DE19520603C1 - Fahrbare Station zur Bereitstellung elektrischer Energie - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine fahrbare Station zur Bereit
stellung elektrischer Energie nach dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 1.
Eine derartige fahrbare Station kann beispielsweise zum Laden
der Traktionsbatterien von Elektrofahrzeugen dienen. Damit wer
den auch Elektro- und Hybridfahrzeuge mit geringer Batterie
reichweite in die Lage versetzt, vom Stromnetz entfernt gelegene
Orte anfahren zu können, indem deren Traktionsbatterien dort an
einer solchen fahrbaren Station aufgeladen werden. Typische Ein
satzfälle sind Großveranstaltungen in freier Natur oder an Or
ten, die zwar über eine elementare Grundversorgung mit elektri
scher Energie verfügen, jedoch nicht auf den gleichzeitigen
Strombedarf einer großen Anzahl von Einzelverbrauchern einge
richtet sind.
Aus dem Gebrauchsmuster DE 94 04 746 U1 ist eine fahrbare Stati
on der eingangs genannten Art in Form eines energieliefernden
Anhängers für Elektrofahrzeuge bekannt. Der Anhänger kann vom
jeweiligen Elektrofahrzeug mitgeführt werden und trägt ein
stromerzeugendes Aggregat, beispielsweise in Form einer Verbren
nungskraftmaschine mit angekoppeltem elektrischem Generator. Der
von dem Aggregat erzeugte elektrische Strom kann über eine Kupp
lung in das Elektrofahrzeug eingespeist werden. Außerdem kann
der Anhänger mit einer Aufstellstütze versehen und fahrzeugunab
hängig als stationäre Versorgungsstation für elektrische Energie
genutzt werden.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung
einer fahrbaren Station der eingangs genannten Art zugrunde, die
in sehr flexibler Weise je nach den Umgebungsbedingungen die be
nötigte elektrische Energie bereitzustellen vermag, insbesondere
in bestimmten Situationen auch ohne den Betrieb des stromerzeu
genden Aggregates.
Dieses Problem wird durch eine fahrbare Station mit den Merkma
len des Anspruchs 1 gelöst. Die Station enthält neben dem strom
erzeugenden Aggregat eine Einrichtung zur Transformation von
Hochspannung auf eine niedrigere Speisespannung, wodurch eine
zweite, von dem stromerzeugenden Aggregat unabhängige, energie
bereitstellende Einrichtung zur Verfügung steht. Damit kann an
Orten im Zugriffsbereich einer Hochspannungsleitung die benötig
te elektrische Energie dem Hochspannungsnetz entnommen werden.
Die Station vermag in diesem Fall selbst bei Ausfall des strom
erzeugenden Aggregates die gewünschte elektrische Energie zu
liefern. Im allgemeinen wird der dem Hochspannungsnetz entnomme
nen Energie Priorität vor der vom stromerzeugenden Aggregat er
zeugten elektrischen Energie eingeräumt werden, so daß häufig
das stromerzeugende Aggregat nicht oder jedenfalls nicht mit
voller Leistung eingesetzt zu werden braucht. Dies ist besonders
dann günstig, wenn der Betrieb des Aggregates unter Umweltge
sichtspunkten der Entnahme elektrischer Energie aus dem Hoch
spannungsnetz unterlegen ist, beispielsweise wenn das stromer
zeugende Aggregat eine übliche Verbrennungskraftmaschine mit
entsprechender Abgasemission beinhaltet.
Eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 bietet den
Vorteil, daß die fahrbare Station als selbstfahrendes Kraftfahr
zeug ausgelegt ist und folglich zu ihrem Transport kein Zugfahr
zeug benötigt.
Durch eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 lassen
sich mehrere Verbraucher, z. B. mehrere Elektrofahrzeuge, gleich
zeitig an die fahrbare Station zur Versorgung mit elektrischer
Energie anschließen. Bei Verwendung freistehender Steckdosenein
heiten können die Verbraucher selbst dann elektrisch von der
fahrbaren Station versorgt werden, wenn sie sich in einiger Ent
fernung von dieser befinden.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 ist vorge
sehen, daß die jeweils vom stromerzeugenden Aggregat erzeugte
elektrische Energie synchron der durch die Hochspannungstrans
formation erhaltenen elektrischen Energie aufgeschaltet wird.
Der dadurch erhaltene Gesamtstrom wird dann von der Stromvertei
lereinrichtung auf die einzelnen, angeschlossenen Verbraucher
verteilt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeich
nung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Die einzige Figur zeigt ein Blockdiagramm einer als Nutzfahrzeug
ausgelegten, fahrbaren Station zur Bereitstellung elektrischer
Energie an einer Mehrzahl von Anschlußsteckdosen.
Die in der Figur mit dem gestrichelten Rahmen repräsentierte,
fahrbare Station (20) ist als selbstfahrendes Nutzfahrzeug aus
gelegt, das von einem üblichen Verbrennungsmotor (2) angetrieben
wird. Der Verbrennungsmotor (2) ist Teil eines bordeigenen,
stromerzeugenden Aggregates, zu welchem ein mechanisch an den
Verbrennungsmotor (2) angekoppelter, elektrischer Generator (1)
gehört. Über eine Generatorspannungsleitung (8) wird die vom Ge
nerator (1) erzeugte elektrische Energie zu einer Stromkopp
lungs- und Stromverteilereinrichtung (5) weitergeleitet.
Als weitere energiebereitstellende Einrichtung enthält die fahrbare
Station (20) eine Einrichtung zur Transformation von Hochspan
nung auf die übliche Netzspannung, die einen in der fahrbaren Station (20)
untergebrachten Hochspannungsnetztransformator (6) und eine
Hochspannungskoppelleitung (9) umfaßt, die vom Hochspannungs
netztransformator (6) nach außen führt und beispielsweise über
eine fahrzeugseitige Kabeltrommel in ausreichender Länge abwickel
bar ist, z. B. in einer Länge von bis zu einigen 100 m oder
1000 m. Wie in der Figur dargestellt, kann der Hochspannungsnetz
transformator (6) über diese Koppelleitung (9) an eine vorhande
ne Hochspannungskoppeleinheit (19) angeschlossen werden, die
vorliegend am Mast einer Hochspannungs-Überlandleitung (10) an
geordnet ist. Auf diese Weise steht am Nutzfahrzeug (20) elek
trische Energie aus der Hochspannungs-Überlandleitung (10) zur
Verfügung. Es versteht sich, daß alternativ zur gezeigten Anord
nung des Transformators (6) direkt am Fahrzeug (20) selbiger
auch an der Hochspannungskoppeleinheit (19) oder an einer Stelle
zwischen dieser Koppeleinheit (19) und dem Fahrzeug (20) ange
ordnet sein kann.
Die Netzspannungsausgangsleitung (7) des Hochspannungsnetztrans
formators (6) ist parallel zur Generatorspannungsleitung (8) der
Stromkopplungs- und Stromverteilereinrichtung (5) zugeführt. Von
der Stromkopplungs- und Stromverteilereinrichtung (5) führt eine
erste Gruppe von Stromkabeln (11) ab, welche eine Mehrzahl von Anschluß
steckdosen einer ersten Steckdoseneinheit (17) mit Netzspannung versorgen,
die an einem einklappbaren, bordeigenen Trägersystem (13) gehalten werden,
welches über eine Halterung (14) am Fahrzeug (20) selbst ange
bracht ist. Über eine zweite, von der Stromkopplungs- und Strom
verteilereinrichtung (5) abführende Gruppe von Stromkabeln (12)
werden freistehende zweite Steckdoseneinheiten (15) mit Netz
spannung versorgt, die mittels eines Standsockels (16) an einer
gewünschten Stelle frei im Gelände aufgestellt werden können.
Damit lassen sich Verbraucher versorgen, die nicht in direkter
Nachbarschaft zur fahrbaren Station (20) positioniert sind.
Ein Abzweig (18) der vom Hochspannungsnetztransformator (6) ab
führenden Netzspannungsleitung (7) ist einer Frequenz- und Pha
sensynchronisierregeleinrichtung (4) zugeführt, die gewährlei
stet, daß die vom stromerzeugenden Aggregat (1, 2) gelieferte
Netzspannung synchron zu derjenigen vom Hochspannungs
netztransformator (6) erzeugt wird. Zu diesem Zweck ist die Syn
chronisierregeleinrichtung (4) sowohl mit dem Generator (1) als
auch mit einem Stellmotor (3) zur Drosselklappen- bzw. Lastrege
lung des Verbrennungsmotors (2) ansteuernd verbunden. Dabei ist
vorgesehen, daß das bordeigene stromerzeugende Aggregat (1, 2) jeweils die
jenige Stützleistung liefert, die gegebenenfalls zusätzlich zu
der vom Hochspannungsnetztransformator (6) bereitgestellten
elektrischen Leistung für die zu versorgenden Verbraucher an den
Anschlußsteckdosen (15, 17) benötigt wird. Die Stromkopplungs-
und Stromverteilereinrichtung (5) addiert beide Strombeiträge
zum Gesamtstrom auf und verteilt diesen geeignet auf die An
schlußsteckdosen (15, 17). Alternativ zur netzsynchronen Auf
schaltung des mit dem bordeigenen stromerzeugenden Aggregat (1, 2) erzeugten
Stroms zu dem von der Hochspannungs-Überlandleitung (10) abge
zapften Strom kann vorgesehen sein, einen Teil der Anschluß
steckdosen mit dem Strom von der Hochspannungs-Überlandleitung
(10) und den anderen Teil der Anschlußsteckdosen mit dem vom
bordeigenen Aggregat (1, 2) erzeugten Strom zu versorgen. In je
dem Fall besitzt die fahrbare Station (20) den Vorteil, daß zwei
voneinander unabhängige Einrichtungen zur Bereitstellung der ge
wünschten elektrischen Energie vorhanden sind, was die Ausfall
wahrscheinlichkeit der Versorgung verringert. Zudem ist es mit
dieser elektrische Energie bereitstellenden fahrbaren Station (20)
möglich, die elektrische Energie in der Umgebung einer Hochspan
nungs-Überlandleitung (10) mit entsprechender Koppeleinheit (19) sehr um
weltfreundlich ohne zusätzlichen Betrieb eines Verbrennungsmo
tors anzubieten.
Direkt an der jeweiligen Anschlußsteckdose der Steckdoseneinheiten (15, 17)
oder in der Stromkopplungs- und Stromverteilereinrichtung (5) können in
nicht gezeigter Weise Stromfreigabeeinheiten und/oder Gebühren
zähler angeordnet sein, um die Stromabgabe kontrolliert an je
weils Berechtigte und/oder eine Stromgebührenerfassung zu ermög
lichen. Die gezeigte fahrbare Station (20) eignet sich bei
spielsweise als mobile Ladestation für die Traktionsbatterien
von Elektrofahrzeugen an Orten, die weiter als die normale
Reichweite der Elektro- bzw. Hybridfahrzeuge von einer ortsfe
sten Ladestation entfernt sind. Einen wichtigen Anwendungsfall
bilden Großveranstaltungen an entlegenen Orten, an denen dann
die fahrbare Station (20) den Elektrofahrzeugen zur Aufladung
ihrer Traktionsbatterien zur Verfügung gestellt werden kann.
Claims (5)
1. Fahrbare Station zur Bereitstellung elektrischer Energie,
insbesondere zum Laden von Elektrofahrzeug-Traktionsbatterien,
mit
- - einem stromerzeugenden Aggregat (1, 2) als einer ersten elek trischen Energie bereitstellenden Einrichtung,
gekennzeichnet durch
- - eine Einrichtung (6) zur Transformation von Hochspannung auf eine niedrigere Nutzspannung als einer zweiten elektrische Energie bereitstellenden Einrichtung.
2. Fahrbare Station nach Anspruch 1, weiter
gekennzeichnet durch
einen Fahrantrieb (2), der Teil des stromerzeugenden Aggregates
(1, 2) ist.
3. Fahrbare Station nach Anspruch 1 oder 2, weiter
gekennzeichnet durch
eine Mehrzahl von Anschlußsteckdosen in Form von an der Station
selbst angebrachten ersten Steckdoseneinheiten (17) und/oder
von freistehenden, mit der Station über Stromkabel (12) verbun
denen zweiten Steckdoseneinheiten (15).
4. Fahrbare Station nach Anspruch 3, weiter
gekennzeichnet durch
- - eine Synchronisierregeleinrichtung (4), die gewährleistet, daß die vom stromerzeugenden Aggregat (1, 2) gelieferte Netzspannung synchron zu derjenigen vom Hochspannungsnetz transformator (6) erzeugt wird, und
- - eine Stromkopplungs- und Stromverteilereinrichtung (5), wel che den vom stromerzeugenden Aggregat (1, 2) erzeugten elek trischen Strom synchron auf den von der hochspannungstrans formierenden Einrichtung (6) gelieferten Strom aufschaltet und den resultierenden Gesamtstrom auf die Steckdoseneinhei ten (15, 17) verteilt.
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