-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Energiemanagement eines Gespanns gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, eine Steuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6 und eine Gespann- Komponente gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
-
Anhänger und Wohnwagen sind heutzutage nicht angetrieben und müssen normalerweise von einem Zugfahrzeug mitgeschleppt werden. Anwendungen mit angetriebenen Anhängern findet man heute bei LKW im Baustelleneinsatz, Traktoren mit Anhängern und am Campingmarkt. Die Wohnwagen sind schwer und belasten deswegen das Fahrzeug. Besonders für Elektro-Fahrzeuge sind diese problematisch, weil hier die einhergehende Reichweitenreduzierung und der damit verbundene Bedarf an Ladeinfrastruktur und Zeit zu beachten sind.
-
Aus
WO 2017/153413 A1 sind eine Antriebseinheit und ein Antriebsverfahren für einen Hilfsantrieb eines Fahrzeugs, z. B. eines Anhängers, bekannt. Die Antriebseinheit weist ein der Achse zugeordnetes Antriebsmittel und einen sich entlang des Radschwinghebels erstreckenden Antriebsstrang auf. Das Antriebsmittel ist z. B. als Elektromotor ausgeformt. Der Antriebsstrang ist z. B. als Getriebestrang ausgebildet. Die Antriebseinheit kann eine Aktivierungseinrichtung zum bedarfsweisen Aktivieren und Deaktivieren einer Antriebsverbindung mit dem Fahrzeugrad aufweisen. Hierdurch kann bei einem anderweitigen Antrieb des Fahrzeugrads, z. B. im Fahr- und Gespannbetrieb eines Anhängers, die Antriebsverbindung deaktiviert werden, um die Antriebseinheit zu entlasten und zu schützen. Die Aktivierungseinrichtung kann die Antriebsverbindung vorzugsweise gesteuert aktivieren und deaktivieren. Sie kann hierbei in einen Fahrbetrieb, einen Freilaufbetrieb und eine Blockierstellung für eine Wegfahrsperre geschaltet werden. Mehrere Antriebseinheiten können zu dem Hilfsantrieb für ein Fahrzeug zusammengefasst werden. Sie können einzeln oder gemeinsam von einer Steuerung beaufschlagt werden sowie ggf. einzeln oder gemeinsam aktiviert oder deaktiviert werden. Sie können außerdem einzeln oder gemeinsam von einer Betätigungseinrichtung, insbesondere einer drahtlosen Fernbedienung, betätigt und gesteuert werden. Diese Fernbedienung kann z.B. ein Smartphone, Tablet o. ä. sein, so dass ein Betrieb mit Apps ermöglicht ist. Mit getrennten linken und rechten Antriebseinheiten an dem Fahrzeug kann ein besonders komfortabler Fahr- und Rangierbetrieb erfolgen. Hierbei können die Antriebseinheiten und ihre jeweils eigenen Antriebsmittel selektiv angesteuert werden, was ein Fahren geradeaus und mit beliebigen Kurvenradien in Vorwärts- und Rückwärtsfahrt sowie ein feinfühliges Lenken des Fahrzeugs im Fahr- und Rangierbetrieb ermöglicht.
-
Die
US 2018/0086227 A1 , die als gattungsbildend angesehen wird, offenbart ein Verfahren zum Energiemanagement eines Gespanns, bestehend aus einem Zugfahrzeug und einem Anhänger, wobei das Zugfahrzeug eine batterieelektrisch angetriebene Antriebseinheit aufweist und wobei der Anhänger eine batterieelektrisch betriebene Achse aufweist.
-
DE 10 2016 010 573 A1 zeigt ein Verfahren zum Betrieb einer Achse einer Straßenfahrzeug-Zugkombination, aufweisend ein Zugfahrzeug und ein gezogenes Fahrzeug, wobei die Zugfahrzeug eine mindestens eine elektrische Antriebskomponente, einen Energiespeicher und weitere Antriebssysteme, wie beispielsweise ein zuschaltbarer Verbrennungsmotor, aufweist, wobei das gezogenes Fahrzeug eine elektrisch angetriebene Achse und einen Energiespeicher aufweist.
-
Zudem ist aus einer Presseveröffentlichung von Dethleffs GmbH & Co. KG (Presseinformation - Weltpremiere auf dem Caravan Salon: Dethleffs präsentiert den ersten e-Caravan. Isny, August 2018. S. 1-5. - Firmenschrift) ein e-Caravan bekannt. Dieser weist einen elektrischen Antrieb auf, der mittels zweier Naben-Elektromotoren, einer Steuerungselektronik und einer Hochleistungsbatterie ausgeformt ist. Die Antriebsmotoren können als Generatoren betrieben werden, so dass sich z. B. beim Bergabfahren die Batterien mittels Rekuperation wieder aufladen können.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, eine alternative Methode für ein Energiemanagement eines angetriebenen Anhängers für ein Fahrzeug vorzuschlagen.
-
Die vorliegende Erfindung schlägt ausgehend von der vorgenannten Aufgabe ein Verfahren zum Energiemanagement eines Gespanns nach Anspruch 1, eine Steuereinrichtung nach Anspruch 6 und eine Gespann- Komponente nach Anspruch 7 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
-
Bei einem Verfahren zum Energiemanagement eines Gespanns, aufweisend eine erste Gespann-Komponente und eine zweite Gespann- Komponente, wird eine Radlast jeder Gespann- Komponente ermittelt. Es wird eine Topografie einer Fahrstrecke des Gespanns ermittelt. Es wird ermittelt, welche der Gespann-Komponenten aufgrund der Topografie und aufgrund der Radlast bei einem anschließenden Abschnitt der Fahrstrecke mehr Energie rekuperieren kann. Es wird derjenige Energiespeicher derjenigen Gespann- Komponente angesteuert, bei dem aktuellen Abschnitt der Fahrstrecke Energie zu liefern, der aufgrund der Topografie und aufgrund der Radlast mittels Rekuperation schneller aufladbar ist als die entsprechend andere Gespann- Komponente. Die erste Gespann- Komponente weist eine erste Antriebseinheit und einen ersten Energiespeicher auf. Die zweite Gespann- Komponente weist eine zweite Antriebseinheit und einen zweiten Energiespeicher auf. Der erste Energiespeicher ist mit dem zweiten Energiespeicher zum Austausch von Energie verbunden.
-
Die erste Gespann-Komponente ist hierbei ein Zugfahrzeug. Dieses Zugfahrzeug kann ein PKW, eine Landmaschine, eine Baumaschine, ein LKW oder ein anderes geeignetes Zugfahrzeug sein. Die erste Gespann-Komponente weist die erste Antriebseinheit auf. Diese ist vorzugsweise elektromotorisch ausgebildet. Beispielsweise kann die erste Antriebseinheit wenigstens zwei Elektromotoren aufweisen, die motorisch aber auch generatorisch betrieben werden können. Die Elektromotoren können dabei als Radnabenmotoren oder als Zentralmotoren ausgebildet sein. Alternativ dazu kann die erste Antriebseinheit als Hybridantrieb oder als verbrennungsmotorischer Antrieb ausgebildet sein. Die erste Gespann-Komponente weist den ersten Energiespeicher auf. Dieser ist als Batterie ausgebildet. Die erste Gespann-Komponente kann beispielsweise bei einem Bremsvorgang Energie rekuperieren, die in den ersten Energiespeicher gespeist wird. Dies erfolgt, indem wenigstens ein Elektromotor der ersten Antriebseinheit generatorisch betrieben wird.
-
Die zweite Gespann-Komponente ist ein Anhänger, z. B. ein Wohnanhänger, ein LKW-Anhänger, ein Anhänger einer Landmaschine, ein Anhänger einer Baumaschine o. ä. Die zweite Gespann-Komponente weist die zweite Antriebseinheit auf. Diese ist elektromotorisch ausgebildet. Beispielsweise kann die zweite Antriebseinheit wenigstens zwei Elektromotoren aufweisen, die motorisch aber auch generatorisch betrieben werden können. Die Elektromotoren können dabei als Radnabenmotoren oder als Zentralmotoren ausgebildet sein. Die zweite Gespann-Komponente weist den zweiten Energiespeicher auf. Dieser ist als Batterie ausgebildet. Selbstverständlich kann das Gespann mehr als eine zweite Gespann-Komponente aufweisen. Die zweite Gespann-Komponente kann beispielsweise bei einem Bremsvorgang Energie rekuperieren, die in den zweiten Energiespeicher gespeist wird. Dies erfolgt, indem wenigstens ein Elektromotor der zweiten Antriebseinheit generatorisch betrieben wird.
-
Der erste Energiespeicher und der zweite Energiespeicher sind derart miteinander verbunden, dass ein Energieaustausch erfolgen kann. Das heißt, dass Energie von dem ersten Energiespeicher auf den zweiten Energiespeicher übertragen werden kann. Zu diesem Zweck kann eine Verbindung mittels Kabeln hergestellt sein. Dazu kann eine bereits vorhandene Kabelverbindung genutzt werden, die beispielsweise zur Versorgung einer Beleuchtung der zweiten Gespann-Komponente vorgesehen ist. Alternativ kann eine zusätzliche Kabelverbindung genutzt werden. Alternativ dazu kann die Verbindung kabellos sein, so dass ein induktiver Energieaustausch erfolgen kann. Wiederum alternativ dazu kann eine indirekte Verbindung hergestellt werden, bei welcher ein Rad der ersten Gespann-Komponente mit einem Rad der zweiten Gespann- Komponente verbunden ist, ähnlich einem Riementrieb. Je nachdem, welche Räder welcher Gespann-Komponente angetrieben sind, können die Räder der anderen Gespann-Komponente Energie rekuperieren.
-
Der Energie-Austausch wird mittels wenigstens einer Steuereinrichtung angesteuert, wobei entweder die erste Gespann-Komponente die Steuereinrichtung aufweist, oder die zweite Gespann-Komponente die Steuereinrichtung aufweist. Alternativ können beide Gespann-Komponenten je eine Steuereinrichtung aufweisen. Die wenigstens eine Steuereinrichtung kennt den Ladestand der jeweiligen Energiespeicher. Weist jede Gespann-Komponente eine Steuereinrichtung auf, können diese miteinander kommunizieren, um einen Energieaustausch zwischen den Energiespeichern ansteuern zu können.
-
In einem ersten Schritt des Verfahrens wird eine Radlast jeder Gespann- Komponente ermittelt. Dies kann mittels einer Sensorik erfolgen, die jede Gespann-Komponente aufweisen kann.
-
In einem zweiten Schritt wird eine Topografie einer Fahrstrecke des Gespanns ermittelt. Dies kann beispielsweise für das unmittelbare Umfeld des Gespanns mittels einer Umfeldsensorik erfolgen, die die erste Gespann-Komponente oder die zweite Gespann-Komponente oder beide Gespann-Komponenten aufweisen. Diese Umfeldsensorik kann beispielsweise als ein Radar-, Lidar-, Ultraschall-, oder Kamerasystem o. ä. ausgeformt sein. Alternativ dazu kann die Ermittlung der Topografie der Fahrstrecke des Gespanns mittels einer Abfrage einer Kartensoftware erfolgen, die beispielsweise von einer der Gespann-Komponenten genutzt wird, um die Fahrstrecke zu planen. Wiederum alternativ dazu kann die Topografie mittels einer Abfrage einer Datenbank erfolgen, die beispielsweise von einer der Gespann-Komponenten mittels C2X-Kommunikation aus einer Cloud oder von anderen Fahrzeugen abgefragt werden kann. Auch eine Kombination der Möglichkeiten ist möglich.
-
Die Topografie der Fahrstrecke ist dabei die Ausformung des Geländes der Fahrstrecke, d. h. Steigungen, Senken und Ebenen. Die Fahrstrecke ist dabei diejenige Strecke, entlang der sich das Gespann bewegt und zukünftig bewegen wird. Dabei ist der Abschnitt, auf dem sich das Gespann zu einem Zeitpunkt befindet, der aktuelle Abschnitt. Dabei ist der Abschnitt, auf der sich das Gespann zu einem folgenden Zeitpunkt befinden wird, der anschließende Abschnitt.
-
Es wird in einem dritten Schritt ermittelt, welche der Gespann-Komponenten aufgrund der Topografie und aufgrund der Radlast bei einem anschließenden Abschnitt der Fahrstrecke mehr Energie rekuperieren kann. Diese Ermittlung erfolgt vorzugsweise mittels eines Algorithmus, welcher auf einer Steuereinrichtung ablaufen kann. Dabei wird berechnet, welche Gespann-Komponente auf dem anschließenden Abschnitt wie viel Energie rekuperieren wird. Die so ermittelten Werte werden miteinander verglichen.
-
Es wird in einem vierten Schritt derjenige Energiespeicher derjenigen Gespann-Komponente angesteuert, bei dem aktuellen Abschnitt der Fahrstrecke Energie zu liefern, der aufgrund der Topografie und aufgrund der Radlast mittels Rekuperation schneller aufladbar ist als die entsprechend andere Gespann- Komponente. In anderen Worten wird der Energiespeicher der Gespann-Komponente entleert, der mittels Rekuperation aufgrund der Radlast und der Topografie des anschließenden Abschnitts schneller und einfacher aufgeladen werden kann. Dabei kann die bereitgestellte Energie entweder zum Antreiben der Gespann-Komponente genutzt werden oder zum Aufladen des Energiespeichers der anderen Gespann-Komponente. Das Ansteuern erfolgt z. B. mittels wenigstens einer Steuereinrichtung, die zu diesem Zweck mit beiden Energiespeichern verbunden ist.
-
Beispielsweise kann bei der zweiten Gespann-Komponente, die eine höhere Radlast aufweist als die damit verbundene erste Gespann-Komponente, bei einer Fahrt bergauf der zweite Energiespeicher entleert werden, so dass die erste Gespann-Komponente von der zweiten Gespann-Komponente zumindest teilweise geschoben wird. Bei der anschließenden Fahrt bergab, kann die zweite Gespann-Komponente mit der höheren Radlast aufgrund dieser Radlast mehr Energie rekuperieren. Diese kann direkt in den zweiten Energiespeicher geladen werden.
-
Vorteilhaft daran ist, dass ein effizienter Energieaustausch stattfinden kann, so dass keine Energie verschwendet wird. Somit kann bei jedem Bremsvorgang Energie rekuperiert werden. Dadurch wird eine Reichweite von elektromotorisch angetriebenen Gespann-Komponenten, z. B. Zugfahrzeugen, erhöht, obwohl diese Teil eines Gespanns sind.
-
Nach einer weiterbildenden Ausführungsform liefert bei einer Fahrt des Gespanns entlang der Fahrstrecke eine Steigung hinauf der zweite Energiespeicher Energie. Das heißt, dass bei einer Fahrt bergauf, der zweite Energiespeicher entleert wird. Die Energie wird entweder zum Antreiben der zweiten Gespann-Komponente, die den zweiten Energiespeicher aufweist, genutzt, oder sie wird an den ersten Energiespeicher weitergeleitet. Dadurch kann bei der Fahrt auf dem anschließenden Abschnitt der Fahrstrecke, bei welchem es bergab geht, die rekuperierte Energie direkt in den zweiten Energiespeicher geladen werden.
-
Nach einer weiterbildenden Ausführungsform liefert bei einer Fahrt des Gespanns entlang einer Ebene der Fahrstrecke der erste Energiespeicher Energie. Das heißt, dass bei einer Fahrt auf ebener Strecke, der erste Energiespeicher entleert wird. Die Energie wird entweder zum Antreiben der ersten Gespann-Komponente, die den ersten Energiespeicher aufweist, genutzt, oder sie wird an den zweiten Energiespeicher weitergeleitet. Dadurch kann bei der Fahrt auf dem anschließenden Abschnitt der Fahrstrecke, bei welchem es bergauf oder weiter entlang der Ebene geht, die rekuperierte Energie oder die Energie aus dem zweiten Energiespeicher direkt in den ersten Energiespeicher geladen werden. Bei einer Fahrt auf ebener Strecke kann die erste Gespann-Komponente auf einfachere Art Energie rekuperieren, da es bei der zweiten Gespann- Komponente meist ausreichend ist, diese mittels einer Auflaufbremse zu bremsen. Dadurch kann jedoch keine Energie rekuperiert werden.
-
Nach einer weiterbildenden Ausführungsform wird vor Beginn einer Fahrt des Gespanns die Fahrstrecke geplant. Ausgehend von der Topografie wird ermittelt, ob die Fahrstrecke mittels der verfügbaren und verfügbar machbaren Energie der Energiespeicher bewältigbar ist. Dabei wird berechnet, wie viel Energie für die Bewältigung der gesamten Fahrstrecke nötig ist und wie viel Energie während der Fahrt aufgrund der Topografie von welcher Gespann-Komponente rekuperiert werden kann. Zusätzlich kann aufgrund von bereits getätigten Fahrten abgeschätzt werden, wie viel Energie durchschnittlich rekuperiert wird. Dies kann als zusätzlicher Faktor, z. B. als Korrekturfaktor, in die Ermittlung einbezogen werden. Diese wird mit der in den Energiespeichern vorhandenen Energie verglichen.
-
Dadurch kann festgestellt werden, ob die gesamte Fahrstrecke bewältigt werden kann, ohne die Energiespeicher mit externer Energie, z. B. von einer Ladestation, laden zu müssen. Das Ergebnis dieser Ermittlung kann an einen Fahrer des Gespanns ausgegeben werden.
-
Wenn bei der Ermittlung festgestellt wird, dass die gesamte Fahrstrecke nicht mit der vorhandenen und mit der verfügbar machbaren Energie zu bewältigen ist, wird eine Warnung an den Fahrer des Gespanns ausgegeben. So kann der Fahrer des Gespanns abschätzen, ob er mehr Zeit für die Fahrstrecke einplanen muss, da er einen zusätzlichen Ladevorgang durchführen muss.
-
Eine Steuereinrichtung für eine Gespann- Komponente weist Mittel auf, um das Verfahren durchzuführen, das bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde. Die Steuereinrichtung kann sich beispielsweise mehrerer Algorithmen eines Computerprogrammprodukts bedienen, um das Verfahren auszuführen. Dieses kann beispielsweise auf einem Datenträger verkörpert sein oder als herunterladbarer Datenstrom vorliegen.
-
Die Steuereinrichtung kann mit wenigstens einem Energiespeicher einer Gespann-komponente oder mehrerer Gespann-Komponenten verbunden werden. Die Steuereinrichtung kann den wenigstens einen Energiespeicher ansteuern, der mit ihr verbunden ist, so dass der Energiespeicher Energie bereitstellt oder aufgeladen werden kann. Die Steuereinrichtung kann mit weiteren Steuereinrichtungen kommunizieren. Dies kann kabelgebunden oder kabellos erfolgen. Die Steuereinrichtung kann zudem mit einer Radlast-Sensorik einer Gespann-Komponente verbunden werden. Außerdem kann die Steuereinrichtung mit einer Umfeld-Sensorik einer Gespann-Komponente verbunden werden. Sämtliche Verbindungen sind derart ausgeformt, dass ein Daten- und Signalaustausch erfolgen kann.
-
Eine zweite Gespann-Komponente weist eine zweite Antriebseinheit und einen zweiten Energiespeicher auf. Dabei ist die zweite Antriebseinheit elektromotorisch ausgebildet. Der zweite Energiespeicher ist so ausgebildet, dass Energie mit einem ersten Energiespeicher austauschbar ist. Dies wurde bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben. Die zweite Gespann-Komponente ist als Anhänger ausgebildet und weist zudem eine Steuereinrichtung auf, die bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde. Vorzugsweise ist die zweite Gespann-Komponente ein Wohnanhänger.
-
Anhand der im Folgenden erläuterten Figuren werden verschiedene Ausführungsbeispiele und Details der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Gespanns nach einem Ausführungsbeispiel,
- 2 eine schematische Darstellung des Gespanns nach dem Ausführungsbeispiel aus 1 auf einer Fahrstrecke.
-
1 eine schematische Darstellung eines Gespanns 1 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Gespann 1 weist eine erste Gespann-Komponente 2 und eine zweite Gespann-Komponente 3 auf. Die erste Gespann-Komponente 2 ist ein Zugfahrzeug und die zweite Gespann-Komponente 3 ist ein Wohnanhänger. Beide Gespann-Komponenten 2, 3 sind miteinander verbunden über eine Anhängerkupplung 14. Das Gespann 1 bewegt sich entlang seiner Fahrstrecke 8 auf einer Ebene 10. Das Gespann 1 befindet sich auf einem aktuellen Abschnitt I der Fahrstrecke 8.
-
Die erste Gespann-Komponente 2 weist eine erste Antriebseinheit 4 auf. Mittels dieser können die Räder 15 der ersten Gespann-Komponente 2 angetrieben werden. Weiterhin weist die erste Gespann-Komponente 2 einen ersten Energiespeicher 5 auf. Dieser ist mit der ersten Antriebseinheit 4 verbunden. Der erste Energiespeicher 5 kann die erste Antriebseinheit 4 mit Energie versorgen, kann aber auch von der ersten Antriebseinheit 4 mit Energie versorgt werden. Dies hängt ab von einem Betriebszustand der ersten Antriebseinheit 4. Zudem ist der erste Energiespeicher 5 mit einer Steuereinheit 11 verbunden. Diese Steuereinheit 11 kann den ersten Energiespeicher 5 ansteuern. Die erste Gespann-Komponente 2 weist eine Umfeldsensorik 13 zum Überwachen eines Umfelds des Gespanns 1 auf. Diese Umfeldsensorik 13 ist mit der Steuereinheit 11 der ersten Gespann-Komponente verbunden. Die Umfeldsensorik 13 kann als Kamera-, Radar-, Lidar-, Ultraschallsystem oder als anderes geeignetes Umfeldsensorik-System ausgeformt sein. Die erste Antriebseinheit 4 ist mittels zweiter Elektromotoren ausgeformt. Diese können generatorisch betrieben werden, um den ersten Energiespeicher 5 aufzuladen, oder sie können motorisch betrieben werden, um die Räder 15 der ersten Gespann-Komponente 2 anzutreiben Der erste Energiespeicher 5 ist mittels einer aufladbaren Batterie ausgeformt.
-
Die zweite Gespann-Komponente 3 weist eine zweite Antriebseinheit 6 auf. Mittels dieser können die Räder 15 der zweiten Gespann-Komponente 3 angetrieben werden. Weiterhin weist die zweite Gespann-Komponente 3 einen zweiten Energiespeicher 7 auf. Dieser ist mit der zweiten Antriebseinheit 6 verbunden. Der zweite Energiespeicher 7 kann die zweite Antriebseinheit 6 mit Energie versorgen, kann aber auch von der zweiten Antriebseinheit 6 mit Energie versorgt werden. Dies hängt ab von einem Betriebszustand der zweiten Antriebseinheit 6. Zudem ist der zweite Energiespeicher 7 mit einer Steuereinheit 11 verbunden. Diese Steuereinheit 11 kann den zweiten Energiespeicher 7 ansteuern. Die zweite Antriebseinheit 6 ist mittels zweiter Elektromotoren ausgeformt. Diese können generatorisch betrieben werden, um den zweiten Energiespeicher 7 aufzuladen, oder sie können motorisch betrieben werden, um die Räder 15 der zweiten Gespann-Komponente 3 anzutreiben. Der zweite Energiespeicher 7 ist mittels einer aufladbaren Batterie ausgeformt. Die zweite Gespann-Komponente 3 weist eine höhere Radlast auf als die erste Gespann-Komponente 2. Dies kann sensorisch ermittelt werden, wobei diese Sensoren hier nicht dargestellt sind.
-
Der erste Energiespeicher 5 und der zweite Energiespeicher 7 sind mittels eines Kabels 12 miteinander verbunden, so dass bei Bedarf ein Energieaustausch zwischen den beiden Energiespeichern 5, 7 erfolgen kann. Um einen Energieaustausch durchzuführen, kommunizieren die beiden Steuereinrichtungen 11 miteinander, wobei jeder Steuereinrichtung 11 der Ladestand ihres Energiespeichers 5, 7 bekannt ist. Die Kommunikation kann kabellos oder kabelgebunden erfolgen, beispielsweise mittels C2X-Kommunikation. Alternativ dazu kann nur die erste Gespann-Komponente 2 oder die zweite Gespann-Komponente 3 eine Steuereinrichtung 11 aufweisen, welche mit beiden Energiespeichern 5, 7 verbunden ist, diese ansteuern kann und den Ladestand dieser beiden Energiespeicher 5, 7 kennt.
-
Der erste Energiespeicher 5 der ersten Gespann-Komponente 2 wird in Vorbereitung auf eine Fahrt auf dem anschließenden Abschnitt II eine Steigung 9 hinauf genutzt, um Energie für den Antrieb der Räder 15 der ersten Gespann-Komponente 2 zu liefern. Dies ist in 2 dargestellt. Der erste Energiespeicher 5 wird somit zumindest teilweise entleert. Der zweite Energiespeicher 7 wird auf der Ebene 10 hingegen nicht zum Antreiben genutzt. Die Steigung 9 wird mittels der Umfeldsensorik 13 identifiziert, kann aber zusätzlich auch mittels einer Abfrage einer Kartensoftware erfolgen. Es wird somit anhand der Topografie der Fahrstrecke 8 des Gespanns 1 ermittelt, in welchen Abschnitten I, II Energie aus welchem Energiespeicher 5, 7 genutzt wird.
-
2 zeigt eine schematische Darstellung des Gespanns 1 nach dem Ausführungsbeispiel aus 1 auf einer Fahrstrecke 8. Die Fahrstrecke 8 weist eine Ebene 10 und einen Berg mit einer positiven Steigung 9 und einer negativen Steigung 9 auf. Das Gespann 1 mit seinen beiden Gespann-Komponenten 2, 3 befindet sich nicht mehr auf der Ebene 10 wie in 1, sondern hat sich auf die Steigung 9 weiterbewegt. Der Abschnitt I, auf der sich das Gespann 1 befindet, ist der aktuelle Abschnitt I der Fahrstrecke. Der Abschnitt II, auf den sich das Gespann 1 zubewegt, ist der anschließende Abschnitt II. Der anschließende Abschnitt II weist die negative Steigung 9 auf.
-
Die zweite Gespann-Komponente 3 schiebt die erste Gespann-Komponente 2 die Steigung 9 nach oben. Dazu stellt der zweite Energiespeicher 7 Energie zur Verfügung, um die Räder 15 der zweiten Gespann-Komponente 3 anzutreiben. Der Energiespeicher 5 der ersten Gespann-Komponente 2 kann ebenfalls Energie aufbringen, um die Räder 15 der ersten Gespann-Komponente 2 anzutreiben, jedoch wird von der ersten Gespann-Komponente 2 deutlich weniger Energie genutzt, als wenn die erste Gespann-Komponente 2 die zweite Gespann-Komponente 3 alleine ziehen würde. Zusätzlich wird Energie aus dem zweiten Energiespeicher 7 in den ersten Energiespeicher 5 übertragen. Dadurch wird der zweite Energiespeicher 7 noch stärker entleert.
-
Dies ist vorteilhaft, da die zweite Gespann-Komponente 3 aufgrund ihrer höheren Radlast auf dem anschließenden Abschnitt II der Fahrstrecke 8 mittels ihrer zweiten Antriebseinheit 6 mehr Energie rekuperieren kann als die erste Gespann-Komponente 2 mittels ihrer ersten Antriebseinheit 4. Dadurch kann der zweite Energiespeicher 7 schneller aufgeladen werden als der erste Energiespeicher 5.
-
In anderen Worten wird aufgrund der Radlasten der zwei Gespann-Komponenten 2, 3 und aufgrund der Topografie der einzelnen Abschnitte I, II der Fahrstrecke 8 ermittelt, welche der Gespann-Komponenten 2, 3 in den jeweils anschließenden Abschnitten II mehr Energie rekuperieren kann als die andere der Gespann-Komponenten 2, 3. Mittels der Steuereinrichtungen 11 wird jeweils der Energiespeicher 5, 7 der Gespann-Komponente 2, 3 angesteuert, um auf dem aktuellen Abschnitt I Energie zu liefern, der im anschließenden Abschnitt II schneller und stärker aufgeladen werden kann. Hier ist dies der zweite Energiespeicher 7.
-
Dadurch ist es möglich, dass das Gespann 1 seine insgesamt vorhandene Energie effizient nutzt. Der erste Energiespeicher 5 kann somit mit einer geringeren Kapazität vorgesehen werden, als bei einem getrennten System von Energiespeichern 5, 7, da stets ein Energieaustausch erfolgen kann. Außerdem ist es dadurch möglich, längere und topografisch anspruchsvollere Strecken mit vielen Steigungen mit einem rein elektrisch angetriebenen Gespann 1 zurückzulegen. Der zweite Energiespeicher 7 kann als Range Extender für die erste Gespann-Komponente 2 dienen. Zudem kann der zweite Energiespeicher 7 als „Energie-Hot-Spot“ für entlegene Gebiete dienen, an welchen keine Energieversorgung gewährleistet ist, da ein Energieaustausch mit irgendeinem anderen Energiespeicher auf einfache Art und Weise möglich ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Gespann
- 2
- erste Gespann-Komponente
- 3
- zweite Gespann-Komponente
- 4
- erste Antriebseinheit
- 5
- erster Energiespeicher
- 6
- zweite Antriebseinheit
- 7
- zweiter Energiespeicher
- 8
- Fahrstrecke
- 9
- Steigung
- 10
- Ebene
- 11
- Steuereinrichtung
- 12
- Kabel
- 13
- Umfeldsensorik
- 14
- Anhängerkupplung
- 15
- Rad
- I
- aktueller Abschnitt
- II
- anschließender Abschnitt
