EP4107025A1 - Power distributor unit for a utility vehicle and utility vehicle comprising said power distributor unit - Google Patents

Power distributor unit for a utility vehicle and utility vehicle comprising said power distributor unit

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EP4107025A1
EP4107025A1 EP21706215.7A EP21706215A EP4107025A1 EP 4107025 A1 EP4107025 A1 EP 4107025A1 EP 21706215 A EP21706215 A EP 21706215A EP 4107025 A1 EP4107025 A1 EP 4107025A1
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EP
European Patent Office
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output
voltage
power distribution
distribution unit
input
Prior art date
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Pending
Application number
EP21706215.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Frank Seemann
Andre EHRSAM
Martin Mach
Stepan ZBYNEK
Vladimír DVORAK
Gabriel Scherer
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the invention relates to a power distribution unit for utility vehicles, in particular utility vehicles with an electric drive, the utility vehicle having a power take-off for superstructures or work modules.
  • the object of the invention is to provide an alternative for supplying a power take-off of a commercial vehicle. Further tasks are to improve security and usability.
  • the object is achieved by having a power distribution unit for a utility vehicle with at least one power take-off with an electrical machine
  • a power take-off for work functions these can, for example, tilt a loading area, mix or promote a load, compress a load, drive an implement and the like represent len.
  • the mechanical energy required for the power take-off for movements or for conversion into hydraulic, pneumatic or thermal energy is preferably generated by an electric machine.
  • a power distribution unit consisting of several components is provided for the supply.
  • the power distribution unit here has a first input which is connected to an energy store of the utility vehicle.
  • the energy storage device provides electrical energy, usually in the form of a high-voltage direct voltage.
  • the energy storage device is connected to a high-voltage distributor through the first input.
  • the high-voltage DC voltage is passed on to other components of the power distributor via the high-voltage distributor and, at the same time, sensors are provided that record the voltage, current strengths, temperature and / or other variables.
  • a control unit is provided and monitors at least the high-voltage distributor, for example via the optionally provided sensor system.
  • the control unit can also monitor the other components and, if necessary, also switch them.
  • the control unit is advantageously used to avoid overloads, to enable battery management and / or to control the current paths to the components as required, whereby dangers can be avoided or recognized, the energy storage device can be used in an optimized manner and / or losses can be reduced.
  • the power distribution unit also has a second input, which is designed as a connection to an external power source. This second input is provided before geous enough as a plug connection in order to be able to connect an externally supplied power cable to the power distribution unit. Electricity can be fed in through the second input and used to charge the energy store and / or directly to operate the power take-off in a stationary utility vehicle.
  • the power distribution unit also has a first output to which the auxiliary drive is connected.
  • the power take-off is supplied with the electrical current for operating an electrical machine via the first output.
  • a second output is also provided, which is designed for connecting an external consumer.
  • a local direct or alternating voltage can be output via this preferably plug-in connection and is designed in accordance with the local sockets for the corresponding mains voltage.
  • the energy store possibly in conjunction with a generator provided in the utility vehicle, can be used as a decentralized power generator or power source for electrical devices via a corresponding inverter.
  • the second output can also be used as a charging station for accumulators of the corresponding devices.
  • a third output is also provided on the power distribution unit, via which a low DC voltage is output.
  • the low DC voltage can be used to supply an on-board network or also for an operating unit for the power take-off.
  • the low DC voltage can be used for components of the power distribution unit, such as the control unit, inverter, converter, switching elements and the like.
  • a first converter is arranged between the high-voltage distributor and the third output.
  • the first converter in addition to converting from a high to a low DC voltage, a galvanic separation between the low-voltage electrical system and the energy storage can be achieved.
  • This low DC voltage can also be used to supply the components of the power distribution unit.
  • a low-voltage battery is preferably also provided in order to supply the components before or during starting.
  • the power distribution unit also has an inverter with which the high-voltage direct voltage is converted into an alternating voltage.
  • Embodiments of a power distribution unit are characterized in that the high-voltage distributor is connected directly to the first output. In these cases, a high-voltage direct voltage is output at the first output, which is then used or converted accordingly in the power take-off.
  • the advantageous structure of the power distribution unit with regard to the utility vehicle and a flexible structure of the electrical machine of the power take-off are advantageous here.
  • Power distribution units are characterized in that a second converter is arranged between the high-voltage distributor and the first output.
  • the second converter can provide an advantageous galvanic separation between the energy store, in order to protect it, and the power take-off and, if necessary, a defined DC voltage can be output to the first output and / or other components independently of the voltage of the energy store.
  • a defined DC voltage can be used to provide standardized interfaces regardless of the properties of the energy storage device.
  • Embodiments of a power distribution unit are characterized in that an inverter is arranged in front of the first output, which inverter provides an alternating voltage required for the auxiliary drive.
  • a common alternating voltage can be provided via an inverter, whereby a standardized interface point to the power take-off and at the same time the structure of the power take-off is simplified.
  • Power distribution unit are characterized in that separate inverters are provided for the second output and the second input. AC voltages are usually tapped or applied at the second output and the second input. In order to enable simultaneous operation, their design and / or different voltages, separate inverters are provided for the second output and the second input.
  • the separate inverters can be connected directly to the high-voltage distributor or one or more second converters can be interposed.
  • a common inverter is provided for the second output and the second input. Since a local mains voltage is present both at the second output and at the second input, both connections can also be connected to the high-voltage distributor via a common inverter. This reduces the number of components required.
  • the inverter is designed to be bidirectional.
  • the common inverter is advantageously designed to be bidirectional.
  • Power distribution units are characterized in that a common inverter is provided for the first output and the second output.
  • the same alternating voltage or, in the case of a polyphase alternating voltage, at least a partial phase thereof is advantageously present at the second output.
  • a common inverter for the first and second output can therefore keep the number of components low.
  • a common inverter can also be provided for the first output, second output and second input.
  • Embodiments of a power distribution unit are characterized in that at least two of the connections for the first output, the second output and the second input are connected to the other components of the power distribution unit via a changeover switch.
  • the connections are alternatively connected to the common component.
  • a changeover circuit is provided between these and the common component.
  • the changeover circuit can be actuated manually or via a controller, in particular via the Steuerge advises.
  • a changeover circuit can also be provided in which it is possible to switch between the first output, the second output and the second input.
  • Power distribution units are characterized in that a plurality of second outputs are provided.
  • a plurality of second outputs are provided.
  • several identical connections can be provided in order to be able to connect several devices, for example.
  • a plurality of different connections are advantageously provided alternatively or cumulatively.
  • Preferred embodiments are here provided with a plug connection for a polyphase alternating voltage and at least one plug connection for a partial phase of the polyphase alternating voltage.
  • plug-in connections for direct current from a first or possibly second converter provided in the current distributor, or also to provide additional third converters.
  • These plug connections for direct current can also be designed as charging contacts for electrical devices operated with batteries.
  • Embodiments of a power distribution unit are characterized in that the second output and the second input are formed by a connection.
  • the second input or, in the case of a plurality of one of the second inputs, can be designed with a local plug connection. Since a corresponding plug connection is also used for electrical devices, a common connection can be provided for the second output and the second input.
  • the current direction can be controlled or selected via an appropriate interconnection and / or an optional changeover switch.
  • Another aspect of the invention is a utility vehicle with a power distribution unit according to a described embodiment and a power take-off with an electrical machine.
  • 1 to 8 each show a schematically illustrated embodiment of a power distribution unit.
  • Fig. 9 shows a schematically illustrated embodiment of a utility vehicle with a power distribution unit.
  • the power distribution unit (1) has in common that the power distribution unit (1) is shown schematically.
  • Several connections are provided on the power distribution unit (1), a first and a second input (E1; E2) as well as a first, second and third output (A1; A2; A3) being shown.
  • An energy store (2) is shown at the first input (E1), which is connected to the first input (E1), with individual lines for the poles being shown schematically.
  • the energy store (2) is shown as a high-voltage battery or high-voltage accumulator.
  • the second input (E2) is shown as a schematic connection which is designed, for example, as a multi-pole plug contact for a local or device-specific electrical plug connection.
  • the power distribution unit (1) can be connected to an external power source via the second input (E2), for example to charge the energy store (2) and / or to provide the utility vehicle with power for stationary applications.
  • At least one electrical machine (3) of a power take-off is provided at the first output (A1) of the power distribution unit (1).
  • the second output (A2) for an external current collector, analogous to the second input (E2), is shown as a schematic connection.
  • an on-board network distributor (4) is shown, with which a power supply of the on-board network of the commercial vehicle is provided.
  • the power distribution unit (1) comprises a control device (5) with which at least individual components can be monitored and / or controlled or regulated. For example, parameters such as temperature, current intensity, voltage, connection usage and the like can be recorded and components can be switched on or off or their performance can be controlled.
  • the power distribution unit (1) also has a high-voltage distributor (6) connected to the first input (E1), which is connected to other components of the power distribution unit (1).
  • the DC voltage from the energy storage device (2) is applied selectively and / or simultaneously to other components of the power distribution unit (1) via the high-voltage distributor (6).
  • a first converter (K1) is provided between the high-voltage distributor (6) and the third output (A3), with which a voltage from the energy store (2) applied via the high-voltage distributor (6) is transformed to a DC voltage required for the vehicle electrical system.
  • Energy storage (2) in the form of a high-voltage battery each have after execution a voltage between 60V and 800V, whereas an on-board network of a vehicle is usually operated with 12V or 24V.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 1 comprises an inverter (11) which is arranged between the high-voltage distributor (6) and the second output (A2).
  • the inverter (11) converts the DC voltage provided by the high-voltage distributor (6) or the energy store (2) into an AC voltage required for an external consumer.
  • Another inverter (11.1) is also provided, which is arranged between the high-voltage distributor (6) and the second input (E2).
  • the alternating voltage which can optionally be supplied via the second input (E2), is accordingly transformed into a direct voltage by the further inverter (11.1) and fed to the high-voltage distributor (6).
  • the current that is supplied can be used to charge the energy store (2) and / or passed on directly to other components of the power distribution unit (1).
  • a separate inverter (I3) is provided, which is arranged between the first output (A1) and an electrical Ma machine (3) of the power take-off.
  • the voltage provided by the power distribution unit (1) is converted into an alternating voltage suitable for the electrical machine (3).
  • Fig. 2 The embodiment shown in Fig. 2 is largely the same as the example shown in Fig. 1 carried out, which is why it is referred to the above description.
  • Only the inverter (11) assigned to the second output (A2) and the further inverter (11.1) assigned to the second input (E2) are replaced by a common bidirectional inverter (I2). This allows the number of components to be reduced.
  • the second input (E2) and the second output (A2) can be used simultaneously or only alternatively.
  • the two connections can optionally be formed by a single plug contact and there is an automatic or user-defined switchover between input and output.
  • Fig. 3 basically has the same structure as Fig. 2, in addition, a changeover switch (7) is arranged between a bidirectional inverter (I2) and a second input (E2) and two th output (A2).
  • the changeover switch (7) can either be used to establish an electrical connection between the bidirectional inverter (I2) and the second input (E2) or the second output (A2).
  • the direction of operation of the bidirectional inverter (I2) can be set either directly or via the control unit (5) using the toggle switch (7).
  • the changeover switch (7) can also be switched via the control device on the basis of measured values, for example voltage applied to the connections or the like.
  • a second converter (K2) is provided between the first output (A1) and the high-voltage distributor (6), which benabtrieb the over the high-voltage distributor (6) or rather the energy store (2) required DC voltage to another for the Ne DC voltage transformed. It is advantageous here that, if necessary, uniform power take-offs can be used for different vehicles with different energy stores (2).
  • the inverter (11) for the second output (A2) is also not directly but verbun via the second converter (K2) to the high-voltage distributor (6).
  • the inverter (11) can also be connected directly to the high-voltage distributor (6).
  • the further inverter (11.1) in FIG. 4, on the other hand, is connected directly to the high-voltage distributor (6). It is also possible here to use the additional inverter as an alternative (11.1) must also be connected to the high-voltage distributor (6) via the second converter (K2).
  • FIG. 5 is constructed analogously to FIG. 4, the inverter (11) and the further inverter
  • (11.1) as for example also in the embodiment shown in Fig. 2, are replaced by a common bidirectional inverter (I2), whereby the number of components is reduced.
  • the second converter (K2) must accordingly also be usable bidirectionally.
  • the bidirectional inverter (I2) can alternatively be connected directly to the high-voltage distributor (6), depending on the output voltage of the second converter (K2) and the inverter (11; 11.1;
  • no separate inverter (I3) is provided.
  • An inverter (11) is provided, the output side of which is connected to a changeover switch (7). Via the changeover switch (7), the inverter (11) can be connected to the first output (A1) and thus the power take-off or its electrical machine (3) or to the second output (A2).
  • the further structure is analogous to, for example, FIG. 1 or FIG. 4.
  • the power take-off can be supplied directly from the power distribution unit (1) with an alternating voltage required for the electric machine (3), which accordingly reduces the components and installation space in the power take-off.
  • a bidirectional inverter (I2) is again provided, which replaces both the inverter (11) and the further inverter (11.1).
  • a connection to the first output (A1), the second output (A3) or the second input (E2) can be established via the changeover switch (7).
  • FIG. 8 corresponds to FIG. 7, the changeover switch (7) being replaced by a selection unit (8).
  • the selection unit (8) can be used to connect the bidirectional inverter (I2) to any of the various Connections (A1; A2; E2) can be established, whereby simultaneous connections are also possible.
  • the selection unit (8) can be designed as a demand-controlled connection or as an interrupter or fuse for disconnecting the connection of unneeded connections or faulty connections.
  • a selection unit (8) instead of a changeover switch (7), a selection unit (8), as in FIG. 8, can be provided.
  • Fig. 9 is an example of a utility vehicle, in this example as a semi-trailer truck, ge shows to which a trailer with a power take-off, in the example for a tipper is attached.
  • a power distribution unit (1) and an energy storage device (2) are provided on the utility vehicle, which are electrically connected to one another via a power line.
  • the power take-off is also connected to the Stromver divider unit (1) with an electrically conductive power line.
  • the power line is designed as a cable connected to the power take-off with a plug, which is connected to a first output (A1) designed as a corresponding counterpart.
  • a data line is also provided, for example, between the power take-off and the power distribution unit in order to enable a flow of information.
  • sensor data and / or control commands can be transmitted via the data line.
  • connection can be provided for the second output, for example, such as sockets with different numbers of phases or voltages, preferably corresponding to the local mains voltages.
  • sockets with different numbers of phases or voltages, preferably corresponding to the local mains voltages.
  • a three-phase plug or three-phase socket with 3-phase and 400V as well as one or more mains sockets with 230V of the individual phases.
  • Different for other regions such as single-phase 120V and two-phase 240V for America or 127V / 220V or 220V / 380V for China.
  • the frequency also corresponds to the frequency of the local mains voltage, usually 50Hz or 60Hz.

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Abstract

The invention relates to a power distributor unit (1) for a utility vehicle comprising at least one auxiliary output drive with an electric machine (3), having a first input (E1) for connection to an energy store (2) of the utility vehicle, which energy store provides a DC voltage, a second input (E2) for the connection to an external power source, a first output (A1) for connection to the auxiliary output drive, a second output (A2) for connection to an external current collector, and a third output (A3) for connection to a low-voltage on-board supply system, a high-voltage distributor (6) which is connected to the first input (E1) and forms the connection between the energy store (2) and the further components of the power distributor unit (1), a controller (5) which monitors at least the high-voltage distributor (6) and can control components of the power distributor unit (1), at least one inverter (I1; I1.1; I2) which is arranged in the current path between the high-voltage distributor (6) and at least one of the connections for the first output (A1), the second output (A2) or the second input (E2), a first converter (K1) which is arranged between the high-voltage distributor (6) and the third output (A3) and converts a DC voltage provided by the high-voltage distributor (6) into a lower DC voltage. A further aspect of the invention is a vehicle comprising a power distributor unit of this kind.

Description

Stromverteilereinheit für ein Nutzfahrzeuq sowie Nutzfahrzeuq mit dieser Power distribution unit for a utility vehicle and utility vehicle with this
Die Erfindung betrifft eine Stromverteilereinheit für Nutzfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb, wobei das Nutzfahrzeug mit einem Nebenantrieb für Aufbauten beziehungsweise Arbeitsmodule aufweist. The invention relates to a power distribution unit for utility vehicles, in particular utility vehicles with an electric drive, the utility vehicle having a power take-off for superstructures or work modules.
Im Stand der Technik sind Nutzfahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor ausgerüs tet, welcher über eine nebengeordnete weitere mechanische Abtriebswelle mechani sche Energie direkt an einen Aufbau abgibt oder über eine Pumpe in hydraulische oder pneumatische Energie wandelt. In the prior art, commercial vehicles are equipped with an internal combustion engine which emits mechanical energy directly to a structure via an additional mechanical output shaft or converts it into hydraulic or pneumatic energy via a pump.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Alternative zur Versorgung eines Nebenabtriebs eines Nutzfahrzeugs bereitzustellen. Weitere Aufgaben sind eine Verbesserung der Sicherheit sowie der Nutzbarkeit. The object of the invention is to provide an alternative for supplying a power take-off of a commercial vehicle. Further tasks are to improve security and usability.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Stromverteilereinheit für ein Nutzfahrzeug mit mindestens einem Nebenabtrieb mit einer elektrischen Maschine, aufweisend The object is achieved by having a power distribution unit for a utility vehicle with at least one power take-off with an electrical machine
• einen ersten Eingang zur Verbindung mit einem Energiespeicher des Nutz fahrzeugs, welcher eine Gleichspannung bereitstellt, • a first input for connection to an energy storage device of the commercial vehicle, which provides a direct voltage,
• einen zweiten Eingang für den Anschluss an eine externe Stromquelle,• a second input for connection to an external power source,
• einen ersten Ausgang zur Verbindung mit dem Nebenabtrieb, • a first output for connection to the power take-off,
• einen zweiten Ausgang zur Verbindung mit einem externen Stromabnehmer,• a second output for connection to an external pantograph,
• und einen dritten Ausgang zur Verbindung mit einem Niederspannungs- Bordnetz, • and a third output for connection to a low-voltage electrical system,
• einen Hochvoltverteiler, welcher mit dem ersten Eingang verbunden ist und die Verbindung zwischen dem Energiespeicher und den weiteren Komponen ten der Stromverteilereinheit bildet, • a high-voltage distributor, which is connected to the first input and forms the connection between the energy store and the other components of the power distribution unit,
• ein Steuergerät, welches zumindest den Hochvoltverteiler überwacht und Komponenten der Stromverteilereinheit steuern kann, • a control unit that monitors at least the high-voltage distributor and can control components of the power distribution unit,
• zumindest einem Inverter, welcher im Strompfad zwischen dem Hochvoltver teiler und zumindest einem der Anschlüsse für dem ersten Ausgang, den zweiten Ausgang oder dem zweiten Eingang angeordnet ist, • einen ersten Konverter, welcher zwischen dem Hochvoltverteiler und dem dritten Ausgang angeordnet ist und eine vom Hochvoltverteiler bereitgestellte Gleichspannung auf eine niedrigere Gleichspannung wandelt. • at least one inverter, which is arranged in the current path between the high-voltage distributor and at least one of the connections for the first output, the second output or the second input, • a first converter, which is arranged between the high-voltage distributor and the third output and converts a DC voltage provided by the high-voltage distributor to a lower DC voltage.
Nutzfahrzeuge weisen häufig einen Nebenabtrieb für Arbeitsfunktionen auf, diese können beispielweise kippen einer Ladefläche, mischen oder fördern eines Ladeguts, komprimieren eines Ladegut, antreiben eines Arbeitsgerät und dergleichen darstel len. Bei elektrisch angetriebenen Nutzfahrzeugen wird, die für den Nebenabtrieb be nötigte mechanische Energie für Bewegungen beziehungsweise für die Wandlung in hydraulische, pneumatische oder thermische Energie vorzugsweise durch eine elekt rische Maschine erzeugt. Für die Versorgung ist eine Stromverteilereinheit vorgese hen, welches aus mehreren Komponenten besteht. Commercial vehicles often have a power take-off for work functions, these can, for example, tilt a loading area, mix or promote a load, compress a load, drive an implement and the like represent len. In electrically powered commercial vehicles, the mechanical energy required for the power take-off for movements or for conversion into hydraulic, pneumatic or thermal energy is preferably generated by an electric machine. A power distribution unit consisting of several components is provided for the supply.
Die Stromverteilereinheit weist hierbei einen ersten Eingang auf, welcher mit einem Energiespeicher des Nutzfahrzeugs verbunden ist. Der Energiespeicher stellt elektri sche Energie bereit, üblicherweise in Form einer Hochvolt-Gleichspannung. The power distribution unit here has a first input which is connected to an energy store of the utility vehicle. The energy storage device provides electrical energy, usually in the form of a high-voltage direct voltage.
Durch den ersten Eingang ist der Energiespeicher mit einem Hochvoltverteiler ver bunden. Über den Hochvoltverteiler wird die Hochvoltgleichspannung auf weitere Komponenten des Stromverteilers weitergegeben und gleichzeitig ist Sensorik vor gesehen, welche die Spannung, Stromstärken, Temperatur und/oder weitere Größen erfasst. The energy storage device is connected to a high-voltage distributor through the first input. The high-voltage DC voltage is passed on to other components of the power distributor via the high-voltage distributor and, at the same time, sensors are provided that record the voltage, current strengths, temperature and / or other variables.
Ein Steuergerät ist vorgesehen und überwacht zumindest den Hochvoltverteiler, bei spielsweise über die optional vorgesehene Sensorik. Durch das Steuergerät können auch die weiteren Komponenten überwacht und ggf. auch geschalten werden. Das Steuergerät ist vorteilhafterweise verwendet, um Überlastungen zu vermeiden, ein Batterie-Management zu ermöglichen und/oder die Strompfade zu den Komponenten bedarfsabhängig zu steuern, wodurch entsprechend Gefahren vermieden bezie hungsweise erkannt, der Energiespeicher optimiert genutzt und/oder Verluste verrin gert werden können. Die Stromverteilereinheit weist auch einen zweiten Eingang auf, welcher als An schluss an eine externe Stromquelle ausgebildet ist. Dieser zweite Eingang ist vor teilhafterweise als ein Steckanschluss vorgesehen, um ein extern zugeführtes Stromkabel mit der Stromverteilereinheit verbinden zu können. Durch den zweiten Eingang kann Strom eingespeist werden und zum Laden des Energiespeichers und/oder direkt zum Betrieb des Nebenabtriebs bei einem stationären Nutzfahrzeug genutzt werden. A control unit is provided and monitors at least the high-voltage distributor, for example via the optionally provided sensor system. The control unit can also monitor the other components and, if necessary, also switch them. The control unit is advantageously used to avoid overloads, to enable battery management and / or to control the current paths to the components as required, whereby dangers can be avoided or recognized, the energy storage device can be used in an optimized manner and / or losses can be reduced. The power distribution unit also has a second input, which is designed as a connection to an external power source. This second input is provided before geous enough as a plug connection in order to be able to connect an externally supplied power cable to the power distribution unit. Electricity can be fed in through the second input and used to charge the energy store and / or directly to operate the power take-off in a stationary utility vehicle.
Weiter weist die Stromverteilereinheit einen ersten Ausgang auf, mit welcher der Ne benabtrieb verbunden ist. Über den ersten Ausgang wird der Nebenabtrieb mit dem elektrischen Strom für den Betrieb einer elektrischen Maschine versorgt. The power distribution unit also has a first output to which the auxiliary drive is connected. The power take-off is supplied with the electrical current for operating an electrical machine via the first output.
Ebenfalls ist ein zweiter Ausgang vorgesehen, welcher für den Anschluss eines ex ternen Verbrauchers ausgebildet ist. Über diesen vorzugsweise Steckanschluss kann eine ortsübliche Gleich- oder Wechselspannung ausgegeben werden und ist gemäß den ortsüblichen Steckdosen für die entsprechende Netzspannung ausgebildet. So mit kann der Energiespeicher, gegebenenfalls in Verbindung mit einem im Nutzfahr zeug vorgesehenen Generator, über einen entsprechenden Inverter als dezentraler Stromgenerator beziehungsweise Stromquelle für elektrische Geräte genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Ausgang auch als Ladestation für Akkumu latoren entsprechender Geräte verwendet werden. A second output is also provided, which is designed for connecting an external consumer. A local direct or alternating voltage can be output via this preferably plug-in connection and is designed in accordance with the local sockets for the corresponding mains voltage. In this way, the energy store, possibly in conjunction with a generator provided in the utility vehicle, can be used as a decentralized power generator or power source for electrical devices via a corresponding inverter. Alternatively or additionally, the second output can also be used as a charging station for accumulators of the corresponding devices.
An der Stromverteilereinheit ist weiter ein dritter Ausgang vorgesehen, über den eine niedrige Gleichspannung ausgegeben wird. Die niedrige Gleichspannung kann für die Versorgung eines Bordnetzes beziehungsweise auch für eine Bedieneinheit des Nebenabtriebs verwendet werden. A third output is also provided on the power distribution unit, via which a low DC voltage is output. The low DC voltage can be used to supply an on-board network or also for an operating unit for the power take-off.
Des Weiteren kann die niedrige Gleichspannung für Komponenten der Stromverteile reinheit, wie dem Steuergerät, Inverter, Konverter, Schaltelemente und dergleichen, verwendet werden. Furthermore, the low DC voltage can be used for components of the power distribution unit, such as the control unit, inverter, converter, switching elements and the like.
Um den dritten Ausgang mit einer niedrigen Gleichspannung zu versorgen, ist zwi schen dem Hochvoltverteiler und dem dritten Ausgang ein erster Konverter angeord net. Mit dem ersten Konverter kann neben der Wandlung von einer hohen auf eine niedrige Gleichspannung eine galvanische Trennung zwischen dem Niederspan nungs-Bordnetz und dem Energiespeicher erreicht werden. In order to supply the third output with a low DC voltage, a first converter is arranged between the high-voltage distributor and the third output. With the first converter, in addition to converting from a high to a low DC voltage, a galvanic separation between the low-voltage electrical system and the energy storage can be achieved.
Diese niedrige Gleichspannung kann ebenfalls zur Versorgung der Komponenten der Stromverteilereinheit verwendet werden. Vorzugsweise ist zusätzlich eine Nieder spannungsbatterie vorgesehen, um die Komponenten vor beziehungsweise während des Startens zu versorgen. This low DC voltage can also be used to supply the components of the power distribution unit. A low-voltage battery is preferably also provided in order to supply the components before or during starting.
Die Stromverteilereinheit weist ebenfalls einen Inverter auf, mit dem die Hochvolt- Gleichspannung in eine Wechselspannung gewandelt wird. The power distribution unit also has an inverter with which the high-voltage direct voltage is converted into an alternating voltage.
Ausführungsformen einer Stromverteilereinheit sind dadurch gekennzeichnet, dass der Hochvoltverteiler direkt mit dem ersten Ausgang verbunden ist. In diesen Fällen wird am ersten Ausgang entsprechend eine Hochvolt-Gleichspannung ausgegeben, welche anschließend entsprechend im Nebenabtrieb verwendet beziehungsweise gewandelt wird. Vorteilhaft ist hierbei der günstigere Aufbau der Stromverteilereinheit hinsichtlich des Nutzfahrzeugs und eines flexiblen Aufbaus der elektrischen Maschi ne des Nebenabtriebs. Embodiments of a power distribution unit are characterized in that the high-voltage distributor is connected directly to the first output. In these cases, a high-voltage direct voltage is output at the first output, which is then used or converted accordingly in the power take-off. The advantageous structure of the power distribution unit with regard to the utility vehicle and a flexible structure of the electrical machine of the power take-off are advantageous here.
Stromverteilereinheiten gemäß alternativen Ausführungsformen sind dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen dem Hochvoltverteiler und dem ersten Ausgang ein zweiter Konverter angeordnet ist. Durch den zweiten Konverter kann eine vorteilhafte galvanische Trennung zwischen dem Energiespeicher, um diesen zu schützen, und dem Nebenabtrieb erfolgen und gegebenenfalls unabhängig von der Spannung des Energiespeichers eine definierte Gleichspannung an den ersten Ausgang und/oder weitere Komponenten abgegeben werden. Durch eine definierte Gleichspannung können unabhängig von den Eigenschaften des Energiespeicher standardisierte Schnittstellen bereitgestellt werden. Power distribution units according to alternative embodiments are characterized in that a second converter is arranged between the high-voltage distributor and the first output. The second converter can provide an advantageous galvanic separation between the energy store, in order to protect it, and the power take-off and, if necessary, a defined DC voltage can be output to the first output and / or other components independently of the voltage of the energy store. A defined DC voltage can be used to provide standardized interfaces regardless of the properties of the energy storage device.
Ausführungsformen einer Stromverteilereinheit sind dadurch gekennzeichnet, dass vor dem ersten Ausgang ein Inverter angeordnet ist, welcher eine für den Nebenab trieb erforderliche Wechselspannung bereitstellt. Über einen Inverter kann eine übli che Wechselspannung bereitgestellt werden, wodurch eine standardisierte Schnitt- stelle zum Nebenabtrieb und gleichzeitig der Aufbau des Nebenabtriebs vereinfacht wird. Embodiments of a power distribution unit are characterized in that an inverter is arranged in front of the first output, which inverter provides an alternating voltage required for the auxiliary drive. A common alternating voltage can be provided via an inverter, whereby a standardized interface point to the power take-off and at the same time the structure of the power take-off is simplified.
Stromverteilereinheit gemäß Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass für den zweiten Ausgang und den zweiten Eingang separate Inverter vorgesehen sind. Am zweiten Ausgang sowie am zweiten Eingang werden in der Regel Wechsel spannungen abgegriffen beziehungsweise angelegt. Um hier einen gleichzeitigen Betrieb, deren Auslegung und/oder unterschiedliche Spannungen zu ermöglichen sind separate Inverter für den zweiten Ausgang und den zweiten Eingang vorgese hen. Power distribution unit according to embodiments are characterized in that separate inverters are provided for the second output and the second input. AC voltages are usually tapped or applied at the second output and the second input. In order to enable simultaneous operation, their design and / or different voltages, separate inverters are provided for the second output and the second input.
Die separaten Inverter können direkt mit dem Hochvoltverteiler verbunden sein oder es kann ein oder mehrere zweite Konverter zwischengeschalten sein. The separate inverters can be connected directly to the high-voltage distributor or one or more second converters can be interposed.
Weitere Ausführungsformen einer Stromverteilereinheit sind dadurch gekennzeich net, dass für den zweiten Ausgang und den zweiten Eingang ein gemeinsamer Inver ter vorgesehen ist. Da sowohl am zweiten Ausgang als auch am zweiten Eingang eine ortsübliche Netzspannung anliegt können beide Anschlüsse auch über einen gemeinsamen Inverter mit dem Hochvoltverteiler verbunden sein. Hierdurch wird die Anzahl der benötigten Komponenten verringert. Further embodiments of a power distribution unit are characterized in that a common inverter is provided for the second output and the second input. Since a local mains voltage is present both at the second output and at the second input, both connections can also be connected to the high-voltage distributor via a common inverter. This reduces the number of components required.
Bevorzugte Ausführungsformen hiervon sind dadurch gekennzeichnet, dass das der Inverter bidirektional ausgebildet ist. Um sowohl den zweiten Ausgang als auch den zweiten Eingang abbilden zu können ist der gemeinsame Inverter vorteilhafterweise bidirektional ausgeführt. Preferred embodiments thereof are characterized in that the inverter is designed to be bidirectional. In order to be able to map both the second output and the second input, the common inverter is advantageously designed to be bidirectional.
Stromverteilereinheiten gemäß Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer Inverter für den ersten Ausgang und den zweiten Ausgang vorgesehen ist. Am zweiten Ausgang liegt vorteilhafterweise die gleiche Wechsel spannung oder bei einer mehrphasigen Wechselspannung zumindest eine Teilphase hiervon an. Durch einen gemeinsamen Inverter für den ersten und zweiten Ausgang kann somit die Anzahl der Komponenten geringgehalten werden. Power distribution units according to embodiments are characterized in that a common inverter is provided for the first output and the second output. The same alternating voltage or, in the case of a polyphase alternating voltage, at least a partial phase thereof is advantageously present at the second output. A common inverter for the first and second output can therefore keep the number of components low.
Entsprechend den bereits genannten Au sf ü h ru n g sform en , bei denen der zweite Aus gang und der zweite Eingang einen gemeinsamen Inverter aufweisen, kann somit auch ein gemeinsamer Inverter für den ersten Ausgang, zweiten Ausgang und zwei ten Eingang vorgesehen sein. Corresponding to the embodiments already mentioned, in which the second output and the second input have a common inverter, a common inverter can also be provided for the first output, second output and second input.
Ausführungsformen einer Stromverteilereinheit sind dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Anschlüsse für den ersten Ausgang, den zweiten Ausgang und dem zweiten Eingang über einen Wechselschalter mit den weiteren Komponenten der Stromverteilereinheit verbunden sind. Insbesondere bei der Verwendung von gemeinsamen Komponenten in der Stromverteilereinheit werden die Anschlüsse al ternativ mit der gemeinsamen Komponente verbunden. Um einen Wechsel zwischen den einzelnen Anschlüssen zu erreichen, ist eine Wechselschaltung zwischen diesen und der gemeinsamen Komponente vorgesehen. Eine Betätigung der Wechselschal tung kann manuell oder auch über eine Steuerung, insbesondere über das Steuerge rät, erfolgen. Entsprechend kann auch eine Wechselschaltung vorgesehen sein, bei der zwischen dem ersten Ausgang, dem zweiten Ausgang und dem zweiten Eingang umgeschalten werden kann. Embodiments of a power distribution unit are characterized in that at least two of the connections for the first output, the second output and the second input are connected to the other components of the power distribution unit via a changeover switch. In particular when using common components in the power distribution unit, the connections are alternatively connected to the common component. In order to achieve a change between the individual connections, a changeover circuit is provided between these and the common component. The changeover circuit can be actuated manually or via a controller, in particular via the Steuerge advises. Correspondingly, a changeover circuit can also be provided in which it is possible to switch between the first output, the second output and the second input.
Stromverteilereinheiten gemäß Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass mehrere zweite Ausgänge vorgesehen sind. Für einen flexiblen Einsatz als Energiequelle können mehrere gleiche Anschlüsse vorgesehen sein, um zum Bei spiel mehrere Geräte anschließen zu können. Power distribution units according to embodiments are characterized in that a plurality of second outputs are provided. For flexible use as an energy source, several identical connections can be provided in order to be able to connect several devices, for example.
Vorteilhafterweise sind alternativ oder kumulativ mehrere unterschiedliche Anschlüs se vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsformen sind hierbei mit einem Steckan schluss für eine mehrphasige Wechselspannung sowie zumindest ein Steckan schluss für eine Teilphase der mehrphasigen Wechselspannung vorgesehen. A plurality of different connections are advantageously provided alternatively or cumulatively. Preferred embodiments are here provided with a plug connection for a polyphase alternating voltage and at least one plug connection for a partial phase of the polyphase alternating voltage.
Es ist ebenfalls möglich das Steckanschlüsse für Gleichstrom von einem im Strom verteiler vorgesehenen ersten oder eventuell zweiten Konvertern oder auch zusätzli chem dritten Konverter vorzusehen. Diese Steckanschlüsse für Gleichstrom können ebenso als Ladekontakte für mit Akkumulatoren betriebene Elektrogeräte ausgebildet sein. It is also possible to provide the plug-in connections for direct current from a first or possibly second converter provided in the current distributor, or also to provide additional third converters. These plug connections for direct current can also be designed as charging contacts for electrical devices operated with batteries.
Ausführungsformen einer Stromverteilereinheit sind dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ausgang und der zweite Eingang durch einen Anschluss ausgebildet sind. Um eine Ladung des Energiespeichers aus der ortsüblichen Netzspannung zu er möglichen kann der zweite Eingang oder bei mehreren einer der zweiten Eingänge mit einem ortsüblichen Steckanschluss ausgebildet sein. Da ein entsprechender Steckanschluss ebenfalls für elektrische Geräte verwendet wird, kann ein gemein samer Anschluss für den zweiten Ausgang und den zweiten Eingang vorgesehen werden. Über eine entsprechende Verschaltung und/oder einen optionalen Wechsel schalter, kann die Stromrichtung gesteuert beziehungsweise ausgewählt werden. Embodiments of a power distribution unit are characterized in that the second output and the second input are formed by a connection. In order to be able to charge the energy store from the local mains voltage, the second input or, in the case of a plurality of one of the second inputs, can be designed with a local plug connection. Since a corresponding plug connection is also used for electrical devices, a common connection can be provided for the second output and the second input. The current direction can be controlled or selected via an appropriate interconnection and / or an optional changeover switch.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Nutzfahrzeug mit einer Stromverteilereinheit gemäß einer beschriebenen Ausführungsform und einem Nebenabtrieb mit einer elektrischen Maschine. Indem ein erfindungsgemäßer Stromverteiler in einem Nutz fahrzeug vorgesehen ist, sind die erläuterten Vorteile erreichbar. Another aspect of the invention is a utility vehicle with a power distribution unit according to a described embodiment and a power take-off with an electrical machine. By providing a power distributor according to the invention in a utility vehicle, the advantages explained can be achieved.
Die Merkmale der Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert wer den. The features of the embodiments can be combined with one another as desired.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Gleiche oder ähnliche Elemente werden mit einheitlichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Figuren zeigen im Einzelnen: The invention is explained in more detail below with reference to figures. Identical or similar elements are denoted by uniform reference symbols. The figures show in detail:
Fig. 1 bis 8 zeigen jeweils ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel ei ner Stromverteilereinheit. 1 to 8 each show a schematically illustrated embodiment of a power distribution unit.
Fig. 9 zeigt einen schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel eines Nutz fahrzeugs mit einer Stromverteilereinheit. Fig. 9 shows a schematically illustrated embodiment of a utility vehicle with a power distribution unit.
Fig. 1 bis 8 ist gemein, dass die Stromverteilereinheit (1) schematisch dargestellt ist. An der Stromverteilereinheit (1) sind mehrere Anschlüsse vorgesehen, wobei jeweils ein erster und zweiter Eingang (E1 ; E2) sowie ein erster, zweiter und dritter Ausgang (A1 ; A2; A3) gezeigt sind. Am ersten Eingang (E1) ist ein Energiespeicher (2) dargestellt, welcher mit dem ers ten Eingang (E1) verbunden ist, wobei schematisch einzelne Leitungen für die bei den Pole gezeigt sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Energiespeicher (2) als Hochvoltbatterie beziehungsweise Hochvoltakkumulator dargestellt. 1 to 8 have in common that the power distribution unit (1) is shown schematically. Several connections are provided on the power distribution unit (1), a first and a second input (E1; E2) as well as a first, second and third output (A1; A2; A3) being shown. An energy store (2) is shown at the first input (E1), which is connected to the first input (E1), with individual lines for the poles being shown schematically. In the exemplary embodiment shown, the energy store (2) is shown as a high-voltage battery or high-voltage accumulator.
Der zweite Eingang (E2) ist dagegen als ein schematischer Anschluss dargestellt, welcher beispielsweise als mehrpoliger Steckkontakt für ortsübliche oder gerätespe zifische elektrische Steckverbindung ausgebildet ist. Über den zweiten Eingang (E2) ist die Stromverteilereinheit (1) mit einer externen Stromquelle verbindbar, um bei spielsweise den Energiespeicher (2) zu laden und/oder bei stationären Anwendun gen die Stromversorgung des Nutzfahrzeugs bereitzustellen. The second input (E2), on the other hand, is shown as a schematic connection which is designed, for example, as a multi-pole plug contact for a local or device-specific electrical plug connection. The power distribution unit (1) can be connected to an external power source via the second input (E2), for example to charge the energy store (2) and / or to provide the utility vehicle with power for stationary applications.
Am ersten Ausgang (A1) der Stromverteilereinheit (1) ist zumindest eine elektrische Maschine (3) eines Nebenabtriebs vorgesehen. At least one electrical machine (3) of a power take-off is provided at the first output (A1) of the power distribution unit (1).
Der zweite Ausgang (A2) für einen externen Stromabnehmer analog zum zweiten Eingang (E2) als ein schematischer Anschluss dargestellt. The second output (A2) for an external current collector, analogous to the second input (E2), is shown as a schematic connection.
Am dritten Ausgang (A3) ist ein Bordnetz-Verteiler (4) dargestellt, mit welche eine Stromversorgung des Bordnetzes des Nutzfahrzeugs bereitgestellt wird. At the third output (A3) an on-board network distributor (4) is shown, with which a power supply of the on-board network of the commercial vehicle is provided.
Weiter ist den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 8 gemeinsam, dass die Stromverteilereinheit (1) ein Steuergerät (5) umfasst, mit welchem zumindest einzel ne Komponenten überwacht und/oder gesteuert beziehungsweise geregelt werden können. Beispielsweise können Parameter, wie Temperatur, Stromstärke, Spannung, Anschlussnutzung und dergleichen erfasst werden sowie Komponenten zu- oder ab geschalten oder deren Leistung gesteuert werden. The exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 8 also have in common that the power distribution unit (1) comprises a control device (5) with which at least individual components can be monitored and / or controlled or regulated. For example, parameters such as temperature, current intensity, voltage, connection usage and the like can be recorded and components can be switched on or off or their performance can be controlled.
Die Stromverteilereinheit (1) weist weiter einen mit dem ersten Eingang (E1) verbun denen Hochvoltverteiler (6) auf, welcher mit weiteren Komponenten der Stromvertei lereinheit (1) verbunden ist. Über den Hochvoltverteiler (6) wird die vom Energiespei cher (2) anliegende Gleichspannung selektiv und/oder gleichzeitig an weitere Kom ponenten der Stromverteilereinheit (1) angelegt. The power distribution unit (1) also has a high-voltage distributor (6) connected to the first input (E1), which is connected to other components of the power distribution unit (1). The DC voltage from the energy storage device (2) is applied selectively and / or simultaneously to other components of the power distribution unit (1) via the high-voltage distributor (6).
Zwischen dem Hochvoltverteiler (6) und dem dritten Ausgang (A3) ist ein erster Kon verter (K1) vorgesehen, mit welchem eine über den Hochvoltverteiler (6) anliegende Spannung des Energiespeichers (2) auf eine für das Bordnetz benötigte Gleichspan nung transformiert wird. Energiespeicher (2) in Form einer Hochvoltbatterie weisen je nach Ausführung eine Spannung zwischen 60V und 800V, wohingegen ein Bordnetz eines Fahrzeugs in der Regel mit 12V oder 24V betrieben wird. A first converter (K1) is provided between the high-voltage distributor (6) and the third output (A3), with which a voltage from the energy store (2) applied via the high-voltage distributor (6) is transformed to a DC voltage required for the vehicle electrical system. Energy storage (2) in the form of a high-voltage battery each have after execution a voltage between 60V and 800V, whereas an on-board network of a vehicle is usually operated with 12V or 24V.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel umfasst einen Inverter (11) welcher zwischen den Hochvoltverteiler (6) und dem zweiten Ausgang (A2) angeordnet ist. Durch den Inverter (11) wird die vom Hochvoltverteiler (6) beziehungsweise dem Energiespeicher (2) bereitgestellte Gleichspannung in eine für einen externer Ver braucher benötigte Wechselspannung gewandelt. The exemplary embodiment shown in FIG. 1 comprises an inverter (11) which is arranged between the high-voltage distributor (6) and the second output (A2). The inverter (11) converts the DC voltage provided by the high-voltage distributor (6) or the energy store (2) into an AC voltage required for an external consumer.
Ebenfalls ist ein weiterer Inverter (11.1) vorgesehen, welcher zwischen dem Hoch voltverteiler (6) und dem zweiten Eingang (E2) angeordnet ist. Durch den weiteren Inverter (11.1) wird entsprechend die über den zweiten Eingang (E2) optional zuführ- bare Wechselspannung in eine Gleichspannung transformiert und dem Hochvoltver teiler (6) zugeführt. Der zu geführte Strom kann zum Laden des Energiespeichers (2) verwendet werden und/oder direkt an weitere Komponenten der Stromverteilereinheit (1) weitergeführt werden. Another inverter (11.1) is also provided, which is arranged between the high-voltage distributor (6) and the second input (E2). The alternating voltage, which can optionally be supplied via the second input (E2), is accordingly transformed into a direct voltage by the further inverter (11.1) and fed to the high-voltage distributor (6). The current that is supplied can be used to charge the energy store (2) and / or passed on directly to other components of the power distribution unit (1).
Bei dem im Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein separater Inverter (I3) vorgesehen, welcher zwischen dem ersten Ausgang (A1) und einer elektrischen Ma schine (3) des Nebenabtriebs angeordnet ist. Mit diesem separaten Inverter (I3) wird die von der Stromverteilereinheit (1) bereitstellte Spannung für eine für die elektri sche Maschine (3) geeignete Wechselspannung gewandelt. Indem ein separater, der elektrischen Maschine zugeordneter Inverter (I3) vorgesehen wird, kann eine einheit liche Stromverteilereinheit (1) für Nebenabtriebe mit unterschiedlichen elektrischen Maschinen verwendet werden, was insbesondere für Nutzfahrzeuge auf Plattform - Basis mit unterschiedlichen Aufbauten vorteilhaft ist. In the embodiment shown in Fig. 1, a separate inverter (I3) is provided, which is arranged between the first output (A1) and an electrical Ma machine (3) of the power take-off. With this separate inverter (I3), the voltage provided by the power distribution unit (1) is converted into an alternating voltage suitable for the electrical machine (3). By providing a separate inverter (I3) assigned to the electrical machine, a uniform power distribution unit (1) can be used for power take-offs with different electrical machines, which is particularly advantageous for platform-based commercial vehicles with different structures.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ist weitestgehend gleich, wie das in Fig. 1 dargestellte Beispiel ausgeführt, weshalb auf die obige Beschreibung verwie sen wird. Lediglich der dem zweiten Ausgang (A2) zugeordnete Inverter (11) und der dem zweiten Eingang (E2) zugeordnete weitere Inverter (11.1) sind durch einen ge meinsamen bidirektionalen Inverter (I2) ersetzt. Hierdurch kann die Anzahl der Kom ponenten reduziert werden. Abhängig von der Bauart des bidirektionalen Inverters (I2) können der zweite Eingang (E2) und der zweite Ausgang (A2) gleichzeitig oder nur alternativ verwendet werden. Insbesondere wenn kein gleichzeitiger Betrieb des zweiten Eingangs (E2) und Ausgangs (A2) vorgesehen ist, können gegebenenfalls die beiden Anschlüsse durch einen einzigen Steckkontakt gebildet werden und es erfolgt eine automatische oder nutzerbestimmte Umschaltung zwischen Eingang und Ausgang. The embodiment shown in Fig. 2 is largely the same as the example shown in Fig. 1 carried out, which is why it is referred to the above description. Only the inverter (11) assigned to the second output (A2) and the further inverter (11.1) assigned to the second input (E2) are replaced by a common bidirectional inverter (I2). This allows the number of components to be reduced. Depending on the design of the bidirectional inverter (I2), the second input (E2) and the second output (A2) can be used simultaneously or only alternatively. In particular, if simultaneous operation of the second input (E2) and output (A2) is not provided, the two connections can optionally be formed by a single plug contact and there is an automatic or user-defined switchover between input and output.
Fig. 3 weist grundsätzlich einen gleichen Aufbau wie Fig. 2 auf, wobei zusätzlich zwi schen einem bidirektionalen Inverter (I2) und einen zweiten Eingang (E2) und zwei ten Ausgang (A2) ein Wechselschalter (7) angeordnet ist. Durch den Wechselschal ter (7) kann entweder eine elektrische Verbindung zwischen dem bidirektionalen In verter (I2) und dem zweiten Eingang (E2) oder dem zweiten Ausgang (A2) hergestellt werden. Über den Wechselschalter (7) kann entweder direkt oder über das Steuerge rät (5) die Arbeitsrichtung des bidirektionalen Inverters (I2) festgelegt werden. Alter nativ kann der Wechselschalter (7) auch über das Steuergerät aufgrund von Mess werten, beispielsweise an den Anschlüssen anliegender Spannung oder dergleichen, geschalten werden. Fig. 3 basically has the same structure as Fig. 2, in addition, a changeover switch (7) is arranged between a bidirectional inverter (I2) and a second input (E2) and two th output (A2). The changeover switch (7) can either be used to establish an electrical connection between the bidirectional inverter (I2) and the second input (E2) or the second output (A2). The direction of operation of the bidirectional inverter (I2) can be set either directly or via the control unit (5) using the toggle switch (7). Alternatively, the changeover switch (7) can also be switched via the control device on the basis of measured values, for example voltage applied to the connections or the like.
In Fig. 4 ist zwischen dem ersten Ausgang (A1 ) und dem Hochvoltverteiler (6) ein zweiter Konverter (K2) vorgesehen, welcher die über den Hochvoltverteiler (6) bezie hungsweise den Energiespeicher (2) Gleichspannung auf einen andere für den Ne benabtrieb benötigte Gleichspannung transformiert. Hierbei ist vorteilhaft, dass ge gebenenfalls einheitliche Nebenabtriebe für unterschiedliche Fahrzeuge, mit unter schiedlichen Energiespeichern (2), verwendet werden können. In Fig. 4 a second converter (K2) is provided between the first output (A1) and the high-voltage distributor (6), which benabtrieb the over the high-voltage distributor (6) or rather the energy store (2) required DC voltage to another for the Ne DC voltage transformed. It is advantageous here that, if necessary, uniform power take-offs can be used for different vehicles with different energy stores (2).
Weiter ist in Fig. 4 der Inverter (11 ) für den zweiten Ausgang (A2) ebenfalls nicht di rekt sondern über den zweiten Konverter (K2) mit dem Hochvoltverteiler (6) verbun den. Alternativ kann der Inverter (11 ) auch direkt mit dem Hochvoltverteiler (6) ver bunden sein. Next, in Fig. 4, the inverter (11) for the second output (A2) is also not directly but verbun via the second converter (K2) to the high-voltage distributor (6). Alternatively, the inverter (11) can also be connected directly to the high-voltage distributor (6).
Der weitere Inverter (11.1 ) in Fig. 4 ist hingegen direkt mit dem Hochvoltverteiler (6) verbunden. Hier ist gegebenenfalls auch möglich, alternativ den weiteren Inverter (11.1 ) ebenfalls über den zweiten Konverter (K2) mit dem Hochvoltverteiler (6) zu verbinden. The further inverter (11.1) in FIG. 4, on the other hand, is connected directly to the high-voltage distributor (6). It is also possible here to use the additional inverter as an alternative (11.1) must also be connected to the high-voltage distributor (6) via the second converter (K2).
Fig. 5 ist analog zu Fig. 4 aufgebaut, wobei der Inverter (11 ) und der weitere InverterFIG. 5 is constructed analogously to FIG. 4, the inverter (11) and the further inverter
(11.1 ), wie z.B. auch im in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, durch einen ge meinsamen bidirektionalen Inverter (I2) ersetzt sind, wodurch die Anzahl der Kompo nenten verringert ist. Der zweite Konverter (K2) muss entsprechend ebenfalls bidirek tional nutzbar sein. (11.1), as for example also in the embodiment shown in Fig. 2, are replaced by a common bidirectional inverter (I2), whereby the number of components is reduced. The second converter (K2) must accordingly also be usable bidirectionally.
Alternativ kann auch in diesem Ausführungsbeispiel der bidirektionale Inverter (I2) alternativ direkt mit dem Hochvoltverteiler (6) verbunden sein, abhängig von der Aus gangsspannung des zweiten Konverters (K2) und dem verwendeten Inverter (11 ; 11.1 ;Alternatively, in this exemplary embodiment, the bidirectional inverter (I2) can alternatively be connected directly to the high-voltage distributor (6), depending on the output voltage of the second converter (K2) and the inverter (11; 11.1;
I2). I2).
Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist abweichend zu den bisherigen Ausführungsbeispielen kein separater Inverter (I3) vorgesehen. Es ist ein Inverter (11 ) vorgesehen, dessen Ausgangsseite mit einem Wechselschalter (7) verbunden ist. Über den Wechselschalter (7) ist der Inverter (11 ) entsprechend mit dem ersten Aus gang (A1 ) und damit dem Nebenabtrieb beziehungsweise dessen elektrischer Ma schine (3) oder mit dem zweiten Ausgang (A2) verbindbar. Der weitere Aufbau ist analog zu beispielsweise Fig. 1 oder Fig. 4. In the exemplary embodiment shown in FIG. 6, in contrast to the previous exemplary embodiments, no separate inverter (I3) is provided. An inverter (11) is provided, the output side of which is connected to a changeover switch (7). Via the changeover switch (7), the inverter (11) can be connected to the first output (A1) and thus the power take-off or its electrical machine (3) or to the second output (A2). The further structure is analogous to, for example, FIG. 1 or FIG. 4.
Somit kann der Nebenabtrieb von der Stromverteilereinheit (1 ) direkt mit einer für die elektrische Maschine (3) benötigten Wechselspannung versorgt werden, was ent sprechend die Komponenten und Bauraum im Nebenabtrieb reduziert. Thus, the power take-off can be supplied directly from the power distribution unit (1) with an alternating voltage required for the electric machine (3), which accordingly reduces the components and installation space in the power take-off.
In Fig. 7 ist gegenüber Fig. 6 wieder ein bidirektionaler Inverter (I2) vorgesehen, wel cher sowohl den Inverter (11 ) als auch den weiteren Inverter (11.1 ) ersetzt. Über den Wechselschalter (7) kann entsprechend eine Verbindung mit dem ersten Ausgang (A1 ), dem zweiten Ausgang (A3) oder dem zweiten Eingang (E2) hergestellt werden. In Fig. 7, compared to FIG. 6, a bidirectional inverter (I2) is again provided, which replaces both the inverter (11) and the further inverter (11.1). A connection to the first output (A1), the second output (A3) or the second input (E2) can be established via the changeover switch (7).
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 8 entspricht der Fig. 7, wobei der Wechselschalter (7) durch eine Auswahleinheit (8) ersetzt wurde. Mit der Auswahleinheit (8) kann eine Verbindung des bidirektionalen Inverters (I2) beliebig mit den verschiedenen An- Schlüssen (A1 ; A2; E2) hergestellt werden, wobei auch gleichzeitige Verbindungen möglich sind. The embodiment of FIG. 8 corresponds to FIG. 7, the changeover switch (7) being replaced by a selection unit (8). The selection unit (8) can be used to connect the bidirectional inverter (I2) to any of the various Connections (A1; A2; E2) can be established, whereby simultaneous connections are also possible.
Die Auswahleinheit (8) kann hierbei als eine bedarfsgesteuerte Zuschaltung ausge führt sein oder auch als ein Unterbrecher oder Sicherung zum Trennen der Verbin dung nicht benötigter Anschlüsse beziehungsweise fehlerhafter Anschlüsse. The selection unit (8) can be designed as a demand-controlled connection or as an interrupter or fuse for disconnecting the connection of unneeded connections or faulty connections.
Selbstverständlich können auch bei den anderen Ausführungsbeispielen anstatt ei nes Wechselschalters (7) eine Auswahleinheit (8), wie in Fig. 8 vorgesehen sein. Of course, in the other exemplary embodiments, instead of a changeover switch (7), a selection unit (8), as in FIG. 8, can be provided.
In Fig. 9 ist beispielhaft ein Nutzfahrzeug, in diesem Beispiel als Sattelschlepper, ge zeigt, an den ein Auflieger mit einem Nebenantrieb, im Beispiel für eine Kipper ange hängt ist. In Fig. 9 is an example of a utility vehicle, in this example as a semi-trailer truck, ge shows to which a trailer with a power take-off, in the example for a tipper is attached.
Schematisch ist am Nutzfahrzeug eine Stromverteilereinheit (1) sowie ein Energie speicher (2) vorgesehen, welche über eine Energieleitung elektrisch miteinander ver bunden sind. Schematically, a power distribution unit (1) and an energy storage device (2) are provided on the utility vehicle, which are electrically connected to one another via a power line.
Am Auflieger ist ein Nebenabtrieb mit einer elektrischen Maschine (3), hier beispiels weise für eine Hydraulikpumpe, vorgesehen. Der Nebenabtrieb ist mit der Stromver teilereinheit (1 ) ebenfalls mit einer Energieleitung elektrisch leitend verbunden. Vor zugsweise ist die Energieleitung als mit dem Nebenabtrieb verbundenes Kabel mit Stecker ausgebildet, welches mit einem als entsprechenden Gegenstück ausgebilde ten ersten Ausgang (A1) verbunden wird. A power take-off with an electric machine (3), here for example for a hydraulic pump, is provided on the trailer. The power take-off is also connected to the Stromver divider unit (1) with an electrically conductive power line. Preferably, the power line is designed as a cable connected to the power take-off with a plug, which is connected to a first output (A1) designed as a corresponding counterpart.
Zusätzlich ist beispielhaft ebenfalls eine Datenleitung zwischen Nebenabtrieb und Stromverteilereinheit vorgesehen, um einen Informationsfluss zu ermöglichen. Über die Datenleitung können beispielsweise Sensordaten und/oder Steuerbefehle über tragen werden. In addition, a data line is also provided, for example, between the power take-off and the power distribution unit in order to enable a flow of information. For example, sensor data and / or control commands can be transmitted via the data line.
Neben dem dargestellten Beispiel eines Kipp-Aufliegers sind selbstverständlich auch andere Aufbauten möglich. Ebenso ist die Erfindung nicht auf Sattelschlepper einge schränkt, sondern es sind jegliche Fahrzeuge, wie Lastkraftwägen, mobile Kräne, Baumaschine und sonstige Nutzfahrzeuge umfasst. Weiter können auch mehrere Anschlüsse, auch unterschiedliche Anschlüsse, für bei spielsweise den zweiten Ausgang vorgesehen werden, wie Steckdosen mit unter schiedlicher Anzahl an Phasen beziehungsweise Spannungen, vorzugsweise ent sprechend der lokal üblichen Netzspannungen. Für Europa beispielsweise ein Dreh stromstecker beziehungsweise Drehstromsteckdose mit 3-Phasen und 400V sowie ein oder mehr Netzsteckdosen mit 230V der Einzelphasen. Für andere Regionen entsprechend abweichend, wie einphasig 120V und zweiphasig 240V für Amerika oder für China 127V / 220V beziehungsweise 220V / 380V. Ebenfalls entspricht die Frequenz der Frequenz der lokalen Netzspannung, üblicherweise 50Hz oder 60Hz. In addition to the example shown of a tipping trailer, other structures are of course also possible. Likewise, the invention is not restricted to semi-trailers, but any vehicles such as trucks, mobile cranes, construction machines and other commercial vehicles are included. In addition, several connections, including different connections, can be provided for the second output, for example, such as sockets with different numbers of phases or voltages, preferably corresponding to the local mains voltages. For Europe, for example, a three-phase plug or three-phase socket with 3-phase and 400V as well as one or more mains sockets with 230V of the individual phases. Different for other regions, such as single-phase 120V and two-phase 240V for America or 127V / 220V or 220V / 380V for China. The frequency also corresponds to the frequency of the local mains voltage, usually 50Hz or 60Hz.
Die Erfindung ist weiter auch nicht auf die beschriebenen Ausführungen einge schränkt. Es können wie oben ausgeführt, auch nur einzelne vorteilhafte Merkmale vorgesehen und miteinander kombiniert werden. The invention is also not limited to the embodiments described. As stated above, only individual advantageous features can also be provided and combined with one another.
Bezuqszeichen Reference symbol
1 Stromverteilereinheit 1 power distribution unit
2 Energiespeicher 2 energy storage
3 elektrische Maschine (Nebenabtrieb)3 electric machine (power take-off)
4 Bordnetz-Verteiler 4 on-board network distributors
5 Steuergerät 5 control unit
6 Hochvoltverteiler 6 high-voltage distributors
7 Wechselschalter 7 changeover switches
8 Auswahleinheit 8 selection unit
E1 erster Eingang E1 first entrance
E2 zweiter Eingang E2 second entrance
A1 erster Ausgang A1 first exit
A2 zweiter Ausgang A2 second output
A3 dritter Ausgang A3 third exit
11 Inverter 11 inverter
11.1 weiterer Inverter 11.1 further inverter
12 Inverter (bidirektional) 12 inverters (bidirectional)
13 Inverter (separat) 13 inverter (separate)
K1 erster Konverter K1 first converter
K2 zweiter Konverter K2 second converter

Claims

Patentansprüche Claims
1. Stromverteilereinheit (1 ) für ein Nutzfahrzeug mit mindestens einem Nebenab trieb mit einer elektrischen Maschine (3), aufweisend 1. Power distribution unit (1) for a commercial vehicle with at least one Nebenab driven with an electrical machine (3), having
• einen ersten Eingang (E1) zur Verbindung mit einem Energiespeicher (2) des Nutzfahrzeugs, welcher eine Gleichspannung bereitstellt, • a first input (E1) for connection to an energy store (2) of the commercial vehicle, which provides a direct voltage,
• einen zweiten Eingang (E2) für den Anschluss an eine externe Stromquelle,• a second input (E2) for connection to an external power source,
• einen ersten Ausgang (A1) zur Verbindung mit dem Nebenabtrieb, • a first output (A1) for connection to the power take-off,
• einen zweiten Ausgang (A2) zur Verbindung mit einem externen Stromab nehmer, • a second output (A2) for connection to an external pantograph,
• und einen dritten Ausgang (A3) zur Verbindung mit einem Niederspannungs- Bordnetz, • and a third output (A3) for connection to a low-voltage vehicle electrical system,
• einen Hochvoltverteiler (6), welcher mit dem ersten Eingang (E1) verbunden ist und die Verbindung zwischen dem Energiespeicher (2) und den weiteren Komponenten der Stromverteilereinheit (1) bildet, • a high-voltage distributor (6), which is connected to the first input (E1) and forms the connection between the energy store (2) and the other components of the power distribution unit (1),
• ein Steuergerät (5), welches zumindest den Hochvoltverteiler (6) überwacht und Komponenten der Stromverteilereinheit (1) steuern kann, • a control device (5) which monitors at least the high-voltage distributor (6) and can control components of the power distribution unit (1),
• zumindest einem Inverter (11 ; 11.1 ; I2), welcher im Strompfad zwischen dem Hochvoltverteiler (6) und zumindest einem der Anschlüsse für dem ersten Ausgang (A1), den zweiten Ausgang (A2) oder dem zweiten Eingang (E2) angeordnet ist, • at least one inverter (11; 11.1; I2) which is arranged in the current path between the high-voltage distributor (6) and at least one of the connections for the first output (A1), the second output (A2) or the second input (E2),
• einen ersten Konverter (K1), welcher zwischen dem Hochvoltverteiler (6) und dem dritten Ausgang (A3) angeordnet ist und eine vom Hochvoltverteiler (6) bereitgestellte Gleichspannung auf eine niedrigere Gleichspannung wandelt. • a first converter (K1), which is arranged between the high-voltage distributor (6) and the third output (A3) and converts a DC voltage provided by the high-voltage distributor (6) to a lower DC voltage.
2. Stromverteilereinheit (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Hochvoltverteiler (6) direkt mit dem ersten Ausgang (A1) verbunden ist. 2. Power distribution unit (1) according to claim 1, characterized in that the high-voltage distributor (6) is connected directly to the first output (A1).
3. Stromverteilereinheit (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwi schen dem Hochvoltverteiler (6) und dem ersten Ausgang (A1) ein zweiter Kon verter (K2) angeordnet ist. 3. Power distribution unit (1) according to claim 1, characterized in that between tween the high-voltage distributor (6) and the first output (A1), a second Kon verter (K2) is arranged.
4. Stromverteilereinheit (1) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem ersten Ausgang (A1 ) ein Inverter (11 ; I2) angeordnet ist, welcher eine für den Nebenabtrieb erforderliche Wechselspannung bereitstellt. 4. Power distribution unit (1) according to claim 1 or 3, characterized in that an inverter (11; I2) is arranged in front of the first output (A1), which inverter provides an alternating voltage required for the power take-off.
5. Stromverteilereinheit (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den zweiten Ausgang (A2) und den zweiten Eingang (E2) separate Inverter (11 ; 11.1) vorgesehen sind. 5. Power distribution unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that separate inverters (11; 11.1) are provided for the second output (A2) and the second input (E2).
6. Stromverteilereinheit (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass für den zweiten Ausgang (A2) und den zweiten Eingang (E2) ein gemeinsamer Inverter (11 ; 11.1 ; I2) vorgesehen ist. 6. Power distribution unit (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that a common inverter (11; 11.1; I2) is provided for the second output (A2) and the second input (E2).
7. Stromverteilereinheit (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das der Inverter (I2) bidirektional ausgebildet ist. 7. Power distribution unit (1) according to claim 6, characterized in that the inverter (I2) is bidirectional.
8. Stromverteilereinheit (1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer Inverter (11 ; I2) für den ersten Ausgang (A1) und den zweiten Ausgang (A2) vorgesehen ist. 8. Power distribution unit (1) according to one of claims 1 or 3 to 7, characterized in that a common inverter (11; I2) is provided for the first output (A1) and the second output (A2).
9. Stromverteilereinheit (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Anschlüsse für den ersten Ausgang (A1), den zweiten Ausgang (A2) und dem zweiten Eingang (E2) über einen Wechselschalter (7) mit den weiteren Komponenten der Stromverteilereinheit (1) verbunden sind. 9. Power distribution unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least two of the connections for the first output (A1), the second output (A2) and the second input (E2) via a changeover switch (7) with the other Components of the power distribution unit (1) are connected.
10. Stromverteilereinheit (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere zweite Ausgänge (A2) vorgesehen sind. 10. Power distribution unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of second outputs (A2) are provided.
11. Stromverteilereinheit (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ausgang (A2) und der zweite Eingang (E2) durch einen Anschluss ausgebildet sind. 11. Power distribution unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second output (A2) and the second input (E2) are formed by a connection.
12. Nutzfahrzeug mit einer Stromverteilereinheit (1 ) nach einem der vorangegange nen Ansprüche und einem Nebenabtrieb mit einer elektrischen Maschine (3). 12. Commercial vehicle with a power distribution unit (1) according to one of the preceding claims and a power take-off with an electric machine (3).
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022208225A1 (en) * 2022-08-08 2024-02-08 Volkswagen Aktiengesellschaft AC power network, socket and method for power distribution
DE102022208224A1 (en) 2022-08-08 2024-02-08 Volkswagen Aktiengesellschaft AC power network and method for power distribution
AT526447A1 (en) * 2022-09-08 2024-03-15 Avl List Gmbh Power distribution device and power distribution system for an electrically powered vehicle
DE102022127961A1 (en) 2022-10-21 2024-05-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Robust power distribution device with several fuses and motor vehicle equipped with it
DE102022211845A1 (en) 2022-11-09 2024-05-16 Zf Friedrichshafen Ag Electrical device for a vehicle and vehicle with electrical device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7057376B2 (en) 2004-01-14 2006-06-06 Vanner, Inc. Power management system for vehicles
US8138624B2 (en) 2008-06-23 2012-03-20 Ming-Hsiang Yeh Conversion device for automobile
US9689598B2 (en) 2009-03-10 2017-06-27 Thermo King Corporation Systems and methods of powering a refrigeration unit of a hybrid vehicle
DE102010003509A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 Zf Friedrichshafen Ag Power supply device and unit
EP2639099A4 (en) * 2010-11-10 2014-08-13 Toyota Motor Co Ltd Electric vehicle power supply system, control method thereof, and electric vehicle
DE102011075927A1 (en) 2011-05-16 2012-11-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Multifunctional power converter circuit for switching switching-network into different switching states during e.g. charging high-volt battery in electric car, has inductor connected to terminal for providing voltage to another terminal
US10882407B2 (en) 2018-06-21 2021-01-05 Bae Systems Controls Inc. Low engine speed electric accessory load regulation on moving vehicles
US11104234B2 (en) * 2018-07-12 2021-08-31 Eaton Intelligent Power Limited Power architecture for a vehicle such as an off-highway vehicle

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