WO2011003750A1 - Verfahren zum betreiben eines elektrisch angetriebenen fahrzeuges - Google Patents

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Serkan ÖZTÜRK
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Raimund Ellinger
Evgeny Korsunsky
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating an electrically driven vehicle having at least one connected to an electrical energy storage electric drive motor and a particular Range Extender forming internal combustion engine, which is mechanically connected to at least one electric generator, wherein in an electric braking operation, the braking energy the regeneratively driven drive motor is at least partially recuperated.
  • the braking energy In braking mode, the braking energy is usually recuperated by the electric drive motor and used to charge the electrical energy storage. During longer downhill runs, however, the recuperation capacity of the electrical energy store is limited. If the energy can not be used to charge the energy storage, so an additional electrical load, such as resistors, heater or the like is switched on to electrically load the drive motor.
  • US Pat. No. 6,989,644 B discloses a regenerative braking system for an electric vehicle, wherein a portion of the recuperated electrical energy is used to operate an air conditioning system.
  • the object of the invention is to enable a safe continuous braking operation in an electrically operated vehicle.
  • this is achieved in that in electric braking operation, preferably in a continuous braking operation with fully charged electrical energy storage, electric generator is driven by motor recuperated by the regenerative electric drive motor electric energy, wherein the internal combustion engine is towed by the electric generator.
  • the vehicle can be operated even with full electrical energy storage with a wear-resistant permanent braking device.
  • the occurring charge exchange and friction losses serve as energy sink.
  • the motor-driven generator is directly supplied with electrical energy recuperated by the drive motor. Particularly high braking performance can be achieved if the internal combustion engine is operated unfired in braking mode.
  • the figure shows schematically an electrically driven vehicle 1 with an electric drive motor 2 and a so-called range extender designed as internal combustion engine 3, which is mechanically connected to an electric generator 4.
  • Both drive motor 2 and generator 4 are connected to an electrical energy store 5 and to at least one control unit CPU, which controls the currents between drive motor 2, generator 4 and energy store 5.
  • the drive motor 2 In electric braking operation, the drive motor 2 is operated as a generator and thus generates electrical energy which can be used to charge the energy storage device 5. If this is fully charged, then another electrical braking operation is possible only by connecting another electrical additional load.
  • the generator 4 which is mechanically coupled to the internal combustion engine 3, is used by a motor to tow the unfired internal combustion engine 3. This eliminates the need to turn on additional electrical loads such as heater resistors or air conditioning.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges (1) mit zumindest einem mit einem elektrischen Energiespeicher (5) verbundenen elektrischen Antriebsmotor (2) und einer insbesondere einen Range Extender bildenden Brennkraftmaschine (3), welche mit zumindest einem elektrischen Generator (4) mechanisch verbunden ist, wobei in einem elektrischen Bremsbetrieb die Bremsenergie durch den generatorisch betriebenen Antriebsmotor (2) zumindest teilweise rekuperiert wird. Um bei einem elektrisch betriebenen Fahrzeug einen sicheren Dauerbremsbetrieb zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass im elektrischen Bremsbetrieb, vorzugsweise in einem Dauerbremsbetrieb bei voll geladenem elektrischen Energiespeicher (5), der elektrische Generator (3) motorisch mit der durch den generatorisch betriebenen elektrischen Antriebsmotor (2) rekuperierten elektrischen Energie betrieben wird, wobei die Brennkraftmaschine (3) durch den elektrischen Generator (4) geschleppt wird.

Description

Verfahren zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges mit zumindest einem mit einem elektrischen Energiespeicher verbundenen elektrischen Antriebsmotor und einer insbesondere einen Range Ex- tender bildenden Brennkraftmaschine, welche mit zumindest einem elektrischen Generator mechanisch verbunden ist, wobei in einem elektrischen Bremsbetrieb die Bremsenergie durch den generatorisch betriebenen Antriebsmotor zumindest teilweise rekuperiert wird.
Im Bremsbetrieb wird üblicherweise die Bremsenergie durch den elektrischen Antriebsmotor rekuperiert und zur Aufladung des elektrischen Energiespeichers verwendet. Während längeren Bergabfahrten ist allerdings die Rekuperationsfä- higkeit des elektrischen Energiespeichers begrenzt. Wenn die Energie nicht zur Ladung des Energiespeichers verwendet werden kann, so wird eine elektrische Zusatzlast, beispielsweise Widerstände, Heizeinrichtung oder dergleichen zugeschaltet, um den Antriebsmotor elektrisch zu belasten.
Aus der US 6 989 644 B ist ein regeneratives Bremssystem für ein Elektrofahr- zeug bekannt, wobei ein Teil der rekuperierten elektrischen Energie zum Betreiben einer Klimaanlage verwendet wird.
Eine zusätzliche Kühlung oder Heizung ist im Dauerbremsbetrieb allerdings nicht immer erwünscht.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem elektrisch betriebenen Fahrzeug einen sicheren Dauerbremsbetrieb zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass im elektrischen Bremsbetrieb, vorzugsweise in einem Dauerbremsbetrieb bei voll geladenem elektrischen Energiespeicher, elektrische Generator motorisch mit der durch den generatorisch betriebenen elektrischen Antriebsmotor rekuperierten elektrischen Energie betrieben wird, wobei die Brennkraftmaschine durch den elektrischen Generator geschleppt wird.
Dadurch kann das Fahrzeug auch bei vollem elektrischen Energiespeicher mit einer verschleißfreien Dauerbremseinrichtung betrieben werden. Die auftretenden Ladungswechsel- und Reibungsverluste dienen als Energiesenke. Der motorisch betriebene Generators wird direkt mit vom Antriebsmotor rekuperierter elektrischer Energie versorgt. Besonders hohe Bremsleistungen lassen sich erzielen, wenn die Brennkraftmaschine im Bremsbetrieb ungefeuert betrieben wird.
Die Erfindung wird anhand einer schematischen Darstellung näher erläutert.
Die Fig. zeigt schematisch ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug 1 mit einem elektrischen Antriebsmotor 2 und einer als sogenannter Range Extender ausgebildeten Brennkraftmaschine 3, welche mechanisch mit einem elektrischen Generator 4 verbunden ist. Sowohl Antriebsmotor 2, als auch Generator 4 sind mit einem elektrischen Energiespeicher 5 und mit zumindest einer Steuereinheit CPU verbunden, welche die Ströme zwischen Antriebsmotor 2, Generator 4 und Energiespeicher 5 steuert.
Im elektrischen Bremsbetrieb wird der Antriebsmotor 2 generatorisch betrieben und erzeugt somit elektrische Energie, welche zur Aufladung des Energiespeichers 5 verwendet werden kann. Ist dieser voll geladen, so ist ein weiterer elektrischer Bremsbetrieb nur durch Zuschalten einer anderen elektrischen Zusatzlast möglich.
Im vorliegenden Fall wird während des elektrischen Bremsbetriebes der mechanisch mit der Brennkraftmaschine 3 gekoppelte Generator 4 motorisch verwendet, um die ungefeuerte Brennkraftmaschine 3 zu schleppen. Dadurch ist es nicht erforderlich, zusätzliche elektrische Lasten wie Heizungswiderstände oder eine Klimaanlage einzuschalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges (1) mit zumindest einem mit einem elektrischen Energiespeicher (5) verbundenen elektrischen Antriebsmotor (2) und einer insbesondere einen Range Exten- der bildenden Brennkraftmaschine (3), welche mit zumindest einem elektrischen Generator (4) mechanisch verbunden ist, wobei in einem elektrischen Bremsbetrieb die Bremsenergie durch den generatorisch betriebenen Antriebsmotor (2) zumindest teilweise rekuperiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass im elektrischen Bremsbetrieb, vorzugsweise in einem Dauerbremsbetrieb bei voll geladenem elektrischen Energiespeicher (5), der elektrische Generator (3) motorisch mit der durch den generatorisch betriebenen elektrischen Antriebsmotor (2) rekuperierten elektrischen Energie betrieben wird, wobei die Brennkraftmaschine (3) durch den elektrischen Generator (4) geschleppt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (3) im Bremsbetrieb ungefeuert betrieben wird.
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