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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, aufweisend ein Bordnetz mit einem Elektromotor und einer elektrischen Batterie, aus der der Elektromotor betreibbar ist, eine Transportvorrichtung für wenigstens ein weiteres, eine Batterie aufweisendes Elektrofahrzeug, insbesondere ein E-Bike, und eine Ladeeinrichtung zum Laden einer Batterie eines transportierten Elektrofahrzeugs aus dem Bordnetz. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Kraftfahrzeugs.
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Viele Kraftfahrzeuge weisen heutzutage auch einen aus einer elektrischen Batterie des Kraftfahrzeugs betreibbaren Elektromotor auf. Dies gilt insbesondere für reine Elektrokraftfahrzeuge und sogenannte Plug-in-Hybride. Insbesondere bei rein elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen ist der vollständige Verlust der Ladung in der Batterie bzw. eine den Betrieb des Elektromotors aus der Batterie verhindernde Panne kritisch, da das Kraftfahrzeug dann liegen bleibt. Auch bei Hybridfahrzeugen, die zusätzlich noch einen Verbrennungsmotor aufweisen, können jedoch Probleme auftreten, wenn sich das Kraftfahrzeug beispielsweise in einer Zone befindet, in der der Verbrennungsmotor nicht verwendet werden darf.
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Es ist bereits bekannt, Kraftfahrzeuge mit Transportvorrichtungen für kleinere weitere Fahrzeuge zu versehen, welche Elektrofahrzeuge sein können und ihrerseits wiederum eine Batterie zum Betreiben eines elektrofahrzeugseitigen Elektromotors aufweisen können. Ein Beispiel für solche zu transportierenden Elektrofahrzeuge sind E-Bikes, die beispielsweise über einen an einer Anhängerkupplung des Kraftfahrzeugs befestigbaren Träger als Transportvorrichtung transportiert werden können, wobei durchaus auch mehr als ein E-Bike (oder normales Fahrrad) hier transportierbar sein kann, beispielsweise zwei E-Bikes und/oder Fahrräder.
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DE 20 2010 012 542 U1 betrifft eine Vorrichtung zum Aufladen der Akkus eines Elektrofahrrads, wobei die Vorrichtung ein Fahrzeug-Fahrradträger sein soll. Somit soll es möglich sein, das Fahrrad während der Fahrt zum Urlaubsort und dergleichen aufzuladen. Der dortige Fahrradträger hat ein integriertes Ladegerät für die Akkus, von dem aus ein Kabel zum Bordnetz des Kraftfahrzeugs verläuft.
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DE 10 2010 042 018 A1 betrifft einen Fahrradträger für ein Kraftfahrzeug, an dem ein Ladegerät angeordnet ist, das über mindestens ein erstes Kabel mit einem Akkumulator des mindestens einen Fahrrads verbindbar und über ein zweites Kabel mit der Batterie des Fahrzeugs verbindbar ist. Damit soll es zum einen möglich sein, einen Akkumulator des E-Bikes zu laden und zum anderen eine einfache Wechselmöglichkeit des Trägers erlaubbar sein, da die ohnehin vorhandene Steckdose der Anhängerkupplung zur elektrischen Verbindung des Ladegeräts verwendet wird, das Bestandteil des Fahrradträgers und nicht des Fahrzeugs ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Hinblick auf die Mobilität von Kraftfahrzeugen mit Elektromotor und elektrischer Batterie verbesserte Ausgestaltung anzugeben.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Ladeeinrichtung auch zum Einspeisen von elektrischer Leistung aus einer Batterie eines transportierten Elektrofahrzeugs in das Bordnetz und/oder zum Laden der kraftfahrzeugseitigen Batterie aus der Batterie des transportierten Elektrofahrzeugs in einem Bedarfsbetriebsmodus ausgebildet ist und das Kraftfahrzeug eine Steuereinrichtung aufweist, die bei Eintritt wenigstens eines zum weiteren Betrieb des Kraftfahrzeugs bestehenden Energiebedarf im Bordnetz anzeigenden Bedarfskriteriums die Ladeeinrichtung zum Umschalten in den Bedarfsbetriebsmodus ansteuert.
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Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, die Ladeeinrichtung im Unterschied zum Stand der Technik so auszugestalten, dass nicht nur ein Energietransport von dem Kraftfahrzeug zu dem Elektrofahrzeug, welches transportiert wird, ermöglicht wird, sondern es auch umgekehrt möglich ist, Energie des Elektrofahrzeugs in das Bordnetz des Kraftfahrzeugs bzw. wenigstens die Batterie einzuspeisen. Das bedeutet, die Energie der elektrofahrzeugseitigen Batterie kann nun auch „rückwärts“ genutzt werden, um die kraftfahrzeugseitige Batterie insbesondere in einem Notfall aufzuladen bzw. unmittelbar Leistung in das Bordnetz einzuspeisen. Die elektrofahrzeugseitige Batterie dient mithin als zusätzliche Energiereserve, die insbesondere in Notfällen auch zur Fortbewegung des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann, wenn dies auf anderem Wege aufgrund eines Energiemangels bzw. Leistungsmangels im Bordnetz nicht mehr möglich ist. Damit wird in Notfallsituationen, insbesondere in Pannensituationen, ein Mobilitätsvorteil erreicht, um das Kraftfahrzeug zumindest um eine kurze Strecke bewegen zu können, beispielsweise, um es aus einer Gefahrensituation zu entfernen. Somit wird die Mobilität von Kraftfahrzeugen mit einem Elektromotor verbessert und es ist eine direkte Hilfe im Pannenfall möglich. Auch die Reichweite von rein elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen kann durch die zusätzliche Reserve erhöht werden.
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Dabei sei angemerkt, dass der Transport von E-Bikes (Elektrofahrrädern), beispielsweise an einem Personenkraftwagen als Kraftfahrzeug, einen häufigen Anwendungsfall der vorliegenden Erfindung darstellen wird, sich diese jedoch selbstverständlich auch auf andere Kraftfahrzeuge und andere Elektrofahrzeuge beziehen kann. Beispielsweise können auch Elektroroller als transportierte Elektrofahrzeuge mit einer elektrofahrzeugseitigen Batterie vorliegen; für Wohnmobile als Kraftfahrzeuge wurde auch bereits vorgeschlagen, für größere Elektrofahrzeuge, beispielsweise kleinere Elektro-PKWs, eine Transportmöglichkeit mit einer entsprechenden Transportvorrichtung vorzusehen.
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Es sei ferner darauf hingewiesen, dass die Ladeeinrichtung, also ein Ladegerät, verschieden angeordnet vorgesehen sein kann. So ist es zum einen denkbar, die Ladeeinrichtung zumindest teilweise fest im Kraftfahrzeug zu verbauen; möglich ist es aber auch, die Ladeeinrichtung zumindest teilweise seitens der insbesondere außerhalb an der Karosserie angeordneten Transportvorrichtung vorzusehen. Ferner sei angemerkt, dass die grundsätzliche Ausgestaltung geeigneter Ladeeinrichtungen, die einen Energieübertrag in beide Richtungen ermöglichen, bereits bekannt ist und hier nicht näher dargelegt werden muss.
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In einer konkreten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens eines des wenigstens einen Bedarfskriteriums eine den Betrieb aus der kraftfahrzeugseitigen Batterie verhindernde Panne und/oder ein ungeplantes Liegenbleiben des Kraftfahrzeugs aufgrund keiner Energie in der kraftfahrzeugseitigen Batterie anzeigt. Ein besonders vorteilhafter Anwendungsfall ist also gegeben, wenn im Fall einer Panne und/oder eines sonstigen Liegenbleibens des Kraftfahrzeugs eine gewisse, wenn auch geringe Zusatzmobilität bereitgestellt wird, um das Kraftfahrzeug wenigstens noch um eine kurze Strecke bewegen zu können, insbesondere es aus einer Gefahrensituation zu entfernen. Entsprechend sieht eine zweckmäßige Weiterbildung in diesem Kontext vor, dass das Bedarfskriterium zusätzlich eine Gefahrensituation, aus der das Kraftfahrzeug zu entfernen ist, anzeigt. Während allgemeine Informationen darüber, ob eine Panne bzw. eine leere kraftfahrzeugseitige Batterie vorliegen, innerhalb des Kraftfahrzeugs, beispielsweise von einem Energiemanagementsteuergerät, das auch Teil der Steuereinrichtung sein kann bzw. dieser entsprechen kann, abrufbar sind, können selbstverständlich auch weitere innerhalb eines Kraftfahrzeugs verfügbare Daten, beispielsweise Sensordaten und/oder Positionsdaten und/oder digitale Kartendaten eines Navigationssystems, ausgewertet werden, um zusätzlich festzustellen, ob eine konkrete Gefahrensituation vorliegt. Beispielsweise kann aus Positionsdaten in Verbindung mit digitalem Kartenmaterial und/oder Sensordaten festgestellt werden, ob sich das Kraftfahrzeug in einem Tunnel befindet, bei dem es sinnvoll ist, das Kraftfahrzeug dort noch entfernen zu können. Sensordaten des Kraftfahrzeugs können ferner zusätzlich und/oder alternativ dahingehend ausgewertet werden, ob sich das Kraftfahrzeug an einer verkehrsbehindernden Position und/oder einer unübersichtlichen Position befindet, was auch auf eine Gefahrensituation hindeuten oder eine solche klassifizieren kann. Ein solches Bedarfskriterium kann auch als Notfallkriterium verstanden werden.
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Die Erfindung ist auch für Hybridfahrzeuge einsetzbar, so dass vorgesehen sein kann, dass das Kraftfahrzeug ein auch einen Verbrennungsmotor aufweisendes Hybridfahrzeug ist.
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Im Fall eines Hybridfahrzeugs kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung einen wenigstens ein Optimierungskriterium nutzenden Optimierungsbetrieb zur Auswahl zwischen Elektromotor und Verbrennungsmotor durchführt und das Bedarfskriterium eine Betriebsphase mit Energiebedarf im Bordnetz, in der der Elektromotor optimalerweise benutzt wird, die von einer Betriebsphase, in der die kraftfahrzeugseitige Batterie aufladbar ist, gefolgt wird, anzeigt. Befindet sich das Kraftfahrzeug beispielsweise im Stadtverkehr, in dem die Nutzung des Elektromotors energiesparender und/oder umweltfreundlicher ist, liegt aber nicht genügend Energie im Bordnetz vor, kann es dann zweckmäßig sein, Energie aus der elektrofahrzeugseitigen Batterie zu nutzen, wenn, beispielsweise aus Navigationsdaten eines Navigationssystems, bereits bekannt ist, dass dieser Betriebsphase eine weitere Betriebsphase folgen wird, in der ein Laden der kraftfahrzeugseitigen Batterie (und somit auch der elektrofahrzeugseitigen Batterie) grundsätzlich möglich ist. Bei einer solchen weiteren Betriebsphase kann es sich beispielsweise um eine Fahrt auf einer Landstraße und/oder einer Autobahn handeln. In einem solchen Fall merkt der Fahrer des Kraftfahrzeugs letztlich nichts von dem vorgenommenen kurzzeitigen Energieaustausch, so dass eine weitere Optimierung des Betriebs des Kraftfahrzeugs ermöglicht wird. Ein solches Bedarfskriterium kann auch als allgemeines Energiehaushalts-Optimierungskriterium verstanden werden. Insgesamt wird mit anderen Worten die elektrofahrzeugseitige Batterie zur Ermittlung einer Antriebs-Betriebsstrategie als zusätzliche, wiederaufladbare Reserve berücksichtigt.
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Eine weitere Ausgestaltung im Zusammenhang mit einem Hybridfahrzeug kann vorsehen, dass das Bedarfskriterium eine Position des Kraftfahrzeugs in einer Zone, in der der Verbrennungsmotor nicht benutzt werden darf, anzeigt, zu deren Verlassen die in der Batterie des transportierten Elektrofahrzeugs gespeicherte Energie ausreicht. Derartige Zonen, in denen Kraftfahrzeuge nicht mit Verbrennungsmotoren betrieben werden dürfen, wurden bereits vorgeschlagen und sind beispielsweise als „Zero Emission“-Zonen bekannt. Hat nun das Kraftfahrzeug aus sich selbst heraus zu wenig Energie, um diese Zonen noch zu verlassen, kann dies erreicht werden, indem Energie der elektrofahrzeugseitigen Batterie eingesetzt wird. Um diese Möglichkeit zu bestimmen, können wiederum Positionsdaten und digitale Kartendaten ausgewertet werden. Somit ist auch eine Reichweitenerhöhung für Hybridfahrzeuge denkbar.
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Eine allgemeine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Steuereinrichtung zum Umschalten der Ladeeinrichtung in den Bedarfsbetriebsmodus nur nach einer benutzerseitigen Bestätigung ausgebildet ist. Das bedeutet, es kann vorgesehen sein, dass, beispielsweise an einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI), bei Erfüllung des Bedarfskriteriums zunächst ein Hinweis an den Benutzer, insbesondere den Fahrer, ausgegeben wird, woraufhin dieser die Nutzung der Energie des Elektrofahrzeugs erst bestätigen muss, beispielsweise, um im Zweifel zuzusichern, dass sich der Fahrer noch unter Nutzung des transportierten Elektrofahrzeuges von einer Pannensituation oder dergleichen wegbewegen kann, wenn er dies bevorzugt.
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Auch grundsätzlich kann im Übrigen vorgesehen sein, dass wenigstens eines des wenigstens einen Bedarfskriteriums die Betätigung eines Notfallbedienelements und/oder die Anwahl einer Notfallfunktion in einer Bedieneinrichtung des Kraftfahrzeugs durch einen Benutzer anzeigt. Für den Fall, dass beispielsweise eine Notfallsituation vorliegt, die automatisch nicht erkannt wird, ist es mithin zweckmäßig, eine Möglichkeit für einen Fahrer bzw. allgemein gesagt Benutzer vorzusehen, dennoch die Energie des Elektrofahrzeugs für die Verwendung im Kraftfahrzeug freizugeben. Hierzu kann ein spezielles Notfallbedienelement, beispielsweise im Bereich des Fahrersitzes, oder aber auch ortsbezogen an der Transportvorrichtung vorgesehen sein, andererseits ist es aber auch denkbar, eine Bedieneinrichtung, beispielsweise ein Mensch-Maschine-Interface, um eine entsprechende Notfallfunktion zu ergänzen.
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Allgemein ist es zweckmäßig, auch eine Kommunikation mit einer elektrofahrzeugseitigen Steuereinrichtung zuzulassen, beispielsweise mit entsprechenden Steuergeräten des Elektrofahrzeugs. Mithin ist es zweckmäßig, wenn die Transportvorrichtung eine Schnittstelle zur Herstellung einer elektrischen Verbindung und/oder einer Kommunikationsverbindung zwischen dem Kraftfahrzeug und dem transportierten Elektrokraftfahrzeug aufweist. So können beispielsweise Informationen wie der Ladezustand der elektrofahrzeugseitigen Batterie abgerufen werden und dergleichen.
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Neben dem Kraftfahrzeug betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs der erfindungsgemäßen Art, wobei bei Eintritt des Bedarfskriteriums die Ladeeinrichtung zum Umschalten in den Bedarfsbetriebsmodus angesteuert wird. Sämtliche Ausführungen zum erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen, so dass auch mit diesem die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigt die einzige Figur eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit transportiertem Elektrofahrzeug.
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Die einzige Figur zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1, das vorliegend als ein Elektrofahrzeug ausgebildet ist. Es weist entsprechend einen Elektromotor 2 auf, der zum Antrieb des Kraftfahrzeugs 1 verwendet werden kann. Der Elektromotor 2 wird aus einer wiederaufladbaren elektrischen Batterie 4 gespeist. Die Batterie 4 kann über übliche, hier nicht näher gezeigte Lademittel, beispielsweise an einer Ladesäule wieder aufgeladen werden. Das Kraftfahrzeug 1 weist nun ferner einen über seine Anhängerkupplung 5 befestigten Fahrradträger 6 als Transportvorrichtung 7 für ein Elektrofahrzeug 8 auf, das vorliegend als E-Bike 9 ausgebildet ist. Mittels einer seitens des Fahrradträgers 6 angeordneten Schnittstelle 10 kann eine elektrische Verbindung und eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem transportierten Elektrofahrzeug 8, insbesondere dessen elektrischer Batterie 11, hergestellt werden.
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Die Verbindung zum Bordnetz 3 wird über eine Ladeeinrichtung 12 des Kraftfahrzeugs 1 hergestellt, welche vorliegend, wie durch den Hin-Rück-Pfeil 13 dargestellt, sowohl zum Laden der elektrofahrzeugseitigen Batterie 11 aus der Batterie 4 bzw. allgemein dem Bordnetz 3 als auch zum Laden kraftfahrzeugseitigen Batterie 4 aus der elektrofahrzeugseitigen Batterie 11 ausgebildet ist. Denkbar ist auch eine allgemeine Einspeisung von elektrischer Energie/Leistung von dem Elektrofahrzeug 8 in das Bordnetz 3.
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Der Betrieb der Ladeeinrichtung 12 erfolgt über eine als Steuergerät ausgebildete Steuereinrichtung 14, welche vorliegend die Erfüllung wenigstens eines Bedarfskriteriums überwacht.
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In diesem Ausführungsbeispiel überprüft das Bedarfskriterium, ob eine den Antrieb des Kraftfahrzeugs 1 aus der kraftfahrzeugseitigen Batterie 4 verhindernde Panne oder ein ungeplantes Liegenbleiben des Kraftfahrzeugs 1 aufgrund keiner Energie in der kraftfahrzeugseitigen Batterie 4 vorliegt. Die Steuereinrichtung 14 kann hierzu auch als Energiemanagementsteuergerät ausgebildet sein, welches mithin die entsprechenden Informationen aus dem Bordnetz 3 ohnehin erhält, um das Vorliegen der Panne bzw. des Liegenbleibers feststellen zu können. Optional kann zusätzlich auch überprüft werden, ob das Kraftfahrzeug 1 sich in einer Gefahrenposition befindet, mithin eine Gefahrensituation vorliegt. Hierzu kann beispielsweise aufgrund von Positionsdaten und digitalem Kartenmaterial überprüft werden, ob sich das Kraftfahrzeug 1 in einem Tunnel befindet, aus dem es entfernt werden muss; zusätzlich oder alternativ können auch Sensordaten des Kraftfahrzeugs hinsichtlich einer Gefahrensituation ausgewertet werden, beispielsweise dahingehend, ob das Kraftfahrzeug 1 eine Gefahr für den weiteren Verkehr darstellt bzw. der weitere Verkehr eine Gefahr für das Kraftfahrzeug 1.
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Gerade in solchen Gefahrensituationen ist es zweckmäßig, das Kraftfahrzeug 1 dennoch noch zumindest einen kurzen Weg bewegen zu können, um es aus der Gefahrensituation zu entfernen, weswegen bei Erfüllung des Bedarfskriteriums, gegebenenfalls nach einer Bestätigung des Fahrers an einer Bedieneinrichtung 15, Energie aus der elektrofahrzeugseitigen Batterie 11 genutzt werden kann, um die kraftfahrzeugseitige Batterie 4 zu laden bzw. unmittelbar durch in das Bordnetz 3 eingespeiste Leistung das Kraftfahrzeug 1 zu betreiben, um es an einen insbesondere sicheren Ort zu verbringen.
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Über eine Bedienfunktion der Bedieneinrichtung 15 und/oder ein Notfallbedienelement 16 ist es im Übrigen auch möglich, benutzerseitig ein erfülltes Bedarfskriterium zu erzeugen, so dass beispielsweise dann, wenn der Nutzer nur noch eine kurze Strecke bis zu einer Lademöglichkeit für die kraftfahrzeugseitige Batterie 4 und/oder zu seinem Zielort zurückzulegen hat, er händisch dafür sorgen kann, dass diese Strecke mit der Energie der elektrofahrzeugseitigen Batterie 11 zurückgelegt werden kann.
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Bei erfülltem Bedarfskriterium wird durch die Steuereinrichtung 14 mithin die Ladeeinrichtung 12 in einen Bedarfsbetriebsmodus versetzt, in dem elektrische Energie des Elektrofahrzeugs 8 bordnetzseitig genutzt werden kann, um eine Notfall-Zusatzmobilität bereitzustellen bzw. flexibel die Reichweite bei Bedarf leicht zu erhöhen.
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Es sei noch angemerkt, dass die vorliegende Erfindung auch in einem Hybridfahrzeug, das dann zusätzlich einen Verbrennungsmotor aufweist, grundsätzlich einsetzbar ist, beispielsweise, um durch Energie des Elektrofahrzeugs 8 eine „Zero-Emission“-Zone noch zu verlassen bzw. den Betrieb des Hybridfahrzeugs weiter zu optimieren, indem auch die elektrofahrzeugseitige Batterie 11 in das Energiemanagement integriert wird, gegebenenfalls mit der Zusatzbedingung, dass die elektrofahrzeugseitige Batterie 11 zum Ende der Fahrt wieder geladen sein sollte.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202010012542 U1 [0004]
- DE 102010042018 A1 [0005]
