DE102019006431A1 - Anlage mit Ladegerät - Google Patents

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DE102019006431A1
DE102019006431A1 DE102019006431.3A DE102019006431A DE102019006431A1 DE 102019006431 A1 DE102019006431 A1 DE 102019006431A1 DE 102019006431 A DE102019006431 A DE 102019006431A DE 102019006431 A1 DE102019006431 A1 DE 102019006431A1
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supply voltage
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Sven Knaus
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SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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Abstract

Anlage mit Ladegerät, insbesondere mit stationär angeordnetem Ladegerät, und Fahrzeug,wobei das Fahrzeug einen Verbraucher, insbesondere Antrieb, aufweist und einen ersten Energiespeicher sowie einen zweiten Energiespeicher,wobei der erste Energiespeicher zum zweiten Energiespeicher mittels einer Schalteranordnung des Fahrzeugs parallel schaltbar ist zum Beladen der beiden Energiespeicher aus dem Ladegerät,wobei der erste Energiespeicher zum zweiten Energiespeicher beim Fahrbetrieb des Fahrzeugs mittels der Schalteranordnung in Reihe schaltbar ist zur Bereitstellung einer ersten Versorgungsspannung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anlage mit Ladegerät.
  • Aus der DE 10 2016 008 052 A1 ist eine Anlage mit einem stationär angeordneten Ladegerät und ein Fahrzeug mit einem Antrieb und Energiespeichern bekannt.
  • Es ist allgemein bekannt, dass ein Fahrzeug mit Energiespeichern bestückbar ist, wobei diese zeitweise beladen werden müssen.
  • Aus der Elektronik ist allgemein bekannt, dass von einem Vergleichsmittel, insbesondere Komparator, ein Spannungssignal mit einem Schwellwert, also Schwellenwert, insbesondere also threshold, verglichen wird, um als Ausgangsspannung abhängig vom Ergebnis des Vergleichs eine erste oder zweite Spannung herauszugeben.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage mit erhöhter Sicherheit weiterzubilden.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Anlage nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Anlage mit Ladegerät, insbesondere mit stationär angeordnetem Ladegerät, und Fahrzeug, sind, dass das Fahrzeug einen Verbraucher, insbesondere Antrieb, aufweist und einen ersten Energiespeicher sowie einen zweiten Energiespeicher,
    wobei der erste Energiespeicher zum zweiten Energiespeicher mittels einer Schalteranordnung des Fahrzeugs parallel schaltbar ist zum Beladen der beiden Energiespeicher aus dem Ladegerät,
    wobei der erste Energiespeicher zum zweiten Energiespeicher beim Fahrbetrieb des Fahrzeugs mittels der Schalteranordnung in Reihe schaltbar ist zur Bereitstellung einer ersten Versorgungsspannung,
    insbesondere wobei der Verbraucher aus der Reihenschaltung versorgbar ist.
  • Von Vorteil ist dabei, dass die Beladung des Energiespeichers mit einer anderen, insbesondere niedrigeren, Spannung erfolgen kann als die erste Versorgungsspannung, also die vom Verbraucher benötigte Nennspannung. Somit ist mittels der Schalteranordnung ein Umschalten von Reihenschaltung auf Parallelschaltung ausführbar, so dass beim Fahrbetrieb eine andere Spannung als beim Ladebetrieb verwendbar ist. Da beim Beladen nur eine Kleinspannung verwendbar ist, ist die Sicherheit erhöht. Denn der metallisch blanke Ladekontakt bedarf keiner zusätzlichen Isolation.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Enegiespeicher aus einer Reihenschaltung und/oder Parallelschaltung von Batteriemodulen oder Akkumulatormodulen zusammengesetzt,
    und/oder
    der zweite Enegiespeicher ist aus einer Reihenschaltung und/oder Parallelschaltung von Batteriemodulen oder Akkumulatormodulen zusammengesetzt. Von Vorteil ist dabei, dass jeder Energiespeicher eine höhere Nennspannung aufweist als die ihn zusammen bildenden einzelnen Module.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine erste Versorgungseinheit aus der ersten Versorgungsspannung versorgbar,
    wobei die erste Versorgungseinheit an ihrem Ausgang eine zweite Versorgungsspannung, insbesondere 24 Volt, einer Steuerung des Fahrzeugs zur Verfügung stellt, wenn die erste Versorgungsspannung am Eingang der ersten Versorgungseinheit anliegt,
    wobei der Ausgang einer zweiten Versorgungseinheit dem Ausgang der ersten Versorgungseinheit parallelgeschaltet ist, so dass auch von der zweiten Versorgungseinheit die zweite Versorgungsspannung, insbesondere 24 Volt, der Steuerung des Fahrzeugs zur Verfügung stellbar ist, wenn die zweite Versorgungseinheit an ihrem Eingang versorgt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die zweite Versorgungsspannung redundant bereit stellbar ist. Insbesondere ist somit beim Wegschalten einer der beiden Versorgungseinheiten die jeweils andere noch in der Lage, die zweite Versorgungsspannung bereit stellen zu können. Somit ist eine ununterbrochene Bereitstellung der zweiten Versorgungsspannung erreichbar. Dabei ist auch von Vorteil, dass die jeweilige Versorgungseinheit mit einer jeweils unterschiedlichen Versorgungsspannung speisbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Ladegerät ein Mittel, insbesondere einen Komparator oder einen Schmitt-Trigger mit eingangsseitiger Spannungsteilerschaltung, zum Vergleichen der an einem Ladekontakt anliegenden Spannung mit einem Schwellwert, also Schwellenwert, insbesondere also threshold, auf, wobei der Ausgang des Mittels über ein Verzögerungsmittel mit einem Mittel zur Bereitstellung einer Ladespannung, insbesondere dritten Versorgungsspannung, verbunden ist,
    insbesondere so, dass eine Verzögerungszeitspanne nach dem Überschreiten des Schwellwerts die Ladespannung am Ladekontakt bereitgestellt wird. Von Vorteil ist dabei, dass das Ladegerät erst nach einer Zeitspanne die Ladespannung zur Verfügung stellt und somit noch ausreichend Zeit ist, die Reihenschaltung der beiden Energiespeicher in eine Parallelschaltung umzuschalten, welche dann beladen wird aus dem Ladegerät.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ladespannung, insbesondere dritte Versorgungsspannung, kleiner als die erste Versorgungsspannung und größer als die erste Versorgungsspannung. Von Vorteil ist dabei, dass mit einer ungefährlichen Spannung, insbesondere weniger als 50 Volt, insbesondere 48 Volt, die Beladung ausführbar ist und somit der Ladekontakt keines besonderen Isolationsschutzes bedarf. Die Kontaktierung des Ladegeräts ist also frei in der Anlage anordenbar, ohne dass besondere Schutzmaßnahmen getroffen werden müssen. Die beim Fahren die Antriebe versorgende erste Versorgungsspannung ist größer als die Ladespannung und somit müssen die elektrischen Leitungen mit einem entsprechenden Isolationsschutz versehen werden, wobei aber große Leistungen mit flexiblen Leitungen transportierbar sind. Insbesondere müssen also keine Stromschienen verwendet werden, sondern es sind flexible Leitungen verwendbar.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Fahrzeug auf eine Position fahrbar, bei welcher das Ladegerät über den Ladekontakt elektrisch verbunden ist mit dem Eingang der zweiten Versorgungseinheit. Von Vorteil ist dabei, dass beim Kontaktieren des Ladekontaktes die zweite Versorgungseinheit versorgbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Schalteranordnung einen ersten und einen zweiten steuerbaren Schalter auf, mit welchen das obere und untere Potential des ersten Energiespeichers mit dem Eingang der zweiten Versorgungseinheit und/oder mit dem Ladekontakt verbindbar oder davon abtrennbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine unterbrechungsfreie Versorgung der Steuerung mit einer zweiten Versorgungsspannung in einfacher Weise ermöglicht ist. Außerdem ist die zweite Versorgungseinheit entweder aus dem ersten Energiespeicher oder aus dem Ladegerät versorgbar.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Schalteranordnung einen dritten steuerbaren Schalter und einen vierten steuerbaren Schalter auf,
    wobei in einer ersten Schalterstellung des dritten Schalters und in einer ersten Schalterstellung des vierten Schalters der zweite Energiespeicher dem ersten Energiespeicher parallelgeschaltet ist,
    wobei in einer zweiten Schalterstellung des dritten Schalters eine Reihenschaltung des ersten Energiespeichers und zweiten Energiespeichers bewirkt ist, insbesondere das untere Potential des zweiten Energiespeichers mit dem oberen Potential des ersten Energiespeichers verbunden ist,
    wobei in einer zweiten Schalterstellung des vierten Schalters das obere Potential des zweiten Energiespeichers mit einem Kontakt des Eingangs der ersten Versorgungseinheit verbunden ist,
    wobei der andere Kontakt des Eingangs der ersten Versorgungseinheit mit dem unteren Potential des ersten Energiespeichers verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass aus der hohen ersten Versorgungsspannung die zweite Versorgungsspannung erzeugbar ist aber auch aus der Ladespannung beziehungswiese am ersten Energiespeicher verfügbaren Spannung die zweite Versorgungsspannung erzeugbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Versorgungsspannung dem Verbraucher über einen steuerbaren Schützschalter zuführbar oder ist von dem Verbraucher mittels des steuerbaren Schützschalters abtrennbar. Von Vorteil ist dabei, dass die Sicherheit erhöht ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Verbraucher einen Wechselrichter auf, zur Versorgung eines elektrischen Antriebsmotors des Fahrzeugs. Von Vorteil ist dabei, dass das Fahrzeug drehzahlgeregelt antreibbar ist, also die Geschwindigkeit regelbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Versorgungsspannung als Potentialdifferenz zwischen dem oberen Potential des zweiten Energiespeichers und dem unteren Potential des ersten Energiespeichers bereit stellbar. Von Vorteil ist dabei, dass eine Spannungsversorgung in einfacher Weise bereit stellbar ist.
  • Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben einer Anlage sind, dass die Anlage ein stationär angeordnetes Ladegerät und ein Fahrzeug aufweist,
    wobei das Fahrzeug einen Verbraucher, insbesondere Antrieb, aufweist und einen ersten Energiespeicher sowie einen zweiten Energiespeicher,
    wobei in einem ersten Verfahrensschritt das Fahrzeug an eine Position fährt, an welcher ein Ladekontakt des Fahrzeugs mit dem Ladegerät elektrisch verbunden wird, insbesondere in Kontaktverbindung gebracht wird und/oder ein erster und ein zweiter steuerbarer Schalter jeweils geschlossen ist, so dass die am ersten Energiespeicher anliegende Spannung über den Ladekontakt dem Ladegerät zugeführt wird,
    wobei in einem darauf nachfolgenden zweiten Verfahrensschritt der zweite Energiespeicher dem ersten Energiespeicher parallel zugeschaltet wird, insbesondere indem ein dritter und ein vierter steuerbarer Schalter in eine erste Schalterstellung gebracht werden.
    wobei in einem darauf nachfolgenden dritten Verfahrensschritt, insbesondere welcher um eine Verzögerungszeitspanne eines Verzögerungsmittels des Ladegeräts von der Kontaktierung des Ladekontakts zeitlich beabstandet ist, der erste und zweite Energiespeicher vom Ladegerät aufgeladen werden und/oder die vom Ladegerät bereit gestellte Ladespannung die Parallelschaltung aus erstem und zweitem Energiespeicher speist, insbesondere zur Beladung der beiden Energiespeicher.
  • Von Vorteil ist dabei, dass der Ladekontakt mit einer Klein- oder Niederspannung betreibbar ist und somit nicht besonders zu isolieren ist. Außerdem ist die Beladung mit einer niedrigeren Spannung ermöglicht als beim Fahrbetrieb verwendet wird.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im ersten Verfahrensschritt der Eingang einer zweiten Versorgungseinheit mit dem Ladekontakt verbunden und wird somit vom ersten Energiespeicher und/oder vom Ladegerät gespeist,
    wobei die zweite Versorgungseinheit eine zweite Versorgungsspannung einer Steuerung zur Verfügung stellt, wenn es gespeist wird,
    wobei im ersten Verfahrensschritt eine erste Versorgungseinheit die zweite Versorgungsspannung ebenfalls der Steuerung zur Verfügung stellt, bevor erster und zweiter Energiespeicher parallelgeschaltet werden. Von Vorteil ist dabei, dass die Beladung mit einer Klein- oder Niederspannung erfolgen kann, so dass der Ladekontakt nicht besonders isoliert werden muss. Der Verbraucher wird jedoch von den aufgeladenen Energiespeichern im Fahrbetrieb mit einer höheren Spannung als die Klein- oder Niederspannung versorgt.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung stellt im zweiten und dritten Verfahrensschritt die zweite Versorgungseinheit aber nicht die erste Versorgungseinheit die zweite Versorgungsspannung der Steuerung zur Verfügung. Von Vorteil ist dabei, dass die Steuerung ununterbrochen speisbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird im ersten Verfahrensschritt der Verbraucher mittels eines Schütz abgetrennt. Von Vorteil ist dabei, dass zur Beladung der Verbraucher abtrennbar ist und somit die Beladung bei einer anderen Spannung ausführbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird in einem auf den dritten Verfahrensschritt nachfolgenden vierten Verfahrensschritt der zweite Energiespeicher dem ersten Energiespeicher statt parallel nun in Reihe zugeschaltet,
    insbesondere wobei die erste Versorgungseinheit die zweite Versorgungsspannung zur Verfügung stellt,
    wobei der Eingang der zweiten Versorgungseinheit abgetrennt wird von dem ersten Energiespeicher. Von Vorteil ist dabei, dass durch die Reihenschaltung eine höhere Spannung bereitstellbar ist als durch die Parallelschaltung.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
  • Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
    • In der 1 ist eine erfindungsgemäße Anlage schematisch dargestellt.
  • Wie in 1 dargestellt, weist die Anlage ein stationär angeordnetes Ladegerät 9 auf, das aus einem beispielsweise Öffentlichen Wechselspannungsversorgungsnetz gespeist ist.
  • Ein Fahrzeug, insbesondere ein fahrerloses Transportfahrzeug (FTS), intralogistisches Assistenzsystem und/oder automatisch geführtes Fahrzeug (AGV), weist einen elektromotorischen Antrieb auf.
  • Dieser Antrieb ist bevorzugt durch Synchronmotoren realisiert, welche Antriebsräder des Fahrzeugs antreiben. Dabei werden die Synchronmotoren aus Wechselrichtern gespeist, welche somit auch die Drehzahl der Synchronmotoren steuern oder regeln.
  • Die Wechselrichter stellen also Verbraucher 5 dar, welche mit ihrem wechselspannungsseitigen Anschluss mit dem jeweiligen Elektromotor, insbesondere Synchronmotor, verbunden sind und mit ihrem gleichspannungsseitigen Anschluss aus einer ersten Spannung, beispielhaft U1 = 96 Volt, versorgbar sind.
  • Die erste Spannung ist von einem ersten und einem zweiten Energiespeicher (B1, B2) bereit stellbar, wenn der erste Energiespeicher B1 und der zweite Energiespeicher B2 in Reihe geschaltet sind.
  • Mittels einer ersten Versorgungseinheit 7 wird aus der ersten Spannung U1 eine zweite Versorgungsspannung, beispielhaft U2 = 24 Volt, erzeugt. Diese zweite Versorgungsspannung bleibt erfindungsgemäß stets erhalten und versorgt eine Steuerung, welche wiederum eine in 1 dargestellte Schalteranordnung steuert.
  • Diese Schalteranordnung ist derart aufgebaut, dass sie statt der Reihenschaltung der beiden Enegiespeicher B1 und B2 eine Parallelschaltung bewirken kann.
  • Der erste Energiespeicher B1 ist vorzugsweise als Reihenschaltung von mehreren, insbesondere von vier, Batterien oder Akkumulatoren ausgeführt, insbesondere wobei jede der Batterien oder jeder der Akkumulatoren eine Nennspannung von 12 Volt aufweist.
  • Der erste Energiespeicher B2 ist vorzugsweise als Reihenschaltung von mehreren, insbesondere von vier, Batterien oder Akkumulatoren ausgeführt, insbesondere wobei jede der Batterien oder jeder der Akkumulatoren eine Nennspannung von 12 Volt aufweist.
  • Das Fahrzeug ist in der Anlage selbsttätig verfahrbar, wobei die Steuerung den Antrieb entsprechend ansteuert.
  • Somit ist das Fahrzeug zu einem Ladekontakt 10 hinfahrbar, so dass eine elektrische Verbindung mit dem Ladegerät 9 herstellbar ist und auf diese Weise auch eine Beladung der Energiespeicher (B1, B2). Jeder der Energiespeicher benötigt eine Ladespannung U3, welche vom Ladegerät 9 über den Ladekontakt 10 bereitstellbar ist.
  • Aus dieser vom Ladegerät 9 bereitstellbaren Ladespannung U3, die hier auch als dritte Versorgungsspannung U3 bezeichnet wird und auch Nennspannung der Enegiespeicher B1 und B2 ist, wird auch eine zweite Versorgungseinheit 8 gespeist, welche ebenfalls die zweite Versorgungsspannung, beispielhaft U2 = 24 Volt, erzeugt. Da die Ausgänge der beiden Versorgungseinheiten 7 und 8 parallelgeschaltet sind, ist die zweite Versorgungsspannung immer dann bereitgestellt, wenn zumindest eine der Versorgungseinheiten 7 oder 8 eingangsseitig gespeist werden.
  • Die Schalteranordnung weist einen ersten steuerbaren Schalter 1 auf, welcher das obere Potential der dritten Versorgungsspannung abtrennt oder verbindet mit dem oberen Potential des ersten Energiespeichers B1.
  • Die Schalteranordnung weist einen zweiten steuerbaren Schalter 2 auf, welcher das untere Potential der dritten Versorgungsspannung abtrennt oder verbindet mit dem unteren Potential des zweiten Energiespeichers B2.
  • Die Schalteranordnung weist einen dritten steuerbaren Schalter 3 auf, welcher das untere Potential des zweiten Energiespeichers B2 abhängig vom Schaltzustand des dritten Schalters 3 entweder mit dem unteren Potential des zweiten Energiespeichers B2 verbindet oder mit dem oberen Potential des ersten Energiespeichers B1.
  • Die Schalteranordnung weist einen vierten steuerbaren Schalter 4 auf, welcher das obere Potential des zweiten Energiespeichers B2 abhängig vom Schaltzustand des vierten Schalters 4 entweder mit dem oben Potential des ersten Energiespeichers B1 verbindet oder mit einem ersten Eingang der ersten Versorgungseinheit 7.
  • Der zweite Eingang der ersten Versorgungseinheit 7 ist mit dem unteren Potential des ersten Energiespeichers B1 verbunden.
  • Das obere Potential des zweiten Energiespeichers B2 und das untere Potential des ersten Energiespeichers B1 werden über den steuerbaren Schütz 6 dem Verbraucher 5, insbesondere Antrieb, zugeführt.
  • Das Ladegerät 9 arbeitet in der Weise, dass nur dann eine Ladespannung dem Ladekontakt 10 bereitgestellt wird, wenn über den Ladekontakt 10 eine Mindestspannung für eine Mindestzeit, beispielsweise fünf bis zehn Sekunden, angelegt wird. Erst nach Detektion dieser Mindestspannung und Abwartens der Zeitspanne stellt das Ladegerät 9 die von ihm erzeugte Ladespannung bereit.
  • Somit ist bei geeignet gewählter Schaltfolge der Schalter (1, 2, 3, 4) zum Laden eine Parallelschaltung der Energiespeicher B1 und B2 vom Ladegerät beladbar und nach Beendigung des Beladens eine Reihenschaltung der beiden Energiespeicher B1 und B2 dem Verbraucher 5, insbesondere Antrieb, zu dessen Versorgung bereitstellbar.
  • Während der Betätigung der Schalter (1, 2, 3, 4) ist trotzdem stets die Bereitstellung der zweiten Versorgungsspannung U2 ohne Unterbrechung verfügbar.
  • Gemäß der obengenannten Funktionsweise des Ladegeräts 9 weist das Ladegerät 9 ein Mittel zur Detektion der Spannung auf, insbesondere also einen Schmitt-Trigger, welcher das Überschreiten der am Ladekontakt anliegenden Mindestspannung detektiert- Außerdem wiest das Ladegerät 9 ein Verzögerungsmittel auf, welches das Ausgangssignal des Mittels zur Detektion der Spannung zeitlich verzögert weiterleitet an ein Mittel zur Bereitstellung der Ladespannung.
  • Beim selbsttätigen Bewegen des Fahrzeugs ist der steuerbare Schütz 6 geschlossen und somit der Verbraucher 5 mit der ersten Versorgungsspannung U1 versorgt.
  • Nach Erreichen der Position zum Laden und somit nach Herstellen des elektrischen Kontaktes des Ladekontaktes 10 werden nacheinander der erste und der zweite Schalter (1, 2) geschlossen, so dass also die Spannung des ersten Energiespeichers B1 am Ladekontakt anliegt und die zweite Versorgungseinheit 8 zur ersten Versorgungseinheit 7 zu geschaltet wird. Somit ist die zweite Versorgungsspannung U2 redundant zur Verfügung gestellt.
  • Außerdem wird der steuerbare Schütz 6 geöffnet, so dass dem Verbraucher 5 keine Spannung für seine Leistungsversorgung mehr zur Verfügung gestellt wird.
  • Innerhalb der Verzögerungszeit des Verzögerungsmittels, insbesondere Verzögerungsglieds, werden aber auch der dritte und dann der vierte Schalter (3, 4) umgeschaltet, so dass dann die beiden Energiespeicher B1 und B2 parallelgeschaltet statt in Reihe geschaltet sind. Dem steuerbaren Schütz 6 wird somit auch keine Spannung mehr zur Verfügung gestellt. Ebenso wird der ersten Versorgungseinheit 7 keine Spannung mehr zugeführt. Trotzdem bleibt aber die zweite Versorgungsspannung U2 aufrechterhalten, da die zweite Versorgungseinheit 8 noch versorgt ist aus dem ersten Energiespeicher B1 und von dem zweiten, parallel zugeschalteten zweiten Energiespeicher B2.
  • Sobald das Ladegerät dann die Ladespannung zur Verfügung stellt, beginnt die Beladung der beiden Energiespeicher B1 und B2.
  • Zur Beendigung des Beladens wird zunächst wiederum der erste und dann der zweite Schalter geöffnet. Trotzdem bleibt die zweite Versorgungseinheit 8 noch weiter versorgt, da das Ladegerät noch die Ladespannung, also die zweite Versorgungsspannung U2 zur Verfügung stellt.
  • Durch nachfolgendes Umschalten des dritten und dann vierten Schalters (3, 4) wird der zweite Energiespeicher B2 aus der Parallelschaltung herausgenommen und in Reihe zugeschaltet, wobei dann die erste Versorgungsspannung dem steuerbaren schütz 6 und der ersten Versorgungseinheit 7 zur Verfügung gestellt wird. Auf diese Weise ist somit die zweite Versorgungsspannung U2 redundant zur Verfügung, bis der steuerbare Schütz 6 geschlossen wird und somit der Verbraucher 5, insbesondere Antrieb, mit Leistung versorgt ist. Das Fahrzeug kann nun seine Position verlassen, wobei dann der Ladekontakt 10 abgetrennt wird und somit die zweite Versorgungsspannung nur von der ersten Versorgungseinheit 7 zur Verfügung gestellt wird. Dem Verbraucher ist durch die Reihenschaltung der Energiespeicher B1 und B2 die erste Versorgungsspannung zur Verfügung gestellt.
  • Die erste Versorgungsspannung U1, die zweite U2 Versorgungsspannung und die dritte Versorgungsspannung U3 sind jeweils Gleichspannungen.
  • Beispielsweise beträgt die erste Versorgungsspannung U1 etwa 96 Volt, die zweite Versorgungsspannung U2 etwa 24 Volt und die dritte Versorgungsspannung U3 dann etwa 48 Volt.
  • Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind mehrere Energiespeicher vorgesehen, wobei die Schalteranordnung dann derart viele Schalter aufweist, dass zum Beladen alle Energiespeicher miteinander parallelgeschaltet sind. Beim Fahren des Fahrzeugs sind jedoch alle Energiespeicher in Reihe geschaltet.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    erster steuerbarer Schalter
    2
    zweiter steuerbarer Schalter
    3
    dritter steuerbarer Schalter
    4
    vierter steuerbarer Schalter
    5
    Verbraucher, insbesondere Antrieb
    6
    steuerbarer Schütz, insbesondere steuerbarer Schützschalter
    7
    erste Versorgungseinheit
    8
    zweite Versorgungseinheit
    9
    Ladegerät
    10
    Ladekontakt
    U1
    erste Versorgungsspannung, insbesondere für den Verbraucher 5
    U2
    zweite Versorgungsspannung, insbesondere für Kleinspannungsgeräte
    U3
    dritte Versorgungsspannung, insbesondere vom Ladespannung
    B1
    erster Energiespeicher, insbesondere Akkumulator
    B2
    zweiter Energiespeicher, insbesondere Akkumulator
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102016008052 A1 [0002]

Claims (16)

  1. Anlage mit Ladegerät, insbesondere mit stationär angeordnetem Ladegerät, und Fahrzeug, wobei das Fahrzeug einen Verbraucher, insbesondere Antrieb, aufweist und einen ersten Energiespeicher sowie einen zweiten Energiespeicher, wobei der erste Energiespeicher zum zweiten Energiespeicher mittels einer Schalteranordnung des Fahrzeugs parallel schaltbar ist zum Beladen der beiden Energiespeicher aus dem Ladegerät, wobei der erste Energiespeicher zum zweiten Energiespeicher beim Fahrbetrieb des Fahrzeugs mittels der Schalteranordnung in Reihe schaltbar ist zur Bereitstellung einer ersten Versorgungsspannung, insbesondere wobei der Verbraucher aus der Reihenschaltung versorgbar ist.
  2. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Enegiespeicher aus einer Reihenschaltung und/oder Parallelschaltung von Batteriemodulen oder Akkumulatormodulen zusammengesetzt ist, und/oder dass der zweite Enegiespeicher aus einer Reihenschaltung und/oder Parallelschaltung von Batteriemodulen oder Akkumulatormodulen zusammengesetzt ist.
  3. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Versorgungseinheit aus der ersten Versorgungsspannung versorgbar ist, wobei die erste Versorgungseinheit an ihrem Ausgang eine zweite Versorgungsspannung, insbesondere 24 Volt, einer Steuerung des Fahrzeugs zur Verfügung stellt, wenn die erste Versorgungsspannung am Eingang der ersten Versorgungseinheit anliegt, wobei der Ausgang einer zweiten Versorgungseinheit dem Ausgang der ersten Versorgungseinheit parallelgeschaltet ist, so dass auch von der zweiten Versorgungseinheit die zweite Versorgungsspannung, insbesondere 24 Volt, der Steuerung des Fahrzeugs zur Verfügung stellbar ist, wenn die zweite Versorgungseinheit an ihrem Eingang versorgt ist.
  4. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladegerät ein Mittel, insbesondere einen Komparator oder einen Schmitt-Trigger mit eingangsseitiger Spannungsteilerschaltung, zum Vergleichen der an einem Ladekontakt anliegenden Spannung mit einem Schwellwert aufweist, wobei der Ausgang des Mittels über ein Verzögerungsmittel mit einem Mittel zur Bereitstellung einer Ladespannung, insbesondere dritten Versorgungsspannung, verbunden ist, insbesondere so, dass eine Verzögerungszeitspanne nach dem Überschreiten des Schwellwerts die Ladespannung am Ladekontakt bereitgestellt wird.
  5. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladespannung, insbesondere dritte Versorgungsspannung, kleiner als die erste Versorgungsspannung und größer als die erste Versorgungsspannung ist.
  6. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug auf eine Position fahrbar ist, bei welcher das Ladegerät über den Ladekontakt elektrisch verbunden ist mit dem Eingang der zweiten Versorgungseinheit.
  7. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteranordnung einen ersten und einen zweiten steuerbaren Schalter aufweist, mit welchen das obere und untere Potential des ersten Energiespeichers mit dem Eingang der zweiten Versorgungseinheit und/oder mit dem Ladekontakt verbindbar oder davon abtrennbar ist.
  8. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteranordnung einen dritten steuerbaren Schalter und einen vierten steuerbaren Schalter aufweist, wobei in einer ersten Schalterstellung des dritten Schalters und in einer ersten Schalterstellung des vierten Schalters der zweite Energiespeicher dem ersten Energiespeicher parallelgeschaltet ist, wobei in einer zweiten Schalterstellung des dritten Schalters eine Reihenschaltung des ersten Energiespeichers und zweiten Energiespeichers bewirkt ist, insbesondere das untere Potential des zweiten Energiespeichers mit dem oberen Potential des ersten Energiespeichers verbunden ist, wobei in einer zweiten Schalterstellung des vierten Schalters das obere Potential des zweiten Energiespeichers mit einem Kontakt des Eingangs der ersten Versorgungseinheit verbunden ist, wobei der andere Kontakt des Eingangs der ersten Versorgungseinheit mit dem unteren Potential des ersten Energiespeichers verbunden ist.
  9. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Versorgungsspannung dem Verbraucher über einen steuerbaren Schützschalter zuführbar ist oder von dem Verbraucher mittels des steuerbaren Schützschalters abtrennbar ist.
  10. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher einen Wechselrichter aufweist, zur Versorgung eines elektrischen Antriebsmotors des Fahrzeugs.
  11. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Versorgungsspannung als Potentialdifferenz zwischen dem oberen Potential des zweiten Energiespeichers und dem unteren Potential des ersten Energiespeichers bereit stellbar ist.
  12. Verfahren zum Betreiben einer Anlage, insbesondere nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Anlage ein stationär angeordnetes Ladegerät und ein Fahrzeug aufweist, wobei das Fahrzeug einen Verbraucher, insbesondere Antrieb, aufweist und einen ersten Energiespeicher sowie einen zweiten Energiespeicher, wobei in einem ersten Verfahrensschritt das Fahrzeug an eine Position fährt, an welcher ein Ladekontakt des Fahrzeugs mit dem Ladegerät elektrisch verbunden wird, insbesondere in Kontaktverbindung gebracht wird und/oder ein erster und ein zweiter steuerbarer Schalter jeweils geschlossen ist, so dass die am ersten Energiespeicher anliegende Spannung über den Ladekontakt dem Ladegerät zugeführt wird, wobei in einem darauf nachfolgenden zweiten Verfahrensschritt der zweite Energiespeicher dem ersten Energiespeicher parallel zugeschaltet wird, insbesondere indem ein dritter und ein vierter steuerbarer Schalter in eine erste Schalterstellung gebracht werden. wobei in einem darauf nachfolgenden dritten Verfahrensschritt, insbesondere welcher um eine Verzögerungszeitspanne eines Verzögerungsmittels des Ladegeräts von der Kontaktierung des Ladekontakts zeitlich beabstandet ist, der erste und zweite Energiespeicher vom Ladegerät aufgeladen werden und/oder die vom Ladegerät bereit gestellte Ladespannung die Parallelschaltung aus erstem und zweitem Energiespeicher speist, insbesondere zur Beladung der beiden Energiespeicher.
  13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Verfahrensschritt der Eingang einer zweiten Versorgungseinheit mit dem Ladekontakt verbunden ist und somit vom ersten Energiespeicher und/oder vom Ladegerät gespeist wird, wobei die zweite Versorgungseinheit eine zweite Versorgungsspannung einer Steuerung zur Verfügung stellt, wenn es gespeist wird, wobei im ersten Verfahrensschritt eine erste Versorgungseinheit die zweite Versorgungsspannung ebenfalls der Steuerung zur Verfügung stellt, bevor erster und zweiter Energiespeicher parallelgeschaltet werden.
  14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten und dritten Verfahrensschritt die zweite Versorgungseinheit aber nicht die erste Versorgungseinheit die zweite Versorgungsspannung der Steuerung zur Verfügung stellt.
  15. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Verfahrensschritt der Verbraucher mittels eines Schütz abgetrennt wird.
  16. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem auf den dritten Verfahrensschritt nachfolgenden vierten Verfahrensschritt, insbesondere wird der zweite Energiespeicher dem ersten Energiespeicher statt parallel nun in Reihe zugeschaltet, insbesondere wobei die erste Versorgungseinheit die zweite Versorgungsspannung zur Verfügung stellt, wobei der Eingang der zweiten Versorgungseinheit abgetrennt wird von dem ersten Energiespeicher.
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