Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ARRANGEMENT FOR A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/169685
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an arrangement (10) for a vehicle (5), in particular for an on-board network (6) of a railway vehicle (5), preferably for an emergency power railway battery system, comprising: - at least one charging path (11) for electrically coupling at least one electrical energy storage device (80) to a charging device (7) in order to charge the energy storage device (80), - at least one discharging path (12) for electrically coupling the energy storage device (80) to at least one load (8) in order to provide an energy supply to the load (8) by discharging the energy storage device (80), - at least one first activation means (K1) for the charging path (11) in order to activate the charging, - at least one second activation means (K2) for the discharging path (12) in order to activate the discharging, - a control arrangement (20) for providing actuation of the activation means (K1, K2) by a battery management system (1) in order to carry out the activation of the charging and discharging, - an emergency supply arrangement (30) of the discharging path (12) for independent retention of the activated discharging in order to maintain the energy supply, in particular independently of the actuation by the battery management system (1).

Inventors:
SCHAUERTE REINHARD (DE)
MESCHKE DIRK (DE)
FUCHS ANDREAS (DE)
TRAPP MAGNUS (DE)
Application Number:
EP2020/054396
Publication Date:
August 27, 2020
Filing Date:
February 19, 2020
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
HOPPECKE BATTERIEN GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
B61C3/02; B60L1/02; B60L1/14; B60L3/00; B60L53/22; B60L58/10; H02J7/00
Foreign References:
DE102017100771A12018-07-19
DE102011006395A12012-10-04
Other References:
ANONYMOUS: "Batterie de secours / Alimentation Secourue - F8CJS Radioamateur", 31 October 2018 (2018-10-31), XP055685480, Retrieved from the Internet [retrieved on 20200414]
Attorney, Agent or Firm:
VOGEL, Andreas (DE)
Download PDF:
Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Anordnung (10) für ein Fahrzeug (5), insbesondere für ein Bordnetz (6) eines Schienenfahrzeuges (5), vorzugsweise für ein Notstrom-Bahnbatteriesystem, aufweisend:

- wenigstens einen Ladepfad (11) zur elektrischen Kopplung wenigstens eines elektrischen Energiespeichers (80) mit einer Ladevorrichtung (7), um eine Aufladung des Energiespeichers (80) bereitzustellen,

- wenigstens einen Entladepfad (12) zur elektrischen Kopplung des Energiespeichers (80) mit wenigstens einer Last (8), um durch eine Entladung des Energiespeichers (80) eine Energieversorgung der Last (8) bereitzustellen,

- wenigstens ein erstes Aktivierungsmittel (K1) für den Ladepfad (11), um die Aufladung zu aktivieren,

- wenigstens ein zweites Aktivierungsmittel (K2) für den Entladepfad (12), um die Entladung zu aktivieren,

eine Kontrollanordnung (20) zur Bereitstellung einer Ansteuerung der Aktivierungsmittel (K1 , K2) durch ein Batteriemanagementsystem (1), um die Aktivierung der Auf- und Entladung vorzunehmen,

eine Notversorgungsanordnung (30) des Entladepfads (12) für eine selbstständige Beibehaltung der aktivierten Entladung, um die Energieversorgung aufrechtzuerhalten, insbesondere unabhängig von der Ansteuerung durch das Batteriemanagementsystem (1) aufrechtzuerhalten.

2. Anordnung (10) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Notversorgungsanordnung (30) ein Überwachungsmittel (31) zur Überwachung des Entladepfads (12) aufweist, um in Abhängigkeit von der Überwachung die aktivierte Entladung beizubehalten und/oder zu deaktivieren.

3. Anordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass das zweite Aktivierungsmittel (K2) als ein Unterspannungsrelais (K2) ausgebildet ist, sodass insbesondere das zweite Aktivierungsmittel (K2) das Überwachungsmittel (31) der Notversorgungsanordnung (30) bildet, um bei Detektion einer Unterspannung beim Entladepfad (12) die Entladung zu deaktivieren.

4. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Notversorgungsanordnung (30) dazu ausgeführt ist, die Entladung zu kontrollieren und insbesondere in Abhängigkeit von einer Überwachung des Entladepfads (12) zu deaktivieren, um eine Tiefenentladung bei dem Energiespeicher (80) zu verhindern, vorzugsweise durch die Deaktivierung der Entladung vor Erreichen einer Tiefenentladungsgrenze.

5. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Notversorgungsanordnung (30) den Entladepfad (12) elektrisch mit dem zweiten Aktivierungsmittel (K2) koppelt, um das zweite Aktivierungsmittel (K2) zur Beibehaltung der aktivierten Entladung anzusteuern, und vorzugsweise um das zweite Aktivierungsmittel (K2) durch den Energiespeicher (80) unabhängig von einer elektrischen Energieversorgung des Batteriemanagementsystems (1) elektrisch zu versorgen.

6. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Notversorgungsanordnung (30) als eine Selbsthalteschaltung ausgeführt ist, um nach einer Aktivierung des zweiten Aktivierungsmittels (K2) durch die Kontrollanordnung (20), und somit bei aktivierter Entladung, das zweite Aktivierungsmittel (K2) selbst aktiv zu halten.

7. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Anordnung (10) den wenigstens einen Energiespeicher (80) aufweist, wobei der wenigstens eine Energiespeicher (80) als eine wiederaufladbare Notstro batterie ausgebildet ist, vorzugsweise in der Form eines Lithium-Ionen-Akkumulators.

8. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das erste Aktivierungsmittel (K1) eine erste Schalteinheit (K1‘) aufweist, um die Aufladung des Energiespeichers (80) zu schalten, und das zweite Aktivierungsmittel (K2) eine zweite Schalteinheit (K2‘) aufweist, um die Entladung des Energiespeichers (80) zu schalten, wobei das erste Aktivierungsmittel (K1) zur unmittelbaren Ansteuerung durch die Kontrollanordnung (20) mit der Kontrollanordnung (20) verschaltet ist, und das zweite Aktivierungsmittel (K2) zur Ansteuerung parallel zu einer Ansteuerung durch die Notversorgungsanordnung (30) mit der Kontrollanordnung (20) verschaltet ist.

9. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kontrollanordnung (20) einen ersten Steuerschalter (S1) zur Aktivierung und Deaktivierung des ersten Aktivierungsmittels (K1) aufweist, und einen zweiten Steuerschalter (S2) nur zur Aktivierung des zweiten Aktivierungsmittels (K2) aufweist, sodass nur die Notversorgungsanordnung (30) zur Deaktivierung des zweiten Aktivierungsmittels (K2) ausgeführt ist.

10. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kontrollanordnung (20) einen zweiten Steuerschalter (S2) nur zur Initiierung der Aktivierung des zweiten Aktivierungsmittels (K2) aufweist, sodass ausschließlich die Notversorgungsanordnung (30) zur Beibehaltung der Aktivierung und Deaktivierung des zweiten Aktivierungsmittels (K2) ausgeführt ist.

11. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Notversorgungsanordnung (30) elektrisch mit dem Entladepfad (12) verbunden ist, um das zweite Aktivierungsmittel (K2) durch den Energiespeicher (80) elektrisch zu betreiben, und somit unabhängig von einer Energieversorgung und/oder einem Zustand des Batteriemanagementsystems (1).

12. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Ladepfad (11) und der Entladepfad (12) sich unterscheiden, um einen elektrischen Auflade- und/oder Entladestrom (le, la) des Energiespeichers (80) über verschiedene Strompfade zu leiten.

13. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass eine Diode (D1) mit dem Energiespeicher (80) verschaltet ist, um einen elektrischen Stromfluss zur Auf- und Entladung voneinander zu trennen, insbesondere um einen Auflade- und/oder Entladestrom (la, le) des Energiespeichers (80) durch die unterschiedlichen Pfade (11 , 12), nämlich den Ladepfad (11) und den Entladepfad (12), zu leiten.

14. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das erste Aktivierungsmittel (K1) eine erste Schalteinheit (K1‘) zum Aktivieren und Deaktivieren der Aufladung aufweist, um einen elektrischen Aufladestrom (la) durch den Ladepfad (11) zum Energiespeicher (80) zu schalten, wobei vorzugsweise die erste Schalteinheit (K1‘) zur Überbrückung und vorzugsweise parallel zur Diode (D1) geschaltet ist.

15. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das zweite Aktivierungsmittel (K2) eine zweite Schalteinheit (K2‘, 33) zum Aktivieren und Deaktivieren der Entladung aufweist, um einen elektrischen Entladestrom (le) des Energiespeichers (80) durch den Entladepfad (12) zu schalten, wobei vorzugsweise die zweite Schalteinheit (K2‘, 33) seriell zur Diode (D1) geschaltet ist.

16. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das zweite Aktivierungsmittel (K2) eine weitere zweite Schalteinheit (K2‘, 32) zur Selbsthaltung des zweiten Aktivierungsmittels (K2) aufweist, um einen Steuerstrom (Is) zum zweiten Aktivierungsmittel (K2) zu schalten, vorzugsweise um durch den Steuerstrom (Is) das zweite Aktivierungsmittel (K2) in Abhängigkeit von einer Überwachung des Steuerstroms (Is) durch das zweite Aktivierungsmittels (K2) aktiviert zu halten, um hierdurch die Schalteinheiten (K2‘, 32, 33) des zweiten Aktivierungsmittels (K2) geschlossen zu halten, bis ein Überwachungsereignis vorliegt, bei welchem die Schalteinheiten (K2‘, 32, 33) des zweiten Aktivierungsmittels (K2) geöffnet werden, um die Entladung zu deaktivieren.

17. System, aufweisend:

- wenigstens einen elektrischen Energiespeicher (80) zur elektrischen Energieversorgung bei einem Bordnetz (6) eines Fahrzeuges (5), insbesondere bei einem Bordnetz (6) eines Schienenfahrzeuges (5), vorzugsweise bei einem Notstrom-Bahnbatteriesystem,

eine Ladevorrichtung (7) für eine Aufladung des Energiespeichers (80),

ein Batteriemanagementsystem (1) zur Überwachung des Energiespeichers (80),

- wenigstens einen Ladepfad (11), welcher den Energiespeicher (80) mit der Ladevorrichtung (7) elektrisch koppelt, um die Aufladung des Energiespeichers (80) bereitzustellen,

- wenigstens einen Entladepfad (12) zur elektrischen Kopplung des Energiespeichers (80) mit wenigstens einer Last (8) des Bordnetzes (6), um durch eine Entladung des Energiespeichers (80) eine Energieversorgung der Last (8) bereitzustellen, - wenigstens ein erstes Aktivierungsmittel (K1) für den Ladepfad (11), um die Aufladung zu aktivieren,

- wenigstens ein zweites Aktivierungsmittel (K2) für den Entladepfad (12), um die Entladung zu aktivieren,

eine Kontrollanordnung (20), welche mit dem Batteriemanagementsystem (1) und mit den Aktivierungsmitteln (K1 , K2) elektrisch verschaltet ist, um eine Ansteuerung der Aktivierungsmittel (K1 , K2) durch das Batteriemanagementsystem (1) bereitzustellen, um die Aktivierung der Auf- und Entladung vorzunehmen,

eine Notversorgungsanordnung (30) des Entladepfads (12) für eine selbstständige Beibehaltung der aktivierten Entladung, um die Energieversorgung aufrechtzuerhalten, insbesondere unabhängig von der Ansteuerung durch das Batteriemanagementsystem (1) aufrechtzuerhalten.

18. System nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Batteriemanagementsystem (1) wenigstens eine Überwachungsfunktion für den Energiespeicher (80) bereitstellt, um die Aufladung mittels der Überwachungsfunktion zu deaktivieren, wobei eine Deaktivierung der Entladung durch das Batteriemanagementsystem (1) durch die Notversorgungsanordnung (30) verhindert ist.

19. System nach einem der Ansprüche 17 oder 18,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Batteriemanagementsystem (1) wenigstens eine der nachfolgenden Überwachungsfunktionen für den Energiespeicher (80) bereitstellt:

Überwachen einer Überladung des Energiespeichers (80),

Überwachen einer Übertemperatur des Energiespeichers (80),

Überwachen einer Spannung am Energiespeicher (80), um in Abhängigkeit von der Überwachung die Aufladung zu deaktivieren.

20. System nach einem der Ansprüche 17 bis 19,

dadurch gekennzeichnet,

dass das System eine Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 aufweist.

21. Verfahren zur Steuerung der Energieversorgung bei einem Fahrzeug (5), insbesondere bei einem Bordnetz (6) eines Schienenfahrzeuges (5), vorzugsweise für ein Notstrom- Bahnbatteriesystem, wobei die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden:

Steuern einer Aufladung eines Energiespeichers (80) durch ein

Batteriemanagementsystem (1),

- Aktivieren einer Entladung des Energiespeichers (80) durch das

Batteriemanagementsystem (1), um durch die Entladung des Energiespeichers (80) eine Energieversorgung wenigstens einer Last (8) des Fahrzeuges (5) bereitzustellen,

Durchführen einer Überwachung der Entladung durch eine Notversorgungsanordnung (30), insbesondere unabhängig vom Batteriemanagementsystem (1),

Erhalten der aktivieren Entladung so lange, bis ein Überwachungsereignis bei der Überwachung vorliegt, insbesondere unabhängig vom Batteriemanagementsystem (1), um die Energieversorgung stets bis zum Vorliegen des

Überwachungsereignisses aufrechtzuerhalten.

22. Verfahren nach Anspruch 21 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Überwachungsereignis ein Unterschreiten eines vorgegebenen

Spannungswertes bei dem Energiespeicher (80) bei der Entladung ist, wobei der vorgegebene Spannungswert für eine Tiefenentladung spezifisch ist.

23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22,

dadurch gekennzeichnet,

dass durch die Notversorgungsanordnung (30) eine Deaktivierung der Entladung durch das Batteriemanagementsystem (1) verhindert wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23,

dadurch gekennzeichnet,

dass eine Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 und/oder ein System nach einem der Ansprüche 17 bis 20 betrieben wird.

Description:
Anordnung für ein Fahrzeug

B e s c h r e i b u n g

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für ein Fahrzeug. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein System sowie ein Verfahren.

Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass Energiespeicher zur Energieversorgung einer Last genutzt werden. Abhängig vom Typ des Energiespeichers erfolgt eine Überwachung durch ein Batteriemanagementsystem (BMS), um die Auf- und Entladung zu steuern. Auf diese Weise kann die Aufladung des Energiespeichers aktiviert und wieder deaktiviert werden, je nach Ladezustand des Energiespeichers. Es handelt sich dann dabei um eine erste Überwachungsfunktion des BMS. Eine mögliche zweite Überwachungsfunktion kann das Entladen betreffen, also die Energieversorgung der Last. Das Entladen wird z. B. durch das BMS deaktiviert, wenn der Ladezustand des Energiespeichers zu gering ist, und somit eine Tiefenentladung droht. Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist, dass im Falle eines Fehlers oder Ausfalls des BMS die Energieversorgung nicht mehr gewährleistet ist. Insbesondere ist es ein Nachteil, dass eine Notstromversorgung dann nicht zuverlässig möglich ist.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Möglichkeit zur Energieversorgung bereitzustellen.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 17 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 22. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch eine Anordnung für ein Fahrzeug, insbesondere eine elektronische Schaltung für ein elektrisches Notsystem des Fahrzeuges. Das Fahrzeug ist dabei bspw. als wenigstens ein Schienenfahrzeug, vorzugsweise als ein Bahnsystem wie ein Zug und/oder Verbund aus Schienenfahrzeugen und/oder Reisezug und/oder dergleichen, ausgebildet.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann dabei wenigstens eine der nachfolgenden Komponenten aufweisen:

wenigstens einen Ladepfad zur elektrischen Kopplung wenigstens eines elektrischen Energiespeichers mit einer Ladevorrichtung (wie ein Ladegerät des Bordnetzes), um eine Aufladung des Energiespeichers bereitzustellen, vorzugsweise durch eine Leitung eines elektrischen Aufladestroms von der Ladevorrichtung über den Ladepfad an den Energiespeicher, wenigstens einen Entladepfad zur elektrischen Kopplung des Energiespeichers mit wenigstens einer Last, um durch eine Entladung des Energiespeichers eine Energieversorgung der Last bereitzustellen, vorzugsweise durch eine Leitung eines elektrischen Entladestroms von dem Energiespeicher über den Entladepfad an die wenigstens eine Last,

wenigstens ein erstes Aktivierungsmittel, wie ein Relais (insbesondere Schütz) und/oder elektronischer Schalter, für den Ladepfad, um die Aufladung zu aktivieren, vorzugsweise den Aufladestrom zu schalten,

wenigstens ein zweites Aktivierungsmittel, wie ein Relais (insbesondere Schütz) und/oder elektronischer Schalter, für den Entladepfad, um die Entladung zu aktivieren, vorzugsweise den Entladestrom zu schalten,

eine Kontrollanordnung zur Bereitstellung einer Ansteuerung der Aktivierungsmittel durch ein Batteriemanagementsystem, um die Aktivierung der Auf- und Entladung vorzunehmen, vorzugsweise zu schalten,

eine Notversorgungsanordnung des Entladepfads (d. h. für den Entladepfad) für eine selbstständige Beibehaltung der aktivierten Entladung, vorzugsweise unabhängig von dem Batteriemanagementsystem, um die Energieversorgung aufrechtzuerhalten, insbesondere unabhängig von der Ansteuerung durch das Batteriemanagementsystem aufrechtzuerhalten, und um bevorzugt dabei eine Deaktivierung der aktivierten Entladung durch das Batteriemanagementsystem zu verhindern, besonders bevorzugt durch eine Überbrückung der Kontrollanordnung.

Dies hat den Vorteil, dass die Versorgung der Last und insbesondere des Bordnetzes bei einem Ausfall des Batteriemanagementsystems weiterhin bereitgestellt werden kann. Damit wird eine besonders zuverlässige Möglichkeit zur Notstromversorgung bereitgestellt.

Die Aktivierungsmittel weisen dabei z. B. Schalteinheiten auf, welche in den Entlade- und Ladepfad integriert sind, um in Abhängigkeit von der Ansteuerung durch die Kontrollanordnung geschlossen zu werden. Dies ermöglicht die Aktivierung der Auf- und Entladung. Dabei kann es möglich sein, dass die Kontrollanordnung bzw. das Batteriemanagementsystem über die Kontrollanordnung ein Schließen und Öffnen der Schalteinheit(en) des ersten Aktivierungsmittels initiieren kann, und hingegen lediglich ein Schließen (also kein Öffnen) der Schalteinheit(en) des zweiten Aktivierungsmittels initiieren kann. Damit ist sichergestellt, dass das Batteriemanagementsystem die Entladung nicht deaktivieren oder unterbrechen kann. Auch bei einem Ausfall oder Fehler des Batteriemanagementsystems ist damit die Energieversorgung sichergestellt.

Herkömmlicherweise weisen Batterien zwei Anschlüsse auf, einen Pluspol und einen Minuspol, über denen die Batterie geladen und entladen wird. Erfindungsgemäß kann bei dem Energiespeicher jedoch die Lade- und die Entladerichtung getrennt ausgeführt sein. Der Ladeanschluss, an der der Energiespeicher an der Ladevorrichtung - und bei Bahn- Bordnetzbatterien in der Regel auch das Netzteil für die Bordnetzversorgung - angeschlossen wird, kann dabei durch die Überwachungsfunktionen des Batteriemanagementsystems abgeschaltet werden, insbesondere über das erste Aktivierungsmittel. Der Entladeanschluss kann dagegen durch die Überwachungsfunktionen nicht abgeschaltet werden. Durch diese Trennung der Lade- und der Entladerichtung kann die Energieversorgung, insbesondere die Bordnetzversorgung, durch den Energiespeicher auch im Falle des Ausfalls oder einer Fehlfunktion der Batteriemanagementsystem- Elektronik sichergestellt werden.

Der Energiespeicher dient vorteilhafterweise als Notstrombatterie für den Einsatz zur Notstromversorgung im Bahnbereich. Dabei werden bei N otstro m batte rien im Bahnbereich hohe Anforderungen an die Verfügbarkeit gestellt. Die Verfügbarkeit kann durch die Nutzung der Notversorgungsanordnung verbessert werden. Vorzugsweise ist hierzu die Notversorgungsanordnung unabhängig und/oder separat und/oder autark vom Batteriemanagementsystem ausgebildet, bevorzugt mit einer geringeren technischen Komplexität als das Batteriemanagementsystem. Eine Deaktivierung der Entladung durch das Batteriemanagementsystem kann dabei auch vollständig verhindert sein. Bevorzugt sind zur Deaktivierung der Entladung des Energiespeichers neben der Notversorgungsanordnung mit dem zweiten Aktivierungsmittel nur manuelle Deaktivierungsmittel (wie manuell bedienbare Schlüsselschalter) vorgesehen.

Eine erfindungsgemäße Anordnung kann zur Verwendung bei einem Bordnetz des Fahrzeuges bzw. des Schienenfahrzeuges dienen, vorzugsweise für ein Notstrom- Bahnbatteriesystem des Fahrzeuges. Das Bordnetz umfasst z. B. die wenigstens eine Last und/oder die Ladevorrichtung und/oder das Batteriemanagementsystem (BMS) und/oder die erfindungsgemäße Anordnung. Die wenigstens eine Last kann jeweils ein elektrischer Verbraucher sein, wie eine Beleuchtung des Fahrzeuges und/oder ein Türöffner des Fahrzeuges und/oder ein Funkgerät des Fahrzeuges („Zugfunk“). Die genannten Verbraucher können dabei als sicherheitsrelevante Last angesehen werden, und entsprechend im Notbetrieb bei einer Notstromversorgung weiterhin betrieben werden. Darüber hinaus können auch noch weitere Verbraucher im Bordnetz vorgesehen sein, welche (ggf. auch sukzessive) bei einer Notstromversorgung abgeschaltet werden. Auch die sicherheitsrelevante Last kann bei einer Notstromversorgung in Abhängigkeit von einem Ladezustand des Energiespeichers ggf. sukzessive abgeschaltet werden.

Es ist ferner im Rahmen der Erfindung möglich, dass der wenigstens eine Energiespeicher als ein solcher Energiespeicher ausgebildet ist, welcher für den Einsatz im Bordnetz (insbesondere als Notstrombatterie) eine Überwachung der Auf- und Entladung des Energiespeichers erfordert, und/oder dass der wenigstens eine Energiespeicher als eine wiederaufladbare Lithium-Batterie ausgebildet ist. Insbesondere bei solchen Energiespeichern, welche als Notstrombatterien im Bahnbereich Verwendung finden, müssen hohe Anforderungen an die Verfügbarkeit gestellt werden. Daher ist es möglich, zur Sicherstellung dieser Anforderungen Blei-Säure- oder Ni-Cd-Batterien als Energiespeicher zu verwenden. Hingegen ist bei einer Lithium- Batterie als Energiespeicher die Nutzung eines BMS besonders vorteilhaft, um den Energiespeicher zu überwachen. Jedoch bietet ein BMS ggf. nicht die erforderliche Verfügbarkeit, sodass erfindungsgemäß eine zusätzliche (und vom BMS unabhängige) Notversorgungsanordnung den Einsatz des Energiespeichers für das Bordnetz und insbesondere als Notstrombatterie erst ermöglichen kann.

Eine erfindungsgemäße Anordnung kann z. B. in einem Gehäuse angeordnet sein, und elektrische Komponenten aufweisen, welche frei miteinander verdrahtet sind. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn wenigstens eines der Aktivierungsmittel als Relais und vorzugsweise Schütz ausgebildet ist. Auch ist es möglich, dass die Komponenten zumindest teilweise auf einer Leiterplatte angeordnet und über Leiterbahnen miteinander elektrisch verbunden sind. Dies ist z. B. bei der Ausbildung wenigstens eines der Aktivierungsmittel als ein elektronischer Schalter, vorzugsweise Leistungs-Halbleiterschalter denkbar. Es ist ferner denkbar, dass die Notversorgungsanordnung ein Überwachungsmittel zur Überwachung des Entladepfads aufweist, um in Abhängigkeit von der Überwachung die aktivierte Entladung beizubehalten und/oder zu deaktivieren. Da die Notversorgungsanordnung zur Notversorgung der Last und insbesondere des Bordnetzes dienen kann, ist es sinnvoll, die Entladung solange wie möglich beizubehalten. Eine Grenze ist dabei ggf. durch den Ladezustand des Energiespeichers gesetzt, da die Tiefenentladung des Energiespeichers vermieden werden sollte. Entsprechend kann die Überwachung eine Erfassung des Ladezustands und insbesondere Messung einer Spannung am Energiespeicher umfassen. Auf diese Weise lässt sich eine drohende Tiefenentladung feststellen, und zur Vermeidung die Entladung deaktivieren. Eine solche Funktion kann dabei grundsätzlich auch durch das BMS bereitgestellt sein, jedoch bei der erfindungsgemäßen Anordnung zur Erhöhung der Verfügbarkeit (insbesondere mittels der Selbsthaltung) überbrückt sein. Das Überwachungsmittel weist zur Erfassung bzw. Messung bspw. einen Sensor oder eine elektrische Anpassung und/oder dergleichen auf, um insbesondere einen Spannungswert zu erfassen.

Bevorzugt kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das zweite Aktivierungsmittel als ein Unterspannungsrelais ausgebildet ist, sodass insbesondere das zweite Aktivierungsmittel das Überwachungsmittel der Notversorgungsanordnung bildet, um bei Detektion einer Unterspannung beim Entladepfad die Entladung zu deaktivieren. Die Unterspannung wird z. B. dadurch detektiert, dass ein durch das Unterspannungsrelais gemessener Spannungswert mit einem Grenzwert (oberhalb einer Tiefenentladungsgrenze) verglichen wird. Bei Unterschreiten dieses Grenzwertes durch den gemessenen Spannungswert erfolgt die Detektion und es tritt entsprechend ein Überwachungsereignis auf. Dies hat dann insbesondere ein Öffnen der Schalteinheit(en) des zweiten Aktivierungsmittels im Entladepfad zur Folge, um die Entladung zu deaktivieren.

Es kann optional möglich sein, dass die Notversorgungsanordnung dazu ausgeführt ist, die Entladung zu kontrollieren (insbesondere zu steuern) und vorzugsweise in Abhängigkeit von einer Überwachung des Entladepfads zu deaktivieren, um bevorzugt eine Tiefenentladung bei dem Energiespeicher zu verhindern, besonders bevorzugt durch die Deaktivierung der Entladung vor Erreichen einer Tiefenentladungsgrenze. Dabei kann vor Erreichen der Tiefenentladungsgrenze ein Überwachungsereignis ausgelöst werden, um die Entladung rechtzeitig zu deaktivieren. Zur Auslösung des Überwachungsereignisses wird z. B. ein Überwachungsmittel eingesetzt, welches bspw. eine Spannung am Energiespeicher überwacht.

Es ist ferner denkbar, dass die Notversorgungsanordnung den Entladepfad elektrisch mit dem zweiten Aktivierungsmittel koppelt, um das zweite Aktivierungsmittel zur Beibehaltung der aktivierten Entladung anzusteuern, und vorzugsweise um das zweite Aktivierungsmittel durch den Energiespeicher unabhängig von einer elektrischen Energieversorgung des Batteriemanagementsystems elektrisch zu versorgen. Dies dient insbesondere dazu, die Versorgung des Bordnetzes auch bei einem Ausfall der Energieversorgung für das Batteriemanagementsystem bereitzustellen.

Gemäß einem weiteren Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Notversorgungsanordnung als eine Selbsthalteschaltung ausgeführt ist, um nach einer Aktivierung des zweiten Aktivierungsmittels durch die Kontrollanordnung, und somit bei aktivierter Entladung, das zweite Aktivierungsmittel selbst aktiv zu halten. Hierzu kann der Entladepfad elektrisch mit dem Steuerstromkreis des zweiten Aktivierungsmittels über wenigstens eine Schalteinheit des zweiten Aktivierungsmittels verbunden sein. Auf diese Weise kann eine Selbsthaltung bereitgestellt werden, wenn das zweite Aktivierungsmittel angesteuert (aktiviert) wird und somit die Schalteinheit schließt. Außerdem kann eine andere Schalteinheit des zweiten Aktivierungsmittels einen Laststromkreis des zweiten Aktivierungsmittels für die Entladung und Energieversorgung der Last schalten.

Es kann ferner möglich sein, dass die Anordnung den wenigstens einen Energiespeicher aufweist, wobei der wenigstens eine Energiespeicher als eine wiederaufladbare Notstrombatterie ausgebildet ist, vorzugsweise in der Form eines Lithium-Ionen- Akkumulators. Da eine solche wiederaufladbare Lithium-Ionen (Li-Ion)-Batterie nach einer Tiefenentladung nicht mehr wieder geladen werden darf, da es sonst zu zellinternen Kurzschlüssen kommen kann, sollte der Energiespeicher vor Erreichen der Tiefentladungsgrenze abgeschaltet werden. Für diese Funktion stehen z. B.

Unterspannungsrelais, die sehr geringe Ausfallraten aufweisen, als zweites

Aktivierungsmittel zur Verfügung. Für den Einsatz im Schienenverkehr können Li-Ion Batterien als der Energiespeicher besonders vorteilhaft sein. Insbesondere die höhere Energiedichte ist hier sinnvoll. Li-Ion Batterien benötigen aber häufig zum sicheren Betrieb ein BMS. Das BMS überwacht den Zustand der einzelnen Zellen und verhindert beispielsweise das Überladen der Zellen des Energiespeichers. Diese Überwachung ist z. B. dann nötig, wenn Zellen, die nicht überwacht werden, durch Überladung zerstört werden können. Da es sich bei den BMS um elektronische Schaltungen handelt, die aus vielen elektronischen Bauteilen bestehen, haben die Batterien, die eine solche Überwachung benötigen, die die Batterien auch abschalten können, eine deutlich erhöhte Ausfallrate als Batterien, die diese Überwachung nicht benötigen. Dies kann durch die Nutzung einer Notversorgungsanordnung zumindest teilweise verbessert werden, da die Abschaltung der Entladung dann nicht mehr durch das BMS bereitgestellt wird.

Es kann von Vorteil sein, wenn im Rahmen der Erfindung das erste Aktivierungsmittel eine erste Schalteinheit aufweist, um die Aufladung des Energiespeichers zu schalten, und das zweite Aktivierungsmittel eine zweite Schalteinheit aufweist, um die Entladung des Energiespeichers zu schalten, wobei vorzugsweise das erste Aktivierungsmittel zur unmittelbaren Ansteuerung durch die Kontrollanordnung mit der Kontrollanordnung verschaltet ist, und/oder das zweite Aktivierungsmittel zur Ansteuerung parallel zu einer Ansteuerung durch die Notversorgungsanordnung mit der Kontrollanordnung verschaltet ist. Entsprechend kann die Ansteuerung des zweiten Aktivierungsmittels sowohl durch die Kontrollanordnung erfolgen, jedoch nur zum Einschalten, und zusätzlich zum Ausschalten des zweiten Aktivierungsmittels durch die Notversorgungsanordnung erfolgen. In anderen Worten überbrückt die Notversorgungsanordnung das Ausschalten durch die Kontrollanordnung für das zweite Aktivierungsmittel.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kontrollanordnung einen ersten Steuerschalter zur Aktivierung und Deaktivierung des ersten Aktivierungsmittels aufweist, und/oder einen zweiten Steuerschalter nur zur Aktivierung des zweiten Aktivierungsmittels aufweist, sodass nur die Notversorgungsanordnung zur Deaktivierung des zweiten Aktivierungsmittels ausgeführt ist. Der erste Steuerschalter ist hierzu z. B. in einen Steuerstromkreis des ersten Aktivierungsmittels integriert, und der zweite Steuerschalter in einen Steuerstromkreis des zweiten Aktivierungsmittels integriert. Ferner kann der zweite Steuerschalter parallel zu einer (weiteren zweiten) Schalteinheit des zweiten Aktivierungsmittels verschaltet sein, sodass sowohl der zweite Steuerschalter als auch die Schalteinheit das Aktivierungsmittel aktivieren können.

Außerdem ist es von Vorteil, wenn die Kontrollanordnung einen zweiten Steuerschalter nur zur Initiierung der Aktivierung des zweiten Aktivierungsmittels aufweist, sodass ausschließlich die Notversorgungsanordnung zur Beibehaltung (d. h. Selbsthaltung) der Aktivierung und Deaktivierung des zweiten Aktivierungsmittels ausgeführt ist. Hierzu kann der zweite Steuerschalter parallel zu einer (weiteren zweiten) Schalteinheit des zweiten Aktivierungsmittels verschaltet sein, sodass sowohl der zweite Steuerschalter als auch die Schalteinheit das Aktivierungsmittel aktivieren können.

In einer weiteren Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass die Notversorgungsanordnung elektrisch mit dem Entladepfad verbunden ist, um das zweite Aktivierungsmittel durch den Energiespeicher elektrisch zu betreiben, und vorzugsweise somit unabhängig von einer Energieversorgung und/oder einem Zustand des Batteriemanagementsystems. Damit kann auch bei einer Störung bei dem BMS bzw. der Energieversorgung für das BMS eine Notversorgung bereitgestellt werden.

Nach einer weiteren Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass der Ladepfad und der Entladepfad sich unterscheiden, um einen elektrischen Auflade- und/oder Entladestrom des Energiespeichers über verschiedene Strompfade zu leiten. Auf diese Weise kann im Notbetrieb mit höherer Zuverlässigkeit und insbesondere ausschließlich die Entladung bereitgestellt werden.

Ferner ist es denkbar, dass eine Diode mit dem Energiespeicher verschaltet ist, um einen elektrischen Stromfluss zur Auf- und Entladung voneinander zu trennen, insbesondere um einen Auflade- und/oder Entladestrom des Energiespeichers durch die unterschiedlichen Pfade, nämlich den Ladepfad und den Entladepfad, zu leiten. Dies hat dabei auch den Vorteil, dass die Aufladung schaltbar ist und/oder ein Rückfluss von Ladungen von der Last zu dem Energiespeicher vermieden wird.

Ein weiterer Vorteil im Rahmen der Erfindung ist erzielbar, wenn das erste Aktivierungsmittel eine erste Schalteinheit zum Aktivieren und Deaktivieren der Aufladung aufweist, um einen elektrischen Aufladestrom durch den Ladepfad zum Energiespeicher zu schalten, wobei vorzugsweise die erste Schalteinheit zur Überbrückung und vorzugsweise parallel zur (vorgenannten) Diode geschaltet ist. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass das zweite Aktivierungsmittel eine zweite Schalteinheit (insbesondere Entladeschalteinheit der Notversorgungsanordnung) zum Aktivieren und Deaktivieren der Entladung aufweist, um einen elektrischen Entladestrom des Energiespeichers durch den Entladepfad zu schalten, wobei vorzugsweise die zweite Schalteinheit seriell zur (vorgenannten) Diode geschaltet ist. Auf diese Weise kann ein getrennter Lade- und Entladepfad bereitgestellt werden.

Bevorzugt kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das zweite Aktivierungsmittel eine weitere zweite Schalteinheit (insbesondere Selbsthalteschalteinheit der Notversorgungsanordnung) zur Selbsthaltung des zweiten Aktivierungsmittels aufweist, um einen Steuerstrom zum zweiten Aktivierungsmittel zu schalten, vorzugsweise um durch den Steuerstrom das zweite Aktivierungsmittel in Abhängigkeit von einer Überwachung des Steuerstroms durch das zweite Aktivierungsmittel aktiviert zu halten. Dies kann dazu dienen, die Schalteinheiten des zweiten Aktivierungsmittels geschlossen zu halten, bis ein Überwachungsereignis vorliegt. Bei dem Auftreten des Überwachungsereignisses können dann die Schalteinheiten des zweiten Aktivierungsmittels geöffnet werden, um die Entladung zu deaktivieren. Dies ermöglicht eine zuverlässige Entladung im Notstrombetrieb, bis das Überwachungsereignis ausgelöst wird. Das Überwachungsereignis ist z. B. für einen kritischen Zustand des Energiespeichers spezifisch, bei welchem die Entladung deaktiviert werden sollte.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein System, aufweisend:

wenigstens einen elektrischen (vorzugsweise wiederaufladbaren) Energiespeicher zur elektrischen Energieversorgung bei einem Bordnetz eines Fahrzeuges, insbesondere bei einem Bordnetz eines Schienenfahrzeuges, vorzugsweise bei einem Notstrom-Bahnbatteriesystem,

eine Ladevorrichtung, insbesondere ein Ladegerät, für eine Aufladung des Energiespeichers,

ein Batteriemanagementsystem zur Überwachung des Energiespeichers, wenigstens einen Ladepfad, welcher den Energiespeicher mit der Ladevorrichtung elektrisch koppelt, um die Aufladung des Energiespeichers bereitzustellen, wenigstens einen Entladepfad zur elektrischen Kopplung des Energiespeichers mit wenigstens einer Last des Bordnetzes, um durch eine Entladung des Energiespeichers eine Energieversorgung der Last bereitzustellen,

wenigstens ein erstes Aktivierungsmittel für den Ladepfad, um die Aufladung zu aktivieren,

wenigstens ein zweites Aktivierungsmittel für den Entladepfad, um die Entladung zu aktivieren,

eine Kontrollanordnung, welche mit dem Batteriemanagementsystem und mit den Aktivierungsmitteln elektrisch verschaltet ist, um eine Ansteuerung der Aktivierungsmittel durch das Batteriemanagementsystem bereitzustellen, um die Aktivierung der Auf- und Entladung vorzunehmen,

eine Notversorgungsanordnung des Entladepfads für eine selbstständige Beibehaltung der aktivierten Entladung, um die Energieversorgung aufrechtzuerhalten, insbesondere unabhängig von der Ansteuerung durch das Batteriemanagementsystem aufrechtzuerhalten.

Damit bringt das erfindungsgemäße System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Anordnung beschrieben worden sind. Zudem kann das System eine erfindungsgemäße Anordnung aufweisen.

Von weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Ladevorrichtung als ein Ladegerät und/oder Netzteil für die Bordnetzversorgung des Bordnetzes des Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, ausgeführt ist.

Ein weiterer Vorteil im Rahmen der Erfindung ist erzielbar, wenn das Batteriemanagementsystem wenigstens eine Überwachungsfunktion für den Energiespeicher bereitstellt, um die Aufladung mittels der Überwachungsfunktion zu deaktivieren, wobei vorzugsweise eine Deaktivierung der Entladung durch das Batteriemanagementsystem (durch die Notversorgungsanordnung) verhindert ist. Hierzu überbrückt die Notversorgungsanordnung bspw. die Kontrollanordnung, insbesondere mittels einer Selbsthaltung.

Ferner kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Batteriemanagementsystem wenigstens eine der nachfolgenden Überwachungsfunktionen für den Energiespeicher bereitstellt:

Überwachen einer Überladung des Energiespeichers,

Überwachen einer Übertemperatur des Energiespeichers,

Überwachen einer Spannung am Energiespeicher,

um in Abhängigkeit von der Überwachung die Aufladung zu deaktivieren. Dies ermöglicht einen sicheren und langlebigen Betrieb des Energiespeichers.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung der Energieversorgung bei einem Fahrzeug, insbesondere bei einem Bordnetz eines Schienenfahrzeuges, vorzugsweise für ein Notstrom-Bahnbatteriesystem. Hierbei ist vorgesehen, dass die nachfolgenden Schritte (oder wenigstens einer der nachfolgenden Schritte) durchgeführt werden, bevorzugt nacheinander in der angegebenen oder in beliebiger Reihenfolge:

Optional: Durchführen einer Lade- und/oder Entlade-Überwachung eines elektrischen Stroms in Lade- oder Entladerichtung, bevorzugt am Lade- und/oder Entladepfad,

Steuern einer Aufladung eines Energiespeichers (des Fahrzeuges) durch ein Batteriemanagementsystem (des Fahrzeuges), vorzugsweise in Abhängigkeit von der Lade- und/oder Entlade-Überwachung, bevorzugt durch ein Durchführen der Aufladung und anschließendes Abschalten der Aufladung, wenn ein vorgegebener Ladezustand des Energiespeichers erreicht ist und/oder der überwachte Strom einen Grenzwert unterschreitet und/oder einen weiteren dazu höheren Grenzwert überschreitet,

Aktivieren einer Entladung des Energiespeichers durch das Batteriemanagementsystem, um durch die Entladung des Energiespeichers eine Energieversorgung wenigstens einer Last des Fahrzeuges bereitzustellen,

Durchführen einer Überwachung der Entladung durch eine Notversorgungsanordnung, bevorzugt durch die Lade- und/oder Entlade- Überwachung des elektrischen Stroms in Lade- oder Entladerichtung und/oder im Entladepfad, insbesondere durch ein zweites Aktivierungsmittel, vorzugsweise unabhängig vom Batteriemanagementsystem,

Erhalten der aktivieren Entladung so lange, bis ein Überwachungsereignis bei der Überwachung vorliegt, insbesondere unabhängig vom Batteriemanagementsystem.

Auf diese Weise kann die Energieversorgung stets bis zum Vorliegen des Überwachungsereignisses aufrechterhalten werden, insbesondere ohne dass eine Deaktivierung der Entladung und/oder Energieversorgung durch das BMS möglich ist.

Damit bringt das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Anordnung und/oder ein erfindungsgemäßes System beschrieben worden sind. Zudem kann das Verfahren geeignet sein, eine erfindungsgemäße Anordnung und/oder ein erfindungsgemäßes System zu betreiben.

Zudem ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass das Überwachungsereignis ein Unterschreiten eines vorgegebenen Strom- und/oder Spannungswertes (Grenzwertes) bei dem Energiespeicher bei der Entladung ist, wobei der vorgegebene Strom- und/oder Spannungswert für eine Tiefenentladung spezifisch ist. Hierzu kann z. B. eine Messung des Entladestroms und/oder der Spannung des Energiespeichers durchgeführt werden, und der gemessene Strom- und/oder Spannungswert mit dem vorgegebenen Strom- und/oder Spannungswert verglichen werden. Diese Messung wird bspw. wiederholt durch die Notversorgungsanordnung und/oder das zweite Aktivierungsmittel durchgeführt.

Auch ist es optional denkbar, dass durch die Notversorgungsanordnung eine Deaktivierung der Entladung durch das Batteriemanagementsystem verhindert wird. Auf diese Weise kann ein Notbetrieb sehr zuverlässig bereitgestellt werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:

Figur 1 ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Figur 2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges mit einem erfindungsgemäßen System,

Figur 3 eine schematische Darstellung zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen

Verfahrens.

In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.

In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung 10 für ein Fahrzeug 5 gezeigt, insbesondere für ein Bordnetz 6 eines Schienenfahrzeuges 5, vorzugsweise für ein Notstrom-Bahnbatteriesystem. Es ist ein Ladepfad 11 zur elektrischen Kopplung wenigstens eines elektrischen Energiespeichers 80 mit einer Ladevorrichtung 7 dargestellt. Dieser dient dazu, eine Aufladung des Energiespeichers 80 bereitzustellen. Außerdem ist ein Entladepfad 12 zur elektrischen Kopplung des Energiespeichers 80 mit wenigstens einer Last 8 vorgesehen, um durch eine Entladung des Energiespeichers 80 eine Energieversorgung der Last 8 bereitzustellen. Bei dem Ladepfad 11 und Entladepfad 12 kann es sich um separat voneinander ausgebildete Strompfade handeln, welche jeweils bspw. durch elektrische Leitungen oder dergleichen bereitgestellt werden. Der Ladepfad 11 ist z. B. über elektrische Anschlüsse BC+, BC- mit der Ladevorrichtung 7 elektrisch verbindbar. Der Entladepfad 12 kann hingegen über andere Anschlüsse BL+, BL- mit der wenigstens einen Last 8 verbunden werden.

Ferner ist ein erstes Aktivierungsmittel K1 für den Ladepfad 11 vorgesehen, um die Aufladung zu aktivieren. Daneben ist ein zweites Aktivierungsmittel K2 für den Entladepfad 12 gezeigt, um die Entladung zu aktivieren. Die Aktivierungsmittel K1 , K2 sind insbesondere als Relais ausgebildet und weisen zum Aktivieren (und auch Deaktivieren) der Aufladung und Entladung Schalteinheiten K1‘, K2‘ auf, welche als Schaltkontakte ausgebildet sein können. Darüber hinaus kann eine Kontrollanordnung 20 zur Bereitstellung einer Ansteuerung der Aktivierungsmittel K1 , K2 durch ein Batteriemanagementsystem 1 genutzt werden, um die Aktivierung der Auf- und Entladung vorzunehmen. Die Kontrollanordnung 20 weist hierzu Steuerschalter S1 , S2 auf, welche durch das BMS 1 aktiviert werden können. Dies ermöglicht wiederrum eine Ansteuerung der Aktivierungsmittel K1 , K2. Es ist erkennbar, dass ein erster Steuerschalter S1 unmittelbar das Aktivieren des ersten Aktivierungsmittels K1 bewirkt, und somit die erste Schalteinheit K1‘ schaltet. Dies ermöglicht unmittelbar die Aktivierung und Deaktivierung der Aufladung durch das BMS 1. Der zweite Steuerschalter S2 ist hingegen parallel zu einer Selbsthalteschalteinheit 32, K2‘ angeordnet. Dies ermöglicht unmittelbar lediglich ein Aktivieren des zweiten Aktivierungsmittels K2 und damit ein Schließen der zweiten Schalteinheit(en) K2‘. Ein Deaktivieren des zweiten Aktivierungsmittels K2 und damit ein Öffnen der zweiten Schalteinheit(en) K2‘ ist nicht durch das BMS 1 möglich, da beim Aktivieren des zweiten Aktivierungsmittels K2 auch die Selbsthalteschalteinheit 32, K2‘ geschlossen wird. Dies ermöglicht die Ausbildung einer Notversorgungsanordnung 30 des Entladepfads 12 für eine selbstständige Beibehaltung der aktivierten Entladung, um die Energieversorgung aufrechtzuerhalten, insbesondere unabhängig von der Ansteuerung durch das Batteriemanagementsystem 1 aufrechtzuerhalten.

Die hier beschriebene Aktivierung der Entladung lässt sich z. B. durch einen einfachen Tastendruck oder durch eine Steuerung, z.B. dem BMS 1 oder der Fahrzeugsteuerung, einschalten, aber nicht ausschalten. Ausschalten lässt sich die Entladeseite (also die Entladung) nur durch das zweite Aktivierungsmittel K2 und durch manuelle Eingriffe (wie das Entfernen von Sicherungen aus einem Trenner).

Beispielhaft soll nachfolgend eine mögliche Aktivierung der Entladung beschrieben werden, bei welcher auch ein Vorladekreis genutzt wird. Dabei kann ein zeitweises Schließen des zweiten Steuerschalters S2 zunächst das Laden des Vorladekreises initiieren, z. B. zum Aufladen von parasitären Kapazitäten auf Lastseite. Entsprechend werden über diesen Vorladekreis die Kapazitäten des Bordnetzes vorgeladen. Dies ist z. B. nötig, um hohe Stromspitzen zu verhindern. Nach einer voreingestellten Zeit kann das zweite Aktivierungsmittel K2 den Selbsthaltekreis für das zweite Aktivierungsmittel K2 schließen. Hierzu werden die Schalteinheiten K2‘ geschlossen. Entsprechend wird hierbei die Selbsthaltung über die Notversorgungsanordnung 30 aktiviert. Der Selbsthaltekreis bleibt geschlossen, solange das zweite Aktivierungsmittel K2 diesen nicht öffnet.

Die Ladeseite, also der Ladepfad 11 , kann dabei über das BMS 1 überwacht werden. Im Falle einer Überladung, Übertemperatur oder Ähnliches, kann das BMS 1 die Ladeseite und damit die Aufladung abschalten. Auch die Zuschaltung der Ladeseite kann durch das BMS 1 erfolgen.

Die Lade- und Entladerichtung können durch die Diode D1 getrennt werden. Solange auch die Laderichtung eingeschaltet ist, ist die Diode überbrückt. Dies dient der Vermeidung von Verlustleistung in der Diode. Im Falle eines Ausfalls des BMS 1 oder der Ladevorrichtung 7 ist durch die Anordnung 10 sichergestellt, dass immer eine Entladung möglich ist. Damit ist die Sicherheitsfunktion, die durch den Energiespeicher bereitgestellt wird, gewährleistet. Ein Ausfall der Ladeseite kann detektiert werden und die Fahrt oder der Umlauf kann fortgesetzt werden.

Es ist außerdem gezeigt, dass die Notversorgungsanordnung 30 ein Überwachungsmittel 31 zur Überwachung des Entladepfads 12 aufweist, um in Abhängigkeit von der Überwachung die aktivierte Entladung beizubehalten und/oder zu deaktivieren. Hierzu ist im gezeigten Beispiel das zweite Aktivierungsmittel K2 als ein Unterspannungsrelais K2 ausgebildet, sodass das zweite Aktivierungsmittel K2 das Überwachungsmittel 31 der Notversorgungsanordnung 30 bildet.

Die Notversorgungsanordnung 30 ist als eine Selbsthalteschaltung ausgeführt, um nach einer Aktivierung des zweiten Aktivierungsmittels K2 durch die Kontrollanordnung 20, und somit bei aktivierter Entladung, das zweite Aktivierungsmittel K2 selbst aktiv zu halten. Dabei weist das erste Aktivierungsmittel K1 eine erste Schalteinheit K1‘ auf, um die Aufladung des Energiespeichers 80 zu schalten, und das zweite Aktivierungsmittel K2 eine zweite Schalteinheit K2‘, um die Entladung des Energiespeichers 80 zu schalten. Das erste Aktivierungsmittel K1 ist zur unmittelbaren Ansteuerung durch die Kontrollanordnung 20 mit der Kontrollanordnung 20 verschaltet, und das zweite Aktivierungsmittel K2 zur Ansteuerung parallel zu einer Ansteuerung durch die Notversorgungsanordnung 30 mit der Kontrollanordnung 20 verschaltet. Ferner weist die Kontrollanordnung 20 einen ersten Steuerschalter S1 zur Aktivierung und Deaktivierung des ersten Aktivierungsmittels K1 auf, und einen zweiten Steuerschalter S2 nur zur Aktivierung des zweiten Aktivierungsmittels K2 auf, sodass nur die Notversorgungsanordnung 30 zur Deaktivierung des zweiten Aktivierungsmittels K2 ausgeführt ist.

Die Notversorgungsanordnung 30 ist elektrisch mit dem Entladepfad 12 verbunden, um das zweite Aktivierungsmittel K2 durch den Energiespeicher 80 elektrisch zu betreiben, und somit unabhängig von einer Energieversorgung und/oder einem Zustand des Batteriemanagementsystems 1.

Es ist anhand Figur 1 ersichtlich, dass sich der Ladepfad 11 und der Entladepfad 12 unterscheiden, um einen elektrischen Auflade- und/oder Entladestrom le, la des Energiespeichers 80 über verschiedene Strompfade zu leiten. Eine Diode D1 ist hierzu mit dem Energiespeicher 80 verschaltet, um den elektrischen Stromfluss zur Auf- und Entladung voneinander zu trennen, und um den Auflade- und/oder Entladestrom la, le des Energiespeichers 80 durch die unterschiedlichen Pfade 11 , 12, nämlich den Ladepfad 11 und den Entladepfad 12, zu leiten.

Das erste Aktivierungsmittel K1 weist eine erste Schalteinheit K1‘ zum Aktivieren und Deaktivieren der Aufladung auf, um einen elektrischen Aufladestrom la durch den Ladepfad 11 zum Energiespeicher 80 zu schalten, wobei die erste Schalteinheit K1‘ zur Überbrückung und parallel zur Diode D1 geschaltet ist. Das zweite Aktivierungsmittel K2 weist eine zweite Schalteinheit K2‘ in der Form einer Entladeschalteinheit 33 der Notversorgungsanordnung 30 zum Aktivieren und Deaktivieren der Entladung auf, um einen elektrischen Entladestrom le des Energiespeichers 80 durch den Entladepfad 12 zu schalten. Diese zweite Schalteinheit K2‘, 33 ist seriell zur Diode D1 geschaltet. Ferner weist das zweite Aktivierungsmittel K2 eine weitere zweite Schalteinheit K2‘ in der Form einer Selbsthalteschalteinheit 32 der Notversorgungsanordnung 30 zur Selbsthaltung des zweiten Aktivierungsmittels K2 auf, um einen Steuerstrom Is zum zweiten Aktivierungsmittel K2 zu schalten. In Figur 2 ist ein erfindungsgemäßes System mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und einer Ladevorrichtung 7 für eine Aufladung des Energiespeichers 80 sowie ein Batteriemanagementsystem 1 zur Überwachung des Energiespeichers 80 gezeigt.

In Figur 3 ist schematisch ein Verfahren zur Steuerung der Energieversorgung bei einem Fahrzeug 5 visualisiert. Dabei erfolgt gemäß einem ersten Verfahrensschritt 101 ein Steuern einer Aufladung eines Energiespeichers 80 durch ein Batteriemanagementsystem 1. Gemäß einem zweiten Verfahrensschritt 102 erfolgt ein Aktivieren einer Entladung des Energiespeichers 80 durch das Batteriemanagementsystem 1 , um durch die Entladung des Energiespeichers 80 eine Energieversorgung wenigstens einer Last 8 des Fahrzeuges 5 bereitzustellen. Gemäß einem dritten Verfahrensschritt 103 erfolgt ein Durchführen einer Überwachung der Entladung durch eine Notversorgungsanordnung 30, insbesondere unabhängig vom Batteriemanagementsystem 1. Anschließend erfolgt gemäß einem vierten Verfahrensschritt 104 ein Erhalten der aktivieren Entladung so lange, bis ein Überwachungsereignis bei der Überwachung vorliegt, insbesondere unabhängig vom Batteriemanagementsystem 1 , um die Energieversorgung stets bis zum Vorliegen des Überwachungsereignisses aufrechtzuerhalten.

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

B ez u q s ze i c h e n l i ste

I Batteriemanagementsystem, BMS

5 Fahrzeug, Schienenfahrzeug

6 Bordnetz

7 Ladevorrichtung

8 Last

10 Anordnung

I I Ladepfad

12 Entladepfad

20 Kontrollanordnung

30 Notversorgungsanordnung

31 Überwachungsmittel

32 Selbsthalteschalteinheit

33 Entladeschalteinheit

80 Energiespeicher, Batteriemodul

101 erster Verfahrensschritt

102 zweiter Verfahrensschritt

103 dritter Verfahrensschritt

104 vierter Verfahrensschritt

BC- Anschluss für Ladegerät

BC+ Anschluss für Ladegerät

D1 Diode

le Entladestrom

Is Steuerstrom la Aufladestrom

K1 erstes Aktivierungsmittel, Relais

K2 zweites Aktivierungsmittel, Relais

K1‘ erste Schalteinheit von K1 , Relais-Kontakt K2‘ zweite Schalteinheit von K2, Relais-Kontakt

BL- Anschlüsse für Last

BL+ Anschluss für Last

51 erster Steuerschalter

52 zweiter Steuerschalter