DE102020117302A1 - Anordnung eines elektrisch antreibbaren Zugfahrzeugs, eines mit diesem verbundenen Anhängers und eines auf dem Anhänger gelagerten Elektrofahrzeugs - Google Patents

Anordnung eines elektrisch antreibbaren Zugfahrzeugs, eines mit diesem verbundenen Anhängers und eines auf dem Anhänger gelagerten Elektrofahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (1) eines elektrisch antreibbaren Zugfahrzeugs (2), eines mit dem Zugfahrzeug (2) verbundenen Anhängers (3), eines auf dem Anhänger (3) gelagerten Elektrofahrzeugs (4), sowie einer Energieübertragungseinrichtung (5) zur bidirektionalen Übertragung von Energie zwischen Hochvoltbatterien und Zugfahrzeug (2) und Elektrofahrzeug (4), wobei die Energieübertragungseinrichtung (5) einen DC-DC-Wandler (6) aufweist.Bei dieser Anordnung ist vorgesehen, dass der DC-DC-Wandler (6) im Anhänger (3) gelagert ist sowie ein elektrisch mit der Hochvoltbatterie des Zugfahrzeugs (2) verbundenes Hochvoltkabel (7) über eine Steckverbindung (8) mit dem DC-DC-Wandler (6) verbunden ist und ein elektrisch mit der Hochvoltbatterie des Elektrofahrzeugs (4) verbundenes Hochvoltkabel (9) über eine Steckverbindung (10) mit dem DC-DC-Wandler (6) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines elektrisch antreibbaren Zugfahrzeugs, eines mit dem Zugfahrzeug verbundenen Anhängers, eines auf dem Anhänger gelagerten Elektrofahrzeugs, sowie einer Energieübertragungseinrichtung zur bidirektionalen Übertragung von Energie zwischen Hochvoltbatterien von Zugfahrzeug und Elektrofahrzeug, wobei die Energieübertragungseinrichtung einen DC-DC-Wandler aufweist.
  • Eine derartige Anordnung ist aus der DE 10 2016 003 532 A1 bekannt. Dort ist ein Sattelzug beschrieben, der aus einem Sattelschlepper und einem Sattelanhänger besteht. Der Sattelanhänger dient der Aufnahme von mehreren mittels des Sattelzugs zu transportierenden Personenkraftwagen, die auf zwei unterschiedlichen Niveaus des Sattelanhängers angeordnet sind. Der Sattelschlepper, der das Zugfahrzeug darstellt, ist elektrisch antreibbar. Die vom Sattelanhänger, somit dem Anhänger aufgenommenen Personenkraftwagen, sind Elektrofahrzeuge. Eine Übertragungseinrichtung dient der bidirektionalen Übertragung von Energie zwischen Hochvoltbatterien von Sattelschlepper und Personenkraftwagen. Die Energieübertragungseinrichtung weist einen im Sattelschlepper, somit dem Zugfahrzeug gelagerten DC-DC-Wandler auf. - Bei einem Energiefluss von dem Zugfahrzeug zu dem jeweiligen auf dem Anhänger gelagerten Elektrofahrzeug kann dieser zum Aufladen der Hochvoltbatterie des Elektrofahrzeugs genutzt werden. Bei einem umgekehrten Energiefluss von dem jeweiligen Elektrofahrzeug zu dem Zugfahrzeug kann dieser zum Aufladen der Hochvoltbatterie des Zugfahrzeugs und/oder zur Unterstützung des Antriebs des Zugfahrzeugs genutzt werden. Damit kann beispielsweise eine Reichweitenverlängerung und/oder eine Leistungs- bzw. Antriebsmomentenunterstützung des Zugfahrzeugs realisiert werden.
  • DC-DC-Wandler, auch als Gleichspannungswandler bezeichnet, wandeln eine zugeführte Gleichspannung in eine Gleichspannung mit höherem, niedrigerem oder invertiertem Spannungsniveau um.
  • Zugfahrzeuge, die als Personenkraftwagen ausgebildet sind, sind üblicherweise derart ausrüstbar, dass über eine Kugelkopfkupplung ein Anhänger an das Zugfahrzeug angehängt werden kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine vorteilhafte alternative Gestaltung der eingangs beschriebenen Anordnung anzugeben.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch eine Anordnung, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist. Weiterbildungen dieser Anordnung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß der Erfindung ist eine Anordnung eines elektrisch antreibbaren Zugfahrzeugs, eines mit dem Zugfahrzeug verbundenen Anhängers, eines auf dem Anhänger gelagerten Elektrofahrzeugs, sowie einer Energieübertragungseinrichtung zur bidirektionalen Übertragung von Energie zwischen Hochvoltbatterien von Zugfahrzeug und Elektrofahrzeug, wobei die Energieübertragungseinrichtung einen DC-DC-Wandler aufweist, vorgesehen. Hierbei ist der DC-DC-Wandler im Anhänger gelagert. Ferner ist ein elektrisch mit der Hochvoltbatterie des Zugfahrzeugs verbundenes Hochvoltkabel über eine Steckverbindung mit dem DC-DC-Wandler verbunden und ein elektrisch mit der Hochvoltbatterie des Elektrofahrzeugs verbundenes Hochvoltkabel über eine Steckverbindung mit dem DC-DC-Wandler verbunden.
  • Der DC-DC-Wandler ist somit dem Anhänger zugeordnet. Es wird kein zusätzlicher Bauraum für den DC-DC-Wandler im Bereich des Zugfahrzeugs benötigt. Dies ist insbesondere dann von besonderem Vorteil, wenn es sich bei dem Zugfahrzeug um einen Personenkraftwagen handelt. Außerdem ist der im Anhänger gelagerte DC-DC-Wandler besonders gut zugänglich, insbesondere unter dem Aspekt der günstigen Anbindung der Hochvoltkabel. Diese können unkompliziert über die Steckverbindungen mit dem DC-DC-Wandler verbunden werden.
  • Bei dem Zugfahrzeug handelt es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen.
  • Bei dem Elektrofahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Boot, ein Flugzeug oder ein Zweirad. Der Begriff des Flugzeugs ist umfassend zu verstehen, dahingehend, dass dieses ein Starrflügler oder ein Helikopter sein kann.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn automatisch oder manuell einstell- bzw. auswählbar ist, ob das Zugfahrzeug oder das Elektrofahrzeug während der Fahrt des Zugfahrzeugs elektrisch geladen wird. Insbesondere bei einem als Hybridfahrzeug ausgebildeten Zugfahrzeug lässt sich somit auf einfache Art und Weise sicherstellen, dass die Hochvoltbatterie des Elektrofahrzeugs, bei Ankunft an dem Ort, an dem das Elektrofahrzeug genutzt werden soll, vollständig geladen ist.
  • Unter dem Aspekt, dass eine bevorzugte Ausbildung des Zugfahrzeugs ein Personenkraftwagen, insbesondere ein SUV ist, wird der Anhänger insbesondere über eine Kugelkopfkupplung mit dem Zugfahrzeug verbunden.
  • Insbesondere ist der Anhänger als einachsiger Anhänger oder als Anhänger mit Tandemachse ausgebildet.
  • Bevorzugt weist das Zugfahrzeug in seinem Heckbereich einen Steckeranschluss für das vom DC-DC-Wandler zum Zugfahrzeug führende Hochvoltkabel auf. Mit diesem Steckeranschluss ist ein Hochvoltkabel des Zugfahrzeugs verbunden, das elektrisch leitend mit der Hochvoltbatterie des Zugfahrzeugs verbunden ist. Somit weist das Zugfahrzeug, insbesondere der Personenkraftwagen, in einem dem Anhänger zugewandten Bereich einen günstig gelegenen Steckeranschluss für das Hochvoltkabel zum DC-DC-Wandler auf. Bei diesem Steckeranschluss des Zugfahrzeugs bzw. Personenkraftwagens handelt es sich üblicherweise um einen zusätzlichen Steckeranschluss zu dem üblichen Steckeranschluss, der für das Laden des Zugfahrzeugs bzw. des Personenkraftwagens an einer Ladestation, insbesondere einer Ladesäule vorgesehen ist.
  • Der DC-DC-Wandler ist insbesondere in einem dem Zugfahrzeug zugewandten Bereich des Anhängers angeordnet.
  • Insbesondere weist der DC-DC-Wandler auf abgewandten Seiten Stecker zum Verbinden mit den Hochvoltkabeln auf. Vorzugsweise weist der DC-DC-Wandler auf der bei einer Geradeausfahrt der Anordnung dem Zugfahrzeug zugewandten Seite und auf der dem Elektrofahrzeug zugewandten Seite die Stecker auf. Es ergibt sich somit eine einfache, kurze Verbindung über die Hochvoltleitungen zwischen Zugfahrzeug und DC-DC-Wandler bzw. zwischen DC-DC-Wandler und Elektrofahrzeug.
  • Bei der erfindungsgemäßen Anordnung stellt somit der Anhänger mit dem DC-DC-Wandler die Schnittschnelle dar. Um die unterschiedlichen Spannungslagen zwischen Zugfahrzeug und Elektrofahrzeug zu ermöglichen, ist der DC-DC-Wandler vorgesehen. Dieser hat insbesondere dieselbe Schnittstelle zum Zugfahrzeug und zum Elektrofahrzeug wie eine Ladestation bzw. eine Ladesäule (Stecker, etc.).
  • Mit dieser Anordnung sind die unterschiedlichsten Ladefunktionen darstellbar, beispielsweise:
    • - Laden der Hochvoltbatterie des Zugfahrzeugs im Stand oder während der Fahrt durch die Hochvoltbatterie des Elektrofahrzeugs auf dem Anhänger,
    • - Laden der Hochvoltbatterie des Elektrofahrzeugs im Stand oder während der Fahrt durch die Hochvoltbatterie des Zugfahrzeugs,
    • - Laden der Hochvoltbatterie des Elektrofahrzeugs im Stand während das Zugfahrzeug an einer Ladestation geladen wird. Somit ist nur eine Ladestation für das Zugfahrzeug und das Elektrofahrzeug notwendig.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung des in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels, ohne hierauf beschränkt zu sein.
  • Es zeigt:
    • 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Anordnung.
  • Figurenbeschreibung
  • Veranschaulicht ist eine Anordnung 1 eines elektrisch antreibbaren Zugfahrzeugs 2, eines mit dem Zugfahrzeug 2 verbundenen Anhängers 3, eines auf dem Anhänger 3 gelagerten Elektrofahrzeugs 4 sowie einer Energieübertragungseinrichtung 5 zur bidirektionalen Übertragung von Energie zwischen Hochvoltbatterien von Zugfahrzeug 2 und Elektrofahrzeug 4, wobei die Energieübertragungseinrichtung 5 einen DC-DC-Wandler 6 aufweist.
  • Der DC-DC-Wandler 6 ist im Anhänger 3 gelagert. Ein elektrisch mit der Hochvoltbatterie des Zugfahrzeugs 2 verbundenes Hochvoltkabel 7 ist über eine Steckverbindung 8 mit dem DC-DC-Wandler 6 verbunden. Ein elektrisch mit der Hochvoltbatterie des Elektrofahrzeugs 4 verbundenes Hochvoltkabel 9 ist über eine Steckverbindung 10 mit dem DC-DC-Wandler 6 verbunden.
  • Bei dem Zugfahrzeug 2 handelt es sich um einen Personenkraftwagen, konkret einen SUV. Das Zugfahrzeug 2 weist in seinem Heckbereich eine Anhängerkupplung 11 mit einem Kugelkopf auf. Der Anhänger 3 ist über diese Kugelkopfkupplung mit dem Zugfahrzeug 2 verbunden.
  • Der Anhänger 3 ist als einachsiger Anhänger ausgebildet.
  • Das Elektrofahrzeug 4 ist ein Boot, insbesondere ein offenes Sportboot mit einer Länge, Breite und Höhe, die für einen Straßentransport geeignet ist. Das Boot liegt auf üblichen Auflagen des Anhängers 3 auf und ist verzurrt.
  • Das Zugfahrzeug 2 weist in seinem Heckbereich einen Steckeranschluss 12 für das vom DC-DC-Wandler 6 zum Zugfahrzeug 2 führende Hochvoltkabel 7 auf. Dieser Steckeranschluss 12 ist über ein Hochvoltkabel elektrisch leitend mit der Hochvoltbatterie des Zugfahrzeugs 2 verbunden.
  • Das Elektrofahrzeug 4 bzw. Boot ist gleichfalls mit einem Steckeranschluss 13 versehen, insbesondere einem Steckeranschluss 13, der dem üblichen Aufladen der Hochvoltbatterie des Elektrofahrzeugs 4 dient. Mit diesem ist das Hochvoltkabel 9 verbunden. Das Elektrofahrzeug 4 kann aber durchaus auch einen separaten elektrischen Anschluss für das Hochvoltkabel 9 aufweisen.
  • Der DC-DC-Wandler 6 ist in einem dem Zugfahrzeug 2 zugewandten Bereich des Anhängers 3 angeordnet. Er liegt auf dem Anhänger 3 auf und ist dort befestigt. Auf abgewandten Seiten des DC-DC-Wandlers 6 weist dieser Stecker der Steckverbindungen 8, 10 zum Verbinden mit den Hochvoltkabeln 7 und 9 auf. Diese Steckverbindungen 10, 12 sind, bezogen auf die veranschaulichte Geradeausfahrt der Anordnung 1, auf der dem Zugfahrzeug 2 zugewandten Seite und auf der dem Elektrofahrzeug 4 zugewandten Seite angeordnet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102016003532 A1 [0002]

Claims (9)

  1. Anordnung (1) eines elektrisch antreibbaren Zugfahrzeugs (2), eines mit dem Zugfahrzeug (2) verbundenen Anhängers (3), eines auf dem Anhänger (3) gelagerten Elektrofahrzeugs (4), sowie einer Energieübertragungseinrichtung (5) zur bidirektionalen Übertragung von Energie zwischen Hochvoltbatterien von Zugfahrzeug (2) und Elektrofahrzeug (4), wobei die Energieübertragungseinrichtung (5) einen DC-DC-Wandler (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der DC-DC-Wandler (6) im Anhänger (3) gelagert ist, sowie ein elektrisch mit der Hochvoltbatterie des Zugfahrzeugs (2) verbundenes Hochvoltkabel (7) über eine Steckverbindung (8) mit dem DC-DC-Wandler (6) verbunden ist und ein elektrisch mit der Hochvoltbatterie des Elektrofahrzeugs (4) verbundenes Hochvoltkabel (9) über eine Steckverbindung (10) mit dem DC-DC-Wandler (6) verbunden ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugfahrzeug (2) ein Personenkraftwagen ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrofahrzeug ein Boot, ein Flugzeug oder ein Zweirad ist.
  4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anhänger (3) über eine Kugelkopfkupplung mit dem Zugfahrzeug (2) verbunden ist.
  5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anhänger (3) als einachsiger Anhänger oder als Anhänger mit Tandemachse ausgebildet ist.
  6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugfahrzeug (2) in seinem Heckbereich einen Steckeranschluss (12) für das vom DC-DC-Wandler (6) zum Zugfahrzeug (2) führende Hochvoltkabel (7) aufweist.
  7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der DC-DC-Wandler (6) in einem dem Zugfahrzeug (2) zugewandten Bereich des Anhängers (3) angeordnet ist.
  8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der DC-DC-Wandler (6) auf abgewandten Seiten Stecker zum Verbinden mit den Hochvoltkabeln (7, 9) aufweist.
  9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der DC-DC-Wandler (6) auf der, bei Geradeausfahrt der Anordnung (1) dem Zugfahrzeug (2) zugewandten Seite und auf der dem Elektrofahrzeug (4) zugewandten Seite die Stecker aufweist.
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