DE3200510C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein batteriebetriebenes, geschwindigkeitsgesteuertes Fahrzeug gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1; ein derartiges Fahrzeug ist aus der DE-OS 24 12 416 bekannt.

Bei dem durch die DE-OS 24 12 416 bekannten Fahrzeug ist die Ankerwicklung des Fahrmotors im wesentlichen unmittelbar mit der Batterie verbunden. Zur Drehzahlsteuerung ist die Feld­ wicklung des Fahrmotors über einen elektronischen Gleichstrom­ steller an die Batterie angeschlossen, der mit einer Strom­ regeleinrichtung ausgerüstet ist, deren Istwert-Eingang ein dem Ankerstrom proportionales Signal und deren Sollwert-Eingang ein der Auslenkung eines Fußpedals proportionales Signal zugeführt. Zwischen Motorabtrieb und Antriebsachse des Elektroantriebes ist ein Getriebe mit veränderbarem -Übersetzungsverhältnis angeordnet.

Aus der DE-OS 27 02 276 ist es ferner bekannt, einen im Anker­ stromkreis angeordneten Gleichstromsteller zusätzlich zur Batterieladung auszunutzen. Bei dieser Anordnung ist dem Gleichstromsteller ein Regler zugeordnet, der im Fahrbetrieb den Motorstrom und den Ladestrom gleichzeitig einstellt. Eine gezielte Aufteilung auf einen vorgegebenen Motorstrom und gewünschten Batterieladestrom ist dabei nicht möglich. Wird der Motor abgeschaltet, so ist für die Batterieladung ledig­ lich eine Stromregelung vorhanden, so daß eine Überladung der Batterie (Gasung) auftreten kann.

Durch die PCT-Anmeldung WO 79/01 127 ist außerdem ein batterie­ gespeistes, durch einen Reihenschlußmotor oder einen fremderreg­ ten Motor angetriebenes Fahrzeug bekannt, bei dem die Feldwick­ lungen und Ankerwicklungen des Motors unabhängig voneinander von zwei Steuereinrichtungen beeinflußt werden. Eine oder beide Steuereinrichtungen können auch mit einem Gleichstromsteller ausgestattet sein und zum Laden der Fahrzeugbatterie mitbenutzt werden. Zum Umschalten vom Fahrbetrieb auf den Ladebetrieb werden insgesamt fünf Schalter benötigt. Eine eindeutige Aus­ sage über den elektrischen Anschluß des Gleichstromstellers im Ladebetrieb im Verhältnis zum Energiespeicher und zum Netz ist dieser Veröffentlichung nicht zu entnehmen.

Durch die US-PS 33 78 746 ist weiterhin ein Steuersystem für ein batteriegespeistes Fahrzeug bekannt, bei dem ein Gleich­ stromsteller mit Regeleinrichtung für den Ankerstromkreis des Ankermotors und eine Stelleinrichtung mit Regeleinrichtung für den Feldkreis des Antriebsmotors vorgesehen sind. Zur Ladung der Batterie dient der dem Ankerkreis zugeordnete Gleichstrom­ steller in Verbindung mit der ihm zugeordneten Regeleinrich­ tung. Dabei wird auch die Ladespannung in die Regelung mitein­ bezogen. Zum Übergang vom normalen Fahrbetrieb auf eine Batterieladung sind insgesamt drei Schalter zu betätigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem gattungsgemäßen Fahrzeug dessen Schaltungsanordnung mit ein­ fachen Mitteln derart zu gestalten, daß der zur Steuerung der Feldversorgung vorgesehene Gleichstromsteller zur Ladung der Fahrzeugbatterie mitbenutzbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Fahrzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst; der Gegenstand des Unteranspruchs kennzeichnet ein vorteil­ haftes Ausführungsbeispiel.

Durch die Erfindung wird eine erhebliche Vereinfachung erzielt, da nur ein einziger Gleichstromsteller für die Drehzahlsteuerung und für eine nach verschiedenen Ladekennlinien in gewünschter Weise regelbare Batterieladung erforderlich ist und dieser Gleichstromsteller nur für eine relativ kleine Leistung ausge­ legt zu werden braucht, so daß auch bei höheren Antriebs­ leistungen, insbesondere im Bereich bis zu 150 kW, lediglich ein Transistor als Gleichstromsteller einsetzbar ist.

Aus der FR-OS 22 27 147 ist zwar ein Gleichstromantrieb für Fahrzeuge bekannt, bei dem mit relativ geringem Aufwand an Bau­ elementen die für die Antriebsregelung des Fahrzeuges vorge­ sehene Stelleinrichtung auch zur Ladung des Energiespeichers aus dem Netz über einen Transformator und eine Gleichrichter­ brücke mitbenutzt ist, jedoch ist der als Reihenschlußmotor ausgebildete Fahrmotor über eine Drossel und zwei Dioden an die Batterie angeschlossen, wobei diese Dioden für den vollen Motorstrom auszulegen sind. Darüber hinaus muß zur Drehzahl­ steuerung der dort vorgesehene Gleichstromsteller für die volle Motorleistung bemessen sein.

In der Zeichnung ist eine Schaltungsanordnung eines Ausführungs­ beispieles der Erfindung dargestellt.

Die Figur zeigt in schematischer Darstellung die Schaltungs­ anordnung eines elektrischen Antriebs für ein Elektro-Auto. Mit 1 ist der Anker und mit 2 ist die Feldwicklung eines als Fahrmotor dienenden Gleichstrom-Nebenschluß-Motors bezeichnet. Die Motorabtriebswelle 3 ist über eine Kupplung 4, ein Getriebe 5 mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis und ein Differentialgetriebe 6 mit der Antriebswelle 7 des Fahrzeuges verbunden.

Zur Drehzahlsteuerung dient die Feldwicklung 2, die über einen elektronischen Gleichstromsteller 8 mittels eines Schalters 10 mit einem als Batterie ausgebildeten Energiespeicher 9 verbun­ den werden kann. Der Schalter 10 ist in der Weise angeordnet, daß in der einen Schaltstellung die Feldwicklung 2 über den Gleichstromsteller 8 mit dem Energiespeicher 9 verbunden ist und in der anderen Schaltstellung der Gleichstromsteller 8 parallel zum Energiespeicher 9 geschaltet ist. Dadurch kann der Gleichstromsteller 8 sowohl zur Drehzahlregelung als auch zur Batterieladung eingesetzt werden.

Der Gleichstromsteller 8 ist mit einer Stromregeleinrichtung 11 ausgerüstet, deren Istwert-Eingang 12 ein dem Ankerstrom proportionales Signal und deren Sollwert-Eingang 13 entweder ein der Auslenkung eines Fußpedals 14 proportionales Signal (Fahrbetrieb) oder ein über ein Potentiometer 15 einstell­ bares Signal zugeführt wird.

Über eine Spannungsregeleinrichtung 16 werden die zulässigen Spannungen im Fahr-Bremsbetrieb und im Ladebetrieb überwacht. Diese Spannungsregelung dient im Motorbetrieb der Unterspan­ nungsbegrenzung, im Bremsbetrieb der Überspannungsbegrenzung und im Ladebetrieb dem Einregeln einer konstanten Ladespannung. Die Spannungsregelung ist dabei der Stromregeleinrichtung derart unterlagert, daß die Ströme bei Erreichen der einstell­ baren Grenzwerte begrenzt oder reduziert werden.

Claims (2)

1. Batteriebetriebenes, geschwindigkeitsgesteuertes Fahrzeug, bei dem ein in der Drehzahl steuerbarer Gleichstrom-Fahrmotor, dessen getrennt erregte Feldwicklung über einen elektronischen Gleichstromsteller aus einem Energiespeicher, insbesondere einer Batterie, die auch den Anker des Fahrmotors versorgt, gespeist ist, wobei eine Reihenschaltung aus Feldwicklung, Gleichstromsteller und Energiespeicher vorhanden ist und wobei zwischen Motorabtriebswelle und Antriebsachse des Fahrzeugs ein Getriebe mit änderbarem Übersetzungsverhältnis angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Gleichstromsteller (8) ein Wechselschal­ ter (10) angeordnet ist, bei dem in der einen Stellung (Lade­ betrieb) des Schalters (10) der Energiespeicher (9) von der Feldwicklung (2) getrennt ist und parallel zum Gleichstrom­ steller (8) mit einem Netz verbunden ist und in der anderen Stellung (Fahrbetrieb) des Schalters (10) die Reihenschaltung aufgebaut ist.

2. Batteriebetriebenes, geschwindigkeitsgesteuertes Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromsteller (8) in Stellabhängigkeit von einer Stromregeleinrichtung (11) mit unterlagerter Spannungsregelung (Spannungsregeleinrichtung 16) im Sinne einer Unterspannungs­ begrenzung im Fahrbetrieb oder einer Überspannungsbegrenzung im Bremsbetrieb oder einer konstanten Ladespannung im Lade­ betrieb steht.