WO2022268249A1 - Einrichtung zum energiemanagement von technischen objekten mit einem elektromotorischen antrieb und verfahren zum betrieb einer derartigen einrichtung - Google Patents

Einrichtung zum energiemanagement von technischen objekten mit einem elektromotorischen antrieb und verfahren zum betrieb einer derartigen einrichtung Download PDF

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WO2022268249A1
WO2022268249A1 PCT/DE2022/000075 DE2022000075W WO2022268249A1 WO 2022268249 A1 WO2022268249 A1 WO 2022268249A1 DE 2022000075 W DE2022000075 W DE 2022000075W WO 2022268249 A1 WO2022268249 A1 WO 2022268249A1
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electric battery
battery
electric
electric motor
generator
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Inventor
Xavier BOÜCHAN OSORNIO
Original Assignee
Bouechan Osornio Xavier
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    • 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
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]

Definitions

  • the invention relates to a device for energy management of technical objects, the object-specific functionality of which is implemented with an electric motor drive, the drive having an electric motor and an electric battery, and the battery being designed to provide the electrical energy for operating the electric motor, through its Operation the object-specific functionality of the technical object is realized, as well as a method for operating such a device.
  • the respective object-specific functionality is implemented with an electric motor drive.
  • electric motors for many decades, the use of electric motors as a drive source was largely limited to mains-powered objects, for example kitchen appliances with a mains cable, machine tools with a permanently installed power supply or rail vehicles with overhead line access.
  • the object of the invention is to create a technical solution for energy management with which the usage time of a technical object after a single charge of the battery, in particular the range that can be achieved with a vehicle, can be significantly increased compared to the prior art.
  • the object of the invention is achieved in terms of device technology in that the device has a further electric battery and at least one generator in addition to the electric motor and a first electric battery, the at least one generator being operatively connected to the electric motor and being driven at least temporarily by the electric motor via a clutch is, wherein the at least one generator is functionally connected to the additional electric battery and designed to charge this additional electric battery and wherein the additional electric battery is functionally connected to the first electric battery and configured to charge this first electric battery temporarily.
  • an additional energy source becomes available, which can recharge the primary battery required for the actual object-specific functionality if required.
  • the capacity of the primary battery can be kept at a level that allows a very long period of use without recharging. This has enormous infrastructural advantages, for example in the case of an application for road vehicles, the number of charging stations can be reduced or kept at a low level.
  • the additional secondary battery can also be charged when not in use (e.g. storing a hand tool between two work steps at different times) or when stationary (e.g. parking an electric car).
  • the additional electric battery is thus also charged in periods in which no electric energy is required to operate the electric motor in order to maintain the object-specific functionality of the respective technical object.
  • the first electric battery is also functionally connected to the at least one generator and is designed to drive the generator temporarily.
  • the at least one generator can therefore also be operated when the electric motor is at a standstill, so that charging of the additional electric battery is fundamentally possible even in such an operating state.
  • a unit for measuring the capacity which is connected to the other electric battery via an evaluation and control unit, is assigned to the first electric battery.
  • the battery required for the object-specific functionality can be recharged in good time if required, without it being damaged by overcharging as a result of constant further charging by the other battery.
  • the additional electric battery is assigned a unit for measuring the capacity, which is connected to the generator via an evaluation and control unit. This ensures that this additional battery is also recharged in good time and is therefore always available as a reserve capacity for recharging the first battery without it being damaged by overcharging as a result of constant generator operation.
  • One embodiment proposes that the generator be arranged on a front side of the electric motor. A very compact design is thus realized, which is particularly advantageous for applications on small technical objects.
  • An alternative embodiment proposes that the device has two generators and that one generator is arranged on each end face of the electric motor.
  • a compact design is also implemented for technical objects with larger assemblies and/or with a higher energy requirement.
  • the object of the invention is achieved in terms of the process in that the further electric battery is connected to the first electric battery if the capacity of the first electric battery has fallen below a previously defined value.
  • the unit for measuring the capacity which has already been explained above, is assigned to the first electric battery. This ensures that the battery required for the actual property-specific functionality is recharged in good time if necessary, without it being damaged by overcharging as a result of constant further charging by the other battery.
  • a further embodiment proposes that the additional electric battery is connected to an assembly of another technical object in order to at least temporarily assume the function of an independent energy source for the respective other technical object.
  • the technical solution according to the invention is suitable for a large number of technical objects whose functionality is implemented using rechargeable batteries with an electric motor drive. This applies to both small technical objects such as kitchen appliances, vacuum cleaners, washing machines, hand tools, garden tools or e-bikes and large technical objects such as road vehicles of various types, rail vehicles, boats, ships or aircraft.
  • a technical solution for energy management is created with which the usage time of a technical object can be significantly increased after a single charge of the battery.
  • the range that can be achieved with a vehicle can be significantly increased compared to the state of the art, so that the objectively unrealizable wish for "once charge, always drive” is at least subjectively felt a little closer by using the generator to charge the additional electric Batteries are used temporarily in a function similar to a charging station.
  • FIG. 1 shows the basic structure of the device in a perspective view.
  • FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 as a block diagram
  • the device shown in the drawing is designed for the energy management of technical objects (not shown), for the function of which an electric motor drive is provided. Regardless of the specific technical object, this drive comprises an electric motor 1 and a first electric battery 2.
  • the first battery 2 and the electric motor 1 are electrically connected to one another, this connection being shown in FIGS. 1 and 2 in stylized form by broken lines.
  • the first battery 2 is designed to provide the electrical energy to operate the electric motor 1, through its operation object-specific functionality of the respective technical object is implemented.
  • the object-specific functionality is determined by the rotating blades of a lawnmower, by the suction effect of the blower in a vacuum cleaner, or by the rolling motion of the wheels in an electric vehicle.
  • the device has a further electric battery 3 and at least one generator 4 in addition to the electric motor 1 and the first electric battery 2 .
  • at least one generator 4 in addition to the electric motor 1 and the first electric battery 2 .
  • two generators 4 and 5 are provided.
  • a generator 4 or 5 is arranged on each end face of the electric motor 1 .
  • Both generators 4 and 5 are operatively connected to the electric motor 1 and are driven at least temporarily by the electric motor 1 via a clutch 6 .
  • one generator 4 is also directly operatively connected to the first battery 2, this connection being shown stylized in FIGS. 1 and 2 by two broken lines.
  • the generator 4 can also be operated without being connected to the electric motor 1 via the clutch 6 .
  • This is particularly advantageous in operating states in which no electrical energy is required to operate the electric motor 1 in order to maintain the object-specific functionality of the respective technical object, such as when a hand tool is temporarily not in operation or when an electric car is stopped in front of a traffic light. Even in such operating states in which the electric motor 1 is not in operation, the operative connection between the first electric battery 2 and the generator 4 makes it possible to charge the further electric battery 3 .
  • the two generators 4 and 5 are functionally connected to the additional electric battery 3 and are designed to charge this additional electric battery 3 .
  • the additional electric battery 3 is functionally connected to the first electric battery 2 and designed to temporarily charge this first electric battery 2 .
  • the electrical connections between the additional electrical battery 3 and the first battery 2 and the two generators 4 and 5 are each shown in stylized form in FIGS. 1 and 2 with dash-dotted lines.
  • the first electric battery 2 is assigned a unit for measuring the capacity (not shown), which is connected via an evaluation and control unit (not shown) to the other electric battery 3 is connected.
  • another electric battery 3 associated with a unit for measuring the capacity (not shown), via an evaluation and control unit (not shown) with the generators 4 and 5 is connected.
  • a device constructed in this way can be used for various types of technical objects, for example the device is structurally integrated in a vehicle.
  • the additional electric battery 3 is connected to the first electric battery 2 if the capacity of the first electric battery 2 has fallen below a previously defined value.
  • the additional electric battery 3 is preferably charged by the two generators 4 and 5 only at time intervals in which no power or only a proportionate power is required from the electric motor 1 to maintain the object-specific functionality of the respective technical object.
  • a device constructed in this way can be used for other applications (not shown in the drawing).
  • the additional electric battery 3 can be connected to an electric battery of another technical object in order to at least partially charge this electric battery of the other technical object.
  • the additional electric battery 3 can be used temporarily as a charger for a battery of another technical object.
  • the additional electric battery 3 can assume the function of a mobile charging station for other vehicles.
  • the additional electric battery 3 can be connected to a subassembly of another technical object in order to briefly assume the function of an independent energy source for the respective other technical object.
  • the additional electric battery 3 can assume the function of a short-term emergency power supply for the associated house.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Energiemanagement von technischen Objekten, deren objektspezifische Funktionalität mit einem elektromotorischen Antrieb realisiert wird, wobei der Antrieb einen Elektromotor und einen elektrischen Akku aufweist und wobei der Akku dafür ausgestaltet ist, die elektrische Energie zum Betrieb des Elektromotors bereitzustellen, durch dessen Betrieb die objektspezifische Funktionalität des technischen Objektes realisiert wird. Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine diesbezügliche technische Lösung zu schaffen, mit der die Nutzungszeit eines technischen Objektes nach einer einmaligen Aufladung des Akkus gegenüber dem Stand der Technik wesentlich erhöht werden kann. Diese Aufgabe wird gelöst, indem die Einrichtung einen zusätzlichen sekundären Akku aufweist, durch dessen Aufladung im normalen Betrieb des jeweiligen technischen Objektes eine zusätzliche Energiequelle verfügbar ist, die den für die eigentliche objektspezifische Funktionalität notwendigen primären Akku nachladen kann. Hierfür werden spezifische vorrichtungstechnische und verfahrenstechnische Merkmale vorgeschlagen.

Description

Einrichtung zum Energiemanagement von technischen Objekten mit einem elektromotorischen Antrieb und Verfahren zum Betrieb einer derartigen Einrichtung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Energiemanagement von technischen Objekten, deren objektspezifische Funktionalität mit einem elektromotorischen Antrieb realisiert wird, wobei der Antrieb einen Elektromotor und einen elektrischen Akku aufweist und wobei der Akku dafür ausgestaltet ist, die elektrische Energie zum Betrieb des Elektromotors bereitzustellen, durch dessen Betrieb die objektspezifische Funktionalität des technischen Objektes realisiert wird, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Einrichtung.
Für verschiedenartige technische Objekte wird die jeweilige objektspezifische Funktionalität mit einem elektromotorischen Antrieb realisiert. Dabei war die Nutzung von Elektromotoren als Antriebsquelle viele Jahrzehnte weitgehend auf netzstrombetriebene Objekte begrenzt, beispielsweise für Küchengeräte mit einem Netzkabel, Werkzeugmaschinen mit einer fest installierten Stromversorgung oder Schienenfahrzeuge mit einem Oberleitungszugang.
Die zunehmende Verfügbarkeit von leistungsstarken elektrischen Akkus hat in den letzten Jahren dazu geführt, dass elektromotorische Antriebe nunmehr auch für zahlreiche mobile technische Objekte genutzt werden, bei denen ein Netzstrombetrieb nicht möglich oder aus verschiedenen Aspekten nachteilig ist, beispielsweise für Gartengeräte, Handwerkzeuge und Fahrzeuge. Insbesondere in der letztgenannten Fahrzeugbranche ergeben sich vielfältige Vorteile gegenüber den bisher als Antriebsquelle dominierenden Verbrennungsmotoren, weil ein Elektromotor die Energie sehr effizient nutzt, geräuscharm arbeitet und verschleißarm ist. Weiterhin steht bei einem elektromotorischen Antrieb sofort ab Inbetriebnahme das volle Drehmoment über große Drehzahlbereiche zur Verfügung. Deshalb wird eine Nutzung von akkubetriebenen elektromotorische Antrieben neben dem Einsatz für PKW auch für Busse, Nutzkraftwagen, Schienenfahrzeuge ohne Oberleitungszugang, Binnenschiffe, Drohnen und perspektivisch auch für Überseeschiffe und Flugzeuge relevant.
Allerdings wird trotz intensiver Entwicklungsarbeiten den bisher am Markt verfügbaren Akkus zumindest im Fahrzeugsektor von vielen potentiellen Nutzern noch immer mit Skepsis begegnet. Gründe hierfür sind die weiterhin relativ kleinen Reichweiten mit einer Akkuladung, der Zeitaufwand für das Nachladen der Akkus sowie ökologische Bedenken wegen des infrastrukturellen Aufwandes (Ladesäulen mit Stellplätzen usw.) und der für die Herstellung der Akkus notwendigen Energie und Rohstoffe.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine technische Lösung zum Energiemanagement zu schaffen, mit der die Nutzungszeit eines technischen Objektes nach einer einmaligen Aufladung des Akkus, insbesondere die mit einem Fahrzeug erzielbare Reichweite, gegenüber dem Stand der Technik wesentlich erhöht werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird vorrichtungstechnisch gelöst, indem die Einrichtung zusätzlich zum Elektromotor und zu einem ersten elektrischen Akku einen weiteren elektrischen Akku und mindestens einen Generator aufweist, wobei der mindestens eine Generator mit dem Elektromotor in Wirkverbindung steht und vom Elektromotor über eine Kupplung zumindest temporär angetrieben ist, wobei der mindestens eine Generator mit dem weiteren elektrischen Akku funktionell verbunden und dafür ausgestaltet ist, diesen weiteren elektrischen Akku aufzuladen und wobei der weitere elektrische Akku mit dem ersten elektrischen Akku funktionell verbunden und dafür ausgestaltet ist, diesen ersten elektrischen Akku temporär aufzuladen.
Somit wird durch die Nutzung eines zusätzlichen sekundären Akkus und dessen Aufladung im normalen Betrieb des jeweiligen technischen Objektes eine zusätzliche Energiequelle verfügbar, die den für die eigentliche objektspezifische Funktionalität notwendigen primären Akku bei Bedarf nachladen kann. Dadurch kann die Kapazität des primären Akkus vorteilhaft auf einem Niveau gehalten werden, das eine sehr lange Nutzungszeit ohne Nachladen ermöglicht. Dies hat enorme infrastrukturelle Vorteile, indem beispielsweise bei einer Anwendung für Straßenfahrzeuge die Anzahl der Ladesäulen reduziert oder auf einem weiterhin niedrigen Stand gehalten werden kann.
Weiterhin ist es möglich, dass der zusätzliche sekundäre Akku auch bei Nichtbetrieb (z.B. Ablage eines Handwerkzeuges zwischen zwei zeitlich versetzten Arbeitsschritten) oder bei Stillstand (z.B. Parken eines Elektroautos) aufgeladen werden kann. Somit erfolgt eine Aufladung des weiteren elektrischen Akkus auch in solchen Zeiträumen, in denen keine elektrische Energie zum Betrieb des Elektromotors benötigt wird, um die objektspezifische Funktionalität des jeweiligen technischen Objektes aufrechtzuerhalten. Hierfür schlägt eine Ausgestaltung vor, dass der erste elektrische Akku auch mit dem mindestens einen Generator funktionell verbunden und dafür ausgestaltet ist, den Generator temporär anzutreiben. Der mindestens eine Generator kann demzufolge auch bei einem Stillstand des Elektromotors betrieben werden, so dass auch in einem derartigen Betriebszustand eine Aufladung des weiteren elektrischen Akkus grundsätzlich möglich ist.
Dem ersten elektrischen Akku ist eine Baueinheit zur Messung der Kapazität zugeordnet, die über eine Auswerte- und Steuereinheit mit dem weiteren elektrischen Akku verbunden ist. Somit kann der für die objektspezifische Funktionalität notwendige Akku bei Bedarf rechtzeitig nachgeladen werden, ohne dass er durch eine Überladung infolge ständiger Weiterladung durch den weiteren Akku beschädigt werden kann.
Außerdem ist dem weiteren elektrischen Akku eine Baueinheit zur Messung der Kapazität zugeordnet, die über eine Auswerte- und Steuereinheit mit dem Generator verbunden ist. Somit wird gewährleistet, dass dieser zusätzliche Akku ebenfalls rechtzeitig nachgeladen wird und somit jederzeit als Reservekapazität zur Nachladung des ersten Akkus verfügbar ist, ohne dass er durch eine Überladung infolge ständigem Generatorbetriebs beschädigt werden kann.
Eine Ausgestaltung schlägt vor, dass der Generator an einer Stirnseite des Elektromotors angeordnet ist. Somit wird eine sehr kompakte Bauweise realisiert, die insbesondere für Anwendungen an kleinen technischen Objekten vorteilhaft ist.
Eine alternative Ausgestaltung schlägt vor, dass die Einrichtung zwei Generatoren aufweist und dass an jeder Stirnseite des Elektromotors jeweils ein Generator angeordnet ist. Somit wird für technische Objekte mit größeren Baugruppen und/oder mit einem höheren Energiebedarf ebenfalls eine kompakte Bauweise realisiert.
Die Aufgabe der Erfindung wird verfahrenstechnisch gelöst, indem der weitere elektrische Akku dem ersten elektrischen Akku aufgeschaltet wird, sofern die Kapazität des ersten elektrischen Akkus unter einen vorab definierten Wert abgesunken ist. Hierfür ist dem ersten elektrischen Akku die bereits oben erläuterte Baueinheit zur Messung der Kapazität zugeordnet. Somit wird gewährleistet, dass der für die eigentliche objektspezifische Funktionalität notwendige Akku bei Bedarf rechtzeitig nachgeladen wird, ohne dass er durch eine Überladung infolge ständiger Weiterladung durch den weiteren Akku beschädigt werden kann.
Eine Ausgestaltung schlägt vor, dass das Laden des weiteren elektrischen Akkus durch den mindestens einen Generator nur in Zeitintervallen erfolgt, in denen keine Leistung oder nur eine anteilige Leistung vom Elektromotor zur Aufrechterhaltung der objektspezifischen Funktionalität des technischen Objektes benötigt wird. Somit wird gewährleistet, dass die für die eigentliche objektspezifische Funktionalität notwendige Energie bei Bedarf stets verfügbar ist und nicht durch eine vom Generator beanspruchte Antriebsenergie reduziert wird. Eine weitere Ausgestaltung schlägt vor, dass der weitere elektrische Akku mit einem elektrischen Akku eines anderen technischen Objektes verbunden wird, um den elektrischen Akku des anderen technischen Objektes zumindest teilweise aufzuladen.
Eine weitere Ausgestaltung schlägt vor, dass der weitere elektrische Akku mit einer Baugruppe eines anderen technischen Objektes verbunden wird, um zumindest kurzzeitig die Funktion einer eigenständigen Energiequelle für das jeweils andere technische Objekt zu übernehmen.
Die erfindungsgemäße technische Lösung ist für eine Vielzahl technischer Objekte geeignet, deren Funktionalität unter Nutzung von Akkus mit einem elektromotorischen Antrieb realisiert wird. Dies betrifft sowohl kleine technische Objekte wie beispielsweise Küchengeräte, Staubsauger, Waschmaschinen, Handwerkzeuge, Gartengeräte oder E-Bikes als auch große technische Objekte wie beispielsweise Straßenfahrzeuge unterschiedlicher Gattung, Schienenfahrzeuge, Boote, Schiffe oder Flugzeuge.
Dabei wird unabhängig von der jeweils konkreten Anwendung eine technische Lösung zum Energiemanagement geschaffen, mit der die Nutzungszeit eines technischen Objektes nach einer einmaligen Aufladung des Akkus wesentlich erhöht werden kann. Zum Beispiel kann somit die mit einem Fahrzeug erzielbare Reichweite gegenüber dem Stand der Technik wesentlich erhöht werden, so dass man dem objektiv nicht realisierbaren Wunsch nach „Einmal laden, immer fahren“ zumindest subjektiv gefühlt etwas näher kommt, indem der Generator zur Aufladung des weiteren elektrischen Akkus temporär in Funktion ähnlich einer Ladesäule genutzt wird.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau der Einrichtung in perspektivischer Darstellung Fig. 2 die Einrichtung gemäß Fig. 1 als Blockschaltbild
Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung ist zum Energiemanagement von technischen Objekten (nicht dargestellt) konzipiert, für deren Funktion ein elektromotorischer Antrieb vorgesehen ist. Dieser Antrieb umfasst unabhängig vom konkreten technischen Objekt einen Elektromotor 1 und einen ersten elektrischen Akku 2. Der erste Akku 2 und der Elektromotor 1 sind elektrisch miteinander verbunden, wobei diese Verbindung in Fig. 1 und Fig. 2 jeweils durch unterbrochene Linien stilisiert dargestellt ist. Der erste Akku 2 ist dafür ausgestaltet, die elektrische Energie zum Betrieb des Elektromotors 1 bereitzustellen, durch dessen Betrieb die objektspezifische Funktionalität des jeweiligen technischen Objektes realisiert wird. Beispielsweise wird die objektspezifische Funktionalität bei einem Rasenmäher durch das Rotieren der Schneidmesser, bei einem Staubsauger durch die Saugwirkung vom Gebläse oder bei einem Elektrofahrzeug durch die Rollbewegung der Räder bestimmt.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass die Einrichtung zusätzlich zum Elektromotor 1 und zum ersten elektrischen Akku 2 einen weiteren elektrischen Akku 3 und mindestens einen Generator 4 aufweist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Generatoren 4 und 5 vorgesehen. Dabei ist an jeder Stirnseite des Elektromotors 1 jeweils ein Generator 4 bzw. 5 angeordnet.
Beide Generatoren 4 und 5 stehen mit dem Elektromotor 1 in Wirkverbindung und werden vom Elektromotor 1 über eine Kupplung 6 zumindest temporär angetrieben. Außerdem ist vorgesehen, dass der eine Generator 4 zusätzlich direkt mit dem ersten Akku 2 in Wirkverbindung steht, wobei diese Verbindung in Fig. 1 und Fig. 2 jeweils durch zwei unterbrochene Linien stilisiert dargestellt ist. Somit kann der Generator 4 auch betrieben werden, ohne dass er über die Kupplung 6 mit dem Elektromotor 1 verbunden ist. Dies ist insbesondere in Betriebszuständen vorteilhaft, in denen keine elektrische Energie zum Betrieb des Elektromotors 1 benötigt wird, um die objektspezifische Funktionalität des jeweiligen technischen Objektes aufrechtzuerhalten, wie z.B. bei zeitweiligem Nichtbetrieb eines Handwerkzeuges oder beim Halt eines Elektroautos vor einer Ampel. Auch in solchen Betriebszuständen mit Nichtbetrieb des Elektromotors 1 ist durch die Wirkverbindung des ersten elektrischen Akkus 2 mit dem Generator 4 eine Aufladung des weiteren elektrischen Akkus 3 möglich.
Die beiden Generatoren 4 und 5 sind mit dem weiteren elektrischen Akku 3 funktionell verbunden und dafür ausgestaltet, diesen weiteren elektrischen Akku 3 aufzuladen. Der weitere elektrische Akku 3 ist mit dem ersten elektrischen Akku 2 funktionell verbunden und dafür ausgestaltet, diesen ersten elektrischen Akku 2 temporär aufzuladen. Die elektrischen Verbindungen zwischen dem weiteren elektrischen Akku 3 und dem erstem Akku 2 sowie den beiden Generatoren 4 und 5 sind in Fig. 1 und Fig. 2 jeweils mit strichpunktierten Linien stilisiert dargestellt.
Für die funktionellen Wechselwirkungen zwischen den zwei Akkus 2 und 3 sowie den beiden Generatoren 4 und 5 ist dem ersten elektrischen Akku 2 eine Baueinheit zur Messung der Kapazität (nicht dargestellt) zugeordnet, die über eine Auswerte- und Steuereinheit (nicht dargestellt) mit dem weiteren elektrischen Akku 3 verbunden ist. Außerdem ist auch dem weiteren elektrischen Akku 3 eine Baueinheit zur Messung der Kapazität (nicht dargestellt) zugeordnet, die über eine Auswerte- und Steuereinheit (nicht dargestellt) mit den Generatoren 4 und 5 verbunden ist.
Eine derart aufgebaute Einrichtung kann für verschiedenartige technische Objekte verwendet werden, beispielsweise wird die Einrichtung in einem Fahrzeug baulich integriert.
Beim Betrieb der Einrichtung wird der weitere elektrische Akku 3 dem ersten elektrischen Akku 2 aufgeschaltet, sofern die Kapazität des ersten elektrischen Akkus 2 unter einen vorab definierten Wert abgesunken ist.
Das Laden des weiteren elektrischen Akkus 3 durch die beiden Generatoren 4 und 5 erfolgt vorzugsweise nur in Zeitintervallen, in denen keine Leistung oder nur eine anteilige Leistung vom Elektromotor 1 zur Aufrechterhaltung der objektspezifischen Funktionalität des jeweiligen technischen Objektes benötigt wird.
Eine derart aufgebaute Einrichtung kann für weitere (in der Zeichnung nicht dargestellte) Einsatzfälle benutzt werden. So kann der weitere elektrische Akku 3 mit einem elektrischen Akku eines anderen technischen Objektes verbunden werden, um diesen elektrischen Akku des anderen technischen Objektes zumindest teilweise aufzuladen. Somit kann der weitere elektrische Akku 3 temporär als Ladegerät für einen Akku eines anderen technischen Objektes genutzt werden. Beispielsweise kann der weitere elektrische Akku 3 bei Anwendung für Straßenfahrzeuge die Funktion einer mobilen Ladesäule für andere Fahrzeuge übernehmen.
Ebenso kann der weitere elektrische Akku 3 mit einer Baugruppe eines anderen technischen Objektes verbunden werden, um kurzzeitig die Funktion einer eigenständigen Energiequelle für das jeweils andere technische Objekt zu übernehmen. Beispielsweise kann der weitere elektrische Akku 3 bei einer Anwendung in einer Waschmaschine die Funktion einer kurzzeitigen Notstromversorgung für das zugeordnete Haus übernehmen.
Bezugszeichenliste
1 Elektromotor
2 erster elektrischer Akku
3 weiterer elektrischer Akku
4 Generator
5 Generator
6 Kupplung

Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung zum Energiemanagement von technischen Objekten, deren objektspezifische Funktionalität mit einem elektromotorischen Antrieb realisiert wird, wobei der Antrieb einen Elektromotor (1) und einen elektrischen Akku (2) aufweist und wobei der Akku (2) dafür ausgestaltet ist, die elektrische Energie zum Betrieb des Elektromotors (1) bereitzustellen, durch dessen Betrieb die objektspezifische Funktionalität des technischen Objektes realisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zusätzlich zum Elektromotor (1) und zum ersten elektrischen Akku (2) einen weiteren elektrischen Akku (3) und mindestens einen Generator (4; 5) aufweist, wobei der mindestens eine Generator (4: 5) mit dem Elektromotor (1) in Wirkverbindung steht und vom Elektromotor (1) über eine Kupplung (6) zumindest temporär angetrieben ist, wobei der mindestens eine Generator (4: 5) mit dem weiteren elektrischen Akku (3) funktionell verbunden und dafür ausgestaltet ist, diesen weiteren elektrischen Akku (3) aufzuladen und wobei der weitere elektrische Akku (3) mit dem ersten elektrischen Akku (2) funktionell verbunden und dafür ausgestaltet ist, diesen ersten elektrischen Akku (2) temporär aufzuladen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten elektrischen Akku (2) eine Baueinheit zur Messung der Kapazität zugeordnet ist, die über eine Auswerte- und Steuereinheit mit dem weiteren elektrischen Akku (3) verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem weiteren elektrischen Akku (3) eine Baueinheit zur Messung der Kapazität zugeordnet ist, die über eine Auswerte- und Steuereinheit mit dem mindestens einen Generator (4: 5) verbunden ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektrische Akku (2) auch mit dem mindestens einen Generator (4: 5) funktionell verbunden und dafür ausgestaltet ist, den mindestens einen Generator (4: 5) temporär anzutreiben.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Generator (4: 5) an einer Stirnseite des Elektromotors (1) angeordnet ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zwei Generatoren (4 und 5) aufweist und dass an jeder Stirnseiten des Elektromotors (1) jeweils ein Generator ( 4 oder 5) angeordnet ist.
7. Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung nach Anspruch 1 zum Energiemanagement von technischen Objekten, deren objektspezifische Funktionalität mit einem elektromotorischen Antrieb realisiert wird, wobei der Antrieb einen Elektromotor (1) und einen elektrischen Akku (2) aufweist, wobei der Akku (2) dafür ausgestaltet ist, die elektrische Energie zum Betrieb des Elektromotors (1) bereitzustellen, durch dessen Betrieb die objektspezifische Funktionalität des technischen Objektes realisiert wird, wobei die Einrichtung zusätzlich zum Elektromotor (1) und zum ersten elektrischen Akku (2) einen weiteren elektrischen Akku (3) und mindestens einen Generator (4: 5) aufweist, wobei der mindestens eine Generator (4; 5) mit dem Elektromotor (1) in Wirkverbindung steht und vom Elektromotor (1) über eine Kupplung (6) zumindest temporär angetrieben ist, wobei der mindestens eine Generator (4; 5) mit dem weiteren elektrischen Akku (3) funktionell verbunden und dafür ausgestaltet ist, diesen weiteren elektrischen Akku (3) aufzuladen und wobei der weitere elektrische Akku (3) mit dem ersten elektrischen Akku (2) funktionell verbunden und dafür ausgestaltet ist, diesen ersten elektrischen Akku (2) temporär aufzuladen, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere elektrische Akku (3) dem ersten elektrischen Akku (2) aufgeschaltet wird, sofern die Kapazität des ersten elektrischen Akkus (2) unter einen vorab definierten Wert abgesunken ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Laden des weiteren elektrischen Akkus (3) durch den mindestens einen Generator (4: 5) nur in Zeitintervallen erfolgt, in denen keine Leistung oder nur eine anteilige Leistung vom Elektromotor (1) zur Aufrechterhaltung der objektspezifischen Funktionalität des technischen Objektes benötigt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere elektrische Akku (3) mit einem elektrischen Akku eines anderen technischen Objektes verbunden wird, um den elektrischen Akku des anderen technischen Objektes zumindest teilweise aufzuladen.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere elektrische Akku (3) mit einer Baugruppe eines anderen technischen Objektes verbunden wird, um kurzzeitig die Funktion einer eigenständigen Energiequelle für das jeweils andere technische Objekt zu übernehmen.
PCT/DE2022/000075 2021-06-23 2022-06-17 Einrichtung zum energiemanagement von technischen objekten mit einem elektromotorischen antrieb und verfahren zum betrieb einer derartigen einrichtung WO2022268249A1 (de)

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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6387007B1 (en) * 1997-01-24 2002-05-14 Anthony W. Fini, Jr. Electromechanical vehicle regeneration system
DE202013104224U1 (de) * 2013-03-22 2013-10-18 Indo Consulting & Trading Ltd. Fahrzeug mit Elektroantrieb
EP3150424A2 (de) * 2015-09-30 2017-04-05 MAN Truck & Bus AG Verfahren und vorrichtung zum energiemanagement in einem kraftfahrzeug mit mindestens zwei angetriebenen fahrzeugachsen
US9878635B1 (en) * 2013-02-13 2018-01-30 University Of Maryland Powertrain system in plug-in electric vehicles
CN109367399A (zh) * 2018-09-18 2019-02-22 江西江铃集团新能源汽车有限公司 四驱控制装置及汽车
DE102019115210A1 (de) * 2019-06-05 2020-12-10 Johannes Köhler Elektrofahrzeug mit zusätzlichen Fahrbatterien

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104085490A (zh) 2014-07-01 2014-10-08 蒋学福 具有自充电功能的电动车

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6387007B1 (en) * 1997-01-24 2002-05-14 Anthony W. Fini, Jr. Electromechanical vehicle regeneration system
US9878635B1 (en) * 2013-02-13 2018-01-30 University Of Maryland Powertrain system in plug-in electric vehicles
DE202013104224U1 (de) * 2013-03-22 2013-10-18 Indo Consulting & Trading Ltd. Fahrzeug mit Elektroantrieb
EP3150424A2 (de) * 2015-09-30 2017-04-05 MAN Truck & Bus AG Verfahren und vorrichtung zum energiemanagement in einem kraftfahrzeug mit mindestens zwei angetriebenen fahrzeugachsen
CN109367399A (zh) * 2018-09-18 2019-02-22 江西江铃集团新能源汽车有限公司 四驱控制装置及汽车
DE102019115210A1 (de) * 2019-06-05 2020-12-10 Johannes Köhler Elektrofahrzeug mit zusätzlichen Fahrbatterien

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