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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher und ein Verfahren zur elektrischen Energieversorgung eines elektrischen Antriebs eines Kraftfahrzeugs.
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Ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug weist ein oder mehrere elektrische Maschinen zum Antrieb des Fahrzeugs auf. Insbesondere bei einem Hybridantrieb können die ein oder mehreren elektrischen Maschinen im Niedervolt-Bereich (mit einer Nennspannung von 60V oder weniger, insbesondere mit einer Nennspannung von 48V) betrieben werden.
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Ein autonom fahrendes Fahrzeug, insbesondere ein hochautomatisiert fahrendes Fahrzeug (HAF) oder ein vollautomatisiert fahrendes Fahrzeug (VAF), weist typischerweise aus Sicherheitsgründen einen redundanten elektrischen Antrieb auf. Dies bedingt typischerweise auch die Bereitstellung eines gedoppelten Energiebordnetzes, wobei im Fehlerfall eines der beiden Teilbordnetzes mittels eines Schalters entkoppelt werden kann, um einen zuverlässigen Betrieb des anderen Teilbordnetzes zu ermöglichen. Als Folge daraus halbiert sich die für den Betrieb des Fahrzeugs zur Verfügung stehenden Energiemenge.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine besonders effiziente und zuverlässige redundante Energieversorgung des Antriebs eines Fahrzeugs zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
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Gemäß einem Aspekt wird ein elektrischer Energiespeicher für ein (Kraft-) Fahrzeug beschrieben. Der Energiespeicher umfasst einen ersten Strang für ein erstes Potential (z.B. für die Versorgungs- bzw. Bordnetzspannung) und einen zweiten Strang für ein zweites Potential (z.B. für Masse).
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Des Weiteren umfasst der Energiespeicher N Speichereinheiten, die jeweils zwischen dem ersten Strang und dem zweiten Strang angeordnet sind und die parallel zueinander angeordnet sind. Dabei ist N>2. In einem bevorzugten Beispiel ist N≥5 oder N≥10.
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Die einzelnen Speichereinheiten können jeweils ein oder mehrere Speicherzellen umfassen. Alternativ oder ergänzend können die einzelnen Speichereinheiten jeweils einen elektrochemischen Speicher, insbesondere einen Lithium-Ionen-basierten Speicher, umfassen.
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Die N Speichereinheiten sind sequentiell entlang des ersten Strangs zwischen einem ersten Knotenpunkt zum Anschluss einer ersten elektrischen Antriebseinheit des Fahrzeugs und einem zweiten Knotenpunkt zum Anschluss einer zweiten elektrischen Antriebseinheit des Fahrzeugs angeordnet. Die sequentielle Parallelschaltung von N Speichereinheiten kann somit an einem ersten Ende einen ersten Knotenpunkt aufweisen, an dem die erste Antriebseinheit des Fahrzeugs angeschlossen ist (um mit elektrischer Energie aus dem Energiespeicher versorgt bzw. betrieben zu werden), und kann an einem zweiten Ende einen zweiten Knotenpunkt aufweisen, an dem die zweite Antriebseinheit des Fahrzeugs angeschlossen ist (um mit elektrischer Energie aus dem Energiespeicher versorgt bzw. betrieben zu werden).
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Der Energiespeicher umfasst ferner zwischen jedem direkt benachbarten Paar von Speichereinheiten (d.h. zwischen den N-1 direkt benachbarten Paaren der sequentiell angeordneten N Speichereinheiten) jeweils ein erstes Schaltelement (z.B. ein halbleiter-basiertes Schaltelement oder ein Relais) auf dem ersten Strang, das ausgebildet ist, den ersten Strang zu unterbrechen.
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Des Weiteren umfasst der Energiespeicher eine Steuereinheit (z.B. mit einem Mikroprozessor), die eingerichtet ist, eine defekte Speichereinheit aus den N Speichereinheiten zu detektieren (z.B. auf Basis eines Messtroms und/oder einer Messpannung an der defekten Speichereinheit).
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Die Steuereinheit ist ferner eingerichtet, zu bewirken, dass (in selektiver Weise und/oder nur) die ein oder mehreren direkt an die defekte Speichereinheit angrenzenden ersten Schaltelemente geöffnet werden, um (in selektiver Weise und/oder nur) die defekte Speichereinheit von den anderen Speichereinheiten zu entkoppeln. Das Entkoppeln der defekten Speichereinheit kann dabei derart selektiv erfolgen, dass nach Entkopplung der defekten Speichereinheit weiterhin N-1 der N Speichereinheiten mit dem ersten Knotenpunkt (zur Versorgung der ersten Antriebseinheit) oder mit dem zweiten Knotenpunkt (zur Versorgung der zweiten Antriebseinheit) elektrisch leitend verbunden sind.
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Der beschriebene Energiespeicher ermöglicht es somit, in effizienter und zuverlässiger Weise mehrere (redundante) Antriebseinheiten eines Fahrzeugs mit elektrischer Energie zu versorgen, insbesondere derart, dass auch bei Ausfall eines Teils des Energiespeichers weiterhin ein relativ hoher Anteil der Gesamtkapazität des Energiespeichers für den Antrieb des Fahrzeugs erhalten bleibt. So kann es einem autonom fahrenden Fahrzeug in effizienter und zuverlässiger Weise ermöglicht werden, das Fahrzeug in einen sicheren Zustand (z.B. in den Stillstand an einem Fahrbahnrand) zu überführen.
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Der Energiespeicher kann zwischen jedem direkt benachbarten Paar aus einer ersten Speichereinheit und einer zweiten Speichereinheit jeweils ein zweites Schaltelement (z.B. ein Halbleiter-basiertes Schaltelemente oder ein Relais) aufweisen. Ferner kann der Energiespeicher zwischen jedem direkt benachbarten Paar aus einer ersten Speichereinheit und einer zweiten Speichereinheit jeweils einen Querstrang zwischen dem zweiten Strang und dem ersten Strang aufweisen. Es können somit N-1 zweite Schaltelemente und N-1 Querstränge bereitgestellt werden. Diese können dazu verwendet werden, die N Speichereinheiten in selektiver Weise parallel zu schalten oder in Reihe zu schalten.
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Das zweite Schaltelement kann ausgebildet sein, zwischen einem Parallel-Zustand und einem Reihe-Zustand zu wechseln. Dabei kann das zweite Schaltelement ausgebildet sein, in dem Parallel-Zustand einen mit dem zweiten Strang gekoppelten Punkt der ersten Speichereinheit mit einem mit dem zweiten Strang gekoppelten Punkt der zweiten Speichereinheit zu koppeln, um eine Parallelschaltung der ersten und zweiten Speichereinheit zu bewirken. Ferner kann das zweite Schaltelement ausgebildet sein, in dem Reihe-Zustand den mit dem zweiten Strang gekoppelten Punkt der ersten Speichereinheit über den Quer-Strang mit einem mit dem ersten Strang gekoppelten Punkt der zweiten Speichereinheit zu koppeln, um eine Reihenschaltung der ersten und zweiten Speichereinheit zu bewirken.
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Durch die Bereitstellung von zweiten Schaltelementen und Quersträngen kann somit eine effiziente Umschaltung zwischen einer Parallelschaltung und einer Reihenschaltung der N Speichereinheiten bewirkt werden. Eine Parallelschaltung der N Speichereinheiten kann für den Fahrbetrieb des Fahrzeugs genutzt werden. Eine Reihenschaltung der N Speichereinheiten kann für einen Ladevorgang des Energiespeichers an einer (Fahrzeug-externen) Ladestation genutzt werden.
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Dabei kann der Energiespeicher bei Parallelschaltung der N Speichereinheiten eine Nennspannung im Niedervolt-Bereich, insbesondere bei 60V oder weniger, aufweisen, um einen sicheren Betrieb des Fahrzeugs zu ermöglichen. Andererseits kann der Energiespeicher bei Reihenschaltung der N Speichereinheiten eine Nennspannung im Hochvolt-Bereich, insbesondere bei 300V oder mehr, aufweisen, insbesondere um einen effizienten Ladevorgang an einer (Standard-) Hochvolt-Ladestation zu ermöglichen.
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Die Steuereinheit kann insbesondere eingerichtet sein, zu bestimmen, dass der Energiespeicher an einer (Fahrzeug-externen) Ladestation geladen werden soll. In Reaktion darauf können dann die ersten und zweiten Schaltelemente veranlasst werden, die N Speichereinheiten von einer Parallelschaltung in eine Reihenschaltung zwischen dem ersten Knotenpunkt und dem zweiten Knotenpunkt zu überführen. So kann ein effizienter und schneller Ladevorgang des Energiespeichers ermöglicht werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-)Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit und/oder den in diesem Dokument beschriebenen Energiespeicher umfasst.
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Insbesondere kann das Fahrzeug eine erste elektrische Antriebseinheit (mit einem ersten Wechselrichter und mit einer ersten elektrischen Maschine) und eine separate zweite elektrische Antriebseinheit (mit einem zweiten Wechselrichter und mit einer zweiten elektrischen Maschine) umfassen, die jeweils ausgebildet sind, das Fahrzeug anzutreiben. Das Fahrzeug kann dabei ausgebildet sein, nur mit einer Antriebseinheit aus der ersten Antriebseinheit und der zweiten Antriebseinheit, d.h. nur mit einer der beiden Antriebseinheiten, angetrieben zu werden und/oder zu fahren. Insbesondere können die erste Antriebseinheit und die zweite Antriebseinheit redundante Antriebseinheiten des Fahrzeugs sein.
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Das Fahrzeug umfasst ferner einen elektrischen Energiespeicher, der wie in diesem Dokument beschrieben ausgebildet ist. Dabei ist der erste Knotenpunkt des Energiespeichers mit der ersten Antriebseinheit und der zweite Knotenpunkt des Energiespeichers ist mit der zweiten Antriebseinheit gekoppelt. So kann in effizienter Weise ein zuverlässiger Betrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines autonomen Fahrzeugs, ermöglicht werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichers zur elektrischen Energieversorgung einer ersten Antriebseinheit und einer zweiten Antriebseinheit eines Fahrzeugs beschrieben. Der Energiespeicher kann dabei wie in diesem Dokument beschrieben ausgebildet sein. Das Verfahren kann durch eine Steuereinheit des Fahrzeugs und/oder des Energiespeichers ausgeführt werden.
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Das Verfahren umfasst das Detektieren einer defekten Speichereinheit aus den N Speichereinheiten. Beispielsweise kann detektiert werden, dass eine Speichereinheit einen Kurzschluss aufweist. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Bewirken, dass die ein oder mehreren, insbesondere die ein oder zwei, direkt an die defekte Speichereinheit angrenzenden ersten Schaltelemente geöffnet werden, um die defekte Speichereinheit von den anderen Speichereinheiten zu entkoppeln. Dadurch wird typischerweise auch der erste Knotenpunkt von dem zweiten Knotenpunkt entkoppelt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
- 1 ein beispielhaftes Fahrzeug mit einem redundanten elektrischen Antrieb;
- 2a bis 2e beispielhafte Zustände einer elektrischen Energieversorgungseinheit zur Energieversorgung eines redundanten elektrischen Antriebs; und
- 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Steuerung einer elektrischen Energieversorgungseinheit.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten und zuverlässigen Energieversorgung eines redundanten elektrischen Antriebs eines Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang zeigt 1 ein beispielhaftes Fahrzeugs 100 mit einer ersten elektrischen Antriebseinheit 111, 112 (z.B. für eine Vorderachse des Fahrzeugs 100) und mit einer zweiten elektrischen Antriebseinheit 121, 122 (z.B. für eine Hinterachse des Fahrzeugs 100).
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Die elektrischen Antriebseinheiten 111, 112, 121, 122 umfassen jeweils eine elektrische Maschine 112, 122 zum Antrieb des Fahrzeugs 100. Des Weiteren umfassen die elektrischen Antriebseinheiten 111, 112, 121, 122 jeweils einen Wechselrichter bzw. Inverter 111, 121, der eingerichtet ist, auf Basis eines Gleichstroms einen Wechselstrom, insbesondere einen Drehstrom, zum Betrieb der jeweiligen elektrischen Maschine 112, 122 zu erzeugen.
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Das Fahrzeug 100 umfasst einen elektrischen Energiespeicher 102, der eingerichtet ist, elektrische Energie für den Betrieb der Antriebseinheiten 111, 112, 121, 122 des Fahrzeugs 100 zu speichern. Der elektrische Energiespeicher 102 kann dabei in redundanter Weise aufgebaut sein, um auch bei Ausfall eines Teils des Energiespeichers 102 weiterhin eine zuverlässige und ausreichend lange elektrische Energieversorgung zumindest einer der Antriebseinheiten 111, 112, 121, 122 zu ermöglichen.
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Das Fahrzeug 100 umfasst ferner eine Steuereinheit 101, die eingerichtet ist, ein oder mehrere Schaltelemente des Energiespeichers 102 und/oder es Wechselrichters 111, 121 zu betreiben.
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In den 2a bis 2e sind unterschiedliche Schaltzustände eines beispielhaften elektrischen Energiespeichers 102 dargestellt. Der Energiespeicher 102 umfasst eine Mehrzahl von Speichereinheiten 201, 202, 203, 204 (mit jeweils ein oder mehreren Speicherzellen), die jeweils eingerichtet sind, elektrische Energie zu speichern. Die Speichereinheiten 201, 202, 203, 204 können über die ersten Schaltelemente 231 parallel zueinander geschaltet werden. Ferner kann der Energiespeicher 102 zweite Schaltelemente 232 aufweisen, die eine Reihenschaltung der Speichereinheiten 201, 202, 203, 204 ermöglichen. In dem in 2a dargestellten Zustand sind die Schaltelemente 231, 232 derart geschaltet, dass die Mehrzahl von Speichereinheiten 201, 202, 203, 204 parallel zueinander angeordnet ist.
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Der Energiespeicher 102, insbesondere die Parallelschaltung der Speichereinheiten 201, 202, 203, 204, erstreckt sich von einem ersten Knotenpunkt 211 zu einem zweiten Knotenpunkt 221, wobei die erste Antriebseinheit 111, 112 mit dem ersten Knotenpunkt 211 gekoppelt sein kann, und wobei die zweite Antriebseinheit 121, 122 mit dem zweiten Knotenpunkt 221 gekoppelt sein kann.
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Die einzelnen Speichereinheiten 201, 202, 203, 204 sind parallel zueinander zwischen einem ersten Strang 141 mit einem ersten Potential und einem zweiten Strang 142 mit einem zweiten Potential angeordnet. Dabei ist zwischen zwei direkt benachbarten Speichereinheiten 201, 202 auf dem ersten Strang 141 jeweils ein erstes Schaltelement 231 angeordnet, das eingerichtet ist, den ersten Strang 141 (durch Öffnen des ersten Schaltelements 231) aufzutrennen.
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Des Weiteren kann zwischen zwei direkt benachbarten Speichereinheiten 201, 202 auf dem zweiten Strang 142 jeweils ein zweites Schaltelement 232 angeordnet sein, das eingerichtet ist, den zweiten Strang 142 (durch Öffnen des zweiten Schaltelements 232) aufzutrennen.
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In dem in 2a dargestellten Beispiel ist zwischen zwei direkt benachbarten Speichereinheiten 201, 202 jeweils ein Querstrang 243 angeordnet, der es ermöglicht, den zweiten Strang 242 mit dem ersten Strang 241 zu koppeln. Das zwischen den beiden Speichereinheiten 201, 202 (d.h. zwischen einer ersten Speichereinheit 201 und einer direkt benachbarten zweiten Speichereinheit 202) angeordnete zweite Schaltelement 232 kann ausgebildet sein, zwischen zwei Zuständen zu wechseln, insbesondere
- • einem Parallel-Zustand, bei dem das zweite Schaltelement 232 den mit dem zweiten Strang 242 gekoppelten Punkt der ersten Speichereinheit 201 mit dem mit dem zweiten Strang 242 gekoppelten Punkt der zweiten Speichereinheit 202 koppelt, um eine Parallelschaltung des ersten und zweiten Schaltelements 201, 202 zu bewirken; und
- • einem Reihe-Zustand, bei dem das zweite Schaltelement 232 den mit dem zweiten Strang 242 gekoppelten Punkt der ersten Speichereinheit 201 über den Querstrang 243 mit dem mit dem ersten Strang 241 gekoppelten Punkt der zweiten Speichereinheit 202 koppelt, um eine Reihenschaltung des ersten und zweiten Schaltelements 201, 202 zu bewirken (wenn das zwischen der ersten und der zweiten Speichereinheit 201, 202 angeordnete erste Schaltelement 231 geöffnet ist).
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Der Energiespeicher 102 kann, wie in 2a dargestellt, derart aufgebaut sein, dass zwischen zwei direkt benachbarten Speichereinheiten 201, 202, 203, 204 jeweils ein erstes Schaltelement 231 angeordnet ist, um die Parallelschaltung der benachbarten Speichereinheiten 201, 202, 203, 204 zu unterbrechen. Des Weiteren kann zwischen zwei direkt benachbarten Speichereinheiten 201, 202, 203, 204 jeweils ein zweites Schaltelement 231 und/oder ein Querstrang 243 angeordnet sein, um zwischen einer Parallelschaltung und einer Reihenschaltung der benachbarten Speichereinheiten 201, 202, 203, 204 zu wechseln. Der erste Knotenpunkt 211 zum Anschluss der ersten Antriebseinheit 111, 112 kann direkt an der ersten Speichereinheit 201 der Mehrzahl von Speichereinheiten 201, 202, 203, 204 angeordnet sein. Der zweite Knotenpunkt 221 zum Anschluss der zweiten Antriebseinheit 121, 122 kann an dem entgegengesetzten Ende der Anordnung von Speichereinheiten 201, 202 direkt an der N-ten Speichereinheit 201 der Mehrzahl von Speichereinheiten 201, 202, 203, 204 angeordnet sein, wobei N bevorzugt 3 oder mehr, oder 4 oder mehr.
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Im Normalbetrieb werden beide Antriebseinheiten 111, 112, 121, 122 aufgrund der Parallelschaltung der Speichereinheiten 201, 202, 203, 204 aus dem gesamten elektrischen Energiespeicher 102 mit elektrischer Energie versorgt. 2b zeigt eine Situation, bei der ein Defekt in einer (insbesondere in der dritten) Speichereinheit 203 des elektrischen Energiespeichers 102 vorliegt. In Reaktion auf den erkannten Defekt (z.B. einem Kurzschluss), wird (z.B. durch die Steuereinheit 101) bewirkt, dass die beiden ersten Schaltelemente 231, die direkt an die defekte Speichereinheit 203 angrenzen, geöffnet werden, um die defekte Speichereinheit 203 von dem Rest des Energiespeichers 102 zu entkoppeln ( 2c).
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Durch das Öffnen der ersten Schaltelemente 231 wird der erste Energiespeicher 102 in einen ersten Teilspeicher 251 (mit den ein oder mehreren Speichereinheiten 201, 202) zur elektrischen Energieversorgung der ersten Antriebseinheit 111, 112, und in einen zweiten Teilspeicher 252 (mit den ein oder mehreren Speichereinheiten 204) zur elektrischen Energieversorgung der zweiten Antriebseinheit 121, 122 unterteilt. Es steht dabei, abgesehen von der defekten Speichereinheit 203, weiterhin die gesamte Energiemenge aus dem Energiespeicher 102 für den Betrieb der Antriebseinheiten 111, 112, 121, 122 zur Verfügung. Insbesondere steht weiterhin ein Anteil von (N-1)/N der gesamten Energiemenge aus dem Energiespeicher 102 zur Verfügung (wobei N die Gesamtzahl der Speichereinheiten 201, 202, 203, 204) ist. Es kann somit eine besonders effiziente und zuverlässige redundante Energieversorgung ermöglicht werden.
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In den 2d und 2e ist ein Beispiel dargestellt, bei dem die direkt an dem zweiten Knotenpunkt 221 angeordnete (vierte) Speichereinheit 204 einen Defekt aufweist. Durch Öffnen der beiden direkt an der defekten Speichereinheit 204 angeordneten ersten Schaltelement 231 kann die defekte Speichereinheit 204 entkoppelt werden. Als Folge daraus besteht keine Energieversorgung mehr für die zweite Antriebseinheit 121, 122, aber es steht andererseits weiterhin (N-1)/N der gesamten Energiemenge aus dem Energiespeicher 102 zur Energieversorgung der ersten Antriebseinheit 111, 112 zur Verfügung. So kann in effizienter und zuverlässiger Weise, auch bei Vorliegen eines Defektes ein Antrieb des Fahrzeugs 100 ermöglicht werden (z.B. für eine bestimmte Mindestzeitdauer).
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Wie bereits oben dargelegt, ermöglichen es die Querstränge 243 und die zweiten Schaltelemente 232, die Speichereinheiten 201, 202, 203, 204 in Reihe anzuordnen. Als Folge daraus kann die Nennspannung des Energiespeichers 102 um den Faktor N erhöht werden (z.B. von einer Niedervolt-Spannung, etwa 48V, auf eine Hochvolt-Spannung, etwa 800V). Die Reihenschaltung der Speichereinheiten 201, 202, 203, 204 kann insbesondere dazu verwendet werden, den Niedervolt-Energiespeicher 102 an einer Hochvolt-Ladestation zu laden. Der Energiespeicher 102 kann somit ausgebildet sein, während des Fahrbetrieb des Fahrzeugs 100 mit einer Parallelschaltung der Speicherelemente 201, 202, 203, 204 und während eines Ladevorgangs mit einer Reihenschaltung der Speicherelemente 201, 202, 203, 204 betrieben zu werden. So kann ein effizientes und zuverlässiges Laden des Niedervolt-Energiespeichers 102 ermöglicht werden.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften (ggf. Computerimplementierten) Verfahrens 300 zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichers 102 zur elektrischen Energieversorgung einer ersten Antriebseinheit 111, 121 und einer (ggf. dazu redundanten) zweiten Antriebseinheit 121, 122 eines (Kraft-) Fahrzeugs 100. Das Verfahren 300 kann durch eine Steuereinheit 101 des Fahrzeugs 100 ausgeführt werden.
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Der Energiespeicher 102 umfasst einen ersten Strang 241 für ein erstes Potential und einen zweiten Strang 242 für ein zweites Potential. Die Potentialdifferenz zwischen dem ersten Potential und dem zweiten Potential kann der von dem Energiespeicher 102 bereitgestellten Versorgungsspannung für die Antriebseinheiten 111, 112, 121, 122 des Fahrzeugs 100 und/oder der Nennspannung des Energiespeicher 102 entsprechen.
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Des Weiteren umfasst der Energiespeicher 102 N Speichereinheiten 201, 202, 203, 204, die jeweils zwischen dem ersten Strang 241 und dem zweiten Strang 242 angeordnet sind, und parallel zueinander angeordnet sind; wobei N>2. Die N Speichereinheiten 201, 202, 203, 204 können dabei sequentiell entlang des ersten Strangs 241 zwischen dem ersten Knotenpunkt 211, an dem die erste elektrische Antriebseinheit 111, 121 angeschlossen ist, und dem zweiten Knotenpunkt 221, an dem die zweite elektrische Antriebseinheit 121, 122 angeschlossen ist, angeordnet sein. Die Speichereinheiten 201, 202, 203, 204 können z.B. mit einem Index zwischen 1 und N identifiziert werden. Die Speichereinheiten 201, 202, 203, 204 können derart sequentiell entlang des ersten Strangs 241 angeordnet sein, dass die Speichereinheit 201 mit dem Index 1 direkt an dem ersten Knotenpunkt 211 angeordnet ist. Es folgen dann sequentiell die weiteren Speichereinheiten 202, 203 gemäß steigendem Index, so dass die Speichereinheit 204, mit dem Index N, direkt an dem zweiten Knotenpunkt 221 angeordnet ist.
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Zwischen jedem direkt benachbarten Paar von Speichereinheiten 201, 202, 203, 204 kann jeweils ein erstes Schaltelement 231 auf dem ersten Strang 241 angeordnet sein, das ausgebildet ist, den ersten Strang 241 zu unterbrechen. Der Energiespeicher 102 kann somit N-1 erste Schaltelemente 231 aufweisen. Ferner können zwischen dem ersten Knotenpunkt 211 und der Speichereinheit 201 mit dem Index 1, und/oder zwischen der Speichereinheit 204 mit dem Index N und dem zweiten Knotenpunkt 221 jeweils ein erstes Schaltelement 231 angeordnet sein (so dass der Energiespeicher 102 ggf. bis zu N+1 erste Schaltelemente 231 umfasst).
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Das Verfahren 300 umfasst das Detektieren 301 einer defekten Speichereinheit 203 aus den N Speichereinheiten 201, 202, 203, 204. Des Weiteren umfasst das Verfahren 300 das Bewirken 302, dass die ein oder mehreren (insbesondere ein oder zwei) direkt an die defekte Speichereinheit 203 angrenzenden ersten Schaltelemente 231 geöffnet werden, um die defekte Speichereinheit 203 von den anderen Speichereinheiten 201, 202, 204 zu entkoppeln. So kann in effizienter und zuverlässiger Weise eine Energieversorgung von zumindest einer Antriebseinheit 111, 112, 121, 122 des Fahrzeugs 100 gewährleistet werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
