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Die Erfindung betrifft eine Ladestation für ein Schienenfahrzeug zum Transportieren von Kraftwagen mit einer Ladeeinheit mit zumindest einem Ladeanschluss, ausgebildet zum Aufladen einer Traktionsbatterie wenigstens eines Kraftwagens aus einer Vielzahl an durch das Schienenfahrzeug transportierten elektrisch betreibbaren Kraftwagen, wenn die Ladestation an einer Transportvorrichtung des Schienenfahrzeugs zum Transportieren einer Vielzahl an elektrisch betreibbaren Kraftwagen entlang einer Transportstrecke angeordnet ist, wobei die Ladeeinheit dazu ausgebildet ist, elektrische Energie für das Aufladen der Traktionsbatterie über das Schienenfahrzeug aus einer Oberleitung zu beziehen und mit einer Steuereinheit zum Steuern des Aufladens der Traktionsbatterie. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum gleichzeitigen Transportieren und Laden von Kraftwagen auf einem Schienenfahrzeug. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit der oben genannten Ladestation.
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Technische Probleme beim Reisen mit elektrisch betreibbaren Kraftwagen, insbesondere ausschließlich elektrisch betreibbaren Kraftwagen, liegen in einer begrenzten Reichweite, welche verglichen mit einem Kraftwagen mit Verbrennungsantrieb geringer ist, und in einer hohen Ladedauer zum Aufladen einer Traktionsbatterie des elektrisch betreibbaren Kraftwagens. Beides gemeinsam senkt die Tauglichkeit eines elektrisch betreibbaren Kraftwagens für den Langstreckenverkehr deutlich.
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Außerdem haben Hersteller von elektrisch betreibbaren Kraftwagen nach der Fertigung eines solchen elektrisch betreibbaren Kraftwagens häufig lange Standzeiten, um die Traktionsbatterie vor Auslieferung zumindest teilweise aufzuladen. Dies ist beispielsweise nötig, um eine Beschädigung der Traktionsbatterie durch einen zu geringen Ladezustand zu vermeiden. Diese Standzeiten und Ladevorgänge verursachen hohe Kosten sowie einen hohen Aufwand.
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Mietwagenfirmen haben hohe Aufwendungen, um für Einwegfahrten ausgeliehene Kraftwagen als Rückläufer zurück zum eigentlichen Standort zu bringen. Dies wird weiter verschärft, wenn es sich bei den Mietfahrzeugen um elektrisch betreibbare Kraftwagen handelt, da in diesem Fall die oben genannten Hürden im Langstreckenverkehr zusätzliche Probleme verursachen.
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Zuletzt hat allgemein der Verkehr auf Fernstraßen, insbesondere der Langstreckenverkehr, stark zugenommen. Die Straßen sind stark frequentiert, überlastet, staugefährdet und der Verkehr somit wenig planbar. Dies führt zu begrenzten Geschwindigkeiten auf dem Straßennetz. Durch die Staugefahr und die begrenzten Geschwindigkeiten kann eine Langstreckenfahrt langwierig und unkomfortabel sein. Auch kann dies zu Problemen führen, da Lenkzeiten von Berufskraftfahrern, beispielsweise bei Kurierfahrten, begrenzt sind.
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Zur Verbesserung des Langstreckenverkehrs mit Kraftwagen offenbart die
DE 41 19 865 A1 einen Eisenbahn-Waggon zum Transport von quer im Waggon stehenden kurzen Kraftfahrzeugen und Passagieren. Durch die zweistöckige Bauweise ist der Eisenbahnwaggon dazu ausgebildet, besonders viele Fahrzeuge und Passagiere aufnehmen zu können.
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Die
EP 2 927 045 A1 beschreibt eine Ladeeinheit für ein Elektrofahrzeug auf einem Eisenbahn-Waggon mit einer ersten elektrischen Schnittstelle zur Verbindung mit einer Oberleitung des Eisenbahn-Waggons, einer zweiten elektrischen Schnittstelle zur Verbindung mit dem Fahrzeug und einem Leistungswandler zum Wandeln von Leistung aus der ersten Schnittstelle in Leistung für die zweite Schnittstelle. Der Lader ist dazu ausgerichtet, zwischen verschiedenen Eisenbahn-Waggons bewegt zu werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das gleichzeitige Transportieren und Laden von Kraftwagen auf Schienenfahrzeugen zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Um nun eine Ladestation gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dahingehend weiterzuentwickeln, dass ein verbessertes gleichzeitiges Transportieren und Laden von Kraftwagen ermöglicht wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, eine Steuergröße von einer externen Servereinrichtung eines Stromnetzbetreibers zu empfangen, wobei die Steuergröße eine Verfügbarkeit von elektrischer Leistung und/oder eine Netzauslastung entlang der Transportstrecke betrifft, und die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, das Aufladen der Traktionsbatterie abhängig von der Steuergröße zu steuern. Dadurch, dass die Steuereinheit die Traktionsbatterie abhängig von der Steuergröße steuern kann, kann das Aufladen in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit der elektrischen Leistung und/oder der Netzauslastung entlang der Transportstrecke erfolgen. Die Steuereinheit ist somit dazu ausgebildet, das Aufladen der Traktionsbatterie an die Verfügbarkeit der elektrischen Leistung und/oder die Netzauslastung entlang der Transportstrecke anzupassen.
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Bei der Traktionsbatterie kann es sich um einen elektrischen Energiespeicher handeln, der wieder aufladbar ist und zur Versorgung eines Antriebsstrangs, insbesondere eines Elektromotors, des Kraftwagens ausgebildet ist. Insbesondere handelt es sich bei der Traktionsbatterie um einen Hochvoltspeicher mit einem nominellen Spannungsniveau von zumindest 40 Volt, besser zumindest 80 Volt und besonders vorteilhafterweise zumindest 200 Volt. Ein Energieinhalt der Traktionsbatterie kann beispielsweise zumindest 10 Kilowattstunden, besser zumindest 20 Kilowattstunden und in bevorzugter Weise zumindest 40 Kilowattstunden betragen.
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Außerdem wird die oben genannte Aufgabe gelöst mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2. Das Verfahren kann zusätzlich weitere Schritte umfassen, um den Kraftwagen auf der Transportvorrichtung des Schienenfahrzeugs aufzuladen. Beispielsweise kann der Kraftwagen quer zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs auf dieses gefahren werden. Dabei wird der Kraftwagen insbesondere auf eine Einzelladefläche gefahren, welche nach dem Auffahren des Kraftwagens um 90 Grad gedreht wird. Die Einzelladefläche kann hierfür auf einem Drehschemel gelagert sein. Alternativ kann der Kraftwagen von einer seitlich des Schienenfahrzeugs befindlichen Rampe durch einen Parkassistenten seitlich eingeparkt werden. Das seitliche Einparken erfolgt dabei insbesondere parallel zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug zum gleichzeitigen Transportieren und Aufladen von elektrisch betreibbaren Kraftwagen mit einer Ladestation mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Bei dem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug ist insbesondere eine elektrische Verbindung zum Verbinden der Ladestation mit der Oberleitung vorgesehen. Diese elektrische Verbindung kann einen Stromabnehmer zum Abnehmen von Strom aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrische Verbindung einen Kontakt zum Verbinden mit einem anderen Schienenfahrzeug aufweisen. Somit kann über die elektrische Verbindung elektrische Energie entweder über den Stromabnehmer aus der Oberleitung oder über den Kontakt von dem anderen Schienenfahrzeug zur Ladestation geleitet werden. Selbstverständlich sind auch andere Möglichkeiten der Versorgung der Ladestation mit elektrischer Energie möglich.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur (Fig.) alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigt die einzige Fig. in einer äußerst schematischen Seitenansicht ein Schienenfahrzeug zum gleichzeitigen Transportieren und Aufladen von elektrisch betreibbaren Kraftwagen mit einer Ladestation und einer Vielzahl an elektrisch betreibbaren Kraftwagen.
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Die Fig. zeigt ein Schienenfahrzeug 1 mit Transportvorrichtungen 11 zum Transportieren von elektrisch betreibbaren Kraftwagen 10. Bei den elektrisch betreibbaren Kraftwagen handelt es sich insbesondere um Kraftwagen mit einem Elektromotor zum Antreiben des jeweiligen Kraftwagens. Die elektrisch betreibbaren Kraftwagen 10 weisen einen elektrischen Energiespeicher, insbesondere eine sogenannte Traktionsbatterie, zum Versorgen eines elektrischen Antriebs des jeweiligen Kraftwagens 10 auf. Bei dem elektrischen Antrieb handelt es sich insbesondere um den genannten Elektromotor. Der elektrische Energiespeicher beziehungsweise die Traktionsbatterie ist als wiederaufladbarer Speicher für elektrische Energie ausgeführt, beispielsweise auf Basis einer Lithium-Ionen-Batterie. Ein nominelles Spannungsniveau kann mehr als 80 Volt oder vorzugsweise mehr als 200 Volt betragen. Beispielsweise beträgt das nominelle Spannungsniveau 400 Volt oder 800 Volt. Da die Kraftwagen 10 durch den jeweiligen elektrischen Energiespeicher beziehungsweise die jeweilige Traktionsbatterie mit elektrischer Energie zum Bewegen des jeweiligen Kraftwagens 10 versorgt werden, ist ein regelmäßiges Aufladen desselben nötig. Durch das Schienenfahrzeug 1 wird ein ganzheitliches System geschaffen, mit dem ein gleichzeitiges Transportieren und Aufladen der Kraftwagen 10 ermöglicht ist.
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Das Schienenfahrzeug 1 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zweistöckig ausgeführt, das bedeutet, dass die Transportvorrichtung 11 den Transport von Kraftwagen 10 in zwei übereinanderliegenden Ebenen ermöglicht. In anderen Ausführungsbeispielen könnten auch einstöckige oder dreistöckige Schienenfahrzeuge 1 vorgesehen sein. Die mehrere Stockwerke des Schienenfahrzeugs 1 können zur Aufnahme unterschiedlicher Ladung, beispielsweise Güter, insbesondere Stückgut, Kraftwagen 10 und Personen, in beliebigen Kombinationen ausgebildet sein. Beispielweise ist ein unteres Stockwerk zum Transport der Kraftwagen 10 und ein oberes Stockwerk zum Transport von Passagieren, insbesondere von Nutzern der im unteren Stockwerk geparkten Kraftwagen 10, ausgebildet. Optional kann ein zusätzliches Stockwerk zum Transport von Gütern, insbesondere Stückgut vorgesehen sein, welches besonders vorteilhafterweise nochmals unterhalb des unteren Stockwerks zum Transport der Kraftwagen 10 angeordnet ist. Auf diese Weise ist ein schneller Umschlag von Personen, Kraftwagen 10 und Gütern an Bahnhöfen möglich.
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Das Schienenfahrzeug 1 ist darauf ausgerichtet, elektrisch betreibbare Kraftwagen 10 zu transportieren. Vorteilhafterweise handelt es sich bei den elektrisch betreibbaren Kraftwagen 10 um reine Elektrofahrzeuge, also um Kraftwagen, welche keinen Verbrennungsmotor aufweisen. Selbstverständlich ist mit dem Schienenfahrzeug 1 jedoch auch ein Transport von Kraftwagen mit Verbrennungskraftmaschine oder sogenannten Hybrid-Fahrzeugen, insbesondere Plug-In-Hybriden, möglich. Hybrid-Fahrzeuge weisen neben einem elektrischen Antrieb noch eine weitere Energiequelle, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine oder eine Brennstoffzelle, auf. Vorteilhafterweise ist das Schienenfahrzeug zum Transportieren von Personenkraftwagen, Kleintransportern, Lastkraftwagen, Motorrädern oder Bussen ausgebildet. Dementsprechend kann es sich bei den Kraftwagen 10 um Personenkraftwagen, Kleintransporter, Lastkraftwagen, Motorräder oder Busse oder Unterschiedliche der genannten handeln.
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Die Transportvorrichtung 11 kann im Wesentlichen als Ladefläche zum Parken der Kraftwagen 10 ausgebildet sein. Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Transportvorrichtung 11 Einzelladeflächen 12 umfassen, wobei auf jeder der Einzelladeflächen 12 genau ein Kraftwagen abstellbar beziehungsweise transportierbar ist. Die Einzelladeflächen oder Einzeltransportvorrichtungen 12 können dabei um 90 Grad gedreht werden, sodass ein Aufladen beziehungsweise ein Fahren der Kraftwagen 10 auf die jeweilige Einzelladefläche quer zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs 1 ermöglicht ist. Nach dem Abstellen des jeweiligen Kraftwagens 10 auf der entsprechenden Einzelladefläche 12 kann diese wiederum um 90 Grad in Fahrtrichtung gedreht werden. Somit erfolgt das Transportieren des Kraftwagens 10 in Fahrtrichtung, während das Aufladen quer zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs 1 erfolgt. In manchen Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass das Einladen und das Abladen der Kraftwagen 10 von unterschiedlichen Seiten des Schienenfahrzeugs, insbesondere quer zur Fahrtrichtung, erfolgt. Hierdurch wird die Geschwindigkeit des Ladens weiter verbessert.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, die Kraftwagen 10 von einer Rampe seitlich auf die Transportvorrichtung 11 einzuparken. Beispielsweise ist hierfür eine neben dem Schienenfahrzeug 1 angeordnete Rampe (in der Fig. nicht dargestellt) vorgesehen. Diese Rampe kann vorteilhafterweise zwei Ebenen aufweisen, wobei die beiden Ebenen der Rampe jeweils auf derselben Höhe wie die beiden Ebenen der Transportvorrichtung 11 liegen. Von der Rampe aus kann ein jeweiliger Kraftwagen 10 seitlich auf die Transportvorrichtung 11 eingeparkt werden. Hierfür kann insbesondere ein Parkassistent vorgesehen sein. Der Parkassistent kann Teil des Schienenfahrzeugs und/oder Teil des Kraftwagens sein. Beispielsweise weist das Schienenfahrzeug Sensorik sowie eine Auswertungseinheit zum Ermitteln von möglichen Fahrmanövern zum Einparken eines jeweiligen Kraftwagens 10 auf. Die auf diese Weise ermittelten Parkmanöver können dann an einen Fahrer des jeweiligen Kraftwagens 10 ausgegeben werden. Das Ausgeben erfolgt beispielsweise über einen Bildschirm und/oder einen Lautsprecher, beispielsweise in Form von Fahreranweisungen. Alternativ oder zusätzlich kann der Parkassistent Teil des jeweiligen Kraftwagens 10 sein. In manchen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass ein solcher Parkassistent des Kraftwagens Fahranweisungen aus dem Parkassistenten des Schienenfahrzeugs 1 empfängt und automatisiert durch Steuern von Lenkung, Fahrpedal und Bremse des jeweiligen Kraftwagens 10 umsetzt.
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In manchen Ausführungsformen sind die Einzelladeflächen 12 vom Schienenfahrzeug 1 abnehmbar ausgestaltet. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass zunächst außerhalb des Schienenfahrzeugs 1 eine jeweilige Einzelladefläche 12 mit einem jeweiligen Kraftwagen 10 beladen wird. Dies kann durch Parken des Kraftwagens 10, beispielsweise autonom oder durch einen Fahrer, auf der Einzelladefläche 12 erfolgen. Dieses Parken kann auf einem Parkplatz in einem Bahnhofsbereich vorgesehen sein. Anschließend kann die Einzelladefläche 12 mit dem darauf geparkten Kraftwagen 10 automatisiert durch Transporteinheiten zum Schienenfahrzeug 1 transportiert werden. Solche Transporteinheiten können nach Art eines Hubwagens oder analog zu Transporteinheiten aus der Logistik ausgeführt sein und automatisiert, beispielsweise gesteuert durch eine entsprechende Steuereinheit einer Bahnhofsinfrastruktur und/oder des Schienenfahrzeugs 1, die Beladung und Entladung des Schienenfahrzeugs 1 mit Einzelladeflächen durchführen.
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Eine jeweilige Ladeeinheit 2 und/oder ein jeweiliger Ladeanschluss 6 können an den Einzelladeflächen 12 angeordnet sein. In diesem Fall können unterschiedliche Einzelladeflächen 12 unterschiedliche Anschlüsse und/oder Ladestandards aufweisen. Die Ladeeinheit 2 und/oder der Ladeanschluss 6 können austauschbar an der jeweiligen Einzelladefläche 12 angeordnet sein, um eine Anpassung an unterschiedliche Kraftwagen 10 zu ermöglichen. Insbesondere wird für das Parken eines Kraftwagens 10 diesem eine Einzelladefläche 12 mit passender Ladeinfrastruktur zugewiesen. Vorteilhafterweise wird der Fahrer des Kraftwagens 10 aufgefordert, den Kraftwagen 10 mit dem Ladeanschluss 6 zu kontaktieren. Dies vereinfacht die spätere automatisierte Beladung des Schienenfahrzeugs 1. Die Einzelladefläche 12 kann beim Beladen des Schienenfahrzeugs 1 über generische Kontakte mit dem Schienenfahrzeug 1 kontaktiert werden.
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Durch die beiden genannten Beispiele, Aufladen auf Einzelladeflächen 12 sowie seitliches Einparken der Kraftwagen 10, sind Möglichkeiten bereitgestellt, einzelne Kraftwagen 10 unabhängig von den übrigen Kraftwagen 10 aufzuladen oder abzuladen. Auf diese Weise ermöglicht das Schienenfahrzeug 1 einen Linienbetrieb, bei welchem einzelne Kraftwagen 10 an Zwischenhalten aufgeladen und/oder abgeladen werden können.
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Das Schienenfahrzeug 1 weist eine Ladestation 2 auf. Die Ladestation 2 umfasst eine Ladeeinheit 4 sowie eine Steuereinheit 5. Die Ladeeinheit 4 ist über eine elektrische Verbindung 9 mit einer Oberleitung 8 verbunden. Die elektrische Verbindung 9 umfasst einen Stromabnehmer 7. Durch die elektrische Verbindung 9 ist die Ladestation 2 dazu in der Lage, elektrische Energie aus der Oberleitung 8 zu beziehen. In anderen Ausführungsformen (in der Fig. nicht dargestellt) weist das Schienenfahrzeug 1 Kontakte auf, um das Schienenfahrzeug 1 mit einem anderen Schienenfahrzeug zu verbinden. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass die Ladestation 2 die elektrische Energie aus dem anderen Schienenfahrzeug bezieht. Beispielsweise kann dies dann vorgesehen sein, wenn das Schienenfahrzeug 1 als einzelner Waggon ausgeführt ist und ein Zug aus einem oder mehreren solcher Schienenfahrzeug 1 sowie einer Lokomotive gebildet wird.
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In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass das eine oder die mehreren als Waggons ausgebildeten Schienenfahrzeuge 1 die elektrische Energie jeweils aus der Lokomotive beziehen. Die Lokomotive wiederum kann die elektrische Energie aus der Oberleitung beziehen. Somit wird auch in diesem Fall die elektrische Energie indirekt aus der Oberleitung 8 bezogen. In weiterer Ausgestaltung können Wirbelstrombremsen am Schienenfahrzeug 1 vorgesehen sein und eine Versorgung der Ladestation 2 aus der Wirbelstrombremse beim Bremsen des Schienenfahrzeugs 1 erfolgen.
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Die Ladeeinheit 4 ist dazu ausgebildet, die elektrischen Energiespeicher beziehungsweise die Traktionsbatterien der Kraftwagen 10 aufzuladen. Hierfür weist die Ladeeinheit 4 zumindest einen Ladeanschluss 6 auf. Für den Ladeanschluss 6 kann die Ladestation 2 mit einem aufzuladenden Kraftwagen 3 verbunden werden. Der Kraftwagen 3 bezieht dann elektrische Energie aus der Ladestation 2 über den Ladeanschluss 6. Hierfür kann beispielsweise eine kabelgebundene Verbindung oder eine induktive Verbindung zwischen Ladestation 2 und Kraftwagen 3 vorgesehen sein. Im Falle einer induktiven Verbindung kann das Schienenfahrzeug 1 beziehungsweise die Ladestation 2 eine oder mehrere Primärspulen zum induktiven Übertragen von elektrischer Energie auf den Kraftwagen 3 beziehungsweise die elektrisch betreibbaren Kraftwagen 10 aufweisen. Durch die induktive Energieübertragung entfällt ein Steckvorgang am Ladeanschluss 6, was die Automatisierung der Beladung des Schienenfahrzeugs 1 weiter erleichtert. Im vorliegenden Beispiel umfasst der Ladeanschluss 6 ein Ladekabel, welches mit einer Ladebuchse beziehungsweise einem Ladeanschluss des aufzuladenden Kraftwagens 3 elektrisch verbunden ist.
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Die Ladeeinheit 4 ist dazu ausgebildet, elektrische Energie aus der Oberleitung 8 derart umzuwandeln, dass ein Aufladen des elektrischen Energiespeichers beziehungsweise der Traktionsbatterie des Kraftwagens 3 ermöglicht wird. Hierfür kann die Ladeeinheit einen Stromrichter aufweisen. Durch den Stromrichter können beispielsweise eine Gleichrichtung, eine Transformation des Spannungsniveaus und/oder eine Gleichspannungswandlung erfolgen.
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Zusätzlich wird der Ladevorgang durch die Steuereinheit 5 gesteuert. Insbesondere ist die Steuereinheit 5 dazu ausgebildet, eine Steuergröße von einer externen Servereinrichtung eines Stromnetzbetreibers zu empfangen. Dies kann beispielsweise über Funk oder das Mobilfunknetz erfolgen. Die Steuergröße betrifft dabei eine Verfügbarkeit von elektrischer Leistung entlang der Transportstrecke und/oder eine Netzauslastung entlang der Transportstrecke. Das Aufladen der Traktionsbatterie erfolgt dann abhängig von der Steuergröße. Somit werden insbesondere die Verfügbarkeit der elektrischen Leistung und/oder die Netzauslastung beim Aufladen der Traktionsbatterie berücksichtigt. Auf diese Weise kann insbesondere während einer Schwankung der Verfügbarkeit elektrischer Leistung und/oder der Netzauslastung entlang der Transportstrecke der Bezug der elektrischen Energie aus dem Netz optimiert werden. Auf diese Weise wird durch die Ladestation 2 eine Stabilisierung des Stromnetzes ermöglicht. In einem konkreten Beispiel befährt das Schienenfahrzeug mit mehreren elektrisch betreibbaren Kraftwagen 10 eine Nord-Süd-Route. Aufgrund des Ausbaus der Offshore-Windenergie ist in Deutschland ein großer Ausbau der Netzkapazitäten entlang der Nord-Süd-Richtung nötig. Durch die Steuergröße kann angegeben werden, dass die Verfügbarkeit elektrischer Leistung im Norden höher ist. Auf diese Weise kann das Aufladen der Traktionsbatterie entlang der Transportstrecke derart gesteuert werden, dass bevorzugt in nördlichen Streckenabschnitten der Transportstrecke geladen wird. Auf diese Weise kann die Netzauslastung reduziert und die Belastung der Nord-Süd-Trassen reduziert werden.
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Im vorliegenden Beispiel weist das Schienenfahrzeug 1 nur eine Ladestation 2 auf. Zudem ist in der einzigen Fig. nur ein einziger Ladeanschluss 6 eingezeichnet. Selbstverständlich kann die Ladestation mehrere Ladeanschlüsse 6 zum gleichzeitigen Aufladen der Traktionsbatterien unterschiedlicher Kraftwagen 10 aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Schienenfahrzeug 1 mehrere Ladestationen 2 aufweisen. In optionaler Weise können die Ladestationen 2 bzw. kann die Ladestation 2 abnehmbar ausgestaltet sein. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass die Ladestation 2 modular aufgebaut ist und dementsprechend modular am Schienenfahrzeug 1 angeordnet werden. In diesem Fall ist eine besonders einfache und bedarfsgerechte Anordnung der Ladestationen 2 an unterschiedlichen Schienenfahrzeugen 1 möglich.
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Insgesamt ist im Rahmen der Anmeldung ein Konzept zum Transportieren und Aufladen von Kraftwagen 10 durch Schienenfahrzeuge 1 beschrieben. Hierzu wird das Schienenfahrzeug 1 mit einer Ladestation 2 ausgestattet. Gleichzeitig umfasst die Anmeldung ein Konzept zur Beladung des Schienenfahrzeugs 1 mit den Kraftwagen 10 mithilfe eines automatisierten Umschlagsystems, bei dem durch technische Leitsteuerung die Kraftwagen 10 schnell und präzise verladen und entladen werden können. Ein solcher Verladevorgang kann am Verladebahnhof über Querverladung mittels der Einzelladeflächen 12 erfolgen. Hierfür können die Einzelladeflächen 12 eine Drehschemelvorrichtung aufweisen. Auch technische Systeme wie beispielsweise die beschriebenen Parkassistenten oder Teilautomatisierung der Kraftwagen 10 können dabei genutzt werden. Alternativ zu drehbaren Plattformen besteht auch die Möglichkeit, die Kraftwagen 10 wie in einer entsprechenden Parklücke seitlich auf dem Schienenfahrzeug 1 einzuparken. Dabei wird dieses Einparkmanöver insbesondere wie oben beschrieben von einem elektronischen Parkassistenten durchgeführt beziehungsweise unterstützt.
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Auf den oberen der beiden Ebenen des Schienenfahrzeugs 1 kann zusätzlich eine Fahrgastzelle vorgesehen sein.
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Zentrales Merkmal der vorliegenden Anmeldung ist, dass die Kraftwagen 10 während des Transports durch das Schienenfahrzeug 1 mittels elektrischer Energie aus der Oberleitung 8 beziehungsweise dem sogenannten Fahrdraht mit elektrischer Energie zum Aufladen des jeweiligen elektrischen Energiespeichers beziehungsweise der jeweiligen Traktionsbatterie versorgt werden. Auf diese Weise kann der langwierige Ladevorgang zeitsparend während des Transports erfolgen.
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Der Ladevorgang der Kraftwagen 10 kann über die gesamte Transportstrecke hinweg in Abhängigkeit des Zielortes und einer Ladestrategie gesteuert werden. Kraftwagen von Flottenbetreibern, beispielsweise Mietwagenfirmen oder Car2Go, können einfacher zwischen unterschiedlichen Standorten ausgetauscht werden, wobei die üblichen Nachteile elektrisch betreibbarer Kraftwagen reduziert werden, da einerseits ein effizientes Aufladen während des Transports möglich ist und andererseits die geringe elektrische Reichweite nicht mehr ins Gewicht fällt. Hierzu können die Kraftwagen von Flottenbetreibern autonom auf einer Einzelladefläche 12 oder dem Schienenfahrzeug 1 parken. Bei sogenannten One Way-Fahrten kann der jeweilige Kraftwagen selbstständig und ökonomisch optimiert durch das Schienenfahrzeug 1 an den Ursprungsort zurückgefahren werden.
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Schienenbetreiber beziehungsweise ein Betreiber des Schienenfahrzeugs 1 können beziehungsweise kann durch Verkauf elektrischer Energie zum Aufladen der Traktionsbatterien der Kraftwagen 10 eine zusätzliche Einnahmemöglichkeit schaffen. Durch Berücksichtigung der Steuergröße kann die Belastung der Oberleitung 8 aktiv gesteuert und in der Spitze somit reduziert werden. Hierdurch kann eine Stabilisierung des gesamten Stromnetzes erfolgen. Durch entsprechende Steuerung des Ladevorgangs können auch Regeleingriffe bei Kraftwagen zur allgemeinen Energieversorgung reduziert werden, da durch Anpassen der Ladeleistung eine Stabilisierung des Stromnetzes erfolgen kann. Die Steuereinheit 5 ermöglicht somit eine aktive Regelung des Stromnetzes durch Berücksichtigung der Steuergröße beim Aufladen der Traktionsbatterien. Ein weiterer Vorteil ist die Verbesserung der Langstreckenfähigkeit von elektrisch betreibbaren Kraftwagen sowie die Entlastung von Fernverkehrsstraßen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schienenfahrzeug
- 2
- Ladestation
- 3
- Kraftwagen
- 4
- Ladeeinheit
- 5
- Steuereinheit
- 6
- Ladeanschluss
- 7
- Stromabnehmer
- 8
- Oberleitung
- 9
- elektrische Verbindung
- 10
- Kraftwagen
- 11
- Transportvorrichtung
- 12
- Einzelladefläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4119865 A1 [0006]
- EP 2927045 A1 [0007]
