运输工具和用于运行运输工具的方法与流程

[0001]
本发明涉及一种运输工具和一种用于运行运输工具的方法。


背景技术：

[0002]
wo 2016/062284 a1说明了一种用于至少两个用来驱动电动马达的电池的切换方法。
[0003]
us 2016/0617678 a1说明了一种具有电动马达的运输工具，所述电动马达能够要么与锂离子电池要么与超级电容器相连接。


技术实现要素：

[0004]
运输工具具有至少一个第一电蓄能器、第二电蓄能器、第三电蓄能器、带有第一逆变器的第一电动马达和带有第二逆变器的第二电动马达。本发明的关于所述运输工具的核心在于，所述第一逆变器能够与所述第一电蓄能器和/或所述第三电蓄能器导电地连接，其中所述第二逆变器能够与所述第二电蓄能器和/或所述第三电蓄能器导电地连接。
[0005]
本发明的背景是，在所述第一或者第二电蓄能器失灵时其能够被第三电蓄能器所取代。在此，所述电蓄能器的功率能够刚好选择得如此之大，使得所述运输工具能够由第一和第二电动马达来驱动。
[0006]
所述电蓄能器的使用寿命能够有利地得到延长。为此，所述电蓄能器能够周期性更换。如果激活的电蓄能器的充电状态低于充电状态极限值，那么其就被到那时未激活的电蓄能器所取代。未激活的电蓄能器在行驶期间能够休息或者得到平衡或者充电并且在后来的时刻在所述激活的电蓄能器具有危急的运行状态或者低于充电状态极限值的充电状态时又取代激活的电蓄能器。
[0007]
本发明的另外的有利的实施方式是从属权利要求的主题。
[0008]
按照一种有利的设计方案，所述运输工具具有驱动轴和传动机构，其中所述驱动轴能够借助于传动机构与第一电动马达和/或第二电动马达相连接，尤其其中所述传动机构被构造为合计传动机构和/或耦合传动机构。由此，所述驱动轴能够由第一电动马达或者由第二电动马达或者由第一和第二电动马达同时驱动。
[0009]
此外，有利的是，所述第一逆变器能够借助于开关元件与第一电蓄能器和/或第三电蓄能器导电地连接。所述开关元件为此布置在第一逆变器与第一电蓄能器之间或者布置在第一逆变器与第三电蓄能器之间。借助于所述开关元件，所述第一电蓄能器能够自动化地被第三电蓄能器所取代。由此，能够在第一电蓄能器失灵时继续驾驶所述运输工具，至少一直开到紧急停车带或者停车场，而不必借助于工具来更换所述电蓄能器。此外，能够将所述第一和第三电蓄能器交替地与第一逆变器连接起来，使得所述电蓄能器的使用寿命能够得到延长。
[0010]
所述第二逆变器有利地能够借助于另外的开关元件与第二电蓄能器和/或第三电蓄能器导电地连接。所述另外的开关元件为此而布置在第二逆变器与第二电蓄能器之间或
者布置在第二逆变器与第三电蓄能器之间。借助于所述另外的开关元件，所述第二电蓄能器能够自动化地被所述第三电蓄能器所取代。由此，能够在第二电蓄能器失灵时继续驾驶所述运输工具，至少一直开到紧急停车带或者停车场，而不必借助于工具来更换所述电蓄能器。此外，能够将所述第二和第三电蓄能器交替地与第二逆变器连接起来，使得所述电蓄能器的使用寿命能够得到延长。
[0011]
此外，有利的是，所述运输工具具有控制单元，该控制单元与开关元件及电蓄能器传送信号地连接。由此，所述电蓄能器的传感器能够借助于控制单元来测评并且所述开关元件能够在该测评的基础上来操控。
[0012]
所述控制单元有利地被构造为用于运输工具的中央控制单元，该中央控制单元与运输工具的逆变器、传感器及操作接口传送信号地连接。
[0013]
所述控制单元有利地被设立用于操控开关元件。由此，能够自动化地取代有缺陷的电蓄能器或者拥有低的充电状态的电蓄能器。
[0014]
此外，有利的是，所述控制单元被设立用于接收并且测评电蓄能器的传感器的信号。由此，所述信号能够用于根据电蓄能器的运行状态来操控开关元件。
[0015]
在此有利的是，所述控制单元被设立用于识别激活的电蓄能器的危急的运行状态或者低于充电状态极限值的充电状态并且如此操控所述开关元件，从而取代具有危急的运行状态或者低于充电状态极限值的充电状态的激活的电蓄能器而将未激活的电蓄能器与第一或第二逆变器连接起来。由此，能够自动化地取代有缺陷的电蓄能器或者拥有低的充电状态的电蓄能器。
[0016]
按照另一种有利的设计方案，所述第一电蓄能器和第二电蓄能器以及第三电蓄能器被构造为相同类型。在此有利的是，所述第一电动马达和第一逆变器或者所述第二电动马达和第二逆变器也能够用作为第一或第二电蓄能器的备件的第三电蓄能器来没有变化地运行。由此，相应的逆变器上的设定能够有利地保持不变。
[0017]
按照一种作为替代方案的有利的设计方案，所述第三电蓄能器具有比第一电蓄能器和第二电蓄能器大的储存容量，尤其其中所述第三电蓄能器的储存容量相当于第一和第二电蓄能器的储存容量的总和，尤其其中所述第一和第二电蓄能器为相同类型。由此，所述第一和第二电蓄能器能够完全被第三电蓄能器所取代。由此，所述第一和第二电蓄能器在行驶期间能够被第三电蓄能器所取代并且在未激活的状态中得到平衡或者充电或者休息。
[0018]
所述方法用于运行尤其如前面所描述的那样的或者根据与运输工具相关的权利要求之一所述的运输工具，所述运输工具具有至少一个带有逆变器的电动马达以及第一、第二和第三电蓄能器。本发明的关于所述方法的核心在于，所述电动马达由至少一个作为激活的电蓄能器的电蓄能器来馈电并且另一个或者另一些电蓄能器未激活，其中检测并且测评所述电蓄能器的运行状态，其中，如果确定激活的电蓄能器的危急的运行状态或者低于充电状态极限值的情况，则通过未激活的电蓄能器来取代该激活的电蓄能器。
[0019]
本发明的背景是，在出现激活的电蓄能器的失灵情况或低的充电状态时能够继续运行所述运输工具。在此，还能够将所述运输工具至少一直开到紧急停车带或者停车场，而不必借助于工具来更换所述电蓄能器。
[0020]
所述充电状态极限值有利地大于相应的电蓄能器的最大充电状态的20%并且小于所述最大充电状态的60%、尤其大于所述最大充电状态的30%并且小于所述最大充电状态的
50%，优选所述充电状态极限值为相应的电蓄能器的最大充电状态的40%。由此，所述电蓄能器的使用寿命能够得到延长。此外，由于其低的充电状态而已经变得未激活的电蓄能器能够在出现激活的电蓄能器的危急的运行状态时重新激活。
[0021]
按照一种有利的设计方案，为了取代具有危急的运行状态或者低于充电状态极限值的充电状态的激活的电蓄能器，而将该电蓄能器与逆变器分开并且其变得未激活，并且此后代替具有危急的运行状态或者低于充电状态极限值的充电状态的电蓄能器而将未激活的电蓄能器与所述逆变器连接起来并且其变得激活。由此，能够自动化地取代有缺陷的电蓄能器或者具有低的充电状态的电蓄能器。
[0022]
在此，有利的是，在确定了激活的电蓄能器具有危急的运行状态之后将该电蓄能器切换为无电流的状态或者限制该电蓄能器的电流，尤其其中所述电流小于40a、尤其是小于20a。在此，所述电蓄能器的分开不是在负载下进行，而是比如在运输工具的停止状态中、比如在信号灯设备处进行。
[0023]
此外，有利的是，在运输工具的运行期间使两个未激活的电蓄能器的充电状态彼此相适应、尤其是被动地彼此相适应。由此，所述电蓄能器的使用寿命以及所述运输工具的行驶里程能够得到延长。
[0024]
有利地在行驶期间给至少一个未激活的电蓄能器充电、尤其是以可再生的或者感应的方式给其充电。在此，有利的是，在再生或者快速充电时的高充电电流对未激活的电蓄能器的损害小于对激活的电蓄能器的损害，因为未激活的电蓄能器具有比激活的电蓄能器小的温度并且在充电之前或者在两次再生过程之间能够休息。
[0025]
此外，有利的是，在给所有电蓄能器充电之后，在所有电蓄能器的先前的充电之后首先未激活的电蓄能器首先变得激活，尤其其中所述电蓄能器周期性地变得激活。因此，总是用至少一个另外的电蓄能器或者电蓄能器的另外的组合来起动所述运输工具。由此，能够降低所述电蓄能器的通过冷起动的负荷，因为冷起动的次数以及由此负荷均匀地被分布到所述电蓄能器上。
[0026]
此外，有利的是，通过具有低于充电状态极限值的充电状态的未激活的电蓄能器来取代具有危急的运行状态的激活的电蓄能器。因而如此选择所述未激活的电蓄能器的充电状态，使得其还能够用于所述运输工具的紧急运行。由此改进所述运输工具的安全性。
[0027]
上述设计方案和拓展方案，只要有意义，就可以任意地彼此组合。本发明的另外的可能的设计方案、拓展方案和实施方式也包括本发明的前面或者下面关于实施例所描述的特征的、未明确地提到的组合。尤其在此，本领域的技术人员也会将单个方面作为改进方案或者补充方案添加到本发明的基本形式上。
附图说明
[0028]
在以下段落中借助于实施例对本发明进行解释，从所述实施例中能够得出另外的按本发明的特征，但是本发明在其范围内不局限于所述特征。所述实施例在附图中示出。其中：图1示出了按本发明的运输工具1的第一种实施例的动力传动系的示意图；并且图2示出了按本发明的用于运行运输工具1的方法100的流程图。
具体实施方式
[0029]
在图1中示出了所述按本发明的运输工具1的动力传动系。
[0030]
所述运输工具1的第一种实施例的动力传动系具有：-驱动轴18，-传动机构19，-第一电动马达2，-第二电动马达17，-第一电蓄能器7，-第二电蓄能器11，-第三电蓄能器9，-第一逆变器3，-第二逆变器16，-第一开关元件4，-第二开关元件5，-第三开关元件6，-第四开关元件8，-第五开关元件12，-第六开关元件13，-第七开关元件14，-第八开关元件15以及-控制单元10。
[0031]
所述驱动轴18能够借助于传动机构19与第一电动马达2和/或第二电动马达17连接、尤其是耦合。所述驱动轴18能够借助于第一电动马达2和/或第二电动马达17来驱动。
[0032]
所述传动机构19被构造为耦合传动机构和/或合计传动机构。
[0033]
所述第一电动马达2与第一逆变器3导电地连接。在此，所述第一电动马达2由第一逆变器3来馈电。
[0034]
所述第一逆变器3能够借助于第一开关元件4和第四开关元件8与第三电蓄能器9相连接。所述第一逆变器3能够借助于第二开关元件5和第三开关元件6与第一电蓄能器7相连接。
[0035]
所述第一逆变器3被设立用于从第一电蓄能器7和/或第三电蓄能器9的直流电压中生成用于第一电动马达2的交流电压。
[0036]
所述第二电动马达17与第二逆变器16导电地连接。在此，所述第二电动马达17由第二逆变器16来馈电。
[0037]
所述第二逆变器16能够借助于第五开关元件12和第八开关元件15与第三电蓄能器9相连接。所述第二逆变器16能够借助于第六开关元件13和第七开关元件14与第二电蓄能器11相连接。
[0038]
所述第二逆变器16被设立用于从第二电蓄能器11和/或第三电蓄能器9的直流电压中生成用于第二电动马达17的交流电压。
[0039]
优选所述第一电蓄能器7、第二电蓄能器11和第三电蓄能器9被构造为相同类型，
尤其它们具有相同的储存容量和/或相同的最大电压和/或相同的最大的充电电流和/或相同的最大的放电电流。
[0040]
作为替代方案，所述第三电蓄能器9具有比第一电蓄能器7和第二电蓄能器11大的储存容量，优选所述第三电蓄能器9的储存容量是第一或第二电蓄能器（7、11）的储存容量的双倍大，并且/或者其中所述第三电蓄能器9的储存容量相当于第一和第二电蓄能器（7、11）的储存容量的总和。
[0041]
所述控制单元10控制第一开关元件4、第二开关元件5、第三开关元件6、第四开关元件8、第五开关元件12、第六开关元件13、第七开关元件14和/或第八开关元件15。为此，所述控制单元10与所述开关元件（4、5、6、8、12、13、14、15）传送信号地连接。
[0042]
优选所述控制单元10被构造为运输工具1的中央控制单元。作为运输工具1的中央控制单元，所述控制单元10与运输工具1的逆变器（3、16）、传感器和操作接口传送信号地连接。
[0043]
在所述运输工具的另一种在附图中未示出的实施例中，所述运输工具额外地具有另一根驱动轴，所述另一根驱动轴与所述驱动轴相类似能够借助于另一个传动机构由两个另外的电动马达来驱动，所述另外的电动马达的另外的逆变器能够分别与配属于另外的逆变器的另外的电蓄能器和/或冗余的电蓄能器相连接。在此也可能的是，所述第三电蓄能器9作为冗余的电蓄能器起作用。在这种情况下，所述运输工具具有四个电动马达、四个逆变器和五个电蓄能器。
[0044]
在图2中示出了按本发明的用于运行运输工具1的方法的流程图。在此，所述运输工具1具有至少一个第一和第二电动马达（2、17）、第一和第二逆变器（3、16）、第一、第二和第三电蓄能器（7、9、11）以及开关元件（4、5、6、8、12、13、14、15）。
[0045]
在第一方法步骤101中将所述第一电蓄能器7与所述第一逆变器3连接起来，并且将所述第二电蓄能器11与所述第二逆变器16连接起来。在与所述逆变器（3、16）电绝缘的情况下布置所述第三电蓄能器9。
[0046]
在第二方法步骤102中，借助于所述第一和/或第二电动马达（2、17）来驱动所述运输工具，在此，对所述电蓄能器（7、11）的运行状态进行监控。
[0047]
在第三方法步骤103中，确定所述第一和/或第二电蓄能器（7、11）的危急的运行状态或者低于充电状态极限值的情况，尤其其中所述充电状态小于最大充电状态的40%。
[0048]
在第四方法步骤104中，将具有危急的运行状态的一个或多个电蓄能器（7、11）与相应的逆变器（3、16）分开。为此，将相应的电蓄能器（7、11）切换为无电流的状态或者至少对电流进行限制，尤其其中所述电流小于20a。
[0049]
在第五方法步骤105中，代替具有危急的运行状态或者低于充电状态极限值的充电状态的电蓄能器（7、11）而将未激活的电蓄能器（7、9、11）、尤其将所述第三电蓄能器9与相应的逆变器（3、16）连接起来。如果所述电蓄能器（7、9、11）中的两个、尤其第一和第二电蓄能器（7、11）同时具有危急的运行状态，那就将未激活的电蓄能器（7、9、11）、尤其是第三电蓄能器9与第一或者第二逆变器（3、16）连接起来并且仅仅驱动配属于相应的逆变器（3、16）的电动马达（2、17）。
[0050]
按照按本发明的方法100的一种作为替代方案的实施例，在作为替代方案的第四方法步骤104中总是将所述第一和第二电蓄能器（7、11）与相应的逆变器（3、16）分开，即使
所述两个电蓄能器（7、11）中的仅仅一个电蓄能器具有危急的运行状态或者低于充电状态极限值的充电状态。而后在作为替代方案的第五方法步骤105中，将所述第三电蓄能器9与第一和第二逆变器（3、16）连接起来，以用于驱动第一和第二电动马达（2、17）。
[0051]
在第六方法步骤106中，在由所述激活的电蓄能器（7、9、11）、尤其是由所述第三电蓄能器9给所述第一和/或第二逆变器（3、16）馈电的期间，将两个未激活的电蓄能器（7、9、11）、尤其是第一和第二电蓄能器（7、11）彼此导电地连接起来并且对充电状态进行平衡。
[0052]
作为第六方法步骤106的替代方案，在第七方法步骤107中给所述一个未激活的或多个未激活的电蓄能器（7、9、11）、尤其是所述第一和/或第二电蓄能器（7、11）充电、尤其是以再生的或者感应的方式给其充电。
[0053]
在第八方法步骤108中确定，与在第三方法步骤103中不同的电蓄能器（7、9、11）具有危急的运行状态或者低于充电状态极限值的充电状态，随后用第四方法步骤104来继续所述方法。
[0054]
所述方法也能够运用到具有仅仅一个唯一的电动马达、唯一的逆变器和三个电蓄能器的动力传动系上。在这种情况中，所述逆变器能够与电蓄能器中的每个导电地连接并且所述电动马达能够由一个或者两个电蓄能器同时馈电。
[0055]
电蓄能器的危急的运行状态比如是所述电蓄能器的过电压或者太高或者太低的温度。
[0056]
激活的电蓄能器是与逆变器中的至少一个逆变器导电地连接的电蓄能器，以用于给所述电动马达中的至少一个电动马达馈电。与此相对应，未激活的电蓄能器是以下电蓄能器，在该时刻没有由所述电蓄能器来给任何电动马达馈电。但是，未激活的电蓄能器能够与所述逆变器中的至少一个逆变器导电地连接，以用于从所述电动马达中的至少一个电动马达中接收再生能量。
[0057]“电蓄能器”在此是指尤其具有电化学的蓄能单池的能充电的蓄能器和/或具有至少一个电化学的蓄能单池的蓄能模块和/或具有至少一个蓄能模块的蓄能组。所述蓄能单池能够构造为基于锂的电池单池、尤其是锂离子电池单池。作为替代方案，所述蓄能单池被构造为锂聚合物电池单池或者镍金属氢化物电池单池或者铅酸电池单池或者锂空气电池单池或者锂硫电池单池。
[0058]“运输工具”在此是指陆上运输工具、尤其是客车或者公共汽车或者载货车或者移动式做功机械或者无驾驶员的运输系统或者水上运输工具或者飞机。所述运输工具能够被构造为能自主控制的结构。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除