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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungsversorgungsvorrichtung.
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Hintergrundtechnik
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Die Patentliteratur 1 offenbart eine Konfiguration eines Fahrzeugs, das eine erste Batterieeinheit, eine Heizung, welche die erste Batterieeinheit heizt, und eine zweite Batterieeinheit, die Leistung zum Betreiben der Heizung erzeugt, umfasst. Gemäß einer derartigen Konfiguration kann die erste Batterieeinheit auch in einer Niedertemperaturumgebung durch die Heizung geheizt werden, so dass die Ausgangsleistung der ersten Batterieeinheit einen Bezugswert erfüllt. Als ein Ergebnis kann die erste Batterie geeignet Leistung, die zum Starten einer Brennkraftmaschine erforderlich ist, an eine Startvorrichtung zuführen und eine zu dieser Zeit auf die erste Batterieeinheit angewendete Überlast kann unterdrückt werden.
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Referenzliste
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Patentliteratur
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PTL1:
Japanisches Patent Nr. 6483924 -
Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Wie vorstehend beschrieben, offenbart die Patentliteratur 1, dass die erste Batterieeinheit von der Heizung geheizt wird, wenn die erste Batterieeinheit eine niedrige Temperatur hat. Da es jedoch denkbar ist, dass die zweite Batterieeinheit, die Leistung zum Antreiben der Heizung erzeugt, ebenfalls eine niedrige Temperatur hat, besteht Spielraum für Verbesserungen im Hinblick auf die Steuerung zur Zeit des Antriebs der Heizung.
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Die konkretisierende Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Heizung anzutreiben, ohne eine Überlast auf eine Batterie anzuwenden.
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Lösung des Problems
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Leistungsversorgungsvorrichtung, und die Leistungsversorgungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: eine Batterieeinheit; eine Heizung, die konfiguriert ist, um auf der Basis von Leistung der Batterieeinheit Wärme zu erzeugen; und eine Antriebseinheit, die konfiguriert ist, um die Heizung mit einer Antriebskraft gemäß einer Temperatur der Batterieeinheit anzutreiben.
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Vorteilhafte Ergebnisse der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Heizung angetrieben werden, ohne eine Überlast auf eine Batterieeinheit anzuwenden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Perspektivansicht, die eine Konfiguration einer Arbeitsmaschine gemäß einer Ausführungsform darstellt.
- 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der Arbeitsmaschine darstellt.
- 3 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Steuereinheit darstellt.
- 4 ist eine Perspektivansicht, die ein Beispiel für eine Struktur einer Batterieeinheit darstellt.
- 5 ist eine Perspektivansicht, die ein Beispiel für eine Struktur einer Batteriezelle und einer Heizung darstellt.
- 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Schaltungskonfiguration der Batterieeinheit darstellt.
- 7 ist ein Zeitdiagramm, das eine Antriebsbetriebsart der Heizung darstellt.
- 8 ist ein Diagramm, das ein anderes Beispiel für die Schaltungskonfiguration der Batterieeinheit darstellt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Hier nachstehend werden Ausführungsformen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Beachten Sie, dass die folgenden Ausführungsformen nicht dazu gedacht sind, den Schutzbereich der beanspruchten Erfindung zu beschränken, und keine Beschränkung auf eine Erfindung, die eine Kombination aller in den Ausführungsformen beschriebenen Merkmale erfordert, vorgenommen wird. Zwei oder mehr der in den Ausführungsformen beschriebenen mehreren Merkmale können soweit angemessen kombiniert werden. Außerdem werden den gleichen oder ähnlichen Konfigurationen die gleichen Bezugszahlen gegeben und ihre redundante Beschreibung wird weggelassen.
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1 stellt eine Perspektivansicht einer Arbeitsmaschine 1 gemäß einer Ausführungsform dar. 2 stellt ein Konfigurationsbeispiel der Arbeitsmaschine 1 dar. Die Arbeitsmaschine 1 umfasst eine Leistungsversorgungsvorrichtung 11, eine Bedienvorrichtung 12, eine Anzeigevorrichtung 13, eine Brennkraftmaschine 14, eine Startvorrichtung 15 und einen Arbeitsmechanismus 16.
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Die Leistungsversorgungsvorrichtung 11 umfasst eine Batterieeinheit 111, eine Heizung 112, einen Temperatursensor 113, eine Schalteinheit 114 und eine Steuereinheit 115. Die Batterieeinheit 111 erzeugt Leistung. Die Heizung 112 erzeugt auf der Basis der Leistung der Batterieeinheit 111 Wärme. Die Heizung 112 ist in der Batterieeinheit 111 bereitgestellt und kann die Batterieeinheit 111 durch die erzeugte Wärme heizen. Der Temperatursensor 113 ist auf der Batterieeinheit 111 bereitgestellt und kann die Temperatur der Batterieeinheit 111 erfassen. Die Schalteinheit 114 legt fest, ob es möglich ist, die Leistung der Batterieeinheit 111 auszugeben oder nicht. Die Steuereinheit 115 arbeitet als eine Systemsteuerung zum Steuern eines gesamten Abschnitts im Inneren der Leistungsversorgungsvorrichtung 11. Andere Details werden später beschrieben.
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Die Bedienvorrichtung 12 umfasst ein Bedienelement 121 und ein Bedienelement 122 und gibt in einem Fall, in dem es eine Bedieneingabe in sie von einem Benutzer gibt, ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 115 aus. Wenngleich Details später beschrieben werden, kann der Benutzer in der vorliegenden Ausführungsform bewirken, dass der Arbeitsmechanismus 16 in einen Arbeitszustand eintritt, indem er das Bedienelement 122 bedient, während er das Bedienelement 121 bedient. Jedes bekannte Verfahren, wie etwa ein Hebel oder Knopf, können in den Bedienelementen 121 und 122 verwendet werden.
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Die Anzeigevorrichtung 13 zeigt den Inhalt basierend auf einem Signal von der Steuereinheit 115 an. Als die Anzeigevorrichtung 13 kann zum Beispiel eine Anzeige, die eine LED oder Ähnliches umfasst, verwendet werden, aber alternativ/im Übrigen kann eine Flüssigkristallanzeige verwendet werden oder eine Berührungsfeldanzeige, die auch als ein Teil/aller der Funktionen der Bedienvorrichtung 12 dient, kann verwendet werden.
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Die Brennkraftmaschine 14 erzeugt eine vorgegebene Bewegungsleistung (Drehung). Wenngleich Details später beschrieben werden, ist die Brennkraftmaschine 14 im Übrigen mit einem Temperatursensor 141 versehen. Die Startvorrichtung 15 ist ein Elektromotor, auf den auch als ein Startmotor oder Ähnliches Bezug genommen wird, und startet die Brennkraftmaschine 14 auf der Basis von Leistung von der Leistungsversorgungsvorrichtung 11 und bewirkt, dass die Brennkraftmaschine 14 in einen Betriebszustand eintritt. Der Arbeitsmechanismus 16 führt eine vorgegebene Arbeit auf der Basis der Bewegungsleistung von der Brennkraftmaschine 14 im Betriebszustand durch. In der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass der Arbeitsmechanismus 16 ein Scheibenmesser ist, das an der Unterseite eines Hauptkörpers der Arbeitsmaschine 1 bereitgestellt ist, und Mähen als den Arbeitsinhalt durchführt. Bekannte Elemente können als diese Elemente 14 bis 16 verwendet werden.
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3 stellt ein Konfigurationsbeispiel für die Steuereinheit 115 dar. Die Steuereinheit 115 umfasst eine Antriebseinheit 1151, eine Erlangungseinheit 1152, eine Schnittstelleneinheit 1153, eine Schaltsteuereinheit 1154, eine Hauptsteuerung 1155 und eine Speichereinheit 1156. Die Antriebseinheit 1151 ist ein Heizungstreiber, der die Heizung 112 antreibt, und kann die Antriebskraft der Heizung derart festlegen (einstellen), dass sie änderbar ist. Die Erlangungseinheit 1152 erlangt Erfassungsergebnisse der Temperatursensoren 113 und 141 und erlangt ferner ein Erfassungsergebnis eines Spannungssensors 119 (siehe 4 und 6), der später beschrieben werden soll.
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Die Schnittstelleneinheit 1153 umfasst Eingabeeinheiten i1, i2 und i3 und Ausgabeeinheiten o1 und o2 (siehe 2). Zum Beispiel werden Bedieneingaben in die Bedienelemente 121 und 122 durch den Benutzer jeweils über die Eingabeeinheiten i1 und i2 in die Steuereinheit 115 eingegeben. Das Erfassungsergebnis des Temperatursensors 141 wird über die Eingabeeinheit i3 in die Steuereinheit 115 eingegeben. Ein Signal, um eine vorgegebene Benachrichtigung an den Benutzer zu geben, wird über die Ausgabeeinheit o1 an die Anzeigevorrichtung 13 ausgegeben. Außerdem wird die Leistung der Batterieeinheit 111 über die Ausgabeeinheit o2 an die Startvorrichtung 15 ausgegeben.
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Die Schalteinheit 114 legt fest, ob es möglich ist, die Leistung von der Ausgabeeinheit o2 auszugeben oder nicht. Zum Beispiel realisiert die Schalteinheit 114 die Ausgabe von Leistung durch Eintreten in einen leitfähigen Zustand und unterdrückt die Ausgabe der Leistung durch Eintreten in einen nicht leitfähigen Zustand. Wenngleich Details später beschrieben werden, steuert die Schaltsteuereinheit 1154 die Schalteinheit 114 auf der Basis der Herstellung einer vorgegebenen Bedingung.
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Die Hauptsteuerung 1155 führt die Rechenverarbeitung zum Ausführen des Hauptsteuerinhalts der Steuereinheit 115, zum Beispiel die Rechenverarbeitung basierend auf einem Erfassungsergebnis des Temperatursensors 113 oder Ähnlichen, das von der Erlangungseinheit 1152 erlangt wird, durch. Zum Beispiel treibt die Hauptsteuerung 1155 die Heizung 112 durch die Antriebseinheit 1151 an und steuert die Schalteinheit 114 durch die Schaltsteuereinheit 1154 auf der Basis eines Ergebnisses der Berechnung. Die Speichereinheit 1156 speichert Informationen, die für die Rechenverarbeitung der Hauptsteuerung 1155 notwendig sind.
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4 stellt ein Beispiel für eine Struktur der Batterieeinheit 111 dar. Die Batterieeinheit 111 umfasst mehrere (in der vorliegenden Ausführungsform drei) Batteriezellen 111a, 111b und 111c und eine Batteriehalterung 1110, die sie hält. Für die Batteriezellen 111a, 111b und 111c wird eine wiederaufladbare Sekundärbatterie, wie etwa eine Lithiumionenbatterie, verwendet.
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Die Batteriehalterung 1110 hält die Batteriezellen 111a, 111b und 11 1c, so dass sie in Reihe geschaltet sind. In der Batteriehalterung 1110 ist eine aus Nickel oder Ähnlichem hergestellte Elektrode bereitgestellt, und ein Spannungssensor 119, der fähig ist, einzelne Ausgangsspannungen der Batteriezellen 111a, 111b und 111c zu erfassen, ist bereitgestellt.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist neben dem Spannungssensor 119 auch der vorstehend beschriebene Temperatursensor 113 in der Batteriehalterung 1110 bereitgestellt. Der Temperatursensor 113 kann an einer zu der Heizung 112 verschiedenen Position bereitgestellt sein und kann zum Beispiel auf der Elektrode bereitgestellt sein. Als ein Ergebnis kann der Temperatursensor 113 die Temperatur der Batterieeinheit 111 geeignet erfassen, ohne von der Heizung 112 beeinflusst zu werden.
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5 stellt ein Beispiel für eine Struktur jeder der Batteriezellen 111a, 111b und 111c und der Heizung 112 dar (die Batteriehalterung 1110 in 4 wird nicht dargestellt). Wie in 5 dargestellt, ist die Heizung 112 in einer Schichtform durch mehrere (in der vorliegenden Ausführungsform drei) Heizungsdrähte, welche durch Speisen mit Energie Wärme erzeugen, und ein Schichtelement, das die mehreren Heizdrähte umschließt, ausgebildet und derart angeordnet, dass sie die Batteriezellen 111a, 111b und 111c quer über diese bedeckt. Die Antriebseinheit 1151 kann eine Antriebskraft der Heizung 112, das heißt, einen Heizpegel der Heizung 112, ändern, indem einer oder mehrere der mehreren Heizdrähte selektiv angetrieben werden.
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Hier wird angenommen, dass in der Heizung 112 ein Abschnitt, der die einzelnen Batteriezellen 111a, 111b und 111c bedeckt, als ein Abdeckabschnitt 1121 definiert ist, und ein Abschnitt, der sich zwischen benachbarten der mehreren Batteriezellen 111a, 111b und 111c erstreckt, als ein Überbrückungsabschnitt 1122 definiert ist. In diesen Abschnitten 1121 und 1122 kann eine Schutzeinheit 19 zum Schützen der Heizung 112 in dem Überbrückungsabschnitt 1122 angeordnet sein. Als ein Ergebnis kann die Schutzeinheit 19 die Heizung 112 geeignet schützen, ohne durch die Temperatur der einzelnen Batteriezelle 111a und Ähnliches beeinflusst zu werden. In der Schutzeinheit 19 können ein Element, welches das Anlegen eines Überstroms an die Heizung 112 verhindert, zum Beispiel ein Sicherungselement, wie etwa eine Stromsicherung oder eine Temperatursicherung, eine Schaltung, die ein Sicherungselement umfasst, eine Baugruppe oder eine elektronische Komponente, verwendet werden. Unter diesem Gesichtspunkt kann die Schutzeinheit 19 in dem Überbrückungsabschnitt 1122, der nicht leicht durch die Temperatur der einzelnen Batteriezelle 111a oder von Ähnlichem beeinflusst wird, angeordnet werden, so dass die geeignete Steuerung der Heizung 112 ermöglicht wird.
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6 stellt ein Beispiel für eine Schaltungskonfiguration der Batteriezellen 111a, 111b und 111c und der Heizung 112 dar. Beachten Sie, dass die Schutzeinheit 19 der Einfachheit der Beschreibung halber nicht darstellt ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Heizung 112 drei Heizdrähte (für die Unterscheidung werden die Heizdrähte jeweils als Heizdrähte HTx, HTy und HTz definiert). Die elektrischen Widerstandswert der Heizdrähte HTx, HTy und HTz sind zum Beispiel jeweils 2,0 [,Ω,(Ohm)], 1,6 [,Ω,(Ohm)] und 1,2 [,Ω,(Ohm)]. Die Schaltelemente SWx, SWy und SWz sind jeweils in Reihe mit den Heizdrähten HTx, HTy und HTz geschaltet. Typischerweise kann ein Metalloxidhalbleiter- (MOS-) Transistor, ein Bipolartransistor oder Ähnliches für jedes der Schaltelemente SWx, SWy und SWz verwendet werden. Ein elektrischer Pfad, der durch den Heizdraht HTx und das Schaltelement SWx ausgebildet wird, ein elektrischer Pfad, der durch den Heizdraht HTy und das Schaltelement SWy ausgebildet wird, und ein elektrischer Pfad, der durch den Heizdraht HTz und das Schaltelement SWz ausgebildet wird, sind parallel zueinander eingerichtet.
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Die Antriebseinheit 1151 kann die Heizdrähte HTx, HTy und/oder HTz selektiv antreiben, indem sie die Schaltelemente SWx, SWy und SWz einzeln steuert, wodurch ein Heizpegel der Batterieeinheit 111 durch die Heizung 112 geändert wird. Zum Beispiel maximiert die Antriebseinheit 1151 den Heizpegel durch Antreiben aller Heizdrähte HTx, HTy und HTz und verringert den Heizpegel durch Antreiben eines Teils der Heizdrähte.
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Wie vorstehend beschrieben, kann der Benutzer bewirken, dass der Arbeitsmechanismus 16 in einen Arbeitszustand eintritt, indem er das Bedienelement 122 bedient, während das Bedienelement 121 bedient wird. In der vorliegenden Ausführungsform tritt die Steuereinheit 11 durch eine Bedieneingabe in das Bedienelement 121 in einen Startzustand ein und die Brennkraftmaschine 14 wird durch eine Bedieneingabe in das Bedienelement 122 gestartet. Das Heizen der Batterieeinheit 111 durch die Heizung 112 kann ansprechend auf eine Bedieneingabe in das Bedienelement 121 gestartet werden, wobei die Steuereinheit 115 in einen Startzustand eintritt, und wenn das Heizen abgeschlossen ist, kann die Tatsache auf der Anzeigevorrichtung 13 angezeigt werden. Der Benutzer kann bewirken, dass der Arbeitsmechanismus 16 in einen Arbeitszustand eintritt, indem er gemäß der Anzeige eine Bedieneingabe an dem Bedienelement 122 durchführt.
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Wie vorstehend beschrieben, wird die Sekundärbatterie für die einzelne Batteriezelle 111a oder Ähnliches verwendet. Wenn die Temperatur der Batterieeinheit 111 niedrig wird, wird die Viskosität einer elektrolytischen Lösung oder von Ähnlichem, die/das in die einzelne Batteriezelle 111a eingebaut ist, hoch und dies kann einen elektrischen Einfluss auf die einzelne Batteriezelle 111a oder Ähnliches, wie etwa eine Abnahme der Ausgangsspannung aufgrund einer Zunahme des Innenwiderstands, haben. Wenn andererseits die Antriebskraft der Heizung 112 zunimmt (wenn der Heizpegel steigt), nimmt eine Strommenge, die an die Heizung 112 zugeführt werden soll, zu, so dass die Last der Batterieeinheit 111 zunimmt. Daher ist es im Allgemeinen schwierig, gleichzeitig den Antrieb der Heizung 112 unter Verwendung der Batterieeinheit 111 bei einer niedrigen Temperatur und das Erhöhen der Antriebskraft zu realisieren, und es wird eine Menge an Strom oder Leistung, die an die Batterieeinheit 111 ausgegeben werden soll, gemäß der Temperatur festgelegt.
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7 ist ein Zeitdiagramm, das eine Antriebsbetriebsart der Heizung 112 darstellt. Eine Horizontalachse stellt eine Zeitachse dar und eine Vertikalachse stellt jeweilige Werte einer Erfassungstemperatur T, eines Innenwiderstandswert R, einer zulässigen Strommenge I und eines Ausgangsspannungswerts V dar.
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Die Erfassungstemperatur T zeigt eine Temperatur an, die von dem Temperatursensor 113 erfasst wird. Der Innenwiderstandswert R zeigt einen Wert des Innenwiderstands der Batteriezelle 11 1a an, welcher der Erfassungstemperatur T entspricht. Die zulässige Strommenge I zeigt eine Strommenge an, die durch die Batteriezelle 111a ausgegeben werden kann, die der Erfassungstemperatur T entspricht. Die Erfassungstemperatur T, der Innenwiderstandswert R und die zulässige Strommenge I haben eine Beziehung, die einander entspricht, und die anderen beiden können auf der Basis der Erfassungstemperatur T oder des Innenwiderstandswert R oder der zulässigen Strommenge I spezifiziert oder berechnet werden. Zum Beispiel können der Innenwiderstandswert R und die zulässige Strommenge I auf der Basis der Erfassungstemperatur T spezifiziert oder berechnet werden, indem auf eine vorgegebene Bezugstabelle Bezug genommen wird. Die Bezugstabelle kann im Voraus vorbereitet werden und kann durch eine tatsächliche Messung, Simulationsanalyse oder Ähnliches erlangt werden. Die Ausgangsspannung V zeigt einen Wert der Ausgangsspannung der Batteriezelle 111a an, der von dem Spannungssensor 119 erfasst wird.
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Hier sind der Innenwiderstandswert R, die zulässige Strommenge I und der Ausgangsspannungswert V der Batteriezelle 111a dargestellt, aber das gleiche gilt für die Batteriezellen 111b und 111c.
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In der Zeichnung wird auch eine Gesamtstrommenge (Gesamtmenge an Strom, die an die Heizdrähte HTx, HTy und HTz zugeführt werden soll) J, die an die Heizung 112 zugeführt werden soll, dargestellt. Zur Zeit t0, wenn der Antrieb der Heizung 112 gestartet wird, hält die Antriebseinheit 1151 den Heizpegel der Heizung 112 klein, zum Beispiel so, dass die Gesamtstrommenge J kleiner oder gleich der zulässigen Strommenge I wird. Danach erhöht die Antriebseinheit 1151 den Heizpegel durch die Heizung 112, wenn die Erfassungstemperatur T zunimmt (das heißt, die zulässige Strommenge I nimmt zu). Zum Beispiel kann der Heizpegel zur Zeit t0 minimiert werden und der Heizpegel kann zu nachfolgenden Zeiten t1, t2, ... und t4 nacheinander erhöht werden. Hier wird angenommen, dass das Heizen durch die Heizung 112 bis zur Zeit t5 durchgeführt wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform wurde der Aspekt, nach dem der Heizpegel schrittweise erhöht wird, beispielhaft gezeigt, aber als ein anderes Beispiel kann der Heizpegel linear erhöht werden. Die kann durch eine sogenannte Impulsbreitenmodulations- (PWM-) Steuerung realisiert werden und der Heizpegel kann beliebig festgelegt werden, indem eine relative Einschaltdauer eines Antriebssignals der Heizung 112 (ein Verhältnis einer Hochpegelzeitspanne zu einem vorgegebenen Zyklus) geändert wird.
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Beachten Sie, dass eine Zeitspanne von der Zeit t0 bis zu der Zeit t5 (alternativ eine Zeitspanne bis der Heizpegel maximiert wird und die Erfassungstemperatur T in einen stationären Zustand eintritt) abhängig von einer Größe der Batterieeinheit 111 oder Ähnlichem variieren kann, aber zum Beispiel kleiner als 1 [Minute] oder etwa 1 bis 4 [Minuten] ist.
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Gemäß einer derartigen Konfiguration kann die Batterieeinheit 111 gemäß ihrer Temperatur mit Leistung verwendet werden und die Heizung 112 kann angetrieben werden, ohne eine Überlast auf die Batterieeinheit 111 anzuwenden.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Heizung 112 in der Batterieeinheit 111 bereitgestellt und die Batterieeinheit 111 wird durch das Antreiben der Heizung 112 geheizt. Als ein Ergebnis erhöht die Leistungsversorgungsvorrichtung 11 in einer Niedertemperaturumgebung (zum Beispiel -40 Grad, -25 Grad oder Ähnliche), wie etwa einer kalten Gegend, die Batterieeinheit 111 auf eine gewünschte Temperatur und liefert dann die zum Starten der Brennkraftmaschine 14 erforderliche Leitung an die Startvorrichtung 15.
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Nachdem die Brennkraftmaschine 14 gestartet wurde und in einen Betriebszustand eintritt, kann die Batterieeinheit 111 auf der Basis der Bewegungsleistung der Brennkraftmaschine 14 in dem Betriebszustand aufgeladen werden. Selbst nachdem die Brennkraftmaschine 14 in den Betriebszustand eintritt, kann daher der Antrieb der Heizung 112 fortgesetzt werden, so dass das Laden nicht in einer Niedertemperaturumgebung durchgeführt wird/das Laden bei einer Temperatur innerhalb eines gewünschten Bereichs durchgeführt wird. Wenn die Brennkraftmaschine 14 und die Batterieeinheit 111 als eine andere Ausführungsform nahe aneinander installiert sind und die Batterieeinheit 111 Wärme von der Brennkraftmaschine 14 in dem Betriebszustand empfangen kann, kann der Antrieb der Heizung 112 vor der Lieferung von Leistung an die Startvorrichtung 15 (vor dem Starten der Brennkraftmaschine 14) unterdrückt werden.
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Hier variiert die Leistung, die zum Starten der Brennkraftmaschine 14 an die Startvorrichtung 15 zugeführt werden soll, abhängig von der Temperatur der Brennkraftmaschine 14. Zum Beispiel ist die Leistung, die an die Startvorrichtung 15 zugeführt werden soll, umso größer je niedriger die Temperatur der Brennkraftmaschine 14 ist. Daher muss die Batterieeinheit 111 von der Heizung 112 auf eine Temperatur geheizt werden, bei der ausreichend Leistung an die Startvorrichtung 15 zugeführt werden kann (bis die zulässige Strommenge I ausreichend groß wird). Um dies zu realisieren, wird in der vorliegenden Ausführungsform der Temperatursensor 141 in der Brennkraftmaschine 14 bereitgestellt. Die Steuereinheit 115 kann die Heizung 112 basierend auf dem Erfassungsergebnis des Temperatursensors 141 durch die Antriebseinheit 151 antreiben und die Schalteinheit 114 durch die Schaltsteuereinheit 1154 steuern.
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Wenn die Brennkraftmaschine 14 zum Beispiel eine relativ niedrige Temperatur hat, heizt die Steuereinheit 115 die Batterieeinheit 111 durch Antreiben der Heizung 112 durch die Antriebseinheit 1151 bis zu der Zeit t5 und bewirkt dann durch die Schaltsteuereinheit 1154, dass die Schalteinheit 114 in einen leitfähigen Zustand eintritt.
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Wenn die Brennkraftmaschine 14 andererseits eine relativ hohe Temperatur hat, heizt die Steuereinheit 115 die Batterieeinheit 111 durch Antreiben der Heizung 112 durch die Antriebseinheit 1151, zum Beispiel bis zu einer der Zeiten t1 bis t4, und bewirkt dann durch die Schaltsteuereinheit 1154 dass die Schalteinheit 114 in einen leitfähigen Zustand eintritt. Ferner kann die Steuereinheit 115 in einem Fall, in dem die Brennkraftmaschine 14 eine ausreichend hohe Temperatur hat, durch die Schaltsteuereinheit 1154 zur Zeit t0 (ohne die Heizung 112 anzutreiben) bewirken, dass die Schalteinheit 114 in einen leitfähigen Zustand eintritt.
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Es wird bewirkt, dass die Schalteinheit 114 in einen leitfähigen Zustand eintritt, nachdem die Batterieeinheit 111 auf die Temperatur geheizt wurde (alternativ wird bewirkt, dass die Schalteinheit 114 zu einer Zeit nach der Zeit t0 in einen leitfähigen Zustand eintritt), die in der Speichereinheit 1156 als eine Datenbank gespeichert werden kann. Zum Beispiel speichert die Speichereinheit 1156 Informationen, die eine Beziehung zwischen Leistung, die erforderlich ist, damit die Startvorrichtung 15 die Brennkraftmaschine 14 bei einer gewissen Temperatur startet, und einer Temperatur der Batterie 111, welche die Leistung ausgeben kann. Daher kann die Schaltsteuereinheit 1154 die Schalteinheit 114 auf der Basis der Informationen, die aus der Speichereinheit 1156 gelesen werden, und dem Erfassungsergebnis des Temperatursensors 141 steuern.
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Nachdem die Brennkraftmaschine 14 gestartet wurde und in einen Betriebszustand eintritt, tritt der Arbeitsmechanismus 16 basierend auf der Bewegungsleistung der Brennkraftmaschine 14 in dem Betriebszustand in einen Arbeitszustand ein. Als ein Ergebnis kann der Benutzer eine vorgegebene Arbeit unter Verwendung der Arbeitsmaschine 1 durchführen. Zu dieser Zeit kann die Batterieeinheit 111 auf der Basis der Bewegungsleistung der Brennkraftmaschine 14 in dem Betriebszustand aufgeladen werden.
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Nach der Arbeit kann der Benutzer die Bedienelemente 121 und/oder 122 bedienen, um die Brennkraftmaschine 14 zu stoppen. Nachdem die Brennkraftmaschine 14 gestoppt wurde, können die Temperaturen der Brennkraftmaschine 14 und der Batterieeinheit 111 mit dem Verlauf der Zeit wieder verringert werden. Typischerweise sind die Brennkraftmaschine 14 und die Batterieeinheit 111 in dem Hauptkörper der Arbeitsmaschine 1 entfernt voneinander installiert und in vielen Fällen kann die Temperatur der Batterieeinheit 111 schneller als die der Brennkraftmaschine 14 verringert werden. Da es andererseits denkbar ist, dass der Benutzer die Brennkraftmaschine 14 innerhalb einer relativ kurzen Zeit erneut startet, kann die Antriebseinheit 1151 den Antrieb der Heizung 112 über eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Stoppen der Brennkraftmaschine 14 fortsetzen. Wenn bewirkt wird, dass die Brennkraftmaschine 14 wieder in einen Betriebszustand eintritt, kann der Benutzer dies als ein Ergebnis schnell realisieren.
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Im Übrigen kann die Erlangungseinheit 1152 den Lastzustand der Batterieeinheit 111 erlangen und die Antriebseinheit 1151 kann die Antriebskraft der Heizung 112 auf der Basis des Lastzustands festlegen. Der Lastzustand kann durch Erfassen der Ausgangsspannungen der Batteriezellen 111a, 111b und 111c durch den Spannungssensor 119 ausgewertet werden. Selbst wenn die Batteriezellen 111a, 111b und 111c zum Beispiel die gleiche Temperatur haben, besteht die Möglichkeit, dass die Batteriezellen aufgrund eines Verschlechterungsgrads verschiedene Spannungen ausgeben. Daher kann der Lastzustand auf der Basis der minimalen der Ausgangsspannungen der Batteriezellen 111a, 111b und 111c ausgewertet werden. Gemäß einem derartigen Aspekt ist es möglich, geeignet zu verhindern, dass eine Überlast auf jede der Batteriezellen 11 1a, 111b und 111c angewendet wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird der Aspekt, nach dem die Arbeit durch Bedienen des Bedienelementes 122, während das Bedienelement 121 bedient wird (sogenannte Zweischritt-Bedienung), beispielhaft gezeigt, aber andere Bedienverfahren können verwendet werden. Als eine andere Ausführungsform kann eines der Bedienelemente 121 und 122 bereitgestellt werden und die Arbeit kann durch Bedienen desselben ausgeführt werden (sogenannte Einschritt-Bedienung).
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Zum Beispiel in einem Fall, in dem das Bedienelement 121 der Bedienelemente 121 und 122 bereitgestellt wird, wird in der Leistungsversorgungsvorrichtung 11 die Steuereinheit 115 gestartet und die Antriebseinheit 1151 treibt die Heizung 112 ansprechend auf eine Bedieneingabe in das Bedienelement 121 durch den Benutzer an. Danach kann dem Benutzer der Abschluss der Heizung der Batterieeinheit 111 durch die Anzeigeeinheit 13 zu einer Zeit mitgeteilt werden, wenn die Batterie 111 bereit ist, Leistung, die für die Startvorrichtung 15 erforderlich ist, um die Brennkraftmaschine 14 zu starten, auszugeben. Die Schaltsteuereinheit 1154 kann die Schalteinheit 114 basierend darauf, dass die Bedieneingabe in das Bedienelement 121 durch den Benutzer ansprechend auf die Benachrichtigung erneut durchgeführt wird, derart steuern, dass die Schalteinheit 114 in einen leitfähigen Zustand eintritt.
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8 stellt ein Beispiel für eine Schaltungskonfiguration dar, welche die Batterieeinheit 111 und die Heizung 112 als eine Modifikation ähnlich 6 enthält. In der vorliegenden Modifikation werden die Heizdrähte HTx, HTy und HTz der Einfachheit der Beschreibung halber als ein Heizdraht HT dargestellt und die Schaltelemente SWx, SWy und SWz werden als ein Schaltelement SW dargestellt. Hier ist der Heizdraht HT (Heizung 112) in Bezug auf das Schaltelement SW auf der Masseseite angeordnet, aber die Positionen des Heizdrahts HT und des Schaltelements SW können gegenseitig ausgetauscht werden.
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In der vorliegenden Modifikation werden ferner eine Leistungserzeugungseinheit 81 und ein Schaltelement 82 bereitgestellt. Die Leistungserzeugungseinheit 81 ist derart konfiguriert, dass sie fähig ist, auf der Basis der Bewegungsleistung der Brennkraftmaschine 14 in dem Betriebszustand Leistung zu erzeugen. Typischerweise wird in der Leistungserzeugungseinheit 81 eine bekannte Spuleneinheit, die eine Induktivität, einen Kondensator und Ähnliches umfasst, verwendet und die Leistungserzeugungseinheit 81 erzeugt auf der Basis der Drehung eines Schwungrads, das in der Brennkraftmaschine 14 bereitgestellt ist, Leistung.
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Das Schaltelement 82 ist derart angeordnet, dass es in einen elektrischen Pfad von den Batteriezellen 111a, 111b und 111c (Batterieeinheit 111) zu dem Heizdraht HT und dem Schaltelement SW eingesetzt werden soll. Die Antriebseinheit 1151 kann die Schaltelemente SW und 82 einzeln steuern.
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In einer derartigen Konfiguration kann der Heizdraht HT vor dem Starten der Brennkraftmaschine 14, indem bewirkt wird, dass beide Schaltelemente SW und 82 in einen leitfähigen Zustand eintreten, Leistung von den Batteriezellen 111a bis 111c empfangen. Andererseits kann der Heizdraht HT nach dem Starten der Brennkraftmaschine 14, indem bewirkt wird, dass das Schaltelement SW in einen leitfähigen Zustand einritt, und bewirkt wird, dass das Schaltelement 82 in einen nicht leitfähigen Zustand eintritt, Leistung von der Leistungserzeugungseinheit 81 empfangen.
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Außerdem kann die Antriebseinheit 1151, wenn die Batterieeinheit 111 eine gewünschte Temperatur erreicht, das Zuführungsziel der Leistung der Leistungserzeugungseinheit 81 durch Steuern der Schaltelemente SW und 82 von dem Heizdraht HT auf die Batteriezellen 11 1a, 111b und 111c umschalten. Gemäß einer derartigen Konfiguration können sowohl die Temperaturaufrechterhaltung der Batterieeinheit 111 als auch das Laden der Batterieeinheit 111 relativ einfach realisiert werden.
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Um in der vorstehenden Beschreibung das Verständnis zu erleichtern, wird jedes Element durch einen Namen angezeigt, der seinen funktionalen Aspekt betrifft, aber kein Element ist auf ein Element beschränkt, das den in der Ausführungsform beschriebenen Inhalt als eine Hauptfunktion hat, und kann ein Element sein, das den Inhalt als Ergänzung hat. Ferner werde in der vorstehenden Ausführungsform sowohl die Leistung zum Antreiben der Heizung 112 als auch die an die Startvorrichtung 15 zugeführte Leistung durch die gemeinsame Batterieeinheit 111 erzeugt, aber die Leistung kann einzeln (durch verschiedene Batterieeinheiten) erzeugt werden. Ferner wird die Leistungsversorgungsvorrichtung 11 in der vorstehenden Ausführungsform durch beispielhafte Darstellung der Arbeitsmaschine 1 beschrieben, aber der Arbeitsinhalt der Arbeitsmaschine 1 kann neben der Mäharbeit vielfältige Arbeiten, wie etwa Schneeräumarbeit und eine landwirtschaftliche Arbeit umfassen. Außerdem ist das Anwendungsziel der Leistungsversorgungsvorrichtung 11 nicht auf die Arbeitsmaschine 1 beschränkt und die Leistungsversorgungsvorrichtung 11 kann zum Beispiel auf vielfältige mechanische Vorrichtungen, die unter Verwendung der Bewegungsleistung der Brennkraftmaschine 14 arbeiten, angewendet werden.
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Die in der vorstehenden Ausführungsform dargestellten Merkmale werden wie folgt zusammengefasst:
- Ein erster Aspekt betrifft eine Leistungsversorgungsvorrichtung (zum Beispiel 11) und die Leistungsversorgungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst:
- eine Batterieeinheit (zum Beispiel 111); eine Heizung (zum Beispiel 112), die konfiguriert ist, um auf der Basis der Leistung der Batterieeinheit Wärme zu erzeugen; und eine Antriebseinheit (zum Beispiel 1151), die konfiguriert ist, um die Heizung gemäß einer Temperatur der Batterieeinheit mit einer Antriebskraft anzutreiben.
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Gemäß dem ersten Aspekt kann die Batterieeinheit gemäß ihrer Temperatur mit Leistung verwendet werden und die Heizung kann angetrieben werden, ohne eine Überlast auf die Batterieeinheit anzuwenden. Als ein Ergebnis ist es möglich, zu verhindern, dass zum Beispiel in einer kalten Gegend die Überlast auf die Batterieeinheit angewendet wird.
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Ein zweiter Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass er ferner umfasst: eine Erlangungseinheit (zum Beispiel 1152), die konfiguriert ist, um einen Lastzustand der Batterieeinheit zu erlangen, wobei die Antriebseinheit die Antriebskraft auf der Basis der Temperatur und des Lastzustands festlegt.
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Gemäß dem zweiten Aspekt ist es möglich, geeignet zu verhindern, dass die Überlast auf die Batterieeinheit angewendet wird.
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Ein dritter Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung in der Batterieeinheit bereitgestellt ist.
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Gemäß dem dritten Aspekt kann die Batterieeinheit geheizt werden.
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Ein vierter Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieeinheit mehrere Batteriezellen (zum Beispiel 111a und Ähnliche), die elektrisch in Reihe geschaltet sind, umfasst.
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Gemäß dem vierten Aspekt kann Leistung, die ausgegeben werden kann, erhöht werden.
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Ein fünfter Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass die Erlangungseinheit jeweilige Ausgangsspannungen der mehreren Batteriezellen erlangen kann und den Lastzustand auf der Basis einer minimalen der Ausgangsspannungen erlangt.
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Gemäß dem fünften Aspekt ist es möglich, zu verhindern, dass die Überlast auf jede der mehreren Batteriezellen angewendet wird.
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Ein sechster Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass er ferner umfasst: einen Temperatursensor (zum Beispiel 113), der konfiguriert ist, um die Temperatur zu erfassen, und der an einer Position auf der Batterieeinheit bereitgestellt ist, die von einer Position der Heizung verschieden ist.
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Gemäß dem sechsten Aspekt kann die Antriebskraft der Heizung gemäß der Temperatur der Batterieeinheit festgelegt werden. Da außerdem der Temperatursensor an einer Position bereitgestellt ist, die verschieden zu der Position der Heizung ist, wird der Temperatursensor zur Zeit der Erfassung der Temperatur nicht von der Heizung beeinflusst.
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Ein siebter Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass er ferner umfasst: eine Schutzeinheit (zum Beispiel 19), die konfiguriert ist, um die Heizung zu schützen, indem sie das Anlegen eines Überstroms an die Heizung verhindert, wobei die Heizung die mehreren Batteriezellen quer über die mehreren Batteriezellen bedeckt, und wenn ein Abschnitt der Heizung, der die einzelnen Batteriezellen bedeckt, als ein erster Abschnitt (zum Beispiel ein Abdeckabschnitt 1121) definiert wird, und ein Abschnitt, der sich zwischen benachbarten der mehreren Batteriezellen erstreckt, als ein zweiter Abschnitt (zum Beispiel ein Überbrückungsabschnitt 1122) definiert wird, wird die Schutzeinheit in dem zweiten Abschnitt angeordnet.
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Gemäß dem siebten Aspekt kann die Heizung geeignet geschützt werden, ohne von der Temperatur der Batteriezelle beeinflusst zu werden.
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Ein achter Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass er ferner umfasst: eine Ausgabeeinheit (zum Beispiel o2), die fähig ist, Leistung an eine Startvorrichtung (zum Beispiel 15) zum Starten einer Brennkraftmaschine (zum Beispiel 14) auszugeben; eine Schalteinheit (zum Beispiel 114), die konfiguriert ist, um festzulegen, ob es möglich ist, die Leistung von der Ausgabeeinheit auszugeben oder nicht; und eine Schaltsteuereinheit (zum Beispiel 1154), die konfiguriert ist, um die Schalteinheit derart zu steuern, dass die Ausgabe der Leistung von der Ausgabeeinheit realisiert wird, wenn die Batterieeinheit bereit ist, Leistung auszugeben, die erforderlich ist, damit die Startvorrichtung die Brennkraftmaschine startet.
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Gemäß dem achten Aspekt kann die Leistung, die an die Startvorrichtung zugeführt werden soll, geeignet ausgegeben werden.
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Ein neunter Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltsteuerungseinheit die Schalteinheit auf der Basis einer Temperatur der Brennkraftmaschine steuert.
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Gemäß dem neunten Aspekt kann Leistung gemäß der Temperatur der Brennkraftmaschine geeignet ausgegeben werden.
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Ein zehnter Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltsteuereinheit die Schalteinheit derart steuert, dass die Ausgabe der Leistung von der Ausgabeeinheit ansprechend auf eine Bedieneingabe zum Starten der Brennkraftmaschine realisiert wird.
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Gemäß dem zehnten Aspekt kann die Brennkraftmaschine geeignet gestartet werden.
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Ein elfter Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieeinheit derart konfiguriert ist, dass sie auf der Basis von Bewegungsleistung der Brennkraftmaschine aufladbar ist, und die Antriebseinheit das Antreiben der Heizung nach dem Starten der Brennkraftmaschine fortsetzt.
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Gemäß dem elften Aspekt kann die Batterieeinheit geeignet aufgeladen werden.
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Ein zwölfter Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass er ferner umfasst: eine Leistungserzeugungseinheit, die konfiguriert ist, um auf der Basis von Bewegungsleistung der Brennkraftmaschine nach dem Starten der Brennkraftmaschine Leistung zu erzeugen, wobei die Heizung vor dem Starten der Brennkraftmaschine Leistung von der Batterieeinheit empfängt und nach dem Starten der Brennkraftmaschine Leistung von der Leistungserzeugungseinheit empfängt.
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Gemäß dem zwölften Aspekt kann Leistung geeignet an die Heizung zugeführt werden. In der Leistungserzeugungseinheit kann eine bekannte Ladespuleneinheit, die Leistung auf der Basis der Drehung eines in der Brennkraftmaschine bereitgestellten Schwungrads erzeugt, verwendet werden.
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Ein dreizehnter Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungserzeugungseinheit das Leistungszuführungsziel von der Heizung auf die Batterieeinheit umschaltet, wenn die Batterieeinheit eine gewünschte Temperatur erreicht.
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Gemäß dem dreizehnten Aspekt kann die Batterieeinheit geeignet aufgeladen werden.
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Ein vierzehnter Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit die Heizung nach dem Stoppen der Brennkraftmaschine über eine vorgegebene Zeitspanne antreibt.
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Gemäß dem vierzehnten Aspekt kann schnell bewirkt werden, dass die Brennkraftmaschine wieder in einen Betriebszustand eintritt.
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Ein anderer Aspekt betrifft eine Arbeitsmaschine (zum Beispiel 1), ein Fahrzeug oder eine mechanische Vorrichtung und ist dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: die vorstehend beschriebene Leistungsversorgungsvorrichtung (zum Beispiel 11), die Brennkraftmaschine und die Startvorrichtung.
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Das heißt, die vorstehend beschriebene Leistungsversorgungsvorrichtung kann auf vielfältige mechanische Vorrichtungen, die unter Verwendung von Bewegungsleistung der Brennkraftmaschine arbeiten, wie etwa die Arbeitsmaschine und das Fahrzeug, angewendet werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorangehenden Ausführungsformen beschränkt und vielfältige Variationen/Änderungen sind innerhalb des Geists der Erfindung möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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