WO2016096397A1 - Schienenfahrzeug mit akkumulatormodulen - Google Patents

Schienenfahrzeug mit akkumulatormodulen Download PDF

Info

Publication number
WO2016096397A1
WO2016096397A1 PCT/EP2015/078157 EP2015078157W WO2016096397A1 WO 2016096397 A1 WO2016096397 A1 WO 2016096397A1 EP 2015078157 W EP2015078157 W EP 2015078157W WO 2016096397 A1 WO2016096397 A1 WO 2016096397A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
accumulator
rail vehicle
line
path
modules
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/078157
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Fischer
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to RU2017121046U priority Critical patent/RU180718U1/ru
Publication of WO2016096397A1 publication Critical patent/WO2016096397A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C3/00—Electric locomotives or railcars
    • B61C3/02—Electric locomotives or railcars with electric accumulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0092—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption with use of redundant elements for safety purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12—Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/53—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells in combination with an external power supply, e.g. from overhead contact lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/66—Arrangements of batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/19—Switching between serial connection and parallel connection of battery modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance

Definitions

  • the invention relates to a rail vehicle with accumulator ⁇ modules, at least one state detection device which is intended to detect state characteristics of the accumulator modules, and at least a first electrical line set, by which at least one multiple accumulator modules connecting line path can be produced.
  • Rail vehicles with an electric drive to have ⁇ on rail vehicles with diesel-mechanical or diesel-electric drive several advantages. For instance, no environmentally harmful emissions ⁇ be generated by the operation of electrically powered rail vehicles. In addition, electrically driven rail vehicles do not need to stop refueling and their electric motors are quieter than diesel engines.
  • a disadvantage of electrically powered rail vehicles is that they have to interrupt their journey in case of power failure.
  • Another disadvantage is that electrically driven rail vehicles can drive in principle only on electrified Streckenab ⁇ sections. On a track section that is not electrified, a biasing operation by means of a diesel locomotive is necessary so that an electrically driven rail vehicle can pass through such a section.
  • One approach to overcoming these disadvantages is to equip electrically driven rail vehicles with integrated energy sources in the form of accumulator cell units, which store electrical energy and, if necessary, can provide one or more drive systems. This makes it possible to continue driving in the event of a power failure or on a non-electrified section of the route.
  • the invention has for its object to provide a generic rail vehicle, in which a high Fleet xibility and a high degree of redundancy in the use of Akkumu ⁇ latormodule can be achieved.
  • the rail vehicle has a path unit which is provided to change the conduction path at least on the basis of the state characteristics.
  • a “state parameter” is a parameter verstan be the ⁇ , which is representative with respect to the state of an accumulator module at least one parameter.
  • the parameter may be temperature, a charge or discharge state, a tempera-, an electric voltage, an electric current or a be additional to those skilled appearing as meaningful parameters.
  • the state detecting means conveniently a detection unit which is assigned to the accumulator, for example, is integrated in the accumulator. Assigns an accumulator several Akkumula ⁇ gate units to, for example, several battery cells, the detected state parameter for a particular Akkumulatorein ⁇ uniform or for the entirety of the accumulator of the accumulator module may be representative.
  • the detection unit is advantageously at least part of a control unit for ⁇ tempera turüberwachung, for current monitoring and / or for controlling a power load distribution.
  • Control unit can be readied ⁇ rides for individual monitoring of battery cells of an accumulator module in particular.
  • the "changing" of the line path differs from merely connecting or disconnecting an accumulator module from an existing live line, or even simply turning an accumulator module on or off, by modifying a pathway for conducting an electrical power.
  • Secondary consumers also called "auxiliary operations".
  • the path connected by means of the management accumulator modules can - in a "Fahr ists- functional" - an electrical energy for the operation of to ⁇ .
  • deliver least a drive unit for driving the rail vehicle the Antriebseiheit at least in this case has an electric traction motor, which drives at least one drive axle of the rail vehicle in operation in radio ⁇ functions of accumulator modules as energy suppliers for one or more electrical consumers -. in particular for
  • the electrical energy can be fed through the conduction path into an energy reservoir, eg an intermediate circuit, in order then to be converted by at least one converter unit into a form adapted for the operation of the electrical consumer or electrical consumers become.
  • an energy reservoir eg an intermediate circuit
  • the conduction path leads the stored energy to the electrical consumer or to the electrical consumers without the interposition of an energy reservoir.
  • the line path can serve as Switzerlandsammeischiene along which electrical consumers ⁇ cher of the rail vehicle - in particular auxiliary consumers - are connected.
  • the conduction path can be targeted to the charging process serve the accumulator modules.
  • the Lei ⁇ processing path is advantageously connected to an internal electrical power supply unit of the rail vehicle, which is made of energy based on the charge of the accumulator modules.
  • the rail vehicle may include a brake energy recovery system.
  • accumulator modules can be electrically connected to the brake energy recovery system by means of the line path. Further, it is advantageous if the accumulator modules are rechargeable by means of the brake energy recovery system in cooperation with the Lei ⁇ ment path, in particular by means of braking ⁇ energy from a braking operation of the rail vehicle.
  • the path unit advantageously has at least one STEU ⁇ erritt, which at least ⁇ receives an input operation in the state characteristic variable and operated on the basis of parameters to stand ⁇ switching operations.
  • the path unit expediently has at least one switching unit which performs these switching operations. It comprises besides the ⁇ usefully at least one processor unit which serves to perform a path design program which attracts values of the state parameters in its execution.
  • This path design program is usefully stored in a memory unit of the path unit with which the processor unit is in operative connection.
  • the Pfadgestal ⁇ processing program may have multiple operating modes, each of which is adapted to the current function of which is to be met by the overall staltenden conduction path.
  • an accumulator module has at least one accumulator cell which is embodied as a lithium-ion cell. Because lithium-ion cells are characterized in comparison to other types of battery cells by a high energy density, ie energy per unit mass ⁇ unit. In addition, lithium-ion cells are thermally stable and are subject to no or only a very small memory effect.
  • the lithium-ion cell is a lithium cell or poly-mer ⁇ has an electrolyte on a polymer basis. Because lithium polymer cells have in comparison to other versions of lithium-ion cells, a high mass-performance ratio and can be manufactured in different form variants, since lithium polymer cells are dispensed with a rigid cell housing can.
  • the lithium-ion cell comprises a sulfur-containing cathode.
  • the cathode can contain sulfur as well as other chemical elements.
  • the sulfur may be present in the cathode in the form of a chemical compound. It makes sense that the lithium-ion cell further comprises a lithium-containing anode.
  • the anode may contain lithium as well as other chemical elements.
  • the lithium may be present in the anode in the form of a chemical compound.
  • a sulfur-containing cathode and a lithium-containing anode one of the highest energy densities of all previously known types of accumulator cells can be achieved.
  • the conduction path has a safety function, comprising the supply of a brake of the rail vehicle with electrical ⁇ shear energy.
  • a safety function comprising the supply of a brake of the rail vehicle with electrical ⁇ shear energy.
  • the brake supplied by the line path is in particular dere an electrically or electromagnetically actuated friction brake, which is intended to support the regenerative braking unit in the low speed range.
  • this brake can be designed as a parking brake, in particular in the form of a wedge brake.
  • the rail vehicle has at least one carriage which has a first area and a second area which are spatially mutually exclusive, wherein the first line set has electrical cross-cables which respectively connect an accumulator module in the first area and an accumulator module in the second area.
  • a "cross-line” is a line to be understood that intersects a the areas from each other, separating, real separation and / or an imaginary plane of the carriage, wherein the areas of the layer are arranged mirror symmetrical to each other on both sides of the plane, in particular bezüg ⁇ Lich.
  • One such Level of a car may in particular be a ver ⁇ tical level, which is aligned parallel to the longitudinal direction of the car and - viewed in the longitudinal direction - the car in a "left” and “right” area, in particular as a plane of symmetry in a "left” and “right””half shares.
  • it can be a vertical plane, the plane is aligned perpendicular to the longitudinal direction of the car and the car in a" front "and” rear “region, in particular as a plane of symmetry in a" front "and” back ⁇ direct "half
  • the plane may also be a horizontal plane containing the carriage in an "upper” and "lower”
  • the regions are formed by opposite longitudinal side regions of the carriage, whereby a large installation space is available for the arrangement of the accumulator modules.
  • the path unit Wenig ⁇ least has a switching unit which is used for changing the Lei ⁇ processing path to connect at least one cross-line with an electric train or to separate from it. This can be done a redesign of the conduction path with simp ⁇ chen means. If the electrical string is part of an existing line path, by connecting the cross line to the electrical line, the line path can be routed via the cross line. If the cross conduction is to be excluded from an existing conduction path, this can be done simply by operating the switching unit by disconnecting the cross conduction from the electrical string.
  • the electrical string can itself be formed by an electrical line, which is formed as a cross line.
  • At least the first Lei ⁇ bid rate cross lines which are formed as mutually crossing between the areas of cross-over lines.
  • a change of an existing line path can be made by simple means, if the path unit has at least one switching unit, which serves for changing the line path, an electric
  • the electrical string can itself be formed by an electrical line which is designed as a cross line, in particular a crossover line.
  • the rail vehicle has a set of coupled carriages, wherein in each case at least one accumulator module is present in several carriages of the set.
  • An article prepared by the first line set and changeable by means of the path unit Lei ⁇ processing path extends advantageously over meh ⁇ eral carriage of the rail vehicle. More particularly, the ⁇ ser conduction path may extend through all carriages, whereby it advantageously fulfill the function of a Switzerlandsammeischiene len can.
  • at least one of the cross wires may extend over a plurality of carriages.
  • a related to the space of the rail vehicle high degree of redundancy can be achieved if the rail vehicle has a set of coupled car, wherein in each of the equipped with accumulator modules car at least one electrical cross-line is provided.
  • the energy density can be further increased if in each case at least two crossover lines crossing over between the regions are provided in several of the wagons equipped with accumulator modules.
  • the respective carriages are each equipped with at least four accumulator modules, wherein a first pair of accumulator modules in the first region and a second pair in the second region are arranged.
  • the path unit in the cars equipped with cross-over circuits each have a switching unit which serves for changing the line path to connect an electrical line optionally to the first or to the second of the crossover lines.
  • Accumulator modules can furthermore be further increased if the rail vehicle has at least one second line set, by means of which at least one line path connecting several accumulator modules can be produced, which in at least one operating mode is produced by the first line path is electrically independent, wherein the path unit is provided to ⁇ view, at least on the basis of the state characteristics to change the conduction paths.
  • the above description of the f ⁇ th line path, particularly its advantages, design and applications are used for the second set of lines. Separate power flows can be routed via the line paths in the mentioned operating mode.
  • the path unit is usefully programmed to per ⁇ , a configuration of the line paths different rather to control sets of lines simultaneously.
  • the path unit is adapted to change the conduction paths as a function of their respective driving ⁇ generating function.
  • the above-mentioned processing unit, the path unit can be programmed to gleichzei ⁇ tig to operate according to a plurality of operating modes, each adapted to a different vehicle function of the conduction paths.
  • the vehicle functions belong to the set formed by an accumulator charging function, a consumer operating function, a driving operation function and a safety function.
  • the safety function can in particular, as described above, the supply of a brake of the rail vehicle with electrical energy umfas ⁇ sen.
  • the accumulator modules each comprise a plurality of accumulator units, wherein switching means are provided, which are each associated with a different accumulator and having a plurality of switching units, each associated with a different battery unit of the associated accumulator module and optional connection of the associated accumulator with one of the cable sets are provided.
  • An accumulator unit can be an accumulator cell or a combination of accumulator cells which are operated as a unit with a common connection.
  • an actuatable bridge circuit is provided, which is intended to connect cable sets together. This can be actuated, if necessary - automatically or by the driver - to increase an energy reference for a specific function from the set of accumulator modules, whereby at least two sets of cables are connected to each other. In this case, corresponding line paths are electrically connected to each other.
  • a special operating mode in particular a Notbe ⁇ operating mode, all line sets and therefore all line paths can be interconnected by the bridge circuit, whereby the maximum available in the set of accumulator modules energy over a common power ⁇ strand, in particular for a specific function, available.
  • the carriage has at least one carbody module comprising at least one outer wall element and at least one inner wall element, wherein at least one accumulator module is arranged in the region of at least one of the wall elements.
  • This arrangement allows the rail vehicle easy accessibility to the accumulator module and / or easy replacement of the accumulator module, eg for maintenance purposes.
  • the accumulator module to the car body module as a coherent assembly may be interchanged from ⁇ .
  • the carbody module can be designed, for example, as a side, roof, floor or underbody module.
  • the carbody module can be designed as a composite of one or more side, roof, floor and / or underbody components.
  • the outer / inner wall element is an element of an outer skin, in particular a double-walled outer skin, of the rail vehicle.
  • the outer / inner wall element may for example be a flat or plate-shaped element.
  • the inner wall element and outer wall element may be parallel to one another at least in sections ⁇ .
  • accumulator modules of the at least one vehicle body module or a plurality of vehicle body modules are arranged over at least 30%, preferably 50% of a carriage length.
  • car length while a L Lucassausdeh ⁇ planning of the rail vehicle car can be considered, in which the or the car body modules are arranged.
  • the invention is further based on a method for operating a rail vehicle, which is equipped with accumulator modules, in which state characteristics of the accumulator modules are detected and at least one multiple Akkumu ⁇ latormodule connecting line path is established.
  • the line path is changed at least on the basis of the state characteristics.
  • the flexibility and safety in the use of accumulator modules in the rail vehicle can be significantly increased.
  • FIG. 1 shows a rail vehicle with accumulator modules in FIG.
  • FIG. 2 shows a power supply of drive units and secondary electrical consumers of the rail vehicle from FIG. 1, 3 shows a circuit of Akkumulatormodulen of the rail vehicle of Figure 1 by means of a first Lei ⁇ processing set,
  • FIG. 4 shows the production of line paths which connect accumulator modules
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment of the rail vehicle with a plurality of cable sets
  • FIG. 7 shows a body module of the rail vehicle
  • FIG. 1 A first figure.
  • FIG. 1 shows a rail vehicle 10 in a schematic side view. It is designed as an association of coupled carriages 12, each intended for the transport of passengers and of which two carriages 12.1, 12.2 are shown.
  • the rail vehicle 10 is designed as a so-called multiple unit train, wherein at least one of the carriages 12 is designed as a motor coach with at least one drive unit 14.
  • the first carriage 12.1 is equipped with two drive units 14, which are each associated with a traction chassis 16.
  • the drive units 14 each comprise at least one driving motor 15 (see Figure 2), which is provided for driving at least one drive axle 18 of the drive chassis to ⁇ parent sixteenth
  • the drive chain which serve for Lei ⁇ tion supply of the drive units 14 of a railcar, concentrated in this railcar arranged.
  • components of the drive chain for example a transformer and at least one power converter unit, are arranged in the railcar.
  • Other designs are conceivable which are based on the principle of distributed traction and in which the components of a drive chain are distributed over several carriages.
  • the rail vehicle 10 has electrical consumers, which are shown schematically in the figure by consumer devices 20.
  • an electricalworkingsein ⁇ unit 22 is provided in the rail vehicle 10th
  • This is shown schematically in Figure 2 and can be formed in particular by a converter unit with at least one inverter.
  • the converter unit generates one or more electrical signals which are or are adapted to the operation of the electrical consumers from an energy present in a DC link 24.
  • the intermediate circuit 24 is fed with a down-formed and trans ⁇ rectified electrical signal of a power supply 26th
  • the intermediate circuit 24 EXISTING ⁇ dene energy also serves to supply the drive units 14 with electric power.
  • the drive units 14 each have a power supply unit 25 - for example in the form of an inverter - which supplies the associated traction motor 15 with electrical power.
  • the rail vehicle 10 also has an energy storage ⁇ device with a set of accumulator modules 28, which are arranged distributed in the car of the association. Accordingly, at least one accumulator module 28 is arranged in each case in the plurality of carriages 12 of the rail vehicle 10.
  • the first rail vehicle car 12.1 is equipped with a braking energy recovery system 29 which is electrically connectable to the battery modules 28 of the rail vehicle 10.
  • a braking energy recovery system 29 is at a braking operation of the rail vehicle 10th
  • FIG. 3 shows the rail vehicle 10 in a schematic view from above.
  • the carriages 12.1, 12.2 and therefore the rail vehicle 10 are divided with respect to the arrangement of the accumulator modules 28 in two areas L and R, which are mutually exclusive.
  • a first region R corresponds to a region arranged along a longitudinal side of the rail vehicle 10
  • a second region L corresponding to the region opposite the first region R along the opposite longitudinal side of the rail vehicle 10.
  • the areas are each formed by side members 68 of a body module 64 that are aligned parallel to one another, as shown in FIG.
  • two pairs of accumulator modules 28 RH, 28 RV, 28 LH and 28 LV are arranged in each carriage 12 of the rail vehicle 10.
  • a pair is arranged in the carriage 12 in the first region R, while the other pair is in the opposite region L.
  • the areas L and R are divided into further sub-areas RV, RH, LV and LH.
  • the specification of a sub-area corresponds to the specification of two space coordinates.
  • the distinction between the areas is made on the basis of a first coordinate (L, R), which is assigned to a first spatial direction.
  • this first spatial direction of the horizontal, aligned perpendicular to the longitudinal direction 30 of the rail vehicle 10 direction corresponds to - or porridge ⁇ tencardi 32.
  • the indication of a sub-region by specifying a second spatial coordinate (V, H) perpendicular to the to the width direction 32 aligned longitudinal direction 30 is assigned.
  • cross cables 34. RL and 34. LR present, each electrically connect an accumulator module 28 in ers th area L with a battery module 28 in the region R.
  • the cross pipes 34. RL and 34. LR intersect longitudinally 30 and vertically.
  • the center plane 36 defi ⁇ niert a plane with respect to which the areas R and L are arranged mirror-symmetrically relative to each other.
  • the center plane 36 is also shown in FIG.
  • the cross pipes 34. RL and 34. LR are also arranged crossing each other relative to the longitudinal direction 30, by each one an accumulator module 28 in the region L with an accumulator module in the range R - which therefore differ from each other by the first Koordi- (L, R) - Connect, with the connected through the cross wires 34. RL and 34. LR accumulator modules 28 also by the second coordinate (V, H) differ.
  • each car is 12 with a
  • carriages 12 have no accumulator modules 28 or less than four accumulator modules 28. It is possible that a cross line 34 between two adjacent
  • Carriage 12 extends. Furthermore, it is conceivable that carriages 12 are equipped with more than two pairs of accumulator modules 34, in which case more than two cross cables 34 are possible in this carriage.
  • the carriages 12 are being equipped ⁇ each provided with a switching unit 38th This is electrically connected to the cross wires 34. LR and 34. RL. It serves for each of these cross wires 34. LR and 34. RL to connect the corresponding cross-line optionally to a first electrical strand 40.a and / or to a second electrical strand 40.b or from both electrical strands 40.a, 40th b to separate. For each electrical string 40.a, 40.b this can be electrically connected by means of the switching unit 38 either with the cross-line 34. LR or with the cross-line 34. RL.
  • the cross lines 34. RL, 34. LR each form an electrical strand see 40. c, 40. d, through which an electrical Sig ⁇ signal to the adjacent carriage 12 can be performed.
  • these strands are 40. c, 40. d - ie the cross wires 34. RL, 34. LR in the car 12.1 - electrically connected to a corresponding switching unit 38 of the adjacent carriage 12.2. This is connected to the cross-wires 34. RL, 34. LR this neighboring car 12.2 and the function of the above-described switching unit 38 identically removablebil ⁇ det.
  • the neighboring car 12 has no accumulator module - the strands 40. c, 40. d can be continued without further switching elements in the after ⁇ barwagen 12.
  • 34. RL, 34. LR are formed in the carriages 12 (strands 40. c, 40. d) and of lines which are different from cross-cables (strands 40.a, 40.b), form a first electrical line set 42. B, by which at least one of several accumulator modules 28 in the rail vehicle 10 verbin ⁇ dender conduction path can be produced.
  • a first electrical line set 42. B by which at least one of several accumulator modules 28 in the rail vehicle 10 verbin ⁇ dender conduction path can be produced.
  • two conduction paths 44. p, q 44 prepared partially and in part via separate lines ⁇ example extend through a common line.
  • the conduction path 44. p and / or the conduction path 44. q ⁇ ge be changed by the electrical connection of a to a Switching unit 38 connected electrical string with a connected to this switching unit 38 cross line of a cross line, eg 34. RL, on the other cross line, eg 34. LR, is switched.
  • the set of switching input units 38 thus forms a path unit 46, which is to be formed ⁇ , at least a 42 by the first wire set B prepared conduction path 44. p to change 44. q.
  • the accumulator modules 28 each have a Playersserfas- on sungsaku 48, by which a state parameter is he ⁇ tangible. This can be a state of charge, etc. characteristic, a Tem ⁇ peraturkenn husband, a voltage characteristic.
  • To ⁇ stand detection units 48 each have a control unit 47, which serve to monitor critical operating variables of the associated accumulator module 28, and a charging and discharging electronics 49, which is seen ⁇ to control a charging or discharging process of the corresponding accumulator module 28 ⁇ .
  • the set of state detection units 48 constitutes state detection means provided for detecting state characteristics of the battery modules 28.
  • a switching unit 38 in a carriage 12 is effected in dependence on a state characteristic variable of at least one accumulator 28 in this carriage 12 by means of the corresponding state detecting unit 48, a kriti ⁇ specific condition characteristic detected, which for example indicates a failure of the corresponding accumulator module 28, this accumulator may 28 by means of the switching unit 38 of an active, guided over the cross-circuit circuit to which the accumulator module 28 is connected, ⁇ separated by this cross line is separated from the connected to the switching unit 38 of the corresponding carriage 12 electrical strands 40.
  • a Lei ⁇ processing path to which a defective accumulator 28 is concluded reasonable changed such that this accumulator 28 is separated from the modified line path.
  • a conduction path can be configured such that it at least predominantly connects high-charge accumulator modules 28 for energy procurement by the corresponding consumer devices 20.
  • a conduction path can be established which, for the purpose of charging them, connects the electrical supply unit 22 and / or the brake energy recovery system 29 to these accumulator modules 28.
  • the wiring harness 42. B is shown.
  • the rail vehicle 10 is equipped only with this line set 42. B, which serves to produce at least one changeable line path 44. p or 44. q.
  • the rail vehicle 10 may be equipped with a plurality of cable sets, which are each designed as described above for the cable set 42. B.
  • FIG. 5 Such a variant is shown in FIG. 5, wherein a second line set 42.L and a third line set 42. are provided in addition to the first line set 42.B. Through the cable sets 42. B, 42. L, 42.
  • B 28 connecting Lei ⁇ processing path are produced, with conduction paths, with ⁇ means of different sets of leads 42.
  • B, 42. L can be prepared 42, at least in a normal operating mode, a plurality of accumulator modules described at least are electrically independent of each other.
  • the path unit 46 is-as described above for the line set 42. B above-intended to change the line paths at least on the basis of the state characteristics.
  • the cable sets 42. B, 42. L and 42. are each assigned to a different vehicle function.
  • the first line set 42. B has, as a consumer operating function, the function of a "service line set" which is provided to supply the consumer devices 20 during normal operation of the rail vehicle 10.
  • the line set 42.B can have the function of a train busbar.
  • the second line set 42. L has the function of a "charge line set" as the accumulator charge function, via which the charge and optionally forced discharge of the connected accumulator modules 28.
  • a line path change takes place through the path unit 46, preferably on the basis of state of charge state variables the accumulator modules 28.
  • this function produced over a 42 by the second line set L line ⁇ path can be performed a charging power to the devices connected to this path Akkumulatormodulen 28th this energy is provided by the supply unit 22 and / or recovery system from Brems energie Weggewin- 29 ,
  • the third line set 42 has as a safety function the function of an "emergency line set.”
  • a grouping of accumulator modules 28 is to take place such that a certain energy reserve is always available for the use of an emergency mode 1), which - in the case of a quick or emergency braking - supports a main brake
  • the safety function includes the supply of electrical energy to this brake 50.
  • the main brake is designed as a regenerative one of the Drive units 14 formed engine brake formed, wherein the
  • the path unit 46 is programmed to change the line paths of the different line sets 42. B, 42. L and 42. depending on the respective vehicle function.
  • an accumulator module 28 may optionally be connected to a harness 42. B, 42. L, or 42, wherein connection to multiple conduit sets is not possible at the same time.
  • connection to multiple conduit sets is not possible at the same time.
  • an accumulator module 28 may be electrically connected to a plurality of line sets 42, B, 42, L, and 42 at the same time.
  • the accumulator modules 28 each have a plurality of accumulator units 52, B, 52, L and 52. To connect the accumulator module 28 with the
  • Cable sets 42. B, 42. L and 42. the accumulator module 28 is associated with a switching device 54.
  • This has a plurality of switching units 56.1, 56.2 and 56.3, which are each connected to a different accumulator unit 52. B, 52. L and 52 respectively.
  • the switching units 56.1, 56.2 and 56.3 is in each case an optional electrical connec ⁇ tion of the associated accumulator 52. B, 52. L or 52. with one of the cable sets 42. B, 42. L and 42, wherein at the same time Connection of the corresponding accumulator unit 52 can be produced with only one set of cables.
  • the accumulator units 52. B, 52. L, 52. - as shown in FIG. 5 - are each connected to a different line set 42. B, 42. L and 42, respectively.
  • the accumulator modules 28 are aligned in the vehicle longitudinal direction 30 of the rail vehicle carriages 12, wherein in principle other orientations of the accumulator modules 28 are possible.
  • the accumulator modules 28 are arranged over approximately 70% of their carriage length 60 and 62, respectively. It is also conceivable that in a rail vehicle 12, the accumulator modules 28 are arranged over approximately 90% of its carriage length. In this case, arrangements with three accumulator modules 28 per carriage longitudinal side are possible.
  • the accumulator modules 28 can be electrically connected to one another by at least one conduction path.
  • the accumulator modules 28 of the first rail vehicle carriage 12.1 with the accumulator ⁇ modules 28 of the second rail vehicle carriage 12.2 by ⁇ to be electrically connected to a minimum conduction path.
  • FIG 7 shows a section through a car body module 64 of the second rail vehicle car 12.2 of Figure 1 taken along sectional plane VII.
  • the wagon body module 64 comprises a roof member 66, two Be ⁇ tenbaumaschine 68 and a lower base member 70.
  • the two Be ⁇ tenbaumaschine 68 substantially parallel to each other reasonable associates and are each connected to the roof component 66 and the lower floor component 70.
  • the roof component 66, the two side components 68 and the underbody component 70 each have an outer wall element 72 and an inner wall element 74.
  • the outer wall element 72 and the inner wall element 74 of the respective component 66, 68, 70 are arranged parallel to one another and together form a section of a double-walled outer skin of the car body module 64.
  • Inner wall element 74 of the respective component 66, 68, 70 meh ⁇ rere support structure elements 76 are arranged, which are connected to the outer wall element 72 and the inner wall member 74 and form a stiffening of the car body module 64.
  • the body module 64 includes a floor member 78 which is connected to the underbody member 70.
  • Floor member 78 serves as a passenger compartment floor of the
  • Each of the two side components 68 has a window area 82 in which a window 84 is arranged. Furthermore, the body module 64 or the underbody component 70 of the body module 64 comprises two module regions 86, each of which has a curvature. On the inner wall elements 74 of the roof component 66 and the two side members 68 each one visible in the passenger compartment 80 inner lining 88 is arranged / attached. In the window regions 82, the inner linings 88 arranged on the side components 68 each have a recess for the corresponding window 84.
  • the body module 64 has a plurality of accumulator modules 28 on.
  • four accumulator units 52 which belong to these accumulator modules 28 are shown by way of example.
  • Further accumulator units 52 (not shown in FIG. 7) are arranged in front of and / or behind the illustrated accumulator units 52, relative to the carriage longitudinal direction 30.
  • the accumulator units 52 are - just like the outer wall ⁇ elements 72 and the inner wall elements 74 - carbon fiber reinforced. Furthermore, the accumulator 52, the accumulator modules 28 below the window portions 82 disposed ⁇ .
  • Two of the accumulator 52 illustrated four are arranged on the side members 68, respectively, at different side members 68.
  • the two accumulator 52 are each on the inner wall element 74 of the entspre ⁇ sponding side member 68 outside of the inner will walk ⁇ element 74 and the associated outer wall element 72 limited space 89 arranged.
  • these two accumulator units 52 are used as design elements and each form part of the inner lining 88 of the corresponding side member 68.
  • the remaining two of the four accumulator units 52 shown are arranged in an underbody area 90 of the body module 64, in particular within one of the technicallytoe ⁇ element 72 and from The accumulator units 52 are arranged in the two curved module regions 86, in each case in different curved module regions 86.
  • these two accumulator units 52 and their accumulator cells are each adapted to the corresponding curvature.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit Akkumulatormodulen (28. RV, 28. LV, 28. RH, 28. LH), zumindest einer Zustandserfassungseinrichtung, die dazu vorgesehen ist, Zustandskenngrößen der Akkumulatormodule (28. RV, 28. LV, 28. RH, 28. LH) zu erfassen, und zumindest einem ersten elektrischen Leitungssatz (42. B), durch welchen zumindest ein mehrere Akkumulatormodule (28. RV, 28. LV, 28. RH, 28. LH) verbindender Leitungspfad (44. p, 44. q) herstellbar ist. Um ein gattungsgemäßes Schienenfahrzeug bereitzustellen, bei welchem eine hohe Flexibilität und ein hohes Redundanzgrad im Einsatz der Akkumulatormodule erreicht werden können, wird vorgeschlagen, dass das Schienenfahrzeug eine Pfadeinheit (46) aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest auf der Grundlage der Zustandskenngrößen den Leitungspfad (44. p, 44. q) zu ändern.

Description

Schienenfahrzeug mit Akkumulatormodulen
Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit Akkumulator¬ modulen, zumindest einer Zustandserfassungseinrichtung, die dazu vorgesehen ist, Zustandskenngrößen der Akkumulatormodule zu erfassen, und zumindest einem ersten elektrischen Leitungssatz, durch welchen zumindest ein mehrere Akkumulatormodule verbindender Leitungspfad herstellbar ist. Schienenfahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb haben gegen¬ über Schienenfahrzeugen mit dieselmechanischem oder dieselelektrischem Antrieb mehrere Vorteile. So werden beim Betrieb elektrisch angetriebener Schienenfahrzeuge z.B. keine umwelt¬ schädlichen Abgase erzeugt. Elektrisch angetriebene Schienen- fahrzeuge müssen zudem keine Tankstopps einlegen und ihre Elektromotoren arbeiten leiser als Dieselmotoren.
Ein Nachteil elektrisch angetriebener Schienenfahrzeuge ist, dass sie bei Netzausfall ihre Fahrt unterbrechen müssen. Ein weiterer Nachteil ist, dass elektrisch angetriebener Schienenfahrzeuge prinzipiell nur auf elektrifizierten Streckenab¬ schnitten fahren können. Auf einem Streckenabschnitt, der nicht elektrifiziert ist, ist ein Vorspannbetrieb mittels einer Diesellok notwendig, damit ein elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug einen solchen Streckenabschnitt durchfahren kann .
Ein Ansatz zur Überwindung dieser Nachteile sieht vor, elektrisch angetriebene Schienenfahrzeuge mit integrierten Ener- gieträgern in Form von Akkumulatorzelleneinheiten auszustatten, welche elektrische Energie speichern und bei Bedarf einem oder mehreren Antriebssystemen zur Verfügung stellen können. Dadurch wird eine Weiterfahrt bei Netzausfall bzw. auf einem nicht elektrifizierten Streckenabschnitt ermög- licht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein gattungsgemäßes Schienenfahrzeug bereitzustellen, bei welchem eine hohe Fle- xibilität und ein hohes Redundanzgrad im Einsatz der Akkumu¬ latormodule erreicht werden können.
Hierzu wird vorgeschlagen, dass das Schienenfahrzeug eine Pfadeinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest auf der Grundlage der Zustandskenngrößen den Leitungspfad zu ändern. Hierdurch können die Flexibilität und eine Sicherheit im Einsatz der Akkumulatormodule im Schienenfahrzeug erheb¬ lich gesteigert werden.
Unter einer „Zustandskenngröße" soll eine Kenngröße verstan¬ den werden, welche für den Zustand eines Akkumulatormoduls bezüglich zumindest eines Parameters repräsentativ ist. Der Parameter kann ein Ladungs- bzw. Entladungszustand, eine Tem- peratur, eine elektrische Spannung, ein elektrischer Strom oder ein weiterer, dem Fachmann als sinnvoll erscheinender Parameter sein. Zur Erfassung der Zustandskenngröße eines Akkumulatormoduls weist die Zustandserfassungseinrichtung zweckmäßigerweise eine Erfassungseinheit auf, die dem Akku- mulatormodul zugeordnet ist, z.B. in diesem Akkumulatormodul integriert ist. Weist ein Akkumulatormodul mehrere Akkumula¬ toreinheiten auf, z.B. mehrere Akkumulatorzellen, kann die erfasste Zustandskenngröße für eine bestimmte Akkumulatorein¬ heit oder für die Gesamtheit der Akkumulatoreinheiten des Akkumulatormoduls repräsentativ sein. Die Erfassungseinheit ist zweckmäßigerweise zumindest Bestandteil einer Kontroll¬ einheit zur Temperaturüberwachung, zur Stromüberwachung und/oder zur Steuerung einer Strom-Lastverteilung. Die
Kontrolleinheit kann insbesondere zur individuellen Über- wachung von Akkumulatorzellen eines Akkumulatormoduls vorbe¬ reitet sein.
Das „Ändern" des Leitungspfads unterscheidet sich von einem bloßen Anschließen oder Trennen eines Akkumulatormoduls von einem bestehenden, spannungsführenden Strang, oder auch von einem bloßen Ein- oder Ausschalten eines Akkumulatormoduls, indem es das Modifizieren eines Pfadverlaufs für die Führung einer elektrischen Leistung umfasst. Mittels des hergestellten und durch die Pfadeinheit änder¬ baren Leitungspfads können verschiedene Funktionen im Schie¬ nenfahrzeug erfüllt werden. Gemäß einer ersten Funktion - „Verbraucherbetriebsfunktion" genannt - dienen die durch den Leitungspfad verbundenen Akkumulatormodule dazu, eine elekt¬ rische Energie für den Verbrauch durch zumindest einen elekt¬ rischen Verbraucher, vorzugsweise einen Satz elektrischer Verbraucher bereitzustellen. Dabei handelt es sich vorzugs- weise um Nebenverbraucher - auch „Hilfsbetriebe" genannt.
In einem besonderen Fahrmodus des Schienenfahrzeugs, bei wel¬ chem eine Fahrt ohne Bezug einer fahrzeugextern bereitge¬ stellten Energie erfolgt, können die mittels des Leitungs- pfads verbundenen Akkumulatormodule - in einer „Fahrbetriebs- funktion" - eine elektrische Energie für den Betrieb von zu¬ mindest einer Antriebseinheit zum Antreiben des Schienenfahrzeugs bereitstellen. Die Antriebseiheit weist dabei zumindest einen elektrischen Fahrmotor auf, welcher im Betrieb zumin- dest eine Triebachse des Schienenfahrzeugs antreibt. In Funk¬ tionen der Akkumulatormodule als Energieversorger für einen oder mehrere elektrische Verbraucher - insbesondere für
Nebenverbraucher und/oder eine Antriebseinheit, kann durch den Leitungspfad die elektrische Energie in ein Energiereser- voir, z.B. einen Zwischenkreis, eingespeist werden, um dann durch zumindest eine Umrichtereinheit in eine für den Betrieb des elektrischen Verbrauchers bzw. der elektrischen Verbraucher angepasste Form umgewandelt zu werden. Es ist alternativ oder zusätzlich möglich, dass der Leitungspfad die gespei- cherte Energie zum elektrischen Verbraucher bzw. zu den elektrischen Verbrauchern ohne Zwischenschaltung eines Energiereservoirs führt. Beispielsweise kann der Leitungspfad als Zugsammeischiene dienen, entlang welcher elektrische Verbrau¬ cher des Schienenfahrzeugs - insbesondere Nebenverbraucher - angeschlossen sind.
Gemäß einer weiteren Funktion - auch „Akkumulatorladefunktion" genannt - kann der Leitungspfad gezielt zum Ladeprozess der Akkumulatormodule dienen. In diesem Fall ist der Lei¬ tungspfad zweckmäßigerweise mit einer internen elektrischen Versorgungseinheit des Schienenfahrzeugs verbunden, aus welcher Energie für die Ladung der Akkumulatormodule bezogen wird.
Außerdem kann das Schienenfahrzeug ein Bremsenergierückgewin- nungssystem umfassen. Vorteilhafterweise können Akkumulatormodule mittels des Leitungspfads mit dem Bremsenergierück- gewinnungssystem elektrisch verbunden sein. Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Akkumulatormodule mittels des Brems- energierückgewinnungssystems im Zusammenwirken mit dem Lei¬ tungspfad aufladbar sind, insbesondere mithilfe von Brems¬ energie aus einem Bremsvorgang des Schienenfahrzeugs.
Die Pfadeinheit weist zweckmäßigerweise zumindest eine Steu¬ ereinheit auf, die im Betrieb die Zustandskenngrößen über zu¬ mindest einen Eingang empfängt und auf der Grundlage der Zu¬ standskenngrößen Schaltvorgänge betätigt. Die Pfadeinheit weist dabei zweckmäßigerweise zumindest eine Schalteinheit auf, welche diese Schaltvorgänge ausführt. Sie umfasst außer¬ dem sinnvollerweise zumindest eine Prozessoreinheit, die zur Ausführung eines Pfadgestaltungsprogramms dient, welches bei dessen Ausführung Werte der Zustandskenngrößen heranzieht. Dieses Pfadgestaltungsprogramm ist sinnvollerweise in einer Speichereinheit der Pfadeinheit gespeichert, mit welcher die Prozessoreinheit in Wirkverbindung steht. Das Pfadgestal¬ tungsprogramm kann mehrere Arbeitsmodi aufweisen, die jeweils an die aktuelle Funktion angepasst sind, welche vom zu ge- staltenden Leitungspfad zu erfüllen ist.
Vorteilhafterweise beträgt die Kapazität der Akkumulator¬ module jeweils zumindest 10 kWh. Dadurch kann ein Akkumula¬ tormodul genügend elektrische Energie bereitstellen, um als Energiequelle zum Antreiben des Schienenfahrzeugs eingesetzt zu werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung weist ein Akkumulatormodul zumindest eine Akkumulatorzelle auf, die als Lithium- Ionen-Zelle ausgeführt ist. Denn Lithium-Ionen-Zellen zeichnen sich im Vergleich zu anderen Typen von Akkumulatorzellen durch eine hohe Energiedichte, also Energie pro Massenein¬ heit, aus. Zudem sind Lithium-Ionen-Zellen thermisch stabil und unterliegen keinem bzw. nur einem sehr geringen Memory- Effekt . Vorzugsweise ist die Lithium-Ionen-Zelle eine Lithium-Poly¬ mer-Zelle bzw. weist einen Elektrolyten auf Polymerbasis auf. Denn Lithium-Polymer-Zellen weisen im Vergleich zu anderen Ausführungen von Lithium-Ionen-Zellen, ein hohes Masse-Leistungs-Verhältnis auf und können in unterschiedlichen Form- Varianten gefertigt werden, da bei Lithium-Polymer-Zellen auf ein starres Zellengehäuse verzichtet werden kann.
In besonders bevorzugter Weise umfasst die Lithium-Ionen- Zelle eine schwefelhaltige Kathode. Die Kathode kann neben Schwefel auch weitere chemische Elemente enthalten. Zudem kann der Schwefel in der Kathode in Form einer chemischen Verbindung vorliegen. Sinnvollerweise umfasst die Lithium- Ionen-Zelle ferner eine lithiumhaltige Anode. Die Anode kann neben Lithium auch weitere chemische Elemente enthalten.
Darüber hinaus kann das Lithium in der Anode in Form einer chemischen Verbindung vorliegen. Mit einer schwefelhaltigen Kathode und einer lithiumhaltigen Anode ist eine der höchsten Energiedichten aller bisher bekannten Typen von Akkumulatorzellen erreichbar.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung hat der Leitungspfad eine Sicherheitsfunktion, welche die Versorgung einer Bremse des Schienenfahrzeugs mit elektri¬ scher Energie umfasst. Dies eignet sich insbesondere für ein Schienenfahrzeug mit einer generatorischen Bremseinheit, bei welchem Bremsvorgänge, insbesondere Schnellbrems- und Not¬ bremsvorgänge vorrangig mit dieser Bremseinheit ausgeführt werden. Die vom Leitungspfad versorgte Bremse ist insbeson- dere eine elektrisch oder elektromagnetisch betätigbare Reibungsbremse, welche dazu vorgesehen ist, die generatorische Bremseinheit im niedrigen Geschwindigkeitsbereich zu unterstützen. Insbesondere kann diese Bremse als Feststellbremse, insbesondere in der Form einer Keilbremse ausgebildet sein. Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung mit einer Pfadeinheit kann aufgrund des erhöhten Redundanzgrads gegenüber herkömmlichen Lösungen eine besonders hohe Sicherheitsstufe - auch „Sicherheitsintegritätsniveau" oder auch „SIL-Level" - für die von der Bremse unterstützte Nutzung der generatorischen Bremseinheit erzielt werden.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass das Schienenfahrzeug zumindest einen Wagen, der einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, die sich räumlich gegenseitig ausschließen, wobei der erste Leitungssatz elektrische Kreuzleitungen aufweist, welche jeweils ein Akkumulatormodul im ersten Bereich und ein Akkumulatormodul im zweiten Bereich verbinden. Unter einer „Kreuzleitung" soll eine Leitung verstanden werden, welche eine die Bereiche voneinander separierende, reale Trennung und/oder eine gedachte Ebene des Wagens schneidet, wobei die Bereiche beidseitig der Ebene, insbesondere bezüg¬ lich der Ebene zueinander spiegelsymmetrisch angeordnet sind. Ein derartige Ebene eines Wagens kann insbesondere eine ver¬ tikale Ebene sein, die parallel zur Längsrichtung des Wagens ausgerichtet ist und - in Längsrichtung betrachtet - den Wagen in einem „linken" und „rechten" Bereich, insbesondere als Symmetrieebene in einer „linken" und „rechten" Hälfte teilt. Alternativ kann die Ebene eine vertikale Ebene sein, die senkrecht zur Längsrichtung des Wagens ausgerichtet ist und den Wagen in einem „vorderen" und „hinteren" Bereich, insbesondere als Symmetrieebene in einer „vorderen" und „hin¬ teren" Hälfte teilt. Die Ebene kann außerdem eine horizontale Ebene sein, die den Wagen in einem „oberen" und „unteren"
Teil, insbesondere als Symmetrieebene in einer „oberen" und „unteren" Hälfte teilt. In einer bevorzugten Ausbildung wird vorgeschlagen, dass die Bereiche von gegenüberliegenden Längsseitenbereichen des Wagens gebildet sind, wodurch ein großer Bauraum für die Anordnung der Akkumulatormodule zur Verfügung steht.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Pfadeinheit wenigs¬ tens eine Schalteinheit aufweist, die für ein Ändern des Lei¬ tungspfads dazu dient, zumindest eine Kreuzleitung mit einem elektrischen Strang zu verbinden bzw. von diesem zu trennen. Dadurch kann eine Umgestaltung des Leitungspfads mit einfa¬ chen Mitteln erfolgen. Ist der elektrische Strang Bestandteil eines bestehenden Leitungspfads, kann durch das Verbinden der Kreuzleitung mit dem elektrischen Strang ein Führen des Leitungspfads über die Kreuzleitung erfolgen. Soll die Kreuzlei- tung von einem bestehenden Leitungspfad ausgeschlossen werden, kann dies einfach durch eine Betätigung der Schalteinheit erfolgen, indem die Kreuzleitung vom elektrischen Strang getrennt wird. Der elektrische Strang kann selbst von einer elektrischen Leitung gebildet sein, die als Kreuzleitung aus- gebildet ist.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass zumindest der erste Lei¬ tungssatz Kreuzleitungen aufweist, die als sich zwischen den Bereichen überkreuzende Überkreuzleitungen ausgebildet sind. Dadurch können eine - bezogen auf den im Schienenfahrzeug verfügbaren Bauraum - hohe Anzahl an Gestaltungsmöglichkeiten für den elektrischen Leitungspfad sowie ein hohes Redundanzgrad erreicht werden. In diesem Zusammenhang kann eine Änderung eines bestehenden Leitungspfads mit einfachen Mitteln erfolgen, wenn die Pfadeinheit wenigstens eine Schalteinheit aufweist, die für ein Ändern des Leitungspfads dazu dient, einen elektrischen
Strang wahlweise mit einer ersten oder mit einer zweiten der Überkreuzleitungen zu verbinden. Der elektrische Strang kann selbst von einer elektrischen Leitung gebildet sein, die als Kreuzleitung, insbesondere Überkreuzleitung ausgebildet ist. In einer weiteren Ausführung der Erfindung weist das Schienenfahrzeug einen Satz von gekoppelten Wagen auf, wobei in mehreren Wagen des Satzes jeweils zumindest ein Akkumulatormodul vorhanden ist. Ein mittels des ersten Leitungssatzes hergestellter und mittels der Pfadeinheit änderbarer Lei¬ tungspfad erstreckt sich dabei vorteilhafterweise über meh¬ rere Wagen des Schienenfahrzeugs. Insbesondere kann sich die¬ ser Leitungspfad über sämtliche Wagen erstrecken, wodurch er vorteilhafterweise die Funktion einer Zugsammeischiene erfül- len kann. Außerdem kann sich zumindest eine der Kreuzleitungen über mehrere Wagen erstrecken.
Eine auf den Bauraum des Schienenfahrzeugs bezogenes, hohes Redundanzgrad kann erreicht werden, wenn das Schienenfahrzeug einen Satz von gekoppelten Wagen aufweist, wobei in mehreren der mit Akkumulatormodulen ausgestatteten Wagen jeweils zumindest eine elektrische Kreuzleitung vorgesehen ist.
In diesem Zusammenhang kann die Energiedichte weiter erhöht werden, wenn in mehreren der mit Akkumulatormodulen ausgestatteten Wagen jeweils zumindest zwei sich zwischen den Bereichen überkreuzende Überkreuzleitungen vorgesehen sind. In dieser Ausbildung sind die betreffenden Wagen jeweils mit zumindest vier Akkumulatormodulen ausgestattet, wobei ein ers- tes Paar von Akkumulatormodulen im ersten Bereich und ein zweites Paar im zweiten Bereich angeordnet sind. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Pfadeinheit in den mit Über- kreuzschaltungen ausgestatteten Wagen jeweils eine Schalteinheit aufweist, die für ein Ändern des Leitungspfads dazu dient, einen elektrischen Strang wahlweise mit der ersten oder mit der zweiten der Überkreuzleitungen zu verbinden.
Die Flexibilität hinsichtlich der Funktionalitäten der
Akkumulatormodule kann ferner weiter gesteigert werden, wenn das Schienenfahrzeug zumindest einen zweiten Leitungssatz aufweist, durch welchen zumindest ein mehrere Akkumulatormodule verbindender Leitungspfad herstellbar ist, der in zumindest einem Betriebsmodus vom ersten Leitungspfad elektrisch unabhängig ist, wobei die Pfadeinheit dazu vorge¬ sehen ist, zumindest auf der Grundlage der Zustandskenngrößen die Leitungspfade zu ändern. Die obige Beschreibung des ers¬ ten Leitungspfads, insbesondere dessen Vorteile, Gestaltungs- und Anwendungsmöglichkeiten finden für den zweiten Leitungssatz Anwendung. Über die Leitungspfade im genannten Betriebsmodus können voneinander getrennte Leistungsflüsse geführt werden. Die Pfadeinheit ist dabei sinnvollerweise dazu pro¬ grammiert, eine Gestaltung der Leitungspfade unterschiedli- eher Leitungssätze gleichzeitig zu steuern.
In diesem Zusammenhang kann eine besonders hohe Flexibilität im Einsatz der Akkumulatormodule erreicht werden, wenn die Leitungssätze jeweils einer unterschiedlichen Fahrzeugfunk- tion zugeordnet sind, wobei die Pfadeinheit dazu vorgesehen ist, die Leitungspfade in Abhängigkeit ihrer jeweiligen Fahr¬ zeugfunktion zu ändern. Die oben erwähnte Prozessoreinheit der Pfadeinheit kann dabei dazu programmiert sein, gleichzei¬ tig gemäß mehreren Arbeitsmodi zu arbeiten, die jeweils an eine unterschiedliche Fahrzeugfunktion der Leitungspfade angepasst sind.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Fahrzeugfunktionen zum von einer Akkumulatorladefunktion, einer Verbraucherbetriebs- funktion, einer Fahrbetriebsfunktion und einer Sicherheitsfunktion gebildeten Satz gehören. Die Sicherheitsfunktion kann insbesondere wie oben beschrieben die Versorgung einer Bremse des Schienenfahrzeugs mit elektrischer Energie umfas¬ sen .
Außerdem kann ein besonders hohes Flexibilitäts- und Redun¬ danzgrad erreicht werden, wenn die Akkumulatormodule jeweils mehrere Akkumulatoreinheiten umfassen, wobei Schalteinrichtungen vorgesehen sind, die jeweils einem unterschiedlichen Akkumulatormodul zugeordnet sind und mehreren Schalteinheiten aufweisen, die jeweils einer unterschiedlichen Akkumulatoreinheit des zugeordneten Akkumulatormoduls zugeordnet und zur wahlweisen Verbindung der zugeordneten Akkumulatoreinheit mit einem der Leitungssätze vorgesehen sind. Eine Akkumulatoreinheit kann eine Akkumulatorzelle oder ein Verbund von Akkumu- latorzellen sein, die als Einheit mit gemeinsamem Anschluss betrieben werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass eine betätigbare Brückenschaltung vorhanden ist, die dazu vorgesehen ist, Leitungssätze miteinander zu verbinden. Diese kann bei Bedarf - automatisch oder durch den Fahrzeugführer - zur Erhöhung eines Energiebezugs für eine bestimmte Funktion aus dem Satz von Akkumulatormodulen betätigt werden, wodurch zumindest zwei Leitungssätze miteinander verbunden werden. Dabei werden entsprechende Leitungspfade elektrisch miteinander verbunden. In einem besonderen Betriebsmodus, insbesondere einem Notbe¬ triebsmodus, können mittels der Brückenschaltung sämtliche Leitungssätze und daher sämtliche Leitungspfade miteinander verbunden werden, wodurch die im Satz von Akkumulatormodulen maximal verfügbare Energie über einen gemeinsamen Leistungs¬ strang, insbesondere für eine bestimmte Funktion, beziehbar ist .
Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Wagen zumindest ein Wagenkastenmodul auf¬ weist, das zumindest ein Außenwandelement und zumindest ein Innenwandelement umfasst, wobei zumindest ein Akkumulator¬ modul im Bereich zumindest eines der Wandelemente angeordnet ist. Diese Anordnung ermöglicht beim Schienenfahrzeug eine einfache Zugänglichkeit zum Akkumulatormodul und/oder eine einfache Austauschbarkeit des Akkumulatormoduls, z.B. zu Wartungszwecken. Insbesondere kann das Akkumulatormodul mit dem Wagenkastenmodul als zusammenhängende Baugruppe aus¬ tauschbar sein. Das Wagenkastenmodul kann z.B. als Seiten-, Dach-, Boden- oder Unterbodenmodul ausgeführt sein. Alterna¬ tiv kann das Wagenkastenmodul als ein Verbund eines oder mehrerer Seiten-, Dach-, Boden- und/oder Unterbodenbauteile ausgeführt sein. Vorzugsweise ist das Außen-/Innenwandelement ein Element einer Außenhaut, insbesondere einer doppelwandigen Außenhaut, des Schienenfahrzeugs. Das Außen-/Innenwandelement kann z.B. ein flächiges bzw. plattenförmiges Element sein. Des Weiteren können das Innenwandelement und das Außenwandelement zumin¬ dest abschnittsweise parallel zueinander sein.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass Akkumulatormodule des zumindest einen Wagenkastenmoduls oder mehrerer Wagenkastenmodule über zumindest 30%, vorzugsweise 50% einer Wagenlänge angeordnet sind. Als Wagenlänge kann dabei eine Längsausdeh¬ nung des Schienenfahrzeugwagens aufgefasst werden, in dem das oder die Wagenkastenmodule angeordnet sind.
Die Erfindung geht ferner aus von einem Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs, welches mit Akkumulatormodulen ausgestattet ist, bei welchem Zustandskenngrößen der Akkumulatormodule erfasst werden und zumindest ein mehrere Akkumu¬ latormodule verbindender Leitungspfad hergestellt ist.
Es wird vorgeschlagen, dass zumindest auf der Grundlage der Zustandskenngrößen der Leitungspfad geändert wird. Hierdurch können die Flexibilität und eine Sicherheit im Einsatz der Akkumulatormodule im Schienenfahrzeug erheblich gesteigert werden. Bezüglich weiterer vorteilhafter Wirkungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Ausführung bezüglich des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs verwiesen .
Es werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Schienenfahrzeug mit Akkumulatormodulen in
einer schematischen Seitenansicht,
Figur 2 eine Energieversorgung von Antriebseinheiten und elektrischen Nebenverbrauchern des Schienenfahrzeugs aus Figur 1, Figur 3 eine Schaltung von Akkumulatormodulen des Schienenfahrzeugs aus Figur 1 mittels eines ersten Lei¬ tungssatzes,
Figur 4 die Herstellung von Leitungspfaden, die Akkumula- tormodule verbinden,
Figur 5 eine alternative Ausführung des Schienenfahrzeugs mit mehreren Leitungssätzen,
Figur 6 eine Brückenschaltung zur Verbindung der Leitungssätze und
Figur 7 ein Wagenkastenmodul des Schienenfahrzeugs aus
Figur 1.
Figur 1 zeigt ein Schienenfahrzeug 10 in einer schematischen Seitenansicht. Es ist als Verband von gekoppelten Wagen 12 ausgebildet, die jeweils für den Transport von Passagieren vorgesehen und von denen zwei Wagen 12.1, 12.2 dargestellt sind. Das Schienenfahrzeug 10 ist als sogenannter Triebzug ausgebildet, wobei zumindest einer der Wagen 12 als Trieb- wagen mit zumindest einer Antriebseinheit 14 ausgeführt ist. In der betrachteten Ausführung ist der erste Wagen 12.1 mit zwei Antriebseinheiten 14 ausgestattet, die jeweils einem Triebfahrwerk 16 zugeordnet sind. Die Antriebseinheiten 14 weisen jeweils zumindest einen Fahrmotor 15 auf (siehe Figur 2) , der zum Antreiben zumindest einer Triebachse 18 des zu¬ geordneten Triebfahrwerks 16 vorgesehen ist. Im betrachteten Ausführungsbeispiel ist die Antriebskette, welche zur Leis¬ tungsversorgung der Antriebseinheiten 14 eines Triebwagens dienen, in diesem Triebwagen konzentriert angeordnet. Insbe- sondere sind Komponenten der Antriebskette, beispielsweise ein Transformator und zumindest eine Stromrichtereinheit, im Triebwagen angeordnet. Es sind weitere Ausführungen denkbar, die auf dem Prinzip der verteilten Traktion basieren und bei welchen die Komponenten einer Antriebskette auf mehrere Wagen verteilt angeordnet sind. Das Schienenfahrzeug 10 weist elektrische Verbraucher auf, die in der Figur schematisch durch Verbrauchereinrichtungen 20 dargestellt sind. Zur elektrischen Versorgung der Verbrauchereinrichtungen 20 ist im Schienenfahrzeug 10 eine elektrische Versorgungsein¬ heit 22 vorgesehen. Diese ist in Figur 2 schematisch dargestellt und kann insbesondere von einer Umrichtereinheit mit zumindest einem Umrichter gebildet sein. Die Umrichtereinheit erzeugt aus einer in einem Zwischenkreis 24 vorhandenen Energie ein oder mehrere elektrische Signale, die an den Betrieb der elektrischen Verbraucher angepasst ist bzw. sind. Typischerweise ist der Zwischenkreis 24 mit einem heruntertrans¬ formierten und gleichgerichteten elektrischen Signal einer Netzversorgung 26 gespeist. Die im Zwischenkreis 24 vorhan¬ dene Energie dient ebenfalls zur Versorgung der Antriebseinheiten 14 mit elektrischer Leistung. Hierzu weisen die Antriebseinheiten 14 jeweils eine Leistungsversorgungseinheit 25 - z.B. in der Form eines Wechselrichters - auf, welche den zugeordneten Fahrmotor 15 mit elektrischer Leistung versorgt.
Das Schienenfahrzeug 10 weist außerdem eine Energiespeicher¬ einrichtung mit einem Satz von Akkumulatormodulen 28 auf, die in den Wagen des Verbands verteilt angeordnet sind. Es ist demnach im mehreren Wagen 12 des Schienenfahrzeugs 10 jeweils zumindest ein Akkumulatormodul 28 angeordnet.
Ferner ist der erste Schienenfahrzeugwagen 12.1 mit einem Bremsenergierückgewinnungssystem 29 ausgestattet, das mit den Akkumulatormodulen 28 des Schienenfahrzeugs 10 elektrisch verbindbar ist. Mittels des Bremsenergierückgewinnungssystems 29 wird bei einem Bremsvorgang des Schienenfahrzeugs 10
Bremsenergie in elektrische Energie umgewandelt. Die auf diese Weise gewonnene elektrische Energie wird dazu genutzt, die Akkumulatormodule 28 teilweise oder vollständig aufzu¬ laden . Figur 3 zeigt das Schienenfahrzeug 10 in einer schematischen Ansicht von oben. Die Wagen 12.1, 12.2 und daher das Schienenfahrzeug 10 sind bezüglich der Anordnung der Akkumulatormodule 28 in zwei Bereichen L und R unterteilt, die sich räumlich gegenseitig ausschließen. In der betrachteten Ausführung entspricht ein erster Bereich R einem entlang einer Längsseite des Schienenfahrzeugs 10 angeordneten Bereich, wobei ein zweiter Bereich L dem dem ersten Bereich R gegenüberliegenden Bereich entlang der gegenüberliegenden Längs- seite des Schienenfahrzeugs 10 entspricht. Die Bereiche sind dabei jeweils von parallel zueinander ausgerichteten Seitenbauteilen 68 eines Wagenkastenmoduls 64 gebildet, wie in Figur 7 dargestellt. Im betrachteten Ausführungsbeispiel sind in jedem Wagen 12 des Schienenfahrzeugs 10 zwei Paare von Akkumulatormodulen 28. RH, 28. RV, 28. LH und 28. LV angeordnet. Dabei ist im Wagen 12 ein Paar im ersten Bereich R angeordnet, während sich das andere Paar im gegenüberliegenden Bereich L befindet. Zur Unterscheidung der Akkumulatormodule 28 eines Paares vonein¬ ander, werden die Bereiche R und L in weiteren Unterbereichen RV, RH, LV und LH unterteilt. Die Angabe eines Unterbereichs entspricht der Angabe von zwei Raumkoordinaten. Die Unterscheidung zwischen den Bereichen erfolgt anhand einer ersten Koordinate (L, R) , die einer ersten Raumrichtung zugeordnet ist. In der betrachteten Ausführung entspricht diese erste Raumrichtung der horizontalen, senkrecht zur Längsrichtung 30 des Schienenfahrzeugs 10 ausgerichteten Richtung - oder Brei¬ tenrichtung 32. Die Angabe eines Unterbereichs erfolgt durch die Angabe einer zweiten Raumkoordinate (V, H) , die der zur Breitenrichtung 32 senkrecht ausgerichteten Längsrichtung 30 zugeordnet ist.
Es sind in den Wagen 12 außerdem Kreuzleitungen 34. RL und 34. LR vorhanden, die jeweils ein Akkumulatormodul 28 im ers ten Bereich L mit einem Akkumulatormodul 28 im Bereich R elektrisch verbinden. Die Kreuzleitungen 34. RL und 34. LR schneiden die sich in Längsrichtung 30 und vertikal erstre- ckende Mittelebene 36 des Wagens 12. Die Mittelebene 36 defi¬ niert eine Ebene, bezüglich welcher die Bereiche R und L relativ zueinander spiegelsymmetrisch angeordnet sind. Die Mittelebene 36 ist auch in Figur 7 dargestellt.
Die Kreuzleitungen 34. RL und 34. LR sind zudem relativ zur Längsrichtung 30 überkreuzend angeordnet, indem sie jeweils ein Akkumulatormodul 28 im Bereich L mit einem Akkumulatormodul im Bereich R - die sich daher durch die erste Koordi- nate (L, R) voneinander unterscheiden - verbinden, wobei sich die durch die Kreuzleitungen 34. RL und 34. LR verbundenen Akkumulatormodule 28 auch durch die zweite Koordinate (V, H) unterscheiden . In der betrachteten Ausführung ist jeder Wagen 12 mit einem
Paar von überkreuzenden Kreuzleitungen 34. RL und 34. LR ausgestattet. In weiteren, nicht gezeigten Ausführungen ist denkbar, dass Wagen 12 keine Akkumulatormodule 28 oder weniger als vier Akkumulatormodule 28 aufweisen. Dabei ist möglich, dass sich eine Kreuzleitung 34 zwischen zwei benachbarten
Wagen 12 erstreckt. Des Weiteren ist denkbar, dass Wagen 12 mit mehr als zwei Paaren von Akkumulatormodulen 34 ausgestattet sind, wobei in diesem Fall mehr als zwei Kreuzleitungen 34 in diesem Wagen möglich sind.
Die Wagen 12 sind jeweils mit einer Schalteinheit 38 ausge¬ stattet. Diese ist mit den Kreuzleitungen 34. LR und 34. RL elektrisch verbunden. Sie dient dazu, für jede dieser Kreuzleitungen 34. LR und 34. RL die entsprechende Kreuzleitung wahlweise mit einem ersten elektrischen Strang 40. a und/oder mit einem zweiten elektrischen Strang 40. b zu verbinden oder von beiden elektrischen Strängen 40. a, 40. b zu trennen. Für jeden elektrischen Strang 40. a, 40. b kann dieser mittels der Schalteinheit 38 entweder mit der Kreuzleitung 34. LR oder mit der Kreuzleitung 34. RL elektrisch verbunden werden.
Mit der Möglichkeit einer Trennung einer Kreuzleitung von beiden Strängen 40. a, 40. b können die an diese Kreuzleitung angeschlossene Akkumulatormodule 28 von einem Stromkreis ge¬ trennt werden.
Die Kreuzleitungen 34. RL, 34. LR bilden jeweils einen elektri- sehen Strang 40. c, 40. d, durch welchen ein elektrisches Sig¬ nal zum benachbarten Wagen 12 geführt werden kann. In der betrachteten Ausführung sind diese Stränge 40. c, 40. d - d.h. die Kreuzleitungen 34. RL, 34. LR im Wagen 12.1 - mit einer entsprechenden Schalteinheit 38 des benachbarten Wagens 12.2 elektrisch verbunden. Diese ist an die Kreuzleitungen 34. RL, 34. LR dieses Nachbarwagens 12.2 angeschlossen und zur oben beschriebenen Schalteinheit 38 funktional identisch ausgebil¬ det. In einer weiteren Ausführung - bei welcher insbesondere der Nachbarwagen 12 kein Akkumulatormodul aufweist - können die Stränge 40. c, 40. d ohne weitere Schaltelemente im Nach¬ barwagen 12 weitergeführt werden.
Die elektrischen Stränge 40, die von den Kreuzleitungen
34. RL, 34. LR in den Wagen 12 (Stränge 40. c, 40. d) und von Leitungen gebildet sind, welche von Kreuzleitungen unterschiedlich sind (Stränge 40. a, 40. b), bilden einen ersten elektrischen Leitungssatz 42. B, durch welchen zumindest ein mehrerer Akkumulatormodule 28 im Schienenfahrzeug 10 verbin¬ dender Leitungspfad herstellbar ist. In der in Figur 4 be- trachteten Konfiguration sind mittels entsprechender Stellungen der Schalteinheiten 38 zwei Leitungspfade 44. p, 44. q hergestellt, die teilweise über getrennte Leitungen und teil¬ weise über eine gemeinsame Leitung verlaufen. Im ersten Wagen
12.1 verlaufen die Leitungspfade jeweils über eine unter- schiedliche Kreuzleitung 34, während sie im zweiten Wagen
12.2 über eine gemeinsame Kreuzleitung 34. RL verlaufen, wobei die Kreuzleitung 34. LR von beiden elektrischen Strängen 40. c, 40. d getrennt ist, an welche die Schalteinheit 38 im zweiten Wagen 12.2 angeschlossen ist.
Durch den Satz von Schalteinheiten 38 im Schienenfahrzeug 10 kann der Leitungspfad 44. p und/oder der Leitungspfad 44. q ge¬ ändert werden, indem die elektrische Verbindung eines an eine Schalteinheit 38 angeschlossenen elektrischen Strangs mit einer an diese Schalteinheit 38 angeschlossenen Kreuzleitung von einer Kreuzleitung, z.B. 34. RL, auf die andere Kreuzleitung, z.B. 34. LR, umgeschaltet wird. Der Satz von Schaltein- heiten 38 bildet demnach eine Pfadeinheit 46, die dazu ausge¬ bildet ist, zumindest einen mittels des ersten Leitungssatzes 42. B hergestellten Leitungspfad 44. p, 44. q zu ändern.
Die Akkumulatormodule 28 weisen jeweils eine Zustandserfas- sungseinheit 48 auf, durch welche eine Zustandskenngröße er¬ fassbar ist. Diese kann eine Ladezustandskenngröße, eine Tem¬ peraturkenngröße, eine Spannungskenngröße usw. sein. Die Zu¬ standserfassungseinheiten 48 weisen jeweils eine Kontrolleinheit 47, die zur Überwachung kritischer Betriebsgrößen des zugeordneten Akkumulatormoduls 28 dienen, und eine Lade- und Entladeelektronik 49 auf, die zum Regeln eines Lade- bzw. Entladeprozesses des entsprechenden Akkumulatormoduls 28 vor¬ gesehen ist. Der Satz von Zustandserfassungseinheiten 48 bildet eine Zustandserfassungseinrichtung, die dazu vorgesehen ist, Zustandskenngrößen der Akkumulatormodule 28 zu erfassen.
Die Betätigung einer Schalteinheit 38 in einem Wagen 12 erfolgt in Abhängigkeit einer Zustandskenngröße von zumindest einem Akkumulatormodul 28 in diesem Wagen 12. Wird mittels der entsprechenden Zustandserfassungseinheit 48 eine kriti¬ sche Zustandskenngröße erfasst, welche z.B. einen Ausfall des entsprechenden Akkumulatormoduls 28 signalisiert, kann dieses Akkumulatormodul 28 mittels der Schalteinheit 38 von einem aktiven, über die Kreuzleitung geführten Stromkreis, an wel- che das Akkumulatormodul 28 angeschlossen ist, getrennt wer¬ den, indem diese Kreuzleitung von den an die Schalteinheit 38 des entsprechenden Wagens 12 angeschlossenen elektrischen Strängen 40 getrennt wird. Anders formuliert wird ein Lei¬ tungspfad, an welchen ein defektes Akkumulatormodul 28 ange- schlössen ist, derart geändert, dass dieses Akkumulatormodul 28 vom geänderten Leitungspfad getrennt ist. Bei der Berücksichtigung von Ladezustandskenngrößen als Zu- standskenngrößen kann ein Leitungspfad durch die Pfadeinheit 46 derart gestaltet werden, dass er vorzugsweise Akkumulator¬ module 28 verbindet, für welche die Ladezustandskenngröße je- weils einen vorbestimmten Schwellwert über- oder unterschrei¬ tet. Soll beispielsweise für eine bestimmte Anwendung einer oder mehrerer Verbrauchereinrichtungen 20 ein langfristiger Bezug elektrischer Energie erfolgen, kann ein Leitungspfad derart gestaltet werden, dass er zumindest überwiegend Akku- mulatormodule 28 mit hoher Ladung für einen Energiebezug durch die entsprechenden Verbrauchereinrichtungen 20 miteinander verbindet. Bei einer bestimmten Anzahl entladener Akkumulatormodule 28 kann ein Leitungspfad hergestellt werden, welcher zum Zweck einer Ladung dieser die elektrische Versor- gungseinheit 22 und/oder das Bremsenergierückgewinnungssys- tems 29 mit diesen Akkumulatormodulen 28 verbindet.
In Figur 3 ist der Leitungssatz 42. B dargestellt. In einer ersten Variante der Erfindung ist das Schienenfahrzeug 10 lediglich mit diesem Leitungssatz 42. B ausgestattet, welcher zur Herstellung zumindest eines änderbaren Leitungspfades 44. p bzw. 44. q dient. Gemäß einer weiteren Variante kann das Schienenfahrzeug 10 mit mehreren Leitungssätzen ausgestattet sein, welche jeweils wie oben für den Leitungssatz 42. B be- schrieben ausgebildet sind. Eine solche Variante ist in Figur 5 dargestellt, wobei neben dem ersten Leitungssatz 42. B ein zweiter Leitungssatz 42. L und ein dritter Leitungssatz 42. vorgesehen sind. Durch die Leitungssätze 42. B, 42. L, 42.
kann jeweils wie oben für den Leitungssatz 42. B beschrieben zumindest ein mehrere Akkumulatormodule 28 verbindender Lei¬ tungspfad hergestellt werden, wobei Leitungspfade, die mit¬ tels unterschiedlicher Leitungssätze 42. B, 42. L, 42. hergestellt werden, zumindest in einem normalen Betriebsmodus elektrisch voneinander unabhängig sind. Die Pfadeinheit 46 ist - wie oben für den Leitungssatz 42. B oben beschrieben - dazu vorgesehen, zumindest auf der Grundlage der Zustands- kenngrößen die Leitungspfade zu ändern. Die Leitungssätze 42. B, 42. L und 42. sind jeweils einer unterschiedlichen Fahrzeugfunktion zugeordnet.
Der erste Leitungssatz 42. B hat als Verbraucherbetriebsfunk- tion die Funktion eines „Betriebsleitungssatzes", welcher zur Versorgung der Verbrauchereinrichtungen 20 im normalen Betrieb des Schienenfahrzeugs 10 vorgesehen ist. Insbesondere kann der Leitungssatz 42. B die Funktion einer Zugsammeischiene haben.
Der zweite Leitungssatz 42. L hat als Akkumulatorladefunktion die Funktion eines „Ladeleitungssatzes", über welchen die Ladung und ggf. eine Zwangsentladung der angeschlossenen Akkumulatormodule 28 erfolgt. Bei diesem Leitungssatz 42. L erfolgt eine Leitungspfadänderung durch die Pfadeinheit 46 vorzugsweise auf der Grundlage von Ladezustandskenngrößen der Akkumulatormodule 28. In dieser Funktion kann über einen mittels des zweiten Leitungssatzes 42. L hergestellten Leitungs¬ pfad eine Ladeenergie zu den an diesen Pfad angeschlossenen Akkumulatormodulen 28 geführt werden. Diese Energie wird von der Versorgungseinheit 22 und/oder vom Bremsenergierückgewin- nungssystem 29 bereitgestellt.
Der dritte Leitungssatz 42. hat als Sicherheitsfunktion die Funktion eines „Notfallleitungssatzes". Mittels dieses und der Pfadeinheit 46 soll eine Gruppierung von Akkumulatormodu¬ len 28 derart erfolgen, dass eine bestimmte Energiereserve für den Einsatz eines Notfallbetriebs stets zur Verfügung steht. Insbesondere wird eine Energiereserve für die Aktivie- rung einer Zusatzbremse 50 bereitgestellt (siehe Figur 1), welche - im Falle einer Schnell- oder Notbremsung - eine Hauptbremse unterstützt. Die Sicherheitsfunktion umfasst die Versorgung dieser Bremse 50 mit elektrischer Energie. Die Hauptbremse ist als eine generatorische, von den Antriebs- einheiten 14 gebildete Motorbremse ausgebildet, wobei die
Zusatzbremse insbesondere als Reibungsbremse, z.B. als elekt¬ risch antreibbare Keilbremse, ausgebildet ist. Die Pfadeinheit 46 ist dazu programmiert, die Leitungspfade der unterschiedlichen Leitungssätze 42. B, 42. L und 42. in Abhängigkeit der jeweiligen Fahrzeugfunktion zu ändern. In einer Ausführung kann ein Akkumulatormodul 28 wahlweise mit einem Leitungssatz 42. B, 42. L oder 42. verbunden werden, wobei eine Verbindung mit mehreren Leitungssätzen zur gleichen Zeit nicht möglich ist. In einer weiteren Ausführungsvariante, welche anhand der
Figur 5 beschrieben wird, kann ein Akkumulatormodul 28 zur gleichen Zeit mit mehreren Leitungssätzen 42. B, 42. L und 42. elektrisch verbunden werden. Hierzu weisen die Akkumulatormodule 28 jeweils mehrere Akkumulatoreinheiten 52. B, 52. L und 52. auf. Zur Verbindung des Akkumulatormoduls 28 mit den
Leitungssätzen 42. B, 42. L und 42. ist dem Akkumulatormodul 28 eine Schalteinrichtung 54 zugeordnet. Diese weist mehrere Schalteinheiten 56.1, 56.2 und 56.3 auf, die jeweils mit einer unterschiedlichen Akkumulatoreinheit 52. B, 52. L bzw. 52. verbunden sind. Mittels der Schalteinheiten 56.1, 56.2 und 56.3 erfolgt jeweils eine wahlweise elektrische Verbin¬ dung der zugeordneten Akkumulatoreinheit 52. B, 52. L bzw. 52. mit einem der Leitungssätze 42. B, 42. L und 42. , wobei zur gleichen Zeit eine Verbindung der entsprechenden Akkumulator- einheit 52 mit nur einem Leitungssatz herstellbar ist.
In einem normalen Betriebsmodus sind die Akkumulatoreinheiten 52. B, 52. L, 52. - wie in Figur 5 gezeigt - jeweils mit einem unterschiedlichen Leitungssatz 42. B, 42. L bzw. 42. verbun- den.
In besonderen Betriebsfällen kann es notwendig sein, zwei oder mehr Akkumulatoreinheiten 52. B, 52. L bzw. 52. mit einem gleichen Leitungssatz zu verbinden.
Wie oben beschrieben, sind - in einem normalen Betriebsmodus - Leitungspfade, die durch unterschiedliche Leitungssätze 42 hergestellt sind, voneinander elektrisch unabhängig. In Be- triebsfallen kann es notwendig sein, die über mehrere Lei¬ tungssätze 42 beziehbare Energie in einen gemeinsamen Ener¬ giestrang zu kombinieren. Hierzu ist - insbesondere in jedem Wagen 12 - eine Brückenschaltung 58 vorhanden, die dazu dient, Leitungssätze 42 miteinander zu verbinden. Dies ist in Figur 6 dargestellt. In einer Betriebssituation, bei welcher eine maximale Energie aus dem Satz von Akkumulatormodulen 28 bezogen werden soll, können mittels der Brückenschaltung 58 sämtliche Leitungssätze 42 und daher sämtliche durch diese hergestellte Leitungspfade miteinander elektrisch verbunden werden .
Die Akkumulatormodule 28 sind - wie in Figur 1 zu sehen - in Wagenlängsrichtung 30 der Schienenfahrzeugwagen 12 ausgerich- tet, wobei grundsätzlich noch andere Ausrichtungen der Akkumulatormodule 28 möglich sind. Bei den Schienenfahrzeugwagen 12.1 und 12.2 sind die Akkumulatormodule 28 über ca. 70% ihrer Wagenlänge 60 bzw. 62 angeordnet. Es ist auch denkbar, dass bei einem Schienenfahrzeugwagen 12 die Akkumulatormodule 28 über ca. 90% seiner Wagenlänge angeordnet sind. Dabei sind Anordnungen mit drei Akkumulatormodulen 28 pro Wagenlängsseite möglich.
Des Weiteren sind die Akkumulatormodule 28 wie oben beschrie- ben durch zumindest einen Leitungspfad elektrisch miteinander verbindbar. Insbesondere sind auch die Akkumulatormodule 28 des ersten Schienenfahrzeugwagens 12.1 mit den Akkumulator¬ modulen 28 des zweiten Schienenfahrzeugwagens 12.2 durch zu¬ mindest einen Leitungspfad elektrisch verbindbar.
Figur 7 zeigt einen Schnitt durch ein Wagenkastenmodul 64 des zweiten Schienenfahrzeugwagens 12.2 aus Figur 1 entlang der Schnittebene VII. Das Wagenkastenmodul 64 umfasst ein Dachbauteil 66, zwei Sei¬ tenbauteile 68 und ein Unterbodenbauteil 70. Die beiden Sei¬ tenbauteile 68 sind im Wesentlichen parallel zueinander ange- ordnet und sind jeweils mit dem Dachbauteil 66 sowie mit dem Unterbodenbauteil 70 verbunden.
Ferner weisen das Dachbauteil 66, die beiden Seitenbauteile 68 und das Unterbodenbauteil 70 jeweils ein Außenwandelement 72 sowie ein Innenwandelement 74 auf. Das Außenwandelement 72 und das Innenwandelement 74 des jeweiligen Bauteils 66, 68, 70 sind parallel zueinander angeordnet und bilden zusammen einen Abschnitt einer doppelwandigen Außenhaut des Wagenkas- tenmoduls 64.
Weiterhin sind zwischen dem Außenwandelement 72 und dem
Innenwandelement 74 des jeweiligen Bauteils 66, 68, 70 meh¬ rere Tragstrukturelemente 76 angeordnet, die mit dem Außen- wandelement 72 und dem Innenwandelement 74 verbunden sind und eine Versteifung des Wagenkastenmoduls 64 bilden.
Außerdem umfasst das Wagenkastenmodul 64 ein Bodenbauteil 78, welches mit dem Unterbodenbauteil 70 verbunden ist. Das
Bodenbauteil 78 dient als Fahrgastraumfußboden eines vom
Bodenbauteil 78, Dachbauteil 66 und den beiden Seitenbautei¬ len 68 begrenzten Fahrgastraums 80.
Jedes der beiden Seitenbauteile 68 weist einen Fensterbereich 82 auf, in dem ein Fenster 84 angeordnet ist. Des Weiteren umfasst das Wagenkastenmodul 64 bzw. das Unterbodenbauteil 70 des Wagenkastenmoduls 64 zwei Modulbereiche 86, die jeweils eine Krümmung aufweisen. An den Innenwandelementen 74 des Dachbauteils 66 und der beiden Seitenbauteile 68 ist jeweils eine im Fahrgastraum 80 sichtbare Innenverkleidung 88 angeordnet/befestigt . In den Fensterbereichen 82 weisen die an den Seitenbauteilen 68 angeordneten Innenverkleidungen 88 jeweils eine Ausnehmung für das entsprechende Fenster 84 auf.
Wie bereits im Zusammenhang mit Figur 1 diskutiert wurde, weist das Wagenkastenmodul 64 mehrere Akkumulatormodule 28 auf. In Figur 7 sind exemplarisch vier Akkumulatoreinheiten 52 dargestellt, die zu diesen Akkumulatormodulen 28 gehören. Weitere, in Figur 7 nicht dargestellte Akkumulatoreinheiten 52 sind vor und/oder hinter den dargestellten Akkumulator- einheiten 52 angeordnet, bezogen auf die Wagenlängsrichtung 30.
Die Akkumulatoreinheiten 52 sind - genau wie die Außenwand¬ elemente 72 und die Innenwandelemente 74 - kohlenstofffaser- verstärkt. Des Weiteren sind die Akkumulatoreinheiten 52 der Akkumulatormodule 28 unterhalb der Fensterbereiche 82 ange¬ ordnet .
Zwei der vier dargestellten Akkumulatoreinheiten 52 sind an den Seitenbauteilen 68 angeordnet, und zwar jeweils an unterschiedlichen Seitenbauteilen 68. Diese beiden Akkumulatoreinheiten 52 sind jeweils am Innenwandelement 74 des entspre¬ chenden Seitenbauteils 68 außerhalb eines vom Innenwandele¬ ment 74 und dem zugehörigen Außenwandelement 72 begrenzten Raums 89 angeordnet. Zudem werden diese beiden Akkumulatoreinheiten 52 als Designelemente verwendet und bilden jeweils einen Teil der Innenverkleidung 88 des entsprechenden Seitenbauteils 68. Die übrigen zwei der vier dargestellten Akkumulatoreinheiten 52 sind in einem Unterbodenbereich 90 des Wagenkastenmoduls 64 angeordnet, insbesondere innerhalb eines vom Außenwandele¬ ment 72 und vom Innenwandelement 74 des Unterbodenbauteils 70 begrenzten Raums 89. Die Akkumulatoreinheiten 52 sind dabei in den beiden gekrümmten Modulbereichen 86 angeordnet, und zwar jeweils in unterschiedlichen gekrümmten Modulbereichen 86. Ferner sind diese zwei Akkumulatoreinheiten 52 bzw. ihre Akkumulatorzellen jeweils an die entsprechende Krümmung ange- passt .

Claims

Patentansprüche
1. Schienenfahrzeug mit Akkumulatormodulen (28. RV, 28. LV, 28. RH, 28. LH), zumindest einer Zustandserfassungseinrichtung, die dazu vorgesehen ist, Zustandskenngrößen der Akkumulatormodule (28. RV, 28. LV, 28. RH, 28. LH) zu erfassen, und zumindest einem ersten elektrischen Leitungssatz (42. B), durch welchen zumindest ein mehrere Akkumulatormodule (28. RV,
28. LV, 28. RH, 28. LH) verbindender Leitungspfad (44. p, 44. q) herstellbar ist,
gekennzeichnet durch
eine Pfadeinheit (46), die dazu vorgesehen ist, zumindest auf der Grundlage der Zustandskenngrößen den Leitungspfad (44. p, 44. q) zu ändern .
2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine Bremse (50), wobei der Leitungspfad eine Sicherheits¬ funktion hat, welche die Versorgung der Bremse (50) mit elektrischer Energie umfasst.
3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch
zumindest einen Wagen (12.1, 12.2), der einen ersten Bereich (R) und einen zweiten Bereich (L) aufweist, die sich räumlich gegenseitig ausschließen, wobei der erste Leitungssatz (42. B) elektrische Kreuzleitungen (34. RL, 34. LR) aufweist, welche jeweils ein Akkumulatormodul (28. RV, 28. RH) im ersten Bereich (R) und ein Akkumulatormodul (28. LV, 28. LH) im zweiten Be- reich (L) verbinden.
4. Schienenfahrzeug nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bereiche (L, R) von gegenüberliegenden Längsseitenberei- chen des Wagens (12.1, 12.2) gebildet sind.
5. Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Pfadeinheit (46) wenigstens eine Schalteinheit (38) auf- weist, die für ein Ändern des Leitungspfads (44. p, 44. q) dazu dient, zumindest eine Kreuzleitung (34. RL, 34. LR) mit einem elektrischen Strang (40. a, 40. b, 40. c, 40. d) zu verbinden bzw. von diesem zu trennen.
6. Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest der erste Leitungssatz (42. B) Kreuzleitungen
(34. RL, 34. LR) aufweist, die als sich zwischen den Bereichen (L, R) überkreuzende Überkreuzleitungen ausgebildet sind.
7. Schienenfahrzeug nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Pfadeinheit (46) wenigstens eine Schalteinheit (38) auf- weist, die für ein Ändern des Leitungspfads (44. p, 44. q) dazu dient, einen elektrischen Strang (40. a, 40. b, 40. c, 40. d) wahlweise mit einer ersten oder mit einer zweiten der Überkreuzleitungen zu verbinden.
8. Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che,
gekennzeichnet durch
einen Satz von gekoppelten Wagen (12.1, 12.2), wobei in mehreren der mit Akkumulatormodulen (28) ausgestatteten Wagen (12.1, 12.2) jeweils zumindest eine elektrische Kreuzleitung (34. RL, 34. LR) vorgesehen ist.
9. Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
zumindest einen zweiten Leitungssatz (42. L, 42. ), durch wel- chen zumindest ein mehrere Akkumulatormodule (28) verbinden¬ der Leitungspfad herstellbar ist, der in zumindest einem Be¬ triebsmodus vom ersten Leitungspfad (44. p, 44. q) elektrisch unabhängig ist, wobei die Pfadeinheit (46) dazu vorgesehen ist, zumindest auf der Grundlage der Zustandskenngrößen die Leitungspfade zu ändern.
10. Schienenfahrzeug nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Leitungssätze (42. B, 42. L, 42. ) jeweils einer unter- schiedlichen Fahrzeugfunktion zugeordnet sind, wobei die
Pfadeinheit (46) dazu vorgesehen ist, die Leitungspfade in Abhängigkeit ihrer jeweiligen Fahrzeugfunktion zu ändern, und die Fahrzeugfunktionen zum von einer Akkumulatorladefunktion, einer Verbraucherbetriebsfunktion, einer Fahrbetriebsfunktion und einer Sicherheitsfunktion gebildeten Satz gehören.
11. Schienenfahrzeug nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Akkumulatormodule (28) jeweils mehrere
Akkumulatoreinheiten (52. B, 52. , 52. L) umfassen, wobei
Schalteinrichtungen (54) vorgesehen sind, die jeweils einem unterschiedlichen Akkumulatormodul (28) zugeordnet sind und mehreren Schalteinheiten (56.1, 56.2, 56.3) aufweisen, die jeweils einer unterschiedlichen Akkumulatoreinheit (52. B, 52. , 52. L) des zugeordneten Akkumulatormoduls (28) zugeord¬ net und zur wahlweisen Verbindung der zugeordneten
Akkumulatoreinheit (52. B, 52. , 52. L) mit einem der Leitungs¬ sätze (42. B, 42. L, 42. ) vorgesehen sind.
12. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch
eine betätigbare Brückenschaltung (58), die dazu vorgesehen ist, Leitungssätze (42. B, 42. L, 42. ) miteinander zu verbin- den .
13. Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che,
gekennzeichnet durch
ein Wagenkastenmodul (64), das zumindest ein Außenwandelement (72) und zumindest ein Innenwandelement (74) umfasst, wobei zumindest ein Akkumulatormodul (28) im Bereich zumindest eines der Wandelemente (72, 74) angeordnet ist.
14. Schienenfahrzeug nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
Akkumulatormodule (28) des zumindest einen Wagenkastenmoduls (64) oder mehrerer Wagenkastenmodule (64) über zumindest 50% einer Wagenlänge (60, 62) angeordnet sind.
15. Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs (10), welches mit Akkumulatormodulen (28. RV, 28. LV, 28. RH, 28. LH) ausgestattet ist, bei welchem
Zustandskenngrößen der Akkumulatormodule (28. RV, 28. LV, 28. RH, 28. LH) erfasst werden und zumindest ein mehrere Akku¬ mulatormodule (28. RV, 28. LV, 28. RH, 28. LH) verbindender Leitungspfad (44. p, 44. q) hergestellt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest auf der Grundlage der Zustandskenngrößen der Lei- tungspfad (44. p, 44. q) geändert wird.
PCT/EP2015/078157 2014-12-16 2015-12-01 Schienenfahrzeug mit akkumulatormodulen WO2016096397A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017121046U RU180718U1 (ru) 2014-12-16 2015-12-01 Рельсовое транспортное средство с аккумуляторными модулями

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014226081.7A DE102014226081A1 (de) 2014-12-16 2014-12-16 Schienenfahrzeug mit Akkumulatormodulen
DE102014226081.7 2014-12-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016096397A1 true WO2016096397A1 (de) 2016-06-23

Family

ID=54754648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/078157 WO2016096397A1 (de) 2014-12-16 2015-12-01 Schienenfahrzeug mit akkumulatormodulen

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE102014226081A1 (de)
RU (1) RU180718U1 (de)
WO (1) WO2016096397A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016224125A1 (de) 2016-12-05 2018-06-07 DB RegioNetz Verkehrs GmbH Verfahren zur Steuerung von Nebenverbrauchern von Schienenfahrzeugen
DE102022200113A1 (de) 2022-01-07 2023-07-13 Siemens Mobility GmbH Schienenfahrzeug mit einer Batterieanordnung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060012320A1 (en) * 2001-03-27 2006-01-19 General Electric Company Multimode hybrid energy railway vehicle system and method
US20100275810A1 (en) * 2009-05-01 2010-11-04 Barbee Gibson V battery-powered all-electric locomotive and related locomotive and train configurations
WO2013145191A1 (ja) * 2012-03-28 2013-10-03 三菱電機株式会社 鉄道車両システム
EP2777974A2 (de) * 2013-03-15 2014-09-17 General Electric Company Elektrofahrzeug mit verbessertem elektrischem Antriebssystem

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004013351A1 (de) * 2004-03-17 2005-10-06 Effekta Regeltechnik Gmbh Vorrichtung zur Ladeverteilung und Überwachung von mehreren Akkumulatoren
DE102009050921A1 (de) * 2009-10-22 2011-04-28 Siemens Aktiengesellschaft Spurgebundenes Fahrzeug mit zumindest einem Energiespeichermodul sowie Verfahren zum Einbau zumindest eines Energiespeichermoduls in ein spurgebundenes Fahrzeug
DE102011110639A1 (de) * 2011-08-18 2013-02-21 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Energieversorgungssteuerungseinrichtung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060012320A1 (en) * 2001-03-27 2006-01-19 General Electric Company Multimode hybrid energy railway vehicle system and method
US20100275810A1 (en) * 2009-05-01 2010-11-04 Barbee Gibson V battery-powered all-electric locomotive and related locomotive and train configurations
WO2013145191A1 (ja) * 2012-03-28 2013-10-03 三菱電機株式会社 鉄道車両システム
EP2832579A1 (de) * 2012-03-28 2015-02-04 Mitsubishi Electric Corporation Schienenfahrzeugsystem
EP2777974A2 (de) * 2013-03-15 2014-09-17 General Electric Company Elektrofahrzeug mit verbessertem elektrischem Antriebssystem

Also Published As

Publication number Publication date
RU180718U1 (ru) 2018-06-21
DE102014226081A1 (de) 2016-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014010491B4 (de) Kraftfahrzeug und Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme von elektrischen Energiespeicherzellen
DE102013200763A1 (de) System und verfahren für das fahrzeugenergiemanagement
WO2010139489A1 (de) Energiesparendes fahren von schienenfahrzeugen mit wenigstens zwei antriebseinheiten
EP1926648B1 (de) Herstellung einer lokomotive
EP3556594B1 (de) Verfahren zum betreiben eines fahrzeugs sowie fahrzeug
DE102010007644A1 (de) Steuerungssystem für ein Fahrzeug mit zwei Achsantriebsvorrichtungen und Verfahren zum Betreiben eines Steuerungssystems
DE102018129905A1 (de) Verfahren zur Nutzung zumindest einer Ladeeinheit, Fahrzeug, Ladeeinheit, sowie Transportsystem
EP3859848B1 (de) Schienenfahrzeug mit kühleinrichtung für eine brennstoffzellenanordnung
DE102018212053B4 (de) Verfahren und Vorrichtungen zum Laden zumindest eines Energiespeichers eines Schienenfahrzeugs
WO2019001955A1 (de) Bordnetz für ein schienenfahrzeug, verfahren zum betreiben des bordnetzes und schienenfahrzeug
DE102009050921A1 (de) Spurgebundenes Fahrzeug mit zumindest einem Energiespeichermodul sowie Verfahren zum Einbau zumindest eines Energiespeichermoduls in ein spurgebundenes Fahrzeug
EP3265358B2 (de) Schienenfahrzeug, verfahren zum antreiben eines schienenfahrzeugs sowie verfahren zur herstellung eines schienenfahrzeugs
WO2016096397A1 (de) Schienenfahrzeug mit akkumulatormodulen
DE102015012900B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs sowie entsprechendes Kraftfahrzeug
DE202016008782U1 (de) Förderwagen mit autonomer Energieversorgung für Notsituationen
EP2229305B1 (de) Mehrgliedriges schienenfahrzeug
EP3187362B1 (de) Batterieladevorrichtung für flurförderzeug
EP1675197B1 (de) Batteriesystem, insbesondere für Züge
EP1950117B1 (de) Zugverband für einen Schnellzug
DE102020103108A1 (de) System zum induktiven Laden von Flurförderzeugen in einem Lager sowie Verfahren zur Herstellung des Lagers
DE202016002428U1 (de) Elektrofahrzeug mit Doppelschichtkondensator
WO2015185446A1 (de) Wagenkastenmodul für ein schienenfahrzeug
DE102019208880A1 (de) Energiemanagementsystem für einen elektrisch betriebenen Lastkraftwagen
EP3787961A1 (de) Nutzfahrzeug
DE102021211559A1 (de) Ansteuerung eines Transportfahrzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15802114

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15802114

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1