DE102022130447A1

DE102022130447A1 - Fahrzeug-durchgangsladung

Info

Publication number: DE102022130447A1
Application number: DE102022130447.7A
Authority: DE
Inventors: Tyler Erikson; Kyle Underhill; Tyler Jennings Bennett; Trent Warnke
Original assignee: Rivian IP Holdings LLC
Current assignee: Rivian IP Holdings LLC
Priority date: 2021-12-22
Filing date: 2022-11-17
Publication date: 2023-06-22
Also published as: US20230191936A1; CN116331017A

Abstract

Offenbarte Ausführungsformen schließen Systeme, Fahrzeuge und Verfahren zum schaltbaren Bereitstellen elektrischer Energie für ein Batteriesystem und ein externes System wie ein anderes Batteriesystem von einem einzelnen Ladesystem oder einer anderen elektrischen Energiequelle ein. In einer veranschaulichenden Ausführungsform, eine Ladeeingangskopplung, die mit einer elektrischen Energiequelle koppelbar ist; eine Ladeausgangskopplung; eine Batteriesystemkopplung, die mit einem wiederaufladbaren Batteriesystem koppelbar ist; und eine elektrische Schaltvorrichtung, die elektrisch mit der Ladeeingangskopplung, der Ladeausgangskopplung und der Batteriesystemkopplung koppelbar und dafür konfiguriert ist, selektiv in einem Betriebsmodus zu arbeiten, der mindestens einen von einem ersten Modus und einem zweiten Modus einschließt, wobei: im ersten Modus die elektrische Schaltvorrichtung die elektrische Energie zur Batteriesystemkopplung leitet und im zweiten Modus die elektrische Schaltvorrichtung die elektrische Energie zur Ladeausgangskopplung leitet.

Description

EINFÜHRUNG
Ein Ladesystem kann über ein Ladekabel mit einem elektrisch betriebenen Fahrzeug gekoppelt werden, um das Batteriesystem des Fahrzeugs aufzuladen. Wenn mehrere Fahrzeuge geladen werden müssen, sei dies für zwei nebeneinander geparkte Fahrzeuge in einer Privatgarage oder für eine Reihe von Fahrzeugen in einer Fuhrparkgarage, müssen möglicherweise mehrere Ladesysteme bereitgestellt werden. Mehrere Ladesysteme können jedoch platzraubend sein oder das Parken und Bewegen von Fahrzeugen im Ladebereich erschweren.
Die Ausführungen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen bezüglich der vorliegenden Offenbarung bereit und stellen möglicherweise keinen Stand der Technik dar.
KURZDARSTELLUNG
Offenbarte Ausführungsformen schließen Systeme, Fahrzeuge und Verfahren zum schaltbaren Bereitstellen elektrischer Energie für ein Batteriesystem und ein externes System wie ein anderes Batteriesystem von einem einzelnen Ladesystem oder einer anderen elektrischen Energiequelle ein.
In einer veranschaulichenden Ausführungsform, eine Ladeeingangskopplung, die mit einer elektrischen Energiequelle koppelbar ist; eine Ladeausgangskopplung; eine Batteriesystemkopplung, die mit einem wiederaufladbaren Batteriesystem koppelbar ist; und eine elektrische Schaltvorrichtung, die elektrisch mit der Ladeeingangskopplung, der Ladeausgangskopplung und der Batteriesystemkopplung koppelbar und dafür konfiguriert ist, selektiv in einem Betriebsmodus zu arbeiten, der mindestens einen von einem ersten Modus und einem zweiten Modus einschließt, wobei: im ersten Modus die elektrische Schaltvorrichtung die elektrische Energie zur Batteriesystemkopplung leitet und im zweiten Modus die elektrische Schaltvorrichtung die elektrische Energie zur Ladeausgangskopplung leitet.
In einer anderen veranschaulichenden Ausführungsform schließt ein Fahrzeug ein: eine Fahrzeugkarosserie; ein Antriebssystem; ein wiederaufladbares Batteriesystem; eine Ladeeingangskopplung, die zum Erhalten elektrischer Energie konfiguriert ist; eine Ladeausgangskopplung; eine Batteriesystemkopplung, die mit dem wiederaufladbaren Batteriesystem koppelbar ist; und eine elektrische Schaltvorrichtung, die elektrisch mit der Ladeeingangskopplung, der Ladeausgangskopplung und der Batteriesystemkopplung koppelbar und dafür konfiguriert ist, selektiv in einem Betriebsmodus zu arbeiten, der mindestens einen von einem ersten Modus und einem zweiten Modus einschließt, wobei: im ersten Modus die elektrische Schaltvorrichtung die elektrische Energie zur Batteriesystemkopplung leitet und im zweiten Modus die elektrische Schaltvorrichtung die elektrische Energie zur Ladeausgangskopplung leitet.
Bei einer anderen veranschaulichenden Ausführungsform schließt ein veranschaulichendes Verfahren ein: Bereitstellen einer Ladeeingangskopplung, die zum Erhalten elektrischer Energie konfiguriert ist; Bereitstellen einer Ladeausgangskopplung, die zum Bereitstellen der elektrischen Energie für eine externe Vorrichtung konfiguriert ist; Bereitstellen einer Batteriesystemkopplung, die mit einem wiederaufladbaren Batteriesystem koppelbar ist; und schaltbares Koppeln der Ladeeingangskopplung mit der Batteriesystemkopplung und der Ladeausgangskopplung, um selektiv in einem ersten Modus und einem zweiten Modus zu arbeiten, wobei: im ersten Modus die elektrische Energie zur Batteriesystemkopplung geleitet wird und im zweiten Modus die elektrische Energie zur Ladeausgangskopplung geleitet wird.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsbereiche sind anhand der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur zur Veranschaulichung gedacht sind und den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
Figurenliste
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
Die Komponenten in den Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, wobei der Schwerpunkt stattdessen auf das Veranschaulichen der Prinzipien der offenbarten Ausführungsformen gelegt wird. In den Zeichnungen gilt:

1-9 sind Blockdiagramme eines veranschaulichenden Systems zum Laden mehrerer Fahrzeuge über ein einziges Ladesystem;
10 und 11 sind Blockdiagramme eines veranschaulichenden elektrisch betriebenen Fahrzeugs, in das das System aus 1-9 eingebaut ist;
12 und 13 sind schematische Diagramme mehrerer Fahrzeuge, die mit einem einzigen Ladesystem unter Verwendung des Systems aus 1-9 aufladbar sind;
14A und 14B sind schematische Ansichten veranschaulichender kombinierter Ladesystemkopplungen (CCS-Kopplungen), die mit dem System aus 1-7 verwendbar sind; und
15 ist ein Flussdiagramm eines veranschaulichenden Verfahrens zum schaltbaren Leiten elektrischer Energie zwischen einem Batteriesystem und einer anderen Vorrichtung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Folgende Beschreibung erläutert nur zur Veranschaulichung und nicht als Einschränkung verschiedene Ausführungsformen.
Als nicht einschränkende Einführung und Übersicht ist in verschiedenen Ausführungsformen ein System (das in ein Fahrzeug eingebaut sein kann) konfiguriert zum schaltbaren Bereitstellen elektrischer Energie für ein Batteriesystem und ein externes System wie ein anderes Batteriesystem von einem einzigen Ladesystem oder einer anderen elektrischen Energiequelle. So ermöglicht zum Beispiel bei verschiedenen Ausführungsformen ein System, dass mehrere elektrisch betriebene Fahrzeuge von einem einzigen Ladesystem oder einer anderen Energiequelle geladen werden können, wobei ein erstes Fahrzeug eine Durchgangsenergiequelle für ein zweites Fahrzeug bereitstellt. Das System schließt ein: eine Ladeeingangskopplung, die zum Erhalten elektrischer Energie konfiguriert ist; eine Ladeausgangskopplung; eine Batteriesystemkopplung, die mit einem wiederaufladbaren Batteriesystem koppelbar ist; und eine elektrische Schaltvorrichtung, die elektrisch mit der Ladeeingangskopplung, der Ladeausgangskopplung und der Batteriesystemkopplung gekoppelt werden kann und dafür konfiguriert ist, die elektrische Energie entweder zur Batteriesystemkopplung und zur Ladeausgangskopplung zu leiten. Infolgedessen kann elektrische Energie bereitgestellt werden, um zum Beispiel mehrere Fahrzeuge über ein einziges Ladesystem aufzuladen oder Energie zum Aufladen eines Fahrzeugs bereitzustellen und elektrische Energie für eine externe elektrische Vorrichtung von dem einzelnen Ladesystem oder anderen elektrischen Energiequellen bereitzustellen. So kann zum Beispiel eine erste Ladeeingangskopplung eines ersten Fahrzeugs mit einem Ladesystem und eine zweite Ladeeingangskopplung eines zweiten Fahrzeugs (oder einer anderen elektrischen Vorrichtung) mit einer ersten Ladeausgangskopplung des ersten Fahrzeugs gekoppelt werden. Die elektrische Schaltvorrichtung ist dafür konfiguriert, vom Ladesystem gelieferte elektrische Energie schaltbar an jede der Kopplungen zu leiten, um elektrische Energie zum Aufladen des ersten Fahrzeugs und für das zweite Fahrzeug oder eine andere externe Vorrichtung bereitzustellen.
Nachdem nun ein allgemeiner Überblick gegeben wurde, werden Details verschiedener Ausführungsformen als nicht einschränkende Beispiele erläutert, die nur zur Veranschaulichung und nicht zur Einschränkung gegeben werden.
Unter Bezugnahme auf 1 schließt ein veranschaulichendes System 100 eine Ladeeingangskopplung 101, eine Ladeausgangskopplung 102, eine Batteriesystemkopplung 103 und eine elektrische Schaltvorrichtung 105 ein. Die Ladeeingangskopplung 101 ist mit einer elektrischen Energiequelle (in 1 nicht dargestellt) wie einer Ladevorrichtung oder einem Ladesystem koppelbar, wie weiter unten beschrieben. Die Ladeeingangskopplung 101 kann somit elektrische Energie von der elektrischen Energiequelle erhalten. Die Ladeeingangskopplung 101 ist elektrisch mit der elektrischen Schaltvorrichtung 105 über einen Eingangskabelbaum 111 oder eine andere elektrisch leitende Einrichtung gekoppelt. Die Ladeausgangskopplung 102 ist dafür konfiguriert, ein separates elektrisches System (in 1 nicht dargestellt) mit Strom zu versorgen, und ist elektrisch mit der elektrischen Schaltvorrichtung 105 über einen Ausgangskabelbaum 112 oder eine andere elektrisch leitende Einrichtung gekoppelt. Die Ladeausgangskopplung 102 ist bei verschiedenen Ausführungsformen dafür konfiguriert, an ein zweites Fahrzeug (in 1 nicht dargestellt) gekoppelt zu werden, um das Batteriesystem des zweiten Fahrzeugs aufzuladen. Die Batteriesystemkopplung 103 ist dafür konfiguriert, elektrisch mit einem wiederaufladbaren Batteriesystem 104 über einen Batterieladekabelbaum 114 gekoppelt zu werden. Das wiederaufladbare Batteriesystem 104 kann ein Fahrzeugbatteriesystem wie das System, das zum Antrieb eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs verwendet wird, einschließen. Die Batteriesystemkopplung 103 ist elektrisch mit der elektrischen Schaltvorrichtung 105 über einen Batteriesystemkabelbaum 113 gekoppelt.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert, selektiv in einem ersten Modus und einem zweiten Modus zu arbeiten. Im ersten Modus leitet die elektrische Schaltvorrichtung 105 an der Ladeeingangskopplung 101 erhaltene elektrische Energie zur Batteriesystemkopplung 103. Im zweiten Modus leitet die elektrische Schaltvorrichtung 105 elektrische Energie von der elektrischen Energiequelle zur Batteriesystemkopplung 103. Somit kann die elektrische Schaltvorrichtung 105 zum Beispiel im ersten Modus elektrische Energie zur Batteriesystemkopplung 103 leiten, um das wiederaufladbare Batteriesystem 104 aufzuladen, oder im zweiten Modus die elektrische Energie zur Ladeausgangskopplung 102 leiten. Wie weiter unten beschrieben, kann die elektrische Schaltvorrichtung 105 erst Strom zu einer der Kopplungen 102 und 103 und dann zur anderen Kopplung 102 oder 103 leiten. Die elektrische Schaltvorrichtung 105 kann dafür konfiguriert sein, auf Signale zu reagieren, die über die Kopplungen 102 oder 103 empfangen werden können, um zu bestimmen, zu welcher Kopplung die über die Ladeeingangskopplung 101 erhaltene elektrische Energie geleitet wird. Die elektrische Schaltvorrichtung 105 kann dafür konfiguriert sein, elektrische Energie zu Kopplung 102 oder zu Kopplung 103 zu leiten, wo die elektrische Schaltvorrichtung ein Energiebedarfssignal erkennt, das auf eine Energieanfrage hinweist.
Somit kann die elektrische Schaltvorrichtung 105 reaktiv ein erstes Energiebedarfssignal von der Batteriesystemkopplung 103 erkennen, das darauf hinweist, dass das wiederaufladbare Batteriesystem 104 aufgeladen werden muss, und ein zweites Energiebedarfssignal von der Ladeausgangskopplung 104 erkennen, das darauf hinweist, dass die externe Vorrichtung Energie anfragt. Wenn die elektrische Schaltvorrichtung 105 das erste Energiebedarfssignal von der Batteriesystemkopplung 103 erkennt, kann die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert sein, im ersten Modus zu arbeiten und elektrische Energie von der elektrischen Energiequelle zur Batteriesystemkopplung 103 zu leiten, um das wiederaufladbare Batteriesystem 104 aufzuladen. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert, das erste Energiebedarfssignal an die Ladeeingangskopplung 10' zu übermitteln. Wie weiter unten beschrieben, wird, wenn die elektrische Schaltvorrichtung 105 mit einer anderen elektrischen Schaltvorrichtung oder einer anderen Vorrichtung gekoppelt ist, die dafür konfiguriert ist, auf ein Energiebedarfssignal zu reagieren, das Energiebedarfssignal an die Ladeeingangskopplung 101 übermittelt. Wenn die elektrische Schaltvorrichtung 105 das zweite Energiebedarfssignal von der Ladeausgangskopplung 102 erkennt, kann die elektrische Schaltvorrichtung dafür konfiguriert sein, im zweiten Modus zu arbeiten und elektrische Energie von der elektrischen Energiequelle zur Ladeausgangskopplung 102 zu leiten. Dementsprechend ist die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert, das zweite Energiebedarfssignal an die Ladeeingangskopplung 101 zu einer anderen elektrischen Schaltvorrichtung oder einer anderen Vorrichtung zu leiten, die dafür konfiguriert ist, auf ein Energiebedarfssignal zu reagieren.
Wenn beide Kopplungen 102 und 103 ein Energiebedarfssignal ausgeben, kann die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert sein, eine der Kopplungen 102 oder 103 für den Empfang der elektrischen Energie zu priorisieren. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert sein, den Betriebsmodus zum Leiten der elektrischen Energie in einer Reihenfolge zu wählen, die aus einer ersten Reihenfolge und einer zweiten Reihenfolge ausgewählt ist. In der ersten Reihenfolge arbeitet die elektrische Schaltvorrichtung erst im ersten Modus, um elektrische Energie zur Batteriesystemkopplung 103 zu leiten, und dann im zweiten Modus, um elektrische Energie zur Ladeausgangskopplung 102 zu leiten. In der zweiten Reihenfolge arbeitet die elektrische Schaltvorrichtung erst im zweiten Modus, um elektrische Energie zur Ladeausgangskopplung 102 zu leiten, und dann im ersten Modus, um elektrische Energie zur Batteriesystemkopplung 103 zu leiten. Die Priorisierung der elektrischen Energiezufuhr wird weiter unten beschrieben.
Wie weiter unten beschrieben, kann zum Beispiel die Ladeausgangskopplung 102 mit einer zusätzlichen Ladeeingangskopplung (in 1 nicht dargestellt) eines anderen Systems 100, zum Beispiel eines anderen Fahrzeugs, gekoppelt sein. Die Systeme können in ein Fahrzeugpaar eingebaut sein (zum Beispiel kann jedes jeweils ein System 100 aufweisen). Die Ladeeingangskopplung 101 des Systems eines ersten Fahrzeugs kann elektrisch mit einem Ladesystem gekoppelt sein, zum Beispiel durch Anschließen eines Ladekabels (in 1 nicht dargestellt) zwischen dem Ladesystem und der Ladeeingangskopplung 101 des ersten Fahrzeugs. Ein weiteres Ladekabel (in 1 nicht dargestellt) kann zwischen der Ladeausgangskopplung 102 des Systems 100 des ersten Fahrzeugs und der Ladeeingangskopplung 101 des zweiten Fahrzeugs angeschlossen sein.
Die elektrische Schaltvorrichtung 105 kann somit elektrische Energie vom Ladesystem zur Batteriesystemkopplung 103 leiten, um das Aufladen des wiederaufladbaren Batteriesystems 104 des ersten Fahrzeugs zu erleichtern, oder die elektrische Energie zur Ladeausgangskopplung 102 leiten, um ein Batteriesystem (in 1 nicht dargestellt) des zweiten Fahrzeugs oder eine andere Vorrichtung aufzuladen, die mit der Ladeausgangskopplung 102 des Systems 100 des ersten Fahrzeugs gekoppelt ist. Dadurch kann elektrische Energie zum Aufladen oder anderweitigen Betreiben verschiedener Fahrzeuge oder Vorrichtungen bereitgestellt werden, ohne Ladekabel zu wechseln und ohne separate Ladesysteme oder Stromquellen für jedes der Fahrzeuge oder Vorrichtungen bereitzustellen.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann, wie weiter unten beschrieben, die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert sein, erst elektrische Energie für die Batteriesystemkopplung 103 bereitzustellen, um das wiederaufladbare Batteriesystem 104 aufzuladen, bis das wiederaufladbare Batteriesystem 104 vollständig aufgeladen ist und/oder einen bestimmten Ladezustand erreicht, und dann die elektrische Energie zur Ladeausgangskopplung 102 zu leiten, um das dort angeschlossene System zu versorgen. Bei verschiedenen anderen Ausführungsformen kann, wie weiter unten beschrieben, die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert sein, erst die elektrische Energie zur Ladeausgangskopplung 102 zu leiten, um das dort angeschlossene System mit Strom zu versorgen, und dann elektrische Energie für die Batteriesystemkopplung 103 bereitzustellen, um das wiederaufladbare Batteriesystem 104 zu laden, bis das wiederaufladbare Batteriesystem 104 vollständig aufgeladen ist und/oder einen bestimmten Ladezustand erreicht.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 2 erhält bei verschiedenen Ausführungsformen die Ladeeingangskopplung 101 eine Kabelkopplung 211, die durch ein Energiekabel 221 mit einer elektrischen Energiequelle 250 wie einer Ladevorrichtung oder einer anderen elektrischen Energiequelle verbunden ist. Das Energiekabel 221 ist elektrisch über die Kabelkopplung 211 und die Ladeeingangskopplung 101 mit der elektrischen Schaltvorrichtung 105 über den Eingangskabelbaum 111 gekoppelt. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist eine erste Signalleitung 209 ebenfalls elektrisch mit der Kabelkopplung 211 gekoppelt und über die Kabelkopplung 211 und die Ladeeingangskopplung 101 mit der elektrischen Schaltvorrichtung 105 über den Eingangskabelbaum 111 elektrisch gekoppelt. Die erste Signalleitung 209 kann verwendet werden, um der elektrischen Energiequelle 250 oder einer anderen Vorrichtung einen Bedarf, elektrische Energie zu erhalten, zu übermitteln. Die elektrische Energiequelle 250 kann auf das über die erste Signalleitung 209 empfangene Signal reagieren, zum Beispiel um sich einzuschalten, um elektrische Energie über das Stromkabel 221 bereitzustellen. Dementsprechend kann, wie weiter unten beschrieben, wenn die Ladeeingangskopplung 101 mit einer Ladeausgangskopplung 102 eines anderen Fahrzeugs gekoppelt ist, die erste Signalleitung 209 dazu verwendet werden, einen Energiebedarf zu übermitteln, der über eine zweite Signalleitung von der elektrischen Schalteinrichtung des anderen Fahrzeugs ausgegeben wird.
In 1-9 sind Signalleitungen wie die erste Signalleitung 209, die zweite Signalleitung 210 und andere Signalleitungen schematisch als drahtgebundene Verbindungen dargestellt. Doch während drahtgebundene Verbindungen zum Übertragen von Signalen wie Energiebedarfssignalen verwendet werden können, versteht es sich, dass die Signale drahtlos zwischen der elektrischen Energiequelle 250 und Vorrichtungen, die von der elektrischen Energiequelle zu versorgen sind, übertragen werden könnten. So könnten die Signalleitungen drahtlose Kommunikationsleitungen sein, die über ein beliebiges geeignetes drahtloses Medium übertragen werden, einschließlich Hochfrequenzkommunikation (RF) unter Verwendung von Bluetooth-Kommunikation, IEEE 802.11 WLAN-Kommunikation oder einem anderen standardisierten oder proprietären Kommunikationsmedium.
In verschiedenen Ausführungsformen ist die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert, die von der Energiequelle 250 über das Energiekabel 221 erhaltene elektrische Energie über einen Schalter 225 entweder zum Batteriesystemkabelbaum 113 oder zum Ausgangskabelbaum 112 zu leiten. Der Schalter 225 kann eine elektromechanische oder Festkörpervorrichtung einschließen, die von einer Sensorschaltung 215 gesteuert wird, die eine anwendungsspezifische Schaltung, eine programmierbare Verarbeitungsvorrichtung oder eine andere Art von Schaltung einschließen kann, die in der Lage ist, einen elektrischen Energiestrom schaltbar zu leiten.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die Sensorschaltung 215 dafür konfiguriert, eine dritte Signalleitung 213 vom wiederaufladbaren Batteriesystem 104 über den Batteriesystemkabelbaum 113 und die zweite Signalleitung 222 von einer externen Vorrichtung (wie einem anderen Fahrzeug oder einer anderen, in 2 nicht dargestellten Vorrichtung), die mit der Ladeausgangskopplung 102 gekoppelt ist, zu erhalten und darauf zu reagieren. Die Ladeausgangskopplung 102 kann eine Kabelkopplung 212 erhalten, die die zweite Signalleitung 222 erhält, die mit der externen Vorrichtung gekoppelt ist. Die Ladeausgangskopplung 102 erhält auch eine externe Energieleitung 223, die mit der externen Vorrichtung koppelbar ist. Die Sensorschaltung 215 ist dafür konfiguriert, die zweite Signalleitung 222 und die dritte Signalleitung 213 zu überwachen, um zu bestimmen, welche der Signalleitungen 222 und 213 ggf. auf einen elektrischen Energiebedarf hinweist. Als Reaktion auf Signale, die über die Signalleitungen 222 und 213 empfangen werden können, steuert die Sensorschaltung 215 den Schalter 225, um die elektrische Energie zu leiten, wie weiter unten beschrieben.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die Sensorschaltung 215 auch dafür konfiguriert, mit der ersten Signalleitung 209 in Eingriff zu kommen, um ein Energiebedarfssignal über die erste Signalleitung 209 an die elektrische Stromquelle 250 auszugeben, wenn an die Sensorschaltung 215 ein Energiebedarfssignal über die Batteriesystemkopplung 103 oder die Ladeausgangskopplung 102 ausgegeben wird. Wenn die Sensorschaltung 105 also kein Energiebedarfssignal empfängt und somit kein Energiebedarfssignal an die elektrische Energiequelle 250 sendet, kann die elektrische Energiequelle 250 keine Energie an die Kabelkopplung 211 leiten und kann elektrische Energie an einen anderen Empfänger leiten.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann, wenn kein Energiebedarfssignal an die elektrische Energiequelle 250 ausgegeben wird, die elektrische Energiequelle 250 in einen Ruhezustand eintreten oder abschalten, um Energie zu sparen. Wie weiter unten beschrieben, kann die elektrische Stromquelle 250 die Ladeausgangskopplung 102 einer anderen Vorrichtung sein. Somit schließt die Sensorschaltung 215 entsprechend eine Verbindung zur ersten Signalleitung 209 ein, um ein Energiebedarfssignal zum Beispiel von der ersten Signalleitung 209 zur zweiten Signalleitung 222 und schließlich zu einer Sensorschaltung (nicht dargestellt) eines anderen Systems zu übertragen, wodurch die Sensorschaltung des anderen Systems wiederum veranlasst wird, elektrische Energie über die Kabelkopplung 211 zu ihrem jeweiligen wiederaufladbaren Batteriesystem zu leiten, wie weiter unten unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 3 ist bei verschiedenen Ausführungsformen die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert, von der elektrischen Energiequelle 250 erhaltene elektrische Energie an das wiederaufladbare Batteriesystem 104 zu leiten. Auf Basis eines oder mehrerer Eingangssignale, die über die dritte Signalleitung 213 oder die zweite Signalleitung 222 empfangen werden, wie weiter unten beschrieben, steuert die Sensorschaltung 215 den Schalter 225, um den elektrischen Energiestrom von der elektrischen Energiequelle 250 zu lenken. Wenn zum Beispiel die dritte Signalleitung 213 einen Energiebedarf über die dritte Signalleitung 213 kommuniziert, weist die elektrische Schaltvorrichtung 105 der Sensorschaltung 215 den Schalter 225 an, den Eingangskabelbaum 111 elektrisch mit dem Kabelbaum des Batteriesystems 113 zu koppeln, um die elektrische Energie über die Batteriesystemkopplung 103 zum wiederaufladbaren Batteriesystem 104 zu leiten. Im Gegensatz dazu ist unter zusätzlicher Bezugnahme auf 4 die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert, von der elektrischen Energiequelle 250 erhaltene elektrische Energie über den Ausgangskabelbaum 112 an die Ladeausgangskopplung 102 zu leiten. Wiederum weist auf Basis einer oder mehreren Eingaben, die über die zweite Signalleitung 222 empfangen werden, die Sensorschaltung 215 den Schalter 225 an, den Eingangskabelbaum 111 über den Ausgangskabelbaum 112 und die Ladeausgangskopplung 102 mit einer externen Vorrichtung (in 3 nicht dargestellt) elektrisch zu koppeln, um die elektrische Energie über die Ladeausgangskopplung 102 zur externen Vorrichtung zu leiten.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die Sensorschaltung 215 der elektrischen Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert, Eingaben zu empfangen und auf Eingaben zu reagieren, die über eine oder mehrere der Signalleitungen 213 und 222 empfangen werden, die mit dem wiederaufladbaren Batteriesystem 104 bzw. der externen Vorrichtung (in 2-7 nicht dargestellt) gekoppelt sind. Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 5 kann jede der Signalleitungen 213 und 222 ein Energiebedarfssignal ausgeben, dargestellt durch „+“-Zeichen 504 bzw. 524, um auf einen Energiebedarf hinzuweisen. Wenn zum Beispiel das wiederaufladbare Batteriesystem 104 nicht vollständig geladen ist oder anderweitig unter einem spezifizierten Ladezustand liegt, kann das wiederaufladbare Batteriesystem 104 das Energiebedarfssignal 504 an der dritten Signalleitung 213 generieren, wodurch auf eine Anfrage nach elektrischer Energie hingewiesen wird. In ähnlicher Weise kann die externe Vorrichtung (nicht dargestellt) das Energiebedarfssignal 524 an der zweiten Signalleitung 222 generieren, die elektrisch über die Kabelkopplung 212 und die Ladeausgangskopplung 102 mit der Sensorschaltung 215 koppelbar ist, um eine Anfrage nach elektrischer Energie auszugeben.
Die externe Vorrichtung kann ein wiederaufladbares Batteriesystem oder eine andere Vorrichtung einschließen, die elektrische Energie benötigen kann. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die externe Vorrichtung selbst eine Ausführungsform des Systems aus 1-3 einschließen und optional mit einer zusätzlichen externen Vorrichtung verbunden sein, die einen Bedarf an elektrischer Energie signalisiert. So kann elektrische Energie, die von der elektrischen Schaltvorrichtung 105 über den Ausgangskabelbaum 112 zur Ladeausgangskopplung 102 geleitet wird, durch die externe Vorrichtung, die mit der Ladeausgangskopplung 102 gekoppelt ist, zu einer oder mehreren anderen nachgeschalteten Vorrichtungen durchgeleitet werden. Es versteht sich, dass mehrere Systeme, die das System 100 verwenden, in einer Kette miteinander verbunden werden können, um die Abgabe elektrischer Energie von einer einzelnen Ladevorrichtung oder einer anderen elektrischen Energiequelle an mehrere Vorrichtungen zu ermöglichen.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert sein, das Laden des wiederaufladbaren Batteriesystems 104 gegenüber anderen Anfragen nach elektrischer Energie zu priorisieren. Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 6 generieren sowohl das wiederaufladbare Batteriesystem 104 als auch die externe Vorrichtung (in 6 nicht dargestellt) Energiebedarfssignale 504 und 524. Die elektrische Schaltvorrichtung 105 kann dafür konfiguriert sein, das Laden des wiederaufladbaren Batteriesystems 104 zu priorisieren, selbst wenn sowohl das wiederaufladbare Batteriesystem 104 als auch die externe Vorrichtung Energiebedarfssignale 504 und 524 generieren. Die elektrische Schaltvorrichtung 105 weist somit den Schalter 225 an, die elektrische Energie zum wiederaufladbaren Batteriesystem 104 zu leiten, indem der Eingangskabelbaum 111 elektrisch mit dem Kabelbaum des Batteriesystems 113 gekoppelt wird.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert sein, das Leiten elektrischer Energie zu der externen Vorrichtung, die mit der Ladeausgangskopplung 102 gekoppelt ist, gegenüber dem Laden des wiederaufladbaren Batteriesystems 104 zu priorisieren. Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 7 generieren wiederum sowohl das wiederaufladbare Batteriesystem 104 als auch die externe Vorrichtung Energiebedarfssignale 504 und 524. Im Beispiel von 7 ist die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert, das Leiten von Energie zu der externen Vorrichtung, die mit der Ladeausgangskopplung 102 gekoppelt ist, zu priorisieren, selbst wenn sowohl das wiederaufladbare Batteriesystem 104 als auch die externe Vorrichtung Energiebedarfssignale 504 und 524 generieren. Die elektrische Schaltvorrichtung 105 weist somit den Schalter 225 an, die elektrische Energie über die Ladeausgangskopplung 102 an die externe Vorrichtung zu leiten, indem der Eingangskabelbaum 111 elektrisch mit dem Ausgangskabelbaum 112 gekoppelt wird.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die elektrische Schaltvorrichtung dafür konfiguriert sein, abwechselnd elektrische Energie zwischen dem wiederaufladbaren Batteriesystem 104 und der externen Vorrichtung, die mit der Ladeausgangskopplung 102 gekoppelt ist, zu leiten. Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 8 kann die Sensorschaltung 215 dafür konfiguriert sein, den Schalter 225 zu steuern, beim Bereitstellen elektrischer Energie von der Energiequelle 250 zwischen dem Batterieladekabelbaum 115 und der externen Stromleitung 223 zu wechseln. Die elektrische Schaltvorrichtung 105 kann dafür konfiguriert sein, den Schalter 225 in festen oder adaptiven Intervallen periodisch zwischen dem Batteriesystemkabelbaum 113 und dem Ausgangskabelbaum 112 umzuleiten. Im Vergleich zum Priorisieren des vollständigen Aufladens entweder des wiederaufladbaren Batteriesystems 104 oder der externen Vorrichtung können Ausführungsformen, die abwechselnd sowohl das wiederaufladbare Batteriesystem 104 als auch die externe Vorrichtung aufladen, zweckmäßig sein, wenn ein System verwendet wird, das das wiederaufladbare Batteriesystem 104 oder die externe Vorrichtung einschließt, bevor sowohl das wiederaufladbare Batteriesystem 104 als auch die externe Vorrichtung Gelegenheit zum Aufladen hatten.
Wenn zum Beispiel vollständiges Aufladen des wiederaufladbaren Batteriesystems 104 priorisiert wird, wie unter Bezugnahme auf 6 beschrieben, die externe Vorrichtung jedoch benötigt wurde, bevor das wiederaufladbare Batteriesystem 104 vollständig aufgeladen war, wurde die externe Vorrichtung möglicherweise überhaupt nicht aufgeladen. In ähnlicher Weise kann, selbst wenn das wiederaufladbare Batteriesystem 104 und die elektrische Schaltvorrichtung 105 den Schalter 225 umleiten, um die externe Vorrichtung zu laden, die externe Vorrichtung möglicherweise nur eine Teilladung erhalten haben, die für die gewünschte Anwendung nicht ausreicht, während das System, in das das wiederaufladbaren Batteriesystem 104 eingebaut ist, möglicherweise vollständig geladen ist, doch nicht benötigt wird. Die umgekehrte Situation kann auch eintreten, wenn die vollständige Aufladung der externen Vorrichtung priorisiert wird, wie unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Durch Umschalten des Aufladens zwischen dem wiederaufladbaren Batteriesystem 104 und der externen Vorrichtung können sowohl das wiederaufladbare Batteriesystem 104 als auch die externe Vorrichtung mindestens teilweise aufgeladen werden, um gewünschte Verwendungen des Systems zu ermöglichen, in das das wiederaufladbare Batteriesystem 104 und die externe Vorrichtung eingebaut sind.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert sein, den Schalter in festen Intervallen abwechselnd zwischen dem Batteriesystemkabelbaum 113 und dem Ausgangskabelbaum 112 umzuschalten, bis eines der Systeme oder beide vollständig aufgeladen sind. In ähnlicher Weise können die Intervalle anpassungsfähig sein, zum Beispiel um das stärker entladene System in längeren Intervallen zu laden als das weniger entladene System, wobei die relativen Intervalle für die relative Entladung der Systeme und/oder die Kapazität dieser Systeme repräsentativ sind. Die Intervalle können auch Gegenstand einer Benutzereingabe sein, um die relative Länge der Intervalle anzupassen.
Die Priorisierung, welche Vorrichtung zuerst geladen wird, ob Vorrichtungen abwechselnd geladen werden, und/oder die Schaltintervalle, die verwendet werden können, wenn Vorrichtungen abwechselnd geladen werden, können auf unterschiedliche Weise gehandhabt werden. Zum Beispiel kann die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert sein, automatisch das Laden des wiederaufladbaren Batteriesystems 104 des Systems, dem die elektrische Schaltvorrichtung 105 zugeordnet ist, zu priorisieren, bevor elektrische Energie an eine externe Vorrichtung geleitet wird. Andererseits kann die elektrische Schalteinrichtung 105 dafür konfiguriert sein, das Bereitstellen von Energie für die externe Vorrichtung automatisch zu priorisieren, bevor das wiederaufladbarer Batteriesystem geladen wird. Die Priorisierung könnte auch auf dem Zustand des wiederaufladbaren Batteriesystems 104 und der externen Vorrichtung basieren, so dass die elektrische Schaltvorrichtung 105 zum Beispiel die Vorrichtung mit elektrischer Energie versorgt, die stärker entladen ist. Zusätzlich könnte die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert sein, auf einen Code zu reagieren, der über die zweite Signalleitung 222 von der externen Vorrichtung ausgegeben wird und einen Prioritätsstatus der externen Vorrichtung angibt, den die elektrische Schalteinrichtung 105 auswerten kann, um zu bestimmen, ob die externe Vorrichtung oder das wiederaufladbare Batteriesystem 104 Priorität priorisiert werden soll. Ferner kann ein lokaler oder entfernter Bediener in der Lage sein, mit der elektrischen Schaltvorrichtung 105 zu kommunizieren, um zu bestimmen, ob das wiederaufladbare Batteriesystem 104 der externen Vorrichtung priorisiert wird. Auch kann, wenn die elektrische Schaltvorrichtung 105 konfiguriert oder angesteuert wird (zum Beispiel durch einen lokalen oder entfernten Bediener), die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert sein, ein bestimmtes Schaltintervall für jede Vorrichtung zu verwenden oder ein relativ längeres Intervall für eine der Vorrichtungen zu verwenden.
Es versteht sich, dass, wenn das wiederaufladbare Batteriesystem 104 oder die mit der Ladeausgangskopplung 102 gekoppelte Vorrichtung bis zu einem vorbestimmten Ladezustand aufgeladen wurde und/oder anderweitig keine elektrische Energie mehr benötigt oder anfordert, kein Energiebedarfssignal mehr ausgegeben wird. In diesem Fall leitet, unabhängig von der Priorisierung des Ladevorgangs, wie unter Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben, oder davon, ob die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür programmiert ist, die Systeme abwechselnd zu laden, die Sensorschaltung 215 elektrische Energie zu der anderen Vorrichtung, bis ebenfalls kein Energiebedarfssignal mehr ausgegeben wird.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann, wenn nur eines der Energiebedarfssignale 504 und 524 ausgegeben wird, die elektrische Schaltvorrichtung 105 die elektrische Energie erst an die Kopplung leiten, über die das Energiebedarfssignal ausgegeben wird, unabhängig von der Priorität. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann, wenn keines der Energiebedarfssignale 504 und 524 ausgegeben wird, die elektrische Schaltvorrichtung 105 dafür konfiguriert sein, elektrische Energie weder an die Batteriesystemkopplung 103 noch an die Ladeausgangskopplung 102 zu leiten und den Schalter 225 elektrisch oder elektromechanisch sowohl vom Batteriesystemkabelbaum 113 als auch vom Ausgangskabelbaum 112 zu entkoppeln, wie in 5 gezeigt.
Es versteht sich, dass, obwohl die Systeme aus 1-8 eine Ladeeingangskopplung 101 und eine Ladeausgangskopplung 102 einschließen, die Kopplungen 101 und 102 nicht darauf beschränkt sind, für die Eingabe bzw. Ausgabe von Energie bestimmt zu sein. Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 9 schließt ein System 900 schaltbare Ladekopplungen 901 und 902 ein, die entweder als Eingangs- oder Ausgangskopplungen dienen können. Somit kann die schaltbare Ladekopplung 901 als Ladeeingangskopplung dienen und eine Kabelkopplung 911 von einer Energiequelle (nicht dargestellt) erhalten und kann die schaltbare Ladekopplung 902 als Ladeausgangskopplung dienen und eine Kabelkopplung 912 erhalten, um Energie für eine externe Vorrichtung (nicht dargestellt) bereitzustellen, ähnlich der Konfiguration der unter Bezugnahme auf 1-8 beschriebenen Systeme. Andererseits kann die schaltbare Ladekopplung 901 als Ladeausgangskopplung dienen und eine Kabelkopplung 911 erhalten, um Energie für eine externes Vorrichtung (nicht dargestellt) bereitzustellen, und kann die schaltbare Ladekopplung 902 als Ladeeingangskopplung dienen und eine Kabelkopplung 912 erhalten, um elektrische Energie von einer Energiequelle zu erhalten.
Es versteht sich, dass bei verschiedenen Ausführungsformen die elektrische Schaltvorrichtung 105 und/oder die schaltbaren Ladekopplungen 901 und 902 mit dynamischen Stromsensorschaltungen und/oder Schaltschaltungen ausgestattet sein können, um automatisch auf das Anlegen elektrischer Energiequellen und/oder Lasten zu reagieren und dadurch Kurzschlüsse oder andere Probleme zu verhindern, die entstehen könnten, wenn Energiequellen an beide schaltbaren Ladekopplungen 901 und 902 angelegt würden. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die elektrische Schaltvorrichtung 105 und die schaltbaren Ladekopplungen 901 und/oder 902 manuell von einem Benutzer umschaltbar sein, um anzugeben, welche der schaltbaren Ladekopplungen 901 und/oder 902 eine Energiequelle und/oder eine Last darstellt, für die elektrische Energie bereitzustellen ist.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 10 und 11 und wie zuvor beschrieben, kann das System 100 mit einem elektrisch betriebenen Fahrzeug 1000 (10) und 1100 (11) verwendet werden. Um mehrere Fahrzeuge miteinander zu verbinden, kann in jedes der Fahrzeuge eine Ausführungsform des Systems 100 (1) eingebaut sein, wie weiter unten beschrieben. Unter Bezugnahme speziell auf 10 kann das Fahrzeug 1000 eine Fahrzeugkarosserie 1020 und eine Vielzahl von Rädern einschließlich der Räder 1022 und 1024 einschließen, von denen jedes durch ein oder mehrere elektrisch betriebene Antriebssysteme 1023 und/oder 1025 wie Motoren bewegt werden kann, die funktionsfähig mit den Rädern 1022 bzw. 1024 verbunden sind. Bei verschiedenen Ausführungsformen beziehen die Antriebssysteme 1023 und 1025 Energie von einem Fahrzeugbatteriesystem 1004, bei dem es sich um eine Ausführungsform des wiederaufladbaren Batteriesystems 104 handeln kann (1-7).
Analog zu System 100 schließt das Fahrzeug 1000 eine Ladeeingangskopplung 101, eine Ladeausgangskopplung 102 und eine Batteriesystemkopplung 103 ein. Die Batteriesystemkopplung 103 kann mit dem wiederaufladbaren Batteriesystem 104 des Fahrzeugs 1000 gekoppelt sein. Bei verschiedenen Ausführungsformen sind die Komponenten durch Kabelbäume oder andere leitfähige Leitungen miteinander verbunden, wie zuvor unter Bezugnahme auf 1-8 beschrieben. Es versteht sich, dass, obwohl 10 ein elektrisch betriebenes, mit Rädern versehenes Landfahrzeug 1000 zeigt, das System 100 in jede Art von Fahrzeug integrierbar ist wie, ohne darauf beschränkt zu sein, in andere Landfahrzeuge, in Luftzeuge, in Wasserfahrzeuge, entweder motor- oder muskelkraftbetrieben, oder dergleichen. Es versteht sich auch, dass die Ladeeingangskopplung 101 und die
Ladeausgangskopplung 102 auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs 1000, wie in 12 und 13 veranschaulicht, auf derselben Seite des Fahrzeugs 1000 und/oder an gegenüberliegenden oder gleichen Enden des Fahrzeugs 1000 oder in einer Kombination von Positionen auf einer Seite und einem Ende des Fahrzeugs 1000 angeordnet sein können. Hierin beschriebene Ausführungsformen sind auf keine bestimmte Anordnung der Ladeeingangskopplung 1001 und der Ladeausgangskopplung 1002 beschränkt.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 11 schließt das Fahrzeug 1100 anstelle einer bestimmten Ladeeingangskopplung 101 und einer bestimmten Ladeausgangskopplung 102 wie in Fahrzeug 1000 schaltbare Ladekopplungen 1101 und 1102 ein, wie unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Infolgedessen kann jede der schaltbaren Ladekopplungen 1101 und 1102 eine Kabelkopplung von einer Energiequelle erhalten oder eine Kabelkopplung zu einer Vorrichtung erhalten, die eine Energiequelle benötigt. Wie unter Bezugnahme auf 10 beschrieben, können die schaltbaren Ladekopplungen 1101 und 1102 jeweils an einer beliebigen Stelle an denselben oder verschiedenen Seiten oder Enden des Fahrzeugs 1100 platziert sein.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 12 kann das System 100 aus 1 bei verschiedenen Ausführungsformen in mehrere Fahrzeuge wie das Fahrzeug 1200 aus 8 eingebaut sein, damit die Fahrzeuge 1210 und 1220 von einer einzigen Ladevorrichtung 1200 geladen werden können. Bei verschiedenen Ausführungsformen enthält ein erstes Fahrzeug 1210 ein System 1201 analog zu System 100, um zu ermöglichen, dass elektrische Energie zu einem wiederaufladbaren Batteriesystem 1214 des ersten Fahrzeugs 1210 geleitet wird oder dass elektrische Energie zum zweiten Fahrzeug 1220 geleitet wird, um ein wiederaufladbares Batteriesystem 1224 des zweiten Fahrzeugs 1220 aufzuladen und/oder um Energie zu einer anderen externen Vorrichtung zu leiten (in 12 nicht dargestellt), wie weiter unten beschrieben.
Das erste Fahrzeug 1210 wird neben der Ladevorrichtung 1200 geparkt. Bei verschiedenen Ausführungsformen schließt das System 1201 eine Ladeeingangskopplung 1211, eine Ladeausgangskopplung 1212, eine Batteriesystemkopplung 1213, die mit dem wiederaufladbaren Batteriesystem 1214 des Fahrzeugs 1210 gekoppelt ist, und eine elektrische Schaltvorrichtung 1215 ein, die bei verschiedenen Ausführungsformen elektrisch durch Kabelbäume oder andere leitfähige Leitungen gekoppelt sind, wie zuvor unter Bezugnahme auf 1-9 beschrieben. Die Ladeeingangskopplung 1211 des ersten Fahrzeugs 1210 ist mit der Ladevorrichtung 1200 über ein Ladekabel 1217 (das zum Beispiel eine Signalleitung 209 und ein Energiekabel 221 umfasst, wie unter Bezugnahme auf 1-8 beschrieben) gekoppelt, um elektrische Energie für das wiederaufladbare Batteriesystem 1214 über die elektrische Schaltvorrichtung 1215 bereitzustellen, wie zuvor unter Bezugnahme auf 1-9 beschrieben. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist das Ladekabel 1217 mit der Ladeeingangskopplung 1211 über eine Kabelkopplung (z. B. einen Mehrkontaktkoppler) 1218 gekoppelt. Wie ebenfalls weiter unten beschrieben, kann die Kabelkopplung 1218 eine standardisierte Form haben, um elektrische Energie und zugehörige Signale wie das Energiebedarfssignal zu übermitteln, wie zuvor unter Bezugnahme auf 5-7 beschrieben.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird ein zweites Fahrzeug 1220 neben dem ersten Fahrzeug 1210 geparkt. Das zweite Fahrzeug 1220 kann neben dem ersten Fahrzeug 1210 geparkt sein, wie in 12 gezeigt, hinter oder vor dem ersten Fahrzeug 1210 geparkt sein oder auf andere Weise in der Nähe des ersten Fahrzeugs 1210 geparkt sein. In das zweite Fahrzeug 1220 ist ebenfalls ein System 1202 analog zu System 100 eingebaut. Bei verschiedenen Ausführungsformen schließt das System 1202 eine Ladeeingangskopplung 1221, eine Ladeausgangskopplung 1222, eine Batteriesystemkopplung 1223, die mit dem wiederaufladbaren Batteriesystem 1224 des Fahrzeugs 1220 gekoppelt ist, und eine elektrische Schaltvorrichtung 1225 ein, die bei verschiedenen Ausführungsformen elektrisch durch Kabelbäume oder andere leitfähige Leitungen gekoppelt sind, wie zuvor unter Bezugnahme auf 1-9 beschrieben.
Während die Ladeeingangskopplung 1211 des ersten Fahrzeugs 1210 durch das Ladekabel 1217 mit der Ladevorrichtung 1200 gekoppelt ist, ist die Ladeeingangskopplung 1221 des zweiten Fahrzeugs 1220 durch ein Ladekabel 1227 mit der Ladeausgangskopplung 1212 des ersten Fahrzeugs 1210 gekoppelt. Eine erste Kabelkopplung (zum Beispiel ein Mehrkontaktkoppler, wie nachstehend unter Bezugnahme auf 14A und 14B beschrieben) 1228 des Ladekabels 1227 ist mit der Ladeausgangskopplung 1212 des ersten Fahrzeugs 1210 gekoppelt, und eine zweite Kabelkopplung (zum Beispiel ein Mehrkontaktkoppler) 1229 des Ladekabels 1227 ist mit der Ladeeingangskopplung 1221 des zweiten Fahrzeugs 1220 gekoppelt. Die Verbindung der Systeme 1201 und 1202 untereinander und die Verbindung des Systems 1201 mit der Ladevorrichtung 1200 ermöglichen es, dass das wiederaufladbare Batteriesystem 1214 des ersten Fahrzeugs 1210 und das wiederaufladbare Batteriesystem 1224 des zweiten Fahrzeugs 1220 beide durch die einzige Ladevorrichtung 1200 geladen werden können.
Wie zuvor unter Bezugnahme auf 5-8 beschrieben, kann jedes der wiederaufladbaren Batteriesysteme 1214 und 1224 ein Energiebedarfssignal generieren, das von den elektrischen Schaltvorrichtungen 1215 bzw. 1225 empfangen werden kann, mit denen sie über ihre jeweiligen Batteriesystemkopplungen 1213 und 1223 gekoppelt sind. Wenn zum Beispiel beide wiederaufladbaren Batteriesysteme 1214 und 1224 unterhalb eines bestimmten Ladezustands liegen, geben beide wiederaufladbaren Batteriesysteme 1214 und 1224 ein Energiebedarfssignal an ihre jeweiligen elektrischen Schaltvorrichtungen 1215 und 1225 aus. Je nach Konfiguration der elektrischen Schaltvorrichtung 1215 des ersten Fahrzeugs 1210 kann die elektrische Schaltvorrichtung 1215 erst elektrische Energie, die von der Ladevorrichtung 1200 über die Ladeeingangskopplung 1211 erhalten wurde, an das wiederaufladbare Batteriesystem 1214 des ersten Fahrzeugs 1210 oder an die Ladeausgangskopplung 1212 leiten, um die elektrische Energie für das zweite Fahrzeug 1220 bereitzustellen.
Wie zuvor unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, dient, wenn die Ladeeingangskopplung 1221 des zweiten Fahrzeugs 1220 mit der Ladeausgangskopplung 1212 des ersten Fahrzeugs 1210 gekoppelt ist, die Ladeausgangskopplung 1212 des ersten Fahrzeugs 1210 als die elektrische Energiequelle 250 (2) für das zweite Fahrzeug 1220. Wenn ein oder mehrere Energiebedarfssignale an die elektrische Schaltvorrichtung 1225 ausgegeben werden, übermittelt die elektrische Schaltvorrichtung 1225 das Energiebedarfssignal über die Ladeeingangskopplung 1221 über das Ladekabel 1227 an die Ladeausgangskopplung 1212, wo das Energiebedarfssignal wiederum an die elektrische Schaltvorrichtung 1215 und/oder an die Ladevorrichtung übermittelt wird. Dementsprechend kann die elektrische Schaltvorrichtung 1215 bestimmen, ob und wann elektrische Energie zur Ladeausgangskopplung 1212 geleitet wird.
Wie unter Bezugnahme auf 5-8 beschrieben, kann die elektrische Schaltvorrichtung 1215 dafür konfiguriert sein, erst von der Ladevorrichtung 1200 erhaltene elektrische Energie über die Ladeeingangskopplung 1211 an das wiederaufladbare Batteriesystem 1214 des ersten Fahrzeugs 1210 zu leiten. Wenn das wiederaufladbare Batteriesystem 1214 einen vorbestimmten Ladezustand erreicht und somit kein Energiebedarfssignal mehr an die elektrische Schaltvorrichtung 1215 ausgibt, kann die elektrische Schaltvorrichtung 1215 dafür konfiguriert sein, von der Ladevorrichtung 1200 erhaltene elektrische Energie über die Ladeausgangskopplung 1212 zu leiten, um erst das wiederaufladbare Batteriesystem 1224 des zweiten Fahrzeugs 1210 über die Ladeeingangskopplung 1221, die elektrische Schaltvorrichtung 1225 und die Batteriesystemkopplung 1223 aufzuladen.
Es versteht sich, dass, wie zuvor unter Bezugnahme auf 5-8 beschrieben, als Reaktion darauf, dass beide wiederaufladbaren Batteriesysteme 1214 oder 1224 ein Energiebedarfssignal ausgeben, die elektrische Schalteinrichtung 1215 stattdessen dafür konfiguriert sein kann, erst die elektrische Energie von der Ladevorrichtung zur Ladeanschlusskopplung 1212 zu leiten, bevor Energie zur Batteriesystemkopplung 1213 geleitet wird, um das wiederaufladbare Batteriesystem 1214 zu laden. Es versteht sich auch, dass, wenn nur eines der wiederaufladbaren Batteriesysteme 1214 oder 1224 ein Energiebedarfssignal ausgibt, die elektrische Schaltvorrichtung 1215 elektrische Energie an das wiederaufladbare Batteriesystem 1214 oder 1224 leitet, das das Energiebedarfssignal ausgibt.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Ladeausgangskopplung 1222 des Systems 1202 des zweiten Fahrzeugs 1220 auch mit einem oder mehreren zusätzlichen Fahrzeugen oder Vorrichtungen (in 12 nicht dargestellt) gekoppelt sein. Zum Beispiel kann die Ladeausgangskopplung 1222 des zweiten Fahrzeugs 1220 ein Ladekabel 1237 erhalten, das einen Mehrkontaktkoppler 1239 darstellt. Die elektrische Schaltvorrichtung 1225 kann auf Energiebedarfssignale reagieren, die über die Ladeausgangskopplung 1222 über das Ladekabel 1227 von einem oder mehreren anderen Fahrzeugen oder externen Vorrichtungen empfangen werden, um elektrische Energie von der Ladevorrichtung 1200 bereitzustellen. Dementsprechend können bei solchen Ausführungsformen mehr als zwei Fahrzeuge oder elektrische Vorrichtungen elektrische Energie von der Ladevorrichtung 1200 unter Verwendung von Ausführungsformen des Systems 100 erhalten (1).
Die Ladekabel 1217, 1227 und 1237 und ihre zugehörigen Kopplungen 1218, 1228, 1222 und 1238 können eine standardisierte Form oder Topologie aufweisen. Zum Beispiel können die Ladekabel 1217, 1227 und 1237 und ihre zugehörigen Kopplungen 1218, 1228, 1222 und 1238 kombinierte Ladesystemkabel und -kopplungen (CCS-Kabel und -Kopplungen) umfassen, die üblicherweise für das Laden elektrisch betriebener Fahrzeuge verwendet werden. CCS-Kopplungen können verwendet werden, um elektrische Energie und Signale wie die zuvor beschriebenen zu übermitteln, wie weiter unten unter Bezugnahme auf 14A und 14B beschrieben.
Es versteht sich, dass eine externe Vorrichtung, die mit der elektrischen Schaltvorrichtung 105 gekoppelt ist, um schaltbar Energie zu erhalten, keine eigene elektrische Schaltvorrichtung 1225 einschließen muss, wie in dem Fahrzeug 1220, das die externe Vorrichtung in 12 darstellt. Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 13 ist in ein erstes Fahrzeug 1310 ein System 1301 analog zu System 100 eingebaut, um zu ermöglichen, dass elektrische Energie zu einem wiederaufladbaren Batteriesystem 1314 des ersten Fahrzeugs 1310 geleitet werden kann, oder um elektrische Energie direkt an eine externe Vorrichtung zu leiten. Wie in verschiedenen Ausführungsformen ist die externe Vorrichtung im Beispiel von 13 ein zweites Fahrzeug 1320, das Energie zum Aufladen eines wiederaufladbaren Batteriesystems 1324 des zweiten Fahrzeugs 1320 benötigt. Im Gegensatz zu dem Beispiel von 12 schließt das zweite Fahrzeug 1320 jedoch keine elektrische Schaltvorrichtung des Systems 100 ein und schließt keine Ladeausgangskopplung oder zweite schaltbare Kopplung ein, um Energie für eine weitere externe Vorrichtung bereitzustellen.
Wie im Beispiel von 12 wird das erste Fahrzeug 1310 neben der Ladevorrichtung 1300 geparkt. Bei verschiedenen Ausführungsformen schließt das System 1301 eine Ladeeingangskopplung 1311, eine Ladeausgangskopplung 1312, eine Batteriesystemkopplung 1313, die mit dem wiederaufladbaren Batteriesystem 1314 des Fahrzeugs 1310 gekoppelt ist, und eine elektrische Schaltvorrichtung 1315 ein, die bei verschiedenen Ausführungsformen elektrisch durch Kabelbäume oder andere leitfähige Leitungen gekoppelt sind, wie zuvor unter Bezugnahme auf 1-9 beschrieben. Die Ladeeingangskopplung 1311 des ersten Fahrzeugs 1310 ist mit der Ladevorrichtung 1300 über ein Ladekabel 1317 (das zum Beispiel eine Signalleitung 209 und ein Energiekabel 221 umfasst, wie unter Bezugnahme auf 1-8 beschrieben) gekoppelt, um elektrische Energie für das wiederaufladbare Batteriesystem 1314 über die elektrische Schaltvorrichtung 1315 bereitzustellen, wie zuvor unter Bezugnahme auf 1-9 beschrieben. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist das Ladekabel 1317 mit der Ladeeingangskopplung 1311 über eine Kabelkopplung (z. B. einen Mehrkontaktkoppler) 1318 gekoppelt. Wie ebenfalls weiter unten beschrieben, kann die Kabelkopplung 1318 eine standardisierte Form aufweisen, um elektrische Energie und zugehörige Signale wie das Energiebedarfssignal zu übermitteln, wie zuvor unter Bezugnahme auf 5-9 beschrieben.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird das zweite Fahrzeug 1320 (oder eine andere externe Vorrichtung) neben dem ersten Fahrzeug 1310 geparkt. Wie zuvor beschrieben, ist in das zweite Fahrzeug 1320 jedoch keine elektrische Schaltvorrichtung eingebaut, um elektrische Energie selektiv zu einem anderen Fahrzeug oder einer externen Vorrichtung durchzuleiten. Das Fahrzeug 1320 kann eine Ladeeingangskopplung 1321 und eine Batteriesystemkopplung 1323 einschließen, die mit dem wiederaufladbaren Batteriesystem 1324 des Fahrzeugs 1320 gekoppelt ist. Wenn die externe Vorrichtung kein anderes Fahrzeug ist, versteht es sich, dass die externe Vorrichtung möglicherweise keine Ladeeingangskopplung einschließt, sondern stattdessen ein fest angebrachtes Ladekabel einschließen kann, zum Beispiel wenn die externe Vorrichtung ein Zusatz-Batteriepaket ist. Das Fahrzeug 1320 kann auch eine Sensorvorrichtung 1395 einschließen, die es ermöglicht zu bestimmen, wann das Batteriesystem 1324 geladen werden muss, und ein Energiebedarfssignal über eine Signalleitung durch die Batteriesystemkopplung 1323 (oder ein festes Kabel) an die elektrische Schaltvorrichtung 1315 des ersten Fahrzeugs 1310 zu übermitteln.
Wie zuvor beschrieben, kann die elektrische Schaltvorrichtung 1315 des ersten Fahrzeugs 1310 von der Ladevorrichtung erhaltene elektrische Energie an das Batteriesystem 1314 des ersten Fahrzeugs 1310 leiten oder von der Ladevorrichtung erhaltene elektrische Energie an das zweite Fahrzeug 1320 leiten, um dessen Batteriesystem 1324 zu laden. Da das zweite Fahrzeug 1320 keine elektrische Schaltvorrichtung wie die elektrische Schaltvorrichtung 1315 des ersten Fahrzeugs einschließt, dient das zweite Fahrzeug 1320 (oder eine andere so konfigurierte und verbundene externe Vorrichtung) als das Ende der Kette, weil das zweite Fahrzeug 1320 nicht schaltbar mit einer anderen externen Vorrichtung koppelbar ist.
Wie zuvor beschrieben, können die Kabel und Kopplungen standardisierte CCS-Kopplungen einschließen, die verschiedene Formen haben können, die mehrere unterschiedliche Formen einschließen können. Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 14A ist zum Beispiel ein CCS-Steckverbinder 1400 vom Typ 1 mit dem Mehrleiterkabel 1401 gekoppelt. Der Steckverbinder 1400 schließt einen positiven Gleichstromstift (CD-Stift) 1402 und einen negativen CD-Stift 1403 ein. Der Steckverbinder 1400 schließt auch zusätzliche Anschlussstifte 1411 und 1412 ein, die dafür konfiguriert sein können, entweder Gleichstrom (DC) oder Wechselstrom (AC) zu übertragen. Signalleitung 1413 und 1414 können dafür konfiguriert sein, Signale wie die zuvor unter Bezugnahme auf 5-7 beschriebenen Energiebedarfssignale zu übertragen. Ein Erdungsstift 1415 kann verwendet werden, um ein Chassis des Fahrzeugs während des Ladens zu erden.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 14B ist in einem anderen Beispiel ein CCS-Steckverbinder 1450 vom Typ 2 mit dem Mehrleiterkabel 1451 gekoppelt. Der Steckverbinder 1450 schließt einen positiven CD-Stift 1452 und einen negativen CD-Stift 1453 ein. Der Steckverbinder 1450 schließt auch zwei Paare zusätzlicher Anschlussstifte 1463 und 1464 und 1465 und 1466 ein, die zum Beispiel zum Bereitstellen von Wechselstrom an verschiedenen Phasen verwendet werden können. Signalleitung 1461 und 1462 können dafür konfiguriert sein, Signale wie die zuvor unter Bezugnahme auf 5-9 beschriebenen Energiebedarfssignale zu übertragen. Ein Erdungsstift 1467 kann verwendet werden, um ein Chassis des Fahrzeugs während des Ladens zu erden.
Bei verschiedenen Ausführungsformen können die CCS-Steckverbinder aus 14A und 14B oder andere CCS-Steckverbinder oder Nicht-CCS-Steckverbinder verwendet werden, um das System 100 (1) über die Ladeeingangskupplung 101 mit einer elektrischen Energiequelle zu verbinden und/oder die Ladeausgangskupplung mit einer externen Vorrichtung oder einem externen System zu verbinden, wie zuvor beschrieben. Die Steckverbinder können entweder Gleich- oder Wechselstrom zu oder von den Kopplungen 101 und 102 sowie Signale wie Energiebedarfssignale, wie zuvor unter Bezugnahme auf 5-9 beschrieben, übermitteln.
Unter Bezugnahme auf 15 wird ein veranschaulichendes Verfahren 1500 zum schaltbaren Bereitstellen elektrischer Energie für ein Batteriesystem und ein externes System von einem einzigen Ladesystem oder einer anderen elektrischen Energiequelle bereitgestellt. Das Verfahren 1500 beginnt in einem Block 1505. In einem Block 1510 wird eine Ladeeingangskopplung bereitgestellt, die dafür konfiguriert ist, elektrische Energie zu erhalten. In einem Block 1520 wird eine Ladeausgangskopplung bereitgestellt, die dafür konfiguriert ist, die elektrische Energie für eine externe Vorrichtung bereitzustellen. In einem Block 1530 wird eine Batteriesystemkopplung bereitgestellt, die mit einem wiederaufladbaren Batteriesystem koppelbar ist. In einem Block 1540 koppelt die Ladeeingangskupplung die Ladeeingangskopplung schaltbar mit der Batteriesystemkopplung und der Ladeausgangskopplung, um selektiv in einem ersten Modus und einem zweiten Modus zu arbeiten, wobei im ersten Modus die elektrische Energie an die Batteriesystemkopplung geleitet wird und im zweiten Modus die elektrische Energie an die Ladeausgangskopplung geleitet wird. Das Verfahren endet bei einem Block 1545.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren auch das Erkennen eines ersten Energiebedarfssignals an der Batteriesystemkopplung und eines zweiten Energiebedarfssignals an der Ladeausgangskopplung einschließen. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren auch als Reaktion auf das Erkennen des ersten Energiebedarfssignals das Leiten der elektrischen Energie entweder zur Batteriesystemkopplung als Reaktion auf das Erkennen des ersten Energiebedarfssignals oder zur Ladeausgangskopplung als Reaktion auf das Erkennen des zweiten Energiebedarfs einschließen. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren die elektrische Energie auch nacheinander entweder zur Batteriesystemkopplung oder zur Ladeausgangskopplung leiten, indem die elektrische Energie zum Beispiel erst zur Batteriesystemkopplung geleitet wird, um das erste wiederaufladbare Batteriesystem aufzuladen, die elektrische Energie dann zur Ladeausgangskopplung geleitet wird, um die elektrische Energie für die externe Vorrichtung bereitzustellen, oder indem die elektrische Energie erst zur Ladeausgangskopplung geleitet wird, um die elektrische Energie für die externe Vorrichtung bereitzustellen, und die elektrische Energie dann zur Batteriesystemkopplung geleitet wird, um das erste wiederaufladbares Batteriesystem aufzuladen. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren die elektrische Energie auch selektiv von einer einzigen Energiequelle zur Batteriesystemkopplung und zur Ladeausgangskopplung leiten. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren auch das Konfigurieren der Ladeeingangskopplung und der Ladeausgangskopplung zur Aufnahme kombinierter Ladesystemkopplungen (CCS-Kopplungen) umfassen.
In einigen Fällen können eine oder mehrere Komponenten hierin als „konfiguriert, um“, „konfiguriert durch“, „konfigurierbar, um“, „betreibbar/betriebsfähig, um“, „angepasst/anpassbar“, „in der Lage zu“, „anpassbar/angepasst an“ usw. bezeichnet werden. Der Fachmann wird erkennen, dass solche Begriffe (zum Beispiel „konfiguriert, um“) im Allgemeinen Komponenten im aktiven Zustand und/oder Komponenten im inaktiven Zustand und/oder Komponenten im Standby-Zustand umfassen, sofern der Kontext nichts anderes vorschreibt.
Obwohl bestimmte Gesichtspunkte des vorliegenden hierin beschriebenen Gegenstands gezeigt und beschrieben wurden, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass basierend auf den Lehren hierin Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem hierin beschriebenen Gegenstand und seinen umfassenderen Gesichtspunkten abzuweichen, und daher sollen die beiliegenden Ansprüche innerhalb ihres Schutzumfangs alle solchen Änderungen und Modifikationen umfassen, die dem wahren Geist und Schutzumfang des hierin beschriebenen Gegenstands entsprechen. Es versteht sich für den Fachmann, dass hierin und insbesondere in den beiliegenden Ansprüchen (zum Beispiel im Textkörper der beiliegenden Ansprüche) verwendete Begriffe im Allgemeinen als „offene“ Begriffe zu verstehen sind (zum Beispiel sollte der Begriff „einschließlich“ als „einschließlich, aber nicht beschränkt auf“ ausgelegt werden, sollte der Begriff „aufweisend“ als „mindestens aufweisend“ ausgelegt werden, sollte der Begriff „schließt ein“ als „schließt ein, aber nicht beschränkt auf‟ ausgelegt werden usw.). Es versteht sich für den Fachmann ferner, dass, wenn eine bestimmte Anzahl einer eingeführten Anspruchsangabe beabsichtigt ist, eine solche Absicht ausdrücklich in dem Anspruch angegeben wird, und in Abwesenheit einer solchen Angabe keine solche Absicht vorliegt. Als Verständnishilfe können zum Beispiel die folgenden beiliegenden Ansprüche die Verwendung der einleitenden Phrasen „mindestens eine/r/s“ und „eine/r/s oder mehrere“ zum Einführen von Anspruchsangaben enthalten. Die Verwendung solcher Ausdrücke sollte jedoch nicht so ausgelegt werden, dass sie impliziert, dass die Einführung einer Anspruchsangabe durch die unbestimmten Artikel „ein“ oder „eine“ einen bestimmten Anspruch, der eine solche eingeführte Anspruchsangabe enthält, auf Ansprüche beschränkt, die nur eine solche Angabe enthalten, selbst wenn derselbe Anspruch die einleitende Phrase „eine/r/s oder mehrere“ oder „mindestens eine/r/s“ und unbestimmte Artikel wie „ein“ und/oder „eine“ einschließt (zum Beispiel sollte „ein“ und/oder „eine“ in der Regel so ausgelegt werden, dass es „mindestens ein/e“ oder „ein/e oder mehrere“ bedeutet); gleiches gilt für die Verwendung bestimmter Artikel, die zur Einführung von Anspruchsangaben verwendet werden. Selbst wenn eine spezifische Anzahl einer eingeführten Anspruchsangabe explizit angegeben ist, wird der Fachmann erkennen, dass eine solche Angabe in der Regel so ausgelegt werden sollte, dass sie mindestens die angegebene Anzahl bedeutet (zum Beispiel bedeutet die bloße Angabe von „zwei Angaben“ ohne andere Modifikatoren in der Regel mindestens zwei Angaben oder zwei oder mehr Angaben). Außerdem ist in jenen Fällen, in denen eine Konvention analog zu „mindestens eins von A, B und C usw.“ verwendet wird, im Allgemeinen eine solche Konstruktion in dem Sinne beabsichtigt, wie ein Fachmann die Konvention verstehen würde (zum Beispiel würde, „ein System, das mindestens eins von A, B und C aufweist“ Systeme einschließen aber nicht darauf beschränkt sein, die A allein, B allein, C allein, A und B zusammen, A und C zusammen, B und C zusammen und/oder A, B und C zusammen aufweisen usw.). Es versteht sich für den Fachmann ferner, dass in der Regel ein disjunktes Wort und/oder eine disjunkte Phrase, das bzw. die zwei oder mehr alternative Begriffe darstellt, sei es in der Beschreibung, den Ansprüchen oder den Zeichnungen, so verstanden werden sollte, dass die Möglichkeiten des Einschließens eines der Begriffe, des einen oder des anderen Begriffs oder beider Begriffe in Betracht gezogen wird, sofern der Kontext nichts anderes vorschreibt. Zum Beispiel wird die Phrase „A oder B“ in der Regel so verstanden, dass sie die Möglichkeiten von „A“ oder „B“ oder „A und B“ einschließt.
Die vorstehende ausführliche Beschreibung hat verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtungen und/oder Prozesse mittels der Verwendung von Blockdiagrammen, Flussdiagrammen und/oder Beispielen dargelegt. Sofern solche Blockdiagramme, Flussdiagramme und/oder Beispiele eine oder mehrere Funktionen und/oder Operationen enthalten, wird der Fachmann verstehen, dass jede Funktion und/oder Operation innerhalb solcher Blockdiagramme, Flussdiagramme oder Beispiele individuell oder kollektiv durch eine breite Palette von Hardware, Software (z. B. ein Computerprogramm auf hoher Ebene, das als eine Hardwarespezifikation dient), Firmware oder praktisch jede Kombination davon implementiert werden kann, beschränkt auf einen patentfähigen Gegenstand gemäß 35 U.S.C. 101. In einer Ausführungsform können mehrere Abschnitte des hierin beschriebenen Gegenstands mittels anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits, ASICs), feldprogrammierbarer Gate-Arrays (FPGAs), digitaler Signalprozessoren (Digital Signal Processors, DSPs) oder weiterer integrierter Formate implementiert werden. Fachleute werden jedoch erkennen, dass einige Gesichtspunkte der hierin offenbarten Ausführungsformen ganz oder teilweise äquivalent in integrierten Schaltungen, als ein oder mehrere Computerprogramme, die auf einem oder mehreren Computern laufen (z. B. als ein oder mehrere Programme, die auf einem oder mehreren Computersystemen laufen), als ein oder mehrere Programme, die auf einem oder mehreren Prozessoren laufen (z. B. als ein oder mehrere Programme, die auf einem oder mehreren Mikroprozessoren laufen), als Firmware oder als praktisch beliebige Kombination davon implementiert werden können, beschränkt auf einen patentfähigen Gegenstand gemäß 35 U.S.C. 101, und dass das Entwerfen der Schaltung und/oder das Schreiben des Codes für die Software (z. B. ein Computerprogramm auf hoher Ebene, das als Hardwarespezifikation dient) und/oder Firmware in Hinblick auf diese Offenbarung gut im Rahmen der Fähigkeiten des Fachmanns liegen würde. Zusätzlich versteht der Fachmann, dass die Mechanismen des hierin beschriebenen Gegenstands in der Lage sind, als ein Programmprodukt in einer Vielfalt von Formen verteilt zu werden, und dass eine veranschaulichende Ausführungsform des hierin beschriebenen Gegenstands unabhängig von dem besonderen Typ von signaltragendem Medium gilt, das verwendet wird, um die Verteilung tatsächlich auszuführen. Beispiele eines signaltragenden Mediums schließen ein, aber sind nicht beschränkt auf das Folgende: einen beschreibbaren Medientyp, wie eine Diskette, ein Festplattenlaufwerk, eine Compact Disk (CD), eine Digital Video Disk (DVD), ein digitales Band, einen Computerspeicher usw.; und ein Übertragungsmedium, wie ein digitales und/oder ein analoges Kommunikationsmedium (z. B. ein Glasfaserkabel, ein Wellenleiter, eine drahtgebundene Kommunikationsverbindung, eine drahtlose Kommunikationsverbindung (z. B. Sender, Empfänger, Übertragungslogik, Empfangslogik usw.) usw.).
In Bezug auf die beiliegenden Ansprüche wird der Fachmann erkennen, dass hierin angegebene Vorgänge im Allgemeinen in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden können. Obwohl verschiedene Betriebsabläufe in einer oder mehreren Sequenzen veranschaulicht werden, können die verschiedenen Vorgänge auch in einer anderen als der veranschaulichten Reihenfolge oder gleichzeitig durchgeführt werden. Beispiele für solche alternativen Ordnungen können überlappende, verschachtelte, unterbrochene, umgeordnete, inkrementelle, vorbereitende, ergänzende, gleichzeitige, umgekehrte oder andere abweichende Ordnungen einschließen, es sei denn, der Kontext gibt etwas anderes vor. Außerdem dienen Begriffe wie „in Reaktion auf“, „in Bezug auf“ oder andere vergangenheitsbezogene Adjektive im Allgemeinen nicht dazu, solche Varianten auszuschließen, es sei denn, der Kontext gibt etwas anderes vor.
Obwohl der offenbarte Gegenstand in Bezug auf veranschaulichende Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich für den Fachmann, dass verschiedene Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang des beanspruchten Gegenstands, wie er in den Ansprüchen dargelegt ist, abzuweichen.
Es versteht sich, dass die vorstehend dargelegte detaillierte Beschreibung lediglich veranschaulichender Art ist und Variationen, die nicht vom Kern und/oder Geist des beanspruchten Gegenstands abweichen, innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche liegen. Solche Variationen sind nicht als Abweichung vom Geist und Schutzumfang des beanspruchten Gegenstands anzusehen.

Claims

System, umfassend: eine Ladeeingangskopplung, die mit einer elektrischen Energiequelle koppelbar ist; eine Ladeausgangskopplung; eine Batteriesystemkopplung, die mit einem wiederaufladbaren Batteriesystem koppelbar ist; und eine elektrische Schaltvorrichtung, die elektrisch mit der Ladeeingangskopplung, der Ladeausgangskopplung und der Batteriesystemkopplung koppelbar und dafür konfiguriert ist, selektiv in einem Betriebsmodus zu arbeiten, der mindestens einen von einem ersten Modus und einem zweiten Modus einschließt, wobei: im ersten Modus die elektrische Schaltvorrichtung die elektrische Energie an die Batteriesystemkopplung leitet und im zweiten Modus die elektrische Schaltvorrichtung die elektrische Energie an die Ladeausgangskopplung leitet.
System nach Anspruch 1, wobei die elektrische Schaltvorrichtung dafür konfiguriert ist, ein erstes Energiebedarfssignal zu erkennen, das auf eine Anfrage nach Energie vom wiederaufladbaren Batteriesystem an der Batteriesystemkopplung hinweist, sowie ein zweites Energiebedarfssignal, das auf eine Anfrage nach Energie von einer externen Vorrichtung an der Ladeausgangskopplung hinweist.
System nach Anspruch 2, wobei die elektrische Schaltvorrichtung dafür konfiguriert ist, als Reaktion auf das Erkennen des ersten Energiebedarfssignals im ersten Modus zu arbeiten und als Reaktion auf das Erkennen des zweiten Energiebedarfssignals im zweiten Modus zu arbeiten.
System nach Anspruch 3, wobei als Reaktion auf das Erkennen sowohl des ersten Energiebedarfssignals als auch des zweiten Energiebedarfssignals die elektrische Schaltvorrichtung dafür konfiguriert ist, den Betriebsmodus in einer Reihenfolge zu wählen, die aus einer ersten Reihenfolge und einer zweiten Reihenfolge ausgewählt ist, wobei: die elektrische Schaltvorrichtung in der ersten Reihenfolge erst im ersten Modus und dann im zweiten Modus arbeitet; und die elektrische Schaltvorrichtung in der zweiten Reihenfolge erst im zweiten Modus und dann im ersten Modus arbeitet.
System nach Anspruch 1, wobei das wiederaufladbare Batteriesystem ein Fahrzeugbatteriesystem eines ersten Fahrzeugs einschließt und die Ladeausgangskopplung dafür konfiguriert ist, mit einem zweiten Fahrzeug gekoppelt zu werden.
System nach Anspruch 5, wobei die Ladeeingangskopplung dafür konfiguriert ist, die elektrische Energie von einem Fahrzeugladesystem zu erhalten, das dafür konfiguriert ist, jeweils ein einzelnes Fahrzeugbatteriesystem zu laden.
System nach Anspruch 2, wobei: als Reaktion auf das Erkennen des ersten Energiebedarfssignals die elektrische Schaltvorrichtung dafür konfiguriert ist, das erste Energiebedarfssignal von der Batteriesystemkopplung an die Ladeeingangskopplung zu übermitteln; und als Reaktion auf das Erkennen des zweiten Energiebedarfssignals die elektrische Schaltvorrichtung dafür konfiguriert ist, das zweite Energiebedarfssignal von der Ladeausgangskopplung an die Ladeeingangskopplung zu übermitteln.
System nach Anspruch 1, wobei die Ladeeingangskopplung und Ladeausgangskopplung jeweils eine kombinierte Ladesystemkopplung (CCS-Kopplung) einschließen.
Fahrzeug, umfassend: eine Fahrzeugkarosserie; ein Antriebssystem; ein wiederaufladbares Batteriesystem; eine Ladeeingangskopplung, die zum Erhalten elektrischer Energie konfiguriert ist; eine Ladeausgangskopplung; eine Batteriesystemkopplung, die mit dem wiederaufladbaren Batteriesystem koppelbar ist; und eine elektrische Schaltvorrichtung, die elektrisch mit der Ladeeingangskopplung, der Ladeausgangskopplung und der Batteriesystemkopplung koppelbar und dafür konfiguriert ist, selektiv in einem Betriebsmodus zu arbeiten, der mindestens einen von einem ersten Modus und einem zweiten Modus einschließt, wobei: im ersten Modus die elektrische Schaltvorrichtung die elektrische Energie an die Batteriesystemkopplung leitet und im zweiten Modus die elektrische Schaltvorrichtung die elektrische Energie an die Ladeausgangskopplung leitet.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die elektrische Schaltvorrichtung dafür konfiguriert ist, ein erstes Energiebedarfssignal zu erkennen, das auf eine Anfrage nach Energie vom wiederaufladbaren Batteriesystem an der Batteriesystemkopplung hinweist, sowie ein zweites Energiebedarfssignal, das auf eine Anfrage nach Energie von einer externen Vorrichtung an der Ladeausgangskopplung hinweist.
Fahrzeug nach Anspruch 10, wobei die elektrische Schaltvorrichtung dafür konfiguriert ist, als Reaktion auf das Erkennen des ersten Energiebedarfssignals im ersten Modus zu arbeiten und als Reaktion auf das Erkennen des zweiten Energiebedarfssignals im zweiten Modus zu arbeiten.
Fahrzeug nach Anspruch 10, wobei als Reaktion auf das Erkennen sowohl des ersten Energiebedarfssignals als auch des zweiten Energiebedarfssignals die elektrische Schaltvorrichtung dafür konfiguriert ist, den Betriebsmodus in einer Reihenfolge zu wählen, die aus einer ersten Reihenfolge und einer zweiten Reihenfolge ausgewählt ist, wobei: die elektrische Schaltvorrichtung in der ersten Reihenfolge erst im ersten Modus und dann im zweiten Modus arbeitet; und die elektrische Schaltvorrichtung in der zweiten Reihenfolge erst im zweiten Modus und dann im ersten Modus arbeitet.
Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei die Ladeeingangskopplung dafür konfiguriert ist, die elektrische Energie von einem Fahrzeugladesystem zu erhalten, das dafür konfiguriert ist, jeweils ein einzelnes Fahrzeugbatteriesystem zu laden.
Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei die Ladeeingangskopplung und Ladeausgangskopplung jeweils eine kombinierte Ladesystemkopplung (CCS-Kopplung) einschließen.
Verfahren, umfassend: Bereitstellen einer Ladeeingangskopplung, die zum Erhalten elektrische Energie konfiguriert ist; Bereitstellen einer Ladeausgangskopplung, die zum Bereitstellen der elektrischen Energie für eine externe Vorrichtung konfiguriert ist; Bereitstellen einer Batteriesystemkopplung, die mit einem wiederaufladbaren Batteriesystem koppelbar ist; und schaltbares Koppeln der Ladeeingangskopplung mit der Batteriesystemkopplung und der Ladeausgangskopplung, um selektiv in einem ersten Modus und einem zweiten Modus zu arbeiten, wobei: im ersten Modus die elektrische Energie zur Batteriesystemkopplung geleitet wird und im zweiten Modus die elektrische Energie zur Ladeausgangskopplung geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend Erkennen eines ersten Energiebedarfssignals, das auf eine Anfrage nach Energie vom wiederaufladbaren Batteriesystem an der Batteriesystemkopplung hinweist, sowie eines zweiten Energiebedarfssignals, das auf eine Anfrage nach Energie von einer externen Vorrichtung an der Ladeausgangskopplung hinweist.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend Betrieb im ersten Modus als Reaktion auf das Erkennen des ersten Energiebedarfssignals und Betrieb im zweiten Modus als Reaktion auf das Erkennen des zweiten Energiebedarfssignals.
Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend bei Erkennen sowohl des ersten Energiebedarfssignals als auch des zweiten Energiebedarfssignals Wählen des Betriebsmodus in einer Reihenfolge, die aus einer ersten Reihenfolge und einer zweiten Reihenfolge ausgewählt ist, wobei: in der ersten Reihenfolge erst im ersten Modus und dann den zweiten Modus gearbeitet wird; und in der zweiten Reihenfolge erst im zweiten Modus und dann im ersten Modus gearbeitet wird.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend selektives Leiten der elektrischen Energie von einer einzelnen elektrischem Energiequelle zur Batteriesystemkopplung und zur Ladeausgangskopplung.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend: bei Erkennen des ersten Energiebedarfssignals, Übermitteln des ersten Energiebedarfssignals von der Batteriesystemkopplung zur Ladeeingabekopplung; und bei Erkennen des zweiten Energiebedarfssignals, Übermitteln des zweiten Energiebedarfssignals von der Ladeausgangskopplung zur Ladeeingangskopplung.