为电动车辆的辅助驱动装置提供运行能量的设备和方法以及电动车辆与流程

本发明涉及一种用于为电动车辆的辅助驱动装置提供运行能量的设备、涉及一种电动车辆以及涉及一种用于为电动车辆的辅助驱动装置提供运行能量的方法。

背景技术：

1、在工业领域，电气化驾驶在环境友好的过程中变得越来越重要，目的在于不仅为乘用车辆而且为商用车辆提供电动动力。

技术实现思路

1、在此背景下，本发明根据独立权利要求提供了一种改进的为电动车辆的辅助驱动装置提供运行能量的设备、一种改进的电动车辆以及一种改进的为电动车辆的辅助驱动装置提供运行能量的方法。有利的实施方式由从属权利要求和以下描述得出。

2、通过此处提出的方案创造了一种可能性，即为电动化车辆、优选为商用车辆的稳定运行的用途供电，并且仅在需要时将车辆电池用于此目的。有利地，可以在车辆电池中保持和确保能量储备。

3、所提出的是一种用于为电动车辆的辅助驱动装置提供运行能量的设备。在此，该设备具有用于将该设备与电动车辆的车辆电池连接的电池接口并且具有带有第一接头和第二接头的逆变器，所述第一接头用于将逆变器与电池接口连接。所述逆变器针对升压功能，响应于升压信号将施加在第一接头上的直流电压转换为交流电压，并将其提供给第二接头。该设备进一步具有开关装置，所述开关装置带有使其与逆变器的第二接头连接的开关接头，所述设备还具有用于将其与辅助驱动装置的辅助接口连接。开关装置具有用于向设备输送电能的充电接口，其中，开关装置利用开关信号将充电接口与开关接头和辅助接口连接。该设备具有控制装置，该控制装置在施加于充电接口的电能的当前能量值小于运行能量的额定值时，提供用于升压功能的升压信号。此外，控制装置在施加于充电接口的电能的当前能量值大于或等于运行能量的额定值时，提供用于停用逆变器的停止信号。

4、例如，该设备可以是电动车辆的一部分，或安装在电动车辆上。电动车辆例如可以实现为电动化的商用车辆。商用车辆例如可以是挖掘机或卡车，其例如具有起重机挂车。辅助驱动装置例如可以提供超越车辆前进的功能。例如，辅助驱动装置可用于驱动电动车辆的挖掘机铲斗或起重机。开关装置可以例如具有多个开关，多个开关例如可根据所需的功能来断开和闭合。例如，电动车辆的辅助功能、如驱动起重机，可以通过辅助驱动装置实现。逆变器例如可以构造成双向的。这意味着，逆变器可以有利地将直流电压转换为交流电压，除此以外或替代地也可以将交流电压转换为直流电压。在升压功能期间，可以有利地将例如源自车辆电池的额外能量提供给辅助接口。有利地，电能可以利用停止信号直接从充电接口送入辅助接口，因此，辅助驱动装置有利地通过与所述充电接口连接的电源直接供电。有利地，因此无需在电动车辆中安装尤其大的车辆电池，从而一方面可以节省成本，另一方面可以节省电动车辆的空间。

5、按照一种实施方式，所述控制装置可以在辅助驱动装置的当前转速小于辅助驱动装置的额定转速时，提供升压信号。有利地，例如可以通过转速计来检测当前转速，从而例如可以向辅助接口提供更大功率，例如以纠正辅助驱动装置的当前转速。

6、按照一种实施方式，所述开关装置可具有用于将开关接头与充电接口连接的第一开关，并且具有用于将开关接头与辅助接口连接的第二开关。有利地，借助于所述开关，运行能量可以以最短的路线通过开关装置传导到辅助接口。

7、此外，所述开关装置可以利用开关信号使第一开关和第二开关闭合。由此有利地接通电路。

8、所述控制装置可以进一步读入相位信号，其代表施加于充电接口的充电电压的相位。此外，控制装置可以利用相位信号提供升压信号。有利地，升压信号以这样的方式控制逆变器，即由逆变器转换的交流电压与充电电压是同步的。由此可以有利地防止电压相互之间产生不利影响。

9、按照一种实施方式，所述开关装置可以具有供电接口，该供电接口用于给与供电接口耦联的设施供电。开关装置可以利用开关信号将开关接头与充电接口、辅助接口连接，并且除此以外或替代地与供电接口连接。所述供电接口例如可以实现为插座。

10、按照一种实施方式，所述逆变器、开关装置和控制装置可以布置在共同的壳体中。由此有利地，逆变器和开关装置均以受到保护、例如不受环境影响的方式布置在电动车辆中。

11、按照一种实施方式，所述逆变器可以响应充电信号，将施加于第二接头的交流电压转换为直流电压，并将其提供给第一接头，以用于车辆电池的充电功能。由此，车辆电池可以有利地进行充电。

12、所述开关装置可以具有驱动接口，该驱动接口用于给电动车辆的与驱动接口连接的驱动马达供电。在此，开关装置可以利用开关信号将开关接头与驱动接口、辅助接口或充电接口连接。由此有利地使车辆被设置为运动，例如移动前进或后退。

13、此外，提出了一种电动车辆，其带有前文提到的变型方案的设备、与电池接口连接的车辆电池以及与辅助接口连接的辅助驱动装置。电动车辆例如可以实现为电动化的商用车辆，例如实现为货车。

14、进一步提出了一种方法，用于为以前文提到的变型方案的电动车辆的辅助驱动装置提供运行能量，电动车辆带有以前文提到的变型方案的设备。在这种情况下，该方法包括针对升压功能、响应升压信号将施加于第一接头的直流电压转换为交流电压的步骤，以及将交流电压提供给第二接头的步骤。该方法还包括利用开关信号将开关接头与第二接头、辅助接口连接以及除此以外或替代地与充电接口连接的步骤。该方法包括一步骤，即当施加于充电接口的电能的当前能量值小于运行能量的额定值时，为升压功能提供升压信号，并且包括一步骤，即当施加于充电接口的电能的当前能量值大于或等于运行能量的额定值时，提供用于停用逆变器的停止信号。

15、有利地，如果电能的能量值等于或大于额定值，可以通过该方法操控辅助驱动装置，例如不使用储存在车辆电池中的能量。由此可以有利地确保电动车辆的行驶范围。

技术特征：

1.一种用于为电动车辆(100)的辅助驱动装置(106)提供运行能量(109)的设备(102)，其中所述设备(102)具有以下特征：

2.根据权利要求1所述的设备(102)，其中，所述控制装置(214)在所述辅助驱动装置(106)的当前转速小于所述辅助驱动装置(106)的额定转速时，提供所述升压信号(204)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的设备(102)，其中，所述开关装置(206)具有用于将所述开关接头(208)与所述充电接口(210)连接的第一开关(222)以及用于将所述开关接头(208)与所述辅助接口(114)连接的第二开关(224)。

4.根据权利要求3所述的设备(102)，其中，所述开关装置(206)利用所述开关信号(205)使所述第一开关(222)和所述第二开关(224)闭合。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备(102)，其中，所述控制装置(214)读取代表施加于所述充电接口(210)的充电电压的相位的相位信号(220)，并且利用所述相位信号(220)提供所述升压信号(204)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备(102)，其中，所述开关装置(206)具有供电接口(228)，该供电接口用于为与所述供电接口(228)耦联的设施供电，并且其中，所述开关装置(206)利用所述开关信号(205)将所述开关接头(208)与所述充电接口(210)、所述辅助接口(114)和/或所述供电接口(228)连接。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备(102)，其中，所述逆变器(112)、所述开关装置(206)和所述控制装置(214)布置在共同的壳体(230)中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备(102)，其中，所述逆变器(112)响应充电信号地将施加于所述第二接头(202)的交流电压转换为直流电压，并提供给所述第一接头(200)用于所述车辆电池(104)的充电功能。

9.根据前述权利要求中任一项所述的设备(102)，其中，所述开关装置(206)具有驱动接口，该驱动接口用于为所述电动车辆(100)的与所述驱动接口连接的驱动马达供电，并且其中，所述开关装置(206)利用所述开关信号(205)将所述开关接头(208)与所述驱动接口或所述辅助接口(114)或所述充电接口(210)连接。

10.一种电动车辆(100)，其带有根据前述权利要求中任一项所述的设备(102)、与所述电池接口(111)连接的车辆电池(104)以及与所述辅助接口(114)连接的辅助驱动装置(106)。

11.一种用于为根据权利要求10所述的电动车辆(100)的辅助驱动装置(106)提供运行能量(109)的方法(400)，所述电动车辆(100)带有根据权利要求1至9中任一项所述的设备(102)，其中所述方法(400)包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了用于为电动车辆的辅助驱动装置提供运行能量的设备方法以及电动车辆。本发明提出了一种用于为电动车辆(100)的辅助驱动装置(106)提供运行能量(109)的设备(102)。该设备(102)具有电池接口(111)、针对升压功能将直流电压转换为交流电压的逆变器(112)。进一步地，所述设备(102)还具有开关装置，该开关装置带有将开关装置与所述逆变器连接的开关接头，以及所述设备具有用于将所述设备(102)与所述辅助驱动装置(106)的辅助接口(114)连接以及向所述设备(102)输送电能的充电接口。所述开关装置利用开关信号(205)将所述充电接口与所述开关接头和所述辅助接口(114)连接。

技术研发人员：F·泽曼,A·厄萨姆,M·马赫,Z·斯戴芬,V·德沃拉克,G·舍勒,M·恩吉卡特
受保护的技术使用者：ZF腓特烈斯哈芬股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12