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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Die Erfindung betrifft in erster Linie mobile Arbeitsmaschinen, welche eine Arbeitsfunktion haben, die hydraulisch angetrieben ist. Beispiele für mobile Arbeitsmaschinen sind Bagger, Traktoren oder Kommunalfahrzeuge. Derartige mobile Arbeitsmaschinen werden weit überwiegend mit einem Verbrennungsmotor angetrieben. Allein vergleichsweise leistungsschwache Gabelstapler werden bereits heute rein batterieelektrisch betrieben, wobei sie ausschließlich eine Niederspannungsbatterie haben.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bestehende mobile Arbeitsmaschinen von einem Verbrennungsmotor auf einen Elektromotor als Primärantrieb umzurüsten. Hierunter soll auch die Bereitstellung einer Konstruktionsvariante eines bestehenden Fahrzeugs verstanden werden, wobei die Konstruktionsvariante anstelle eines Verbrennungsmotors einen Elektromotor hat. Im Gegensatz zu rein batterieelektrisch angetriebenen Personenkraftwagen ist bei mobilen Arbeitsmaschinen die Verwendung von Hauptschaltern in Form von klassischen Zündschlössern üblich. Im Rahmen der genannten Umrüstung bestehender Fahrzeuge sollen die beim bestehenden Fahrzeug verwendeten Bedienelemente, insbesondere das Zündschloss, möglichst nicht verändert werden. Der Umbau kann dementsprechend mit geringstmöglichem Aufwand erfolgen.
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Als nächstliegender Stand der Technik wird ein rein batterieelektrisch betriebener Personenkraftwagen angesehen, wie beispielsweise das Modell S der Firma Tesla. Dieses Fahrzeug hat eine Hochspannungsbatterie. Wenn das Fahrzeug nicht in Betrieb ist, wird die Hochspannungsbatterie vom verbleibenden Hochspannungssystem elektrisch getrennt, so dass keine elektrische Energie mehr entnehmbar ist. Der genannte Personenkraftwagen hat außerdem eine erste Niederspannungsbatterie mit einer Nenn-Gleichspannung von 12 Volt, mit der beispielsweise die Fahrzeugbeleuchtung versorgt wird. Anstelle eines Zündschlüssels wird ein RFID-Tag verwendet, welches nur in den Innenraum des Fahrzeugs gebracht werden muss, damit das Fahrzeug in Bewegung versetzt werden kann. So wird letztlich ein Hauptschalter realisiert, der aber nur zwei Schaltzustände hat.
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Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass ein erstes Niederspannungssystem über eine erste Schaltvorrichtung aus der ersten Niederspannungsbatterie mit elektrischer Energie versorgbar ist, wobei ein per Hand betätigbarer Hauptschalter vorgesehen ist, wobei der Hauptschalter eine erste, eine zweite und eine dritte Anschlussklemme umfasst, wobei er eine erste, eine zweite und eine dritte Schaltstellung hat, welche in der angegebenen Reihenfolge nacheinander angeordnet sind, wobei in der ersten Schaltstellung die erste Anschlussklemme mit keiner anderen Anschlussklemme elektrisch verbunden ist, wobei in der zweiten Schaltstellung die erste Anschlussklemme mit der zweiten Anschlussklemme elektrisch verbunden ist, wobei in der dritten Schaltstellung die erste Anschlussklemme mit der dritten Anschlussklemme elektrisch verbunden ist, wobei der Hauptschalter eine erste Feder umfasst, die in der dritten Schaltstellung derart gespannt ist, dass sich der Hauptschalter selbsttätig in die zweite Schaltstellung bewegt, wenn er nicht festgehalten wird, wobei die zweite und die dritte Anschlussklemme an eine Steuervorrichtung derart angeschlossen sind, dass die Steuervorrichtung erkennen kann, ob die zweite oder die dritte Schaltstellung eingestellt ist, wobei die erste Schaltvorrichtung von der Steuervorrichtung betätigbar ist, wobei die Steuervorrichtung so eingerichtet ist, dass die erste Schaltvorrichtung von der Steuervorrichtung in der geschlossenen Stellung gehalten wird, während sich der Hauptschalter in der zweiten oder der dritten Schaltstellung befindet, wobei die erste Schaltvorrichtung geöffnet ist, während sich der Hauptschalter in der ersten Schaltstellung befindet, wobei das Hochspannungssystem von der Steuervorrichtung aktiviert wird, wenn der Hauptschalter in die dritte Schaltstellung hinein umgeschaltet wird, wobei das Hochspannungssystem von der Steuervorrichtung deaktiviert wird, wenn der Hauptschalter aus der zweiten Schaltstellung heraus umgeschaltet wird, wobei die dritte Schaltstellung nicht aktiviert wird.
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Der Hauptschalter ist vorzugsweise in der Art eines Zündschlosses
(https://de.wikipedia.org/wiki/Z%C3%BCndschloss) ausgeführt, welches mittels eines Zündschlüssels umschaltbar ist. Die erste, die zweite und die dritte Schaltstellung sind vorzugsweise Drehstellungen des Zündschlosses. Der ersten Schaltstellung ist hierbei keine Anschlussklemme zugeordnet, mit dem die Steuervorrichtung direkt erkennen könnte, dass der erste Schaltzustand gewählt ist. Das erfindungsgemäße Fahrzeug trägt gerade diesem Umstand besonders Rechnung, beispielsweise, indem gerade nicht direkt abgefragt wird, ob der erste Schaltzustand eingestellt ist.
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Das erste Niederspannungssystem umfasst beispielsweise eine Fahrzeugbeleuchtung mit wenigstens einem Leuchtmittel, welches jeweils innen oder außen an dem Fahrzeug angeordnet ist. Die erste Anschlussklemme kann wahlweise an einen Plus- oder einen Minuspol der ersten Niederspannungsbatterie permanent angeschlossen sein.
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In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung so eingerichtet ist, dass der bestehende Aktivierungszustand des Hochspannungssystems von der Steuervorrichtung beibehalten wird, solange sich der Hauptschalter in der zweiten Schaltstellung befindet. Hierdurch werden zwei Fälle abgedeckt. Zum einen bleibt das Hochspannungssystem deaktiviert, wenn der Hauptschalter von der ersten in die zweite Schaltstellung umgeschaltet wird. Zum anderen bleibt es aktiviert, wenn der Hauptschalter von der dritten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung zurückfedert. Damit kann das Fahrzeug betrieben werden, ohne dass permanent der Hauptschalter per Hand betätigt werden muss. Gleichzeitig wird das Hochspannungssystem erst dann aktiviert, wenn dies vom Fahrer ausdrücklich gewünscht ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass die erste Niederspannungsbatterie derart permanent an die Steuervorrichtung angeschlossen ist, dass die Steuervorrichtung permanent mit elektrischer Energie versorgt wird, soweit die erste Niederspannungsbatterie ausreichend geladen ist, wobei die Steuervorrichtung so eingerichtet ist, dass sie sich nach der genannten Deaktivierung des Hochspannungssystems selbsttätig in einen Schlafzustand versetzt, in welchem ihr elektrischer Energieverbrauch kleiner als 1 Watt ist, wobei die Steuervorrichtung den Schlafzustand selbsttätig wieder verlässt, wenn der Hauptschalter in die zweite Schaltstellung hinein umgeschaltet wird. Derartige Schlafzustände werden von marktüblichen Mikrocontrollern häufig bereitgestellt. Dabei ist es auch üblich, dass ein Digital-Eingang so konfiguriert werden kann, dass ein dortiger Umschaltvorgang den Schlafzustand beendet. Hierfür soll die zweite Anschlussklemme genutzt werden. Hier findet der gewünschte Umschaltvorgang statt, wenn der Hauptschalter von der ersten in die zweite Schaltstellung geschaltet wird. Ein vergleichbares Signal wird zwar auch ausgelöst, wenn der Hauptschalter von dem dritten Schaltzustand in den zweiten Schaltzustand umgeschaltet wird. In diesem Fall befindet sich die Steuervorrichtung aber vorzugsweise nicht im Schlafzustand, da diese Schaltstellungen einem im Betrieb befindlichen Fahrzeug entsprechen. Es ist denkbar, dass der Hauptschalter so ausgeführt ist, dass in der dritten Schaltstellung auch die zweite Anschlussklemme mit der ersten Anschlussklemme elektrisch verbunden ist.
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Es kann eine von der ersten verschiedene zweite Niederspannungsbatterie vorgesehen sein, wobei ein zweites Niederspannungssystem über eine zweite Schaltvorrichtung aus der zweiten Niederspannungsbatterie mit elektrischer Energie versorgbar ist, wobei die Steuervorrichtung bzw. das Fahrzeug so eingerichtet ist, dass die erste und die zweite Schaltvorrichtung parallel geöffnet bzw. geschlossen werden. Das zweite Niederspannungssystem umfasst vorzugsweise wenigstens einen zweiten Elektromotor. Die zweite Niederspannungsbatterie hat vorzugsweise eine höhere Nenn-Gleichspannung als die erste Niederspannungsbatterie. Das zweite Niederspannungssystem dient in erster Linie der Minimierung der für die Versorgung mittelstarker elektrischer Verbräuche notwendigen Ströme. Das zweite Niederspannungssystem kann ohne Weiteres analog zum ersten Niederspannungssystem aktiviert werden, wobei hierfür vorzugsweise die genannte gesonderte zweite Schaltvorrichtung verwendet wird.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung so eingerichtet ist, dass die erste und/oder die zweite Schaltvorrichtung im Schlafzustand von der Steuervorrichtung jeweils nicht mit Strom beaufschlagt wird, wobei sie jeweils selbsttätig in einer geöffneten Stellung verbleibt. In der ersten Schaltstellung wird damit kein Strom für die Betätigung der ersten bzw. der zweiten Schaltvorrichtung benötigt, wobei dennoch der gewünschte Schaltzustand gegeben ist. Ein übermäßig schnelles Entladen der ersten Niederspannungsbatterie wird dadurch vermieden.
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Es kann vorgesehen sein, dass die erste und/oder die zweite Schaltvorrichtung jeweils als mechanischer Schalter ausgebildet ist, der mittels eines Elektromagneten betätigbar ist, wobei er mittels einer zweiten Feder in die geöffnete Stellung vorgespannt ist, wobei der Elektromagnet durch die Steuervorrichtung mit Strom beaufschlagbar ist. Entsprechende Schaltvorrichtungen sind kostengünstig am Markt erhältlich, wobei sie die oben erläuterte Schaltfunktion zuverlässig erfüllen. Die erste und/oder die zweite Schaltvorrichtung kann wenigstens einen weiteren Schalter umfassen, der ebenfalls von dem betreffenden Elektromagneten betätigt wird.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Hochspannungssystem des Fahrzeugs eine Ladevorrichtung für die Hochspannungsbatterie umfasst, wobei die Ladevorrichtung eine Steckbuchse für ein Ladekabel hat, wobei die Steuervorrichtung derart an die Steckbuchse angeschlossen ist, dass die Steuervorrichtung erkennen kann, ob das Ladekabel in die Steckbuchse eingesteckt ist oder nicht, wobei die Steuervorrichtung so eingerichtet ist, dass sie den Schlafzustand verlässt, wenn ein Ladekabel in die Steckbuchse eingesteckt wird, selbst wenn am Hauptschalter die erste Schaltstellung eingestellt ist. Damit kann der Ladevorgang allein durch Einstecken des Ladekabels in die Steckbuchse gestartet werden. Eine Betätigung des Hauptschalters ist hierfür nicht erforderlich.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung so eingerichtet ist, dass die Steuervorrichtung das Hochspannungssystem während des Ladevorgangs so ansteuert, dass die Hochspannungsbatterie mittels der Ladevorrichtung geladen wird, wobei der erste Elektromotor den Ladevorgang nicht stört. Die Ladevorrichtung hat mithin die Aufgabe, die beispielsweise aus dem öffentlichen Stromnetz entnommene Wechselspannung in eine Gleichspannung, die zum Laden der Hochspannungsbatterie geeignet ist, umzusetzen. Während des Ladens überwacht sie die Ladeparameter, nämlich den Ladestrom und die Ladespannung. Die Steuervorrichtung hat demgegenüber die Aufgabe, die zum Laden erforderliche elektrische Verbindung zwischen der Ladevorrichtung und der Hochspannungsbatterie einzustellen. Dabei wird vorzugsweise der erste Elektromotor still gesetzt, so dass er sich nicht bewegt, wobei er außerdem keinen Strom aus dem Hochspannungssystem entnimmt. Letztgenanntes könnte die Messung des Ladestroms stören.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Ladevorrichtung auch Bestandteil des ersten Niederspannungssystems ist, wobei sie über die erste Schaltvorrichtung aus der ersten Niederspannungsbatterie mit elektrischer Energie versorgbar ist, wobei die erste Steuervorrichtung so eingerichtet ist, dass die erste Schaltvorrichtung während des Ladens geschlossen ist. Hierdurch kann die zur Steuerung des Ladevorgangs durch die Ladevorrichtung erforderliche elektrische Energie auf einfache Weise bereitgestellt werden.
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Schutz wird außerdem für eine Kollektion umfassend ein erstes und ein zweites Fahrzeug beansprucht, wobei das erste Fahrzeug gemäß der Erfindung ausgebildet ist, wobei das zweite Fahrzeug anstelle des Hochspannungssystems einen Verbrennungsmotor mit einem zugordneten Tank hat, wobei der Hauptschalter eine Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors betätigt, wobei das erste und das zweite Fahrzeug im Übrigen im Wesentlichen gleich ausgeführt sind. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt gerade darin, dass die beiden Varianten des Fahrzeugs weitgehend gleich ausgebildet sind, so dass sie kostengünstig hergestellt werden können, selbst wenn eine der beiden Varianten nur in geringen Stückzahlen benötigt wird. Vorzugsweise sind die ersten Niederspannungssysteme des ersten und des zweiten Fahrzeugs genau gleich ausgebildet.
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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.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- 1 ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Fahrzeugs;
- 2 ein Schaltbild des zweiten Niederspannungssystems; und
- 3 einen elektrischen Schaltplan, welcher den Hauptschalter und die erste und die zweite Schaltvorrichtung umfasst.
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1 zeigt ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 10. Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um eine mobile Arbeitsmaschine, beispielsweise um einen Teleskoplader, einen Bagger, einen Gabelstapler, einen Traktor oder ein Kommunalfahrzeug. Das Fahrzeug 10 umfasst ein Hochspannungssystem 20 und ein erstes Niederspannungssystem 30, wobei es mittels eines Hauptschalters 70 aktivierbar und deaktivierbar ist.
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Das Hochspannungssystem 20 umfasst einen ersten Elektromotor 25, der Bestandteil des Fahrantriebs ist, wobei er vorliegend mit wenigstens einem Rad 11 in Drehantriebsverbindung steht. Das Hochspannungssystem 20 kann weitere (nicht dargestellte) Elektromotore umfassen, beispielsweise, um eine Pumpe der Arbeitshydraulik anzutreiben. Der erste Elektromotor 26, der beispielsweise als permanenterregter Synchronmotor ausgebildet ist, ist über einen Spannungswandler 24 an ein Hochspannungsnetz 22, welches beispielsweise eine Gleichspannung von 800 V führt, angeschlossen. Der Spannungswandler 24 wandelt dementsprechend eine Gleichspannungen in eine, vorzugsweise dreiphasige, Wechselspannung, wobei die Frequenz der Wechselspannung die Drehzahl des ersten Elektromotors bestimmt.
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Weiter umfasst das Hochspannungssystem 20 eine Hochspannungsbatterie 21, deren Nennspannung gleich der Spannung des Hochspannungsnetzes 22 ist. Aus Sicherheitsgründen ist die Hochspannungsbatterie 21 über einen Schaltschütz 23 mit dem Hochspannungsnetz 22 verbunden. Wenn das Fahrzeug 10 nicht in Betrieb ist, wird die Hochspannungsbatterie 21, vorzugsweise vollständig, vom Hochspannungsnetz 22 getrennt, so dass keine elektrische Energie aus der Hochspannungsbatterie 21 entnehmbar ist. Das Hochspannungssystem 20 hat dementsprechend zwei Zustände, nämlich einen aktivierten und einen deaktivierten Zustand. Im aktivierten Zustand kann elektrische Energie aus der Hochspannungsbatterie 21 entnommen werden, beispielsweise, um den ersten Elektromotor 25 zu versorgen. Im deaktivierten Zustand ist dies nicht möglich. Der Zustand des Hochspannungssystems 20 kann von der Steuervorrichtung 12 umgeschaltet werden, wobei diese insbesondere das Schaltschütz 23 ansteuert. Darüber hinaus kann die Steuervorrichtung 12 den Spannungswandler 24 in der Weise ansteuern, dass ein Energieaustausch zwischen dem Hochspannungsnetz 22 und dem ersten Elektromotor 25 unterbunden ist.
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Das erste Niederspannungssystem 30 ist ein 12-Volt-System, wie es bei vielen Fahrzeugen vorzufinden ist. Dieses umfasst beispielsweise die Fahrzeugbeleuchtung 36. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kommt es allein darauf an, dass das erste Niederspannungssystem 30 durch die Steuervorrichtung 12 ein- und ausschaltbar ist. Hierfür ist eine erste Schaltvorrichtung 35 in der Plus-Leitung 33 des ersten Niederspannungsnetzes 32 angeordnet. Alle Verbraucher des ersten Niederspannungsnetzes 32 sind von der ersten Niederspannungsbatterie 31 aus betrachtet hinter der ersten Schaltvorrichtung 35 angeordnet. Die Steuervorrichtung 12 bildet eine Ausnahme, da sie permanent an die erste Niederspannungsbatterie 31 angeschlossen ist, so dass sie jederzeit in Betrieb setzbar ist. Damit die erste Niederspannungsbatterie 31 nicht unnötig entladen wird, wird die Steuervorrichtung 12, wenn das Fahrzeug 10 nicht in Betrieb ist, in einen Schlafzustand versetzt, in welcher ihr Energieverbrauch sehr niedrig, insbesondere kleiner als 1 Watt, ist. Die Steuervorrichtung 12 verfugt über mehrere Eingänge, über die ein Aufwachen aus dem Schlafzustand bewirkt werden kann. Die Minus-Leitung 34 ist vorliegend nicht geschaltet, wobei sie vorzugsweise mit einem elektrisch leitfähigen Fahrgestell des Fahrzeugs 10 permanent elektrisch leitend verbunden ist.
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Die erste Schaltvorrichtung 35 ist in der Art eines Relais ausgebildet. Sie umfasst einen mechanischen Schalter 50, der von einer zweiten Feder 52 in die geöffnete Stellung vorgespannt ist, wobei er mittels eines Elektromagneten 51 in die geschlossene Stellung schaltbar ist. Der Elektromagnet 51 wird hierfür von der Steuervorrichtung 12 mit der Gleichspannung der ersten Niederspannungsbatterie 31 verbunden.
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Weiter umfasst das Fahrzeug 10 einen Hauptschalter 70, der in der Art eines üblichen Zündschlosses ausgeführt ist. Der Hauptschalter 70 hat eine erste, eine zweite und eine dritte Anschlussklemme, die bei einem Zündschloss meist mit K30, K15 und K50 bezeichnet werden. Die erste Schaltstellung 71 des Hauptschalters 70 setzt das Fahrzeug 10 außer Betrieb. Dabei ist die erste Anschlussklemme K30 mit keiner anderen Anschlussklemme verbunden. Die zweite Schaltstellung 72 aktiviert das erste Niederspannungssystem 30. Bei einem konventionellen Fahrzeug mit Verbrennungsmotor wird hierdurch insbesondere die Motorsteuerung in einen betriebsbereiten Zustand gebracht. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung entfällt die Motorsteuerung, da der Verbrennungsmotor durch den ersten Elektromotor 25 ersetzt werden soll. In der zweiten Schaltstellung 72 ist die erste Anschlussklemme K30 elektrisch leitend mit der zweiten Anschlussklemme K 15 verbunden.
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Mit der dritten Schaltstellung 73 wird bei einem konventionellen Zündschloss der Anlasser des Verbrennungsmotors betätigt, um den Verbrennungsmotor zu starten. Diese Funktion entfällt beim erfindungsgemäßen Fahrzeug. Stattdessen wird die dritte Schaltstellung 73 genutzt, um das Hochspannungssystem 20 zu aktivieren. In der dritten Schaltstellung 73 ist die dritte Anschlussklemme K50 mit der ersten Anschlussklemme K30 elektrisch verbunden. Wenn der Hauptschalter 70 von der zweiten 72 in die dritte Schaltstellung 73 bewegt wird, wird eine erste Feder 74 gespannt, die den Hauptschalter 70 in die zweite Schaltstellung 72 zurückstellt, wenn man diesen loslässt. Alternativ kann in der dritten Schaltstellung 73 die erste Anschlussklemme K30 mit der zweiten K15 und der dritten K50 Anschlussklemme elektrisch verbunden sein.
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Ein klassisches Zündschloss ist darauf ausgelegt, die betreffende Funktionen direkt auf elektrischem Wege zu schalten, wobei die erste, die zweite und die dritte Anschlussklemme K30; K15; K50 jeweils Bestandteil eines elektrischen Schalters sind, der hohe Ströme schalten kann. Von diesem konventionellen Konzept wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung abgewichen. Die zweite und die dritte Anschlussklemme K15, K50 sind nur noch mit der Steuervorrichtung 12 verbunden, so dass diese die Stellung des Hauptschalters 70 ermitteln kann. Die zweite und die dritte Anschlussklemme K15, K50 sind beispielsweise an einen Digitaleingang eines Mikrocontrollers angeschlossen. Wenn die entsprechenden Schalter geschlossen sind, fließen nur noch kleine Ströme, die durch den Pull-Up- bzw. Pull-Down-Widerstand am genannten Digitaleingang definiert werden. Je nachdem, welches der beiden genannten Prinzipien verwendet wird, ist die erste Anschlussklemme K30 entweder mit der Minus- 34 oder mit der Plus-Leitung 33 des ersten Niederspannungsnetzes 32 verbunden.
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Weiter ist auf die Ladevorrichtung 60 hinzuweisen, mittels der die Hochspannungsbatterie 21, beispielsweise aus dem öffentlichen Stromnetz, mit elektrischer Energie aufladbar ist. Hierfür wird das Ladekabel 62 in eine Steckbuchse 61 der Ladevorrichtung 60 gesteckt. Diesen Vorgang kann die Steuervorrichtung 12 erkennen, wobei sie hierdurch aus ihrem Schlafzustand aufgeweckt werden kann. Sie steuert dann das Hochspannungssystem 20 so an, dass der Ladevorgang erfolgen kann, wobei beispielsweise der Schaltschütz 23 geschlossen wird, wobei der Spannungswandler 24 so geschaltet wird, dass kein elektrischer Energieaustausch zwischen dem Hochspannungsnetz 22 und dem ersten Elektromotor 25 erfolgen kann. Es ist denkbar, dass die Ladevorrichtung 60 aus dem ersten Niederspannungsnetz 32 mit elektrischer Energie versorgbar ist, so dass sie auch Bestandteil des ersten Niederspannungssystems 30 ist.
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Die erste Niederspannungsbatterie 31 wird vorzugsweise über (nicht dargestellte) Spannungswandler vom Hochspannungsnetz 22 her geladen.
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2 zeigt ein Schaltbild des zweiten Niederspannungssystems 40, welches optional vorhanden ist. Das zweite Niederspannungssystem 40 umfasst eine zweite Niederspannungsbatterie 41, welche eine höhere Nenn-Gleichspannung hat als die erste Niederspannungsbatterie. Die Nenn-Gleichspannung der zweiten Niederspannungsbatterie 41 beträgt beispielsweise 24 V oder 48 V. Aus der zweiten Niederspannungsbatterie 41 wird beispielsweise wenigstens ein zweiter Elektromotor 44 mit elektrischer Energie versorgt. Der zweite Elektromotor 44 kann beispielsweise die Pumpe 46 eines Hydraulikkreislaufs 45 oder eine Schmierpumpe antreiben. Hieraus ergibt sich ein Leistungsbedarf, der sich aus dem ersten Niederspannungsnetz nur unter Inkaufnahme hoher Ströme decken lässt. Mit dem gesonderten zweiten Niederspannungsnetz 42 kann die erforderliche Stromstärke und mithin die erforderliche Querschnittsfläche der elektrischen Leiter erheblich reduziert werden. Dem zweiten Niederspannungsnetz 42 ist eine zweite Schaltvorrichtung 43 zugeordnet, mit welcher vorliegend die Plus-Leitung geschaltet wird. Die zweite Schaltvorrichtung 43 ist analog zur ersten Schaltvorrichtung (Nr. 35 in 1) ausgebildet, wobei die erste und die zweite Schaltvorrichtungen vorzugsweise parallel von der Steuervorrichtung 12 betätigt werden.
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3 zeigt einen elektrischen Schaltplan, welcher den Hauptschalter 70 und die erste und die zweite Schaltvorrichtung 35; 43 umfasst. Zu erkennen ist insbesondere, dass die erste und die zweite Schaltvorrichtung 35; 43 parallel von der Steuervorrichtung 12 betätigt werden. Es kann ein weiteres Relais 13 vorgesehen sein, welches ebenfalls parallel betätigt wird, wobei hierdurch weitere Funktionen des Fahrzeugs geschaltet werden. Dieses weitere Relais 13 kann aber auch gesondert zu den anderen Relais geschalten werden. Dadurch können z.B. unterschiedliche Betriebszenarien realisiert werden. Z.B. kann Relais 13 während dem Ladebetrieb deaktiviert bleiben, da hier z.B. nur Komponenten, die nicht zum Ladebetrieb notwendig sind angeschlossen sind. Dadurch kann der Stromverbrauch beim Laden gesenkt und damit die Effizienz noch einmal gesteigert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeug
- 11
- Rad
- 12
- Steuervorrichtung
- 13
- Relais
- 20
- Hochspannungssystem
- 21
- Hochspannungsbatterie
- 22
- Hochspannungsnetz
- 23
- Schaltschütz
- 24
- Spannungswandler
- 25
- erster Elektromotor
- 30
- erstes Niederspannungssystem
- 31
- erste Niederspannungsbatterie
- 32
- erstes Niederspannungsnetz
- 33
- Plus-Leitung
- 34
- Minus-Leitung
- 35
- erste Schaltvorrichtung
- 36
- Fahrzeugbeleuchtung
- 40
- zweites Niederspannungssystem
- 41
- zweite Niederspannungsbatterie
- 42
- zweites Niederspannungsnetz
- 43
- zweite Schaltvorrichtung
- 44
- zweiter Elektromotor
- 45
- Hydraulikkreislauf
- 46
- Pumpe
- 50
- Schalter
- 51
- Elektromagnet
- 52
- zweite Feder
- 60
- Ladevorrichtung
- 61
- Steckbuchse
- 62
- Ladekabel
- 70
- Hauptschalter
- 71
- erste Schaltstellung
- 72
- zweite Schaltstellung
- 73
- dritte Schaltstellung
- 74
- erste Feder
- K30
- erste Anschlussklemme
- K15
- zweite Anschlussklemme
- K50
- dritte Anschlussklemme
