DE202022102525U1 - Power supply system for motor vehicles, especially commercial vehicles for electrically powered heavy traffic - Google Patents
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Abstract
Elektrisch versorgter Schwerverkehr (1, 201, 301, 1001, 1101)
mit wenigstens einem mit wenigstens einem Elektromotor (30, 30I, 30II, 32, 1130) angetriebenen Schwerverkehrfahrzeug (20, 20I, 20II, 220, 220I, 320, 820, 920, 1020, 1120),
das einen Energieversorgungsabgriff (54, 254, 254I, 454, 454I, 854, 854I, 855, 855I, 954) hat,
und mit einem Straßenstück (6, 206, 206I) mit einem Energieversorgungsabschnitt (10, 10II, 210, 210II, 1010, 1010II) zur Versorgung des wenigstens einen Schwerverkehrfahrzeugs mit elektrischer Nachladeenergie,
die in einem Elektrospeicher (40, 40I, 40II, 340, 840, 940) des Schwerverkehrfahrzeugs zwischenspeicherbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Energieversorgungsabschnitt in einer elektrischen Verbindung mit einer gesteuerten Umspannstation (209, 309, 503) steht,
die eine Steuervorrichtung (211, 211I, 411) umfasst,
durch die eine Spannung und ein Strom, abgestimmt auf das mindestens eine mit dem Energieversorgungsabgriff ausgestattete Schwerverkehrfahrzeug, auf mindestens eine Leitung (60, 60II, 260, 260I, 360, 460, 460I, 560, 860, 960, 1160, 1160I) des Energieversorgungsabschnitts aufprägbar sind.
with at least one heavy-duty vehicle (20, 20 I , 20 II , 220, 220 I , 320, 820, 920, 1020, 1120) driven by at least one electric motor (30, 30 I , 30 II, 32, 1130 ) ,
which has a power supply tap (54, 254, 254 I , 454, 454 I , 854, 854 I , 855, 855 I , 954),
and with a road section (6, 206, 206 I ) with an energy supply section (10, 10 II , 210, 210 II , 1010, 1010 II ) for supplying the at least one heavy vehicle with electrical recharge energy,
which can be temporarily stored in an electric storage unit (40, 40 I , 40 II , 340, 840, 940) of the heavy-duty vehicle,
characterized in that
the energy supply section is in an electrical connection with a controlled substation (209, 309, 503),
which comprises a control device (211, 211 I , 411),
through which a voltage and a current, matched to the at least one heavy vehicle equipped with the energy supply tap, to at least one line (60, 60 II , 260, 260 I , 360, 460, 460 I , 560, 860, 960, 1160, 1160 I ) of the energy supply section can be impressed.
Description
Die vorliegende Erfindung behandelt elektrisch versorgten Beförderungsverkehr, insbesondere Schwerverkehr mit wenigstens einem Schwerverkehrfahrzeug, das mit wenigstens einem Elektromotor angetrieben wird, wie einem Lastkraftwagen (LKW) oder einem Personenbeförderungsfahrzeug (PKW oder Bus), und einem Straßenstück. Entlang des Straßenstücks ist elektrische Energie aus einer Versorgungsleitung in einen Elektrospeicher des Schwerverkehrfahrzeugs zur Zwischenspeicherung aufnehmbar.The present invention deals with electrically powered transport traffic, in particular heavy traffic with at least one heavy traffic vehicle driven by at least one electric motor, such as a heavy goods vehicle (lorry) or a passenger transport vehicle (car or bus), and a stretch of road. Along the stretch of road, electrical energy from a supply line can be absorbed into an electric storage unit of the heavy-duty vehicle for temporary storage.
Des Weiteren behandelt die vorliegende Erfindung eine Ladestation für eine Oberleitungsversorgung oder eine Bodenkontaktschiene an einem Straßenabschnitt.Furthermore, the present invention deals with a charging station for an overhead line supply or a ground contact rail on a road section.
Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung behandelt einen elektrisch versorgten Schwerverkehr nach dem Oberbegriff von Schutzanspruch 1.In other words, the present invention deals with an electrically powered heavy vehicle according to the preamble of
Behandelt wird zudem eine Ladestation für eine Oberleitungsversorgung oder eine Bodenkontaktschiene an einem Straßenabschnitt nach dem Oberbegriff von Schutzanspruch 48.A charging station for an overhead line supply or a ground contact rail on a road section according to the preamble of protection claim 48 is also discussed.
Technisches GebietTechnical area
Aufgrund des Bestrebens, sich von Fahrzeugen des Schwerverkehrs mit verbrennungsmotorischen Antrieben abzuwenden, wie z. B. von Lastkraftwagen mit einem Verbrennungsantriebsmotor, insbesondere von solchen, die mehrere Tonnen Ladegewicht transportieren können, und wie z. B. von Omnibussen mit einem Verbrennungsmotor, sind sowohl Hybrid-Antriebssysteme für den Antrieb von solchen Schwerverkehrs-Fahrzeugen, wie Lastkraftwagen, als auch solche Lastkraftwagen entwickelt worden, die ausschließlich mit einer oder mit mehreren Elektromaschinen als Antriebsmaschinen ausgestattet sind und somit rein elektrisch angetrieben werden können. Ähnlich gestaltete Schienenfahrzeuge sind auch schon bekannt, die also als reine Elektro-Lokomotiven Züge bewegen können.Due to the desire to move away from heavy transport vehicles with internal combustion engine drives, such as: B. of trucks with an internal combustion engine, especially those that can transport several tons of load weight, and such. B. buses with an internal combustion engine, both hybrid drive systems have been developed for driving heavy-duty vehicles such as trucks, as well as trucks that are equipped exclusively with one or more electric machines as drive machines and are therefore driven purely electrically can. Similar designed rail vehicles are already known, which can move trains as purely electric locomotives.
Für die Elektrifizierung des Beförderungsverkehrs ist im Allgemeinen ein Ausgleich zwischen einer zuverlässig erzielbaren Reichweite bzw. einer maximalen Fahrstrecke, den Stellen mit verfügbarer elektrischer Energie und dem Typ der Versorgung zu suchen, die für die Bereitstellung der vom jeweiligen Fahrzeug geforderten Energie benötigt wird. Zumindest in Teilen muss die technische Ausstattung, wie z. B. ausreichend in der Größe bzw. in der Speicherkapazität dimensionierte elektrochemische Energiespeicher, und die Einrichtungen zu deren Betrieb von dem jeweiligen elektrifizierten Fahrzeug mitgeführt werden. Aufgrund der benötigten Speicherkapazität des elektrochemischen Speichers vergrößert sich das Gewicht eines so gearteten Fahrzeugs. Folglich erhöht sich allein schon aufgrund der Notwendigkeit eines elektrochemischen Speichers, wie eines Akkumulators, der Energieverbrauch eines derart gestalteten Fahrzeugs. Im Ergebnis wirkt sich dies nicht nur ungünstig auf die Energiebilanz aus, sondern die benötigten Ladezeiten reduzieren die Zeiten der Fahrzeugnutzung und damit der Auslastung der Fahrzeuge. Die Ladezeit ist abträglich für eine hohe Wirtschaftlichkeit des einzelnen Fahrzeugs und damit auch des gesamten elektrischen Verkehrssystems. Sollen Phasen, in denen aufgrund von Ladevorgängen ein elektrisch versorgtes Fahrzeug ausfällt, vermieden werden, könnte auf einen reinen Oberleitungsbetrieb eingeschwenkt werden, der aber andererseits erfahrungsgemäß die Gefahr eines Liegenbleibens auf offener Strecke birgt - aus dem Zugfernverkehr ist vielen Fahrgästen bekannt, dass sie schon einmal zum Umsteigen aufgefordert wurden, was nicht nur Unannehmlichkeiten, sondern auch eine erhöhte Gefährdung für die Fahrgäste bedeutet.For the electrification of transport, a balance must generally be sought between a reliably achievable range or maximum travel distance, the locations with available electrical energy and the type of supply required to provide the energy required by the respective vehicle. At least some of the technical equipment, such as: B. electrochemical energy storage devices of sufficient size or storage capacity, and the devices for their operation are carried by the respective electrified vehicle. Due to the required storage capacity of the electrochemical storage, the weight of such a vehicle increases. Consequently, the energy consumption of a vehicle designed in this way increases simply because of the need for an electrochemical storage device, such as an accumulator. As a result, this not only has an unfavorable effect on the energy balance, but the required charging times reduce the times of vehicle use and thus the utilization of the vehicles. The charging time is detrimental to the high cost-effectiveness of the individual vehicle and thus also the entire electric transport system. If phases in which an electrically powered vehicle fails due to charging processes are to be avoided, one could switch to pure overhead line operation, but on the other hand, experience shows that there is a risk of it getting stranded on the open route - many passengers are already familiar with this from long-distance train transport were asked to change, which not only caused inconvenience but also increased risk for passengers.
Zahlreiche inzwischen bekannt gewordene elektrische Antriebssysteme favorisieren hinsichtlich der elektrischen Versorgung der Motoren und der Energiespeicher ihre ganz eigenen Lösungen, wobei viele verschiedene Lösungen Oberleitungen für die elektrische Versorgung der Fahrzeuge nutzen. Andersartig gestaltete Fahrzeuge können dabei häufig nicht von den in einem bestimmten Streckenabschnitt vorhandenen Oberleitungen profitieren, denn die Oberleitungen und das durch die Oberleitungen zur Verfügung gestellte Energieversorgungssystem sind üblicherweise nur für einen ganz bestimmten Fahrzeugtyp konzipiert. Beispielhaft sind die bis zum Jahr 2022 aufgebauten Oberleitungstest-Strecken in der Bundesrepublik Deutschland zu nennen. Eine der ersten Oberleitungs-Teststrecken gibt es z. B. auf der Autobahn „A1“, wie z. B. online auf dem Internet-Portal „electrive.net“ am 13.09.2020 unter dem Titel „Im Oberleitungs-LKW über die A1: Erstaunlich unspektakulär“ von der Autorin Nicole de Jong berichtet wurde (abrufbar unter https://www.electrive.net/2020/09/13/im-oberleitungs-Ikw-ueber-die-a1-erstaunlichunspektakulaer/13.09.2020). Nur ganz bestimmte LKWs sind dafür vorgesehen, die elektrische Energie aus dem Oberleitungsnetz entnehmen zu dürfen. Anderen Fahrzeugen auf der Autobahn stehen die Oberleitungen als Energiequellen, genauer gesagt als Energieübertragungsmittel, nicht zur Verfügung.Numerous electric drive systems that have now become known favor their very own solutions with regard to the electrical supply of the motors and energy storage, with many different solutions using overhead lines for the electrical supply of the vehicles. Vehicles designed differently often cannot benefit from the overhead lines present in a specific section of the route, because the overhead lines and the energy supply system provided by the overhead lines are usually only designed for a very specific type of vehicle. Examples include the overhead line test routes in the Federal Republic of Germany that will be built by 2022. One of the first overhead line test routes exists, for example. B. on the “A1” motorway, such as B. was reported online on the internet portal “electrive.net” on September 13th, 2020 under the title “In the overhead line truck on the A1: Surprisingly unspectacular” by the author Nicole de Jong (available at https://www.electrive .net/2020/09/13/im-oberleitungs-Ikw-ueber-die-a1-straublichunspektakulaer/13.09.2020). Only very specific trucks are intended to draw electrical energy from the overhead line network. The overhead lines are not available to other vehicles on the highway as sources of energy, or more precisely as a means of transmitting energy.
Stand der TechnikState of the art
Stromversorgungssysteme für elektrifizierte Zugverkehrsnetze dienen gemäß der
Beispielsweise die
Ähnlich wie in der
Gemäß der
In der
Ein Beispiel für einen Stromabnehmer mit Ausgleichskontakten für Oberleitungen geht aus der
Die
Gemäß der
Aus der
In der
In der
In der
Inzwischen hat auch das Thema „Elektrifizierung für den Straßenverkehr“ als wünschenswerte Zukunftsperspektive zur Verringerung von Abgasen aus Verbrennungsmotoren größere Aufmerksamkeit gefunden.In the meantime, the topic of “electrification for road traffic” has also received greater attention as a desirable future perspective for reducing exhaust gases from combustion engines.
In der
Die
Die
Die
Ein ähnliches Ladekonzept, wie in der
Aus der
Als Alternative zu Oberleitungs-Ladestationen wird z. B. in der
Die
Die
Eine besondere Komplexität herrscht bei dem Bezug von elektrischer Energie von mobilen Energieverbrauchern, wenn die Energieabrechnung in jeweiligen Energieversorgungsnetzen zu bewältigen ist.There is a particular complexity when purchasing electrical energy from mobile energy consumers when energy billing has to be managed in the respective energy supply networks.
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Die
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Gemäß der
Ein Aufladen des elektrischen Energiespeichers soll laut der
Ein Batteriemanagementsystem gemäß der
Die
In der
Aus der
Mit dem Fokus auf die Bereitstellung der Energie bzw. des Stroms für die Versorgung von Nahverkehrsmitteln und ggf. von weiteren Nutzern behandelt die
Die zuvor genannten Druckschriften gelten mit ihrer Benennung als vollumfänglich in vorliegende Erfindungsbeschreibung inkorporiert. Hierdurch soll vermieden werden, dass erneut und wiederholt allgemein bekannte Zusammenhänge zwischen Steuervorrichtung, Fahrzeugdaten, Leistungsanforderungen an den Energiespeicher und mögliche, zur Verfügung stehende Schnellladeverfahren erörtert werden müssen, sondern die Begriffe wie „Schwerverkehr“, „Energieversorgungsabschnitt“ und „Oberleitungsabgriff“ sollen durch Verweis auf die Druckschriften als ebenfalls definiert für vorliegende Erfindung angesehen werden dürfen.The aforementioned publications are deemed to be fully incorporated into the present description of the invention with their naming. This is intended to avoid having to discuss again and again well-known relationships between the control device, vehicle data, performance requirements for the energy storage device and possible fast charging methods available, but rather the terms such as “heavy traffic”, “energy supply section” and “overhead line tap” should be replaced by reference to the publications may also be viewed as defined for the present invention.
AufgabenstellungTask
Es gibt den Bedarf, die Bewegung von Fahrzeugen des Schwerverkehrs, wie z. B. von Fahrzeugen für den Transport von schweren Lasten auf Straßen, durch eine ausreichende elektrische Versorgung sicherzustellen. Idealerweise ist das System geeignet, für unterschiedliche Fahrzeuge die Energie so anzubieten, dass ein Verkehrsfluss möglichst wenig gehindert oder verlangsamt wird.There is a need to control the movement of heavy transport vehicles, such as: B. of vehicles for the transport of heavy loads on roads, through an adequate electrical supply. Ideally, the system is suitable for offering energy to different vehicles in such a way that traffic flow is hindered or slowed down as little as possible.
ErfindungsbeschreibungDescription of the invention
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Energieversorgungssystem für einen elektrisch versorgten Schwerverkehr nach Anspruch 1 gelöst.The object according to the invention is achieved by an energy supply system for an electrically powered heavy vehicle according to
Eine Ladestation für eine Oberleitungsversorgung oder für eine Bodenkontaktschiene wird in Anspruch 48 definiert.A charging station for an overhead line supply or for a ground contact rail is defined in claim 48.
Vorteilhafte Weiterbildungen lassen sich den abhängigen Ansprüchen entnehmen.Advantageous further training can be found in the dependent claims.
Fahrzeuge, wie z. B. Lastkraftwagen (abgekürzt: LKWs), die vor allem für Transportaufgaben in einem Langstreckenbetrieb vorgesehen sind (Langstrecken-Lastkraftwagen, abgekürzt: Langstrecken-LKWs), d. h. eine Tour von mehr als 500 km, insbesondere von mehr als 1.000 km, zurücklegen, können derart aufgebaut sein, dass sie ausschließlich durch einen Elektromotor oder durch mehrere Elektromotoren angetrieben werden (verbrennungsmotorischfreier Antrieb; ausschließlicher Elektroantrieb). Solche Fahrzeuge werden üblicherweise in die Kategorie Schwerverkehr einsortiert.Vehicles, such as B. trucks (abbreviated: trucks), which are primarily intended for transport tasks in long-distance operations (long-distance trucks, abbreviated: long-distance trucks), d. H. a tour of more than 500 km, in particular more than 1,000 km, can be structured in such a way that they are driven exclusively by an electric motor or by several electric motors (drive without a combustion engine; exclusively electric drive). Such vehicles are usually classified in the heavy vehicle category.
Mit dem Begriff „Schwerverkehr“ werden aber nicht nur Lastkraftwagen bezeichnet. Unter dem Begriff „Schwerverkehr“ werden alle jene Fahrzeuge zusammengefasst, die ein Eigengewicht jenseits eines Mindestgewichts besitzen, z. B. aufgrund einer gewünschten maximalen Zuladung und einer deswegen ausreichend stabilen Rahmengestaltung des Fahrzeugs. Die Eingruppierung eines Fahrzeugs in Schwerverkehr oder in Leichtverkehr kann anhand seines Eigengewichts, aber auch anhand seines Gesamtgewichts vorgenommen werden. Wo genau die Grenze zu ziehen ist, also welche Fahrzeuge Schwerverkehrfahrzeuge sind und welche Fahrzeuge noch als Leichtverkehrfahrzeuge bezeichnet werden, ergibt sich in vielen Staaten aus der jeweils geltenden nationalen Gesetzgebung.However, the term “heavy transport” does not only refer to trucks. The term “heavy transport” includes all vehicles that have a dead weight beyond a minimum weight, e.g. B. due to a desired maximum payload and therefore a sufficiently stable frame design of the vehicle. A vehicle can be classified as heavy traffic or light traffic based on its own weight, but also based on its total weight. Where exactly the line is to be drawn, i.e. which vehicles are heavy-duty vehicles and which vehicles are still referred to as light-duty vehicles, is determined in many countries by the applicable national legislation.
Ein geeignetes Fahrzeug der Kategorie „Schwerverkehr“ hat eine Kontaktierung für die Versorgung mit elektrischer Energie. Eine solche Kontaktierung kann durch einen Energieversorgungsabgriff angeboten werden bzw. realisiert sein. Die elektrische Energie soll zum Antrieb des Fahrzeugs nutzbar sein, also als Antriebsenergie.A suitable vehicle in the “heavy traffic” category has a contact for the supply of electrical energy. Such contact can be offered or implemented through a power supply tap. The electrical energy should be usable to drive the vehicle, i.e. as drive energy.
Zur Kategorie „Fahrzeuge des Schwerverkehrs“ werden elektromotorisch angetriebene Lastkraftwagen gezählt. Ebenso gehören in die Kategorie „Fahrzeuge des Schwerverkehrs“ auch elektromotorisch angetriebene Personenbeförderungsfahrzeuge.The “heavy transport vehicles” category includes trucks powered by electric motors. The category “heavy transport vehicles” also includes electric-powered passenger transport vehicles.
Das Schwerverkehrfahrzeug ist idealerweise ein (im Vergleich mit anderen Elektrofahrzeugen) leichtes Fahrzeug, das aber trotzdem seiner Bauart nach für größere Lasten (Gesamtgewicht von z. B. 40 Tonnen) oder größere Personengruppen (z. B. eine Personengruppe mit einer Anzahl Personen zwischen 30 und 60, wie bei Reisebussen, oder zwischen 70 Personen und 90 Personen wie bei Doppeldeckerbussen) gestaltet ist.The heavy-duty vehicle is ideally a light vehicle (compared to other electric vehicles), but is nevertheless designed to carry larger loads (total weight of e.g. 40 tons) or larger groups of people (e.g. a group of people with a number of between 30 and 60, as with coaches, or between 70 people and 90 people, as with double-decker buses).
Die Fahrzeuge des Schwerverkehrs sind vorteilhafterweise mit Rädern und Reifen ausgestattet, sodass sie über asphaltierte Straßen fahren können. Die Straße setzt sich aus einzelnen Stücken zusammen, wobei einzelne Straßenstücke mit einem Energieversorgungsabschnitt ausgestattet sind. Andere Stücke des Wegs sind dabei idealerweise ohne elektrische Energieversorgungsleitungen ausgestattet. Es gibt also Stücke der Straße (Straßenstücke) mit Energieversorgungsleitungen und Stücke der Straße ohne zusätzliche Leitung zur Versorgung des Verkehrs mit elektrischer Energie für den Antrieb der einzelnen Fahrzeuge. Der Energieversorgungsabschnitt dient zur Versorgung des wenigstens einen Schwerverkehrfahrzeugs. Hierbei kann die Energieversorgung auch dann durchgeführt werden, wenn sich das Schwerverkehrfahrzeug in Bewegung befindet.Heavy transport vehicles are advantageously equipped with wheels and tires so that they can drive over asphalted roads. The road is made up of individual pieces, with individual pieces of road being equipped with an energy supply section. Other parts of the path are ideally equipped without electrical power supply lines. So there are sections of the road (road sections) with energy supply lines and sections of the road without additional lines to supply the traffic with electrical energy to drive the individual vehicles. The energy supply section serves to supply the at least one heavy-duty vehicle. The energy supply can also be carried out when the heavy vehicle is in motion.
Während der Bewegung des Schwerverkehrfahrzeugs wird elektrische Nachladeenergie benötigt, die vorteilhafterweise in einem elektrischen Energiespeicher zwischengespeichert wird und zu einem späteren Zeitpunkt dem Elektromotor bzw. dem Antriebsmotor dargeboten werden kann. Die elektrische Energie kann in einem Elektrospeicher des Schwerverkehrfahrzeugs zwischengespeichert werden. Die Energie ist aufgrund des Energiespeichers im (Schwerverkehr-)Fahrzeug zwischenspeicherbar.During the movement of the heavy-duty vehicle, electrical recharging energy is required, which is advantageously temporarily stored in an electrical energy storage device and can be presented to the electric motor or the drive motor at a later point in time. The electrical energy can be temporarily stored in an electric storage unit in the heavy-duty vehicle. The energy can be temporarily stored due to the energy storage in the (heavy-duty) vehicle.
Die elektrische Spannung, die auf den Leitungen eines Energieversorgungsabschnitts aufgeprägt ist, ist nicht betragsmäßig fixiert, sondern anpassbar an die benötigte Spannung des Fahrzeugs, insbesondere aufgrund seines Traktionsakkumulators. Der Traktionsakkumulator hat einen Ladezustand (SOC), der eine ganz bestimmte Ladespannung erfordert (sofern er wieder aufgeladen werden soll).The electrical voltage that is impressed on the lines of a power supply section is not fixed in terms of amount, but can be adapted to the required voltage of the vehicle, in particular due to its traction accumulator. The traction battery has a state of charge (SOC) that requires a very specific charging voltage (if it is to be recharged).
Die Leitungen, über die das Schwerverkehrfahrzeug mit elektrischer Energie versorgt werden soll, stehen in einer elektrischen Verbindung mit einer gesteuerten Umspannstation. Die Umspannstation kann bezüglich der von ihr auf die Leitungen gelieferten Spannung eingestellt werden. Hierzu hat die Umspannstation eine Steuervorrichtung. Die Umspannstation umfasst eine Steuervorrichtung. Die Steuervorrichtung bestimmt, welche Spannung und welcher Strom auf den Leitungen (z. B. den Oberleitungen) vorliegen sollen. Die Spannung und der Strom sind abgestimmt auf das mit dem Energieversorgungsabgriff ausgestattete Schwerverkehrfahrzeug. Die Spannung aus der Umspannstation wird auf mindestens eine Leitung des Energieversorgungsabschnitts aufgeprägt. Die Spannung ist aufprägbar. Die für die Spannung zweite Leitung kann als Erdpotential gegeben sein. In einer alternativen Ausführung kann die zweite Leitung, das Bezugspotential, durch eine zweite Oberleitung zur Verfügung gestellt sein. The lines through which the heavy-duty vehicle is to be supplied with electrical energy are in an electrical connection with a controlled substation. The substation can be adjusted in terms of the voltage it supplies to the lines. For this purpose, the substation has a control device. The substation includes a control device. The control device determines what voltage and current should be present on the lines (e.g. the overhead lines). The voltage and current are tailored to the heavy-duty vehicle equipped with the energy supply tap. The voltage from the substation is impressed on at least one line of the power supply section. The tension is imprintable. The second line for the voltage can be given as ground potential. In an alternative embodiment, the second line, the reference potential, can be provided by a second overhead line.
Die Umspannstation kann unter einem Blickwinkel auch mit einer Ladestation gleichgesetzt werden. Die Umspannstation erhält - üblicherweise - über Hochspannungsleitungen elektrische Energie und wandelt die elektrische Energie auf ein anderes Spannungsniveau, z. B. von 30 kV auf 1.200 Volt. Wird die Spannung der Umspannstation zum Laden von Traktionsakkumulatoren verwendet, so kann der Teil der Umspannstation, der für die Ladung eines oder mehrerer der Akkumulatoren zuständig ist, als Ladestation bezeichnet werden.From one perspective, the substation can also be equated with a charging station. The substation - usually - receives electrical energy via high-voltage lines and converts the electrical energy to a different voltage level, e.g. B. from 30 kV to 1,200 volts. If the voltage of the substation is used to charge traction accumulators, the part of the substation that is responsible for charging one or more of the accumulators can be referred to as the charging station.
Die Ladestation hat eine Verbindung zu einer Oberleitungsversorgung. In einer gleichwertigen Ausführungsform ist die Verbindung zu einer Bodenkontaktschiene gegeben.The charging station has a connection to an overhead line supply. In an equivalent embodiment, the connection to a ground contact rail is provided.
Eine Ladestation kann, in Analogie zur Bereitstellung flüssiger Treibstoffe, auch als Stromtankstelle bezeichnet werden.A charging station can, in analogy to the provision of liquid fuels, also be referred to as a charging station.
Die Spannung auf der Leitung, die für die Versorgung des Schwerverkehrfahrzeugs vorgesehen ist (Oberleitung, Leitung in einer Kontaktschiene, Kontaktleiter oder dergleichen), ist anpassbar. Hierfür gibt es eine Steuereinheit. Die Steuereinheit erhält die Information, welche Spannung für das Schwerverkehrfahrzeug benötigt wird, von dem Schwerverkehrfahrzeug. Hierfür hat die Steuereinheit einen Speicher oder arbeitet mit einem Speicher zusammen. Das Schwerverkehrfahrzeug hat zur Weiterleitung der Information, welche Spannung von dem Fahrzeug und seinem Akkumulator gewünscht wird, eine Kommunikationsschnittstelle, die über die Ferne Daten austauschen kann. Über die Fernkommunikationsschnittstelle kann ein Anforderungsprofil übermittelt werden. In Abhängigkeit des Ladezustands des Akkumulators kann die Spannung nachgeführt werden. Während ein Ladevorgang läuft, insbesondere während ein Schnellladevorgang läuft, wird die Spannung auf den Leitungen nachgeführt und angepasst.The voltage on the line intended to supply the heavy vehicle (overhead line, line in a contact rail, contact conductor or the like) can be adjusted. There is a control unit for this. The control unit receives the information about which voltage is required for the heavy-duty vehicle from the heavy-duty vehicle. For this purpose, the control unit has a memory or works together with a memory. To forward the information about what voltage is required by the vehicle and its battery, the heavy-duty vehicle has a communication interface that can exchange data remotely. A requirements profile can be transmitted via the remote communication interface. The voltage can be adjusted depending on the charging status of the accumulator. While a charging process is running, especially while a fast charging process is running, the voltage on the lines is tracked and adjusted.
Ein Nachladen von Traktionsakkumulatoren in einzelnen Fahrzeugen des Schwerverkehrs kann mithilfe von Leitungen, z. B. Oberleitungen oder Bodenkontaktschienen, besonders effektiv durchgeführt werden. Hierbei hilft es, wenn die von einer Umspannstation oder einer Ladestation zur Verfügung gestellte Energie, der zur Verfügung gestellte elektrische Strom und/oder die zur Verfügung gestellte Spannung, in Abhängigkeit von - zum einen - dem Ladezustand (des Traktionsakkumulators) und - zum anderen - der geplanten Fahrroute (des Schwerverkehrfahrzeugs) eingestellt wird, z. B. durch eine Steuereinheit der Umspannstation bzw. der Ladestation. So kann über eine Fernkommunikationsschnittstelle, insbesondere im Vorfeld des Ladevorgangs, die anzufordernde Energiemenge oder sonstige elektrische Parameter wie Strom und Spannung zwischen Schwerverkehrfahrzeug und Umspannstation bzw. Ladestation abgestimmt werden und anschließend ein Ladevorgang für das eine Schwerverkehrfahrzeug, das sich in einem bestimmten Straßenstück befindet, eingestellt werden.Traction accumulators in individual heavy transport vehicles can be recharged using cables, e.g. B. overhead lines or ground contact rails can be carried out particularly effectively. It helps here if the energy provided by a substation or a charging station, the electrical current provided and/or the voltage provided, depends on - on the one hand - the state of charge (of the traction battery) and - on the other hand - the planned route (of the heavy goods vehicle), e.g. B. by a control unit of the substation or the charging station. The amount of energy to be requested or other electrical parameters such as current and voltage between the heavy-duty vehicle and the substation or charging station can be coordinated via a remote communication interface, in particular in advance of the charging process, and then a charging process can be set for the one heavy-duty vehicle that is located in a specific stretch of road become.
Die Ladevorgänge werden sehr effizient durchgeführt. Die Ladezeiten werden auf die Zeiträume begrenzt, die tatsächlich für die Übertragung der Energie zum Antrieb entlang der geplanten Route benötigt werden.The charging processes are carried out very efficiently. Charging times are limited to the periods actually needed to transfer energy to the propulsion along the planned route.
Erwärmungen, z. B. der Oberleitungen, in Phasen eines Schnellladevorgangs werden minimiert.Warming, e.g. B. the overhead lines, in phases of a quick charging process are minimized.
Die Erfindung kann auch dahingehend näher beschrieben werden, dass es ein Ziel der Erfindung ist, das Eigengewicht des Schwerverkehrfahrzeugs zu senken.The invention can also be described in more detail to the effect that one aim of the invention is to reduce the dead weight of the heavy-duty vehicle.
Zu der Erfindung trägt bei, dass wesentliche Komponenten der „Leistungselektronik“ des Schwerverkehrfahrzeugs in die Umspannstation, die für die Oberleitungsspannungsversorgung zuständig ist, verlegt sind, wie z. B. eine Spannungssteuerung und eine Ladestrombegrenzung. Die Ladestrombegrenzung ist idealerweise für einen Gleichspannungsbetrieb ausgelegt.The invention contributes to the fact that essential components of the “power electronics” of the heavy-duty vehicle are relocated to the substation, which is responsible for the overhead line voltage supply, such as: B. voltage control and charging current limitation. The charging current limitation is ideally designed for DC operation.
Durch die Verlagerung der Akkumulatorladesteuerung in die Umspannstation und durch die möglichst unmittelbare Koppelung des oder der Akkumulatoren mit dem oder den Antriebsmaschinen (natürlich können noch steuernde Baugruppen wie Schütze zwischen Elektromotor und Elektrospeicher sein), ergeben sich einige technische Herausforderungen, die durch die weiteren Merkmale des Anspruchssatzes und in Übereinstimmung mit der Beschreibung als gelöst gelten können.By relocating the battery charging control to the substation and by coupling the accumulator(s) with the drive machine(s) as directly as possible (of course there can also be controlling assemblies such as contactors between the electric motor and the electric storage), some technical challenges arise which are caused by the other features of the Set of claims and in accordance with the description can be considered solved.
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dargelegt, die für sich gesehen, sowohl einzeln als auch in Kombination, ebenfalls erfinderische Aspekte offenbaren können.Advantageous refinements and further developments are presented below, which can also reveal inventive aspects, both individually and in combination.
In manchen Staaten wird als Grenze für den Schwerverkehr bei einem zulässigen Gesamtgewicht von mehr als 2,8 Tonnen angesiedelt, in anderen Staaten wird bei einem Fahrzeug davon gesprochen, dass es ein Teil des Schwerverkehrs ist, wenn das Fahrzeug ein Gesamtgewicht von mehr als 3,5 Tonnen aufweisen darf. Gelegentlich wird der Begriff „Schwerverkehr“ auch erst für Fahrzeuge in einem Gesamtgewichtsbereich jenseits von 7,5 Tonnen verwendet. Unabhängig von der Gewichtsgrenze zwischen Schwerverkehr und Leichtverkehr gehören zu der Gruppe der Schwerverkehrfahrzeuge viele verschieden Typen von Fahrzeugen: Lastkraftwagen, Transporter, Reisebusse, Baufahrzeuge, landwirtschaftliche Maschinen usw.In some states, the limit for heavy traffic is a permissible total weight of more than 2.8 tons; in other states, a vehicle is said to be part of heavy traffic if the vehicle has a total weight of more than 3. may have 5 tons. The term “heavy traffic” is occasionally used for vehicles with a total weight range of more than 7.5 tons. Regardless of the weight limit between heavy traffic and light traffic, the group of heavy traffic vehicles includes many different types of vehicles: trucks, vans, coaches, construction vehicles, agricultural machinery, etc.
Ein solcher elektrischer Antrieb bezieht die für den Antrieb benötigte Energie, wenigstens phasenweise, aus einem Akkumulator, dem sogenannten Traktionsakkumulator, der also für die elektrische Versorgung des Antriebsmotors oder der Antriebsmotoren des Fahrzeugs, z. B. des Lastkraftwagens, zuständig ist, sofern er nicht an einer Hochspannungsleitung (oder einer Oberspannungsleitung) oder einer Versorgungsschiene angeschlossen ist. Zu speichernde bzw. aufzunehmende Energie kann über eine Leitungsverbindung, wie z. B. eine Oberleitung, dem Fahrzeug, z. B. dem Lastkraftwagen, zur Verfügung gestellt werden. Die über z. B. die Oberleitung zur Verfügung stehende elektrische Energie wird von einem Oberleitungsabgriff den Fahrzeugen (z. B. den Lastkraftwagen) zur Verfügung gestellt. Die Weiterleitung des elektrischen Stroms und das Anliegen einer entsprechenden Spannung erfolgt über einen geeigneten Abgriff (z. B. einem Oberleitungsabgriff) an weiterführende Leiter oder Kabel des Fahrzeugs.Such an electric drive draws the energy required for the drive, at least in phases, from an accumulator, the so-called traction accumulator, which is therefore used for the electrical supply of the drive motor or drive motors of the vehicle, e.g. B. the truck, is responsible unless it is connected to a high-voltage line (or an overhead voltage line) or a supply rail. Energy to be stored or absorbed can be via a line connection, such as. B. an overhead line, the vehicle, e.g. B. the truck can be made available. Those about z. The electrical energy available from the overhead line, for example, is made available to the vehicles (e.g. trucks) from an overhead line tap. The electrical current is passed on and a corresponding voltage is applied via a suitable tap (e.g. an overhead line tap) to further conductors or cables in the vehicle.
Der Abgriff, insbesondere der Oberleitungsabgriff, steht vorteilhafterweise in unmittelbarer elektrischer Verbindung mit dem Akkumulator. Verluste auf dieser Verbindung können dadurch minimiert werden, dass Supraleiter die elektrischen Leiter sind. Generell vorteilhaft ist es, wenn die Leiter mit einem möglichst geringen Widerstand ausgestattet sind, z. B. im mOhm-Bereich. Die im Fahrzeug leistungsführenden Leiter können als Supraleiter, aber auch als Kupferleiter mit einem Widerstand unter 10 mOhm, ausgeführt werden.The tap, in particular the overhead line tap, is advantageously in direct electrical connection with the accumulator. Losses on this connection can be minimized because superconductors are the electrical conductors. It is generally advantageous if the conductors are equipped with the lowest possible resistance, e.g. B. in the mOhm range. The conductors carrying power in the vehicle can be designed as superconductors, but also as copper conductors with a resistance of less than 10 mOhm.
Zwischen den zur Verfügung stehenden Traktionsakkumulatorentechniken fällt vorzugsweise die Entscheidung zu Gunsten eines Akkumulators mit einer gewissen Schnellladefähigkeit, z. B. zu Gunsten eines Akkumulators mit Lithium-Titanat-Zellen. Lithium-Titanat-Zellen (LTO-Zellen) zeichnen sich durch eine besondere Robustheit und ein geringes Alterungsverhalten aus.Between the traction battery technologies available, the decision is preferably made in favor of a battery with a certain quick-charging capability, e.g. B. in favor of a battery with lithium titanate cells. Lithium titanate cells (LTO cells) are characterized by their particular robustness and low aging behavior.
Das Energieversorgungssystem soll elektrisch den Schwerverkehr mit elektrischer Energie als Antriebsenergie versorgen. Das Fahrzeug des Schwerverkehrs ist daher mit wenigstens einem Elektromotor ausgestattet, der ein Antriebsmotor des Fahrzeugs ist. Genauso funktionstüchtig ist das Energieversorgungssystem aber auch für Fahrzeuge einsetzbar, die mit mehr als einem Elektromotor angetrieben werden, z. B. mit zwei oder mehr als zwei Radnabenmotoren. Als Motortypen können Asynchronmotoren, Reluktanzmotoren, ebenso aber auch Gleichstrommotoren für den Antrieb von einem oder von mehreren Rädern des Kraftfahrzeugs in dem Fahrzeug eingebaut sein.The energy supply system is intended to supply heavy traffic with electrical energy as drive energy. The heavy transport vehicle is therefore equipped with at least one electric motor, which is a drive motor of the vehicle. The energy supply system is just as functional and can also be used for vehicles that are powered by more than one electric motor, e.g. B. with two or more than two wheel hub motors. Motor types that can be installed in the vehicle include asynchronous motors, reluctance motors and also direct current motors for driving one or more wheels of the motor vehicle.
Eine Art des Energieversorgungsabgriffs ist die Weiterleitung der auf den Oberleitungen zur Verfügung stehenden elektrischen Energie durch eine Bügelfahrleitung. Eine besondere Form einer Bügelfahrleitung ist ein Pantograph, der eine besonders zuverlässige Kontaktierung von Oberleitungen (auch bei unebenen Bodenverhältnissen) garantiert. Der Pantograph ist in der Lage, die Schleifer des Bügels aus- und einzufahren, je nach Beabstandung der Oberleitung von einem Dach des Schwerverkehrfahrzeugs.One type of energy supply tap is the forwarding of the electrical energy available on the overhead lines through a stirrup overhead line. A special form of a stirrup catenary is a pantograph, which guarantees particularly reliable contact with overhead lines (even in uneven ground conditions). The pantograph is able to extend and retract the bracket's sliders, depending on the distance between the overhead line and the roof of the heavy vehicle.
Vorteilhafterweise ist der Energieversorgungsabgriff als Stromabgriff, z. B. als ein Oberleitungsabgriff und/oder z. B. als ein Bodenkontaktabgriff, ausgebildet. Vorzugsweise ist der Stromabnehmer in einer Vertikalrichtung verfahrbar und ist zugleich verfahrbar in einer Richtung, die zu einer Standrichtung des (Schwerverkehr-)Fahrzeugs parallel verläuft, also in Horizontalrichtung. Pantographen sind Beispiele solcher Stromabnehmer. Sie fahren, vereinfacht ausgedrückt, hoch und runter und schwenken zugleich noch nach vorne bzw. hinten, vom Fahrzeug aus betrachtet.Advantageously, the energy supply tap is a power tap, e.g. B. as a catenary tap and/or z. B. designed as a ground contact tap. Preferably the pantograph is in a vertical position cal direction and at the same time can be moved in a direction that runs parallel to a stationary direction of the (heavy traffic) vehicle, i.e. in the horizontal direction. Pantographs are examples of such current collectors. To put it simply, they go up and down and at the same time swing forwards and backwards as viewed from the vehicle.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Energieversorgungsabschnitt als ein Oberleitungsabschnitt und/oder als ein Bodenelektrodenspurabschnitt, wie ein Gleichspannungsversorgungsabschnitt, ausgebildet. Besonders bevorzugt hat der Energieversorgungsabschnitt eine Abschnittslänge, die um einen Faktor kürzer ist als ein Abschnitt ohne jegliche Energieversorgung, z. B. mit einem Energieversorgungsabschnitt mit einer Länge in einem Bereich von fünf Meter bis mehrere Kilometer, insbesondere in einem Bereich von zehn Meter bis eintausend Meter. Anders ausgedrückt, wenn man eine Straße in ihrer Gesamtlänge betrachtet, dann ist nur ein Teil der gesamten Strecke mit einer Energieversorgung ausgebildet, und dieser Teil ist kürzer als der Teil der gesamten Strecke, die ohne Energieversorgung ist. Bevorzugt sind wiederholt auf der gesamten Straßenlänge Streckenabschnitte mit Energieversorgung vorgesehen, diese sind jedoch nur verhältnismäßig kurz, z. B. von zehn bis fünfzig Metern bis zu ein bis fünf Kilometern. Auf diesen kurzen Abschnitten nimmt das Schwerverkehrfahrzeug elektrische Energie auf, speichert diese und fährt dann auf den größeren Abschnitten ohne Kontakt zur Energieversorgung.In a further embodiment, the power supply section is designed as an overhead line section and/or as a ground electrode track section, such as a DC voltage supply section. Particularly preferably, the energy supply section has a section length that is a factor shorter than a section without any energy supply, e.g. B. with a power supply section with a length in a range of five meters to several kilometers, in particular in a range of ten meters to one thousand meters. In other words, if you look at a road in its entire length, then only a part of the entire route is equipped with a power supply, and this part is shorter than the part of the entire route that is without a power supply. Preferably, sections with energy supply are repeatedly provided along the entire length of the road, but these are only relatively short, e.g. B. from ten to fifty meters to one to five kilometers. On these short sections, the heavy-duty vehicle absorbs electrical energy, stores it and then drives on the longer sections without contact with the energy supply.
Besonders bevorzugt ist durch das Schwerverkehrfahrzeug eine unmittelbare Verbindung zwischen Energieversorgungsabgriff und Elektrospeicher hergestellt, sodass eine am Energieversorgungsabgriff vorhandene elektrische Spannung, insbesondere eine Hochspannungsgleichspannung, mit wenigstens 95 % seines Spitzenwerts als Ladespannung am Elektrospeicher, insbesondere in einer Aufladephase, anliegt oder die Hochspannungsgleichspannung maximal 105 % einer aktuellen Ladespannung beträgt.Particularly preferably, the heavy-duty vehicle creates a direct connection between the energy supply tap and the electric storage device, so that an electrical voltage present at the energy supply tap, in particular a high-voltage direct voltage, is present at at least 95% of its peak value as a charging voltage on the electric storage device, in particular in a charging phase, or the high-voltage direct voltage is at most 105%. a current charging voltage.
Nach einer weiteren Ausführung weist das Schwerverkehrfahrzeug wenigstens ein Paar Schütze, vorzugsweise wenigstens zwei Paar Schütze, auf, die in einer wenigstens zwei Leitungen umfassenden elektrischen Verbindung zwischen dem Energieversorgungsabgriff und dem Elektrospeicher und/oder in einer wenigstens zwei Leitungen umfassenden elektrischen Verbindung zwischen dem Energieversorgungsabgriff und einem elektrischen Fahrantriebsmotor angeordnet sind. Vorzugsweise ist ein Paar Schütze für eine selektive Ab- und/oder Freischaltung eines dem Paar Schütze nachfolgenden Leiterpaares gestaltet. Insbesondere folgt einem Paar Schütze der Elektromotor des Schwerverkehrs in energetischer Flussrichtung und es folgt dem einen Paar Schütze der Elektrospeicher in energetischer Flussrichtung.According to a further embodiment, the heavy vehicle has at least one pair of contactors, preferably at least two pairs of contactors, which are in an electrical connection comprising at least two lines between the energy supply tap and the electrical storage and / or in an electrical connection comprising at least two lines between the energy supply tap and an electric traction drive motor are arranged. Preferably, a pair of contactors is designed for selective disconnection and/or activation of a pair of conductors following the pair of contactors. In particular, the electric motor of the heavy vehicle follows a pair of contactors in the energy flow direction and the electric storage device follows the one pair of contactors in the energy flow direction.
Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel hat das Schwerverkehrfahrzeug eine Fernkommunikationsvorrichtung, insbesondere in Gestalt eines Mobilfunksystems, durch die eine Kontaktaufnahme des Schwerverkehrfahrzeugs mit der Umspannstation abwickelbar ist, wobei vorzugsweise die Kontaktaufnahme vor einem Ladevorgang gestartet wird. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung ist die (Fern-)Kommunikationsvorrichtung für eine Übermittlung von Routendaten des Schwerverkehrfahrzeugs gestaltet, wobei vorzugsweise die Umspannstation mit einer Prognosevorrichtung ausgestattet ist, die auf Basis der Routendaten zur Berechnung von Ladeszenarien gestaltet ist. Hierdurch können eine Ladeenergie, eine Ladespannung und/oder ein Ladestrom, die an die Leitung von der Umspannstation lieferbar sind, bestimmt werden. Jedes Schwerverkehrfahrzeug, das in dem elektrisch versorgten Streckenabschnitt fährt, kann auf diese Weise mit genau der Menge an elektrischer Energie versorgt werden, die es für seine gesamte Fahrt benötigt.According to a further preferred exemplary embodiment, the heavy-duty vehicle has a remote communication device, in particular in the form of a mobile radio system, through which contact between the heavy-duty vehicle and the substation can be processed, the contact being preferably started before a charging process. According to a further preferred embodiment, the (remote) communication device is designed for transmitting route data of the heavy-duty vehicle, with the substation preferably being equipped with a forecasting device which is designed to calculate charging scenarios based on the route data. In this way, a charging energy, a charging voltage and/or a charging current that can be delivered to the line from the substation can be determined. In this way, every heavy goods vehicle that travels on the electrically powered section of the route can be supplied with exactly the amount of electrical energy that it needs for its entire journey.
Bevorzugt erfolgt die Kommunikation auf einer Lage eines typischen Mobilfunkstandards bzw. unter Nutzung und Einbindung einer typischen Fernkommunikationsinfrastruktur nach einem Mobilfunkstandard, wie z. B. eine Kommunikation über eine LTE-Verbindung (eine „Long Term Evolution“-Verbindung). Das in dem Transportmedium „Handy-Funk-Verbindung“ zwischen den Kommunikationsteilnehmern verwendete Protokoll, d. h. wie die Kommunikation erfolgt, kann unter Nutzung eines weiteren Standards erfolgen, z. B. auf Basis der MCS-Normierung (Vorgaben und Protokolle gem. den Empfehlungen nach dem „Megawatt-Charging-System“). Auf Basis der kommunikationsmedientypischen Standardisierung wird eine weitere Kommunikationsprotokollierung auf die grundlegende, die Verbindung herstellende Kommunikation draufgelegt. Der Datenaustausch beachtet z. B. die Vorgaben nach den MCS-Normierungen. Weitere mögliche Kommunikationslayer, die anstelle einer LTE-Kommunikation oder zusätzlich zu einer LTE-Kommunikation existieren können, sind eine Powerline-Verbindung mit einem geeignetem Powerline-Protokoll, eine Nutzung des LIN-Buses mit einem LIN-eigenen Protokoll („Local Interconnected Network“) und/oder eine CAN-Kommunikation mit einem CAN-Protokoll („Controller Area Network“-Protokoll”) wie CANOpen oder CiA („CAN in Automation“).The communication preferably takes place on a location of a typical mobile radio standard or using and integrating a typical long-distance communication infrastructure according to a mobile radio standard, such as. B. communication over an LTE connection (a “Long Term Evolution” connection). The protocol used in the transport medium “mobile phone radio connection” between the communication participants, i.e. H. How the communication takes place can be done using another standard, e.g. B. based on the MCS standardization (specifications and protocols in accordance with the recommendations for the “megawatt charging system”). Based on the standardization typical of communication media, further communication logging is placed on top of the basic communication that establishes the connection. The data exchange takes into account e.g. B. the specifications according to the MCS standards. Other possible communication layers that can exist instead of LTE communication or in addition to LTE communication are a powerline connection with a suitable powerline protocol, use of the LIN bus with a LIN-specific protocol (“Local Interconnected Network”) ) and/or CAN communication with a CAN protocol (“Controller Area Network” protocol) such as CANOpen or CiA (“CAN in Automation”).
Die Umspannstation ist vorzugsweise mit einer Abschaltvorrichtung zu den Leitungen, insbesondere zu den Oberleitungen, ausgestattet, durch die insbesondere ein Sicherheitsschaltkreis in der Umspannstation vorgehalten wird, der ein zeitgleiches Laden von mehr als einem Schwerverkehrfahrzeug verhindert. Anders ausgedrückt, wenn sich gleichzeitig mehrere Fahrzeuge in einem Spannungsversorgungsabschnitt befinden, so wird bei dieser bevorzugten Ausführung nur ein einziges Schwerverkehrfahrzeug geladen.The substation is preferably equipped with a switch-off device to the lines, in particular to the overhead lines, through which in particular a safety circuit is provided in the substation, which prevents more than one heavy vehicle from being charged at the same time. In other words, if there are several vehicles in a power supply section at the same time, in this preferred embodiment only a single heavy vehicle is charged.
Bevorzugt weist die Umspannstation einen Regler auf, der für eine Steuerung einer anhebbaren Spannung im drei- bis vierstelligen Voltbereich während eines Ladevorgangs gestaltet ist. Ergänzend hierzu oder in Alternative umfasst er eine Ladestrombegrenzung. Die Steuerung und/oder die Ladestrombegrenzung sind ggf. zeitlich oder leistungsmäßig veränderbar ausübbar.The substation preferably has a regulator which is designed to control a voltage that can be increased in the three to four-digit volt range during a charging process. In addition to this or as an alternative, it includes a charging current limitation. The control and/or the charging current limitation can, if necessary, be changed in terms of time or performance.
Besonders bevorzugt ist eine Auswertelogik in dem Schwerverkehrfahrzeug vorhanden, die einen Gesundheits- und/oder Ladezustand des Elektrospeichers ermittelt, um in Kommunikation mit der Umspannstation eine auf den Elektrospeicher und auf seinen Zustand angepasste Spannung einzustellen. Beschädigungen des Elektrospeichers werden hierdurch vermieden, um eine möglichst lange Lebensdauer desselben zu ermöglichen.Particularly preferably, an evaluation logic is present in the heavy-duty vehicle, which determines a health and/or charge status of the electric storage device in order to set a voltage adapted to the electric storage device and its state in communication with the substation. This prevents damage to the electrical storage device in order to ensure the longest possible lifespan.
Noch eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass eine Freischaltvorrichtung, die beispielsweise zwei oder vier Schütze umfasst, in dem Schwerverkehrfahrzeug verbaut ist. Die Positionierung derselben erfolgt vorzugsweise in einem Gehäuse des Energiespeichers, das z. B. die Gestalt eines Akkumulatorengehäuses haben kann.Yet another embodiment provides that an activation device, which comprises, for example, two or four contactors, is installed in the heavy-duty vehicle. The positioning of the same is preferably carried out in a housing of the energy storage device, which, for. B. can have the shape of a battery housing.
Das Schwerverkehrfahrzeug hat bevorzugt eine einzige Kontaktierungsvorrichtung, maximal jedoch zwei Kontaktierungsvorrichtungen, über welche eine Ladeenergie geführt werden kann.The heavy-duty vehicle preferably has a single contacting device, but a maximum of two contacting devices, through which charging energy can be conducted.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Umspannstation für eine Aufnahme von elektrischer Energie aus einem Schwerverkehrfahrzeug an einer Leitung gestaltet, sodass Energie aus einem Schwerverkehrfahrzeug wieder abziehbar ist und in die Umspannstation einspeisbar ist. Mit anderen Worten, die Umspannstation ist sowohl zum Laden als auch zum Entladen von elektrischer Energie geeignet.According to a preferred exemplary embodiment, the substation is designed to receive electrical energy from a heavy-duty vehicle on a line, so that energy can be withdrawn from a heavy-duty vehicle and fed into the substation. In other words, the substation is suitable for both charging and discharging electrical energy.
Der Elektrospeicher umfasst bevorzugt eine Speichertechnologie für elektrische Energie, zu der ein oder mehrere LTO-Akkumulatoren (Lithium-Titanat-Akkumulatoren), ein oder mehrere NCA-Akkumulatoren (Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminium-Akkumulatoren), ein oder mehrere NCM-Akkumulatoren (Lithium-Nickel-Cobalt-Mangan-Akkumulatoren) und/oder ein oder mehrere LFP-Akkumulatoren (Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulatoren) gehört oder gehören.The electrical storage preferably comprises a storage technology for electrical energy, which includes one or more LTO batteries (lithium titanate batteries), one or more NCA batteries (lithium-nickel-cobalt-aluminum batteries), one or more NCM batteries (lithium-nickel-cobalt-manganese accumulators) and/or one or more LFP accumulators (lithium-iron-phosphate accumulators).
Besonders bevorzugt weist das Schwerverkehrfahrzeug einen DC/DC-Wandler, z. B. einen Boost-Konverter (Hochsetzsteller) oder einen Buck-Konverter (Tiefsetzsteller), auf. Ist der DC/DC-Wandler ein Boost-Konverter, so kann er eine Anhebung, insbesondere eine Anhebung von mehr als 50 %, der am Energieversorgungsabschnitt anliegenden elektrischen Spannung in eine Akkumulatorladespannung bewirken, z. B. durch einen lastunabhängigen, selbstschwingenden Ladekreis mit einer Ladungskapazität, wobei der Ladekreis vorzugsweise mit einer Eigenfrequenz im Kilohertzbereich schwingt. Ist der DC/DC-Wandler ein Buck-Konverter, so kann er eine Absenkung, insbesondere eine Absenkung von mehr als 50 %, der am Energieversorgungsabschnitt anliegenden elektrischen Spannung in eine Akkumulatorladespannung bewirken, z. B. durch einen lastunabhängigen, selbstschwingenden Ladekreis mit einer Ladungskapazität, wobei der Ladekreis vorzugsweise mit einer Eigenfrequenz im Kilohertzbereich schwingt.The heavy-duty vehicle particularly preferably has a DC/DC converter, e.g. B. a boost converter (boost converter) or a buck converter (buck converter). If the DC/DC converter is a boost converter, it can increase, in particular an increase of more than 50%, the electrical voltage present at the power supply section into a battery charging voltage, e.g. B. by a load-independent, self-oscillating charging circuit with a charge capacity, the charging circuit preferably oscillating with a natural frequency in the kilohertz range. If the DC/DC converter is a buck converter, it can reduce, in particular a reduction of more than 50%, the electrical voltage present at the power supply section into a battery charging voltage, e.g. B. by a load-independent, self-oscillating charging circuit with a charge capacity, the charging circuit preferably oscillating with a natural frequency in the kilohertz range.
Von der Umspannstation wird vorzugsweise ein Signal zur Bestimmung eines Mindestabstands, wie z. B. ein Sollabstand in einem Wertebereich von fünf Metern bis fünfzig Metern, an ein Fahrabstandskontrollsystem mindestens eines zweiten, eine Ladeenergie einfordernden Schwerverkehrfahrzeugs übertragen, z. B. per Funk. Hierdurch ist die Ladeenergie auf die beiden Schwerverkehrfahrzeuge, die in elektrischem Kontakt mit der Umspannstation stehen, aufteilbar. Insbesondere aufgrund des Abstands der zwei Schwerverkehrfahrzeuge zueinander und aufgrund ihrer jeweiligen Fahrgeschwindigkeit wird die von der Umspannstation verfügbare Ladeenergie und/oder der von der Umspannstation verfügbare Ladestrom auf die zwei mit der Umspannstation im elektrischen Kontakt befindliche Schwerverkehrfahrzeuge aufgeteilt, insbesondere unter Einhaltung einer elektrischen Grenzlast der Umspannstation. Dieses Prinzip kann auch auf mehr als zwei sich in dem elektrisch versorgten Streckenabschnitt befindliche Schwerverkehrfahrzeuge angewendet werden.The substation preferably sends a signal to determine a minimum distance, such as. B. a target distance in a value range of five meters to fifty meters, transmitted to a driving distance control system of at least a second heavy vehicle requiring charging energy, e.g. B. by radio. This means that the charging energy can be divided between the two heavy-duty vehicles that are in electrical contact with the substation. In particular, due to the distance between the two heavy-duty vehicles and due to their respective driving speeds, the charging energy available from the substation and/or the charging current available from the substation is divided between the two heavy-duty vehicles in electrical contact with the substation, in particular while maintaining an electrical limit load of the substation . This principle can also be applied to more than two heavy-duty vehicles located in the electrically powered route section.
Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des elektrisch versorgten Schwerverkehrs sind an dem Energieversorgungsabschnitt zumindest streckenweise zumindest ein, bevorzugt eine Vielzahl an Photovoltaikmodulen vorgesehen. Unter diesem oder diesen Photovoltaikmodulen sind insbesondere die Leitungen, vorzugsweise beabstandet zu den Photovoltaikmodulen, entlang geführt. Auf diese Weise sind die elektrischen Leitungen vor Witterungseinflüssen weitgehend geschützt und die vorhandene Konstruktion zur Leitungsführung wird genutzt für die Montage von Photovoltaikmodulen.According to a further particularly preferred embodiment of the electrically powered heavy vehicle, at least one, preferably a plurality of photovoltaic modules are provided on the energy supply section, at least in some sections. In particular, the lines are guided underneath this or these photovoltaic modules, preferably at a distance from the photovoltaic modules. In this way, the electrical cables are largely protected from the effects of the weather and the existing cable routing structure is used for the assembly of photovoltaic modules.
Erfindungsgemäß ist eine Ladestation für eine Oberleitungsversorgung oder für die Versorgung einer Bodenkontaktschiene in einem Straßenabschnitt vorgesehen. Diese Ladestation dient bevorzugt zur elektrischen Versorgung des erfindungsgemäßen Schwerverkehrs. Die Ladestation hat eine Steuereinheit, die mit einem Speicher für ein über eine Fernkommunikationsschnittstelle erhaltenes Anforderungsprofil eines an einer Oberleitung der Oberleitungsversorgung oder an einer Leitung der Bodenkontaktschiene des Straßenabschnitts anzuschließenden oder angeschlossenen Schwerverkehrfahrzeugs in einer Kommunikationsverbindung steht. Die Steuereinheit ist so ausgelegt, dass sie eine elektrische Spannung auf den Oberleitungen oder in der Bodenkontaktschiene führt, in Abhängigkeit des Anforderungsprofils zur Ladung eines Akkumulators während des Ladevorgangs des Schwerverkehrfahrzeugs.According to the invention, a charging station is provided for an overhead line supply or for supplying a ground contact rail in a road section. This charging station is preferably used to supply electricity to the heavy traffic according to the invention. The charging station has a control unit which is in a communication connection with a memory for a requirement profile obtained via a remote communication interface of a heavy vehicle to be connected or connected to an overhead line of the overhead line supply or to a line of the ground contact rail of the road section. The control unit is designed in such a way that it carries an electrical voltage on the overhead lines or in the ground contact rail, depending on the requirement profile for charging a battery during the charging process of the heavy-duty vehicle.
Vorgesehen ist überdies ein Verfahren zur elektrischen Versorgung von Schwerverkehr, wobei eine zur Verfügung stehende Ladeenergie, Ladespannung und/oder Ladestrom in Abhängigkeit einer einprogrammierten Route des die Ladeenergie einfordernden ersten Schwerverkehrfahrzeugs durch eine für die Versorgung zuständige Umspannstation eingestellt wird.A method is also provided for the electrical supply of heavy traffic, whereby an available charging energy, charging voltage and/or charging current is set by a substation responsible for the supply depending on a programmed route of the first heavy traffic vehicle requiring the charging energy.
Vorzugsweise fährt das erste Schwerverkehrfahrzeug in einem Lademodus und schaltet bei Erreichen eines Ladezustandssollwerts von dem Lademodus in einen elektromotorischen Stromverbrauchsmodus um. Wenn der Ladezustandssollwert unterschritten wird, wird vom Verbrauchsmodus wieder in den Lademodus umgeschaltet. Die Umschaltung erfolgt jeweils bevorzugt lastunterbrechungsfrei. Im Lademodus fährt das Schwerverkehrfahrzeug aufgrund einer elektrischen Verbindung seines elektrischen Fahrantriebsmotors mit der Umspannstation.Preferably, the first heavy-duty vehicle drives in a charging mode and switches from the charging mode to an electromotive power consumption mode when a charge state target value is reached. If the charge level falls below the target value, the consumption mode switches back to charging mode. The switchover preferably takes place without load interruption. In charging mode, the heavy-duty vehicle travels due to an electrical connection between its electric traction motor and the substation.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird von der Umspannstation ein Signal zur Bestimmung eines Mindestabstands, wie z. B. ein Sollabstand in einem Wertebereich von fünf Metern bis fünfzig Metern, an ein Fahrabstandskontrollsystem mindestens eines zweiten, eine Ladeenergie einfordernden Schwerverkehrfahrzeugs übertragen. Diese Übertragung erfolgt z. B. per Funk. Durch diese Maßnahme ist es möglich, dass die von der Umspannstation verfügbare Ladeenergie und/oder der von der Umspannstation verfügbare Ladestrom auf mindestens zwei mit der Umspannstation in elektrischem Kontakt befindliche Schwerverkehrfahrzeuge aufgeteilt wird. Die elektrische Grenzlast der Umspannstation wird insbesondere eingehalten. Der Sollabstand wird bestimmt zum Beispiel anhand eines Abstands zwischen den wenigstens zwei Schwerverkehrfahrzeugen und der Fahrgeschwindigkeit der wenigstens zwei Schwerverkehrfahrzeuge.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the substation sends a signal to determine a minimum distance, such as. B. a target distance in a value range of five meters to fifty meters, transmitted to a driving distance control system of at least a second heavy vehicle that requires charging energy. This transfer takes place e.g. B. by radio. This measure makes it possible for the charging energy available from the substation and/or the charging current available from the substation to be divided between at least two heavy-duty vehicles that are in electrical contact with the substation. The electrical limit load of the substation is particularly adhered to. The target distance is determined, for example, based on a distance between the at least two heavy-duty vehicles and the driving speed of the at least two heavy-duty vehicles.
In noch einer bevorzugten Ausführung fährt das erste Schwerverkehrfahrzeug in einem Lademodus und schaltet, insbesondere lastunterbrechungsfrei, bei einem Erreichen eines Ladezustandssollwerts von dem Lademodus in einen elektromotorischen Stromverbrauchsmodus um, in dem eine Weiterfahrt des Schwerverkehrfahrzeugs aufgrund einer elektrischen Verbindung seines elektrischen Fahrantriebsmotors mit der Umspannstation stattfindet.In a further preferred embodiment, the first heavy-duty vehicle travels in a charging mode and switches, in particular without load interruption, from the charging mode to an electromotive power consumption mode when a charge state target value is reached, in which the heavy-duty vehicle continues to travel due to an electrical connection of its electric traction drive motor to the substation.
Weitere interessante Aspekte zu vorliegender Erfindung werden im Folgenden diskutiert.Further interesting aspects of the present invention are discussed below.
Es gibt bereits im Stand der Technik Ansätze für das Laden von Hybrid-LKWs während des Fahrens. Bei solchen bisher üblichen Hybrid-LKWs liegt ein konstantes Spannungsniveau von etwa 650 V an. Die Hybrid-E-Motorleistung liegt bei ca. 90 kW. Ein reiner EV-Betrieb ist nur auf flachen oder bergab führenden Strecken möglich. Die Batteriegröße liegt bei etwa 20 kWh. Die Aufladung erfolgt über ein fahrzeuginternes DC/DC-Ladegerät. Die Länge der Oberleitung entspricht in einem solchen Fall der elektrisch gefahrenen Strecke.There are already state-of-the-art approaches for charging hybrid trucks while driving. In the hybrid trucks that have been common to date, there is a constant voltage level of around 650 V. The hybrid electric motor output is approx. 90 kW. Pure EV operation is only possible on flat or downhill routes. The battery size is around 20 kWh. Charging takes place via an in-vehicle DC/DC charger. In such a case, the length of the overhead line corresponds to the electrically driven route.
Hiervon abweichend kann ein erfindungsgemäßer LKW auch Strecken elektrisch zurücklegen, die länger sind, als die Strecke, die mit einer Oberleitung ausgestattet ist.Deviating from this, a truck according to the invention can also cover routes electrically that are longer than the route that is equipped with overhead lines.
Aufbauend auf der Tatsache, dass ein Schwerverkehrfahrzeug (in der Gewichtsklasse bis 40 Tonnen) bei jeweils einer Strecke von 100 km erfahrungsgemäß für Bergfahrten bis zu ca. 600 kWh und für Fahrten auf ebenen Strecken - im Vergleich hierzu nur - ca. 100 kWh benötigt, können die folgenden Überlegungen angestellt werden.Based on the fact that experience shows that a heavy-duty vehicle (in the weight class up to 40 tons) has up to approx. 600 kWh for mountain journeys and for journeys over a distance of 100 km on flat routes - in comparison only - around 100 kWh is required, the following considerations can be made.
In Abhängigkeit der Fahrroute ist also der Bedarf des Fahrzeugs an Energie und aufzuladender Energiemenge sehr unterschiedlich. Je nach zu absolvierender Strecke kann es sein, dass ein Fahrzeug für die Bewältigung der nächsten 100 km nur 100 kWh Energie benötigt, es kann aber auch sein, dass das Fahrzeug so stark geladene Akkumulatoren besitzen muss, dass es noch mehr als 600 kWh Energie umsetzen bzw. verbrauchen kann. Um dabei jegliche Anstiege zu meistern, sollte die abrufbare Leistung im Bereich von 600 kW bis 700 kW liegen.Depending on the route, the vehicle's need for energy and the amount of energy to be charged varies greatly. Depending on the route to be completed, it may be that a vehicle only needs 100 kWh of energy to cover the next 100 km, but it may also be the case that the vehicle has to have batteries so highly charged that it can convert more than 600 kWh of energy or can consume. In order to master any climbs, the available power should be in the range of 600 kW to 700 kW.
Bei der vorliegenden Erfindung hängt das Spannungsniveau an der Oberleitung vom Ladezustand der Batterie (SOC) ab und liegt gem. einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einem Bereich von ungefähr 600 V bis ungefähr 1.250 V. Die E-Motorleistung liegt bei ca. 200 kW - 500 kW. Ein reiner EV-Betrieb für alle Straßenverhältnisse wird damit möglich. Die Batterie liegt in einer Größenordnung von 100 kWh - 1.000 kWh. Zusätzlich sind eine direkte MCS-Ladung mit bis zu 3.000 A und Fahren mit bis zu 1.000 A bevorzugt vorgesehen. Das Laden über die Oberleitung während der Fahrt erfolgt insbesondere über ein externes DC/DC-Ladegerät. Das Laden über On-Board-Charge-Booster erlaubt bis zu 2.000 A. Die Länge der Fahrleitung ist abhängig von der Ladeleistung und der zu ladenden Energie: bis 3.000 A; 1.250 V; 3,75 MW. Es bedarf also keiner durchgängigen Oberleitung, sondern die Fahrzeuge fahren oberleitungsfrei und hängen sich bedarfsgesteuert an eine Fahrleitung, wenn sie in einem entsprechenden Streckenabschnitt mit Oberleitung sind, jedoch in Abhängigkeit vom Ladezustand ihrer Batterie und in Abhängigkeit von der Verkehrsdichte und der Anzahl der Fahrzeuge, die ebenfalls an derselben Oberleitung hängen. Der Abstand zwischen den Fahrleitungsabschnitten ist abhängig vom LKW-Verkehr und kann in einer ersten Ausbauphase mit großen Lücken zwischen den Fahrleitungsabschnitten starten. In Abhängigkeit von der Nutzung und der LKW-Verkehrsdichte können dann weitere Abschnitte elektrifiziert werden. Es ist überdies bevorzugt vorgesehen, dass auch weitere Lademöglichkeiten genutzt werden können über ein standardisiertes kompatibles CCS- oder MCS-Ladestecker-System. Eine Vorkonditionierung des Ladegerätes erfolgt bevorzugt über die Luft, zur Minimierung des Start-Ladevorgangs.In the present invention, the voltage level on the overhead line depends on the state of charge of the battery (SOC) and, according to a preferred embodiment, is in a range from approximately 600 V to approximately 1,250 V. The electric motor power is approximately 200 kW - 500 kW . This makes pure EV operation possible for all road conditions. The battery is in the range of 100 kWh - 1,000 kWh. In addition, direct MCS charging with up to 3,000 A and driving with up to 1,000 A are preferred. Charging via the overhead line while driving is carried out in particular using an external DC/DC charger. Charging via on-board charge booster allows up to 2,000 A. The length of the contact line depends on the charging power and the energy to be charged: up to 3,000 A; 1,250V; 3.75MW. So there is no need for a continuous overhead line, but rather the vehicles drive without overhead lines and are attached to a contact line as needed when they are in a corresponding section of the route with overhead lines, but depending on the charge level of their battery and depending on the traffic density and the number of vehicles also hanging on the same overhead line. The distance between the contact line sections depends on the truck traffic and can start with large gaps between the contact line sections in the first expansion phase. Depending on usage and truck traffic density, additional sections can then be electrified. It is also preferably provided that additional charging options can also be used via a standardized, compatible CCS or MCS charging plug system. The charger is preferably preconditioned via air to minimize the start-up charging process.
Aufgrund des Betriebs des Akkumulators als Traktionsakkumulator bedarf es einer Leistungssteuerung, alternativ oder zusätzlich eines Batteriemanagementsystems des Lastkraftwagens. Mit Hilfe der Leistungssteuerung oder des Batteriemanagementsystems kann eine Vollentladung und/oder eine Vollbeladung des Akkumulators realisiert werden.Due to the operation of the accumulator as a traction accumulator, a power control is required, alternatively or additionally a battery management system of the truck. With the help of the power control or the battery management system, a full discharge and/or a full charge of the accumulator can be achieved.
Vorteilhafterweise ist eine weitere Komponente des Lastkraftwagens eine Anzeige, die den Ladezustand und ggf. auch den „Gesundheitszustand“ des Akkumulators einem Fahrer des Lastkraftwagens mitteilt. Die Anzeige kann ermittelte, berechnete und mitgeschriebene Werte zum SOC („state-of-charge“) des Akkumulators, also des Traktionsakkumulators, visualisieren, damit ein Fahrer eine Information erhält, wie weit das Fahrzeug, genauer gesagt, der Lastkraftwagen, bei seiner aktuellen Beladung, noch fahren kann, bevor eine Phase der Aufladung im Betrieb erfolgen muss.Advantageously, a further component of the truck is a display that informs a driver of the truck about the charging status and possibly also the “state of health” of the battery. The display can visualize determined, calculated and recorded values for the SOC ("state-of-charge") of the accumulator, i.e. the traction accumulator, so that a driver receives information about how far the vehicle, more precisely the truck, is at its current speed Loading, can still drive before a phase of charging has to take place during operation.
Die Leistungssteuerung des Lastkraftwagens, alternativ oder zusätzlich das Batteriemanagementsystem des Lastkraftwagens, ist für einen Standardbetrieb konfiguriert bzw. konfektioniert. Im Standardbetrieb wird eine Leistungsreserve im Akkumulator zurückgehalten. Die Leistungsreserve kann z. B. in der Größenordnung von 10 % des SOCs gestaltet sein. Damit können gängige Notreserven einer elektrischen Versorgung sichergestellt werden (z. B. für eine Klimatisierung des Fahrzeugs), z. B. für eine universelle Versorgung. Vorrangig geht es jedoch darum, dass mit Hilfe der zusätzlich gespeicherten Energiemenge bzw. des reservierten Energieanteils ein Notbetriebslauf oder eine Notbetriebsfahrt realisiert werden kann.The power control of the truck, alternatively or additionally the battery management system of the truck, is configured or assembled for standard operation. In standard operation, a power reserve is retained in the accumulator. The power reserve can e.g. B. be designed in the order of 10% of the SOC. This means that common emergency reserves of an electrical supply can be ensured (e.g. for vehicle air conditioning), e.g. B. for universal care. The primary concern, however, is that an emergency operation run or an emergency operation trip can be implemented with the help of the additionally stored amount of energy or the reserved energy share.
Ein zuvor beschriebener Lastkraftwagen kann also beim Durchfahren eines mit einer elektrischen Versorgung (leitungsgeführten Abnahmebereiche für elektrische Energie) ausgestatteten Streckenabschnitts, z. B. auf einer Autobahn, bei dem es also eine Oberleitung gibt, Energie aus der elektrischen Versorgung, wie der Oberleitung, beziehen. Die Strecken bzw. Streckenabschnitte, die ohne Oberleitungen für Lastkraftwagen existieren, dürften noch lange Zeit, ohne umgebaut zu werden, d. h. also dem Charakter nach unverändert, erhalten bleiben, sodass solche Streckenabschnitte durch Leistungsreserven im Akkumulator abfahrbar, durchfahrbar bzw. überwindbar sind.A previously described truck can therefore drive through a section of route equipped with an electrical supply (conducted consumption areas for electrical energy), e.g. B. on a motorway where there is an overhead line, energy can be obtained from the electrical supply, such as the overhead line. The routes or route sections that exist without overhead lines for trucks are likely to last for a long time without being converted, i.e. H. i.e. the character remains unchanged, so that such sections of the route can be driven, driven through or overcome thanks to power reserves in the accumulator.
Der Lastkraftwagen ist dafür gestaltet, in dem lückenhaften, entlang einzelner Strecken mit vorhandenen Aufladestrecken ausgestatteten, also mit einem lückenhaft ausgestatteten Energieversorgungssystem während einer Transportfahrt, d. h. phasenweise kontinuierlich (so lange sich der Lastkraftwagen in dem Streckenabschnitt mit Oberleitungen befindet) aufzuladen. Daher hat der Lastkraftwagen einen Oberleitungsabgriff, über den elektrische Ladeenergie einem (bzw. wenigstens einem) in dem Lastkraftwagen eingebauten Traktionsakkumulator zur Verfügung gestellt werden kann.The truck is designed to be equipped with charging routes along individual routes, i.e. with a patchily equipped energy supply system during a transport journey, that is to say continuously in phases (as long as the truck is in the section with overhead lines). Therefore, the truck has a catenary tap through which electrical charging energy can be made available to a (or at least one) traction accumulator installed in the truck.
Mit anderen Worten, das Energieversorgungssystem hat nur in einzelnen Strecken, die vorzugsweise nicht länger als 10 km jeweils eine Oberleitungsstrecke haben, Aufladeabschnitte, durch die der Lastkraftwagen fahren kann. Die Oberleitungen sind somit über Fernstraßen, z. B. über Autobahnen, geführt, d. h. sind entlang einer Fernstraße wie z. B. einer Autobahn geführt. Zwischen den Abschnitten, die mit Oberleitungen ausgestattet sind, auf denen also eine Hochspannung zur Verfügung gestellt wird, gibt es andere Abschnitte, die oberleitungsfrei (so wie üblicherweise Autobahnen bis in die 2020er Jahre ausgeführt worden sind) gestaltet sind. Die Abschnitte, an denen es keine Oberleitungen gibt, sind ein Mehrfaches länger als die Abschnitte, an denen es Oberleitungen für eine Ankopplung eines LKWs an der Oberleitung gibt. Das Mehrfache kann z. B. mehr als einem Fünffachen, also z. B. einem Zehnfachen einer oberleitungsausgestatteten Strecke entsprechen (in dem Fall würde als von einem Faktor 5 oder von einem Faktor 10 gesprochen werden). Die oberspannungsleitungsfreien Strecken sind entlang einer typischen Fernstraße länger als die Strecken, die mit Oberleitungen ausgestattet sind (zwischen den Strecken kann ein Verhältnis mit Hilfe eines Faktors gebildet werden, insbesondere eines ganzzahligen Vielfachen als Faktor zwischen den unterschiedlichen Streckentypen (Faktor 3, 5, 7, 10, 15 und dergleichen)).In other words, the energy supply system only has charging sections through which the truck can drive in individual routes, each of which preferably has an overhead line route no longer than 10 km. The overhead lines are therefore over highways, e.g. B. over highways, d. H. are along a highway such as B. a highway. Between the sections that are equipped with overhead lines, where high voltage is provided, there are other sections that are designed without overhead lines (as motorways were usually designed until the 2020s). The sections where there are no overhead lines are several times longer than the sections where there are overhead lines for coupling a truck to the overhead lines. The multiple can e.g. B. more than five times, e.g. B. correspond to ten times a route equipped with overhead lines (in this case we would speak of a factor of 5 or a factor of 10). The routes without overhead voltage lines are longer along a typical highway than the routes equipped with overhead lines (a ratio can be formed between the routes using a factor, in particular an integer multiple as a factor between the different route types (
Somit kann ein Lastkraftwagen immer wieder seinen Traktionsakkumulator nachladen, wenn er eine Strecke passiert, an der es eine Oberleitung gibt. Dank der Schnellladetechnik (z. B. eine 80 % Aufladung innerhalb von 90 Sekunden) und der hohen Energien, die während der Ladephase durch die Oberleitungen zur Verfügung gestellt werden, wird der Traktionsakkumulator innerhalb von wenigen Minuten, idealerweise sogar im Sekundenbereich, so umfangreich aufgeladen, dass er anschließend viele Kilometer, z. B. mehr als 50 km, eventuell sogar mehr als 60 km, idealerweise sogar mehr als 100 km, ohne eine leitungsgeführte Energieversorgung weiterfahren kann.This means that a truck can always recharge its traction accumulator when it passes a route where there is an overhead line. Thanks to the rapid charging technology (e.g. an 80% charge within 90 seconds) and the high energies made available by the overhead lines during the charging phase, the traction battery is charged to such an extent within a few minutes, ideally even in a matter of seconds that it then travels many kilometers, e.g. B. can continue driving more than 50 km, possibly even more than 60 km, ideally even more than 100 km, without a wired energy supply.
Ein solches System, zu dem ein Lastkraftwagen und eine (Fern-)Straße gehören, an der es Oberleitungen in einzelnen Streckenabschnitten gibt, kann ein phasenweiser Ladebetrieb für mehrere Lastkraftwagen, die sich innerhalb eines Streckenabschnitts befinden, zur Verfügung stehen. Lastkraftwagen können so betrieben werden, dass sie immer wieder über ihre Oberleitungsabgriffe aufgeladen werden bzw. ihre Akkumulatoren aufgeladen werden, wobei die in dieser Phase aufgeladene Energiemenge ausreicht, dass der Lastkraftwagen mehrere 10 km (50 km, 70 km oder sogar 80 km), idealerweise sogar mehr als 100 km, zurücklegen kann.Such a system, which includes a truck and a (long-distance) road on which there are overhead lines in individual sections of the route, a phased charging operation can be available for several trucks located within a section of the route. Trucks can be operated in such a way that they are repeatedly recharged via their overhead line taps or their accumulators, whereby the amount of energy charged in this phase is sufficient for the truck to travel several tens of km (50 km, 70 km or even 80 km), ideally can even cover more than 100 km.
Vorteilhafterweise hat der Lastkraftwagen nicht nur einen Oberleitungsspannungsabgriff, wie z. B. einen Pantographen, sondern der Lastkraftwagen hat noch zusätzlich einen Ladestecker (z. B. des Typs „CCS“ oder des Typs „MCS“). Lastkraftwagen werden üblicherweise so betrieben, dass sie immer wieder auf einen Speditionshof gefahren werden, sodass sie aus dem Lager der Spedition heraus beladen werden können. Während ein LKW in einer Ladeposition, vor bzw. an z. B. einer Laderampe, geparkt ist und beladen wird, kann der Ladestecker des LKWs dazu verwendet werden, erneut elektrische, zu ladende Energie dem Traktionsakkumulator des Lastkraftwagens zur Verfügung zu stellen. Weil in Speditionshöfen häufig mit Gabelstaplern und Lasten hin und her gefahren wird, ist eine Oberleitung im Bereich einer Spedition, insbesondere in Ladezonen, häufig ein Hindernis für die Fahrzeugkommissionierung. In diesen Bereichen sollte keine Oberleitung vorhanden sein, sodass an solchen Stellen der Lastkraftwagen idealerweise über einen Ladestecker beladen bzw. aufgeladen werden kann. Die Ladefläche des Lastkraftwagens kann mit Gütern beladen werden, während der (Traktions-)Akkumulator mit elektrischer Energie beladen wird. Sind die logistischen Abläufe vorteilhaft organisiert, so kann eine zeitgleich ausgeführte bzw. eine synchrone Komplettladung des Akkumulators mit einer Beladung des Laderaums des LKWs durchgeführt werden.Advantageously, the truck not only has an overhead line voltage tap, such as. B. a pantograph, but the truck also has a charging plug (e.g. of the “CCS” or “MCS” type). Trucks are usually operated in such a way that they are repeatedly driven to a shipping yard so that they can be loaded from the shipping company's warehouse. While a truck is in a loading position, in front of or on z. B. a loading ramp, is parked and loaded, the truck's charging plug can be used to provide electrical energy to be charged again to the truck's traction accumulator. Because forklifts and loads are often driven back and forth in freight forwarding yards, overhead lines in the freight forwarding area, especially in loading zones, are often an obstacle to vehicle picking. There should be no overhead lines in these areas, so that the truck can ideally be charged via a charging plug in such places. The loading area of the truck can be loaded with goods while the (traction) battery is loaded with electrical energy. If the logistical processes are organized advantageously, a simultaneous or synchronous complete charging of the accumulator can be carried out with a loading of the cargo space of the truck.
Wie eingangs der Beschreibung schon ausgeführt, sind Speicherkapazitäten von Akkumulatoren für Traktionsanwendungen nur in einem bisher üblichen Maß herstellbar, wenn ausreichend schwere Akkumulatoren geschaffen werden (aufgrund der gravimetrischen Energiedichte, insbesondere von Lithium-Akkumulatoren). Berechnungen und Versuche haben jedoch gezeigt, dass ein lückenhaftes Oberleitungs-Energieversorgungssystem ausreicht, wenn Schwerlast-LKWs mit einem Akkumulator zwischen 100 kWh und 200 kWh ausgestattet werden. Ein von vielen LKW-Herstellern seit vielen Jahren verfolgter Ansatz sieht vor, möglichst Akkumulatoren mit sehr hohen Speicherkapazitäten in einem LKW zu verbauen, um so einen mehrere 100 km großen Fahr- bzw. Wirkungsradius durch den Akkumulator zu ermöglichen. Wird die maximal zur Verfügung stehende Energie des Akkumulators jedoch auf einen Bereich von weniger als 200 kWh beschränkt, gewinnt ein Lastkraftwagen die Option eines höheren Ladegewichts. Folglich ist es vorteilhaft, wenn die Speicherkapazität des Akkumulators zwar mehrere 10 kWh beträgt, jedoch weniger als 250 kWh groß ist.As already stated at the beginning of the description, storage capacities of accumulators for traction applications can only be produced to a previously usual extent if sufficiently heavy accumulators are created (due to the gravimetric energy density, in particular of lithium accumulators). However, calculations and tests have shown that a patchy overhead line energy supply system is sufficient if heavy-duty trucks are equipped with a battery between 100 kWh and 200 kWh. An approach that has been pursued by many truck manufacturers for many years is to install accumulators with very high storage capacities in a truck, if possible, in order to enable the accumulator to have a driving or effective radius of several 100 km. However, if the maximum available energy of the accumulator is limited to a range of less than 200 kWh, a truck gains the option of a higher loading weight. Consequently, it is advantageous if the storage capacity of the accumulator is several tens of kWh, but less than 250 kWh.
Die zu ladenden Energien können besonders günstig dem Schwerverkehrfahrzeug, z. B. dem Lastkraftwagen, und damit seinem Traktionsakkumulator (oder seinen Traktionsakkumulatoren) zur Verfügung gestellt werden, wenn die Oberleitungen im Kilovolt-Bereich spannungsfest ausgeführt sind, z. B. durch entsprechende Abstände zwischen den Potenzialen und somit zwischen den spannungsführenden Leitern. Natürlich ist eine Systemspannung von mehr als 800 Volt bereits eine attraktive Systemspannung für die Oberleitungen. Vorteilhafter sind aber Spannungen, die noch höher sind. Auf der anderen Seite darf von den Oberleitungen oberhalb von Fahrstrecken keine Gefährdung für die darunter fahrenden Fahrzeuge ausgehen, insbesondere für solche Fahrzeuge, die ohne einen Oberleitungsabgriff unter den Oberleitungen entlang fahren. Aus Sicherheitserwägungen ist eine niedrigere Spannung anzustreben; aus Effektivitätsgründen ist eine möglichst hohe Spannung anzustreben. Die Systemspannung kann daher vorteilhafterweise zwischen 800 Volt und 2 kV gelegt werden, z. B. auf ein Spannungsniveau von 1.250 Volt (DC - Gleichspannung) oder sogar auf ein Spannungsniveau von 1.500 Volt (DC - Gleichspannung).The energy to be charged can be used particularly cheaply for heavy-duty vehicles, e.g. B. the truck, and thus its traction accumulator (or its traction accumulators) are made available if the overhead lines are designed to be voltage-resistant in the kilovolt range, e.g. B. through appropriate distances between the potentials and thus between the live conductors. Of course, a system voltage of more than 800 volts is already an attractive system voltage for the overhead lines. However, voltages that are even higher are more advantageous. On the other hand, the overhead lines above routes must not pose any danger to the vehicles driving below, especially for those vehicles that travel under the overhead lines without an overhead line tap. For safety reasons, a lower voltage should be aimed for; For reasons of effectiveness, the highest possible voltage should be aimed for. The system voltage can therefore advantageously be set between 800 volts and 2 kV, e.g. B. to a voltage level of 1,250 volts (DC - direct voltage) or even to a voltage level of 1,500 volts (DC - direct voltage).
Können die Leitungen ausreichend starke elektrische Ströme als Ladeströme abgeben, z. B. jedem angeschlossenen Lastkraftwagen bis zu 3.000 Ampere, so kann die Ladeelektronik des Lastkraftwagens für eine Ladungssteuerung von Leistungen in der Größenordnung von Megawatt dimensioniert sein. Eine günstige Größe ist eine Ladeleistung von 3 Megawatt. Eine Ladeleistung von ca. einem Megawatt ist bereits vorteilhaft. Je größer die Ladeleistung ist, desto höher kann der Ladestrom ausfallen; hierdurch lassen sich die Ladezeiten deutlich verkürzen, z. B. auf Ladephasen von nur wenigen Minuten. Dies führt zu kürzeren benötigten Oberleitungsstrecken. Handelt es sich bei den Straßen um Autobahnen, die nur an ausgewählten Einfädelstellen angefahren werden können (bzw. auf die nur über ausgewählte Auffahrten aufgefahren werden darf), ist jedes Fahrzeug gezwungen, von der gleichen Seite in einen Ladebereich hineinzufahren und an der anderen Seite den Ladebereich wieder zu verlassen. Wird die Ladestrecke für eine maximale Geschwindigkeit dimensioniert, wie z. B. für eine maximale Geschwindigkeit von 100 km/h, so reicht für eine Vollaufladung des Akkumulators, auch wenn dieser nahezu vollständig entleert sein sollte, eine Strecke von wenigen Kilometern aus, selbst bei Ladesteuerungen, die mit einer Startrampe oder mit mehreren Laderampen während der Ladung operieren.Can the cables deliver sufficiently strong electrical currents as charging currents, e.g. B. each connected truck has up to 3,000 amps, the truck's charging electronics can be dimensioned for charge control of powers in the order of megawatts. A favorable size is a charging capacity of 3 megawatts. A charging capacity of around one megawatt is already advantageous. The greater the charging power, the higher the charging current can be; This allows loading times to be significantly shortened, e.g. B. on charging phases of just a few minutes. This leads to shorter overhead line routes required. If the roads are motorways that can only be accessed at selected merging points (or which can only be accessed via selected driveways), each vehicle is forced to enter a loading area from the same side and the other side Leave the loading area again. If the charging route is dimensioned for maximum speed, such as: B. for a maximum speed of 100 km/h, a distance of a few kilometers is sufficient to fully charge the battery, even if it is almost completely empty, even with charging controls that are equipped with a starting ramp or with several charging ramps during the operate cargo.
Das Energieversorgungssystem und die Kommunikation mit einem einzelnen Lastkraftwagen kann deutlich verbessert werden, wenn zwischen Lastkraftwagen und einer die elektrische Energie steuernden Zentrale, z. B. einer Umspannstation oder z. B. einem Kraftwerk, eine Lade-Kommunikation existiert, über die Leistungsmengen, Energiemengen, Mengenberechnungen, Zeitpunkte der Energieanforderung und Typ und Nummer (z. B. Kennzeichen) des Kraftfahrzeugs ausgetauscht werden können. Während eines Ladens oder vor einem Laden eines Akkumulators eines Lastkraftwagens kann mit Hilfe einer Lade-Kommunikation eine Anmeldung an dem zentralen Energieverwaltungssystem stattfinden. Somit ist im Vorhinein bekannt, an welcher Stelle des Energieversorgungssystems welche Leistungen zu welchem Zeitpunkt abgerufen werden. Durch Energieflusssteuerungen können einzelne Oberleitungen mehr Energie erhalten als andere Oberleitungen, wodurch Verluste, Transienten und sonstige Schwingungen im Energieversorgungssystem reduzierbar sind (idealerweise sogar ganz vermeidbar sind).The energy supply system and communication with an individual truck can be significantly improved if there is a connection between the truck and a control center that controls the electrical energy, e.g. B. a substation or z. B. a power plant, a charging communication exists, via which power quantities, energy quantities, quantity calculations, times of energy requirement and type and number (e.g. license plate) of the motor vehicle can be exchanged. During charging or before charging a battery of a truck, a registration to the central energy management system can take place with the help of charging communication. This means that it is known in advance at which point in the energy supply system which services are required and at what point in time. Through energy flow controls, individual overhead lines can receive more energy than other overhead lines, which means that losses, transients and other oscillations in the energy supply system can be reduced (ideally even avoided entirely).
Das erfindungsgemäße Energieversorgungssystem ist so konzipiert, dass Lastkraftwagen mit einem Gesamtgewicht von 40 Tonnen oder Kraftwagen mit einer Maximalgeschwindigkeit von nicht mehr als 100 km/h unproblematisch durch das Energieversorgungssystem versorgt und ihre Akkumulatoren aufgeladen werden können.The energy supply system according to the invention is designed in such a way that trucks with a total weight of 40 tons or motor vehicles with a maximum speed of no more than 100 km/h can be easily supplied by the energy supply system and their batteries can be charged.
Dank der besonders kleinen und damit leichten Lithium-Akkumulatoren ist es möglich, Transporte auszuführen, die weniger als 3 kWh (Kilowattstunden), insbesondere sogar weniger als 2 Kilowattstunden, pro zu fahrendem Kilometer benötigen (selbst bei einer Zuladung von mehr als 26 Tonnen).Thanks to the particularly small and therefore light lithium batteries, it is possible to carry out transports that require less than 3 kWh (kilowatt hours), in particular even less than 2 kilowatt hours, per kilometer to be driven (even with a payload of more than 26 tons).
Elektrische Antriebssysteme haben den Vorteil, dass nicht nur ein Antriebsmotor verbaut werden kann, sondern es können mehr als ein Motor in dem Lastkraftwagen zu dessen Antrieb vorhanden sein. Lastkraftwagen, die über ihre Ladefläche hinweg ungleichmäßig beladen sind (insbesondere in Bezug auf das Ladegewicht pro Fläche) können auf diese Weise an unterschiedlichen Achsen unterschiedlich stark angetrieben werden. Achsen, die im Bereich der Ladefläche angebracht bzw. montiert sind, in denen nur eine geringe Auflastung (ein geringes Ladegewicht) herrscht, können mit weniger Antriebsenergie für ihre Antriebsmotoren ausgestattet werden als jene Achsen, die die Haupttransportleistung zu erbringen haben. Hierdurch lassen sich weitere Energien einsparen; auch dadurch wird der Traktionsakkumulator schonender in Anspruch genommen.Electric drive systems have the advantage that not only one drive motor can be installed, but there can be more than one motor in the truck to drive it. In this way, trucks that are unevenly loaded across their loading area (particularly in terms of loading weight per area) can be driven to different degrees on different axles. Axles that are attached or mounted in the area of the loading area, in which there is only a low load (a low loading weight), can be equipped with less drive energy for their drive motors than those axles that have to provide the main transport performance. This allows further energy to be saved; This also means that the traction accumulator is used more gently.
Aufgrund der Leistungen, aufgrund der Spannungen, aufgrund der elektrischen Ströme, aufgrund der Leistungselektronik, aufgrund des Batteriemanagements, aufgrund der Oberleitungen und aufgrund der Konstruktion des Lastkraftwagens ist die Leistungssteuerung (alternativ oder zusätzlich das Batteriemanagement) für eine Schnellladung des (Traktions-)Akkumulators gestaltet.Due to the performance, due to the voltages, due to the electrical currents, due to the power electronics, due to the battery management, due to the overhead lines and due to the design of the truck, the power control (alternatively or additionally the battery management) is designed for rapid charging of the (traction) battery .
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Zellschnellladung innerhalb von maximal drei Minuten abwickelbar ist, so kann das erfindungsgemäße System derart gestaltet sein, dass innerhalb von z. B. zwei Minuten, eventuell sogar innerhalb von nur einer Minute, 80 % der im Akkumulator zu speichernden Energie in den Akkumulator eingebracht werden kann (aufgrund der Spannung, des Stroms, der abrufbaren Leistung, des Akkumulatortyps usw.).It is particularly advantageous if rapid cell charging can be carried out within a maximum of three minutes, so the system according to the invention can be designed in such a way that within e.g. B. two minutes, possibly even within just one minute, 80% of the energy to be stored in the accumulator can be introduced into the accumulator (due to the voltage, the current, the available power, the type of accumulator, etc.).
Üblicherweise hat ein Kraftfahrzeug, wie z. B. ein Lastkraftwagen, ein Armaturenbrett, das über seine Anzeigetafeln, insbesondere seinen Messanzeiger, einem Fahrer mitteilt, in welchem Zustand die einzelnen Komponenten des Antriebsstrangs sind, z. B. wie der Ladezustand des Akkumulators ist. Vorteilhafterweise gibt es eine Anzeige, die eine Ladung des Akkumulators bekannt gibt, zumindest den Zustand des Akkumulators in Bezug auf seinen Ladezustand signalisiert. Jenseits der Entladung des Akkumulators, wenn die Restladung bzw. die Reserveladung des Akkumulators benötigt wird, sollte eine Nutzung der Restladung, z. B. durch ein rotes Licht, hervorgehoben werden. Der Standardbetrieb des Lastkraftwagens sieht so aus, dass von Ladezone zu Ladezone eine Entladung des Akkumulators bis knapp vor 0 % Ladung des Akkumulators stattfindet. Sollten aber unvorhergesehene Situationen eintreten, so kann mit Hilfe der Extraladung, der Zusatzladung oder der Restladung ein wenige Kilometer reichender Weiterbetrieb des Kraftfahrzeugs (Lastkraftwagens) durchgeführt werden. Als Grenze für die Restladung kann ein SOC von maximal 10 % angesetzt werden.Usually a motor vehicle, such as B. a truck, a dashboard that uses its display panels, in particular its gauge, to tell a driver what condition the individual components of the drive train are in, e.g. B. what the charging status of the battery is. Advantageously, there is a display that announces that the accumulator is being charged, or at least signals the status of the accumulator in relation to its state of charge. Beyond discharging the accumulator, if the remaining charge or the reserve charge of the accumulator is needed, use of the remaining charge, e.g. B. highlighted by a red light. The standard operation of the truck is that the battery is discharged from charging zone to charging zone until the battery is almost 0% charged. However, if unforeseen situations arise, the motor vehicle (truck) can be continued to operate for a few kilometers with the help of the extra charge, the additional charge or the remaining charge. A SOC of a maximum of 10% can be set as a limit for the remaining charge.
Bei einer solchen Betriebsweise, die mit der Anzeige konform geht, wird der Lithium-Akkumulator, d. h. vorrangig des Typs LTO, in einem sehr breiten Ladefenster zwischen 10 % SOC und (nahezu) 100 % SOC durch seine Lade- und Entladezyklen „gefahren“ (betrieben). Trotzdem gibt es eine Reserve, die bei 10 % SOC (oder etwas weniger als 10 % SOC, z. B. bei 5 % SOC oder bei 7 % SOC) liegt.With such an operating mode, which conforms to the display, the lithium battery, i.e. H. primarily of the LTO type, “driven” (operated) through its charge and discharge cycles in a very wide charging window between 10% SOC and (almost) 100% SOC. Nevertheless, there is a reserve that is at 10% SOC (or slightly less than 10% SOC, e.g. at 5% SOC or at 7% SOC).
Die zuvor dargestellten Kombinationen und Ausführungsbeispiele lassen sich auch in zahlreichen weiteren Verbindungen und Kombinationen betrachten.The combinations and exemplary embodiments presented above can also be considered in numerous other connections and combinations.
Neben dem eigentlichen Akkumulator (Traktionsakkumulator) kann ein kapazitiver Lade-Zwischenspeicher, z. B. auf einem Dach des Fahrzeugs, das bedeutet unterhalb des Pantographen, vorhanden sein, in den zunächst die Ladeenergie, die für den Akkumulator bestimmt ist, eingebracht wird. Dort würde (sofern ein zusätzlicher kapazitiver Lade-Zwischenspeicher vorhanden ist) die Energie zwischengespeichert werden, die anschließend dem Akkumulator zur Verfügung gestellt wird.In addition to the actual accumulator (traction accumulator), a capacitive charging buffer, e.g. B. be present on a roof of the vehicle, that is, below the pantograph, into which the charging energy intended for the accumulator is first introduced. The energy would be temporarily stored there (if an additional capacitive charging buffer is available), which would then be made available to the accumulator.
Ein Pantograph, der mit Abrollkontakten und eventuell sogar auch mit einer induktiven Stromübertragung arbeitet, arbeitet deutlich zuverlässiger; eine Funkenbildung ist reduziert.A pantograph that works with rolling contacts and possibly even with inductive current transmission works much more reliably; sparking is reduced.
Eine weitere Möglichkeit der Kontaktierung und der Stromweiterleitung ist über Auffahrkontakte (z. B. über Stoßstangen). Mit Hilfe von Auffahrkontakten kann eine Stromübertragung zwischen zwei, insbesondere sich in Bewegung befindlichen, Lastkraftwagen stattfinden.Another possibility for contacting and forwarding current is via collision contacts (e.g. via bumpers). With the help of collision contacts, power can be transferred between two trucks, especially trucks that are in motion.
Aufgrund der hohen Leistungen, die für das Laden vorgesehen sind, ist es vorteilhaft, wenn Leitungen in den Lastkraftwagen verbaut sind, die einen möglichst geringen Widerstand haben, idealerweise gar keinen Widerstand, also Supraleiter. Aufgrund der Betriebstemperatur eines Lastkraftwagens sollte es sich dabei um Hochtemperatursupraleiter handeln.Due to the high power provided for charging, it is advantageous if cables are installed in the trucks that have the lowest possible resistance, ideally no resistance at all, i.e. superconductors. Due to the operating temperature of a truck, these should be high-temperature superconductors.
Für eine ordnungsgemäße Verwaltung der Energien, die jeweils zur Verfügung gestellt werden müssen und sollen, könnte eine Kommunikation mit einer LKW-ID operieren, wodurch die pro LKW aufgenommenen und an einen LKW übertragenen Energien nachverfolgbar sind.For proper management of the energies that must and should be made available, communication could operate with a truck ID, whereby the energies recorded per truck and transmitted to a truck can be tracked.
Der Strom, der über die Leitung zum Lastkraftwagen (oder zu dem sonstigen Schwerverkehrfahrzeug) geführt wird, kann variiert werden. So ist es möglich, unterschiedliche Modi des Betriebs einzustellen.
FigurenkurzbeschreibungBrief description of the characters
Die vorliegende Erfindung kann noch besser verstanden werden, wenn Bezug auf die beiliegenden Figuren genommen wird, die beispielhaft besonders vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten darlegen, ohne die vorliegende Erfindung auf diese einzuschränken, wobei
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1 ein Lastentransportsystem mit seinem Energieversorgungssystem zeigt, -
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung zeigt, -
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung zeigt, -
4 das Zusammenspiel zwischen einer Stromtankstelle und einem Oberleitungsabgriff zeigt, -
5 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Zusammenspiels zwischen Stromtankstelle und Oberleitungsabgriff zeigt, -
6 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Stromtankstelle zeigt, -
7 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Stromtankstelle zeigt, -
8 ein Ausführungsbeispiel eines Lastkraftwagens an einer Oberleitung in schematischer Darstellung zeigt, -
9 eine alternative Ausführungsform eines Lastkraftwagens an einer Oberleitung in schematischer Darstellung zeigt, -
10 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit zwei Stromtankstellen entlang einer Straße zeigt, -
11 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Lastkraftwagens mit einem in ihm integrierten Hochsetzsteller zeigt, -
12 Stromverläufe in dem Hochsetzsteller zeigt und -
13 einen Auszug aus einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs des Schwerverkehrs zeigt.
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1 shows a load transport system with its energy supply system, -
2 shows a further exemplary embodiment in a schematic representation, -
3 shows a further exemplary embodiment in a schematic representation, -
4 shows the interaction between a charging station and an overhead line tap, -
5 shows an alternative exemplary embodiment of an interaction between the charging station and the overhead line tap, -
6 shows a first exemplary embodiment of a charging station, -
7 shows a second embodiment of a charging station, -
8th shows an exemplary embodiment of a truck on an overhead line in a schematic representation, -
9 shows an alternative embodiment of a truck on an overhead line in a schematic representation, -
10 shows another embodiment with two charging stations along a street, -
11 shows a further exemplary embodiment of a truck with a step-up converter integrated into it, -
12 Current curves in the boost converter shows and -
13 shows an excerpt from a dashboard of a heavy transport vehicle.
FigurenbeschreibungCharacter description
Die
Die Transportstrecke 4, über die einzelne Lastkraftwagen (kurz: LKW) des Langstrecken-Lastkraftwagentyps 20, 20I, 20II fahren können, kann in einzelne Teilstrecken 10, 10I, 10II unterteilt werden.The
Das Lastentransportsystem 1 arbeitet mit einer Oberleitungsinfrastruktur 8.The
Die Oberleitungsinfrastruktur 8 ist auf der Transportstrecke 4 aufgebaut (im Sinne von oberhalb). Entlang einer ersten Teilstrecke 10 befindet sich eine erste Oberleitung 60, die zwischen einem ersten Oberleitungsmast 62 und einem zweiten Oberleitungsmast 64 aufgespannt ist. Die Oberleitung 60 ist an ein Stromversorgungsnetz 90 angeschlossen. Das Stromversorgungsnetz 90 ist ein leistungsfähiges Hochspannungsnetz für Gleichspannungen, wobei der Strom vorzugsweise über Supraleiter bereitgestellt wird. Bei der Oberleitung 60 handelt es sich um zwei Kabel, die sich mit Hilfe der Oberleitungsmasten 62, 64 über der Fahrbahn 6 und entlang der Fahrbahn 6 erstrecken.The
In
Der Langstrecken-Lastkraftwagen 20 weist eine Zugmaschine 24 und einen Auflieger 22 auf. Ein LKW-Heck 28 befindet sich an dem Auflieger 22. Der Auflieger 22 dient der Aufbewahrung von Transportlasten. Die Zugmaschine 24 wird mit einem bzw. durch einen elektrischen Antrieb 30 bewegt und kann so den Auflieger 22 über die gesamte Transportstrecke 4 ziehen. Der elektrische Antrieb 30 ist mit einem elektrischen Antriebsmotor 32 und einem Getriebe 34 ausgestattet. Die Zugmaschine 24 weist einen Akkumulator 40 auf, der über dem Elektromotor-Getriebe-Aggregat (de Antrieb 30) angeordnet ist. Der Akkumulator 40 kann auch als Elektrospeicher bezeichnet werden. Über eine Leistungssteuerung 42 wird der elektrische Antrieb 30 mit elektrischer Energie versorgt, die der elektrische Antriebsmotor 32 in Bewegungsenergie umwandelt. Wird der elektrische Antriebsmotor 32 beim Bremsen oder auf einer Gefällestrecke in einem Rekuperationsmodus betrieben, d. h. als Generator, wird der zurückgewonnene Strom mit Hilfe eines Batteriemanagementsystems 44, das mit dem Antrieb 30 und der Leistungssteuerung 42 zusammenarbeitet, wieder in den Akkumulator 40 eingespeist. Der Langstrecken-Lastkraftwagen 20 bzw. dessen Zugmaschine 24 ist mit einem Stromabnehmer 50 ausgestattet, der im Ladezustand einen Oberleitungsabgriff 54 zur ersten Oberleitung 60 aufweist. Anders gesagt, ist eine elektrische Stromleitungsverbindung zwischen der Oberleitung 60 und dem Stromabnehmer 50 durch ein Aufstellen des Stromabnehmers 50 ausbildbar. Der Oberleitungsabgriff 54 erfolgt über einen Schleifkontakt. Über den Oberleitungsabgriff 54 bezieht das Batteriemanagementsystem 44 elektrischen Strom zum Aufladen des Akkumulators 40. Der Strom wird über das Stromversorgungsnetz 90 entlang der Oberleitung 50 bereitgestellt, sodass der Akkumulator 44 aufladbar ist, wenn sich der Langstrecken-Lastkraftwagen 20, insbesondere dessen Zugmaschine 24, zwischen dem ersten Oberleitungsmast 62 und dem zweiten Oberleitungsmast 64 bewegt (genauso wenn er an einer Position zwischen den Masten 62, 64 steht).The long-
Das Batteriemanagementsystem 44 ist mit einer Mobilfunkeinrichtung 80 ausgestattet. Die Mobilfunkeinrichtung 80 kommuniziert über eine Funkverbindung mit einer Funkstation 72, die zu einer Abrechnungsstation 70 gehört. Die Abrechnungsstation 70 ist Teil eines Energieverwaltungssystems, das wiederum ein Energieversorgungssystem 2 koordiniert.The
Wenn das Batteriemanagementsystem 44 über die Mobilfunkeinrichtung 80 eine Tarifanfrage für Stromkosten an die Abrechnungsstation 70 schickt, erwidert die Abrechnungsstation 70 über deren Funkstation 72 mit einem Kostenvoranschlag für eine Abnahme einer Energiemenge, z. B. in der Einheit von Euro pro Kilowatt. Das Batteriemanagementsystem 44 kennt den aktuellen Ladezustand des Akkumulators 40 und kann aus der Kenntnis einer Länge einer zweiten Teilstrecke 10I einen Energiebedarf prognostizieren, der in den Akkumulator 40 zur Bewältigung der Teilstrecke 10I hinzugeladen werden muss. Wenn sich ein aus der Abrechnungsstation 70 übersendeter Tarif als besonders kostengünstig erweist, kann eine künstliche Intelligenz, die in das Batteriemanagementsystem 44 einprogrammiert ist, entscheiden, eine größere Energiemenge aufzunehmen, damit die Fahrstrecke 4 möglichst kostengünstig bewältigt werden kann. Das Batteriemanagementsystem 44 arbeitet mit einem Bordcomputer (nicht dargestellt) des Langstrecken-Lastkraftwagens 20 zusammen. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Batteriemanagementsystem als Software auf dem Bordcomputer mit Hilfe einer angeschlossenen Sensorik und Mobilfunkausstattung arbeitsfähig. Somit umfasst das Batteriemanagementsystem zur Bewältigung seiner Aufgaben mindestens einen Datenspeicher und einen Rechner bzw. Computer sowie eine Sensorik zur Überwachung des Akkumulators 40.If the
Zusätzlich zu einer Tarifinformation übersendet die Abrechnungsstation 70 an das Batteriemanagementsystem 44 eine Information über eine Länge der ersten Oberleitung 60 bzw. der ersten Teilstrecke 10 sowie eine Information über eine Länge einer zweiten Teilstrecke 10', die ein oberleitungsfreier Abstand zu einer dritten Teilstrecke 10" ist. Gemäß
Über die zweite Oberleitung 60II, auf die der zweite Langstrecken-Lastkraftwagen 20I zusteuert, wird bereits ein dritter Langstrecken-Lastkraftwagen 20II geladen. Der Stromabnehmer 50II des dritten Lastkraftwagens 20II befindet sich im Ladezustand, wobei, ähnlich wie bei dem ersten Langstrecken-Lastkraftwagen 20, Strom aus einem Stromversorgungsnetz 90II über die zweite Oberleitung 60II und über den Stromabnehmer 50II in einen Akkumulator 40II gelangt. Das Batteriemanagementsystem 44II regelt den Ladevorgang des Akkumulators 40II des dritten Langstrecken-Lastkraftwagens 20II. Während des Ladevorgangs kann das Batteriemanagementsystem 44II parallel die Leistungssteuerung 42II des elektrischen Antriebs 30" mit Strom aus der Oberleitung 60II versorgen, während der dritte Langstrecken-Lastkraftwagen 20II die dritte Teilstrecke 10II abfährt. Die dritte Teilstrecke 10II ist größer als die erste Teilstrecke 10. Die zweite Oberleitung 60II wird von weiteren Oberleitungsmasten 68, 68I aufgespannt. Mit Hilfe der Mobilfunkeinrichtung 80II und der Funkstation 72II erfolgt die korrekte Verbrauchsabrechnung an der Abrechnungsstation 70. Eine Datenübertragung, insbesondere der Verbrauchsdaten und der Streckendaten, erfolgt verschlüsselt.A third long-
Das erste Stromversorgungsnetz 90 bezieht Strom von einem Solarpark als Stromquelle, der sich nahe der Teilstrecke 10 befindet. Bei Bedarf ist von der Abrechnungsstation 70, die als Netzsteueranlage ausgestattet ist, Strom aus einem Kraftwerk zuschaltbar (nicht dargestellt). Das zweite Stromversorgungsnetz 90" wird aus mehreren Windkraftanlagen und einer Brennstoffzelleneinrichtung als Stromquellen (nicht dargestellt) betrieben. Die Brennstoffzelleneinrichtung erzeugt Strom aus Wasserstoff, der in einem Energiezwischenspeicher der Windkraftanlage als „Brennstoff“ vorgehalten wird. Die Stromversorgungsnetze 90, 90" gehören wie die Stromquellen, die auch als Energiequellen bezeichnet werden können, zum Energieversorgungssystem 2 für die Langstrecken-Lastkraftwagen 20, 20I, 20II.The first
Wie aus
Nach einem weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann als zusätzliche Energiequelle mindestens ein elektrochemisches Wandlersystem, z. B. als Komponente einer Umspannstation, vorgesehen sein. Ein Beispiel hierfür ist ein Wandlersystem, das überschüssigen Strom über einen Elektrolyseur in Wasserstoff wandelt, der in einem Tank zwischengespeichert wird. Der Wasserstoff kann bei Bedarf, z. B. nachts, mithilfe einer Brennstoffzelle wieder in Strom für die Versorgung der Stromtankstellen gewandelt werden. Ein anderes Beispiel für ein geeignetes Wandlersystem ist ein stationärer Akkumulator, der mit der Umspannstation verbunden ist.According to a further exemplary embodiment, not shown, at least one electrochemical converter system, e.g. B. be provided as a component of a substation. An example of this is a converter system that converts excess electricity into hydrogen via an electrolyzer, which is temporarily stored in a tank. The hydrogen can be used if necessary, e.g. B. at night, using a fuel cell, can be converted back into electricity to supply the charging stations. Another example of a suitable converter system is a stationary accumulator connected to the substation.
Wie aus
Wie in
In
Wie aus
Gemäß
Werden die Figuren
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der in
In
In
Das Steuerrad 110 umfasst einen mit einer welligen Grifffläche ausgestatteten Lenkradkranz 112, der über eine Speiche 114 (bzw. über zwei Speichen) mit einer Lenksäule (nicht dargestellt) verbunden ist. Die Speichenanordnung 114 ist mit einer Hupe 116, einer Airbag-Abdeckung 118, einem ersten Bedienungselement 120 und einem zweiten Bedienungselement 122 ausgestattet. Die Bedienungselemente 120, 122 dienen der Eingabe von Bedienungsanweisungen an einen Bordcomputer (nicht dargestellt). Jener Bordcomputer arbeitet mit dem Batteriemanagementsystem und der Leistungssteuerung, wie die Batteriemanagementsysteme 44, 44I, 44II und die Leistungssteuerungen 42, 42', 42" in
Die Überwachungsanzeige 140 weist eine Mehrzahl von Anzeigefeldern 142, 144, 146, 148, 150 auf. Die Überwachungsanzeige 140 dient u. a. der Überwachung des Akkumulatorbetriebs. Ein erstes Anzeigefeld 142 der Überwachungsanzeige 140 stellt den aktuellen Ladezustand des Akkumulators (vgl. Akkumulatoren 40, 40I, 40II in
Durch Betätigung des ersten Bedienungselements 120 ist ein Ladebetriebsmodus einstellbar, bei dem ein kosteneffizientes Laden des Akkumulators unter Berücksichtigung eines Tarifs der verwendeten Ladestelle und einer anschließend zu absolvierenden Fahrstrecke abgestimmt wird.By actuating the
Die in den einzelnen Figuren gezeigten Ausgestaltungsmöglichkeiten lassen sich auch untereinander in beliebiger Form verbinden.The design options shown in the individual figures can also be combined with one another in any form.
So ist es möglich, die Strecken mit Oberleitungen länger auszuführen als zuvor vorgestellt. Fährt ein Lastkraftwagen in eine Strecke mit Oberleitungen ein, so muss er nur seinen Pantographen (bzw. Oberleitungsabgriff) so lange ausfahren (ausklappen), solange er Energie benötigt. Ist die Strecke länger als benötigt, so kann der Oberleitungsabgriff schon wieder eingefahren werden, was zur Energieeinsparung bei der Fahrt (aufgrund Windwiderstandsreduktion) beitragen kann.This makes it possible to make the routes with overhead lines longer than previously imagined. If a truck enters a route with overhead lines, it only has to extend (unfold) its pantograph (or overhead line tap) for as long as it needs energy. If the route is longer than required, the overhead line tap can be retracted, which can help save energy during the journey (due to reduction in wind resistance).
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1, 201, 301, 1001, 11011, 201, 301, 1001, 1101
- Lastentransportsystem, insbesondere SchwerverkehrLoad transport system, especially heavy traffic
- 2, 202, 302, 402, 502, 802, 9022, 202, 302, 402, 502, 802, 902
- EnergieversorgungssystemEnergy supply system
-
203, 203I 303, 403, 503, 603, 703, 1003, 1003I203,
203I - Stromtankstelle, insbesondere LadestationElectricity charging station, especially charging station
- 4, 1004, 1004I, 1004II4, 1004, 1004I, 1004II
- TransportstreckeTransport route
- 1005, 1005I1005, 1005I
- Routenplan, insbesondere RoutendatenRoute plan, especially route data
- 6, 206, 206I6, 206, 206I
- Straßenstück, insbesondere eine Fahrbahn bzw. ein Abschnitt davonPiece of road, in particular a roadway or a section thereof
- 207207
- erste Abschnittslängefirst section length
- 207'207'
- zweite Abschnittslängesecond section length
- 8, 308, 10088, 308, 1008
- Oberleitungsinfrastruktur, insbesondere OberleitungsversorgungOverhead line infrastructure, especially overhead line supply
- 209, 309209, 309
- Umspannstationsubstation
- 10, 210, 101010, 210, 1010
- erster Energieversorgungsabschnitt auf einer ersten Teilstrecke, insbesondere Akkuladestreckefirst energy supply section on a first section, in particular battery charging section
- 10I, 210I, 1010I10I, 210I, 1010I
- Abschnitt ohne externe Energieversorgung auf einer zweiten Teilstrecke, insbesondere Fahrstrecke mit AkkuentladungSection without external energy supply on a second section, in particular a route with battery discharge
- 10", 210", 1010"10", 210", 1010"
- zweiter Energieversorgungsabschnitt auf einer dritten Teilstrecke, insbesondere Akkuladestreckesecond energy supply section on a third section, in particular battery charging section
- 211, 211I, 411211, 211I, 411
- Steuervorrichtung, insbesondere SteuereinheitControl device, in particular control unit
- 212212
- SicherheitsschaltkreisSafety circuit
- 213, 513, 613213, 513, 613
- DC/DC-WandlerDC/DC converter
- 514514
- ReglerRegulator
- 215, 515, 615215, 515, 615
- AC/DC-WandlerAC/DC converter
- 11171117
- HochsetzstellerBoost converter
- 419, 419I419, 419I
- Schalter bzw. SchützSwitch or contactor
- 20, 20I, 20II, 220, 220I, 320, 820, 920, 1020, 112020, 20I, 20II, 220, 220I, 320, 820, 920, 1020, 1120
- Schwerverkehrfahrzeug wie ein Langstrecken-Lastkraftwagen, insbesondere Lastkraftwagen mit fünf RadachsenHeavy-duty vehicle such as a long-haul truck, especially trucks with five wheel axles
- 22, 22I, 22II22, 22I, 22II
- Aufliegersemi-trailer
- 24, 24I, 24II, 42424, 24I, 24II, 424
- Zugmaschinetractor
- 925925
- Standrichtung des FahrzeugsDirection of the vehicle
- 2626
- LKW-FrontTruck front
- 2828
- LKW-HeckTruck rear
- 30, 30I, 30II, 113030, 30I, 30II, 1130
- elektrischer Antrieb, insbesondere Elektromotor-Getriebe-Aggregatelectric drive, in particular electric motor-gear unit
- 3232
- elektrischer Antriebsmotorelectric drive motor
- 3434
- Getriebetransmission
- 40, 40I, 40", 340, 840, 940, 114040, 40I, 40", 340, 840, 940, 1140
- Elektrospeicher, wie ein Akkumulator, insbesondere elektrochemisches Energiespeicherpaket, das mehrere LTO-Batterien umfasstElectric storage, such as an accumulator, in particular electrochemical energy storage package that includes several LTO batteries
- 42, 42I, 42II42, 42I, 42II
- LeistungssteuerungPerformance control
- 44, 44I, 44II44, 44I, 44II
- Batteriemanagementsystem, insbesondere Managementsystem, das mit einer Auswertelogik ausgestattet istBattery management system, in particular management system that is equipped with evaluation logic
- 846846
- unmittelbare Verbindungimmediate connection
- 947947
- elektrische Verbindung, die insbesondere zwei Leitungen umfasstelectrical connection, which in particular comprises two lines
- 948, 1148948, 1148
- Schütz, insb. SchützpaarContactor, especially contactor pair
- 11491149
- Schütz, insb. SchützpaarContactor, especially contactor pair
- 50, 50II, 250, 250I, 450, 850, 115050, 50II, 250, 250I, 450, 850, 1150
- Stromabnehmer im Ladezustand, insbesondere Pantograph ausgefahrenPantograph in charging state, especially pantograph extended
- 52, 85252, 852
- Stromabnehmer im Ruhezustand, insbesondere Pantograph eingefahrenPantograph in idle state, especially pantograph retracted
- 54, 254, 254I, 454, 454I, 854, 854I, 95454, 254, 254I, 454, 454I, 854, 854I, 954
- Energieversorgungsabgriff, insbesondere OberleitungsabgriffEnergy supply tap, especially overhead line tap
- 855, 855I855, 855I
- Energieversorgungsabgriff, insbesondere BodenkontaktabgriffEnergy supply tap, especially ground contact tap
- 859859
- Stromschiene, insbesondere BodenkontaktschienePower rail, especially ground contact rail
- 60, 260, 360, 460, 460I, 560, 860, 960, 1160, 1160I60, 260, 360, 460, 460I, 560, 860, 960, 1160, 1160I
- erste Oberleitungfirst overhead line
- 60II, 260I60II, 260I
- zweite Oberleitungsecond overhead line
- 62, 36262, 362
- erster Oberleitungsmastfirst overhead line mast
- 6464
- zweiter Oberleitungsmastsecond overhead line mast
- 6666
- dritter Oberleitungsmastthird overhead line mast
- 68, 68I68, 68I
- weiterer Oberleitungsmastanother overhead line mast
- 269, 269I269, 269I
- Gleichspannungsversorgung, insbesondere Gleichspannungsversorgung auf einem AbschnittDC voltage supply, especially DC voltage supply on one section
- 70, 70II, 270, 270I, 37070, 70II, 270, 270I, 370
- Sende-/Empfangsstation, insbesondere AbrechnungsstationTransmitting/receiving station, in particular billing station
- 72, 72II72, 72II
- Funkstation, insbesondere Sender und EmpfängerRadio station, especially transmitter and receiver
- 80, 80I, 80II80, 80I, 80II
- Fernkommunikationsvorrichtung, insbesondere Mobilfunkeinrichtung, die zu einem Mobilfunksystem gehörtRemote communication device, in particular mobile radio device, which belongs to a mobile radio system
- 90, 90II90, 90II
- StromversorgungsnetzPower supply network
- 292, 392, 392I292, 392, 392I
- WindkraftradWind turbine
- 294, 394, 394I294, 394, 394I
- PhotovoltaikmodulPhotovoltaic module
- 394II394II
- Photovoltaikmodul über der OberleitungPhotovoltaic module above the overhead line
- 795795
- Wechselspannungsniveau,AC voltage level,
- 796796
- Gleichspannungsniveau für einen LadestromDC voltage level for a charging current
- 796I796I
- Rückeinspeisung eines Stroms auf einem Gleichspannungsniveau hin zur Versorgungsleitung, insbesondere EnergieaufnahmeFeeding back a current at a DC voltage level to the supply line, in particular energy consumption
- 597,697597,697
- Zwischenkreisintermediate circuit
- 598, 698598, 698
- Versorgungsleitungsupply line
- 499, 599, 799499, 599, 799
- Versorgungsspannung, insbesondere OberleitungspotentialdifferenzSupply voltage, especially overhead line potential difference
- 102102
- Innenraum der ZugmaschineInterior of the tractor
- 104104
- FrontscheibeWindshield
- 106106
- FahrerkonsoleDriver's console
- 108108
- Anzeigetafel, insbesondere Instrumententafel mit digitalen MessanzeigernDisplay panel, especially instrument panel with digital gauges
- 110110
- SteuerradSteering wheel
- 112112
- Kranz, insbesondere Lenkradkranz mit GriffflächeRim, especially steering wheel rim with grip surface
- 114114
- Speichespoke
- 116116
- Hupehorn
- 118118
- Airbag-AbdeckungAirbag cover
- 120120
- erstes Bedienungselement Bordcomputerfirst control element on-board computer
- 122122
- zweites Bedienungselement Bordcomputersecond control element on-board computer
- 130130
- GeschwindigkeitsanzeigeSpeed display
- 132132
- StreckenanzeigeRoute display
- 134134
- FahrzeitanzeigeTravel time display
- 136136
- BetriebsmodusanzeigeOperating mode display
- 140140
- Überwachungsanzeige, insbesondere AkkumulatorüberwachungMonitoring display, especially accumulator monitoring
- 142142
- Anzeigefeld LadezustandCharge status display field
- 144144
- Anzeigefeld LadevorgangCharging process display field
- 146146
- Anzeigefeld ReserveReserve display field
- 148148
- Anzeigefeld NotbetriebEmergency operation display field
- 150150
- Anzeigefeld NotbetriebsreichweiteEmergency operating range display field
- t1t1
- AbfahrtszeitDeparture time
- t2t2
- Ankunftszeitarrival time
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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