Stromquellenanordnung für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug.

Zur Leistungsskalierung bei elektrochemischen Energiespeichern in einem

Fahrzeug werden kapazitätsoptimierte Akkumulatorzellen und leistungsoptimierte Akkumulatorzellen oder Doppelschichtkondensatoren gemischt in einer

Akkumulatoranordnung eingebaut, was im Stand der Technik auch als Dualspeicher bezeichnet wird. In der Regel werden ein Strang oder mehrere Stränge von kapazftätsoptimierten Zellen parallel zu einem Strang oder mehreren Strängen mit leistungsoptimierten Zellen geschaltet. Die Stränge sind in der Regel mittels eines Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers gekoppelt, der den Strängen parallel geschaltet ist. Der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler gleicht unterschiedliche Spannungen zwischen den Strängen aus.

Die DE 20 2009017862 U1 und die DE 202008 017499 U1 beschreiben

Parallelschaltungen von (Batterien.

Die DE 102013 209 069 A1 offenbart eine Batteriebaugruppe mit

Hochenergiezellen und Hochleistungszellen.

Ein Nachteil des Standes der Technik ist, dass der Gleichstrom/Gleichstrom- Wandler für die maximale Spitzenleistung des angekoppelten Strangs an

Akkumulatorzellen ausgelegt werden muss. Ein derartiger Gleichstrom/Gleichstrom- Wandler ist aufwändig, benötigt relativ viel Bauraum, verursacht hohe Kosten und verursacht eine hohe Verlustleistung.

Die DE 102015 202 975.1, deren gesamter Inhalt hiermit per Bezugnahme aufgenommen wird, beschreibt eine Akkumulatoranordnung mit einem

Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler mit parallel geschalteten ersten Akkumulatorzellen, wobei der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler zweiten

Akkumulatorzellen in Serie geschattet ist.

Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, eine verbesserte Stromquellenanordnung zu schaffen, die eine Mehrzahl Stromquellen aufweist.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Stromquellenanordnung nach Anspruch 1 , einen elektrischen Antrieb nach Anspruch 8 sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 9 gelöst.

Eine erfindungsgemäße Stromquellenanordnung umfasst eine erste Stromquelle mit einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss, eine zweite Stromquelle mit einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss und einen

GleichstronVGleichstrom-Wandler. Der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler weist ein erstes Anschlusspaar und ein zweites Anschlusspaar auf. Der

Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler ist dazu ausgebildet, eine an das erste

Anschlusspaar angelegte erste Gleichspannung in eine am zweiten Anschlusspaar abgegebene Gleichspannung zu wandeln. Der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler kann dazu ausgebildet sein, eine an das zweite Anschlusspaar angelegte erste Gleichspannung in eine am ersten Anschlusspaar abgegebene Gleichspannung zu wandeln. Das erste Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers ist der ersten Stromquelle parallel geschaltet, und das zweite Anschlusspaar des

Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers ist der zweiten Stromquelle in Serie geschaltet Das zweite Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers und die zweite Stromquelle sind zur ersten Stromquelle parallel geschaltet.

Bei der erfindungsgemäßen Stromquellenanordnung muss der

Gleichstrom/Gteichstrorn-Wandler nicht die gesamte Leistung, die von einer Stromquelle abgegeben wird, wandeln. Folglich kann er wesentlich einfacher ausgelegt werden, wodurch Bauraum, Gewicht, Aufwände und Verlustleistung reduziert werden. Ferner wird die Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Stromquellenanordnung erhöht Die erste Stromquelle kann dazu eingerichtet sein, dass sie eine höhere Ausgangsspannung als die zweite Stromquelle aufweist. Bei der erfindungsgemäßen Stromquellenanordnung kann der Gleichstrom/Gleichstrom- Wandler so betrieben werden, dass beide Stromquellen parallel Strom an einen Verbraucher abgeben. Dieser Betriebsfall ist wünschenswert, wenn ein elektrischer Antrieb ein hohes Drehmoment erzeugen soll. Die erfindungsgemäße

Stromquellenanordnung kann bei einem anderen Betriebsfall so betrieben werden, dass die Spannung der ersten Stromquelle und die Spannung der zweiten

Stromquelle über den Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler seriell geschaltet werden. Diese Betriebsart kann beispielsweise erwünscht sein, wenn ein elektrischer Antrieb bei einer hohen Drehzahl betrieben wird.

Ein erster Anschluss des ersten Anschlusspaars und ein erster Anschluss des zweiten Anschlusspaars des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers können das gleiche Potenzial aufweisen. Dadurch werden die Spannungen am ersten Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers, am zweiten Anschlusspaar des

Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlere und am ersten Anschluss der ersten

Stromquelle auf das gleiche Bezugspotenzial gelegt.

Der erste Anschluss der ersten Stromquelle kann mit dem ersten Anschluss des ersten Anschlusspaars des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers und mit dem ersten Anschluss des zweiten Anschlusspaars des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers gekoppelt sein. Der zweite Anschluss der ersten Stromquelle kann mit dem zweiten Anschluss der zweiten Stromquelle und mit dem zweiten Anschluss des ersten Anschlusspaars des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers gekoppelt sein.

Die Stromquellenanordnung kann einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweisen. An den ersten Anschluss und den zweiten Anschluss der Stromquellenanordnung kann ein Verbraucher angeschlossen sein, beispielsweise ein Wechselrichter, der eine elektrische Maschine versorgt Der erste Anschluss der ersten Stromquelle kann mit dem ersten Anschluss der Stromquellenanordnung gekoppelt sein. Der zweite Anschluss der ersten Stromquelle kann über einen ersten Schalter mit dem zweiten Anschluss der Stromquellenanordnung gekoppelt sein. Der zweite Anschluss der zweiten Stromquelle kann über einen zweiten Schalter mit dem zweiten Anschluss der Stromquellenanordnung gekoppelt sein. Der erste und der zweite Schalter kann ein so genanntes Schütz sein.

Der erste und der zweite Schalter können je nach gewünschtem Betriebszustand so geschaltet werden, dass der Strom in der Anordnung aus den zwei Stromquellen und dem Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler auf die gewünschte Weise fließt. Femer können der erste Schalter und der zweite Schalter beim Laden der

Stromquellenanordnung so geschaltet werden, dass die Stromquellen

ordnungsgemäß geladen werden.

Die erfindungsgemäße Stromquellenanordnung kann einen ersten Ladeanschluss, der mit dem ersten Anschluss des zweiten Anschlusspaars des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers gekoppelt ist, und einen zweiten Ladeanschluss, der mit dem zweiten Anschluss der zweiten Stromquelle gekoppelt ist, aufweisen. Dadurch kann der Ladestrom für die erste Stromquelle mittels des

Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers eingestellt werden.

Die erste Stromquelle und/oder die zweite Stromquelle können einen für eine hohe Kapazität optimierten Akkumulator, einen für eine hohe Stromabgabe optimierten Akkumulator, einen Kondensator, einen Superkondensator, eine Serienschaltung von Akkumulatorzellen, eine Serienschaltung von für eine hohe Kapazität optimierten Akkumulatorzellen, eine Serienschaltung von für eine hohe

Stromabgabe optimierten Akkumulatorzellen und/oder eine Brennstoffzelle aufweisen. Bei einer Ausführungsform kann die erste Stromquelle eine

Serienschaltung von für eine hohe Kapazität optimierten Akkumulatorzellen und/oder ein für eine hohe Kapazität optimierter Akkumulator sein. Die zweite Stromquelle kann eine Serienschaltung von für eine hohe Stromabgabe optimierten Akkumulatorzellen und/oder ein für eine hohe Stromabgabe optimierter Akkumulator sein.

Die Stromquellenanordnung kann eine Steuerungseinrichtung aufweisen. Die Steuerungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, den Gleichstrom/Gleichstrom- Wandler, den ersten Schalter und den zweiten Schalter so anzusteuern, dass der erste Schalter und der zweite Schalter geschlossen sind. Die Steuerungseinrichtung kann den Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler so ansteuern, dass ein Stromfluss durch die erste Stromquelle und durch einen an den Anschlüssen der

Stromquellenanordnung angeschlossenen Verbraucher entsteht. Femer wird der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler so angesteuert, dass ein Stromfluss durch die erste Stromquelle und durch das erste Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom- Wandlers entsteht. Der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler wird bei diesem ersten Betriebsfall so angesteuert, dass ein Stromfluss durch die zweite Stromquelle und durch das zweite Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers und durch den an das Anschlusspaar der Stromquellenanordnung angeschlossenen

Verbraucher entsteht. Femer fließt der Strom der ersten Stromquelle zu dem an das Anschlusspaar der Stromquellenanordnung angeschlossenen Verbraucher. Bei diesem ersten Betriebsfall kann der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler mittels einer Stromregelung betrieben werden, wobei der Strom am zweiten Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers die Lastverteilung zwischen den beiden

Stromquellen regelt.

Über das zweite Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers kann die Differenz zwischen der Spannung der ersten Stromquelle und der zweiten

Stromquelle anliegen. Bei diesem Betriebsfall kann am Verbraucher die Spannung der ersten Stromquelle anliegen, die gleich der Summe der Spannung der zweiten Stromquelle und der Spannung über das zweite Anschlusspaar des

Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers ist Dieser Betriebsfall kann beispielsweise zum Beschleunigen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges verwendet werden, da in diesem Betriebsfall die elektrische Maschine ein hohes Drehmoment erzeugen muss, wofür der Wechselrichter einen hohen Zwischenkreisstrom benötigt.

Bei einem zweiten Betriebsfall kann die Steuerungseinrichtung den ersten Schalter und den zweiten Schalter so ansteuern, dass der erste Schalter offen ist und der zweite Schalter geschlossen ist. Bei diesem Betriebsfall wird der

Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler so angesteuert, dass ein Stromfluss durch die erste Stromquelle und durch das erste Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom- Wandlers entsteht. Ferner wird der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler so

angesteuert, dass ein Stromfluss durch die zweite Stromquelle und durch das zweite Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers und durch den an die Anschlüsse der Stromquellenanordnung angeschlossenen Verbraucher entsteht. Die Spannung am zweiten Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers kann geregelt werden. Dadurch kann an den Anschlüssen der

Stromquellenanordnung eine Spannung erzeugt werden, die höher als die

Spannung der ersten Stromquelle ist.

Bei dieser Ausführungsform liegt an den Anschlüssen der Stromquellenanordnung die Summe der Spannung der zweiten Stromquelle und der Spannung über das zweite Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers an. Die

erfindungsgemäße Stromquellenanordnung kann somit eine hohe

Zwischenkreisspannung erzeugen, wodurch der Wirkungsgrad des Wechselrichters je nach Arbeitspunkt des elektrischen Antriebs erhöht werden kann. Dieser

Betriebsfall kann geeignet sein, wenn die elektrische Maschine bei einer hohen Drehzahl betrieben wird.

Die Steuerungseinrichtung steuert bei einem dritten Betriebsfall den ersten Schalter und den zweiten Schalter so an, dass der erste Schalter offen ist und der zweite Schalter offen ist. Die Steuerungseinrichtung steuert den Gleichstrom/Gleichstrom- Wandler so an, dass ein Stromfluss durch die Ladeanschlüsse und durch die zweite Stromquelle und durch das zweite Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom- Wandlers entsteht Folglich entsteht ein Stromfluss durch das erste Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers und durch die erste Stromquelle. In diesem [Betriebsfall können die erste Stromquelle und die zweite Stromquelle geladen werden. Bei diesem Betriebsfall wird der Strom über das erste Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers gesteuert bzw. geregelt. Femer erhöht sich dadurch eine Spannung am Ladeanschluss der Anordnung, die höher als die Spannung der zweiten Stromquelle ist. Da die Ladeleistung linear von der

Ladespannung abhängt und da in der Regel der Ladestrom bei einer Ladestation begrenzt ist, steigt die Ladeleistung der Stromquellenanordnung.

Die Erfindung betrifft auch einen elektrischen Antrieb mit einer elektrischen

Maschine, die an ersten Anschlüssen eines Wechselrichters angeschlossen ist. Der elektrische Antrieb umfasst auch die zuvor beschriebene Stromquellenanordnung, die an zweiten Anschlüssen des Wechselrichters angeschlossen ist. Der

Wechselrichter erzeugt aus der Gleichspannung der Stromquellenanordnung ein Wechselstromsignal, beispielsweise ein dreiphasiges Wechselstromsignal, das an die elektrische Maschine angelegt wird.

Die Erfindung betrifft auch ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit dem zuvor beschriebenen elektrischen Antrieb. Das elektrisch angetriebene Fahrzeug kann einen Hybrid-Antrieb, einen Plug-In-Hybrid-Antrieb oder einen vollständig elektrischen Antrieb aufweisen.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Versorgen eines elektrischen

Verbrauchers. Bei einem ersten Betriebsfall weist das Verfahren die Schritte des Bewirkens eines Stromflusses durch eine erste Stromquelle und durch den

Verbraucher, den Schritt des Bewirkens eines Stromflusses durch die erste

Stromquelle und durch ein erstes Anschlusspaar eines Gleichstrom/Gleichstrom- Wandlers und den Schritt des Bewirkens eines Stromflusses durch eine zweite Stromquelle und durch ein zweites Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom- Wandlers und durch den Verbraucher auf. Dieser Betriebsfall entspricht dem ersten Betriebsfall, der zuvor im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen

Stromquellenanordnung beschrieben wurde. Im Sinne der Prägnanz wird dessen Beschreibung nicht wiederholt. In einem zweiten Betriebsfall umfasst das Verfahren den Schritt des Bewirkens eines Stromflusses durch die erste Stromquelle und durch das erste Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers und den Schritt des Bewirkens eines Stromflusses durch die zweite Stromquelle und durch das zweite Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers und durch den Verbraucher. Dieser Betriebsfall entspricht dem im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen

Stromquellenanordnung beschriebenen zweiten Betriebsfall. Im Sinne der Pragnanz wird auch dessen Beschreibung nicht wiederholt.

Bei einem dritten Betriebsfall kann das Verfahren den Schritt des Bewirkens eines Stromflusses von einer Ladestromquelle durch Ladeanschlüsse und durch die zweite Stromquelle und das zweite Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom- Wandlers und den Schritt des Bewirkens eines Stromflusses durch das erste Anschlusspaar des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers und durch die erste

Stromquelle aufweisen. Dieser Betriebsfall dient zum Laden der ersten Stromquelle und der zweiten Stromquelle.

Das Verfahren kann so weitergebildet sein, wie zuvor hinsichtlich der

Stromquellenanordnung beschrieben wurde.

Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, das, wenn es in einen Speicher eines Computers mit einem Prozessor geladen wird, die zuvor

beschriebenen Schritte ausführt.

Die Erfindung wird anschließend unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert, die nicht beschränkende Ausführungsformen der Erfindung zeigen, wobei

Figur 1 die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Stromquellenanordnung bei einem ersten Betriebsfall zeigt;

Figur 2 die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Stromquellenanordnung bei einem zweiten Betriebsfall zeigt;

Figur 3 die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Stromquellenanordnung bei einem dritten Betriebsfall zeigt;

Figur 4 eine Ausführungsform mit einer Brennstoffzelle zeigt; und

Figur 5 eine Stromquellenanordnung des Standes der Technik zeigt.

Figur 5 zeigt eine Akkumulatoranordnung 1 des Standes der Technik mit

Ausgangsanschlüssen 14, an denen ein Wechselrichter 12 angeschlossen ist, an dessen Wechselstromanschlüsse 16 eine elektrische Maschine 18 angeschlossen ist. Die Akkumulatoranordnung 1 des Standes der Technik umfasst eine erste Serienschaltung 2 erster Ladungsspeicherzellen 4, beispielsweise Kondensatoren, die für eine hohe Stromabgabe ausgelegt sind. Die erste Serienschaltung 2 erster Ladungsspeicherzellen 4 ist an einen Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 10 angeschlossen, der an eine zweite Serienschaltung 6 zweiter

Ladungsspeicherzellen 8 angeschlossen ist, die für eine hohe Kapazität optimiert sind. Die zweiten Ladungsspeicherzellen 8 können beispielsweise Lithium-Ionen- Zellen sein. Die zweite Serienschaltung 6 zweiter Ladungsspeicherzellen 8 bildet die Zwischenkreisspannung und ist an den gleichstromsettigen Eingang 14 des

Wechselrichters 12 angeschlossen.

Der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 10 muss so ausgelegt sein, dass er die gesamte Leistung (P - U1 · 11), die von der ersten Serienschaltung 2 erster

Ladungsspeicherzellen abgegeben werden kann, wandeln kann, wodurch er aufwändig herzustellen ist und einen hohen Ratzbedarf aufweist.

Es wird auf Figur 1 Bezug genommen, die eine erfindungsgemäße

Stromquellenanordnung 100 zeigt, die in einem ersten Betriebsfall betrieben wird. Die erfindungsgemäße Stromquellenanordnung 100 umfasst eine erste Stromquelle 102, deren erster Anschluss mit dem ersten Anschluss 103 der

Stromquellenanordnung und mit dem ersten Anschluss eines ersten

Anschlusspaars 108 eines Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 106 entkoppelt ist. Der zweite Anschluss der ersten Stromquelle 102 ist über einen ersten Schatter 116 mit dem zweiten Anschluss 105 der Stromquellenanordnung 100 gekoppelt. Ferner ist der zweite Anschluss der ersten Stromquelle 102 mit dem zweiten Anschluss des ersten Anschlusspaars 108 des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 106 gekoppelt Ein erster Anschluss einer zweiten Stromquelle 104 ist an den zweiten Anschluss des zweiten Anschlusspaars 110 des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 106 angeschlossen. Der erste Anschluss des zweiten Anschlusspaars 110 des

Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 106 ist mit dem ersten Anschluss 103 der Stromquellenanordnung 100 gekoppelt Der zweite Anschluss der zweiten

Stromquelle 104 ist über einen zweiten Schalter 118 mit dem zweiten Anschluss 105 der Stromquellenanordnung 100 gekoppelt Der erste Schalter 116 und der zweite Schalter 118 können je ein so genanntes Schutz sein.

Der erste Anschluss des zweiten Anschlusspaars 110 des Gleichstrom/Gleichstrom- Wandlers 116 ist über einen ersten Ladeschalter 124 mit einem ersten Ladeanschluss 120 gekoppelt. Der zweite Anschluss der zweiten Stromquelle 104 ist über einen zweiten Schalter 126 mit dem zweiten Ladeanschluss 122 gekoppelt. Eine Steuerungseinrichtung 150 steuert die Arbeitsweise des ersten Schalters 116, des zweiten Schalters 118, des ersten Ladeschalters 124, des zweiten

Ladeschalters 126 und des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 106.

Bei dem in Figur 1 gezeigt Betriebsfall sind der erste Schalter 116 und der zweite Schalter 118 geschlossen. Der erste Ladeschalter 124 und der zweite Ladeschalter 126 sind geöffnet.

Die erste Stromquelle 102 weist die Spannung U1 und die zweite Stromquelle 104 weist die Spannung U2 auf. Durch die erste Stromquelle 102 fließt der Strom 11 und durch die zweite Stromquelle 104 fließt der Strom 12. Am ersten Anschlusspaar 108 des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 106 liegt die Spannung U3 - U1 an. Am zweiten Anschlusspaar 110 des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 106 liegt die Spannung U4 an, die der Differenz aus der Spannung U1 der ersten Stromquelle 102 und der Spannung U2 der zweiten Stromquelle 104 entspricht

Durch das erste Anschlusspaar 108 des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 106 fließt der Strom 13 und durch das zweite Anschlusspaar 110 des

Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers fließt der Strom 14.

Folglich muss der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler für eine Leistung P > U4 · 14 ausgelegt werden. Da in der Regel die Spannung U4 über das zweite

Anschlusspaar 110 des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 106 wesentlich niedriger als die Spannung U2 der zweiten Stromquelle 104 ist, kann der

Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 106 für eine deutlich niedrigere Leistung ausgelegt werden. Dadurch lassen sich Bauraum, Gewicht, Aufwände, Verluste und dergleichen vermeiden.

Bei einem Beispiel betragt die Spannung der ersten Stromquelle U1 360 V und der von der ersten Stromquelle 102 abgegebenen Strom 11 400 A. Die Spannung U2 der zweiten Stromquelle 104 beträgt 300 V. Der von der zweiten Stromquelle 104 abgegebenen Strom 12 ist 200 A. Folglich beträgt die über das zweite

Anschlusspaar 110 des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 106 abfallende

Spannung 60 V. Bei dem in Figur 5 gezeigten Beispiel des Standes der Technik fällt über den Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler die Spannung U2 von 300 V ab.

Folglich müsste bei diesem Arbeitspunkt der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 10 des Standes der Technik (Fig. 5) für eine Leistung von P > U2 · 12 ausgelegt werden, was diesem Beispiel einer Leistung von 60 kW entspricht

Bei dem in Figur 1 gezeigten Beispiel beträgt der Strom 13 durch das erste

Anschlusspaar 108 des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 106 35 A und die Spannung U3360 V, was einer Leistung von P1 = 12,6 kW entspricht. Die am zweiten Anschlusspaar 110 abgegebene Leistung berechnet sich mittels folgender Formel:

Ρ2 = η · Ρ1;

Falls der erste Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler einem Wirkungsgrad η von etwa 95 % aufweist, kann am zweiten Anschlusspaar 110 des Gleichstrom/Gleichstrom- Wandlers 106 eine Leistung von etwa P = 12 kW abgegeben werden, was einer Spannung U4 von etwa 60 V und einem Strom 14 von etwa 200 A entspricht.

Der an den Anschlüssen 103, 105 der Stromquellenanordnung 100 abgegebene Strom 15 ist die Summe des Stroms 11 durch die erste Stromquelle 102 und des durch die zweite Stromquelle 104 abgegebenen Stroms 12 minus dem Strom 13. Bei dem zuvor genannten Beispiel beträgt der Strom 15 etwa 565 A.

An den Anschlüssen 103, 105 der Stromquellenanordnung 105 ist ein

Wechselrichter 112 angeschlossen, der den Gleichstrom der

Stromquellenanordnung 100 in einen dreiphasigen Wechselstrom für eine elektrische Maschine 114 wandelt. Die Arbeitsweise eines Wechselrichters 112 und einer elektrischen Maschine 114 zum Antrieb eines Fahrzeuges sind dem

Fachmann bekannt und müssen hierin im Sinne der Prägnanz nicht weiter erläutert werden.

Die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, dass der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 106 lediglich auf eine Leistung ausgelegt werden muss, die mindestens dem Produkt des Stroms 12 = 14 durch die zweite Stromquelle 104 multipliziert mit der Differenz aus der Spannung U1 der ersten Stromquelle 102 und der Spannung U2 der zweiten Stromquelle 104 entspricht. Der

Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 10 des Standes der Technik gemäß Figur 5 muss für eine höhere Leistung ausgelegt werden, die mindestens dem Produkt der Spannung U2 der zweiten Stromquelle 2 und dem Strom 12 durch die zweite Stromquelle entspricht.

Es wird auf Figur 2 Bezug genommen, die einen zweiten Betriebsfall bzw. eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromquellenanordnung 100 zeigt. Der strukturelle Aufbau der Stromquellenanordnung 100 von Figur 2 entspricht demjenigen von Figur 1, so dass dieser im Sinne der Pragnanz nicht erneut beschrieben wird.

Bei der in Figur 2 gezeigten Ausfuhrungsform ist der erste Schalter 116 geöffnet und der zweite Schalter 118 geschlossen. Der erste Ladeschalter 124 und der zweite Ladeschalter 126 sind offen. An dem ersten Anschlusspaar 108 des

Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 106 liegt die Spannung U3 = U1 an, die der Spannung IM der ersten Stromquelle 102 entspricht. Der Gleichstrom/Gleichstrom- Wandler 106 wandelt die Spannung U3 in die Spannung U4 um, wobei die

Spannung U4 geregelt wird. Folglich liegt an den Anschlüssen 103, 105 der Stromquellenanordnung die Spannung UZK = U2 +U4, also die Summe der Spannung U2 der zweiten Stromquelle 104 und der Spannung U4 über das zweite Anschlusspaar 110 des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 106 als

Zwischenkreisspannung an.

Der Vorteil des Betriebsfalls bzw. der Ausführungsform gemäß Figur 2 ist dass dem Wechselrichter 112 eine Spannung bereitgestellt werden kann, die hoher als die Spannung U1 der ersten Stromquelle 102 ist. Dadurch kann je nach Betriebspunkt der elektrischen Maschine 104 der Gesamtwirkungsgrad optimiert werden. Dieser Betriebsfall kann beispielsweise bei einer hohen Drehzahl der elektrischen

Maschine 114 geeignet sein.

Es wird auf Figur 3 Bezug genommen, die einen dritten Betriebsfall zeigt bei dem die erste Stromquelle 102 und die zweite Stromquelle 104 der

Stromquellenanordnung 100 geladen werden. Der strukturelle Aufbau der in Figur 3 gezeigten Stromquellenanordnung 100 entspricht dem Aufbau der in Figuren 1 und 2 gezeigten Stromquellenanordnungen, so dass der strukturelle Aufbau der

Stromquellenanordnung im Sinne der Prägnanz nicht wiederholt wird.

Bei dem in Figur 3 gezeigten Betriebsfall sind der erste Schalter 116 und der zweite Schalter 118 geöffnet und der erste Ladeschalter 124 und der zweite Ladeschalter 126 geschlossen. Über Ladeanschlüsse 120, 122 fließt ein Strom 14 durch das zweite Anschlusspaar 110 des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 106 und durch die zweite Stromquelle 104. Der Strom 14 durch das zweite Anschlusspaar 110 des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 106 ist gleich dem Strom 12 durch die zweite Stromquelle 104. Über die zweite Stromquelle 104 fällt die Spannung U2 ab. Über das zweite Anschlusspaar 110 des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 106 fällt die Spannung U4 ab. Die Summe der über die zweite Stromquelle 104 abfallenden Spannung U2 und der über das zweite Anschlusspaar 110 des

Leistung/Gleichstrom-Wandlers 106 abfallenden Spannung U4 entspricht der Ladespannung, wie sie beispielsweise von einer Ladevorrichtung abgegeben werden kann.

Der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 106 wird derart gesteuert, dass die

Spannung U4 über das zweite Anschlusspaar 110 des Gleichstrom/Gleichstrom- Wandlers 106 in eine Spannung U3 über das erste Anschlusspaar 108 des

Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 106 gewandelt wird, wobei der Strom durch das erste Anschlusspaar geregelt wird und wobei der Strom durch das erste

Anschlusspaar so geregelt wird, dass die maximale Ladespannung nicht überschritten wird. Die Spannung U3 über das erste Anschlusspaar 108 des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers kann höher als die Spannung U4 über das zweite Anschlusspaar 110 des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers sein. Die Spannung U3 am ersten Anschlusspaar 108 des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 106 entspricht der Spannung U1 an der ersten Stromquelle 102.

Die Ladeleistung einer Stromquellenanordnung steigt linear mit der Spannung der Stromquellenanordnung, da in der Regel Ladevorrichtungen für elektrisch angetriebene Fahrzeuge so betrieben werden, dass der maximale Ladestrom begrenzt ist. Folglich ist der maximale Strom der Ladevorrichtung der begrenzende Parameter. Da der erste Schalter 116 und der zweite Schalter 118 geöffnet sind, kann die Spannung an den Ladeanschlüssen 120, 122 höher als die zulässige Spannung am Wechselrichter 112 sein. Femer kann die erste Stromquelle 102 mit einer vergleichsweise hohen Spannung geladen werden, wodurch die Ladeleistung erhöht wird und die zum Laden erforderliche Zeit reduziert wird. Die Ladespannung der Stromquellenanordnung 100 wird vorzugsweise so geregelt dass die maximale Ladespannung der Ladesäule erreicht wird.

Bei den in Figur 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen kann die erste Stromquelle 102 eine Serienschaltung aus Akkumulatorzellen, beispielsweise Lithium-Ionen- Zellen, aufweisen, die für eine hohe Kapazität (Hochenergie-Zellen) optimiert sind. Die zweite Stromquelle 104 kann eine Mehrzahl Akkumulatorzellen, beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen, die für eine hohe Stromabgabe optimiert sind

(Hochleistungszellen), oder einen Superkondensator aufweisen. Es wird auf Figur 4 Bezug genommen, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die Ausführungsform von Figur 4 entspricht im strukturellen Aufbau den Ausführungsformen von Figuren 1 bis 3, außer dass die zweite Stromquelle 204 eine Brennstoffzelle ist. Die erste Stromquelle 202 kann ein für eine hohe

Leistungsabgabe optimierter Stromspeicher sein, beispielsweise ein

Superkondensator und/oder eine Serienschaltung von Akkumulatorzellen, die für eine hohe Leistungsabgabe optimiert sind. Diese Ausführungsform kann mittels der Steuerungseinrichtung 150 so betrieben werden, wie zuvor unter Bezug auf Figuren 1 bis 3 beschrieben wurde.

Die Erfindung hat einerseits den Vorteil, dass ein Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler für eine niedrigere Leistung ausgelegt sein kann. Femer hat die Erfindung den Vorteil, dass eine Mehrzahl Stromquellen parallel oder in Serie betrieben werden kann, um den abgegebenen Strom und/oder die angelegte Spannung besser an den Betriebspunkt eines Wechselrichters mit einer elektrischen Maschine anzupassen. Ferner kann das Laden an einer strombegrenzten Ladevorrichtung beschleunigt werden.