DE102019210642A1 - Vehicle and method for operating a vehicle - Google Patents

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Abstract

Fahrzeug (1) und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges (1) aufweisend zumindest einen ersten elektrischen Energiespeicher (7), einen zweiten elektrischen Energiespeicher (11), einen dritten elektrischen Energiespeicher (9), einen ersten Elektromotor (2) mit einem ersten Umrichter (3) und einen zweiten Elektromotor (17) mit einem zweiten Umrichter (16),wobei der erste Umrichter (3) mit dem ersten elektrischen Energiespeicher (7) und/oder mit dem dritten elektrischen Energiespeicher (9) elektrisch leitend verbindbar ist,wobei der zweite Umrichter (16) mit dem zweiten elektrischen Energiespeicher (11) und/oder mit dem dritten elektrischen Energiespeicher (9) elektrisch leitend verbindbar ist.Vehicle (1) and method for operating a vehicle (1) having at least a first electrical energy store (7), a second electrical energy store (11), a third electrical energy store (9), a first electric motor (2) with a first converter ( 3) and a second electric motor (17) with a second converter (16), the first converter (3) being electrically conductively connectable to the first electrical energy store (7) and / or to the third electrical energy store (9), the second converter (16) can be connected in an electrically conductive manner to the second electrical energy store (11) and / or to the third electrical energy store (9).

Description

Feld der ErfindungField of invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges.The present invention relates to a vehicle and a method for operating a vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Die WO 2016/062284 A1 zeigt ein Schaltverfahren für mindestens zwei Batterien zum Antreiben eines Elektromotors.The WO 2016/062284 A1 shows a switching method for at least two batteries for driving an electric motor.

Die DE 10 2009 000 674 A1 zeigt ein Batteriesystem mit einer Vielzahl von Batteriemodulen. Im Fehlerfall eines Batteriemoduls kann dieses Batteriemodul überbrückt werden.The DE 10 2009 000 674 A1 shows a battery system with a plurality of battery modules. In the event of a fault in a battery module, this battery module can be bridged.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Kern der Erfindung bei dem Fahrzeug aufweisend zumindest einen ersten elektrischen Energiespeicher, einen zweiten elektrischen Energiespeicher, einen dritten elektrischen Energiespeicher, einen ersten Elektromotor mit einem ersten Umrichter und einen zweiten Elektromotor mit einem zweiten Umrichter, besteht darin, dass der erste Umrichter mit dem ersten elektrischen Energiespeicher und/oder mit dem dritten elektrischen Energiespeicher elektrisch leitend verbindbar ist, wobei der zweite Umrichter mit dem zweiten elektrischen Energiespeicher und/oder mit dem dritten elektrischen Energiespeicher elektrisch leitend verbindbar ist. The essence of the invention in the vehicle having at least a first electrical energy store, a second electrical energy store, a third electrical energy store, a first electric motor with a first converter and a second electric motor with a second converter is that the first converter with the first electrical energy store and / or is electrically conductively connectable to the third electrical energy store, wherein the second converter is electrically conductively connectable to the second electrical energy store and / or to the third electrical energy store.

Hintergrund der Erfindung ist, dass bei einem Ausfall des ersten oder zweiten elektrischen Energiespeichers dieser durch den dritten elektrischen Energiespeicher ersetzbar ist. Dabei ist die Leistung der elektrischen Energiespeicher gerade so groß wählbar, dass das Fahrzeug von dem ersten und zweiten Elektromotor antreibbar ist.The background to the invention is that if the first or second electrical energy store fails, it can be replaced by the third electrical energy store. In this case, the power of the electrical energy storage device can be selected to be just large enough that the vehicle can be driven by the first and second electric motors.

Vorteilhafterweise weist der dritte elektrische Energiespeicher eine maximale Leistung auf, die kleiner als die Nennleistung des Fahrzeuges ist, bevorzugt kleiner als 70 % der Nennleistung des Fahrzeuges ist, besonders bevorzugt ungefähr der halben Nennleistung des Fahrzeuges entspricht. Dadurch ist der dritte elektrische Energiespeicher kompakt ausführbar.The third electrical energy store advantageously has a maximum power which is less than the nominal power of the vehicle, preferably less than 70% of the nominal power of the vehicle, particularly preferably approximately half the nominal power of the vehicle. As a result, the third electrical energy store can be made compact.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the present invention are the subject of the subclaims.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Fahrzeug eine Antriebsachse und ein Getriebe auf, wobei die Antriebsachse mittels des Getriebes mit dem ersten Elektromotor und/oder dem zweiten Elektromotor verbindbar ist, insbesondere wobei das Getriebe als Summationsgetriebe und/oder Koppelgetriebe ausgeführt ist. Dadurch ist die Antriebsachse von dem ersten Elektromotor oder von dem zweiten Elektromotor oder von dem ersten und zweiten Elektromotor gleichzeitig antreibbar.According to an advantageous embodiment, the vehicle has a drive axle and a gearbox, the drive axle being connectable to the first electric motor and / or the second electric motor by means of the gearbox, in particular the gearbox being designed as a summation gearbox and / or coupling gear. As a result, the drive axle can be driven simultaneously by the first electric motor or by the second electric motor or by the first and second electric motors.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn der erste Umrichter mittels Schaltelementen mit dem ersten elektrischen Energiespeicher und/oder mit dem dritten elektrischen Energiespeicher elektrisch leitend verbindbar ist. Die Schaltelemente sind dazu zwischen dem ersten Umrichter und dem ersten elektrischen Energiespeicher beziehungsweise zwischen dem ersten Umrichter und dem dritten elektrischen Energiespeicher angeordnet. Mittels der Schaltelemente ist der erste elektrische Energiespeicher automatisiert ersetzbar durch den dritten elektrischen Energiespeicher. Dadurch ist es möglich, das Fahrzeug bei Ausfall des ersten elektrischen Energiespeichers weiterhin zu fahren, zumindest bis zu einer Nothaltebucht oder einem Parkplatz, ohne dass mittels Werkzeug der elektrische Energiespeicher ausgetauscht werden muss.It is also advantageous if the first converter can be connected in an electrically conductive manner to the first electrical energy store and / or to the third electrical energy store by means of switching elements. For this purpose, the switching elements are arranged between the first converter and the first electrical energy store or between the first converter and the third electrical energy store. By means of the switching elements, the first electrical energy store can be replaced in an automated manner by the third electrical energy store. This makes it possible to continue driving the vehicle if the first electrical energy store fails, at least as far as an emergency stop or a parking lot, without the electrical energy store having to be replaced by means of a tool.

Vorteilhafterweise ist der zweite Umrichter mittels weiteren Schaltelementen mit dem zweiten elektrischen Energiespeicher und/oder mit dem dritten elektrischen Energiespeicher elektrisch leitend verbindbar. Die weiteren Schaltelemente sind dazu zwischen dem zweiten Umrichter und dem zweiten elektrischen Energiespeicher beziehungsweise zwischen dem zweiten Umrichter und dem dritten elektrischen Energiespeicher angeordnet. Mittels der weiteren Schaltelemente ist der zweite elektrische Energiespeicher automatisiert ersetzbar durch den dritten elektrischen Energiespeicher. Dadurch ist es möglich, das Fahrzeug bei Ausfall des zweiten elektrischen Energiespeichers weiterhin zu fahren, zumindest bis zu einer Nothaltebucht oder einem Parkplatz, ohne dass mittels Werkzeug der elektrische Energiespeicher ausgetauscht werden muss.The second converter can advantageously be connected in an electrically conductive manner to the second electrical energy store and / or to the third electrical energy store by means of further switching elements. For this purpose, the further switching elements are arranged between the second converter and the second electrical energy store or between the second converter and the third electrical energy store. The second electrical energy store can be automatically replaced by the third electrical energy store by means of the further switching elements. This makes it possible to continue to drive the vehicle if the second electrical energy store fails, at least as far as an emergency stop or a parking lot, without the electrical energy store having to be replaced using a tool.

Von Vorteil ist es zudem, wenn das Fahrzeug eine Steuereinheit aufweist, die signalleitend mit den Schaltelementen und den elektrischen Energiespeichern verbunden ist. Somit sind Sensoren der elektrischen Energiespeicher mittels der Steuereinheit auswertbar und die Schaltelemente basierend auf diesen Auswertungen ansteuerbar.It is also advantageous if the vehicle has a control unit which is connected in a signal-conducting manner to the switching elements and the electrical energy stores. Thus, sensors of the electrical energy storage can be evaluated by means of the control unit and the switching elements can be controlled based on these evaluations.

Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit als zentrale Steuereinheit für das Fahrzeug ausgeführt, die signalleitend mit den Umrichtern, Sensoren und einer Bedienschnittstelle des Fahrzeugs verbunden ist.The control unit is advantageously designed as a central control unit for the vehicle, which is connected in a signal-conducting manner to the converters, sensors and an operating interface of the vehicle.

Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit eingerichtet, die Schaltelemente anzusteuern. Dadurch ist ein defekter elektrischer Energiespeicher automatisiert ersetzbar.The control unit is advantageously set up to control the switching elements. This is a defective electrical energy storage device can be replaced automatically.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Steuereinheit eingerichtet ist, Signale von Sensoren der elektrischen Energiespeicher zu empfangen und auszuwerten. Dadurch sind die Signale verwendbar, um die Schaltelemente entsprechend den Betriebszuständen der elektrischen Energiespeicher anzusteuern.It is also advantageous if the control unit is set up to receive and evaluate signals from sensors of the electrical energy storage device. As a result, the signals can be used to control the switching elements in accordance with the operating states of the electrical energy storage device.

Dabei ist es von Vorteil, wenn die Steuereinheit eingerichtet ist, einen kritischen Betriebszustand des ersten und/oder zweiten elektrischen Energiespeichers zu erkennen und die Schaltelemente derart anzusteuern, dass statt des elektrischen Energiespeichers, der einen kritischen Betriebszustand aufweist, der dritte elektrische Energiespeicher mit dem ersten oder zweiten Umrichter verbunden wird. Somit ist ein defekter elektrischer Energiespeicher automatisiert ersetzbar.It is advantageous if the control unit is set up to recognize a critical operating state of the first and / or second electrical energy store and to control the switching elements in such a way that instead of the electrical energy store, which has a critical operating state, the third electrical energy store with the first or a second inverter is connected. A defective electrical energy storage device can thus be replaced automatically.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung, sind der erste elektrische Energiespeicher und der zweite elektrische Energiespeicher und der dritte elektrische Energiespeicher gleichartig ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass der erste Elektromotor und der erste Umrichter oder zweite Elektromotor und der zweite Umrichter auch mit dem dritten elektrischen Energiespeicher als Ersatz für den ersten oder zweiten elektrischen Energiespeicher unverändert betreibbar sind. Vorteilhafterweise können dadurch die Einstellungen an dem jeweiligen Umrichter unverändert bleiben.According to a further advantageous embodiment, the first electrical energy store and the second electrical energy store and the third electrical energy store are designed in the same way. The advantage here is that the first electric motor and the first converter or the second electric motor and the second converter can also be operated unchanged with the third electrical energy store as a replacement for the first or second electrical energy store. The settings on the respective converter can thereby advantageously remain unchanged.

Der Kern der Erfindung bei dem Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges, insbesondere wie zuvor beschrieben beziehungsweise nach einem der auf ein Fahrzeug bezogenen Ansprüche, aufweisend zumindest einen ersten Elektromotor mit einem ersten Umrichter, einen zweiten Elektromotor mit einem zweiten Umrichter und einen ersten, zweiten und dritten elektrischen Energiespeicher, besteht darin, dass die Betriebszustände des ersten und zweiten elektrischen Energiespeichers erfasst und ausgewertet werden und, wenn ein kritischer Betriebszustand des ersten oder zweiten elektrischen Energiespeichers festgestellt wird, der elektrische Energiespeicher, der einen kritischen Betriebszustand aufweist, durch den dritten elektrischen Energiespeicher ersetzt wird.The essence of the invention in the method for operating a vehicle, in particular as described above or according to one of the claims relating to a vehicle, comprising at least one first electric motor with a first converter, a second electric motor with a second converter and a first, second and third electrical energy store, consists in that the operating states of the first and second electrical energy store are recorded and evaluated and, if a critical operating state of the first or second electrical energy store is determined, the electrical energy store, which has a critical operating state, is replaced by the third electrical energy store becomes.

Hintergrund der Erfindung ist, dass das Fahrzeug auch bei einem Ausfall des ersten oder zweiten elektrischen Energiespeichers weiterhin betrieben werden kann. Dabei kann das Fahrzeug zumindest noch bis zu einer Nothaltebucht oder einem Parkplatz gefahren werden, ohne dass mittels Werkzeug der elektrische Energiespeicher ausgetauscht werden muss.The background to the invention is that the vehicle can continue to be operated even if the first or second electrical energy store fails. The vehicle can be driven at least as far as an emergency stop or a parking space without having to replace the electrical energy storage device using a tool.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird zum Ersetzen des elektrischen Energiespeichers, der einen kritischen Betriebszustand aufweist, dieser elektrische Energiespeicher von dem ihm zugeordneten ersten oder zweiten Umrichter getrennt, und danach wird der dritte elektrische Energiespeicher anstelle des elektrischen Energiespeichers, der einen kritischen Betriebszustand aufweist, mit dem jeweiligen ersten oder zweiten Umrichter verbunden. Dadurch ist ein defekter elektrischer Energiespeicher automatisiert ersetzbar.According to an advantageous embodiment, to replace the electrical energy store, which has a critical operating state, this electrical energy store is separated from the first or second converter assigned to it, and then the third electrical energy store, instead of the electrical energy store, which has a critical operating state, with the respective first or second converter connected. This means that a defective electrical energy store can be replaced automatically.

Von Vorteil ist es dabei, wenn, nachdem festgestellt wurde, dass der erste oder zweite elektrische Energiespeicher einen kritischen Betriebszustand aufweist, dieser elektrische Energiespeicher stromlos geschaltet wird oder der Strom dieses elektrischen Energiespeichers begrenzt wird, insbesondere wobei der Strom kleiner als 40 A ist, insbesondere kleiner als 20 A. Dabei erfolgt die Abtrennung des elektrischen Energiespeichers nicht unter Last, beispielsweise im Stillstand des Fahrzeugs, zum Beispiel an einer Ampelanlage.It is advantageous if, after it has been determined that the first or second electrical energy storage device is in a critical operating state, this electrical energy storage device is de-energized or the current of this electrical energy storage device is limited, in particular where the current is less than 40 A, in particular less than 20 A. The electrical energy storage device is not disconnected under load, for example when the vehicle is stationary, for example at a traffic light system.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.The above configurations and developments can be combined with one another as desired, provided that it makes sense. Further possible configurations, developments and implementations of the invention also include combinations, not explicitly mentioned, of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.

FigurenlisteFigure list

Im folgenden Abschnitt wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben können, auf die die Erfindung aber in ihrem Umfang nicht beschränkt ist, erläutert. Die Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt.In the following section, the invention is explained on the basis of exemplary embodiments from which further inventive features can result, but to which the scope of the invention is not restricted. The exemplary embodiments are shown in the drawings.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Antriebstranges eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 und
  • 2 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugs 1.
Show it:
  • 1 a schematic representation of a drive train of a first embodiment of a vehicle according to the invention 1 and
  • 2 a flow chart of the inventive method for operating a vehicle 1 .

In 1 ist der Antriebsstrang des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 dargestellt.In 1 is the drive train of the vehicle according to the invention 1 shown.

Der Antriebstrang des ersten Ausführungsbeispiels des Fahrzeugs 1 weist auf:

  • - eine Antriebsachse 18,
  • - ein Getriebe 19,
  • - einen ersten Elektromotor 2,
  • - einen zweiten Elektromotor 17,
  • - einen ersten elektrischen Energiespeicher 7,
  • - einen zweiten elektrischen Energiespeicher 11,
  • - einen dritten elektrischen Energiespeicher 9,
  • - einen ersten Umrichter 3,
  • - einen zweiten Umrichter 16,
  • - ein erstes Schaltelement 4,
  • - ein zweites Schaltelement 5,
  • - ein drittes Schaltelement 6,
  • - ein viertes Schaltelement 8,
  • - ein fünftes Schaltelement 12,
  • - ein sechstes Schaltelement 13,
  • - ein siebtes Schaltelement 14,
  • - ein achtes Schaltelement 15 und
  • - eine Steuereinheit 10.
The drive train of the first exemplary embodiment of the vehicle 1 indicates:
  • - a drive axle 18th ,
  • - a transmission 19th ,
  • - a first electric motor 2 ,
  • - a second electric motor 17th ,
  • - a first electrical energy store 7th ,
  • - A second electrical energy store 11 ,
  • - a third electrical energy store 9 ,
  • - a first converter 3 ,
  • - a second converter 16 ,
  • - a first switching element 4th ,
  • - a second switching element 5 ,
  • - a third switching element 6th ,
  • - a fourth switching element 8th ,
  • - a fifth switching element 12 ,
  • - a sixth switching element 13th ,
  • - a seventh switching element 14th ,
  • - an eighth switching element 15th and
  • - a control unit 10 .

Die Antriebsachse 18 ist mittels des Getriebes 19 mit dem ersten Elektromotor 2 und/oder dem zweiten Elektromotor 17 verbindbar, insbesondere koppelbar. Die Antriebsachse 18 ist mittels des ersten Elektromotors 2 und/oder des zweiten Elektromotors 17 antreibbar.The drive axle 18th is by means of the gearbox 19th with the first electric motor 2 and / or the second electric motor 17th connectable, in particular couplable. The drive axle 18th is by means of the first electric motor 2 and / or the second electric motor 17th drivable.

Das Getriebe 19 ist als Kopplungsgetriebe und/oder Summationsgetriebe ausgeführt.The gear 19th is designed as a coupling gear and / or summation gear.

Der erste Elektromotor 2 ist elektrisch leitend mit dem ersten Umrichter 3 verbunden. Dabei wird der erste Elektromotor 2 aus dem ersten Umrichter 3 gespeist.The first electric motor 2 is electrically conductive with the first inverter 3 connected. This is the first electric motor 2 from the first converter 3 fed.

Der erste Umrichter 3 ist mittels des ersten Schaltelementes 4 und des vierten Schaltelementes 8 mit dem dritten elektrischen Energiespeicher 9 verbindbar. Der erste Umrichter 3 ist mittels des zweiten Schaltelementes 5 und des dritten Schaltelementes 6 mit dem ersten elektrischen Energiespeicher 7 verbindbar.The first converter 3 is by means of the first switching element 4th and the fourth switching element 8th with the third electrical energy store 9 connectable. The first converter 3 is by means of the second switching element 5 and the third switching element 6th with the first electrical energy storage system 7th connectable.

Der erste Umrichter 3 ist eingerichtet, aus einer Gleichspannung des ersten elektrischen Energiespeichers 7 und/oder des dritten elektrischen Energiespeichers 9 eine Wechselspannung für den ersten Elektromotor 2 zu generieren.The first converter 3 is set up from a DC voltage of the first electrical energy store 7th and / or the third electrical energy store 9 an alternating voltage for the first electric motor 2 to generate.

Der zweite Elektromotor 17 ist elektrisch leitend mit dem zweiten Umrichter 16 verbunden. Dabei wird der zweite Elektromotor 17 aus dem zweiten Umrichter 16 gespeist.The second electric motor 17th is electrically conductive to the second inverter 16 connected. This is the second electric motor 17th from the second inverter 16 fed.

Der zweite Umrichter 16 ist mittels des fünften Schaltelementes 12 und des achten Schaltelementes 15 mit dem dritten elektrischen Energiespeicher 9 verbindbar. Der zweite Umrichter 16 ist mittels des sechsten Schaltelementes 13 und des siebten Schaltelementes 14 mit dem zweiten elektrischen Energiespeicher 11 verbindbar.The second converter 16 is by means of the fifth switching element 12 and the eighth switching element 15th with the third electrical energy store 9 connectable. The second converter 16 is by means of the sixth switching element 13th and the seventh switching element 14th with the second electrical energy store 11 connectable.

Der zweite Umrichter 16 ist eingerichtet, aus einer Gleichspannung des zweiten elektrischen Energiespeichers 11 und/oder des dritten elektrischen Energiespeichers 9 eine Wechselspannung für den zweiten Elektromotor 17 zu generieren.The second converter 16 is set up from a DC voltage of the second electrical energy store 11 and / or the third electrical energy store 9 an alternating voltage for the second electric motor 17th to generate.

Vorzugsweise sind der erste elektrische Energiespeicher 7, der zweite elektrische Energiespeicher 11 und der dritte elektrische Energiespeicher 9 gleichartig ausgeführt, insbesondere weisen sie die gleiche Speicherkapazität und/oder die gleiche maximale Spannung und/oder den gleichen maximalen Ladestrom und/oder den gleichen maximalen Entladestrom auf.The first electrical energy stores are preferably 7th , the second electrical energy storage 11 and the third electrical energy store 9 designed identically, in particular they have the same storage capacity and / or the same maximum voltage and / or the same maximum charging current and / or the same maximum discharge current.

Die Steuereinheit 10 steuert das erste Schaltelement 4, das zweite Schaltelement 5, das dritte Schaltelement 6, das vierte Schaltelement 8, das fünfte Schaltelement 12, das sechste Schaltelement 13, das siebte Schaltelement 14 und/oder das achte Schaltelement 15. Dazu ist die Steuereinheit 10 signalleitend mit den Schaltelementen (4, 5, 6, 8, 12, 13, 14, 15) verbunden.The control unit 10 controls the first switching element 4th , the second switching element 5 , the third switching element 6th , the fourth switching element 8th , the fifth switching element 12 , the sixth switching element 13th , the seventh switching element 14th and / or the eighth switching element 15th . This is the control unit 10 signal-conducting with the switching elements ( 4th , 5 , 6th , 8th , 12 , 13th , 14th , 15th ) connected.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit 10 als zentrale Steuereinheit des Fahrzeugs 1 ausgeführt. Als zentrale Steuereinheit des Fahrzeugs 1 ist die Steuereinheit 10 signalleitend mit den Umrichtern (3, 16), Sensoren und einer Bedienschnittstelle des Fahrzeugs 1 verbunden.Preferably the control unit is 10 as the central control unit of the vehicle 1 executed. As the central control unit of the vehicle 1 is the control unit 10 signal transmission with the converters ( 3 , 16 ), Sensors and an operator interface of the vehicle 1 connected.

In einem weiteren in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des Fahrzeuges weist das Fahrzeug zusätzlich eine weitere Antriebsachse auf, die in Analogie zu der Antriebsachse mittels eines weiteren Getriebes von zwei weiteren Elektromotoren antreibbar ist, deren weitere Umrichter mit jeweils einem dem weiteren Umrichter zugeordneten weiteren elektrischen Energiespeicher und/oder einem redundanten elektrischen Energiespeicher verbindbar sind. Dabei ist es auch möglich, dass der dritte elektrische Energiespeicher 9 als redundanter elektrischer Energiespeicher fungiert. In diesem Fall weist das Fahrzeug vier Elektromotoren, vier Umrichter und fünf elektrische Energiespeicher auf.In a further exemplary embodiment of the vehicle not shown in the figures, the vehicle also has a further drive axle, which can be driven in analogy to the drive axle by means of a further transmission by two further electric motors, the further converters of which each have a further electrical energy store assigned to the further converter and / or can be connected to a redundant electrical energy store. It is also possible that the third electrical energy store 9 acts as a redundant electrical energy store. In this case, the vehicle has four electric motors, four converters and five electrical energy stores.

In 2 ist ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugs 1 dargestellt. Dabei weist das Fahrzeug 1 zumindest einen ersten und zweiten Elektromotor (2, 17), einen ersten und zweiten Umrichter (3, 16), einen ersten, zweiten und dritten elektrischen Energiespeicher (7, 9, 11) und Schaltelemente (4, 5, 6, 8, 12, 13, 14, 15) auf.In 2 Figure 3 is a flow chart of the method of the invention for operating a vehicle 1 shown. The vehicle points 1 at least one first and second electric motor ( 2 , 17th ), a first and a second inverter ( 3 , 16 ), a first, second and third electrical Energy storage ( 7th , 9 , 11 ) and switching elements ( 4th , 5 , 6th , 8th , 12 , 13th , 14th , 15th ) on.

In einem ersten Verfahrensschritt 101 ist der erste elektrische Energiespeicher 7 mit dem ersten Umrichter 3 verbunden und der zweite elektrische Energiespeicher 11 ist mit dem zweiten Umrichter 16 verbunden. Der dritte elektrische Energiespeicher 9 ist von den Umrichtern (3, 16) elektrisch isoliert angeordnet.In a first process step 101 is the first electrical energy storage device 7th with the first converter 3 connected and the second electrical energy store 11 is with the second inverter 16 connected. The third electrical energy store 9 is from the inverters ( 3 , 16 ) arranged electrically insulated.

In einem zweiten Verfahrensschritt 102 wird das Fahrzeug mittels des ersten und/oder zweiten Elektromotors (2, 17) angetrieben, dabei werden die Betriebszustände der elektrischen Energiespeicher (7, 11) überwacht.In a second process step 102 the vehicle is powered by the first and / or second electric motor ( 2 , 17th ), while the operating states of the electrical energy storage ( 7th , 11 ) supervised.

In einem dritten Verfahrensschritt 103 wird ein kritischer Betriebszustand des ersten und/oder zweiten elektrischen Energiespeichers (7, 11) festgestellt.In a third process step 103 a critical operating state of the first and / or second electrical energy storage device ( 7th , 11 ) detected.

In einem vierten Verfahrensschritt 104 wird der oder die elektrischen Energiespeicher (7, 11), der einen kritischen Betriebszustand aufweist, von dem jeweiligen Umrichter (3, 16) getrennt. Dazu wird der jeweilige elektrische Energiespeicher (7, 11) stromlos geschaltet oder der Strom zumindest begrenzt, insbesondere wobei der Strom kleiner als 20 A ist.In a fourth process step 104 is the electrical energy storage ( 7th , 11 ), which has a critical operating state, from the respective converter ( 3 , 16 ) Cut. For this purpose, the respective electrical energy storage device ( 7th , 11 ) switched currentless or the current is at least limited, in particular where the current is less than 20 A.

In einem fünften Verfahrensschritt 105 wird der dritte elektrische Energiespeicher 9 anstelle des elektrischen Energiespeichers (7, 11), der einen kritischen Betriebszustand aufweist, mit dem jeweiligen Umrichter (3, 16) verbunden. Sollten der erste und der zweite elektrische Energiespeicher (7, 11) gleichzeitig einen kritischen Betriebszustand aufweisen, so wird der dritte elektrische Energiespeicher 9 mit dem ersten oder dem zweiten Umrichter (3, 16) verbunden und nur der dem jeweiligen Umrichter (3, 16) zugeordnete Elektromotor (2, 17) wird angetrieben.In a fifth process step 105 becomes the third electrical energy store 9 instead of the electrical energy storage ( 7th , 11 ), which has a critical operating state, with the respective converter ( 3 , 16 ) connected. Should the first and the second electrical energy storage ( 7th , 11 ) simultaneously have a critical operating state, the third electrical energy store becomes 9 with the first or the second inverter ( 3 , 16 ) and only that of the respective inverter ( 3 , 16 ) assigned electric motor ( 2 , 17th ) is driven.

In einem sechsten Verfahrensschritt 106 wird das Fahrzeug 1 auf einen Parkplatz oder in eine Haltebucht gefahren und abgestellt.In a sixth step 106 becomes the vehicle 1 drove to a parking lot or a parking bay and parked.

Ein kritischer Betriebszustand eines elektrischen Energiespeichers ist beispielsweise ein niedriger Ladezustand oder eine Überspannung oder eine zu hohe oder zu niedrige Temperatur des elektrischen Energiespeichers.A critical operating state of an electrical energy store is, for example, a low state of charge or an overvoltage or a temperature of the electrical energy store that is too high or too low.

Unter einem elektrischen Energiespeicher wird hierbei ein wiederaufladbarer Energiespeicher verstanden, insbesondere aufweisend eine elektrochemische Energiespeicherzelle und/oder ein Energiespeichermodul aufweisend zumindest eine elektrochemische Energiespeicherzelle und/oder ein Energiespeicherpack aufweisend zumindest ein Energiespeichermodul. Die Energiespeicherzelle ist als lithiumbasierte Batteriezelle, insbesondere Lithium-Ionen-Batteriezelle, ausführbar. Alternativ ist die Energiespeicherzelle als Lithium-Polymer-Batteriezelle oder Nickel-Metallhydrid-Batteriezelle oder Blei-Säure-Batteriezelle oder Lithium-Luft-Batteriezelle oder Lithium-Schwefel-Batteriezelle ausgeführt. Alternativ ist die elektrische Energiespeicherzelle als Brennstoffzelle ausführbar beziehungsweise der elektrische Energiespeicher kann zumindest eine Brennstoffzelle aufweisen.An electrical energy store is understood here to be a rechargeable energy store, in particular having an electrochemical energy storage cell and / or an energy storage module having at least one electrochemical energy storage cell and / or an energy storage pack having at least one energy storage module. The energy storage cell can be implemented as a lithium-based battery cell, in particular a lithium-ion battery cell. Alternatively, the energy storage cell is designed as a lithium-polymer battery cell or a nickel-metal hydride battery cell or a lead-acid battery cell or a lithium-air battery cell or a lithium-sulfur battery cell. Alternatively, the electrical energy storage cell can be designed as a fuel cell or the electrical energy storage device can have at least one fuel cell.

Unter einem Fahrzeug wird hierbei ein Landfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Bus oder ein Lastkraftwagen oder ein fahrerloses Transportsystem, oder ein Wasserfahrzeug oder ein Luftfahrzeug verstanden. Das Fahrzeug kann autonom steuerbar ausgeführt sein.A vehicle is understood here to be a land vehicle, in particular a passenger car or a bus or a truck or a driverless transport system, or a watercraft or an aircraft. The vehicle can be designed to be autonomously controllable.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2016/062284 A1 [0002]WO 2016/062284 A1 [0002]
  • DE 102009000674 A1 [0003]DE 102009000674 A1 [0003]

Claims (12)

Fahrzeug (1) aufweisend zumindest einen ersten elektrischen Energiespeicher (7), einen zweiten elektrischen Energiespeicher (11), einen dritten elektrischen Energiespeicher (9), einen ersten Elektromotor (2) mit einem ersten Umrichter (3) und einen zweiten Elektromotor (17) mit einem zweiten Umrichter (16), dadurch gekennzeichnet, dass der erste Umrichter (3) mit dem ersten elektrischen Energiespeicher (7) und/oder mit dem dritten elektrischen Energiespeicher (9) elektrisch leitend verbindbar ist, wobei der zweite Umrichter (16) mit dem zweiten elektrischen Energiespeicher (11) und/oder mit dem dritten elektrischen Energiespeicher (9) elektrisch leitend verbindbar ist.Vehicle (1) having at least a first electrical energy store (7), a second electrical energy store (11), a third electrical energy store (9), a first electric motor (2) with a first converter (3) and a second electric motor (17) with a second converter (16), characterized in that the first converter (3) can be connected to the first electrical energy store (7) and / or to the third electrical energy store (9) in an electrically conductive manner, the second converter (16) with the second electrical energy store (11) and / or to the third electrical energy store (9) can be connected in an electrically conductive manner. Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) eine Antriebsachse (18) und ein Getriebe (19) aufweist, wobei die Antriebsachse (18) mittels des Getriebes (19) mit dem ersten Elektromotor (2) und/oder dem zweiten Elektromotor (17) verbindbar ist, insbesondere wobei das Getriebe (19) als Summationsgetriebe und/oder Koppelgetriebe ausgeführt ist.Vehicle (1) after Claim 1 , characterized in that the vehicle (1) has a drive axle (18) and a gearbox (19), the drive axle (18) being connected to the first electric motor (2) and / or the second electric motor (17) by means of the gearbox (19) ) is connectable, in particular wherein the gear (19) is designed as a summation gear and / or coupling gear. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Umrichter (3) mittels Schaltelementen (4, 5, 6, 8) mit dem ersten elektrischen Energiespeicher (7) und/oder mit dem dritten elektrischen Energiespeicher (9) elektrisch leitend verbindbar ist.Vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first converter (3) by means of switching elements (4, 5, 6, 8) with the first electrical energy store (7) and / or with the third electrical energy store (9) can be connected in an electrically conductive manner. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Umrichter (16) mittels weiteren Schaltelementen (12, 13, 14, 15) mit dem zweiten elektrischen Energiespeicher (11) und/oder mit dem dritten elektrischen Energiespeicher (9) elektrisch leitend verbindbar ist.Vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second converter (16) is connected to the second electrical energy store (11) and / or to the third electrical energy store (9) by means of further switching elements (12, 13, 14, 15) ) can be connected in an electrically conductive manner. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) eine Steuereinheit (10) aufweist, die signalleitend mit den Schaltelementen (4, 5, 6, 8, 12, 13, 14, 15) und den elektrischen Energiespeichern (7, 9, 11) verbunden ist.Vehicle (1) after one of the Claims 3 or 4th , characterized in that the vehicle (1) has a control unit (10) which conducts signals with the switching elements (4, 5, 6, 8, 12, 13, 14, 15) and the electrical energy stores (7, 9, 11) connected is. Fahrzeug (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, die Schaltelemente (4, 5, 6, 8, 12, 13, 14, 15) anzusteuern.Vehicle (1) after Claim 5 , characterized in that the control unit (10) is set up to control the switching elements (4, 5, 6, 8, 12, 13, 14, 15). Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, Signale von Sensoren der elektrischen Energiespeicher (7, 9, 11) zu empfangen und auszuwerten.Vehicle (1) after one of the Claims 5 or 6th , characterized in that the control unit (10) is set up to receive and evaluate signals from sensors of the electrical energy stores (7, 9, 11). Fahrzeug (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, einen kritischen Betriebszustand des ersten und/oder zweiten elektrischen Energiespeichers (7, 11) zu erkennen und die Schaltelemente (4, 5, 6, 8, 12, 13, 14, 15) derart anzusteuern, dass statt des elektrischen Energiespeichers (7, 11), der einen kritischen Betriebszustand aufweist, der dritte elektrische Energiespeicher (9) mit dem ersten oder zweiten Umrichter (3, 16) verbunden wird.Vehicle (1) after Claim 7 , characterized in that the control unit (10) is set up to recognize a critical operating state of the first and / or second electrical energy store (7, 11) and the switching elements (4, 5, 6, 8, 12, 13, 14, 15 ) to be controlled such that instead of the electrical energy store (7, 11), which has a critical operating state, the third electrical energy store (9) is connected to the first or second converter (3, 16). Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektrische Energiespeicher (7) und der zweite elektrische Energiespeicher (11) und der dritte elektrische Energiespeicher (9) gleichartig ausgeführt sind.Vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first electrical energy store (7) and the second electrical energy store (11) and the third electrical energy store (9) are designed in the same way. Verfahren (100) zum Betreiben eines Fahrzeuges (1), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend zumindest einen ersten Elektromotor (2) mit einem ersten Umrichter (3), einen zweiten Elektromotor (17) mit einem zweiten Umrichter (16) und einen ersten, zweiten und dritten elektrischen Energiespeicher (7, 9, 11), dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebszustände des ersten und zweiten elektrischen Energiespeichers (7, 11) erfasst und ausgewertet werden und, wenn ein kritischer Betriebszustand des ersten oder zweiten elektrischen Energiespeichers (7, 11) festgestellt wird, der elektrische Energiespeicher (7, 11), der einen kritischen Betriebszustand aufweist, durch den dritten elektrischen Energiespeicher (9) ersetzt wird.Method (100) for operating a vehicle (1), in particular according to one of the preceding claims, comprising at least one first electric motor (2) with a first converter (3), a second electric motor (17) with a second converter (16) and one first, second and third electrical energy store (7, 9, 11), characterized in that the operating states of the first and second electrical energy store (7, 11) are recorded and evaluated and, if a critical operating state of the first or second electrical energy store (7 , 11) is determined, the electrical energy store (7, 11), which has a critical operating state, is replaced by the third electrical energy store (9). Verfahren (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ersetzen des elektrischen Energiespeichers (7, 11), der einen kritischen Betriebszustand aufweist, dieser elektrische Energiespeicher (7, 11) von dem ihm zugeordneten ersten oder zweiten Umrichter (3, 16) getrennt wird, und danach der dritte elektrische Energiespeicher (9) anstelle des elektrischen Energiespeichers (7, 11), der einen kritischen Betriebszustand aufweist, mit dem jeweiligen ersten oder zweiten Umrichter (3, 16) verbunden wird.Method (100) according to Claim 10 , characterized in that to replace the electrical energy store (7, 11), which has a critical operating state, this electrical energy store (7, 11) is separated from the first or second converter (3, 16) assigned to it, and then the third electrical energy store (9) instead of the electrical energy store (7, 11), which has a critical operating state, is connected to the respective first or second converter (3, 16). Verfahren (100) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass nachdem festgestellt wurde, dass der erste oder zweite elektrische Energiespeicher (7, 11) einen kritischen Betriebszustand aufweist, dieser elektrische Energiespeicher (7, 11) stromlos geschaltet wird oder der Strom dieses elektrischen Energiespeichers (7, 11) begrenzt wird, insbesondere wobei der Strom kleiner als 40 A ist, insbesondere kleiner als 20 A.Method (100) according to Claim 10 or 11 , characterized in that after it has been established that the first or second electrical energy store (7, 11) is in a critical operating state, this electrical energy store (7, 11) is de-energized or the current of this electrical energy store (7, 11) is limited , in particular where the current is less than 40 A, in particular less than 20 A.
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