersten Batterien 144 verbunden. In der ersten Ausführungsform hat die wenigstens eine erste Antrieb-Vorrichtung 146 eine Vielzahl der ersten Antrieb-Vorrichtungen 146, welche mit den entsprechenden ersten Batterien 144 verbunden sind. Die Struktur jeder der ersten Antrieb-Vorrichtungen 146 ist die gleiche wie die Struktur der Antrieb-Vorrichtung 28, die in 4 zeigt ist. In 5 und 6 ist es gezeigt, dass die ersten Batterien 144 mit der Basis 146a der ersten Antrieb-Vorrichtungen 146 verbunden sind, die Nuss, die Bewegungsschraube und der Antriebmotor sind jedoch nicht gezeigt. Die ersten Antrieb-Vorrichtungen 146 treiben die ersten Batterien 144 zum Bewegen auf der ersten Schiene 142 an, und daher kann das erste Verbindungselement 144a der einen von zwei benachbarten ersten Batterien 144 mit dem zweiten Verbindungselement 144b der anderen der zwei benachbarten Batterien in Reihe geschaltet werden oder von dem genannten zweiten Verbindungselement 144b getrennt werden. Dabei können die ersten Batterien 144 die Energie bzw. den Strom bzw. die Spannung auf solche Art zuführen, dass dabei alle der ersten Batterien 144 in Reihe geschaltet sind (in 5 dargestellt), zwei oder drei benachbarten ersten Batterien 144 in Reihe geschalteten sind oder jede der ersten Batterie 144 die Energie unabhängig liefert (in 6 dargestellt).
Das zweite Batterie-Pack 16 weist eine zweite Schiene, eine Vielzahl von zweiten Batterien und wenigstens eine zweite Antrieb-Vorrichtung auf, die (entsprechend) die gleichen Strukturen wie die erste Schiene 142, die ersten Batterien 144 und die erste Antrieb-Vorrichtung 146 des ersten Batterie-Packs 14 haben, wie sie in 5 und 6 gezeigt sind.
Die Steuervorrichtung 30 kann auch mit der ersten Antrieb-Vorrichtung 146 und mit der zweiten Antrieb-Vorrichtung elektrisch verbunden werden, um die In-Reihe-Schalten-Zustände der ersten Batterien 144 und der zweiten Batterien zu steuern.
Damit die Elektrofahrzeuge im Betriebszustand geladen werden können, weist ein Energieversorgungssystem 1 in der ersten Ausführungsform ferner eine Solarladevorrichtung 34 auf, wobei die Solarladevorrichtung 34 ein Solarpanel 342 und ein MPPT (Maximum-Power-Point-Tracking)- Steuergerät 344 aufweist, das mit dem Solarpanel 342 elektrisch verbunden ist. Das MPPT-Steuergerät 344 erfasst sofort eine durch das Solarpanel 342 erzeugte Spannung und dem maximalen Spannungswert und dem Stromwert nachführt bzw. Anpassung an dem maximalen Leistungswert durchführt, was ermöglicht, dass die Solarladevorrichtung 34 die elektrische Energie am Leistungsmaximum ausgibt. Außerdem ist die Solarladevorrichtung 34 mit jeder ersten Batterie 144 des ersten Batterie-Packs 14, mit jeder zweiten Batterie des zweiten Batterie-Packs 16 und mit dem dritten Batterie-Pack 18 durch ein BMS (Batterie-Management-System) 36 elektrisch verbunden, sodass die Batterien des jeden Batterie-Packs 14, 16, 18 unabhängig geladen werden können, um zu gewährleisten, dass die Ausgangsenergie der Batterien gleich ist.
In der ersten Ausführungsform können sowohl durch die relative Bewegung der Batterien des ersten Batterie-Packs 14 und der zweiten Batterie-Packs 16 als auch durch die relative Bewegung der drei Batterie-Packs 14, 16, 18, die Batterien oder Batterie-Packs, die Energie geschaltet in Reihe oder unabhängig liefern, und daher kann die Verteilung der Ausgangsenergie bzw. des Ausgangsstroms bzw. der Ausgangsspannung des Energieversorgungssystems 1 für das Elektrofahrzeug flexibler sein, was die Kosten reduzieren könnte. Praktischerweise kann das zweite Batterie-Pack 16 mit einer anderen Antrieb-Vorrichtung verbunden werden, sodass dieses zum Bewegen angetrieben wird. Außerdem können das dritte Batterie-Pack 18, die dritte Last 53, die vierte Last 54 entsprechend den Anforderungen ausgelassen werden.
Wie in 7 dargestellt, ist in der zweiten Ausführungsform das Energieversorgungssystem 2 für ein Elektrofahrzeug basierend auf der ersten Ausführungsform entwickelt. Der Unterschied zwischen den zwei Ausführungsformen ist, dass das Energieversorgungssystem 2 zwei Power-Batteriemodule 10 und eine Aktive-Parallelvorrichtung 38 aufweist. Das erste Verbindungselement 14a des ersten Batterie-Packs 14 und das zweite Verbindungselement 16b des zweiten Batterie-Packs 16 eines jeden der Power-Batterie-Module 10 sind mit der Aktive-Parallelvorrichtung 38 elektrisch verbunden. Wenn das erste Batterie-Pack 14 und das zweite Batterie-Pack 16 jedes der Power-Batterie-Module 10 in Reihe geschaltet sind, erfasst die Aktive-Parallelvorrichtung 38 die Spannungen und/oder Ströme, die von den ersten Batterie-Packs 14 und den zweiten Batterie-Packs 16 der zwei Power-Batterie-Module 10 abgegeben werden. Wenn der Spannungsunterschied zwischen den zwei Power-Batterie-Modulen 10 nicht größer als 1.5V ist, und/oder wenn der Stromunterschied zwischen den zwei Power-Batterie-Modulen 10 nicht größer als 5A ist, schaltet die Aktive-Parallelvorrichtung 38 die zwei Batterie-Packs 14, 16 der zwei Power-Batterie-Moduls 10 parallel, was ermöglicht, dass der Strom bzw. die Spannung, der bzw. die von den Power-Batterie-Modulen 10 ausgegeben wird, an eine Last 55 abgegeben wird. Dabei, mit der Aktive-Parallelvorrichtung 38, kann ein höherer Strom der angeschlossenen Last 55 zugeführt werden. Außerdem sind die Batterie-Packs dann vor dem Lebensdauerverkürzung geschützt, die dadurch bewirkt wird, dass der Spannungsunterschied oder der Stromunterschied zwischen den Power-Batterie-Modulen 10 zu groß ist, was das gegenseitige Aufladen der parallelgeschalteten Batterie-Packs hervorruft. Die Steuervorrichtung 30 steuert das erste bis zum dritten Schaltelement 20, 22, 24, um den Strom bzw. die Spannung zu sperren, die zu der ersten bis zur dritten Last 51, 52, 53 zugeführt werden.
Wie gezeigt in 8, weist in der zweiten Ausführungsform die Aktive-Parallelvorrichtung 38 zwei aktive Schaltelemente 382 und eine Steuerschaltung 384 auf. Jedes der aktiven Schaltelemente 382 ist ein MOSFET oder kann ein Bipolartransistor (BJT) in einer anderen Ausführungsform sein. Außerdem ist ein Ende jedes der aktiven Schaltelemente 382 mit dem ersten Verbindungselement 14a des ersten Batterie-Packs 14 des einen der Power-Batterie-Module 10 elektrisch verbunden, wobei das andere Ende jedes der aktiven Schaltelemente 382 mit der Last 55 elektrisch verbunden ist. Die Steuerschaltung 384 ist mit den Steueranschlüssen der zwei aktiven Schaltelemente 382 (z. B. mit einer Gate-Elektrode eines MOSFETs oder einer Base-Elektrode eines Bipolartransistors) elektrisch verbunden, um die zwei aktiven Schaltelemente 382 zu steuern, sodass diese eingeschaltet und ausgeschaltet werden. Die Steuerschaltung 384 ist mit dem BMS elektrisch verbunden, um die Spannungen und/oder Ströme der angeschlossenen Batterie-Packs zu erhalten. Insbesondere erfasst die Steuerschaltung 384 die Ausgangs-Spannungen und/oder Ströme der ersten Batterie-Packs 14 und der zweiten Batterie-Packs 16 der zwei Power-Batterie-Module 10. Wenn die Steuerschaltung 384 bestimmt, dass der Spannungsunterschied zwischen den zwei Power-Batterie-Modulen 10 nicht größer als 1.5V ist, und/oder wenn der Stromunterschied zwischen den zwei Power-Batterie-Modulen 10 nicht größer als 5A ist, steuert die Steuerschaltung 384 jedes der aktiven Schaltelemente, sodass diese eingeschaltet werden, und schaltet die zwei Batterie-Packs 14, 16 der zwei Power-Batterie-Module 10 parallel, und was daher ermöglicht, dass die Energie bzw. Strom bzw. die Spannung, die von den zwei Power-Batterie-Modulen 10 ausgegeben wird, an eine Last 55 abgegeben wird.
Wie gezeigt in 9, ist in der dritten Ausführungsform das Energieversorgungssystem 3 für ein Elektrofahrzeug basierend auf der ersten Ausführungsform entwickelt. Der Unterschied zwischen den zwei Ausführungsformen ist, dass das Energieversorgungssystem 3 eine Aktive-Parallelvorrichtung 40 aufweist, die mit dem ersten Batterie-Pack 14 und dem zweiten Batterie-Pack 16 elektrisch verbunden ist. Wenn das erste Batterie-Pack 14 von dem zweiten Batterie-Pack 16 getrennt ist, erfasst die Aktive-Parallelvorrichtung 40 die Ausgangs-Spannungen und/oder Ausgangs-Ströme des ersten Batterie-Packs 14 und des zweiten Batterie-Packs 16. Wenn der Spannungsunterschied zwischen den zwei Batterie-Packs 14, 16 nicht größer als 1.5V ist, und/oder wenn der Stromunterschied zwischen den zwei Batterie-Packs 14, 16 nicht größer als 5A ist, schaltet die Aktive-Parallelvorrichtung 40 die zwei Batterie-Packs 14, 16 parallel, und ermöglicht, die Ausgangsenergie bzw. Ausgangsstrom bzw. Ausgangspannung der zwei Batterie-Packs 14, 16 an eine Last 56 zum Battterienschutz abzugeben. Die Steuervorrichtung 30 steuert das erste bis zum dritten Schaltelement 20, 22, 24, um die Energie bzw. die Spannung bzw. den Strom, die bzw. der der ersten bis zur dritten Last 51, 52, 53 zugeführt wird, zu sperren.
Die Aktive-Parallelvorrichtung 40 ist in der dritten Ausführungsform die gleiche wie die Aktive-Parallelvorrichtung 38 in der zweiten Ausführungsform. Die zwei aktiven Schaltelemente sind mit ihrem einen Ende entsprechend mit dem ersten Batterie-Pack 14 und dem zweiten Batterie-Pack 16 elektrisch verbunden. Außerdem sind die zwei aktiven Schaltelemente mit ihren anderen Enden miteinander elektrisch verbunden und sind schließlich mit der Last 56 verbunden. Die zwei aktiven Schaltelemente sind steuerbar, sodass sie durch die Steuerschaltung eingeschaltet werden, und sodass das erste Batterie-Pack 14 und das zweite Batterie-Pack 16 parallelgeschaltet werden, um die Energie bzw. Spannung bzw. Strom an die Last 56 abzugeben.
Wie gezeigt in 10, ist in der vierten Ausführungsform das Energieversorgungssystem 4 für ein Elektrofahrzeug basierend auf der zweiten Ausführungsform entwickelt. Der Unterschied zwischen den zwei Ausführungsformen ist das die Aktive-Parallelvorrichtung 42 mit den dritten Batterie-Packs 18 der zwei Power-Batterie-Module 10 verbunden ist. Wenn die dritten Batterie-Packs 18 der zwei Power-Batterie-Module 10 von den zweiten Batterie-Packs 16 getrennt sind, erfasst die Aktive-Parallelvorrichtung 42 die Ausgangsspannungen und/oder die Ausgangsströme der dritten Batterie-Packs 18. Wenn der Spannungsunterschied zwischen den zwei dritten Batterie-Packs 18 nicht größer als 1.5V ist, und/oder wenn der Stromunterschied zwischen den zwei Batterie-Packs 14, 16 nicht größer als 5A ist, schaltet die Aktive-Parallelvorrichtung 42 die zwei Batterie-Packs 18 der zwei Power-Batterie-Module 10 parallel, und ermöglicht, dass die Ausgangsenergie bzw. Ausgangsspannung bzw. Ausgangsstrom der zwei Batterie-Packs 18 an eine Last 57 abgegeben wird. Die Steuervorrichtung 30 steuert das vierte Schaltelement 26, um die Energie bzw. den Strom bzw. die Spannung zu sperren, die der vierten Last 54 zugeführt wird.
Die Aktive-Parallelvorrichtung 42 ist in der vierten Ausführungsform die gleiche wie die Aktive-Parallelvorrichtung 38 in der zweiten Ausführungsform. Ein Ende jedes der zwei aktiven Schaltelemente ist mit dem dritten Batterie-Pack 18 des einen der Power-Batterie-Modul 10 elektrisch verbunden, die anderen Enden der zwei aktiven Schaltelemente sind miteinander elektrisch verbunden. Die zwei aktiven Schaltelemente sind steuerbar, sodass sie durch die Steuerschaltung eingeschaltet werden, um die dritten Batterie-Packs 18 der zwei Power-Batterie-Module 10 parallelzuschalten.
Wie gezeigt in 11, ist in der fünften Ausführungsform das Energieversorgungssystem 5 für ein Elektrofahrzeug basierend auf der zweiten Ausführungsform entwickelt. Der Unterschied zwischen den zwei Ausführungsformen ist, dass die Aktive-Parallelvorrichtung 44 mit wenigstens einer der ersten Batterien 144 des ersten Batterie-Packs 14 des jeden Power-Batterie-Moduls 10 verbunden ist. Wenn die ersten Batterien 144 voneinander getrennt sind, erfasst die Aktive-Parallelvorrichtung 44 die Ausgangsspannungen zwischen und/oder Ausgangsströme der ersten Batterien 144 des ersten Batterie-Packs 14 der zwei Power-Batterie-Module 10. Wenn der Spannungsunterschied zwischen den ersten Batterien 144 der zwei Power-Batterie-Module 10 nicht größer als 1.5V ist, und/oder wenn der Stromunterschied zwischen den ersten Batterien 144 nicht größer als 5A ist, wird es ermöglicht, dass die Aktive-Parallelvorrichtung 44 die Ausgangsenergie bzw. die Ausgangsspannung bzw. den Ausgangsstrom der ersten Batterien 144 an eine Last 58 abgegeben wird. In der fünften Ausführungsform, weist die Aktive-Parallelvorrichtung 44 zwei aktive Schaltelemente auf. Ein Ende jedes der zwei aktiven Schaltelemente ist mit einer der ersten Batterien 144 des ersten Batterie-Packs 14 des einen der zwei Power-Batterie-Module elektrisch verbunden 10, die anderen Enden der zwei aktiven Schaltelemente sind miteinander elektrisch verbunden. Die zwei aktiven Schaltelemente sind steuerbar, sodass sie durch die Steuerschaltung eingeschaltet werden, um die entsprechenden ersten Batterien 144 parallelzuschalten.
Praktischerweise weist eine andere Ausführungsform eine Vielzahl der Aktive-Parallelvorrichtungen 44 auf, die mit jeder der ersten Batterien 144 des ersten Batterie-Packs 14 eines jeden der Power-Batterie-Module 10 verbunden ist. Außerdem, in einer anderen Ausführungsform, kann die wenigstens eine der Aktive-Parallelvorrichtungen 44 mit wenigstens einer zweiten Batterie des zweiten Batterie-Packs 16 des Power-Batterie-Moduls 10 verbunden sein. In dieser Ausführungsform, wenn die zweiten Batterien voneinander getrennt sind, und wenn der Spannungsunterschied zwischen den zweiten Batterien der zwei Power-Batterie-Module 10 nicht größer als 1.5V ist, und/oder wenn der Stromunterschied zwischen den zweiten Batterien nicht größer als 5A ist, schaltet die Aktive-Parallelvorrichtung 44 die zweiten Batterien parallel, und wird ermöglicht, dass die Energie bzw. Spannung bzw. Strom der angeschlossenen bzw. verbundenen zweiten Batterien abgegeben wird. Mit anderen Worten ist ein Ende jedes der zwei aktiven Schaltelemente der Aktive-Parallelvorrichtung 44 mit der einen der zweiten Batterien des zweiten Batterie-Packs 16 des einen der zwei Power-Batterie-Module 10 elektrisch verbunden. Die anderen Enden der zwei aktiven Schaltelemente sind miteinander elektrisch verbunden. Die zwei aktiven Schaltelemente sind steuerbar, sodass sie durch die Steuerschaltung eingeschaltet werden, um die zweiten Batterien parallelzuschalten.
Die Lasten 55 bis 58 können in der zweiten bis zur fünften Ausführungsform auch Hochdrehzahl-Power-Motoren und Niedrigdrehzahl-Power-Motoren und Motoren, die für andere Zwecke verwendet werden (z. B. Kompressor-Motoren für Mülltransporter und Wasserpumpen für Sprinkler-LKWs und für Feuerwehrwagen), Klimaanlagen, Beleuchtungssysteme, Audioanlagen usw. sein.
Schließlich, durch die relative Bewegung der Batterie-Packs, können die Batterie-Packs die Energie bzw. Strom bzw. Spannung in Reihe geschaltet oder unabhängig liefern, und daher kann das Energieversorgungssystem für ein Elektrofahrzeug eine Vielzahl der Energieversorgungsmöglichkeiten bereitstellen. Außerdem, mit der Aktive-Parallelvorrichtung, können die zwei der Batterie-Packs Energie bzw. Strom bzw. Spannung in Parallelschaltung liefern, was ermöglicht, dass das Energieversorgungssystem unterschiedliche Energie- (bzw. Spannung- bzw. Strom-)Spezifikationen zum Steigern des Bedingungskomforts und zur Kostenverringerung ausgegeben werden.
Es muss darauf hingewiesen sein, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen nur einige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind. Alle äquivalenten Strukturen, welche die in dieser Beschreibung offenbarten Konzepte anwenden, und die beigefügten Ansprüche sollten in den Umfang der vorliegenden Erfindung aufgenommen werden.

Claims

Ein für ein Elektrofahrzeug vorgesehenes Energieversorgungssystem (1, 2, 3, 4, 5) das geeignet zum Verbinden mit einer ersten Last (51) und einer zweiten Last (52) des Elektrofahrzeugs ist, aufweisend: wenigstens ein Power-Batterie-Modul (10), aufweisend: eine Schiene (12), ein erstes Batterie-Pack (14), das auf der Schiene (12) bereitgestellt ist und entlang der Schiene (12) bewegbar ist, wobei das erste Batterie-Pack (14) ein erstes Verbindungselement (14a) und ein zweites Verbindungselement (14b) aufweist, die Gegenelektroden haben, das erste Verbindungselement (14a) des ersten Batterie-Packs (14) mit der ersten Last (51) des Elektrofahrzeugs elektrisch verbunden ist, ein zweites Batterie-Pack (16), das benachbart mit dem ersten Batterie-Pack (14) ist, wobei das zweite Batterie-Pack (16) ein erstes Verbindungselement (16a) und ein zweites Verbindungselement (16b) aufweist, die Gegenelektroden haben, das zweite Verbindungselement (16b) mit der ersten Last (51) des Elektrofahrzeugs elektrisch verbunden ist, das erste Verbindungselement (14a, 16a) und das zweite Verbindungselement (14b, 16b) des ersten Batterie-Packs (14) bzw. des zweiten Batterie-Packs (16) jeweils mit der zweiten Last (52) verbunden sind, eine Antrieb-Vorrichtung (28), die mit dem ersten Batterie-Pack (14) verbunden ist, wobei die Antrieb-Vorrichtung (28) geeignet ist, um das erste Batterie-Pack (14) zum Bewegen zwischen einer ersten Position (P1) und einer zweiten Position (P2) auf der Schiene (12) anzutreiben, wobei in der ersten Position (P1) das zweite Verbindungselement (14b) des ersten Batterie-Packs (14) und das erste Verbindungselement (16a) des zweiten Batterie-Packs (16) voneinander getrennt sind, wobei in der zweiten Position (P2) das zweite Verbindungselement (14b) des ersten Batterie-Packs (14) mit dem ersten Verbindungselement (16a) des zweiten Batterie-Packs (16) verbunden ist, und das erste Batterie-Pack (14) und das zweite Batterie-Pack (16) in Reihe geschaltet sind.
Das Energieversorgungssystem (1, 2, 3, 4, 5) gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: ein erstes Schaltelement (20), ein zweites Schaltelement (22) und eine Steuervorrichtung (30), wobei das erste Schaltelement (20) und die erste Last (51) in Reihe geschaltet sind, und das zweite Schaltelement (22) und die zweite Last (52) in Reihe geschaltet sind, wobei das erste Schaltelement (20) und das zweite Schaltelement (22) steuerbar sind, um die Energie, die entsprechend der ersten (51) und der zweiten Last (52) zugeführt wird, zu leiten oder zu sperren, wobei die Steuervorrichtung (30) mit dem ersten Schaltelement (20), mit dem zweiten Schaltelement (22) und der Antrieb-Vorrichtung (28) elektrisch verbunden ist, wobei wenn die Steuervorrichtung (30) die Antrieb-Vorrichtung (28) steuert, um das erste Batterie-Pack (14) zum Bewegen in der ersten Position (P1) auf der Schiene (12) anzutreiben, die Steuervorrichtung (30) sowohl das erste Schaltelement (20) steuert, sodass dieses ausgeschaltet wird, als auch das zweite Schaltelement (22) steuert, sodass dieses eingeschaltet wird, wobei wenn die Steuervorrichtung (30) die Antrieb-Vorrichtung (28) steuert, um das erste Batterie-Pack (14) zum Bewegen in der zweiten Position (P2) auf der Schiene (12) anzutreiben, die Steuervorrichtung (30) sowohl das erste Schaltelement (20) steuert, sodass dieses eingeschaltet wird, als auch das zweite Schaltelement (22) steuert, sodass dieses ausgeschaltet wird.
Das Energieversorgungssystem (1, 2, 3, 4, 5) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Batterie-Pack (14) eine erste Schiene (142), eine Vielzahl der ersten Batterien (144) und die wenigstens eine Antrieb-Vorrichtung (146) aufweist, wobei die Vielzahl der ersten Batterien (144) auf der ersten Schiene (142) bereitgestellt ist und entlang der ersten Schiene (142) bewegbar ist, wobei jede der ersten Batterien (144) ein erstes Verbindungselement (144a) und ein zweites Verbindungselement (144b) aufweist, die Gegenelektroden haben, wobei das erste Verbindungselement (144a) einer der ersten Batterien (144) mit dem ersten Verbindungselement (14a) des ersten Batterie-Packs (14) elektrisch verbunden ist, wobei das zweite Verbindungselement (144b) einer anderen der ersten Batterien (144) mit dem zweiten Verbindungselement (14b) des ersten Batterie-Packs (14) elektrisch verbunden ist, wobei die wenigstens eine Antrieb-Vorrichtung (146) mit wenigstens einer der ersten Batterien (144) verbunden ist, wobei die wenigstens eine erste Antrieb-Vorrichtung (146) geeignet ist, um die wenigstens eine der ersten Batterien (144) zum Bewegen auf der ersten Schiene (142) anzutreiben, um das erste Verbindungselement (144a) einer der zwei benachbarten ersten Batterien (144) und das zweite Verbindungselement (144b) der anderen der genannten zwei benachbarten ersten Batterien (144) in Reihe zu schalten oder um zwei genannten benachbarten ersten Batterien (144) voneinander zu trennen.
Das Energieversorgungssystem (1, 2, 3, 4, 5) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zweite Batterie-Pack (16) eine zweite Schiene, eine Vielzahl der zweiten Batterien und wenigstens eine zweite Antrieb-Vorrichtung aufweist, wobei die Vielzahl der zweiten Batterien auf der zweiten Schiene bereitgestellt ist und auf der zweiten Schiene bewegbar ist, wobei jede der zweiten Batterien ein erstes Verbindungselement und ein zweites Verbindungselement aufweist, die Gegenelektroden haben, wobei das erste Verbindungselement einer der zweiten Batterien mit dem ersten Verbindungselement (16a) des zweiten Batterie-Packs (16) elektrisch verbunden ist, wobei das zweite Verbindungselement einer anderen der zweiten Batterien mit dem zweiten Verbindungselement (16b) des zweiten Batterie-Packs (16) elektrisch verbunden ist, wobei die wenigstens eine zweite Antrieb-Vorrichtung mit der einen der zweiten Batterien verbunden ist, wobei die zweite Antrieb-Vorrichtung geeignet ist, um die wenigstens eine der zweiten Batterien zum Bewegen auf der zweiten Schiene anzutreiben, um das erste Verbindungselement einer der zwei benachbarten zweiten Batterien und das zweite Verbindungselement der anderen der genannten zwei benachbarten ersten Batterien in Reihe zu schalten oder um die genannten zwei benachbarten zweiten Batterien voneinander zu trennen.
Das Energieversorgungssystem (1, 2, 3, 4, 5) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Form des zweiten Verbindungselements (14b) des ersten Batterie-Packs (14) und die Form des ersten Verbindungselements (16a) des zweiten Batterie-Packs (16) aneinander abgestimmt sind.
Das Energieversorgungssystem (1, 2, 3, 4, 5) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das eine von dem zweiten Verbindungselement (14b) des ersten Batterie-Packs (14) und dem ersten Verbindungselement (16a) des zweiten Batterie-Packs (16) einen Vorsprung hat, und das andere einen Vertiefungsabschnitt hat, der zum Vorsprung passt, wenn das erste Batterie-Pack (14) zur zweiten Position (P2) bewegt wird, der Vorsprung in den Vertiefungsabschnitt eingesetzt wird, und das zweite Verbindungselement (14b) mit dem ersten Verbindungselement (16a) verbunden wird.
Das Energieversorgungssystem (1, 2, 3, 4, 5) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Antrieb-Vorrichtung (28) eine Basis (282), eine Bewegungsschraube (286) und einen Antriebmotor aufweist (288), wobei das erste Batterie-Pack (14) auf der Basis (282) bereitgestellt ist, die auf der Schiene (12) bewegbar bereitgestellt ist, wobei eine Nuss (284) auf der der Basis (282) festigt ist und um die Bewegungsschraube (286) herum passend eingesetzt ist, wobei der Antrieb-Motor (288) mit der Bewegungsschraube (286) verbunden ist und geeignet ist, um die Bewegungsschraube (286) zum Drehen anzutreiben, was ermöglicht, dass die Basis (282) sich hin und her entlang einer axialen Richtung der Bewegungsschraube (286) bewegt, und daher das erste Batterie-Pack (14) zwischen der ersten Position (P1) und der zweiten Position (P2) auf der Schiene (12) bewegbar ist.
Das Energieversorgungssystem (1, 2, 3, 4, 5) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Elektrofahrzeug eine dritte Last (53) aufweist, wobei das Power-Batterie-Modul (10) ein drittes Batterie-Pack (18) und eine andere Antrieb-Vorrichtung (28') aufweist, wobei das dritte Batterie-Pack (18) auf der Schiene (12) bereitgestellt ist und entlang der Schiene (12) bewegbar ist, wobei das dritte Batterie-Pack (18) ein erstes Verbindungselement (18a) und ein zweites Verbindungselement (18b) aufweist, die Gegenelektroden haben, wobei die andere Antrieb-Vorrichtung (28') mit dem dritten Batterie-Pack (18) verbunden ist, wobei die andere Antrieb-Vorrichtung (28') geeignet ist, um das dritte Batterie-Pack (18) zum Bewegen zwischen einer dritten Position (P3) und einer vierten Position (P4) auf der Schiene (12) anzutreiben, wobei in der dritten Position (P3) das erste Verbindungselement (18a) des dritten Batterie-Packs (18) und das zweite Verbindungselement (16b) des zweiten Batterie-Packs (16) getrennt sind, wobei in der vierten Position (P4), das erste Verbindungselement (18a) des dritten Batterie-Packs (18) mit dem zweiten Verbindungselement (16b) des zweiten Batterie-Packs (16) verbunden ist, und das dritte Batterie-Pack (18) und das zweite Batterie-Pack (16) in Reihe geschaltet sind, wobei das erste Verbindungselement (16a) des zweiten Batterie-Packs (16) und das zweite Verbindungselement (18b) des dritten Batterie-Packs (18) mit der dritten Last (53) verbunden sind.
Das Energieversorgungssystem (2) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner eine Aktive-Parallelvorrichtung (38) aufweisend, wobei das wenigstens eine Power-Batterie-Modul (10) zwei Power-Batterie-Module (10) hat, wobei das erste Verbindungselement (14a) des ersten Batterie-Packs (14) des jeden der Power-Batterie-Module (10) und das zweite Verbindungselement (16b) des zweiten Batterie-Packs (16) des jeden der Power-Batterie-Module (10) mit der Aktive-Parallelvorrichtung (38) elektrisch verbunden sind, wobei wenn das erste Batterie-Pack (14) und das zweite Batterie-Pack (16) jedes der Power-Batterie-Module(10) in Reihe geschaltet sind, und wenn ein Spannungsunterschied zwischen den zwei verbundenen Batterie-Packs (14 und 16) der zwei Power-Batterie-Module (10) nicht größer als 1.5V ist, die Aktive-Parallelvorrichtung (38) die Batterie-Packs (14, 16) der zwei Power-Batterie-Module (10) elektrisch parallelschaltet und Energie bzw. Spannung bzw. Strom von den Batterie-Packs (14, 16) der zwei Power-Batterie-Module (10) ausgegeben wird, wobei die Aktive-Parallelvorrichtung (38) zwei aktive Schaltelemente (382) aufweist, wobei ein Ende jedes der zwei aktiven Schaltelemente (382) mit dem ersten Verbindungselement (14a) des ersten Batterie-Packs (14) des einen der Power-Batterie-Module (10) verbunden ist, und die anderen Enden der zwei aktiven Schaltelemente (382) elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die zwei aktiven Schaltelemente (382) steuerbar sind, sodass sie eingeschaltet werden, um die ersten Batterie-Packs (14) und die zweiten Batterie-Packs (16) der zwei Power-Batterie-Module (10) parallelzuschalten.
Das Energieversorgungssystem (3) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner eine Aktive-Parallelvorrichtung (40) aufweisend, die mit dem ersten Batterie-Pack (14) und dem zweiten Batterie-Pack (16) elektrisch verbunden ist, wobei wenn das erste Batterie-Pack (14) und das zweite Batterie-Pack (16) getrennt sind, und wenn ein Spannungsunterschied zwischen dem ersten Batterie-Pack (14) and dem zweiten Batterie-Pack (16) nicht größer als 1.5V ist, die Aktive-Parallelvorrichtung (40) das erste Batterie-Pack (14) und das zweite Batterie-Pack (16) parallelschaltet, und eine Spannung bzw. einen Strom aus dem ersten Batterie-Pack (14) und dem zweiten Batterie-Pack (16) ausgegeben wird, wobei die Aktive-Parallelvorrichtung (40) zwei aktive Schaltelemente aufweist, wobei ein Ende des einen der zwei aktiven Schaltelemente mit dem ersten Batterie-Pack (14) elektrisch verbunden ist, und wobei ein Ende des anderen der zwei aktiven Schaltelemente mit dem zweiten Batterie-Pack (16) elektrisch verbunden ist, wobei die anderen Enden der zwei aktiven Schaltelemente miteinander verbunden sind, wobei die zwei aktiven Schaltelemente steuerbar sind, sodass sie eingeschaltet werden, um das erste Batterie-Pack (14) und das zweite Batterie-Pack (16) parallelzuschalten.
Das Energieversorgungssystem (4) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, ferner eine Aktive-Parallelvorrichtung (42) aufweisend, wobei das wenigstens eine Power-Batterie-Modul (10) zwei Power-Batterie-Module (10) hat, wobei das dritte Batterie-Pack (18) jedes der zwei Power-Batterie-Module (10) mit der Aktive-Parallelvorrichtung (42) elektrisch verbunden ist, wobei wenn das zweite Batterie-Pack (16) und das dritte Batterie-Pack (18) getrennt sind, und wenn ein Spannungsunterschied zwischen den zwei dritten Batterie-Packs (18) der zwei Power-Batterie-Module (10) nicht größer als 1.5V ist, die Aktive-Parallelvorrichtung (42) die zwei dritten Batterie-Packs (18) der zwei Power-Batterie-Module (10) parallelgeschaltet, und eine Spannung bzw. ein Strom von den zwei dritten Batterie-Pack (18) ausgegeben wird, wobei die Aktive-Parallelvorrichtung (42) zwei aktive Schaltelemente aufweist, wobei ein Ende jedes der zwei aktiven Schaltelemente elektrisch mit dem dritten Batterie-Pack (18) des einen der Power-Batterie-Module (10) verbunden ist, und die anderen Enden der zwei aktiven Schaltelemente elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die zwei aktiven Schaltelemente steuerbar sind, sodass sie eingeschaltet werden, um die dritten Batterie-Packs (18) der zwei Power-Batterie-Module (10) parallelzuschalten.
Das Energieversorgungssystem (5) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 11, ferner wenigstens eine Aktive-Parallelvorrichtung (44) aufweisend, wobei das wenigstens eine Power-Batterie-Modul (10) zwei Power-Batterie-Module (10) hat, wobei die Aktive-Parallelvorrichtung (44) mit einer der ersten Batterien (144) des ersten Batterie-Packs (14) des jeden der Power-Batterie-Module (10) elektrisch verbunden ist, wobei wenn die ersten Batterien (144) getrennt sind, und wenn ein Spannungsunterschied zwischen den zwei ersten Batterien (144) der zwei Power-Batterie-Module (10), die mit der Aktive-Parallelvorrichtung (44) verbunden sind, nicht größer als 1.5V ist, wobei die Aktive-Parallelvorrichtung (44) die zwei ersten Batterien (144) parallelschaltet und ein Strom bzw. eine Spannung von den zwei ersten Batterien (144) ausgegeben wird, wobei die Aktive-Parallelvorrichtung (44) zwei aktive Schaltelemente aufweist, wobei ein Ende des jeden der Schaltelemente mit der einen der ersten Batterien (144) des ersten Batterie-Packs (14) des einen der Power-Batterie-Module (10) elektrisch verbunden ist, und die anderen Enden der zwei aktiven Schaltelemente miteinander elektrisch verbunden sind, wobei die zwei aktiven Schaltelemente steuerbar sind, sodass sie eingeschaltet werden können, um die genannten ersten Batterien (144) parallelzuschalten.
Das Energieversorgungssystem gemäß einem der Ansprüche 4 bis 12, ferner wenigstens eine Aktive-Parallelvorrichtung aufweisend, wobei das wenigstens eine Power-Batterie-Modul (10) zwei Power-Batterie-Module (10) hat, wobei die Aktive-Parallelvorrichtung mit einer der zweiten Batterien des zweiten Batterie-Packs (16) des jeden der Power-Batterie-Module (10) elektrisch verbunden ist, wobei wenn die zweiten Batterien getrennt sind und ein Spannungsunterschied zwischen den zwei zweiten Batterien der zwei Power-Batterie-Module (10), die mit der Aktive-Parallelvorrichtung verbunden sind, nicht größer als 1.5V ist, die Aktive-Parallelvorrichtung die zwei zweiten Batterien parallelschaltet und ein Strom bzw. eine Spannung von den zwei zweiten Batterien ausgegeben wird, wobei die aktive Aktive-Parallelvorrichtung zwei aktive Schaltelemente aufweist, wobei ein Ende jedes der zwei aktiven Schaltelemente mit der einen der zweiten Batterien des zweiten Batterie-Packs (16) des einen der Power-Batterie-Module (10) elektrisch verbunden ist, und die anderen Enden der zwei aktiven Schaltelemente miteinander elektrisch verbunden sind, wobei die zwei aktiven Schaltelemente steuerbar sind, sodass sie eingeschaltet werden, um die genannten zweiten Batterien zu verbinden.