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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens einen Traktionsmotor, welcher als elektrische Maschine ausgeführt ist, sowie eine Traktions-Hochvoltbatterie zur Speicherung von Energie zum Betrieb des wenigstens einen Traktionsmotors.
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Batteriebetriebene Elektrofahrzeuge können eine Hochvoltbatterie aufweisen, in der die zum Betrieb eines Traktionsmotors des Kraftfahrzeugs benötige Energie gespeichert wird. Zusätzlich kann diese Hochvoltbatterie dazu dienen, Nebenaggregate des Kraftfahrzeugs mit Energie zu versorgen. Insbesondere kann dabei eine Versorgung von Nebenaggregaten erfolgen, welche direkt mit der Hochspannung aus der Traktions-Hochvoltbatterie betrieben werden können.
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In
DE 10 2016 102 827 A1 wird ein Hybridfahrzeug beschrieben, welches eine Kraftmaschine, eine Traktionsbatterie und eine Steuerung aufweist, wobei die Steuerung derart programmiert ist, dass sie auf einen Ladezustand der Traktionsbatterie reagiert. Zusätzlich zum Liefern von Energie für den Antrieb kann die Traktionsbatterie Energie für andere elektrische Systeme des Fahrzeugs liefern. Dabei kann ein Gleichspannungswandlermodul eingesetzt werden, welches es ermöglicht, durch die Traktionsbatterie auch eine Niedervolt-Gleichspannungsversorgung bereitzustellen. Zusätzlich dazu kann für die Niedervolt-Gleichspannungsversorgung auch eine Zusatzbatterie vorgesehen sein.
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DE 11 2013 003 274 T5 beschreibt eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug, welches eine Hochvoltbatterie sowie eine Niedervoltbatterie umfasst. Die Niedervoltbatterie kann dabei aus der Hochvoltbatterie geladen werden, wenn die Restleistung der Hochvoltbatterie ausreichend hoch ist.
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In
DE 11 2015 001 104 T5 wird ein Leistungsversorgungssystem mit zwei DC-Leistungsquellen offenbart, durch die ein Spannungsverlust in dem Leistungsversorgungssystem verringert werden kann und zusätzlich ein höherer Wirkungsgrad der Wandlung der elektrischen Leistung erreicht wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Kraftfahrzeug anzugeben.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug wenigstens eine weitere Hochvoltbatterie umfasst, wobei die weitere Hochvoltbatterie zur Speicherung von Energie zum Betrieb wenigstens eines Nebenaggregats des Kraftfahrzeugs und/oder einer Nebenaggregatsanordnung des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist.
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Durch den Einsatz der weiteren Hochvoltbatterie steht ein Energiespeicher zur Verfügung, über welchen das wenigstens eine Nebenaggregat des Kraftfahrzeugs und/oder die Nebenaggregateanordnung des Kraftfahrzeugs betrieben werden kann. Dies ermöglicht es vorteilhaft, dass die Traktions-Hochvoltbatterie insbesondere ausschließlich für den Betrieb eines oder mehrerer elektrischer Traktionsmotoren des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, so dass die gesamte Kapazität der Traktions-Hochvoltbatterie für einen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs zur Verfügung steht. Die für den Betrieb wenigstens eines Nebenaggregates und/oder einer Nebenaggregateanordnung des Kraftfahrzeugs notwendige Energie wird dabei ausschließlich der weiteren Hochvoltbatterie entnommen. Dadurch wird insbesondere eine höhere Gesamtreichweite des Kraftfahrzeugs erzielt.
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Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Traktions-Hochvoltbatterie und die weitere Hochvoltbatterie eine gleiche Nennspannung aufweisen, so dass zum Laden beider Hochvoltbatterien auf dieselbe Ladeelektronik des Kraftfahrzeugs zurückgegriffen werden kann.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine weitere Hochvoltbatterie und die Nebenaggregateanordnung als eine Baueinheit ausgeführt sind. Die Nebenaggregateanordnung kann dabei ein oder mehrere Nebenaggregate des Kraftfahrzeugs umfassen, welche zusammen mit der weiteren Hochvoltbatterie als eine Baueinheit ausgeführt sind. Die Ausführung als eine Baueinheit kann dabei insbesondere beinhalten, dass die Nebenaggregate der Nebenaggregateanordnung und die weitere Hochvoltbatterie direkt aneinander, insbesondere in einem gemeinsamen Gehäuse oder einem gemeinsamen Rahmen beziehungsweise einem gemeinsamen Trägerelement, angeordnet sind. Aufgrund der räumlichen Nähe der Nebenaggregateanordnung zu der weiteren Hochvoltbatterie bei der Ausführung als eine Baueinheit kann eine Reduktion von Verkabelungen zwischen der weiteren Hochvoltbatterie und den Nebenaggregaten der Nebenaggregateanordnung erzielt werden. Die Nebenaggregateanordnung umfasst dabei insbesondere Nebenaggregate, welche mit der Nennspannung der weiteren Hochvoltbatterie betrieben werden können. Auf diese Weise ist ein direkter Anschluss der Nebenaggregate an die weitere Hochvoltbatterie möglich.
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Für die Nebenaggregateanordnung kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass sie wenigstens einen Gleichspannungswandler umfasst, wobei das Kraftfahrzeug ein Niederspannungsnetz, insbesondere ein 12 Volt-Netz, umfasst, welches mit dem Gleichspannungswandler verbunden ist. Auf diese Weise kann durch die weitere Hochvoltbatterie eine Versorgung von an einem Niederspannungsnetz des Kraftfahrzeugs angeschlossenen Verbrauchern erreicht werden. Es können daher folglich sowohl mit der Nennspannung der Hochvoltbatterie betriebene Verbraucher sowie über das Niederspannungsnetz des Kraftfahrzeugs betriebene Verbraucher aus der weiteren Hochvoltbatterie mit Energie versorgt werden. Durch den Gleichspannungswandler der Nebenaggregateanordnung kann die Nennspannung der weiteren Hochvoltbatterie auf den Wert der Spannung des Niederspannungsnetzes, beispielsweise 12 Volt oder 24 Volt, herabgesetzt werden. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, dass auf eine zusätzliche Niederspannungsbatterie im Kraftfahrzeug zur Versorgung des Niederspannungsnetzes, beispielsweise einen 12 Volt-Bleiakkumulator oder einen 24 Volt-Bleiakkumulator, verzichtet werden kann, da eine Versorgung von mit Niederspannung betriebenen Verbrauchern aus der weiteren Hochvoltbatterie erfolgt.
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Alternativ kann für das Niederspannungsnetz erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen sein, dass es wenigstens eine Niederspannungsbatterie, insbesondere eine 12 Volt-Batterie, umfasst. Die Niederspannungsbatterie kann dabei wiederaufladbar oder nicht wiederaufladbar ausgeführt sein und dient zu einer Energieversorgung des Niederspannungsnetzes bei Ausfall oder bei vollständiger Entladung der weiteren Hochvoltbatterie. Auf diese Weise können die an das Niederspannungsnetz des Kraftfahrzeugs angeschlossenen Verbraucher auch betrieben werden, wenn die weitere Hochvoltbatterie, beispielsweise aufgrund eines Defekts, ausgefallen ist oder vollständig entladen wurde.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Nebenaggregateanordnung wenigstens einen Zuheizer und/oder wenigstens einen Klimakompressor umfasst. Der Zuheizer kann beispielsweise dazu dienen, einen Innenraum des Kraftfahrzeuges zu erwärmen. Die Nebenaggregateanordnung kann auch einen Klimakompressor umfassen, welcher beispielsweise für den Betrieb einer den Innenraum des Kraftfahrzeugs kühlenden Klimaanlage eingesetzt wird. Sowohl für den Zuheizer als auch für den Kompressor kann dabei in bevorzugter Weise vorgesehen sein, dass sie direkt mit der Nennspannung der weiteren Hochvoltbatterie betreibbar sind.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die weitere Hochvoltbatterie eine geringere Speicherkapazität aufweist als die Traktions-Hochvoltbatterie. In bevorzugter Weise sind die Kapazität der Traktions-Hochvoltbatterie sowie die Kapazität der weiteren Hochvoltbatterie derart aufeinander abgestimmt, dass die weitere Hochvoltbatterie genug Energie enthält, um den Betrieb des Nebenaggregates beziehungsweise der Nebenaggregateanordnung während der gesamten Zeit zu ermöglichen, die das Kraftfahrzeug aufgrund der Kapazität der Traktions-Hochvoltbatterie betrieben werden kann. Dies ermöglicht es, dass die weitere Hochvoltbatterie gleichzeitig mit der Traktion-Hochvoltbatterie geladen werden kann, wodurch zusätzliche Ladevorgänge zwischen den Ladevorgängen zum Laden der Traktions-Hochvoltbatterie vermieden werden. Die geringere Speicherkapazität der weiteren Hochvoltbatterie, verglichen mit der Traktions-Hochvoltbatterie, hat weiterhin eine geringere Baugröße der weiteren Hochvoltbatterie zur Folge, was insbesondere die Ausführung der weiteren Hochvoltbatterie und der Nebenaggregateanordnung als ein Bauteil vereinfacht. Insbesondere kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die weitere Hochvoltbatterie zwar eine geringere Speicherkapazität aufweist als die Traktions-Hochvoltbatterie, beide Hochvoltbatterien jedoch die gleiche Nennspannung aufweisen.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die weitere Hochvoltbatterie mit einem Ladegerät des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Dabei kann es sich insbesondere um das Ladegerät handeln, welches für das Laden der Traktions-Hochvoltbatterie des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Auf diese Weise wird das Laden einer oder beider Hochvoltbatterien durch ein Ladegerät des Kraftfahrzeugs ermöglicht. Das Ladegerät kann dabei zum Beispiel zum Laden der beiden Hochvoltbatterien durch einen Netzspannungsanschluss, insbesondere eine 230 V-Anschluss, sowie durch einen Hochspannungsanschluss und/oder zum kontaktlosen, insbesondere induktivem Laden ausgebildet sein.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, sowie
- 2 ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
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Das in 1 dargestellte Kraftfahrzeug 1 umfasst einen Traktionselektromotor 2, sowie eine Traktions-Hochvoltbatterie 3. Die in der Traktions-Hochvoltbatterie 3 gespeicherte Energie dient ausschließlich zum Betrieb des Traktionselektromotors 2. Es ist auch möglich, dass das Kraftfahrzeug 1 mehr als einen Traktionselektromotor 2 aufweist, wobei in diesem Fall alle Traktionselektromotoren durch die Traktions-Hochvoltbatterie 3 mit Energie versorgt werden. Weiterhin umfasst das Kraftfahrzeug eine weitere Hochvoltbatterie 4, welche mit einem Zuheizer 5, einem Klimakompressor 6 sowie einem Gleichspannungswandler 7 zu einem Bauteil 8 zusammengefasst wurde. Das Bauteil 8 kann dabei insbesondere einen Rahmen, ein Trägerelement und/oder ein Gehäuse umfassen, welche zur Befestigung der weiteren Hochvoltbatterie 4, des Zuheizers 5, des Klimakompressors 6 sowie des Gleichspannungswandlers 7 dient und daher deren Anordnung direkt aneinander ermöglicht. Ein Verkabelungsaufwand zur Energieversorgung des Zuheizers 5, des Klimakompressors 6 sowie des Gleichspannungswandler 7 wird dadurch aufgrund der räumlichen Nähe zu der weiteren Hochvoltbatterie 4 gering gehalten. Das Bauteil 8 kann zusätzlich weitere Nebenaggregate, insbesondere Nebenaggregate, welche direkt durch die Nennspannung der weiteren Hochvoltbatterie 4 betrieben werden können, umfassen.
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2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Zum Laden der Traktions-Hochvoltbatterie 3 sowie der weiteren Hochvoltbatterie 4 sind ein Ladenetzverteiler 9 sowie ein Ladegerät 10 vorgesehen. Der Ladenetzverteiler 9 kann dabei mit einer oder mehreren Ladedosen des Kraftfahrzeugs 1 verbunden sein und dient dazu, das Ladegerät 10 mit elektrischer Energie zu versorgen. Das Ladegerät 10 kann zusätzlich davon eine Vorrichtung zum induktiven Laden umfassen.
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Der mit der weiteren Hochvoltbatterie 4 verbundene Gleichspannungswandler 7 der Baueinheit 8 ist weiterhin mit einem Niederspannungsnetz 11 des Kraftfahrzeugs 1 verbunden. Bei dem Niederspannungsnetz kann es sich beispielsweise um ein 12 V-Netz oder ein 24 V-Netz handeln. Die über das Niederspannungsnetz 11 versorgten Komponenten des Kraftfahrzeugs 1 werden hierbei ebenfalls durch Energie betrieben, welche in der weiteren Hochvoltbatterie 4 gespeichert ist, wobei der Gleichspannungswandler 7 die Hochvoltnennspannung der weiteren Hochvoltbatterie 4 auf den Wert der Niederspannung des Niederspannungsnetzes 11 herabsetzt. Auf eine zusätzliche Niederspannungsbatterie im Kraftfahrzeug zur Versorgung des Niederspannungsnetzes, beispielsweise einen 12 Volt-Bleiakkumulator oder einen 24 Volt-Bleiakkumulator, kann dadurch verzichtet werden. Alternativ kann das Niederspannungsnetz 11 zusätzlich eine Niederspannungsbatterie 12 umfassen (hier gestrichelt dargestellt). Die Niederspannungsbatterie 12 kann dabei wiederaufladbar oder nicht wiederaufladbar ausgeführt sein und dient zu einer Energieversorgung des Niederspannungsnetzes 11 bei Ausfall oder bei vollständiger Entladung der weiteren Hochvoltbatterie 4. Durch die Niederspannungsbatterie 12 wird eine Versorgung der an das Niederspannungsnetz 11 angeschlossenen Komponenten des Kraftfahrzeugs 1 ermöglicht, auch wenn keine elektrische Energie aus der weiteren Hochvoltbatterie 4 mehr zur Verfügung steht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016102827 A1 [0003]
- DE 112013003274 T5 [0004]
- DE 112015001104 T5 [0005]
