DE102020200117A1 - Device with a control device and method for controlling an energy supply of the device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100), aufweisend:- wenigstens eine Energiequelle (3) zum Bereitstellen von elektrischer Energie,- wenigstens zwei Verbraucher (1, 2) von elektrischer Energie und- eine elektronische Steuervorrichtung (4) zum Steuern einer Versorgung der wenigstens zwei Verbraucher (1, 2) mit elektrischer Energie von der wenigstens einen Energiequelle (3), wobei die elektronische Steuervorrichtung (4) dazu eingerichtet ist, die Versorgung der wenigstens zwei Verbraucher (1, 2) mit elektrischer Energie basierend auf einer hardware-, firmware- und/oder softwaretechnischen Regelung, in Abhängigkeit eines gemessenen und/oder aus vorliegenden technischen Parametern der wenigstens einen Energiequelle (3) ermittelten, insbesondere errechneten, Zustands der wenigstens einen Energiequelle (3), zu regeln,wobei die hardware-, firmware- und/oder softwaretechnische Regelung für einen externen Eingriff für eine Folgeregelung eingerichtet ist.The invention relates to a device (100) having: - at least one energy source (3) for providing electrical energy, - at least two consumers (1, 2) of electrical energy and - an electronic control device (4) for controlling a supply of the at least two consumers (1, 2) with electrical energy from the at least one energy source (3), the electronic control device (4) being set up to supply the at least two consumers (1, 2) with electrical energy based on a hardware, firmware and / or software control, depending on a measured and / or determined from existing technical parameters of the at least one energy source (3), in particular calculated, state of the at least one energy source (3), whereby the hardware, firmware and / or software control is set up for an external intervention for a follow-up control.
Description
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Energieversorgung einer Vorrichtung. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung mit einer solchen Steuervorrichtung.The invention relates to a control device and a method for controlling an energy supply of a device. The invention also relates to a device with such a control device.
Die vorliegende Erfindung findet insbesondere im Zusammenhang mit solchen Vorrichtungen Anwendung, die selbst eine Energiequelle zum Bereitstellen von elektrischer Energie sowie wenigstens zwei Verbraucher von elektrischer Energie aufweisen. Dabei tritt die Frage auf, wie die Versorgung der wenigstens zwei Verbraucher mit elektrischer Energie von der wenigstens einen Energiequelle bewerkstelligt wird.The present invention is used in particular in connection with such devices which themselves have an energy source for providing electrical energy and at least two consumers of electrical energy. The question arises as to how the at least two consumers are supplied with electrical energy from the at least one energy source.
Im einfachsten aus dem Stand der Technik bekannten Fall folgt die Versorgung der wenigstens zwei Verbraucher mit elektrischer Energie dem Ohmschen Gesetz und eventuell anderen grundlegenden Gesetzen der Physik, d.h. es findet im Wesentlichen keine Steuerung der Energieversorgung der wenigstens zwei Verbraucher statt. Die Erfinder haben erkannt, dass ein solches System zur Energieversorgung für viele Anwendungen unzureichend ist, insbesondere dann, wenn der Energiebedarf der wenigstens zwei Verbraucher nicht (mehr) oder nicht (mehr) vollständig durch die Energiequelle abgedeckt werden kann. Eine solche Situation liegt beispielsweise vor, wenn die von der Energiequelle lieferbare Leistung geringer ist als die Summe der Nominalleistungen der Verbraucher, oder wenn die Energiequelle nur über eine bestimmte (Rest-)Energiemenge verfügt, insbesondere wenn diese (Rest-)Energiemenge einen gewissen Prozentsatz der maximalen Energiekapazität der Energiequelle unterschreitet. Die Erfinder haben weiter erkannt, dass bei einer solchen Vorrichtung die Energieversorgung der Verbraucher ungeregelt und unter Umständen unvorhersehbar zusammenbricht.In the simplest case known from the prior art, the supply of the at least two consumers with electrical energy follows Ohm's law and possibly other fundamental laws of physics, i.e. there is essentially no control of the energy supply of the at least two consumers. The inventors have recognized that such a system for supplying energy is inadequate for many applications, in particular when the energy requirement of the at least two consumers cannot (no longer) or cannot (no longer) completely be covered by the energy source. Such a situation exists, for example, if the power that can be delivered by the energy source is less than the sum of the nominal power of the consumers, or if the energy source only has a certain (residual) amount of energy, especially if this (residual) amount of energy is a certain percentage falls below the maximum energy capacity of the energy source. The inventors have also recognized that with such a device the energy supply to the consumers breaks down in an uncontrolled manner and, under certain circumstances, unpredictably.
Aus dem Stand der Technik sind auch Vorrichtungen mit wenigstens einer Energiequelle, wenigstens zwei Verbrauchern und einer Steuervorrichtung bekannt, bei denen die Steuervorrichtung eine Versorgung der wenigstens zwei Verbraucher mit elektrischer Energie von der wenigstens einen Energiequelle steuert.Devices with at least one energy source, at least two consumers and one control device are also known from the prior art, in which the control device controls a supply of the at least two consumers with electrical energy from the at least one energy source.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative Steuervorrichtung, eine alternative Vorrichtung mit einer solchen Steuervorrichtung bzw. ein alternatives Steuerungsverfahren, insbesondere eine verbesserte Steuervorrichtung, eine verbesserte Vorrichtung mit einer solchen Steuervorrichtung bzw. ein verbessertes Steuerungsverfahren bereitzustellen.Against this background, it is an object of the invention to provide an alternative control device, an alternative device with such a control device or an alternative control method, in particular an improved control device, an improved device with such a control device or an improved control method.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Steuervorrichtung, eine Vorrichtung mit einer Steuervorrichtung und durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.According to the invention, this object is achieved by a control device, a device with a control device and by a method having the features according to the respective independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject matter of the dependent claims, the description and the figures.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist auf:
- - wenigstens eine Energiequelle zum Bereitstellen von elektrischer Energie,
- - wenigstens zwei Verbraucher von elektrischer Energie und
- - eine elektronische Steuervorrichtung zum Steuern einer Versorgung der wenigstens zwei Verbraucher mit elektrischer Energie von der wenigstens einen Energiequelle,
wobei die hardware-, firmware- und/oder softwaretechnische Regelung für einen externen Eingriff für eine Folgeregelung eingerichtet ist.A device according to the invention has:
- - at least one energy source for providing electrical energy,
- - At least two consumers of electrical energy and
- - An electronic control device for controlling a supply of the at least two consumers with electrical energy from the at least one energy source,
wherein the hardware, firmware and / or software control is set up for an external intervention for a follow-up control.
Unter dem Begriff „Zustand“ kann insbesondere verstanden werden, ob bzw. inwiefern die wenigstens eine Energiequelle die wenigstens zwei Verbraucher mit elektrischer Energie versorgen kann. In diesem Zusammenhang kann auch berücksichtigt werden, wie lange bzw. bis zu welchem Zeitpunkt zu erwarten ist, dass die wenigstens eine Energiequelle die wenigstens zwei Verbraucher mit (ausreichender) elektrischer Energie versorgen kann.The term “state” can in particular be understood to mean whether or to what extent the at least one energy source can supply the at least two consumers with electrical energy. In this context, it can also be taken into account how long or up to what point in time is to be expected that the at least one energy source can supply the at least two consumers with (sufficient) electrical energy.
Ein gemessener technischer Parameter kann durch direkte Messung ermittelt werden, beispielsweise die Ausgangsspannung einer Batterie (falls die Energiequelle zum Beispiel ein Batterie aufweist bzw. ist). Vorzugsweise fallen unter den Begriff „gemessener technischer Parameter“ aber vorliegend auch indirekt ermittelte, jedoch gleichwohl auf einer Messung beruhende Parameter. Beispielsweise kann gegebenenfalls eine verbleibende Energiemenge einer Batterie durch Messung der Ausgangsspannung (und ggf. in Kombination mit anderen gemessenen oder vorliegenden Parametern) ermittelt werden.A measured technical parameter can be determined by direct measurement, for example the output voltage of a battery (if the energy source has or is, for example, a battery). The term “measured technical parameters” preferably also includes parameters that are indirectly determined, but nonetheless based on a measurement. For example, a remaining amount of energy in a battery can be determined by measuring the output voltage (and possibly in combination with other measured or existing parameters).
Die Messung eines Parameters muss nicht notwendigerweise an oder in der Vorrichtung selbst erfolgen. Eine solche Messung kann nämlich auch durch eine externe Vorrichtung, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zusammenwirkt, durchgeführt werden. Falls die Vorrichtung beispielsweise ein Fahrzeug ist, kann beispielsweise die Position des Fahrzeugs und somit gegebenenfalls eine zurückgelegte Strecke des Fahrzeugs durch eine externe Vorrichtung detektiert werden, beispielsweise durch ein satellitengestütztes Positionierungssystem oder durch Sensorik in der Umgebung des Fahrzeugs.The measurement of a parameter does not necessarily have to take place on or in the device itself. Such a measurement can namely also be carried out by an external device which interacts with the device according to the invention. If the device is a vehicle, for example, the position of the vehicle and thus possibly a distance covered by the vehicle can be detected by an external device, for example by a satellite-supported positioning system or by sensors in the vicinity of the vehicle.
Unter einem vorliegenden technischen Parameter können insbesondere Parameter verstanden werden, die sich aus einem Datenblatt der Energiequelle ergeben oder anderweitig bereits bekannt sind. Hierzu kann beispielsweise der maximale Energieinhalt einer Batterie, die maximale Ausgangsspannung einer Batterie oder Solarzelle oder die maximale Füllmenge eines Tanks einer Brennstoffzelle, etc. zählen.An existing technical parameter can be understood to mean, in particular, parameters that result from a data sheet of the energy source or that are otherwise already known. This can include, for example, the maximum energy content of a battery, the maximum output voltage of a battery or solar cell or the maximum filling quantity of a tank of a fuel cell, etc.
Unter einer hardware-, firmware- und/oder softwaretechnischen Regelung wird vorliegend vorzugsweise eine Regelung verstanden, die durch bzw. unter Mitwirkung von Hardware, Firmware und/oder Software festgelegt wird bzw. ist.In the present case, a hardware, firmware and / or software control is preferably understood to be a control that is or is defined by or with the assistance of hardware, firmware and / or software.
Unter einem externen Eingriff wird vorliegend vorzugsweise verstanden, dass der Eingriff nicht durch die Vorrichtung selbst vorgenommen, verursacht oder ausgelöst wird.In the present case, an external intervention is preferably understood to mean that the intervention is not carried out, caused or triggered by the device itself.
Unter einer Folgeregelung wird vorzugsweise verstanden, dass durch diese zumindest teilweise oder vollständig festgelegt wird, wie die Versorgung der wenigstens zwei Verbraucher mit elektrischer Energie gesteuert werden soll. Die Folgeregelung hat dann Vorrang über die Regelung. Allerdings ist es möglich, dass Aspekte der Regelung unter der Folgeregelung bestehen bleiben. So kann die Folgeregelung beispielsweise vorsehen, dass Teile der Regelung außer Kraft gesetzt werden, dass aber ansonsten (weiterhin) gemäß der Regelung verfahren wird.A follow-up control is preferably understood to mean that it is at least partially or completely defined how the supply of the at least two consumers with electrical energy is to be controlled. The subsequent regulation then has priority over the regulation. However, it is possible that aspects of the regulation remain under the follow-up regulation. For example, the follow-up regulation can provide that parts of the regulation are overridden, but otherwise (continue to) proceed according to the regulation.
Gemäß einer Ausführung weist der Eingriff das Übermitteln einer Anweisung auf, wobei die Vorrichtung Mittel zum Empfangen der Anweisung von einer weiteren Vorrichtung oder einem Benutzer aufweist, damit gemäß der Folgeregelung verfahren wird, insbesondere diese ausgeführt wird.According to one embodiment, the intervention comprises the transmission of an instruction, the device having means for receiving the instruction from a further device or a user so that the follow-up regulation is proceeded, in particular executed.
Die Mittel zum Empfangen der Anweisung können beispielsweise eine drahtgebundene oder drahtlose Schnittstelle aufweisen, über die die Anweisung an die Vorrichtung übermittelt werden kann. Die Schnittstelle kann so ausgebildet sein, dass ein Benutzer direkt mit der Vorrichtung kommunizieren kann (insbesondere eine Anweisung an diese übermitteln kann), beispielsweise in der Form einer Eingabetastatur oder auch nur eines einzigen Schalters, Sensors oder dergleichen. Die Schnittstelle kann aber auch derart gestaltet sein, dass ein Benutzer nur indirekt, also unter Zuhilfenahme einer weiteren Vorrichtung, mit der Vorrichtung kommunizieren kann. Eine solche weitere Vorrichtung kann beispielsweise eine Fernbedienung, ein Smartphone oder ein sonstiges Eingabegerät sein.The means for receiving the instruction can for example have a wired or wireless interface via which the instruction can be transmitted to the device. The interface can be designed so that a user can communicate directly with the device (in particular can transmit an instruction to it), for example in the form of an input keyboard or even just a single switch, sensor or the like. However, the interface can also be designed in such a way that a user can only communicate with the device indirectly, that is to say with the aid of a further device. Such a further device can be, for example, a remote control, a smartphone or some other input device.
Das Übermitteln einer Anweisung muss aber nicht notwendigerweise von einem Benutzer ausgehen bzw. explizit veranlasst werden, sondern kann durch eine weitere Vorrichtung ohne Beteiligung eines Benutzers durchgeführt werden, beispielsweise wenn die weitere Vorrichtung erkennt, dass ein oder mehrere Kriterien erfüllt sind.However, the transmission of an instruction does not necessarily have to come from a user or be explicitly initiated, but can be carried out by a further device without the participation of a user, for example if the further device detects that one or more criteria are met.
Nach einer Ausführung kann die Anweisung die Folgeregelung präzisieren. Insbesondere kann die Anweisung im Einzelnen die gemäß der Folgeregelung durchzuführenden Schritte oder dergleichen enthalten. In diesem Fall kann die Vorrichtung gemäß der Folgeregelung verfahren, auch wenn die Folgeregelung der Vorrichtung bis zu dem Empfangen der Anweisung nicht oder nicht vollständig bekannt war. Alternativ kann die Folgeregelung zuvor abgelegt worden sein, insbesondere in der Vorrichtung oder derart, dass die Vorrichtung Zugriff auf die Folgeregelung hat, und die Vorrichtung ist eingerichtet, durch die Anweisung dazu veranlasst zu werden, gemäß der Folgeregelung zu verfahren. In diesem Fall muss die Anweisung die Folgeregelung (mit einzelnen Schritten usw.) nicht im Detail präzisieren, weil die Folgeregelung schon vor dem Empfangen der Anweisung der Vorrichtung bekannt war bzw. die Vorrichtung auf die Folgeregelung Zugriff hatte. Diese Alternative hat insbesondere den Vorteil, dass die Anweisung sehr kurz gefasst sein kann.After execution, the instruction can specify the follow-up control. In particular, the instruction can contain in detail the steps or the like to be carried out according to the subsequent regulation. In this case, the device can proceed according to the follow-up regulation, even if the follow-up regulation of the device was not known or not fully known until the instruction was received. Alternatively, the follow-up regulation can have been stored beforehand, in particular in the device or in such a way that the device has access to the follow-up regulation, and the device is set up to be prompted by the instruction to proceed according to the follow-up regulation. In this case, the instruction does not have to specify the follow-up regulation (with individual steps, etc.) in detail because the follow-up regulation was known to the device before the instruction was received or the device had access to the follow-up regulation. This alternative has the particular advantage that the instruction can be very brief.
Nach einer Ausführung ist wenigstens ein technischer Parameter der wenigstens einen Energiequelle eine verbleibende Energiemenge, insbesondere eine nutzbare Energiemenge, eine Notfallreserve, eine Kapazität, ein Ladezustand, ein Alter und/oder ein Alterungszustand der wenigstens einen Energiequelle.According to one embodiment, at least one technical parameter of the at least one energy source is a remaining amount of energy, in particular a usable amount of energy, an emergency reserve, a capacity, a state of charge, an age and / or an aging state of the at least one energy source.
Auf diese Weise kann die Vorrichtung beispielsweise so betrieben werden, dass in einem Stadium, in dem abzusehen ist, dass die Energiequelle die wenigstens zwei Verbraucher nur noch für vergleichsweise kurze Zeit (vollständig) mit Energie versorgen kann, nur solche der wenigstens zwei Verbraucher mit elektrischer Energie versorgt werden, die wichtige oder essentielle Funktionen ausführen, während andere Verbraucher, die keine wichtigen oder essentiellen Funktionen ausführen, nicht (mehr) oder nicht (mehr) vollständig mit elektrischer Energie versorgt werden.In this way, the device can be operated, for example, in such a way that, at a stage in which it can be foreseen that the energy source can only (completely) supply the at least two consumers with energy for a comparatively short time, only those of the at least two consumers with electrical energy Energy are supplied that carry out important or essential functions, while other loads that do not carry out any important or essential functions are not (no longer) or not (no longer) fully supplied with electrical energy.
Nach einer Ausführung ist die elektronische Steuervorrichtung dazu eingerichtet, bei der Regelung der Versorgung der wenigstens zwei Verbraucher mit elektrischer Energie auch wenigstens einen gemessenen und/oder vorliegenden technischen Parameter wenigstens eines der wenigstens zwei Verbraucher zu berücksichtigen, vorzugsweise mehrerer oder aller Verbraucher.According to one embodiment, the electronic control device is set up to also take into account at least one measured and / or present technical parameter of at least one of the at least two consumers, preferably several or all consumers, when regulating the supply of the at least two consumers with electrical energy.
Auf diese Weise kann beispielsweise ein erster Verbraucher, der im Vergleich zu einem zweiten Verbraucher die Energiequelle weniger belastet, im Vergleich zum zweiten Verbraucher bevorzugt mit elektrischer Energie versorgt werden. Vorliegend kann unter dem Begriff „vergleichsweise weniger belasten“ insbesondere verstanden werden, dass der betreffende Verbraucher im Vergleich zu einem anderen Verbraucher mit einer geringeren Spannung und/oder Stromstärke betrieben wird bzw. betrieben werden kann und/oder dass der betreffende Verbraucher im Vergleich zu einem anderen Verbraucher eine geringere Leistungsaufnahme hat. Des Weiteren wird bzw. kann vorliegend unter dem Begriff „bevorzugt betreiben“ insbesondere verstanden werden, dass der betreffende Verbraucher mit der von ihm „gewünschten“ Spannung und/oder Stromstärke und/oder Leistung betrieben wird, ein anderer Verbraucher hingegen mit einer geringeren Spannung und/oder Stromstärke und/oder Leistung als von ihm „gewünscht“. Zusätzlich oder alternativ kann bzw. wird unter diesem Begriff ferner verstanden werden, dass der betreffende Verbraucher für längere Zeit betrieben wird als ein anderer Verbraucher. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass der betreffende Verbraucher erst später abgeschaltet wird als ein anderer Verbraucher und/oder dass der betreffende Verbraucher dauerhaft betrieben wird, ein anderer Verbraucher hingegen intermittierend. Auf diese Weise kann beispielsweise erreicht werden, dass zumindest manche Funktionen der Gesamtheit der Verbraucher möglichst lange erhalten bleiben.In this way, for example, a first consumer, which in comparison to a second consumer loads the energy source less, can be preferably supplied with electrical energy compared to the second consumer. In the present case, the term “comparatively less load” can in particular be understood to mean that the consumer in question is or can be operated with a lower voltage and / or current strength compared to another consumer and / or that the consumer in question is operated in comparison to a other consumer has a lower power consumption. Furthermore, in the present case, the term “preferably operate” is or can be understood to mean that the consumer in question is operated with the voltage and / or current intensity and / or power that it “wants”, while another consumer is operated with a lower voltage and / or amperage and / or power as “desired” by him. In addition or as an alternative, this term can also be understood to mean that the consumer in question is operated for a longer period of time than another consumer. This can mean, for example, that the consumer in question is only switched off later than another consumer and / or that the consumer in question is operated continuously, while another consumer is operated intermittently. In this way it can be achieved, for example, that at least some functions of the totality of the consumers are retained for as long as possible.
Nach einer Ausführung weist die wenigstens eine Energiequelle wenigstens zwei Einheiten auf, die insbesondere dazu eingerichtet sind, unterschiedliche Spannungen bereitzustellen, und/oder wobei die wenigstens eine Energiequelle wenigstens eines der Folgenden aufweist:
- - eine Batterie
- - ein Photovoltaik-Modul
- - eine Brennstoffzelle
- - ein durch Verbrennung angetriebener Generator
- - ein durch Wind- oder Wasserkraft angetriebener Generator
- - ein durch Solarenergie angetriebener Generator.
- - a battery
- - a photovoltaic module
- - a fuel cell
- - a generator powered by combustion
- - a generator powered by wind or water power
- - a solar powered generator.
Dadurch, dass die wenigstens eine Energiequelle wenigstens zwei Einheiten aufweist, kann die Flexibilität der Vorrichtung erhöht werden. Diese Flexibilität kann auf verschiedene Art in Erscheinung treten. Einige Beispiele sind hier aufgelistet:
- 1. Eine erste Einheit kann für den „Normalbetrieb“ der Vorrichtung vorgesehen sein, während eine zweite Einheit als Reserve dient, beispielsweise wenn bei der ersten Einheit eine Fehlfunktion auftritt oder diese die Versorgung der Verbraucher nicht mehr (vollständig) sicherstellen kann.
- 2. Ein erster Verbraucher kann durch eine erste Einheit mit elektrischer Energie versorgt werden und ein zweiter Verbraucher durch eine zweite Einheit.
- 3. Insbesondere wenn die wenigstens zwei Einheiten verschiedene Spannungen bereitstellen, kann die Steuervorrichtung durch geeignetes Steuern bzw. Schalten sicherstellen, dass die Verbraucher mit einer für sie geeigneten (unterschiedlichen) Spannung versorgt werden.
- 4. Durch die Steuervorrichtung können die wenigstens zwei Einheiten in Serie geschaltet werden, wobei wiederum durch die Steuervorrichtung die durch die Serienschaltung erhöhte Spannung wenigstens einem Verbraucher zugeführt werden kann. Dabei kann die Steuervorrichtung sicherstellen, dass einem anderen Verbraucher beispielsweise die Spannung von nur einer Einheit zugeführt wird. insbesondere wenn die wenigstens zwei Einheiten verschiedene Spannungen bereitstellen können, kann die Flexibilität weiter erhöht werden.
- 5. Wenn die Energiequelle mehr als zwei Einheiten aufweist, kann die Flexibilität analog zu den vorangehenden Beispielen noch weiter erhöht werden.
- 1. A first unit can be provided for “normal operation” of the device, while a second unit serves as a reserve, for example if a malfunction occurs in the first unit or if it can no longer (completely) ensure the supply of the consumer.
- 2. A first consumer can be supplied with electrical energy by a first unit and a second consumer by a second unit.
- 3. In particular if the at least two units provide different voltages, the control device can ensure by suitable control or switching that the loads are supplied with a (different) voltage that is suitable for them.
- 4. The at least two units can be connected in series by the control device, the voltage increased by the series connection in turn at least by the control device can be fed to a consumer. In this case, the control device can ensure that, for example, the voltage from only one unit is fed to another consumer. in particular if the at least two units can provide different voltages, the flexibility can be increased further.
- 5. If the energy source has more than two units, the flexibility can be increased even further, analogously to the preceding examples.
Die Erfindung findet insbesondere bei den oben genannten Arten von Energiequelle (Batterie, Photovoltaik-Modul, Brennstoffzelle oder die oben genannten Arten von Generatoren) Anwendung, weil hier im Allgemeinen die Spannung, Stromstärke, Leistung, Energiemenge und/oder Ladungsmenge begrenzt ist.The invention is used in particular with the above-mentioned types of energy source (battery, photovoltaic module, fuel cell or the above-mentioned types of generators) because the voltage, amperage, power, amount of energy and / or amount of charge are generally limited here.
Nach einer Ausführung hat die Vorrichtung keine permanente, insbesondere keine, elektrische Verbindung zu einem öffentlichen Stromversorgungsnetz und/oder stellt ein autarkes System, insbesondere ein mobiles System, insbesondere ein portables System dar, und/oder die maximal erbringbare elektrische Leistung der Vorrichtung beträgt höchstens 1MW, insbesondere weniger als 500kW, weniger als 200kW, weniger als 100kW, weniger als 50kW, weniger als 20kW, weniger als 10kW, weniger als 5kW, weniger als 2kW, weniger als 1kW, weniger als 500W, weniger als 200W, weniger als 100W, weniger als 50W, weniger als 20W, weniger als 10W, weniger als 5W, weniger als 2W oder weniger als 1W, und/oder die maximal erbringbare elektrische Leistung der Vorrichtung beträgt wenigstens 1W, insbesondere wenigstens 2W, insbesondere wenigstens 5W, insbesondere wenigstens 10W, insbesondere wenigstens 20W, insbesondere wenigstens 50W, insbesondere wenigstens 100W, insbesondere wenigstens 200W, insbesondere wenigstens 500W, insbesondere wenigstens 1kW, insbesondere wenigstens 2kW, insbesondere wenigstens 5kW, insbesondere wenigstens 10kW, insbesondere wenigstens 20kW, insbesondere wenigstens 50kW, insbesondere wenigstens 100kW, insbesondere wenigstens 200kW, insbesondere wenigstens 500kW, insbesondere wenigstens 1MW.According to one embodiment, the device has no permanent, in particular no, electrical connection to a public power supply network and / or represents a self-sufficient system, in particular a mobile system, in particular a portable system, and / or the maximum possible electrical power of the device is at most 1MW , especially less than 500kW, less than 200kW, less than 100kW, less than 50kW, less than 20kW, less than 10kW, less than 5kW, less than 2kW, less than 1kW, less than 500W, less than 200W, less than 100W, less than 50W, less than 20W, less than 10W, less than 5W, less than 2W or less than 1W, and / or the maximum achievable electrical power of the device is at least 1W, in particular at least 2W, in particular at least 5W, in particular at least 10W, in particular at least 20W, in particular at least 50W, in particular at least 100W, in particular at least 200W, in particular at least 500W, in particular at least 1kW, in particular at least 2kW, in particular at least 5kW, in particular at least 10kW, in particular at least 20kW, in particular at least 50kW, in particular at least 100kW, in particular at least 200kW, in particular at least 500kW, in particular at least 1MW.
Eine Vorrichtung ohne permanente elektrische Verbindung zu einem öffentlichen Stromversorgungsnetz kann beispielsweise eine wiederaufladbare Batterie oder Brennstoffzelle sein, die zum Wiederaufladen an ein öffentliches Stromversorgungsnetz angeschlossen werden kann. Es kann sich aber unter Umständen auch um eine Energiequelle handeln, die zwar im Prinzip eine permanente elektrische Verbindung zu einem öffentlichen Stromversorgungsnetz hat, dass diese Verbindung allerdings durch einen Schalter oder ähnliches unterbrochen ist und/oder wobei eine drahtgebundene Verbindung zu einem öffentlichen Stromversorgungsnetz zwar besteht, diese bzw. dieses aber nicht permanent Spannung führt.A device without a permanent electrical connection to a public power supply network can be, for example, a rechargeable battery or fuel cell that can be connected to a public power supply network for recharging. Under certain circumstances, however, it can also be an energy source that in principle has a permanent electrical connection to a public power supply network, but that this connection is interrupted by a switch or the like and / or with a wired connection to a public power supply network , but this or this is not permanently under tension.
Eine Vorrichtung ohne elektrische Verbindung zu einem öffentlichen Stromversorgungsnetz kann beispielsweise ein Fahrzeug, insbesondere ein Luftfahrzeug, insbesondere eine Drohne, sein bzw. Teil einer/eines solchen sein, und kann beispielsweise die benötigte Energie von einem Photovoltaik-Modul beziehen, insbesondere ohne jemals mit einem öffentlichen Stromversorgungsnetz verbunden zu sein. Die Vorrichtung kann auch ein autarkes System, insbesondere ein mobiles System, insbesondere ein portables System, darstellen. Dabei sind die Grenzen zu den zuvor genannten Beispielen fließend. Ein Beispiel für ein autarkes System ist somit nicht nur ein Fahrzeug, sondern beispielsweise auch eine stationäre Vorrichtung, wie zum Beispiel ein nicht an ein öffentliches Stromversorgungsnetz angeschlossenes lokales Stromversorgungsnetz, beispielsweise einer kleinen Insel oder einer kleinen (insbesondere abgelegenen) Siedlung, Forschungsstation etc.A device without an electrical connection to a public power supply network can, for example, be a vehicle, in particular an aircraft, in particular a drone, or be part of such, and can, for example, obtain the required energy from a photovoltaic module, in particular without ever using a public power grid to be connected. The device can also represent an autarkic system, in particular a mobile system, in particular a portable system. The boundaries to the examples mentioned above are fluid. An example of a self-sufficient system is therefore not only a vehicle, but also, for example, a stationary device, such as a local power supply network that is not connected to a public power supply network, for example a small island or a small (in particular remote) settlement, research station, etc.
Zu einem mobilen System zählt nicht nur ein Fahrzeug (zum Transport von Personen oder Gütern), sondern auch Drohnen, die beispielsweise lediglich eine Kamera mit sich führen, nicht aber primär zum Transport der Kamera von einem ersten Ort an einen zweiten Ort vorgesehen sind. Zu einem mobilen System zählen aber auch jegliche andere Vorrichtungen, die nicht im Wesentlichen starr relativ zu ihrer Umgebung befestigt sind. Hierzu zählen auch portable Systeme, wie zum Beispiel ein Laptop-Computer, ein Tablet-Device oder sein Smartphone, oder allgemein eine Vorrichtung, die von einer Person getragen werden kann.A mobile system not only includes a vehicle (for transporting people or goods), but also drones that, for example, only carry a camera but are not primarily intended to transport the camera from a first location to a second location. A mobile system also includes any other devices that are not essentially rigidly attached relative to their surroundings. This also includes portable systems, such as a laptop computer, a tablet device or a smartphone, or generally a device that can be carried by a person.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Hinblick auf die oben aufgeführten Leistungsangaben vorzugsweise nicht auf große oder sehr große Anlagen wie ein Kraftwerk, sondern auf mittelgroße, kleine oder sehr kleine Vorrichtungen.With regard to the performance data listed above, the present invention preferably does not relate to large or very large systems such as a power plant, but rather to medium-sized, small or very small devices.
Nach einer Ausführung ist die Steuervorrichtung eingerichtet, mit elektrischer Energie von der wenigstens einen Energiequelle versorgt zu werden.According to one embodiment, the control device is set up to be supplied with electrical energy from the at least one energy source.
Gemäß dieser Ausführung ist es also nicht nötig, eine weitere Energiequelle bereitzustellen, die die Steuervorrichtung versorgt.According to this embodiment, it is therefore not necessary to provide a further energy source that supplies the control device.
Nach einer Ausführung weist die Vorrichtung Mittel zum Ermitteln einer Spannung und/oder eines Stroms an wenigstens einer Stelle, insbesondere an zwei oder mehr Stellen, der Vorrichtung auf, wobei die Vorrichtung insbesondere Mittel zum Kommunizieren von ermittelten Spannungen und/oder Strömen zu der Steuervorrichtung aufweist, insbesondere zu einem Microcontroller der Steuervorrichtung, insbesondere über eine UART-Schnittstelle oder einen CAN-Bus.According to one embodiment, the device has means for determining a voltage and / or a current at at least one point, in particular at two or more points, of the device, the device in particular having means for communicating determined voltages and / or currents to the control device , in particular to a microcontroller of the control device, in particular via a UART interface or a CAN bus.
Durch die Mittel zum Ermitteln einer Spannung und/oder eines Stroms kann die Vorrichtung in geeigneter Weise überwacht werden bzw. sich selbst überwachen. Insbesondere können auf diese Weise Rückschlüsse über technische Parameter der Energiequelle und/oder der Verbraucher bzw. deren Zustand gezogen werden. Ebenso können auf diese Weise gegebenenfalls Anomalien oder Fehlfunktionen der Vorrichtung erkannt werden.By means of the means for determining a voltage and / or a current, the device can be monitored in a suitable manner or can monitor itself. In this way, in particular, conclusions can be drawn about technical parameters of the energy source and / or the consumer or their state. Likewise, anomalies or malfunctions of the device can possibly be recognized in this way.
Die Stellen, an denen eine Spannung und/oder ein Strom ermittelt werden kann, können beispielsweise Stellen an oder in den elektrischen Leitungen zu den wenigstens zwei Verbrauchern sein, insbesondere für jeden der wenigstens zwei Verbraucher jeweils an einer geeigneten Stelle, so dass eine Spannungs- und/oder Strommessung und/oder die Überwachung eines Zustands für jeden der wenigstens zwei Verbraucher insbesondere separat erfolgen kann.The points at which a voltage and / or a current can be determined can be, for example, points on or in the electrical lines to the at least two consumers, in particular at a suitable point for each of the at least two consumers, so that a voltage and / or current measurement and / or the monitoring of a state for each of the at least two consumers can in particular take place separately.
Die Mittel zum Ermitteln einer Spannung und/oder eines Stroms können ferner so ausgebildet sein, dass sie selbst eine bestimmte Maßnahme als Reaktion auf eine Spannungs- und/oder Strommessung durchführen können, beispielsweise das Unterbrechen einer elektrischen Verbindung durch einen Schalter oder dergleichen. Zusätzlich oder alternativ kann die Vorrichtung aber auch, wie oben erwähnt, Mittel zum Kommunizieren von ermittelten Spannungen und/oder Strömen zu der Steuervorrichtung aufweisen. Auf diese Weise können die ermittelten Spannungen und/oder Ströme durch die Steuervorrichtung verarbeitet und gegebenenfalls gespeichert werden, und die Steuervorrichtung kann auf den Spannungs- bzw. Strominformationen geeignete Maßnahmen veranlassen, beispielsweise das Unterbrechen einer elektrischen Verbindung beispielsweise zu einem oder mehreren der Verbraucher, oder kann bestimmte Bereich der Vorrichtung spannungsfrei schalten.The means for determining a voltage and / or a current can furthermore be designed such that they can themselves carry out a specific measure in response to a voltage and / or current measurement, for example the interruption of an electrical connection by a switch or the like. Additionally or alternatively, however, as mentioned above, the device can also have means for communicating determined voltages and / or currents to the control device. In this way, the determined voltages and / or currents can be processed by the control device and, if necessary, stored, and the control device can initiate suitable measures on the voltage or current information, for example the interruption of an electrical connection, for example to one or more of the loads, or can de-energize certain areas of the device.
Nach einer Ausführung weist die wenigstens eine Energiequelle wenigstens eine Batterie auf und die Regelung ist eingerichtet, die wenigstens eine Batterie vor Tiefentladung zu schützen und/oder die wenigstens zwei Verbraucher vor Überspannungen bei einem Ladevorgang der Batterie zu schützen.According to one embodiment, the at least one energy source has at least one battery and the control is set up to protect the at least one battery from deep discharge and / or to protect the at least two consumers from overvoltages when the battery is being charged.
Auf diese Weise kann gegebenenfalls die Lebenszeit der Batterie und/oder der Verbraucher bzw. der Vorrichtung insgesamt verlängert werden. Ebenso kann auch bei dieser Ausführung sichergestellt werden, dass wichtige oder essentielle Funktionen der Vorrichtung möglichst lange erhalten bleiben, beispielsweise durch Abschalten einer oder mehrerer der Verbraucher, während vermieden wird oder wenigstens das Risiko reduziert wird, dass eine Tiefentladung der Batterie stattfindet.In this way, the service life of the battery and / or the consumer or the device as a whole can possibly be extended. Likewise, in this embodiment it can also be ensured that important or essential functions of the device are maintained for as long as possible, for example by switching off one or more of the loads, while avoiding or at least reducing the risk of deep discharge of the battery.
Nach einer Ausführung ist die Regelung eingerichtet,
- - ein Bestromen der wenigstens zwei Verbraucher so vorzunehmen, dass die maximale Stärke des insgesamt benötigten Stroms reduziert wird, und/oder
- - ein Bestromen der wenigstens zwei Verbraucher zeitversetzt vorzunehmen, und/oder
- - einen Anstieg eines Stroms zum Bestromen wenigstens eines der wenigstens zwei Verbraucher zu verlangsamen.
- - to energize the at least two consumers in such a way that the maximum strength of the total current required is reduced, and / or
- - to energize the at least two consumers with a time delay, and / or
- - to slow down an increase in a current for energizing at least one of the at least two consumers.
Eine solche Regelung kann beispielsweise durch geeignete Schalter oder andere elektronische Bauteile implementiert werden. Durch eine solche Regelung kann die Vorrichtung wiederum möglichst schonend betrieben werden und gegebenenfalls ihre Lebensdauer verlängert werden.Such a regulation can be implemented, for example, by suitable switches or other electronic components. By means of such a control, the device can in turn be operated as gently as possible and its service life can be extended if necessary.
Nach einer Ausführung weist die Vorrichtung ein Schaltmittel zum Anlegen von Spannung an die wenigstens zwei Verbraucher und/oder zum Bestromen der wenigstens zwei Verbraucher auf, insbesondere wobei das Schaltmittel wenigstens ein Solid-State-Relais und/oder wenigstens einen Reedkontakt aufweist.According to one embodiment, the device has a switching means for applying voltage to the at least two consumers and / or for energizing the at least two consumers, in particular wherein the switching means has at least one solid-state relay and / or at least one reed contact.
Durch die Schaltmittel kann insbesondere die Steuervorrichtung festlegen, welcher Verbraucher wann mit Energie versorgt wird. Hierzu eignen sich verlustarme Schaltmittel, beispielsweise die zuvor genannten.By means of the switching means, in particular the control device can determine which consumer is supplied with energy and when. Low-loss switching means, for example those mentioned above, are suitable for this purpose.
Nach einer Ausführung weist die Vorrichtung wenigstens einen Sensor auf, insbesondere wenigstens einen Wassersensor, wobei der wenigstens eine Sensor eingerichtet ist, ein für die Vorrichtung potentiell schädliches Ereignis zu detektieren, insbesondere einen Kurzschluss oder das Vorhandensein von Wasser, und insbesondere wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, als Reaktion auf das Detektieren eines potentiell schädlichen Ereignisses die Versorgung der wenigstens zwei Verbraucher oder wenigstens eines Teilbereichs der Vorrichtung mit elektrischer Energie zu verändern, insbesondere zu reduzieren, insbesondere zu unterbrechen.According to one embodiment, the device has at least one sensor, in particular at least one water sensor, the at least one sensor being set up to detect a potentially harmful event for the device, in particular a short circuit or the presence of water, and in particular wherein the control device is set up, in response to the detection of a potentially harmful event, to change, in particular to reduce, in particular to interrupt the supply of electrical energy to the at least two consumers or at least a sub-area of the device.
Auf diese Weise kann ein möglichst sicherer Betrieb der Vorrichtung erfolgen, insbesondere ein Betrieb, der die Vorrichtung und/oder einen Benutzer oder allgemein die Umgebung/Umwelt der Vorrichtung vor schädlichen Ereignissen schützt.In this way, the device can be operated as safely as possible, in particular an operation that protects the device and / or a user or generally the environment / environment of the device from harmful events.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung, aufweisend:
- - wenigstens eine Energiequelle zum Bereitstellen von elektrischer Energie,
- - wenigstens zwei Verbraucher von elektrischer Energie und
- - eine elektronische Steuervorrichtung zum Steuern einer Versorgung der wenigstens zwei Verbraucher mit elektrischer Energie von der wenigstens einen Energiequelle,
wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, den gemessenen und/oder ermittelten, insbesondere errechneten, Zustand der wenigstens einen Energiequelle mittels einer UART-Schnittstelle oder über einen CAN-Bus zu erfassen.A second aspect of the invention relates to a device comprising:
- - at least one energy source for providing electrical energy,
- - At least two consumers of electrical energy and
- - An electronic control device for controlling a supply of the at least two consumers with electrical energy from the at least one energy source,
wherein the device is set up to record the measured and / or ascertained, in particular calculated, state of the at least one energy source by means of a UART interface or via a CAN bus.
Durch die Benutzung einer UART-Schnittstelle oder einem CAN-Bus lässt sich der Zustand der wenigstens einen Energiequelle besonders vorteilhaft erfassen bzw. überwachen. Die erfasste Information kann dann von der Steuervorrichtung benutzt werden.By using a UART interface or a CAN bus, the state of the at least one energy source can be recorded or monitored in a particularly advantageous manner. The acquired information can then be used by the control device.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zur Benutzung in einer der oben beschriebenen Vorrichtungen.A third aspect of the invention relates to a control device for use in one of the devices described above.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Vorrichtung, wobei die Vorrichtung wenigstens eine Energiequelle zum Bereitstellen von elektrischer Energie und wenigstens zwei Verbraucher von elektrischer Energie aufweist, wobei das Verfahren ein elektronisches Steuern einer Versorgung der wenigstens zwei Verbraucher mit elektrischer Energie von der wenigstens einen Energiequelle aufweist, wobei das Verfahren die Versorgung der wenigstens zwei Verbraucher mit elektrischer Energie basierend auf einer hardware-, firmware- und/oder softwaretechnischen Regelung, in Abhängigkeit eines gemessenen und/oder aus vorliegenden technischen Parametern der wenigstens einen Energiequelle ermittelten, insbesondere errechneten, Zustands der wenigstens einen Energiequelle, durchführt,
wobei die hardware-, firmware- und/oder softwaretechnische Regelung für einen externen Eingriff für eine Folgeregelung eingerichtet ist.A fourth aspect of the invention relates to a method for controlling a device, the device having at least one energy source for providing electrical energy and at least two consumers of electrical energy, the method electronically controlling a supply of the at least two consumers with electrical energy from the has at least one energy source, the method supplying the at least two consumers with electrical energy based on a hardware, firmware and / or software control, depending on a measured and / or determined from existing technical parameters of the at least one energy source, in particular calculated , State of the at least one energy source, performs,
wherein the hardware, firmware and / or software control is set up for an external intervention for a follow-up control.
Die in Bezug auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung vorgestellten Ausführungen und deren Vorteile gelten entsprechend auch für eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung und ein erfindungsgemäßes Verfahren und umgekehrt.The explanations presented in relation to a device according to the invention and their advantages also apply accordingly to a control device according to the invention and a method according to the invention, and vice versa.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention emerge from the claims, the figures and the description of the figures. All of the features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own.
Die Erfindung wird nun anhand wenigstens eines Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
-
1 zeigt, zumindest teilweise schematisch, ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; -
2 zeigt, zumindest teilweise schematisch, ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und -
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 shows, at least partially schematically, an embodiment of a device according to the invention; -
2 shows, at least partially schematically, a further embodiment of a device according to the invention; and -
3 shows a flow chart of an exemplary embodiment of a method according to the invention.
Die Vorrichtung
Im gezeigten Beispiel weist die Energiequelle
Der prinzipielle Aufbau der in
In dem gezeigten Beispiel ist in bzw. an jeder Zuleitung zu den Verbrauchern
Die Schalter
Die Regelung kann permanent oder veränderbar sein. Zum Verändern der Regelung kann beispielsweise eine Schnittstelle
Die Strommessgeräte
Des Weiteren weist die in
Die Messgeräte
Die Vorrichtung
Alternativ kann die Folgeregelung schon vorab zumindest teilweise in der Vorrichtung
In diesem Fall muss die Anweisung nicht sämtliche Details der Folgeregelung enthalten, sondern kann die Steuervorrichtung
Gemäß einer Variante weist die Vorrichtung
Verschiedene Varianten oder Weiterentwicklungen der in
Gemäß einer Variante weist die Vorrichtung
In einer weiteren Variante könnte auf eine oder mehrere der Messvorrichtungen
Gemäß einer weiteren Variante kann die Vorrichtung
In weiteren Varianten könnte selbst auf das Spannungsmessgerät
Gemäß einer weiteren Variante kann der Zustand durch externe Mittel ermittelt oder errechnet oder zumindest abgeschätzt werden. Falls die Vorrichtung
Die Energiequelle weist im Beispiel der
Die in
Angenommen die Punkte
- Abkürzungen:
- Schalterstellung 0 = Schalter offen
Schalterstellung 1 = Schalter geschlossen
- Abbreviations:
- Switch position 0 = switch open
-
Switch position 1 = Switch closed
Dabei ist zu beachten, dass die Schalter 71 und 72 nicht gleichzeitig geschlossen sein sollten, weil sich sonst ein Kurzschluss ergibt. Entsprechend sollten auch die Schalter 73 und 74 nicht gleichzeitig geschlossen sein.It should be noted that switches 71 and 72 should not be closed at the same time, otherwise a short circuit will result. Accordingly, switches 73 and 74 should not be closed at the same time.
Durch die in
Die Linke Hälfte der in
Durch die in
Die Schaltung kann im Rahmen der Erfindung im Prinzip beliebig erweitert werden, durch Hinzufügen von weiteren Verbrauchern und/oder weiteren Energiequellen bzw. Einheiten einer Energiequelle. Um die gesamte Flexibilität auszunutzen, kann sich die benötigte Anzahl der elektrischen Verbindungen bei Verwendung von mehr als zwei Verbrauchern und insbesondere mehr als zwei Energiequellen/Einheiten einer Energiequelle deutlich erhöhen. Unter Zuhilfenahme der vorliegenden Beschreibung ist eine geeignete Auslegung der Schaltung aber für die Fachperson im Prinzip möglich.Within the scope of the invention, the circuit can in principle be expanded as required by adding further consumers and / or further energy sources or units of an energy source. In order to utilize the entire flexibility, the required number of electrical connections can be increased significantly when using more than two consumers and in particular more than two energy sources / units of an energy source. With the aid of the present description, however, a suitable design of the circuit is in principle possible for the skilled person.
Messvorrichtungen wie die in
Bei erfindungsgemäßen Ausführungsformen können Messwerte beispielsweise über eine UART-Schnittstelle oder einen CAN-Bus von den verschiedenen Messgeräten, wie z.B. Messgeräte
In erfindungsgemäßen Ausführungsformen können die verschiedenen Schalter bzw. Schaltmittel, wie z.B. die Schalter
In allen Ausführungsbeispielen können die Schalter auch durch elektronische Vorrichtungen ersetzt werden, die nicht nur zwei Schaltzustände (geschlossen / offen) haben, sondern die ein Variieren einer Spannung und oder eines Stroms (einer Stromstärke) ermöglichen, insbesondere ein Variieren einer an einem Verbraucher anliegenden Spannung und/oder ein Variieren eines durch einen Verbraucher fließenden Stroms.In all exemplary embodiments, the switches can also be replaced by electronic devices that not only have two switching states (closed / open), but that allow a voltage and / or a current (current strength) to be varied, in particular a voltage applied to a consumer to be varied and / or varying a current flowing through a consumer.
Erfindungsgemäße Ausführungsformen eignen sich insbesondere für Vorrichtungen, bei denen die Energieversorgung einer Beschränkung unterliegt. Eine solche Beschränkung kann beispielsweise eine zeitliche Beschränkung sein, d.h. die Energieversorgung kann nicht oder nicht im vollen Umfang zu jeder Zeit gewährleistet werden (Beispiel: Photovoltaikzelle bei Nacht). Eine solche Beschränkung kann sich auch hinsichtlich der verfügbaren Energiemenge oder Spannung oder Stromstärke oder Leistung äußern (Beispiel: Batterie). Durch erfindungsgemäße Ausführungsformen kann die Energieversorgung der Verbraucher angesichts der möglichen Beschränkungen gezielt gesteuert werden, im Normalfall durch die hardware-, firmware- und/oder softwaretechnische Regelung. Ausführungsformen der Erfindung lassen aber ein Abweichen von dieser Regelung zu, indem diese Regelung für einen externen Eingriff für eine Folgeregelung eingerichtet ist.Embodiments according to the invention are particularly suitable for devices in which the energy supply is subject to a restriction. Such a restriction can be, for example, a time restriction, i.e. the energy supply cannot be guaranteed at all times or not to the full extent (example: photovoltaic cell at night). Such a restriction can also be expressed in terms of the amount of energy or voltage or current strength or power available (example: battery). By means of embodiments according to the invention, the energy supply to the consumer can be controlled in a targeted manner in view of the possible restrictions, normally by means of the hardware, firmware and / or software control. Embodiments of the invention, however, allow a deviation from this regulation in that this regulation is set up for an external intervention for a follow-up regulation.
Nachfolgend werden zwei konkrete Beispiele einer Regelung und Folgeregelung erläutert, wobei sich versteht, dass sich andere erfindungsgemäße Ausführungsformen von diesen (deutlich) unterscheiden können.Two specific examples of regulation and follow-up regulation are explained below, it being understood that other embodiments according to the invention can differ (significantly) from these.
Beispiel 1example 1
Die Vorrichtung weist eine durch einen elektrischen Motor angetriebene Drohne auf, die mit einer Kamera ausgestattet ist. Bezogen auf die in den
Ein externer Eingriff (beispielsweise durch Bedienpersonal, ggf. durch drahtlose Übermittlung) kann nun darin bestehen, dass die Energieversorgung für die Kamera nicht abgeschaltet wird, beispielsweise weil die Kamera ein wichtiges Ereignis aufnehmen soll. Ein solches Ereignis könnte beispielsweise ein Naturereignis (z.B. Vulkanausbruch) sein. Es wird somit das Risiko einer Tiefentladung der Batterie oder gar der Absturz der Drohne in Kauf genommen, beispielsweise wenn das Aufnehmen des Ereignisses durch die Kamera (und das rechtzeitige Übermitteln der Aufnahmen an einen Empfänger) als wichtiger angesehen wird als ein schonender Betrieb der Batterie oder als die Drohne selbst.An external intervention (for example by operating personnel, possibly by wireless transmission) can now consist in the fact that the power supply for the camera is not switched off, for example because the camera is to record an important event. Such an event could, for example, be a natural event (e.g. volcanic eruption). The risk of deep discharge of the battery or even the crash of the drone is accepted, for example if the recording of the event by the camera (and the timely transmission of the recordings to a recipient) is seen as more important than conserving battery operation or than the drone itself.
Beispiel 2Example 2
In diesem Beispiel ist die Vorrichtung ein beispielsweise straßengebundenes Fahrzeug, das elektrisch angetrieben wird. Zur Ausstattung dieses Fahrzeugs gehört in diesem Beispiel auch eine Innenraumheizung.In this example the device is, for example, a road vehicle that is electrically powered. In this example, the equipment of this vehicle also includes an interior heater.
Gemäß der Regelung wird bis zu einem gewissen Entladungszustand der Batterie nicht nur der Motor als Verbraucher
Ein externer Eingriff kann nun darin bestehen, dass dem Fahrzeug durch entsprechende externe Meldedienste gemeldet wird, dass die anvisierte Ladestation nicht funktionsfähig ist, beispielsweise aufgrund von Überschwemmung oder eines Brandereignisses. Das Fahrzeug muss nun eine andere, gegebenenfalls weiter entfernte, Ladestation ansteuern. Die Folgeregelung, gemäß der das Fahrzeug nun verfahren muss, legt fest, dass die Innenraumheizung trotz entsprechenden Außentemperaturen nicht oder nicht im vollen Umfang betrieben werden kann, weil sonst die verbleibende Energiemenge in der Batterie des Fahrzeugs nicht für die zurückzulegende Strecke bis zu der (weiter entfernten) Ladestation ausreicht bzw. weil sonst eine Tiefentladung der Batterie wahrscheinlich wird. Die Details der Folgeregelung können im Rahmen des externen Eingriffs explizit an das Fahrzeug übermittelt werden, oder die Folgeregelung kann auch schon vorab dem Fahrzeug bekannt gewesen sein und im Rahmen des externen Eingriffs erhält das Fahrzeug die Anweisung, die Energieversorgung der Verbraucher (Motor und Innenraumheizung) gemäß der Folgeregelung durchzuführen.An external intervention can now consist in the vehicle being notified by corresponding external reporting services that the targeted charging station is not functional, for example due to flooding or a fire. The vehicle must now head for another, possibly further away, charging station. The follow-up regulation, according to which the vehicle must now operate, stipulates that the interior heating cannot be operated or cannot be operated to the full extent despite the corresponding outside temperatures, because otherwise the remaining amount of energy in the vehicle's battery cannot be used for the distance to be covered up to the (next remote) charging station is sufficient or because otherwise the battery is likely to be deeply discharged. The details of the follow-up control can be explicitly transmitted to the vehicle as part of the external intervention, or the follow-up control can also have been known to the vehicle in advance and, as part of the external intervention, the vehicle is instructed to switch off the energy supply to the consumers (engine and interior heating). to be carried out according to the follow-up regulation.
Während vorausgehend wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben wurde, ist zu bemerken, dass eine große Anzahl von Variationen dazu existiert. Es ist dabei auch zu beachten, dass die beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen nur nichtlimitierende Beispiele darstellen, und es nicht beabsichtigt ist, dadurch den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren zu beschränken. Vielmehr wird die vorausgehende Beschreibung der Fachperson eine Anleitung zur Implementierung mindestens einer beispielhaften Ausführungsform liefern, wobei sich versteht, dass verschiedene Änderungen in der Funktionsweise und der Anordnung der in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elemente vorgenommen werden können, ohne dass dabei von dem in den angehängten Ansprüchen jeweils festgelegten Gegenstand sowie seinen rechtlichen Äquivalenten abgewichen wird.While at least one exemplary embodiment has been described above, it should be understood that a large number of variations exist therefor. It should also be noted that the exemplary embodiments described represent only non-limiting examples, and it is not intended to limit the scope, applicability or configuration of the devices and methods described here. Rather, the preceding description will provide the person skilled in the art with instructions for implementing at least one exemplary embodiment, it being understood that various changes in the mode of operation and the arrangement of the elements described in an exemplary embodiment can be made without deviating from the claims in the appended claims the subject matter specified in each case and its legal equivalents are deviated from.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1, 21, 2
- Verbraucherconsumer
- 33
- EnergiequelleEnergy source
- 44th
- SteuervorrichtungControl device
- 11, 2111, 21
- Schaltercounter
- 12, 2212, 22
- Zuleitungen zum Steuern der SchalterSupply lines for controlling the switches
- 13, 2313, 23
- MessgerätMeasuring device
- 14, 2414, 24
- Messleitungen von den MessgerätenTest leads from the gauges
- 31, 3231, 32
- Elektrische Anschlüsse der EnergiequelleElectrical connections of the energy source
- 33, 3433, 34
- Einheiten der EnergiequelleUnits of energy source
- 35, 36, 3735, 36, 37
- Elektrische VerbindungspunkteElectrical connection points
- 4040
- MicrocontrollerMicrocontroller
- 4141
- Datenspeicher (für Regelung)Data memory (for control)
- 4242
- Schnittstelleinterface
- 4343
- Datenspeicher (für Nachfolgeregelung)Data storage (for succession planning)
- 4545
- MessgerätMeasuring device
- 4646
- MessleitungMeasurement line
- 5050
- Sensorsensor
- 61 bis 6561 to 65
- Elektrische VerbindungspunkteElectrical connection points
- 71 bis 7471 to 74
- Schaltercounter
- 90 bis 9690 to 96
- VerfahrensschritteProcedural steps
- 100100
- Vorrichtungcontraption
Claims (16)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020200117.0A DE102020200117A1 (en) | 2020-01-08 | 2020-01-08 | Device with a control device and method for controlling an energy supply of the device |
EP21700162.7A EP4088359A2 (en) | 2020-01-08 | 2021-01-05 | Apparatus having a control apparatus and method for controlling a power supply of said apparatus |
PCT/EP2021/050052 WO2021140085A2 (en) | 2020-01-08 | 2021-01-05 | Apparatus having a control apparatus and method for controlling a power supply of said apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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