DE102021208812A1 - Mobile work machine with several DC voltage networks - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine mobile Arbeitsmaschine mit einem Fahrantrieb (20), einer Arbeitshydraulik und einer Kühlanordnung, die jeweils wenigstens einen Elektromotor (51; 52; 53; 54) umfassen, wobei die mobile Arbeitsmaschine ausschließlich aus einer Batterie mit elektrischer Energie versorgt wird. Erfindungsgemäß ist ein Hochspannungsnetz (70) und ein erstes und ein zweites Niederspannungsnetz (81; 82) vorgesehen, wobei das Hochspannungsnetz (70) aus einer Hochspannungsbatterie (73) mit elektrischer Energie versorgbar ist.The invention relates to a mobile working machine with a drive (20), working hydraulics and a cooling arrangement, each of which comprises at least one electric motor (51; 52; 53; 54), the mobile working machine being supplied with electrical energy exclusively from a battery. According to the invention, a high-voltage network (70) and a first and a second low-voltage network (81; 82) are provided, with the high-voltage network (70) being able to be supplied with electrical energy from a high-voltage battery (73).
Description
Die Erfindung betrifft eine mobile Arbeitsmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a mobile working machine according to the preamble of claim 1.
Aus der
Aus der
Aus der
Mit der vorliegenden Erfindung soll eine mobile Arbeitsmaschine geschaffen werden, die wie der bekannte Gabelstapler vollständig mit Energie aus einer wiederaufladbaren Batterie betrieben wird, wobei die mobile Arbeitsmaschine keinen Verbrennungsmotor mitführt, wie dies beispielsweise bei der
Bei mobilen Arbeitsmaschinen stellt hierbei neben der Batteriekapazität die im System umgesetzte Leistung eine ganz wesentliche Rolle. Hydraulische Antriebe sind dadurch gekennzeichnet, dass auf kleinstem Bauraum sehr große Leistungen umgesetzt werden können. Will man nun solch hohe Leistungen mittels eines Elektromotors bereitstellen, so wird dabei die durch elektrische Ströme verursachte Abwärme mit zunehmender Leistung ein immer größeres Problem. Ein weiteres Problem resultiert daraus, dass Hochleistungsbatterien im Standby-Zustand der mobilen Arbeitsmaschine aus Sicherheitsgründen vorzugsweise vom verbleibenden Elektrosystem getrennt sind. Gleichzeitig hat eine mobile Arbeitsmaschine Funktionen, die auch im Standby-Zustand arbeitsfähig sein sollen.In addition to the battery capacity, the performance implemented in the system plays a very important role in mobile work machines. Hydraulic drives are characterized by the fact that very high performance can be implemented in the smallest of spaces. If you now want to provide such high performance by means of an electric motor, the waste heat caused by electrical currents becomes an ever greater problem with increasing performance. A further problem results from the fact that, for safety reasons, high-performance batteries are preferably separated from the remaining electrical system when the mobile working machine is in the standby state. At the same time, a mobile work machine has functions that should also be able to work in the standby state.
Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass eine Hochspannungsbatterie vorgesehen ist, deren elektrische Nenn-Gleichspannung größer als 100 V, vorzugsweise größer als 300 V, ist und welche mit einem Hochspannungsnetz elektrisch verbindbar ist, wobei der erste und der zweite Elektromotor jeweils über einen zugeordneten ersten bzw. zweiten Spannungswandler unmittelbar aus dem Hochspannungsnetz mit elektrischer Energie versorgbar ist, wobei ein erstes und ein zweites Niederspannungsnetz vorgesehen sind, die jeweils zumindest mittelbar über einen zugeordneten dritten bzw. vierten Spannungswandler aus dem Hochspannungsnetz mit elektrischer Energie versorgbar sind, wobei das erste Niederspannungsnetz eine elektrische Gleichspannung führt, die größer als eine elektrische Gleichspannung des zweiten Niederspannungsnetzes und keiner als die Nenn-Gleichspannung der Hochspannungsbatterie ist, wobei der dritte Elektromotor unmittelbar aus dem ersten Niederspannungsnetz mit elektrischer Energie versorgbar ist, wobei unmittelbar aus dem zweiten Niederspannungsnetz zumindest eine Steuervorrichtung mit elektrischer Energie versorgbar ist, wobei mit der Steuervorrichtung der wenigstens eine erste, der zweite und der dritte Elektromotor zumindest mittelbar steuerbar sind, wobei das zweite Niederspannungsnetz derart permanent an eine zugeordnete Niederspannungsbatterie angeschlossen ist, dass die Steuervorrichtung permanent mit elektrischer Energie versorgt wird, soweit die betreffende Niederspannungsbatterie ausreichend geladen ist.According to claim 1, it is proposed that a high-voltage battery be provided, the electrical nominal direct voltage of which is greater than 100 V, preferably greater than 300 V, and which can be electrically connected to a high-voltage network, the first and the second electric motor each having an associated first or second voltage converter can be supplied with electrical energy directly from the high-voltage network, with a first and a second low-voltage network being provided, which can each be supplied with electrical energy at least indirectly via an associated third or fourth voltage converter from the high-voltage network, with the first low-voltage network having a electrical direct voltage which is greater than an electrical direct voltage of the second low-voltage network and less than the nominal direct voltage of the high-voltage battery, the third electric motor supplying electrical energy directly from the first low-voltage network is possible, wherein at least one control device can be supplied with electrical energy directly from the second low-voltage network, wherein the at least one first, the second and the third electric motor can be controlled at least indirectly with the control device, with the second low-voltage network thus being permanently connected to an associated low-voltage battery That the control device is permanently supplied with electrical energy, as far as the relevant low-voltage battery is sufficiently charged.
Bei dem wenigstens einen Aktuator kann es sich jeweils um einen Hydraulikzylinder oder einen Hydromotor handeln. Die Spannung der Hochspannungsbatterie beträgt vorzugsweise 800 V oder 400 V, wobei die Spannung umso höher gewählt wird je höher die aus der Hochspannungsbatterie maximal entnommene elektrische Leistung ist. Die maximale Spannung der Hochspannungsbatterie wird im Wesentlichen durch die erforderlichen elektrischen Isolationsmaßnahmen nach oben begrenzt. Die elektrische Gleichspannung des ersten Niederspannungsnetzes beträgt vorzugsweise 24 V. Die elektrische Gleichspannung des zweiten Niederspannungsnetzes beträgt vorzugsweise 12 V. Das Hochspannungsnetz und/oder das erste Niederspannungsnetz und/oder das zweite Niederspannungsnetz umfassen vorzugsweise jeweils eine elektrische Plus-Leitung und eine elektrische Minus-Leitung, an welchen unterschiedliche elektrische Potentiale, welche höchst vorzugsweise jeweils im Wesentlichen konstant sind, anliegen. Es versteht sich, dass, beispielsweise im Rahmen von Schaltvorgängen, kurzzeitig erhebliche Schwankungen der genannten Potentiale auftreten können.The at least one actuator can be a hydraulic cylinder or a hydraulic motor. The voltage of the high-voltage battery is preferably 800 V or 400 V, the higher the voltage being selected the higher the maximum electrical power drawn from the high-voltage battery. The maximum voltage of the high-voltage battery is essentially limited by the necessary electrical insulation measures. The electrical DC voltage of the first low-voltage network is preferably 24 V. The electrical DC voltage of the second low-voltage network is preferably 12 V. The high-voltage network and/or the first low-voltage network and/or the second low-voltage network preferably each comprise an electrical positive line and an electrical negative line , at which different electrical potentials, which are most preferably essentially constant, are present. It goes without saying that, for example in the context of switching processes, significant fluctuations in the potentials mentioned can occur for a short time.
Wenn die mobile Arbeitsmaschine nicht in Betrieb bzw. im Standby-Betrieb ist, ist die Hochspannungsbatterie vorzugsweise elektrisch vom Hochspannungsnetz getrennt, wobei höchst vorzugsweise beide Batteriepole getrennt sind. Hierfür wird vorzugsweise ein Schaltschütz verwendet. Der erste und/oder der zweite Elektromotor sind vorzugsweise jeweils als permanenterregter Synchronmotor ausgelegt, wobei der zugeordnete erste bzw. zweite Spannungswandler als DC/AC-Wandler ausgelegt ist. Der dritte Elektromotor ist vorzugsweise als Gleichstrommotor mit einem Kommutator ausgeführt, wobei der Kommutator mit Bürsten oder elektronisch ausgeführt sein kann.If the mobile work machine is not in operation or in standby mode, the high voltage battery preferably electrically separated from the high-voltage network, most preferably both battery poles are separated. A contactor is preferably used for this purpose. The first and/or the second electric motor are preferably each designed as a permanently excited synchronous motor, with the associated first or second voltage converter being designed as a DC/AC converter. The third electric motor is preferably designed as a DC motor with a commutator, it being possible for the commutator to be designed with brushes or electronically.
Die genannten Komponenten der Arbeitshydraulik sind vorzugsweise in einem offenen hydraulischen Kreislauf, welcher einen Tank umfasst, fluidisch miteinander verbunden. Die Arbeitspumpe ist vorzugsweise als Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise ausgeführt, wobei sie höchst vorzugsweise ein stetig verstellbares Verdrängungsvolumen hat. Die Einstellung des Verdrängungsvolumens wird vorzugsweise zumindest mittelbar von der Steuervorrichtung gesteuert. Das in der Arbeitshydraulik verwendete Druckfluid ist vorzugsweise eine Flüssigkeit und höchst vorzugsweise Hydrauliköl.The components of the working hydraulics mentioned are preferably fluidically connected to one another in an open hydraulic circuit which includes a tank. The working pump is preferably designed as an axial piston pump with a swash plate design, it most preferably having a continuously adjustable displacement volume. The setting of the displacement volume is preferably controlled at least indirectly by the control device. The pressure fluid used in the working hydraulics is preferably a liquid and most preferably hydraulic oil.
Die genannte endlos umlaufende Kette kann aus einer Vielzahl von Kettengliedern zusammengesetzt sein, die relativ beweglich zueinander sind. Es kann sich aber auch um ein endloses elastisches Band handeln, dessen Fahroberfläche analog zu einer Gliederkette ausgeführt ist. Das genannte elastische Band besteht vorzugsweise aus Gummi, wobei der Gummi endlose Zugseile, insbesondere Stahlseile umschließt.Said endlessly circulating chain can be composed of a large number of chain links which are movable relative to one another. However, it can also be an endless elastic band, the running surface of which is designed analogously to a link chain. Said elastic band is preferably made of rubber, with the rubber enclosing endless traction cables, in particular steel cables.
Es ist denkbar, dass an das Hochspannungsnetz ein DC/AC-Spannungswandler angeschlossen ist, mit dem im öffentlichen Stromnetz übliche Wechselspannung (50 Hz, einphasig oder dreiphasig, 230 V oder 400 V) bereitgestellt werden kann. Diese Wechselspannung wird vorzugsweise an einer genormten Steckbuchse, beispielsweise einer CEE-Steckbuchse, bereitgestellt.It is conceivable that a DC/AC voltage converter is connected to the high-voltage grid, with which the AC voltage (50 Hz, single-phase or three-phase, 230 V or 400 V) customary in the public power grid can be provided. This AC voltage is preferably provided at a standardized socket, for example a CEE socket.
Die Steuervorrichtung umfasst vorzugsweise mindestens einen programmierbaren Digitalrechner, welcher höchst vorzugsweise so eingerichtet, insbesondere programmiert, ist, dass er die im Rahmen der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Steuerungsfunktionen ausführt.The control device preferably comprises at least one programmable digital computer, which is most preferably set up, in particular programmed, in such a way that it executes the control functions described in the context of the present application.
Die Hochspannungsbatterie ist vorzugsweise an das Hochspannungsnetz angeschlossen, wenn die mobile Arbeitsmaschine benutzt wird, während sie in der übrigen Standby-Zeit nicht angeschlossen ist. In der Standby-Zeit wird die Steuervorrichtung dennoch über die Niederspannungsbatterie mit elektrischer Energie versorgt. Vorzugsweise ist ein Bedienelement, beispielsweise ein Drehschalter, vorgesehen, mit welchem die mobile Arbeitsmaschine ein- und ausgeschaltet werden kann, wobei der Schaltzustand des Bedienelements von der Steuervorrichtung überwacht wird, wobei eine Schaltvorrichtung vorgesehen ist, über welche die Hochspannungsbatterie mit dem Hochspannungsnetz verbindbar ist, wobei die Schaltvorrichtung von der Steuervorrichtung geschlossen wird, wenn das Bedienelement eingeschaltet wird. Die Schaltvorrichtung hat vorzugsweise jeweils einen Schalter, insbesondere ein Schaltschütz, für beide elektrischen Leiter des Hochspannungsnetzes.The high-voltage battery is preferably connected to the high-voltage grid when the mobile working machine is in use, while it is not connected during the rest of the standby time. In the standby time, however, the control device is supplied with electrical energy via the low-voltage battery. An operating element, for example a rotary switch, is preferably provided, with which the mobile working machine can be switched on and off, the switching status of the operating element being monitored by the control device, a switching device being provided via which the high-voltage battery can be connected to the high-voltage network, wherein the switching device is closed by the control device when the operating element is switched on. The switching device preferably has a switch, in particular a contactor, for both electrical conductors of the high-voltage network.
Bei der Hoch- und der Niederspannungsbatterie handelt es sich vorzugsweise jeweils um eine einzige Batteriebaugruppe. Es ist denkbar, dass mehrere derartige Batteriebaugruppen in Reihe oder parallel geschaltet werden, um die maximale Spannung bzw. den maximalen Strom der betreffenden Hoch- bzw. Niederspannungsbatterie zu erhöhen. Es versteht sich, dass die genannten Batteriebaugruppen im Inneren jeweils aus mehreren Batteriezellen zusammengesetzt sind.The high and low voltage batteries are preferably each a single battery assembly. It is conceivable that a number of such battery assemblies are connected in series or in parallel in order to increase the maximum voltage or the maximum current of the relevant high or low voltage battery. It goes without saying that the battery assemblies mentioned are each composed of a plurality of battery cells on the inside.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.Advantageous developments and improvements of the invention are specified in the dependent claims.
Es kann vorgesehen sein, dass die Niederspannungsbatterie vom zugeordneten ersten bzw. zweiten Niederspannungsnetz her aufladbar ist, wobei die entsprechende elektrische Energie über den dritten bzw. vierten Spannungswandler über das Hochspannungsnetz aus der Hochspannungsbatterie entnehmbar ist. Damit reicht es aus, wenn allein die Hochspannungsbatterie von außen geladen werden kann. Eine Ladevorrichtung, mit der die Niederspannungsbatterie unmittelbar aus dem öffentlichen Stromnetz geladen werden kann, kann entfallen.It can be provided that the low-voltage battery can be charged from the associated first or second low-voltage network, with the corresponding electrical energy being able to be drawn from the high-voltage battery via the third or fourth voltage converter via the high-voltage network. It is therefore sufficient if the high-voltage battery alone can be charged from the outside. A charging device with which the low-voltage battery can be charged directly from the public power grid can be omitted.
Es kann vorgesehen sein, dass das erste und das zweite Niederspannungsnetz einen gemeinsamen Masseleiter haben, welcher zumindest an ein elektrisch leitfähiges Fahrgestell der mobilen Arbeitsmaschine elektrisch angeschlossen ist, wobei der dritte und der vierte Spannungswandler jeweils als DC/DC-Wandler mit Potentialtrennung ausgeführt sind, so dass das Hochspannungsnetz kein definiertes Potential bezüglich des genannten Masseleiters hat, wobei das Hochspannungsnetz mit beiden elektrischen Polen elektrisch vom Fahrgestell isoliert ist. Hierdurch ergibt sich eine hohe elektrische Sicherheit der mobilen Arbeitsmaschine. Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, die elektrische Isolation zwischen dem Hochspannungsnetz und dem Fahrgestell zu überwachen, beispielsweise indem der ohmsche Widerstand zwischen dem Fahrgestell und den beiden Leitern des Hochspannungsnetzes gemessen wird. Unterschreitet einer der beiden gemessenen ohmschen Widerstände einen vorgegebenen Grenzwert, so ist die gewünschte elektrische Isolation nicht mehr gegeben. Dann wird die Hochspannungsbatterie vorzugsweise sofort vom Hochspannungsnetz getrennt, wobei die betreffenden Schalter, die vorzugsweise als Schaltschütz (https://de.wikipedia.org/wiki/Sch%C3%BCtz_(Schalter)) ausgeführt sind, unmittelbar benachbart zur Hochspannungsbatterie angeordnet sind.Provision can be made for the first and the second low-voltage network to have a common ground conductor which is electrically connected to at least one electrically conductive chassis of the mobile working machine, with the third and the fourth voltage converter each being designed as a DC/DC converter with electrical isolation, so that the high-voltage network has no defined potential with respect to said ground conductor, the high-voltage network being electrically isolated from the chassis with both electrical poles. This results in a high level of electrical safety for the mobile working machine. The control device is preferably set up to monitor the electrical insulation between the high-voltage network and the chassis, for example by measuring the ohmic resistance between the chassis and the two high-voltage conductors network is measured. If one of the two measured ohmic resistances falls below a specified limit value, the desired electrical insulation is no longer given. The high-voltage battery is then preferably immediately disconnected from the high-voltage network, with the relevant switches, which are preferably designed as a contactor (https://de.wikipedia.org/wiki/Sch%C3%BCtz_(Switch)), being arranged immediately adjacent to the high-voltage battery .
Es kann vorgesehen sein, dass der dritte und/oder der vierte Spannungswandler so ausgelegt ist, dass ausschließlich ein elektrischer Energiefluss vom Hochspannungsnetz zum betreffenden ersten bzw. zweiten Niederspannungsnetz möglich ist. Hierdurch soll insbesondere eine Entladung der Niederspannungsbatterie vermieden werden, welche dem zweiten Niederspannungsnetz zugeordnet ist, so dass die Steuervorrichtung im Standby-Betrieb möglichst lange mit elektrischer Energie versorgt werden kann, ehe die betreffende Niederspannungsbatterie entladen ist.Provision can be made for the third and/or the fourth voltage converter to be designed in such a way that electrical energy can only flow from the high-voltage network to the relevant first or second low-voltage network. This should in particular avoid discharging the low-voltage battery associated with the second low-voltage network, so that the control device can be supplied with electrical energy in standby mode for as long as possible before the relevant low-voltage battery is discharged.
Es kann vorgesehen sein, dass die mobile Arbeitsmaschine eine Ladevorrichtung umfasst, welche mit der Hochspannungsbatterie verbindbar ist, um diese aus einem weiteren Stromnetz zu laden, wobei die Ladevorrichtung zumindest mittelbar von der Steuervorrichtung steuerbar ist. Die Steuervorrichtung wird erfindungsgemäß permanent mit elektrischer Energie versorgt. Sie kann also erkennen, dass ein Ladestecker in einen Ladeanschluss der Ladevorrichtung gesteckt wurde, so dass vorzugsweise allein dadurch der Ladevorgang gestartet werden kann, soweit die mobile Arbeitsmaschine nicht in Betrieb bzw. im Standby-Betrieb ist. Wenn die mobile Arbeitsmaschine in Betrieb ist, wird sie, sobald der Ladestecker in die Ladebuchse an der mobilen Arbeitsmaschine gesteckt wird, vorzugsweise von der Steuervorrichtung derart außer Betrieb gesetzt, dass zumindest der wenigstens eine erste und der zweite Elektromotor nicht mehr aus dem Hochspannungsnetz mit elektrischer Energie versorgt werden, so dass sie sich nicht mehr bewegen. Bei dem weiteren Stromnetz handelt es sich vorzugsweise um das öffentliche Stromnetz, welches mit Wechselspannung betrieben wird, wobei höchst vorzugsweise drei Phasen genutzt werden. Es ist denkbar, dass das weitere Stromnetz mit Gleichspannung betrieben wird. Die Ladebuchse bzw. der Ladestecker sind vorzugsweise gemäß dem CCS-Standard (https://de.wikipedia.org/wiki/Combined_Charging _System) ausgeführt. Die Ladevorrichtung lädt die Hochspannungsbatterie bis diese voll ist oder bis der Fahrer über ein Bedienelement das Laden abbricht. Die Steuervorrichtung überwacht während des Ladens die mobile Arbeitsmaschine vorzugsweise auf Einhaltung der elektrischen Sicherheit. Im Fehlerfall wird die Hochspannungsbatterie vorzugsweise zweipolig vom Hochspannungsnetz getrennt, wobei die Steuervorrichtung die Ladevorrichtung abschaltet.Provision can be made for the mobile working machine to include a charging device which can be connected to the high-voltage battery in order to charge it from another power grid, the charging device being controllable at least indirectly by the control device. According to the invention, the control device is permanently supplied with electrical energy. It can therefore recognize that a charging plug has been plugged into a charging connection of the charging device, so that the charging process can preferably be started by this alone, provided that the mobile work machine is not in operation or in standby mode. If the mobile working machine is in operation, as soon as the charging plug is plugged into the charging socket on the mobile working machine, it is preferably deactivated by the control device in such a way that at least the at least one first and the second electric motor can no longer be supplied with electric power from the high-voltage network be supplied with energy so that they no longer move. The additional power grid is preferably the public power grid, which is operated with AC voltage, with three phases being used most preferably. It is conceivable that the additional power grid is operated with DC voltage. The charging socket or the charging plug are preferably designed according to the CCS standard (https://de.wikipedia.org/wiki/Combined_Charging_System). The charging device charges the high-voltage battery until it is full or until the driver uses a control to stop charging. During charging, the control device preferably monitors the mobile working machine for compliance with electrical safety. In the event of a fault, the high-voltage battery is preferably disconnected from the high-voltage network at two poles, with the control device switching off the charging device.
Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Kühlvorrichtung eine erste Kühlvorrichtung umfasst, mit welcher in der Arbeitshydraulik umlaufendes Druckfluid kühlbar ist. Kühlvorrichtungen sind in Hydraulikkreisläufen üblich. Durch die erfindungsgemäße Verschaltung des betreffenden dritten Elektromotors mit dem elektrischen System der mobilen Arbeitsmaschine wird ein geringstmöglicher elektrischer Energieverbrauch für die erste Kühlvorrichtung erreicht, so dass die mobile Arbeitsmaschine lange betrieben werden kann, ohne dass ein Nachladen der Hochspannungsbatterie erforderlich ist.Provision can be made for the at least one cooling device to comprise a first cooling device, with which pressure fluid circulating in the working hydraulic system can be cooled. Cooling devices are common in hydraulic circuits. The inventive connection of the third electric motor in question to the electrical system of the mobile working machine achieves the lowest possible electrical energy consumption for the first cooling device, so that the mobile working machine can be operated for a long time without the high-voltage battery having to be recharged.
Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Kühlvorrichtung eine zweite Kühlvorrichtung umfasst, mit welcher der erste Elektromotor und/oder der zweite Elektromotor und/oder der erste Spannungswandler und/oder der zweite Spannungswandler und/oder die Ladevorrichtung kühlbar ist. Hierdurch kann die maximal umsetzbare elektrische Leistung erheblich gesteigert werden. Insbesondere der zweite Elektromotor und der zweite Spannungswandler müssen auf kleinstem Bauraum eine hohe elektrische Leistung umsetzen, um die zum Antrieb der Arbeitspumpe erforderliche mechanische Leistung bereitzustellen. Die zweite Kühlvorrichtung verwendet vorzugsweise eine Kühlflüssigkeit zur Kühlung der genannten Komponenten. Vorzugsweise umfasst die zweite und/oder die dritte Kühlvorrichtung eine Kühlpumpe, welche mit einem sechsten Elektromotor in Antriebsverbindung steht, wobei der sechste Elektromotor an das erste Niederspannungsnetz angeschlossen ist. Durch die erfindungsgemäße Verschaltung des betreffenden dritten Elektromotors mit dem elektrischen System der mobilen Arbeitsmaschine wird ein geringstmöglicher elektrischer Energieverbrauch für die zweite Kühlvorrichtung erreicht, so dass die mobile Arbeitsmaschine lange betrieben werden kann, ohne dass ein Nachladen der Hochspannungsbatterie erforderlich ist.It can be provided that the at least one cooling device comprises a second cooling device, with which the first electric motor and/or the second electric motor and/or the first voltage converter and/or the second voltage converter and/or the charging device can be cooled. As a result, the maximum electrical power that can be converted can be significantly increased. In particular, the second electric motor and the second voltage converter must convert a high level of electrical power in a very small space in order to provide the mechanical power required to drive the working pump. The second cooling device preferably uses a cooling liquid to cool the components mentioned. The second and/or the third cooling device preferably includes a cooling pump which is drive-connected to a sixth electric motor, the sixth electric motor being connected to the first low-voltage network. The inventive connection of the third electric motor in question to the electrical system of the mobile working machine achieves the lowest possible electrical energy consumption for the second cooling device, so that the mobile working machine can be operated for a long time without the high-voltage battery having to be recharged.
Es kann vorgesehen sein, dass die mobile Arbeitsmaschine eine geschlossene Fahrerkabine umfasst, wobei die Lufttemperatur in der Fahrerkabine mittels einer Klimaanlage auf eine vorgegebene Temperatur einstellbar ist, wobei die wenigstens eine Kühlvorrichtung wenigstens eine dritte Kühlvorrichtung umfasst, welche Bestandteil der Klimaanlage ist. Durch die erfindungsgemäße Verschaltung des betreffenden dritten Elektromotors mit dem elektrischen System der mobilen Arbeitsmaschine wird ein geringstmöglicher elektrischer Energieverbrauch für die dritte Kühlvorrichtung erreicht, so dass die mobile Arbeitsmaschine lange betrieben werden kann, ohne dass ein Nachladen der Hochspannungsbatterie erforderlich ist. Die Klimaanlage kann neben der dritten Kühlvorrichtung eine Heizvorrichtung umfassen, so dass die Fahrerkabine auch kühl- und beheizbar ist. Die Heizvorrichtung ist vorzugsweise unmittelbar aus dem Hochspannungskreis mit elektrischer Energie versorgbar. Vorzugsweise wird die in der zweiten Kühlvorrichtung anfallende Abwärme zur Beheizung der Fahrerkabine genutzt. Die Klimaanlage kann die gewünschte Temperatur mittels einer Temperaturregelung oder einer Temperatursteuerung einstellen.Provision can be made for the mobile working machine to have a closed driver's cab, with the air temperature in the driver's cab being adjustable to a predetermined temperature by means of an air conditioning system, with the at least one cooling device comprising at least a third cooling device which is part of the air conditioning system. The inventive connection of the third electric motor in question to the electrical system of the mobile working machine achieves the lowest possible electrical energy consumption for the third cooling device, so that the mobile working machine can be operated for a long time without the high voltage having to be recharged battery is required. In addition to the third cooling device, the air conditioning system can also include a heating device, so that the driver's cab can also be cooled and heated. The heating device can preferably be supplied with electrical energy directly from the high-voltage circuit. The waste heat occurring in the second cooling device is preferably used to heat the driver's cab. The air conditioner can set the desired temperature by means of temperature regulation or temperature control.
Es kann vorgesehen sein, dass der erste Elektromotor über ein Getriebe mit dem wenigstens einen Rad und/oder mit der wenigstens einen endlos umlaufenden Kette in Antriebsverbindung steht, wobei das Getriebe mittels einer Schmierpumpe schmierbar ist, wobei die Schmierpumpe mit einem vierten Elektromotor in Antriebsverbindung steht, wobei der vierte Elektromotor unmittelbar aus dem ersten Niederspannungsnetz mit elektrischer Energie versorgbar ist, wobei seine Drehbewegung zumindest mittelbar von der Steuervorrichtung steuerbar ist. Durch die erfindungsgemäße Verschaltung des vierten Elektromotors mit dem elektrischen System der mobilen Arbeitsmaschine wird ein geringstmöglicher elektrischer Energieverbrauch für die Schmierung des Getriebes erreicht, so dass die mobile Arbeitsmaschine lange betrieben werden kann, ohne dass ein Nachladen der Hochspannungsbatterie erforderlich ist.Provision can be made for the first electric motor to be drive-connected to the at least one wheel and/or to the at least one endlessly circulating chain via a gear, with the gear being able to be lubricated by means of a lubricating pump, the lubricating pump being drive-connected to a fourth electric motor , wherein the fourth electric motor can be supplied with electrical energy directly from the first low-voltage network, with its rotational movement being controllable at least indirectly by the control device. The inventive connection of the fourth electric motor to the electrical system of the mobile working machine achieves the lowest possible electrical energy consumption for lubricating the transmission, so that the mobile working machine can be operated for a long time without the high-voltage battery having to be recharged.
Es kann vorgesehen sein, dass bei der Steuerung der Drehbewegung des vierten Elektromotors eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment des ersten Elektromotors berücksichtigt wird. Damit kann in jedem Betriebszustand der mobilen Arbeitsmaschine eine ausreichende Schmierung des Getriebes und mithin ein geringer Verschleiß des Getriebes sichergestellt werden. Durch die erfindungsgemäße elektrische Verschaltung stehen die genannten Größen, Drehzahl und Drehmoment des ersten Elektromotors, ohnehin in der Steuervorrichtung zur Verfügung, so dass sie problemlos wie vorgeschlagen genutzt werden können.Provision can be made for a rotational speed and/or a torque of the first electric motor to be taken into account when controlling the rotational movement of the fourth electric motor. In this way, adequate lubrication of the transmission and consequently less wear on the transmission can be ensured in every operating state of the mobile working machine. As a result of the electrical connection according to the invention, the quantities mentioned, speed and torque of the first electric motor are available in the control device anyway, so that they can be used as proposed without any problems.
Vorzugsweise werden die genannten Größen, Drehzahl bzw. Drehmoment des ersten Elektromotors, über einen vorgegebenen Zeitraum betrachtet, um den Schmiervolumenstrom bzw. die Drehbewegung des vierten Elektromotors festzulegen. Beispielsweise kann ein Mittelwert der Drehzahl bzw. des Drehmoments über den genannten Zeitraum gebildet werden.Preferably, the variables mentioned, speed or torque of the first electric motor, are considered over a predetermined period of time in order to determine the lubricating volume flow or the rotational movement of the fourth electric motor. For example, an average of the speed or torque can be formed over the period of time mentioned.
Bei der Steuerung des vierten Elektromotors kann eine Temperatur des Schmiermittels und/oder eine Temperatur der Umgebung berücksichtigt werden, welche vorzugsweise jeweils mittels eines Temperatursensors gemessen wird. Hierdurch kann eine temperaturabhängige Schmierwirkung des Schmiermittels berücksichtigt werden, welche beispielsweise durch eine temperaturabhängige Viskosität verursacht wird. Weiter kann das, vorzugsweise flüssige, Schmiermittel bei Bedarf zur Kühlung des Getriebes verwendet werden. Es ist denkbar, dass der Schmiermittelstrom bzw. die Drehzahl des vierten Elektromotors über das zur Schmierung unbedingt notwendige Maß hinaus erhöht wird, um die durch das Getriebe verursachten Geräusche zu mindern. Hierbei wird die schwingungsdämpfende Wirkung des Schmiermittels ausgenutzt. Das Schmiermittel läuft vorzugsweise in einen Schmierkreislauf um, welcher die Schmierpumpe umfasst. Es ist denkbar, dass der Schmierkreislauf eine Kühlvorrichtung für das Schmiermittel umfasst.When controlling the fourth electric motor, a temperature of the lubricant and/or a temperature of the environment can be taken into account, which is preferably measured in each case by means of a temperature sensor. In this way, a temperature-dependent lubricating effect of the lubricant can be taken into account, which is caused, for example, by a temperature-dependent viscosity. Furthermore, the preferably liquid lubricant can be used to cool the transmission if required. It is conceivable that the flow of lubricant or the speed of the fourth electric motor is increased beyond what is absolutely necessary for lubrication in order to reduce the noise caused by the transmission. Here, the vibration-damping effect of the lubricant is used. The lubricant preferably circulates in a lubricating circuit that includes the lubricating pump. It is conceivable that the lubrication circuit includes a cooling device for the lubricant.
Unmittelbar nach der Inbetriebsetzung der mobilen Arbeitsmaschine wird vorzugsweise ein Schmiermittelstrom eingestellt, der wenigstens 30%, vorzugsweise wenigstens 50%, eines maximalen Schmiermittelstroms beträgt, um alle Schmierkanäle und Schmierstellen mit Schmiermittel zu befüllen. Weiter soll hierdurch das Schmiermittel erwärmt werden, damit es die ideale Betriebstemperatur erreicht, ohne dass die mobile Arbeitsmaschine hierfür bewegt werden muss. Die Schmierpumpe oder der vierte Elektromotor ist vorzugsweise mit einem Drehzahlsensor versehen, der an die Steuervorrichtung angeschlossen ist. Hiermit kann durch die Steuervorrichtung geprüft werden, ob die Schmierpumpe die von der Steuervorrichtung angeforderte Drehzahl tatsächlich erreicht. Dies kann einmalig bei der Inbetriebsetzung der mobilen Arbeitsmaschine und/oder periodisch in vorgegebenen Zeitabständen geschehen. Nach der Außerbetriebsetzung der mobilen Arbeitsmaschine läuft der vierte Elektromotor bzw. die Schmierpumpe vorzugsweise für eine vorgegebene Zeitspanne weiter, um das Getriebe abzukühlen.Immediately after the mobile working machine has been started up, a lubricant flow is preferably set which is at least 30%, preferably at least 50%, of a maximum lubricant flow in order to fill all the lubrication channels and lubrication points with lubricant. Furthermore, the lubricant is to be heated in this way so that it reaches the ideal operating temperature without the mobile work machine having to be moved for this purpose. The lubrication pump or the fourth electric motor is preferably provided with a speed sensor which is connected to the control device. This allows the control device to check whether the lubricating pump actually reaches the speed requested by the control device. This can happen once when the mobile working machine is started up and/or periodically at predetermined time intervals. After the mobile working machine has been shut down, the fourth electric motor or the lubricating pump preferably continues to run for a predetermined period of time in order to cool down the transmission.
Soweit die mobile Arbeitsmaschine neben dem Getriebe weitere Komponenten umfasst, welche der Schmierung bedürfen, so werden diese vorzugsweise ebenfalls mit der genannten Schmierpumpe geschmiert, so dass nur eine einzige Schmierpumpe erforderlich ist.Insofar as the mobile working machine includes, in addition to the transmission, further components which require lubrication, these are preferably likewise lubricated with the named lubricating pump, so that only a single lubricating pump is required.
Es kann vorgesehen sein, dass die Arbeitshydraulik als offener hydraulischer Kreislauf ausgeführt ist, welcher einen Tank umfasst, wobei wenigstens eine Hilfspumpe vorgesehen ist, über welche Druckfluid aus dem Tank ansaugbar ist, wobei die wenigstens eine Hilfspumpe jeweils mit einem zugeordneten fünften Elektromotor in Antriebsverbindung steht, wobei der fünfte Elektromotor unmittelbar aus dem ersten Niederspannungsnetz mit elektrischer Energie versorgbar ist, wobei seine Drehbewegung zumindest mittelbar von der Steuervorrichtung steuerbar ist. Durch die erfindungsgemäße Verschaltung des fünften Elektromotors mit dem elektrischen System der mobilen Arbeitsmaschine wird ein geringstmöglicher elektrischer Energieverbrauch für die Bereitstellung eines Hilfsdrucks mit der Hilfspumpe erreicht, so dass die mobile Arbeitsmaschine lange betrieben werden kann, ohne dass ein Nachladen der Hochspannungsbatterie erforderlich ist.Provision can be made for the working hydraulics to be designed as an open hydraulic circuit which includes a tank, with at least one auxiliary pump being provided, via which pressurized fluid can be drawn in from the tank, with the at least one auxiliary pump each being drive-connected to an associated fifth electric motor , wherein the fifth electric motor can be supplied with electrical energy directly from the first low-voltage network, with its rotational movement being controllable at least indirectly by the control device. The formwork according to the invention By connecting the fifth electric motor to the electrical system of the mobile working machine, the lowest possible electrical energy consumption for providing auxiliary pressure with the auxiliary pump is achieved, so that the mobile working machine can be operated for a long time without the high-voltage battery having to be recharged.
Die Druckseite der wenigstens einen Hilfspumpe kann beispielsweise einen vom Arbeitsdruck der Arbeitspumpe unabhängigen Hilfsdruck bereitstellen. Mit diesem können beispielsweise Vorsteuerventile der Arbeitshydraulik betätigt werden. Weiter kann eine hydraulische Lenkung der mobilen Arbeitsmaschine mit dem Hilfsdruck versorgt werden. Weiter kann eine hydraulische Fremdkraftbremse mit dem Hilfsdruck versorgt werden. Die Fremdkraftbremse kann als Betriebsbremse oder als Parkbremse ausgelegt sein. Eine Betriebsbremse ermöglicht insbesondere ein Abbremsen der sich bewegenden mobilen Arbeitsmaschine, was bei einer Parkbremse nicht der Fall ist. Der Hilfsdruck kann weiter genutzt werden, um ein Verdrängungsvolumen der Arbeitspumpe hydraulisch zu verstellen. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, wenn die Arbeitspumpe über das Verdrängungsvolumen Null hinweg verstellbar ist, so dass der Arbeitsdruck, insbesondere bei der Einstellung Null, nicht ohne Weiteres für die Verstellung des Verdrängungsvolumens nutzbar ist.The pressure side of the at least one auxiliary pump can, for example, provide an auxiliary pressure that is independent of the working pressure of the working pump. With this, for example, pilot valves of the working hydraulics can be actuated. Furthermore, a hydraulic steering of the mobile work machine can be supplied with the auxiliary pressure. A hydraulic power brake can also be supplied with the auxiliary pressure. The power brake can be designed as a service brake or as a parking brake. In particular, a service brake enables the moving mobile working machine to be braked, which is not the case with a parking brake. The auxiliary pressure can also be used to hydraulically adjust a displacement volume of the working pump. This is advantageous, for example, when the working pump can be adjusted beyond the displacement volume of zero, so that the working pressure, particularly when the setting is zero, cannot be readily used to adjust the displacement volume.
Für die genannten Funktionen kann jeweils eine gesonderte Hilfspumpe vorgesehen sein. Es kann aber auch eine gemeinsame Hilfspumpe verwendet werden, die alle genannten Funktionen bedient. Es sind auch Mischformen denkbar, wobei die jeweils günstigste Variante anhand des zu erwartenden Energieverbrauchs und der zu erwartenden Herstellkosten gewählt wird. Der Hilfsdruck kann an einen Hydrospeicher angeschlossen sein, damit auch bei Ausfall der zugeordneten Hilfspumpe der Hilfsdruck noch für einen vorgegebenen Mindestzeitraum bereitsteht. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Hilfspumpe die Lenkung oder die Betriebsbremse versorgt, also Funktionen, die besonders sicher und zuverlässig arbeiten sollen. Der genannte Hydrospeicher kann als Membranspeicher ausgeführt sein. Wenn das erste Niederspannungsnetz sicherheitsrelevante Funktionen wie die Lenkung oder die Betriebsbremse versorgt, ist vorzugsweise auch das erste Niederspannungsnetz an eine zugeordnete Niederspannungsbatterie angeschlossen, wobei vorzugsweise die beiden elektrischen Leiter des Niederspannungsnetzes unmittelbar und permanent an die betreffende Niederspannungsbatterie angeschlossen sind.A separate auxiliary pump can be provided for each of the functions mentioned. However, a common auxiliary pump can also be used, which serves all of the functions mentioned. Mixed forms are also conceivable, with the respectively most favorable variant being selected on the basis of the energy consumption to be expected and the production costs to be expected. The auxiliary pressure can be connected to a hydraulic accumulator so that the auxiliary pressure is still available for a predetermined minimum period of time even if the associated auxiliary pump fails. This is particularly advantageous when the auxiliary pump supplies the steering or the service brake, ie functions that are intended to work particularly safely and reliably. Said hydraulic accumulator can be designed as a diaphragm accumulator. If the first low-voltage network supplies safety-related functions such as the steering or the service brake, the first low-voltage network is preferably also connected to an associated low-voltage battery, with the two electrical conductors of the low-voltage network preferably being directly and permanently connected to the relevant low-voltage battery.
Als Redundanz zur Versorgung des Steuerdrucks kann ein zusätzliches Ventil verbaut werden, welches den Steuerdruckkreis aus dem Hochdruckkreis versorgt, sobald die Hilfspumpe ausfällt. Dazu muss der Arbeitsdruck auf den Steuerdruck entspannt werden. Das Ventil füllt dann auch die Hydraulikspeicher. Vorzugsweise ist das Ventil so eingestellt, dass es nur dann arbeitet, wenn der Steuerdruck unter den Mindestdruck der Hilfspumpe absinkt.An additional valve can be installed as a redundancy for supplying the control pressure, which supplies the control pressure circuit from the high-pressure circuit as soon as the auxiliary pump fails. To do this, the working pressure must be reduced to the control pressure. The valve then also fills the hydraulic accumulator. Preferably the valve is set to operate only when the control pressure falls below the minimum pressure of the auxiliary pump.
Wenn eine Hilfspumpe mehrere Funktionen versorgt, so ist jeder Funktion vorzugsweise ein Rückschlagventil zugeordnet, welches ausschließlich einen Fluidstrom von der Hilfspumpe zur betreffenden Funktion zulässt. Wenn an einer Funktion eine Überlast auftritt, werden die übrigen Funktionen somit nicht gestört.If an auxiliary pump supplies several functions, a check valve is preferably assigned to each function, which only allows a flow of fluid from the auxiliary pump to the relevant function. If an overload occurs on one function, the other functions are not disturbed.
Es kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Hilfspumpe mit ihrer Druckseite an einen Hydrospeicher angeschlossen ist, wobei ein Drucksensor vorgesehen ist, mit welchem der Druck im Hydrospeicher messbar ist, wobei der Drucksensor an die Steuervorrichtung zumindest mittelbar angeschlossen ist, wobei der betreffende fünfte Elektromotor von der Steuervorrichtung nur dann in Drehbewegung versetzt wird, wenn der mit dem Drucksensor gemessene Druck einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.It can be provided that at least one auxiliary pump is connected to a hydraulic accumulator with its pressure side, a pressure sensor being provided with which the pressure in the hydraulic accumulator can be measured, the pressure sensor being at least indirectly connected to the control device, the fifth electric motor in question being the control device is only rotated when the pressure measured by the pressure sensor falls below a predetermined limit value.
Die oben gennannten Funktionen, die vorzugsweise von der wenigstens einen Hilfspumpe versorgt werden, benötigen oft nur für kurze Zeit hydraulische Energie, wobei es vorkommen kann, dass dann eine hohe hydraulische Leistung benötigt wird. Mit dem vorgeschlagenen System können die genannten Funktionen mit einem vergleichsweise kleinen und kostengünstigen fünften Elektromotor versorgt werden. Der aus dem ersten Niederspannungsnetz zu bedienende maximale elektrische Leistungsbedarf ist besonders gering. Der fünfte Elektromotor kann in der Art einer Zweipunktregelung ein- und ausgeschaltet werden. Es ist aber auch denkbar, dass der fünfte Elektromotor mit einer stetig veränderlichen Drehzahl betrieben wird, um beispielsweise eine Leistungsregelung zu ermöglichen. Es kann ein Druckreduzierventil vorgesehen sein, wobei eine Eingangsseite des Druckreduzierventils an eine Druckseite der Arbeitspumpe angeschlossen ist, wobei eine Ausgangsseite des Druckreduzierventils an einen zugeordneten Hilfsdruck angeschlossen ist. Hierdurch kann ein kurzzeitig außergewöhnlich hoher Leistungsbedarf in Bezug auf den betreffenden Hilfsdruck bedient werden.The functions mentioned above, which are preferably supplied by the at least one auxiliary pump, often only require hydraulic energy for a short time, and it can then happen that a high level of hydraulic power is required. With the proposed system, the functions mentioned can be supplied with a comparatively small and inexpensive fifth electric motor. The maximum electrical power requirement to be served from the first low-voltage network is particularly low. The fifth electric motor can be switched on and off in the manner of a two-point control. However, it is also conceivable for the fifth electric motor to be operated at a continuously variable speed, in order to enable power control, for example. A pressure reducing valve can be provided, with an input side of the pressure reducing valve being connected to a pressure side of the working pump, with an output side of the pressure reducing valve being connected to an associated auxiliary pressure. As a result, an exceptionally high power requirement for a short period of time in relation to the auxiliary pressure in question can be served.
Der fünfte Elektromotor wird vorzugsweise wieder ausgeschaltet, wenn der mit dem Drucksensor gemessene Druck einen weiteren vorgegebenen Grenzwert überschreitet.The fifth electric motor is preferably switched off again when the pressure measured by the pressure sensor exceeds a further predetermined limit value.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that those mentioned above and those below still need to be explained the features can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
-
1 eine grobschematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen mobilen Arbeitsmaschine; -
2 einen Schaltplan, welcher das Hochspannungsnetz und das erste und das zweite Niederspannungsnetz umfasst; -
3 einen Schaltplan der Kühlanordnung; und -
4 einen hydraulischen Schaltplan, welcher die Hilfspumpe umfasst.
-
1 a highly schematic side view of a mobile working machine according to the invention; -
2 a circuit diagram which includes the high-voltage network and the first and the second low-voltage network; -
3 a circuit diagram of the cooling arrangement; and -
4 a hydraulic circuit diagram that includes the auxiliary pump.
Die Arbeitshydraulik 30 der mobilen Arbeitsmaschine 10 umfasst vorliegend drei Aktuatoren 33, welche jeweils als Hydraulikzylinder ausgebildet sind. Ein Aktuator 33 fährt den teleskopierbaren Arm 17 ein und aus. Ein weiterer Aktuator 33 hebt den teleskopierbaren Arm 17 an oder senkt diesen ab. Mit einem weiteren Aktuator 33 kann die Gabel am Ende des teleskopierbaren Arms 17 bewegt werden.The working hydraulics 30 of the mobile working
Auf dem Fahrgestell 11 ist eine Fahrerkabine 15 befestigt, in welcher der Fahrer der mobilen Arbeitsmaschine sitzt. Dort sind dementsprechend Bedienungselemente 13 vorgesehen, mit denen einerseits die Fahrbewegung und andererseits die Bewegung der Arbeitshydraulik 30 steuerbar sind. Die Bedienelemente 13 können zumindest einen Joystick, ein Lenkrad, zumindest ein Pedal, zumindest einen Drehschalter, zumindest einen Taster und/oder einen Touchscreen umfassen.A driver's
Weiter sind ein erster und ein zweiter Spannungswandler 61; 62 an das Hochspannungsnetz 70 angeschlossen. Diese setzen die Gleichspannung des Hochspannungsnetzes 70 in eine, vorzugsweise dreiphasige, Wechselspannung um, mit welcher der erste bzw. der zweite Elektromotor 51; 52 betrieben werden kann. Der erste und der zweite Elektromotor 51; 52 sind vorzugsweise jeweils als permanenterregter Synchronmotor ausgeführt. Der erste Elektromotor 51 treibt über ein Getriebe 21, welches vorzugsweise mehrere, schaltbare Übersetzungsstufen hat, zumindest einen Teil der Räder (Nr. 22 in
Der zweite Elektromotor 52 treibt eine Arbeitspumpe 31 an, welche vorzugsweise als Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise ausgeführt ist. Die Arbeitspumpe 31 ist Bestandteil eines offenen hydraulischen Kreislaufs, welcher die Aktuatoren (Nr. 33 in
Weiter sind ein erstes und ein zweites Niederspannungsnetz 81; 82 vorgesehen. Diese haben einen gemeinsamen Masseleiter 83, welcher u.a. an das elektrisch leitende Fahrgestell (Nr. 11 in
An das erste Niederspannungsnetz 81 ist ein vierter Elektromotor 54 angeschlossen, welcher eine Hilfspumpe 35 antreibt, über die das Getriebe 20 mit flüssigem Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, versorgt wird. Weiter sind mehrere dritte Elektromotoren 53 angeschlossen, die jeweils ein Lüfterrad 45 einer Kühlvorrichtung antreiben, wobei in
An das zweite Niederspannungsnetz 82 ist eine Steuervorrichtung 12 derart angeschlossen, dass diese permanent mit elektrischer Energie versorgt wird, soweit die zugeordnete Niederspannungsbatterie 86 ausreichend geladen ist. Die Steuervorrichtung 12 umfasst vorzugsweise einen programmierbaren Digitalrechner.A
Das Thermomanagement 90 umfasst neben den in
Hinzuweisen ist noch auf die verschiedenen Sicherungen 14, die den jeweiligen Stromfluss unterbrechen, wenn der dortige Strom einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Jede Sicherung 14 ist einem elektrischen Verbraucher am Hochspannungsnetzt 70 zugeordnet.The various fuses 14, which interrupt the respective flow of current if the current there exceeds a predetermined limit value, should also be pointed out. Each
Die zweite Kühlvorrichtung 42 dient der Kühlung verschiedener elektrischer Komponenten der mobilen Arbeitsmaschine. Sie umfasst ebenfalls einen Lamellenwärmetauscher 46, der von einem Lüfterrad 45 angeblasen wird. Der entsprechende Kühlmittelkreislauf hat vorliegend insgesamt vier Kühlpumpen 44, die jeweils von einem sechsten Elektromotor 56 angetrieben werden. Die sechsten Elektromotore 56 sind vorzugsweise jeweils an den ersten Niederspannungskreis (Nr. 81 in
Die dritte Kühlvorrichtung 43 ist Bestandteil einer Klimaanlage, mit welcher die Fahrerkabine (Nr. 15 in
Der Heizvorrichtung 92 ist ein separater Kreislauf zugeordnet. Weiter ist auf die Vorratsbehälter 47 hinzuweisen, die jeweils einem Kühlkreislauf zugeordnet sind. Der dortige Kühlmittelvorrat wird genutzt, um durch Leckagen verloren gegangenes Kühlmittel zu ersetzen.A separate circuit is assigned to the
Mit dem Drucksensor 37, der an die Steuervorrichtung 12 angeschlossen ist, wird der Hilfsdruck 39 gemessen. Die Steuervorrichtung 12 schaltet den fünften Elektromotor 55, der die Hilfspumpe 35 antreibt, im einfachsten Fall ein- und aus. Eine Drehzahlverstellung in mehrere Drehzahlstufen oder stufenlos ist ebenfalls möglich. Der fünfte Elektromotor 55 wird vorliegend aus dem ersten Niederspannungsnetz 81 mit Gleichspannung versorgt, wobei es sich um einen Gleichspannungsmotor handelt.With the
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- mobile Arbeitsmaschinemobile working machine
- 1111
- Fahrgestellchassis
- 1212
- Steuervorrichtungcontrol device
- 1313
- Bedienelementcontrol element
- 1414
- Sicherungfuse
- 1515
- Fahrerkabinedriver's cabin
- 1616
- Klimaanlageair conditioner
- 1717
- teleskopierbarer Arm telescopic arm
- 2020
- Fahrantriebtraction drive
- 2121
- Getriebetransmission
- 2222
- Radwheel
- 2323
- Schmierpumpelubrication pump
- 3030
- Arbeitshydraulikworking hydraulics
- 3131
- Arbeitspumpeworking pump
- 3232
- Tanktank
- 3333
- Aktuatoractuator
- 3434
- Ventilblock mit StellventilValve block with control valve
- 3535
- Hilfspumpeauxiliary pump
- 3636
- Hydrospeicherhydraulic accumulator
- 3737
- Drucksensorpressure sensor
- 3838
- Rückschlagventilcheck valve
- 3939
- Hilfsdruck auxiliary pressure
- 4040
- Kühlanordnungcooling arrangement
- 4141
- erste Kühlvorrichtungfirst cooling device
- 4242
- zweite Kühlvorrichtungsecond cooling device
- 4343
- dritte Kühlvorrichtungthird cooler
- 4444
- Kühlpumpecooling pump
- 4545
- Lüfterradfan wheel
- 4646
- Lamellenwärmetauscherfinned heat exchanger
- 4747
- Vorratsbehälterreservoir
- 4848
- Kühlmittelsammler coolant collector
- 5151
- erster Elektromotor für Fahrantriebfirst electric motor for traction
- 5252
- zweiter Elektromotor für Arbeitspumpesecond electric motor for working pump
- 5353
- dritter Elektromotor für Lüfterradthird electric motor for fan wheel
- 5454
- vierter Elektromotor für Schmierpumpefourth electric motor for lubrication pump
- 5555
- fünfter Elektromotor für Hilfspumpefifth electric motor for auxiliary pump
- 5656
- sechster Elektromotor für Kühlpumpe sixth electric motor for cooling pump
- 6161
- erster Spannungswandlerfirst voltage converter
- 6262
- zweiter Spannungswandlersecond voltage converter
- 6363
- dritter Spannungswandlerthird voltage converter
- 6464
- vierter Spannungswandler fourth voltage converter
- 7070
- Hochspannungsnetzhigh voltage grid
- 7171
- Plus-Leiter des HochspannungsnetzesPlus conductor of the high-voltage network
- 7272
- Minus-Leiter des HochspannungsnetzesNegative conductor of the high-voltage network
- 7373
- Hochspannungsbatteriehigh voltage battery
- 7474
- Ladevorrichtungloading device
- 7575
- Ladebuchsecharging socket
- 7676
- DC-Einspeisung DC feed
- 8181
- erstes Niederspannungsnetzfirst low-voltage grid
- 8282
- zweites Niederspannungsnetzsecond low-voltage network
- 8383
- Masseleiter des ersten und des zweiten NiederspannungsnetzesGround conductor of the first and the second low-voltage network
- 8484
- Arbeitsleiter des ersten NiederspannungsnetzesWork manager of the first low-voltage network
- 8585
- Arbeitsleiter des zweiten NiederspannungsnetzesWork manager of the second low-voltage network
- 8686
- Niederspannungsbatterielow voltage battery
- 9090
- Thermomanagementthermal management
- 9191
- Klimakompressorair conditioning compressor
- 9292
- Heizvorrichtungheating device
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- US 6595330 B1 [0005]US6595330B1 [0005]
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