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Dokumentenidentifikation DE102007020232A1 15.11.2007
Titel Energieversorgungssystem und Verfahren zum Versorgen eines Fahrzeugs mit Energie
Anmelder Ford Global Technologies, LLC, Dearborn, Mich., US
Erfinder Elder, Ronald, Livonia, Mich., US;
Degner, Michael, Novi, Mich., US
Vertreter Effert, U., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 12487 Berlin
DE-Anmeldedatum 23.04.2007
DE-Aktenzeichen 102007020232
Offenlegungstag 15.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.11.2007
IPC-Hauptklasse B60L 11/12(2006.01)A, F, I, 20070423, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H02J 7/00(2006.01)A, L, I, 20070423, B, H, DE   
Zusammenfassung Es wird ein Fahrzeug und ein Energieversorgungssystem bereitgestellt, das mit Energiespeichereinheiten mit unterschiedlichen Spannungen und Temperaturen arbeiten kann und das weiterhin Energie zur Verfügung stellen kann, wenn eine der Energiespeichereinheiten nicht funktionsfähig ist. Es wird weiter ein Verfahren und ein Energieversorgungssystem bereitgestellt, das eine Energiespeichereinheit während des Betriebs des Fahrzeugs rekonditionieren kann.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, ein System und ein Verfahren zum Versorgen eines Fahrzeugs mit Energie.

Hybrid-Elektrofahrzeuge und Brennstoffzellenfahrzeuge können ein elektrisches Energiespeichersystem verwenden, um das Fahrzeug mit elektrischer Energie zu versorgen und vom Fahrzeug beispielsweise während eines Bremsvorgangs erzeugte elektrische Energie aufzunehmen.

Ein Hochspannungsbatteriesystem ist ein Beispiel für eines dieser elektrischen Energiespeichersysteme. Ein Hochspannungsbatteriesystem kann eine Anzahl von in Reihe geschalteten Energiespeichereinheiten oder -modulen umfassen. Jedes Modul kann eine oder mehrere in Reihe geschaltete Energiespeicherzellen oder Batterien umfassen.

Aufgrund der in Reihe geschalteten Batterien und Module wird die Leistung einer Hochspannungsbatterie im Allgemeinen durch die Leistung der Batterie mit der niedrigsten Spannung beschränkt. Aus diesem Grund werden die in einem derartigen Hochspannungsbatteriesystem verwendeten Batterien im Allgemeinen so ausgewählt, dass ihre Spannungen ungefähr gleich sind, z.B. mit Abweichungen von lediglich einigen Millivolt. Eine derartige Auswahl ermöglicht es dem Hochspannungsbatteriesystem ohne Einschränkungen durch die Batterie mit der niedrigsten Spannung zu arbeiten.

Wenn ein Hochspannungsbatteriesystem verschiedenen Stromstärken und Temperaturbedingungen ausgesetzt worden ist, können die Batteriespannungen voneinander abweichen. Diese Spannungsabweichungen können die Leistung des Hochspannungsbatteriesystems beeinträchtigen und somit die gesamte Fahrzeugleistung und Wirtschaftlichkeit beim Kraftstoffverbrauch beeinflussen.

Temperaturschwankungen zwischen den Batterien können ebenfalls die Leistung des Hochspannungsbatteriesystems und damit die Leistung des Fahrzeugs beeinträchtigen. Einige Ausführungen von Hochspannungsbatteriesystemen versuchen, die Temperaturdifferenzen zu minimieren, indem die Module dicht beieinander platziert werden, um die Temperaturregelung zu vereinfachen. Diese Strategie kann jedoch die Möglichkeiten bezüglich des Designs und der Unterbringung beschränken.

Wenn eine Batterie eines Hochspannungsbatteriesystems nicht mehr funktionsfähig ist, kann das Fahrzeug fahruntauglich werden oder seine Leistung kann erheblich reduziert werden, bis eine Austauschbatterie eingebaut wird.

Das Rekonditionieren eines Hochspannungsbatteriesystems erfordert im Allgemeinen, dass das gesamte System auf beispielsweise ungefähr 100% des Ladezustands aufgeladen, auf ungefähr 10% des Ladezustands entladen und dann erneut auf ungefähr 50% des Ladezustands geladen wird. Dieses Vorgehen macht den Memory-Effekt der Batterien rückgängig und reduziert die Abweichungen von Spannung und Ladezustand zwischen den einzelnen Batterien. Durch die Reihenschaltung der Batterien und Module wird die Effektivität dieses Rekonditioniervorgangs während des Entladens durch die schwächste Batterie, d.h. die Batterie mit dem niedrigsten Ladezustand, und während des Hufladens durch die stärkste Batterie, d.h. die Batterie mit dem höchsten Ladezustand, eingeschränkt. Das Rekonditionieren eines Hochspannungsbatteriesystems kann nicht während des Betriebs des Fahrzeugs durchgeführt werden. Das Rekonditionieren eines Hochspannungsbatteriesystems findet typischerweise in einer Fahrzeugservice-Werkstatt statt.

Hintergrundinformationen zur Erfindung bzw. deren Problemstellung können den US-Patenten 5,710,504, 5,931,245, 6,281,662 B1 und 6,801,014 B1 und den US-Patentanmeldungen 2005/0029987 A1 und 2005/0077875 A1 entnommen werden..

Von daher liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein Energieversorgungssystem, das man mit Energiespeichereinheiten mit unterschiedlichen Spannungen und Temperaturen betreiben, das Spannungs- und Temperaturabweichungen korrigieren kann und das weiterhin Energie liefern kann, wenn eine Energiespeichereinheit funktionsunfähig ist; dabei soll eine Energiespeichereinheit während des Betriebs des Fahrzeugs rekonditioniert werden können.

Das Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1 11 und 16. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Die Erfindung stellt ein Energieversorgungssystem für ein Fahrzeug zur Verfügung, das eine elektrische Systemanordnung aufweist, die zum Aufnehmen und Ausgeben von elektrischer Energie ausgebildet ist. Das Energieversorgungssystem umfasst erste und zweite Energiespeichereinheiten. Jede der Einheiten ist in der Lage, elektrische Energie aufzunehmen und zu speichern. Jede der Einheiten ist weiter in der Lage, elektrische Energie abzugeben. Das Energieversorgungssystem umfasst auch einen mit der ersten und der zweiten Energiespeichereinheit und der elektrischen Systemanordnung verbundenen elektrischen Wandler. Die erste und die zweite Energiespeichereinheit sind in einem elektrischen Schaltkreis so mit dem Wandler verbunden, dass die erste und die zweite Energiespeichereinheit parallel zueinander und zu dem Wandler geschaltet werden können. Der Wandler hat die Funktion, Energie von der ersten und der zweiten Energiespeichereinheit aufzunehmen. Der Wandler hat weiter die Funktion, einen Transfer der von der ersten und der zweiten Energiespeichereinheit erhaltenen Energie zu der elektrischen Systemanordnung zu vereinfachen. Das Energieversorgungssystem umfasst weiter ein mit dem Wandler in Verbindung stehendes, mindestens eine Steuereinrichtung umfassendes Steuersystem. Das Steuersystem ist so ausgebildet, dass es Informationen ermittelt, die sich auf jeweils mindestens ein Betriebsmerkmal der ersten und der zweiten Energiespeichereinheit beziehen. Das Steuersystem ist weiterhin so ausgebildet, dass es die von der ersten und von der zweiten Energiespeichereinheit übertragene Energie mindestens teilweise in Abhängigkeit von dem jeweils mindestens einen Betriebsmerkmal steuert.

Der Wandler kann so ausgebildet sein, dass er einen Energietransfer von der ersten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung unabhängig von einem Energietransfer von der zweiten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung vereinfacht.

Eine Funktion des Wandlers kann darin bestehen, dass er einen Energietransfer von der ersten und der zweiten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung verhindert.

Eine Funktion des Wandlers kann auch darin bestehen, dass er einen Energietransfer von der ersten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung vereinfacht, während er einen Energietransfer von der zweiten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung verhindert.

Eine weitere Funktion des Wandlers kann darin bestehen, dass er einen im Wesentlichen gleichzeitigen Energietransfer von der ersten und der zweiten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung vereinfacht.

Das Steuersystem kann so ausgebildet sein, dass die Menge der von der ersten und von der zweiten Energiespeichereinheit übertragenen Energie so gesteuert wird, dass sich die von der ersten Energiespeichereinheit übertragene Energiemenge von der von der zweiten Energiespeichereinheit übertragenen Energiemenge unterscheidet.

Eine Funktion des Wandlers kann darin bestehen, dass er Energie von der elektrischen Systemanordnung aufnimmt und einen Transfer der von der elektrischen Systemanordnung erhaltenen Energie zu der ersten und zu der zweiten Energiespeichereinheit vereinfacht.

Das Steuersystem kann so ausgebildet sein, dass es die von der ersten und von der zweiten Energiespeichereinheit übertragene Energiemenge mindestens teilweise in Abhängigkeit von dem jeweils mindestens einen Betriebsmerkmal steuert.

Das jeweils mindestens eine Betriebsmerkmal kann eine ermittelte Spannung der ersten und der zweiten Energiespeichereinrichtung umfassen.

Das Steuersystem kann so ausgebildet sein, dass es die von der ersten und von der zweiten Energiespeichereinheit übertragene Energiemenge auf der Basis der ermittelten Spannungen steuert.

Das Energieversorgungssystem kann eine dritte Energiespeichereinheit in dem elektrischen Schaltkreis umfassen, die parallel zu dem Wandler und parallel zu entweder einer der ersten oder zweiten oder beiden Energiespeichereinrichtungen geschaltet werden kann.

Der Wandler kann so ausgebildet sein, dass ein Transfer von mindestens einem Teil der von der elektrischen Systemanordnung erhaltenen Energie zu der dritten Energiespeichereinheit vereinfacht wird, wenn die Energiemenge, die der Wandler von der elektrischen Systemanordnung erhalten hat, einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.

Sowohl die erste als auch die zweite Energiespeichereinheit kann eine jeweilige Nennspannung aufweisen.

Die erste und die zweite Energiespeichereinheit können unterschiedliche Nennspannungen aufweisen.

Die Betriebsmerkmale können mindestens eine Spannung oder eine Temperatur oder einen Ladezustand umfassen.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Fahrzeug mit einem Energieversorgungssystem bereit, das mindestens einen mit einem elektrischen Bus verbundenen elektrischen Verbraucher umfasst. Das Energieversorgungssystem umfasst eine Anzahl Batteriemodule. Jedes der Batteriemodule umfasst mindestens eine Batteriezelle. Das Energieversorgungssystem umfasst weiter einen elektrischen Wandler, der mit dem elektrischen Bus und den Batteriemodulen verbunden ist. Der Wandler hat die Funktion, Energie von jedem der Batteriemodule zu dem elektrischen Bus zu übertragen. Das Energieversorgungssystem umfasst weiter ein Steuersystem, das mit dem Wandler in Verbindung steht und mindestens eine Steuereinrichtung aufweist. Das Steuersystem ist so ausgebildet, dass es Informationen ermittelt, die sich auf mindestens jeweils ein Betriebsmerkmal jedes Batteriemoduls beziehen. Das Steuersystem ist ferner so ausgebildet, dass es die von jedem der Batteriemodule übertragene Energie mindestens teilweise in Abhängigkeit von dem jeweils mindestens einen Betriebsmerkmal selbständig steuert.

Die Batteriemodule können in einem elektrischen Schaltkreis so mit dem Wandler verbunden sein, dass die Batteriemodule parallel zueinander und parallel zu dem Wandler geschaltet werden können.

Das Fahrzeug kann eine mit dem elektrischen Bus verbundene elektrische Maschine umfassen. Die elektrische Maschine kann die Funktion haben, elektrische Energie an den elektrischen Bus abzugeben.

Der Wandler kann die Funktion haben, Energie von dem elektrischen Bus aufzunehmen und einen Transfer der von dem elektrischen Bus erhaltenen Energie zu mindestens einem der Batteriemodule zu vereinfachen.

Das Steuersystem kann so ausgebildet sein, dass es die zu dem mindestens einen Batteriemodul übertragene Energiemenge mindestens teilweise in Abhängigkeit von dem jeweils mindestens einen Betriebsmerkmal steuert.

Das Betriebsmerkmal kann mindestens einen Ladezustand, eine Spannung oder eine Temperatur umfassen.

Das Energieversorgungssystem kann einen Kondensator umfassen, der mit dem Wandler und mindestens einem der Batteriemodule in einem elektrischen Schaltkreis so verbunden ist, dass der Kondensator parallel zu dem Wandler und dem mindestens einen Batteriemodul geschaltet werden kann.

Das Steuersystem kann so ausgebildet sein, dass es ermittelt, ob die Energie, die der Wandler von dem elektrischen Bus erhalten hat, einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.

Der Wandler kann die Funktion haben, einen Transfer von mindestens einem Teil der von dem elektrischen Bus erhaltenen Energie zu dem Kondensator zu vereinfachen, wenn die Energie, die der Wandler von dem elektrischen Bus erhalten hat, den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.

Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Energieversorgung eines Fahrzeugs bereit, das erste und zweite Energiespeichereinheiten und eine zum Aufnehmen und Abgeben elektrischer Energie ausgelegte elektrische Systemanordnung umfasst. Das Verfahren umfasst das Überwachen von mindestens jeweils einem Betriebsmerkmal der ersten und der zweiten Energiespeichereinheit. Das Verfahren umfasst weiter einen selektiven Energietransfer von der ersten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung und einen selektiven Energietransfer von der zweiten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung. Das Verfahren umfasst ferner das Steuern des selektiven Energietransfers sowohl von der ersten als auch von der zweiten Energiespeichereinheit mindestens teilweise in Abhängigkeit von dem jeweils mindestens einen Betriebsmerkmal.

Das Verfahren kann umfassen, dass bestimmt wird, ob das mindestens eine Betriebsmerkmal eine vorbestimmte Bedingung erfüllt.

Das mindestens eine Betriebsmerkmal kann mindestens einen Ladezustand, eine Spannung oder eine Temperatur umfassen.

Die vorbestimmte Bedingung kann mindestens einen Bereich von Ladezuständen oder einen Spannungsbereich oder einen Temperaturbereich umfassen.

Das Verfahren kann das Reduzieren der Menge der selektiv von der ersten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung übertragenen Energie, wenn der Ladezustand der ersten Energiespeichereinheit nicht innerhalb des Bereichs der Ladezustände liegt, umfassen.

Das Verfahren kann das Bestimmen, ob die elektrische Systemanordnung elektrische Energie abgibt, umfassen.

Das Verfahren kann das selektive Übertragen von mindestens einem Teil der von der elektrischen Systemanordnung an die erste Energiespeichereinheit abgegebenen Energie umfassen, wenn die elektrische Systemanordnung elektrische Energie abgibt.

Die selektiv von der ersten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung übertragene Energiemenge kann im Allgemeinen kleiner als die von der zweiten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung übertragene Energiemenge sein.

Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine unabhängige Steuerung des Stroms, der in der Energieversorgungseinrichtung von oder zu jeder der Energiespeichereinheiten fließen kann, ein Überbrücken von funktionsunfähigen Energiespeichereinheiten bei gleichzeitiger fortgesetzter Energiezufuhr für den Fahrzeugbetrieb und Unterbringungsalternativen für die Energiespeichereinheiten in einem Fahrzeug zur Verfügung.

Eine Ausführungsform eines mit einem elektrischen Wandler in Verbindung stehenden Steuersystems kann so ausgebildet sein, dass es die Spannung, den Ladezustand oder die Temperatur jeder Energiespeichereinheit des Energieversorgungssystems bestimmt.

Eine Ausführungsform des elektrischen Wandlers ermöglicht das individuelle Fließen von Strom zu und von jeder der Energiespeichereinheiten auf der Basis von Spannung, Ladezustand oder Temperatur jeder Energiespeichereinheit des Energieversorgungssystems.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ermöglicht eine unabhängige Steuerung für jede der Energiespeichereinheiten in Abhängigkeit von der Temperatur der Energiespeichereinheit das Unterbringen der Energiespeichereinheiten an Orten innerhalb des Fahrzeugs, die unterschiedliche Temperaturmerkmale haben.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ermöglicht eine unabhängige Steuerung für jede der Energiespeichereinheiten in Abhängigkeit von der Spannung oder des Ladezustands eine effiziente Verwendung von Energiespeichereinheiten mit unterschiedlichen Spannungen und folglich unterschiedlichen Größen für das Energieversorgungssystem.

Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann eine Energiespeichereinheit als "Ersatzteil" vorgesehen und an einem Platz innerhalb des Fahrzeugs untergebracht werden, der einen einfachen Austausch ermöglicht. Diese Einheit kann im Vergleich zu den anderen Energiespeichereinheiten verhältnismäßig höheren Stromstärken ausgesetzt werden. Mit diesen verhältnismäßig höheren Stromstärken hat das "Ersatzteil" zwar eine geringere Haltbarkeit, jedoch wird die Nutzungsdauer der anderen Energiespeichereinheiten verlängert.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung bestimmt das Steuersystem die Spannung jeder Energiespeichereinheit des Energieversorgungssystems, wenn das Fahrzeug gestartet wird. Auf der Basis dieser Spannungen reguliert das Energieversorgungssystem den von jeder der Energiespeichereinheiten gezogenen Strom, so dass bei der Einheit mit der niedrigsten gespeicherten Energiemenge, d.h. der schwächsten Einheit, eine verringerte Stromentnahme erfolgt, während bei der Energiespeichereinheit mit der höchsten gespeicherten Energiemenge, d.h. der stärksten Einheit, eine erhöhte Stromentnahme erfolgt. Bei anderen Energiespeichereinheiten erfolgt eine Stromentnahme, die zwischen derjenigen der schwächsten und der stärksten Energiespeichereinheit liegt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung teilt der elektrische Wandler den von einer elektrischen Maschine erhaltenen Strom bei einem Bremsvorgang des Fahrzeugs, d.h. wenn eine Energieaufladung erfolgt, so, dass die schwächste Energiespeichereinheit die höchste Stromzufuhr erhält, während die stärkste Energiespeichereinheit die niedrigste Stromzufuhr erhält. Andere Energiespeichereinheiten erhalten eine Stromzufuhr, die irgendwo zwischen der höchsten und der niedrigsten Stromzufuhr liegt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung überbrückt das Energieversorgungssystem für den Fall, dass die Spannung einer Energiespeichereinheit nicht innerhalb eines gewünschten Bereichs gehalten werden kann, d.h., dass eine Einheit funktionsunfähig wird, diese Energiespeichereinheit und erhöht die Stromzufuhr von den restlichen Energiespeichereinheiten, um den fortgesetzten Betrieb des Fahrzeugs zu unterstützen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Energieversorgungssystem einen elektrisch mit einem elektrischen Wandler verbundenen Kondensator. Während eines Energieaufladevorgangs, z.B. während einer Notbremsung, fängt der Kondensator Stromspitzen auf, die von einer elektrischen Maschine erzeugt werden und die von den Energiespeichereinheiten nicht aufgenommen werden können. Diese Strategie fängt regenerierende Energie auf, während die Gefahr einer Überladung der Energiespeichereinheiten reduziert wird.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ermöglicht das Energieversorgungssystem, dass ein einziger Strom jede Energiespeichereinheit während des Betriebs des Fahrzeugs separat rekonditioniert. Dieses Vorgehen verbessert die Effektivität des Rekonditionierungsvorgangs, da es die Auswirkungen der schwächsten und der stärksten Energiespeichereinheit auf den Rekonditionierungsvorgang reduziert.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Energieversorgungssystem ein Steuersystem und Energiespeichereinheiten.

Das Steuersystem ermittelt die Spannung und den Ladezustand jeder Energiespeichereinheit. Das Steuersystem stellt dann fest, ob der Ladezustand jeder Energiespeichereinheit in einen vorbestimmten Bereich von Ladezuständen fällt.

Wenn der Ladezustand bei einer bestimmten Energiespeichereinheit in den vorbestimmten Bereich von Ladezuständen fällt, wird die Stärke des Stroms, der dieser Energiespeichereinheit entnommen oder zugeführt wird, von dem Steuersystem nicht eingestellt.

Wenn der Ladezustand bei einer bestimmten Energiespeichereinheit nicht in den vorbestimmten Bereich von Ladezuständen fällt, wird die Stärke des Stroms, der dieser Energiespeichereinheit entnommen oder zugeführt wird, von dem Steuersystem eingestellt, um den Ladezustand so zu ändern, dass er in den vorbestimmten Bereich von Ladezuständen fällt.

Nachdem die Stromstärke eingestellt wurde, stellt das Steuersystem für diese Energiespeichereinheit fest, ob der Ladezustand in den vorbestimmten Bereich von Ladezuständen fällt. Wenn der Ladezustand in den vorbestimmten Bereich von Ladezuständen fällt, wird die Stärke des Stroms, der dieser Energiespeichereinheit entnommen oder zugeführt wird, von dem Steuersystem nicht eingestellt. Wenn der Ladezustand nicht in den vorbestimmten Bereich von Ladezuständen fällt, wird die Stärke des Stroms, der dieser Energiespeichereinheit entnommen oder zugeführt wird, von dem Steuersystem eingestellt, um den Ladezustand so zu ändern, dass er in den vorbestimmten Bereich von Ladezuständen fällt.

Das Steuersystem stellt die Stromstärke für eine bestimmte Energiespeichereinheit bis zu einer begrenzten Anzahl von Versuchen, z.B. fünf (5) mal ein, um den Ladezustand so zu ändern, dass er in den vorbestimmten Bereich von Ladezuständen fällt. Wenn der Ladezustand nach fünf (5) Versuchen nicht in den vorbestimmten Bereich von Ladezuständen fällt, stellt das Steuersystem eine zulässige Spannung und somit den den anderen Energiespeichereinheiten entnommenen oder zugeführten Strom ein. Die zulässige Spannung kann für jede Energiespeichereinheit unterschiedlich sein. Das Steuersystem speichert dann die Information, dass die Energiespeichereinheit einer Wartung unterzogen werden muss.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Energieversorgungssystem ein Steuersystem, einen elektrischen Wandler, Energiespeichereinheiten und einen Kondensator.

Das Steuersystem ermittelt die Spannung und den Ladezustand jeder Energiespeichereinheit. Das Steuersystem stellt dann fest, ob der Ladezustand jeder Energiespeichereinheit in einem vorbestimmten Bereich von Ladezuständen fällt. Der vorbestimmte Bereich von Ladezuständen kann für jede Energiespeichereinheit unterschiedlich sein. Das Steuersystem stellt dann fest, ob die elektrische Maschine einen Strom erzeugt, der dem elektrischen Wandler zugeführt wird und der die Stromverarbeitungskapazitäten der Energiespeichereinheiten übersteigt. Wenn der Strom die Stromverarbeitungskapazitäten der Energiespeichereinheiten übersteigt, leitet der elektrische Wandler den größten Teil des von der elektrischen Maschine erzeugten Stroms zu dem Kondensator. Der elektrische Wandler teilt den restlichen Anteil des von der elektrischen Maschine erzeugten Stroms unter den Energiespeichereinheiten auf.

Anhand einer schematischen Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.

1 ist ein Blockdiagramm eines Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und

4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Die 1 zeigt ein Energieversorgungssystem 10 für ein Fahrzeug (nicht dargestellt). Das Energieversorgungssystem 10 umfasst eine elektrische Systemanordnung 12, einen elektrischen Wandler 14, erste und zweite Batteriemodule 16, 18 oder Energiespeichereinheiten, einen Kondensator 20 und ein Steuersystem 22. Die elektrische Systemanordnung 12 umfasst einen elektrischen Bus 24, einen elektrischen Verbraucher 26 und eine elektrische Maschine 28, wie beispielsweise einen elektrischen Motor. Die elektrische Maschine 28 ist in der Lage, dem elektrischen Bus 24 elektrische Energie zuzuführen. Die Batteriemodule 16, 18 sind jeweils in der Lage, elektrische Energie von dem elektrischen Wandler 14 aufzunehmen und zu speichern. Die Batteriemodule 16, 18 sind ebenfalls in der Lage, elektrische Energie an den elektrischen Wandler 14 abzugeben. Bei der Ausführungsform der 1 sind zwei Batteriemodule 16, 18 vorgesehen. Es kann jedoch jede beliebige Anzahl von Batteriemodulen verwendet werden. Jedes der Batteriemodule 16, 18 hat eine einzelne Batteriezelle 19. Die Nennspannungen der Batteriemodule 16 und 18 sind somit ungefähr gleich. Die Batteriemodule 16, 18 können jedoch eine unterschiedliche Anzahl von Batteriezellen 19 umfassen und damit unterschiedliche Nennspannungen aufweisen. Beispielsweise kann das Batteriemodul 16 drei (3) Batteriezellen 19 umfassen, während das Batteriemodul 18 zwei (2) Batteriemodule 19 umfassen kann.

Da das Energieversorgungssystem 10 erlaubt, dass die Batteriemodule 16, 18 verschiedene Größen und damit unterschiedliche Nennspannungen haben, bietet das Energieversorgungssystem 10 Flexibilität mit Bezug auf die Auswahl und Unterbringung der Batteriezelle 19. Der elektrische Wandler 14 ist mit den Batteriemodulen 16, 18 und der elektrischen Systemanordnung 12 in einem elektrischen Schaltkreis verbunden, so dass die Batteriemodule 16, 18 mit Bezug auf die elektrische Systemanordnung 12 parallel zueinander und zu dem elektrischen Wandler 14 geschaltet werden können.

In Abhängigkeit von dem Zustand von elektrischen Schaltern 30, 31 und 34, 36 können die Batteriemodule 16, 18 parallel zueinander und zu dem elektrischen Wandler 14 geschaltet sein oder nicht. Wenn beispielsweise der Schalter 30 geschlossen ist und die Schalter 32, 34 und 36 offen sind, ist das Batteriemodul 16 mit Bezug auf die elektrische Systemanordnung 12 parallel zu dem elektrischen Wandler 14 geschaltet. Wenn die Schalter 30 und 34 geschlossen sind und die Schalter 32 und 36 offen sind, sind die Batteriemodule 16, 18 mit Bezug auf die elektrische Systemanordnung 12 parallel zueinander und zu dem elektrischen Wandler 14 geschaltet. Der elektrische Wandler 14 vereinfacht den unabhängigen Transfer der von den Batteriemodulen 16 und 18 erhaltenen Energie oder des Stroms an die elektrische Systemanordnung 12, indem die Schalter 30, 32 und 34, 36 selektiv geschaltet werden. Die Schalter 30, 32 und 34, 36 werden mit einer Frequenz im Megahertzbereich (MHz), beispielsweise 5 MHz, geschaltet. Wenn die elektrische Systemanordnung 12 beispielsweise dem elektrischen Wandler 14 einen Verbraucher präsentiert, kann der Schalter 32 geschlossen und der Schalter 30 geöffnet werden, um zu ermöglichen, dass ein Induktor 38 durch den Strom von dem Batteriemodul 16 aufgeladen wird. Der Schalter 30 kann dann geschlossen und der Schalter 32 geöffnet werden, um zu ermöglichen, dass der Strom von dem Induktor 38 zu der elektrischen Systemanordnung 12 fließt. Die Schalter 34, 36 können in ähnlicher Weise geschaltet werden, um den Transfer des Stroms von dem Batteriemodul 18 zu der elektrischen Systemanordnung 12 zu vereinfachen.

Das selektive Schalten der Schalter 30, 32 und 34, 36 des elektrischen Wandlers 14 kann einen Transfer des Stroms von dem ersten Batteriemodul 16 zu der elektrischen Systemanordnung 12 vereinfachen, während ein Transfer von dem zweiten Batteriemodul 18 zu der elektrischen Systemanordnung 12 verhindert wird. Beispielsweise können die Schalter 30, 32 wie oben beschrieben geschaltet werden, um den Transfer von Strom von dem Batteriemodul 16 zu der elektrischen Systemanordnung 12 zu vereinfachen, während die Schalter 34, 36 geöffnet bleiben. Das selektive Schalten der Schalter 30, 32, und 34, 36 kann daher ebenfalls einen im Wesentlichen gleichzeitigen Energietransfer von den Batteriemodulen 16, 18 zu der elektrischen Systemanordnung 12 vereinfachen.

Elektrische Kontakte (nicht dargestellt) können in den elektrischen Verbindungen zwischen den Batteriemodulen 16 und 18 sowie dem elektrischen Wandler 14 vorgesehen sein, so dass beispielsweise kein Strom zu oder von dem Batteriemodul 18 fließen kann, wenn der dem Batteriemodul 18 zugeordnete elektrischen Kontakt offen ist. Das Batteriemodul 18 kann somit umgangen werden. Der elektrische Wandler 14 vereinfacht ebenfalls den unabhängigen Transfer des von der elektrischen Systemanordnung 12 erhaltenen Stroms zu jedem der Batteriemodule 16, 18 durch selektives Schalten der Schalter 30, 32 und 34, 36. Wenn beispielsweise die elektrische Maschine 28 einen elektrischen Strom an den elektrischen Bus 24 abgibt, kann der Schalter 30 geschlossen und der Schalter 32 geöffnet werden, so dass wenigstens ein Teil des von dem elektrischen Bus 24 kommenden Stroms den Induktor 38 auflädt. Der Schalter 32 kann dann geschlossen und der Schalter 30 geöffnet werden, um zu ermöglichen, dass der Strom von dem Induktor 38 zu dem Batteriemodul 16 fließt. Die Schalter 34, 36 können in ähnlicher Weise geschaltet werden, um den Transfer von mindestens einem Teil des Stroms von dem elektrischen Bus 24 zu dem Batteriemodul 18 zu erleichtern. Das selektive Schalten der Schalter 30, 32 und 34, 36 des elektrischen Wandlers kann somit einen Transfer von mindestens einem Teil des Stroms von dem elektrischen Bus 24 zu einem oder beiden Batteriemodulen 16, 18 vereinfachen.

Bei der beispielhaften Ausführungsform der 1 ist der elektrische Wandler 14 mit elektrischen Schaltern 30, 32 und 34, 36 sowie Induktoren 38, 40 ausgestattet. Der elektrische Wandler 14 kann jedoch auch mit Feldeffekttransistoren oder anderen Komponenten ausgestattet sein, deren Arbeitsweise den unabhängigen Transfer von Strom zwischen den Batteriemodulen 16, 18 und der elektrischen Systemanordnung 12 erleichtert.

Der Kondensator 20 oder die Energiespeichereinheit ist in der Lage, von dem elektrischen Wandler 14 kommenden Strom aufzunehmen und zu speichern. Der Kondensator 20 ist ebenfalls in der Lage elektrische Energie an den elektrischen Wandler 14 abzugeben. Der Kondensator 20 ist in einem elektrischen Schaltkreis mit dem elektrischen Wandler 14 so verbunden, dass der Kondensator 20 in der Lage ist, mit Bezug auf die elektrische Systemanordnung 12 parallel zu dem elektrischen Wandler geschaltet zu werden. Wenn der Schalter 42 geschlossen und der Schalter 43 offen ist, ist der Kondensator 20 parallel zu dem elektrischen Wandler 14 geschaltet.

Der elektrische Wandler 14 erleichtert den Transfer von mindestens einem Teil des von der elektrischen Systemanordnung 12 erhaltenen Stroms zu dem Kondensator 20 durch selektives Schalten der Schalter 42, 43 mit einer Frequenz im Megahertzbereich, z.B. 5 MHz. Wenn der Schalter 42 geschlossen und der Schalter 43 offen ist, wird der Induktor 44 von mindestens einem Teil des von der elektrischen Systemanordnung 12 erhaltenen Stroms geladen. Wenn der Schalter 42 offen und der Schalter 43 geschlossen ist, fließt Strom von dem Induktor 44 zu dem Kondensator 20. Der elektrische Wandler 14 umfasst einen Kondensator 45. Der Kondensator 45 reduziert die Stromschwankungen.

Das Steuersystem 22 steht mit dem elektrischen Bus 24, dem elektrischen Wandler 14 und den Batteriemodulen 16, 18 in Verbindung. Das Steuersystem 22 umfasst eine Steuereinrichtung 46. Bei der Ausführungsform der 1 ist die Steuereinrichtung 46 innerhalb des Steuersystems 22 angeordnet. Die Steuereinrichtung 46 kann jedoch auch in dem elektrischen Wandler 14 oder an einer anderen Stelle in dem Fahrzeug angeordnet sein. Die Steuereinrichtung 46 kann auch aus mehreren Steuereinrichtungen (nicht dargestellt) bestehen, die im Fahrzeug verteilt angeordnet sind. Das Steuersystem 22 ist so ausgebildet, dass es die Schalter 30, 32, 34, 36 und 42 steuert. Die Steuereinrichtung 46 steuert somit dem Strom, der zwischen den Batteriemodulen 16, 18, dem Kondensator 20 und der elektrischen Systemanordnung 12 fließt. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 46 die Schalter 30, 32 und 34, 36 so ansteuern, dass sich der von dem Batteriemodul 16 übertragene Strom im Allgemeinen von dem von dem Batteriemodul 18 übertragene Strom unterscheidet, z.B. niedriger ist. Diese Kontrollstrategie kann die Haltbarkeit des Batteriemoduls 16 gegenüber der des Batteriemoduls 18 verlängern.

Das Steuersystem 22 ist so ausgebildet, dass es Informationen ermittelt, die sich auf mindestens jeweils ein Betriebsmerkmal des Batteriemoduls 16 oder 18 beziehen. Die Betriebsmerkmale können Ladezustand, Spannung oder Temperatur umfassen. Das Steuersystem 22 ist ebenfalls so ausgebildet, dass es bestimmt, ob die elektrische Systemanordnung 12 Strom abgibt und ob der von der elektrischen Systemanordnung 12 abgegebene Strom einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Wenn das Steuersystem 22 feststellt, dass die Stromabgabe von der elektrischen Systemanordnung 12 den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, kann der elektrische Wandler 14 den Transfer von mindestens einem Teil dieses Stroms zu dem Kondensator 20 vereinfachen, wie oben beschrieben wurde. Das Steuersystem 22 ist weiter so ausgebildet, dass es den zwischen den Batteriemodulen 16, 18 und der elektrischen Systemanordnung 12 fließenden Strom mindestens teilweise in Abhängigkeit von den Betriebsmerkmalen selbständig steuert. Beispielsweise kann das Steuersystem 22 den Ladezustand des Batteriemoduls 16 bestimmen und dann entscheiden, ob der Ladezustand innerhalb eines akzeptablen Bereichs von Ladezuständen liegt. Wenn der Ladezustand unter dem akzeptablen Bereich von Ladezuständen liegt, kann das Steuersystem 22 den Stromfluss von dem Batteriemodul 16 reduzieren oder unterbinden, bis der Ladezustand in den akzeptablen Bereich von Ladezuständen fällt. Wenn der Ladezustand über dem akzeptablen Bereich von Ladezuständen liegt, kann das Steuersystem den Stromfluss von dem Batteriemodul 16 auch erhöhen, bis der Ladezustand in den akzeptablen Bereich fällt.

Das Energieversorgungssystem 10 kann die Batteriemodule 16, 18 selbständig rekonditionieren. Das Steuersystem 22 kann den zwischen dem Batteriemodul 16 und der elektrischen Systemanordnung 12 fließenden Strom über eine Betätigung der Schalter 30, 32 steuern, so dass das Batteriemodul 16 einen ersten gewünschten Ladezustand, beispielsweise 100%, dann einen zweiten gewünschten Ladezustand, beispielsweise 10% und schließlich einen dritten gewünschten Ladezustand, beispielsweise 50%, erreicht. Das Batteriemodul 18 kann in ähnlicher Weise rekonditioniert werden. Das Rekonditionieren des Batteriemoduls 16 oder 18 kann während des Betriebs des Fahrzeugs stattfinden. Wenn beispielsweise das Batteriemodul 16 rekonditioniert wird, kann der Strombedarf des elektrischen Systems 12 unter Verwendung der oben beschriebenen Steuerverfahren durch das Batteriemodul 18 gedeckt werden.

Die 2 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Energieversorgung eines Fahrzeugs, das erste und zweite Energiespeichereinheiten und eine elektrische Systemanordnung zum Aufnehmen und Abgeben von elektrischer Energie umfasst. In Block 48 überwacht ein Energieversorgungssystem jeweils mindestens ein Betriebsmerkmal sowohl der ersten als auch der zweiten Energiespeichereinheit. In Block 50 bestimmt das Energieversorgungssystem, ob die elektrische Systemanordnung elektrische Energie abgibt. Wenn die elektrische Systemanordnung elektrische Energie abgibt, überträgt das Energieversorgungssystem in Block 52 mindestens einen Teil der von der elektrischen Systemanordnung abgegebenen Energie zu der ersten Energiespeichereinheit. Wenn die elektrische Systemanordnung keine elektrische Energie abgibt, überträgt das Energieversorgungssystem in Block 54 selektiv elektrische Energie von der ersten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung. In Block 56 überträgt das Energieversorgungssystem selektiv Energie von der zweiten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung. In Block 58 steuert das Energieversorgungssystem den Energietransfer sowohl von der ersten als auch von der zweiten Energiespeichereinheit mindestens teilweise in Abhängigkeit von dem jeweils mindestens einen Betriebsmerkmal.

Die 3 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Energieversorgung eines Fahrzeugs, das erste und zweite Energiespeichereinheiten und eine elektrische Systemanordnung zum Aufnehmen und Abgeben von elektrischer Energie umfasst. In Block 60 überwacht ein Energieversorgungssystem jeweils mindestens einen Wert für den Ladezustand oder die Spannung oder die Temperatur sowohl der ersten als auch der zweiten Energiespeichereinheit. In Block 62 überträgt das Energieversorgungssystem selektiv Energie von der ersten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung. In Block 64 überträgt das Energieversorgungssystem selektiv Energie von der zweiten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung. In Block 66 bestimmt das Energieversorgungssystem ob der mindestens eine Wert für Ladezustand, Spannung oder Temperatur sowohl der ersten als auch der zweiten Energiespeichereinheit einem entsprechenden Bereich für Ladezustand, Spannungsbereich oder Temperaturbereich entspricht. Falls ja, wird zyklisch gemäß Schritt 60 der Ladezustand weiter überwacht. Falls nein, reduziert in Block 68 das Energieversorgungssystem die Menge der von der ersten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung übertragenen Energie, wenn der Ladezustand der ersten Energiespeichereinheit nicht innerhalb des Bereichs der Ladezustände liegt.

Die 4 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Energieversorgung eines Fahrzeugs, das erste und zweite Energiespeichereinheiten und eine elektrische Systemanordnung zum Aufnehmen und Abgeben von elektrischer Energie umfasst. In Block 70 überwacht ein Energieversorgungssystem jeweils mindestens ein Betriebsmerkmal sowohl der ersten als auch der zweiten Energiespeichereinheit. In Block 72 überträgt das Energieversorgungssystem selektiv eine Energiemenge von der ersten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung, die im Allgemeinen kleiner als eine Energiemenge ist, die selektiv von der zweiten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung übertragen wird. In Block 74 steuert das Energieversorgungssystem den Energietransfer sowohl von der ersten als auch von der zweiten Energiespeichereinheit mindestens teilweise in Abhängigkeit von dem jeweils mindestens einen Betriebsmerkmal und der Ablauf wiederholt sich.

Während die beste Art zur Durchführung der Erfindung genau beschrieben wurde, werden Fachleute auf dem Gebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Anordnungen und Ausführungsformen bei der praktischen Umsetzung der von den folgenden Ansprüchen definierten Erfindung erkennen.


Anspruch[de]
Energieversorgungssystem für ein Fahrzeug, das eine elektrische Systemanordnung aufweist, die zum Aufnehmen und Ausgeben von elektrischer Energie ausgebildet ist, wobei das Energieversorgungssystem umfasst:

erste und zweite Energiespeichereinheiten, wobei jede der Einheiten in der Lage ist, elektrische Energie aufzunehmen und zu speichern und weiter in der Lage ist, elektrische Energie abzugeben;

einen mit der ersten und der zweiten Energiespeichereinheit und der elektrischen Systemanordnung verbundenen elektrischen Wandler, wobei die erste und die zweite Energiespeichereinheit in einem elektrischen Schaltkreis so mit dem Wandler verbunden sind, dass die erste und die zweite Energiespeichereinheit parallel zueinander und zu dem Wandler geschaltet werden können, wobei der Wandler die Funktion hat, Energie von der ersten und der zweiten Energiespeichereinheit aufzunehmen und einen Transfer der von der ersten und der zweiten Energiespeichereinheit erhaltenen Energie zu der elektrischen Systemanordnung zu vereinfachen, und

ein mit dem Wandler in Verbindung stehendes Steuersystem, das mindestens eine Steuereinrichtung umfasst, wobei das Steuersystem so ausgebildet ist, dass es Informationen ermittelt, die sich auf jeweils mindestens ein Betriebsmerkmal der ersten und der zweiten Energiespeichereinheit beziehen, und dass es die von der ersten und von der zweiten Energiespeichereinheit übertragene Energie mindestens teilweise in Abhängigkeit von dem jeweils mindestens einen Betriebsmerkmal steuert.
Energieversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler so ausgebildet ist, dass er einen Energietransfer von der ersten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung unabhängig von einem Energietransfer von der zweiten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung vereinfacht. Energieversorgungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler weiter die Funktion hat, einen Energietransfer von der ersten und der zweiten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung zu verhindern und bei dem der Wandler weiter die Funktion hat, einen Energietransfer von der ersten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung zu vereinfachen, während er einen Energietransfer von der zweiten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung verhindert. Energieversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler die Funktion hat, einen im Wesentlichen gleichzeitigen Energietransfer von der ersten und der zweiten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung zu vereinfachen. Energieversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem so ausgebildet ist, dass die Menge der von der ersten und von der zweiten Energiespeichereinheit übertragenen Energie so gesteuert wird, dass sich die von der ersten Energiespeichereinheit übertragene Energiemenge von der von der zweiten Energiespeichereinheit übertragenen Energiemenge unterscheidet. Energieversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler weiter die Funktion hat, Energie von der elektrischen Systemanordnung aufzunehmen und einen Transfer der von der elektrischen Systemanordnung erhaltenen Energie zu der ersten und zu der zweiten Energiespeichereinheit zu vereinfachen, wobei das Steuersystem weiter so ausgebildet ist, dass es die von der ersten und von der zweiten Energiespeichereinheit übertragene Energiemenge mindestens teilweise in Abhängigkeit von dem jeweils mindestens einen Betriebsmerkmal steuert. Energieversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweils mindestens eine Betriebsmerkmal eine ermittelte Spannung der ersten und der zweiten Energiespeichereinheit umfasst, wobei das Steuersystem so ausgebildet ist, dass es die zu der ersten und der zweiten Energiespeichereinheit übertragene Energiemenge auf der Basis der ermittelten Spannungen steuert, wodurch ein Rekonditionieren der ersten und der zweiten Energiespeichereinheit separat voneinander vereinfacht wird. Energieversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weiter eine dritte Energiespeichereinheit in dem elektrischen Schaltkreis ist, die parallel zu dem Wandler und parallel zu entweder einer der ersten oder zweiten oder beiden Energiespeichereinrichtungen geschaltet werden kann, wobei der Wandler so ausgebildet ist, dass ein Transfer von mindestens einem Teil der von der elektrischen Systemanordnung erhaltenen Energie zu der dritten Energiespeichereinheit vereinfacht wird, wenn die Energiemenge, die der Wandler von der elektrischen Systemanordnung erhalten hat, einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Energieversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der ersten und zweiten Energiespeichereinheiten jeweils eine Nennspannung aufweist und wobei die erste und die zweite Energiespeichereinheit unterschiedliche Nennspannungen haben. Energieversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betriebsmerkmal mindestens eine Spannung, eine Temperatur oder einen Ladezustand umfasst. Fahrzeug, das mindestens einen mit einem elektrischen Bus verbundenen elektrischen Verbraucher aufweist, ausgestattet mit einem Energieversorgungssystem umfassend:

eine Anzahl von Batteriemodulen, wobei jedes der Batteriemodule mindestens eine Batteriezelle umfasst, und

einen mit dem elektrischen Bus und den Batteriemodulen verbundenen elektrischen Wandler, wobei der Wandler die Funktion hat, Energie von jedem der Batteriemodule zu dem elektrischen Bus zu übertragen; und

ein mit dem Wandler in Verbindung stehendes Steuersystem, das mindestens eine Steuereinrichtung umfasst, wobei das Steuersystem so ausgebildet ist, dass es sich auf jeweils mindestens ein Betriebsmerkmal jedes Batteriemoduls beziehende Informationen ermittelt und dass es die von jedem der Batteriemodule übertragene Energie mindestens teilweise in Abhängigkeit von dem jeweils mindestens einen Betriebsmerkmal selbständig steuert.
Fahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriemodule in einem elektrischen Schaltkreis so mit dem Wandler verbunden sind, dass die Batteriemodule parallel zueinander und parallel zu dem Wandler geschaltet werden können. Fahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug eine mit dem elektrischen Bus verbundene elektrische Maschine umfasst, wobei die elektrische Maschine die Funktion hat, elektrische Energie an den elektrischen Bus abzugeben, wobei der Wandler weiter die Funktion hat, Energie von dem elektrischen Bus aufzunehmen und einen Transfer der von dem elektrischen Bus erhaltenen Energie zu mindestens einem der Batteriemodule zu vereinfachen, wobei das Steuersystem weiter so ausgebildet ist, dass es die zu dem mindestens einen Batteriemodul übertragene Energiemenge mindestens teilweise in Abhängigkeit von dem jeweils mindestens einen Betriebsmerkmal steuert. Fahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Betriebsmerkmal mindestens einen Ladezustand, eine Spannung oder eine Temperatur umfasst. Fahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter einen Kondensator umfasst, der mit dem Wandler und mindestens einem der Batteriemodule in einem elektrischen Schaltkreis so verbunden ist, dass der Kondensator parallel zu dem Wandler und dem mindestens einen Batteriemodul geschaltet werden kann, wobei das Steuersystem so ausgebildet ist, dass es ermittelt, ob die Energie, die der Wandler von dem elektrischen Bus erhalten hat, einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, wobei der Wandler weiter die Funktion hat, einen Transfer von mindestens einem Teil der von dem elektrischen Bus erhaltenen Energie zu dem Kondensator zu vereinfachen, wenn die Energie, die der Wandler von dem elektrischen Bus erhalten hat, den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Verfahren zum Versorgen eines Fahrzeugs mit Energie, wobei das Fahrzeug erste und zweite Energiespeichereinheiten und eine zum Aufnehmen und Abgeben elektrischer Energie ausgelegte elektrische Systemanordnung aufweist, wobei das Verfahren umfasst:

Überwachen von mindestens jeweils einem Betriebsmerkmal der ersten und der zweiten Energiespeichereinheit;

selektiver Energietransfer von der ersten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung;

selektiver Energietransfer von der zweiten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung;

Steuern des selektiven Energietransfers sowohl von der ersten als auch von der zweiten Energiespeichereinheit mindestens teilweise in Abhängigkeit von dem jeweils mindestens einen Betriebsmerkmal.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bestimmt wird, ob das mindestens eine Betriebsmerkmal eine vorbestimmte Bedingung erfüllt, wobei das mindestens eine Betriebsmerkmal mindestens einen Ladezustand, eine Spannung oder eine Temperatur umfasst, und wobei die vorbestimmte Bedingung mindestens einen Bereich von Ladezuständen, einen Spannungsbereich oder einen Temperaturbereich umfasst. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduzieren der Menge der selektiv von der ersten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung übertragenen Energie, wenn der Ladezustand der ersten Energiespeichereinheit nicht innerhalb des Bereichs der Ladezustände liegt, umfasst. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen, ob die elektrische Systemanordnung elektrische Energie abgibt und das selektive Übertragen von mindestens einem Teil der von der elektrischen Systemanordnung an die erste Energiespeichereinheit abgegebenen Energie, wenn die elektrische Systemanordnung elektrische Energie abgibt, umfasst. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die selektiv von der ersten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung übertragene Energiemenge im Allgemeinen kleiner als die von der zweiten Energiespeichereinheit zu der elektrischen Systemanordnung übertragene Energiemenge ist, wodurch die Haltbarkeit der ersten Energiespeichereinheit im Vergleich zu der zweiten Energiespeichereinheit verlängert wird.






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