本发明涉及一种用于提供电源电压以便使车辆(10a、10b)的电气装置(200)运行的设备，其包括电源电压接口(A100)，用于提供电源电压以便用于使车辆(10a、10b)的电气装置(200)运行；电池组(110)，用于产生电源电压以便使车辆(10a、10b)的电气装置(200)运行，该电池组(110)连接到电源电压接口(A100)上；可更换蓄电器(1)和至少另一可更换蓄电器(2)；接通装置(120)，用于接通所述可更换蓄电器(1)以便提供用于给电池组(110)充电的充电电压，和至少另一接通装置(140)，用于接通所述至少另一可更换蓄电器(2)以便提供用于给电池组充电的充电电压；耦合装置(130)，用于电耦合所述可更换蓄电器(1)和所述至少另一可更换蓄电器(2)与电池组(110)，该耦合装置(130)设置在电池组(110)与所述接通装置(120)和所述至少另一接通装置(140)之间，该耦合装置(130)构造用于：在可更换蓄电器(1)与接通装置(120)接通并且所述至少另一可更换蓄电器(2)与所述至少另一接通装置(140)接通时，根据电池组(110)的充电状态，使所述可更换蓄电器(1)和所述至少另一可更换蓄电器(2)与电池组(110)电耦合或电分离。此外，本发明还涉及一种包括上述设备的电动车辆以及一种用于提供电源电压以便使车辆的电气装置运行的方法。
1.用于提供电源电压以便使车辆的电气装置运行的设备，该设备包括：
电源电压接口(A100)，用于提供电源电压以便用于使车辆(10a、10b)的电气装置(200)运行；
电池组(110)，用于产生电源电压以便使车辆(10a、10b)的电气装置(200)运行，该电池组(110)连接到电源电压接口(A100)上；
接通装置(120)，用于接通可更换蓄电器(1)以便提供用于给电池组(110)充电的充电电压，和至少另一接通装置(140)，用于接通所述至少另一可更换蓄电器(2)以便提供用于给电池组充电的充电电压；
耦合装置(130)，用于电耦合所述可更换蓄电器(1)和所述至少另一可更换蓄电器(2)与电池组(110)，该耦合装置(130)设置在电池组(110)与接通装置(120)和所述至少另一接通装置(140)之间，该耦合装置(130)构造用于：在可更换蓄电器(1)与接通装置(120)接通并且所述至少另一可更换蓄电器(2)与所述至少另一接通装置(140)接通时，根据电池组(110)的充电状态，使可更换蓄电器(1)和所述至少另一可更换蓄电器(2)与电池组(110)电耦合或电分离；
所述可更换蓄电器(1)和所述至少另一可更换蓄电器(2)分别具有可控开关(3、4)，用于将所述可更换蓄电器(1)和所述至少另一可更换蓄电器(2)与电池组(110)分离和连接。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述耦合装置(130)具有第一侧(S130a)和第二侧(S130b)，耦合装置(130)的第一侧(S130a)与电池组(110)连接，并且耦合装置(130)的第二侧(S130b)与接通装置(120)连接。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述耦合装置(130)构造用于：当可更换蓄电器(1)与接通装置(120)接通并且由电池组(110)提供的电源电压的电平小于或等于第一阈值并且由可更换蓄电器(1)在接通装置(120)上产生的充电电压的电平超过第二阈值时，使可更换蓄电器(1)与电池组(110)电耦合，并且在耦合装置(130)的第一侧(S130a)上产生用于给电池组(110)充电的充电电流。
4.根据权利要求2或3所述的设备，其中，所述耦合装置(130)构造用于：当可更换蓄电器(1)与接通装置(120)接通并且由电池组(110)提供的电源电压的电平超过第一阈值时，使可更换蓄电器(1)与电池组(110)电分离。
所述电源电压接口(A100)构造用于施加另一充电电压以便给可更换蓄电器(1)充电，耦合装置(130)的第一侧(S130a)与电源电压接口(A100)连接，耦合装置(130)构造用于：当可更换蓄电器(1)与接通装置(120)接通并且在电源电压接口(A100)上施加所述另一充电电压时，根据由可更换蓄电器(1)在接通装置(120)上产生的充电电压的电平，将可更换蓄电器(1)与电源电压接口(A100)连接。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述耦合装置(130)构造用于：当可更换蓄电器(1)与接通装置(120)接通并且由可更换蓄电器(1)在接通装置(120)上产生的充电电压的电平小于或等于第二阈值时，在耦合装置(130)的第二侧(S130b)上产生用于给可更换蓄电器(1)充电的充电电流。
7.根据权利要求1至3之一所述的设备，其中，耦合装置(130)构造成，当可更换蓄电器(1)与接通装置(120)接通并且所述至少另一可更换蓄电器(2)与所述至少另一接通装置(140)接通并且由电池组(110)提供的电源电压的电平小于或等于第一阈值时，耦合装置根据可更换蓄电器(1)和所述至少另一可更换蓄电器(2)的充电状态选择性地将可更换蓄电器(1)或所述至少另一可更换蓄电器(2)连接到耦合装置(130)的第二侧(S130b)上并且在耦合装置(130)的第一侧(S130a)上产生用于给电池组(110)充电的充电电流。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，耦合装置(130)构造成，当可更换蓄电器(1)与接通装置(120)接通并且所述至少另一可更换蓄电器(2)与所述至少另一接通装置(140)接通并且由可更换蓄电器(1)在接通装置(120)上产生的充电电压的电平和由所述至少另一可更换蓄电器(2)在所述至少另一接通装置(140)上产生的充电电压的电平之中的至少一个电平小于或等于第二阈值时，该耦合装置根据可更换蓄电器(1)和所述至少另一可更换蓄电器(2)的充电状态选择性地将可更换蓄电器(1)或所述至少另一可更换蓄电器(2)连接到耦合装置(130)的第二侧(S130b)上并且在耦合装置(130)的第二侧(S130b)上产生用于给可更换蓄电器(1)或所述至少另一可更换蓄电器(2)充电的充电电流。
9.根据权利要求1至3之一所述的设备，其中，所述耦合装置(130)具有直流电压转换器。
10.根据权利要求1至3之一所述的设备，其中，由所述设备(100)提供的电源电压用于使车辆(10)的电动机(200)运行，该电动机适合用于驱动车辆(10)。
11.电动车辆，其包括根据权利要求1至10之一所述的用于提供电源电压以便使车辆运行的设备(100)，在电源电压接口(A100)上连接用于驱动车辆(10)的车辆电动机(200)和/或车辆发电机(300)和/或车辆直流电压转换器(400)。
12.用于提供电源电压以便使车辆的电气装置运行的方法，该方法包括：
提供根据权利要求1至10之一所述的用于提供电源电压以便使车辆(10a、10b)的电气装置(200)运行的设备(100)；
当由电池组(110)提供的电源电压的电平小于或等于第一阈值并且由可更换蓄电器(1)产生的充电电压的电平或者由所述至少另一可更换蓄电器(2)产生的充电电压的电平超过第二阈值时，通过将所述可更换蓄电器(1)的可控开关(3)或者所述至少另一可更换蓄电器(2)的可控开关(4)切换到导通状态中，使所述可更换蓄电器(1)或所述至少另一可更换蓄电器(2)与电池组(110)耦合；
根据可更换蓄电器(1)或所述至少另一可更换蓄电器(2)的充电电压产生流入电池组(110)中的充电电流；
当由电池组(110)提供的电源电压的电平超过第一阈值时，通过将所述可更换蓄电器(1)的可控开关(3)或者所述至少另一可更换蓄电器(2)的可控开关(4)切换到断开状态中，使可更换蓄电器(1)或所述至少另一可更换蓄电器(2)与电池组(110)分离。
在电源电压接口(A100)上施加用于给可更换蓄电器(1)充电的另一充电电压；
当由可更换蓄电器(1)在接通装置(120)上提供的充电电压的电平小于或等于第二阈值时，使可更换蓄电器(1)与电源电压接口(A100)耦合；
产生流入可更换蓄电器(1)中的充电电流以便给可更换蓄电器(1)充电；
当由可更换蓄电器(1)在接通装置(120)上产生的充电电压的电平大于第二阈值时，使可更换蓄电器(1)与电源电压接口(A100)分离。
14.根据权利要求12或13所述的方法，该方法包括：
当由电池组(110)提供的电源电压的电平小于或等于第一阈值并且由可更换蓄电器(1)产生的充电电压的电平小于或等于第二阈值并且由所述至少另一可更换蓄电器(2)产生的充电电压的电平大于第二阈值时，使所述至少另一可更换蓄电器(2)与电池组(110)耦合。
当由所述至少另一可更换蓄电器(2)产生的充电电压的电平小于或等于第二阈值时，使所述至少另一可更换蓄电器(2)与电源电压接口(A100)耦合；
产生流入所述至少另一可更换蓄电器(2)中的充电电流以便给所述至少另一可更换蓄电器(2)充电；
当由所述至少另一可更换蓄电器(2)产生的充电电压的电平超过第二阈值时，使所述至少另一可更换蓄电器(2)与电源电压接口(A100)分离。
用于借助固定主电池组和可更换辅助电池组为电动车辆供电
的设备
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于提供电源电压以便使车辆电气装置运行、尤其是使得用于驱动车辆的车辆电动机运行的设备。本发明还涉及一种具有这种设备的电动车辆。此外，本发明还涉及一种用于提供电源电压以便使车辆电气装置运行、尤其是使车辆电动机运行的方法，该电动机用于驱动车辆。
背景技术
[0002] 基于提高的环境意识和用于制造内燃机燃料的原料日益减少，电动车辆正变得越来越重要。但目前缺少足够的用于为电动汽车电池组充电的充电站基础设施。充电站仅在小范围内供轿车使用。这些充电站具有充电插头，该充电插头相当大并且尤其不适合给由电驱动的摩托车或轻便摩托车的低电压电池组充电，所述低电压电池组例如提供小于60V的电平。
[0003] 为了给电动的汽车或摩托车的电池组或蓄电器充电，通常需要特殊的充电器，其必须连接到保险插座上，以便为汽车或摩托车的电池组充电。然而，当例如在停车场上或在出租公寓或多住户房屋的地下车库中不提供插座时，驾驶员将难以为电动车辆的电池组充电，或充电与增加的花费关联。
发明内容
[0004] 本发明的任务在于提供一种用于提供电源电压以便使车辆电气装置运行的设备，所述设备能够长时间可靠提供电源电压。本发明的另一任务在于提供一种电动车辆，该车辆能够长时间电动运行。本发明的另一任务在于提供一种用于提供电源电压以便使车辆电气装置运行的方法，在该方法中能够长时间可靠地提供电源电压。
[0005] 给出用于提供电源电压以便使车辆电气装置运行的设备的一种实施方式。根据一种可能的实施方式，该设备包括：电源电压接口，用于提供电源电压以便用于使车辆的电气装置运行；电池组，用于产生电源电压以便使车辆的电气装置运行，该电池组连接到电源电压接口上；可更换蓄电器和至少另一可更换蓄电器；接通装置，用于接通所述可更换蓄电器以便提供用于给电池组充电的充电电压，和至少另一接通装置，用于接通所述至少另一可更换蓄电器以便提供用于给电池组充电的充电电压；耦合装置，用于电耦合所述可更换蓄电器和所述至少另一可更换蓄电器与电池组，该耦合装置设置在电池组与接通装置和所述至少另一接通装置之间，该耦合装置构造用于：在可更换蓄电器与接通装置以及所述至少另一可更换蓄电器与所述至少另一接通装置接通时，根据电池组的充电状态，使可更换蓄电器和所述至少另一可更换蓄电器与电池组电耦合或电分离。
[0006] 给出一种可长时间电动运行的电动车辆。根据一种可能的实施方式，该车辆包括上述用于提供电源电压以便使车辆电气装置运行的设备。在电源电压接口上可连接用于驱动车辆的车辆电动机和/或车辆发电机和/或车辆直流电压转换器。
[0007] 此外给出一种用于提供电源电压以便使车辆电气装置运行的方法。该方法规定：提供上述用于提供电源电压以便使车辆的电气装置运行的设备；当由电池组提供的电源电压的电平小于或等于第一阈值并且由可更换蓄电器产生的充电电压的电平或者由所述至少另一可更换蓄电器产生的充电电压的电平超过第二阈值时，通过将所述可更换蓄电器的可控开关或者所述至少另一可更换蓄电器的可控开关切换到导通状态中，使所述可更换蓄电器或所述至少另一可更换蓄电器与电池组耦合；根据所述可更换蓄电器或所述至少另一可更换蓄电器的充电电压产生流入电池组中的充电电流；当由电池组提供的电源电压的电平超过第一阈值时，通过将所述可更换蓄电器的可控开关或者所述至少另一可更换蓄电器的可控开关切换到断开状态中，使所述可更换蓄电器或所述至少另一可更换蓄电器与电池组分离。。
[0008] 用于为车辆电动机提供电源电压的电池组通常又大又重，因为这种电池组必须提供高驱动功率如300A电流。固定安装在电动车辆中的电池组或者说蓄电器例如重20kg以下。用于可更换蓄电器的接通系统也是又大又贵，该可更换蓄电器可产生要求的驱动功率例如300A。
[0009] 因此根据本发明提出，将必须提供高功率的电池组设置为固定安装在用于提供电源电压的设备中的电池组并且将小、轻并且低成本的蓄电器用作可更换蓄电器。用于产生充电电压以便为固定安装的电池组充电的可更换蓄电器的单元可在高能量密度方面被优化，而固定安装的、用于产生电源电压以便例如使车辆电动机运行的电池单元则具有功率优化的电池组单元。
[0010] 固定安装的电池组必须设计用于车辆的使用寿命，而可更换蓄电器则可设计用于较短的使用寿命。可更换蓄电器中的单元的化学物质的快速换新很容易实现并且可提高旧车的价值。当用于提供电源电压的电池组老旧且失去能量时，该能量损失可至少部分通过新的、能量密度高的可更换蓄电器来补偿。
[0011] 可这样构造接通装置，使得可更换蓄电器能够简单地从用于提供电源电压的设备中被取出并且被另一可更换蓄电器代替。可更换蓄电器的更换不需要车间专业人员。驾驶员可自己以不复杂的方式更换可更换蓄电器。可更换蓄电器在用于提供电源电压的设备中的使用尤其是基于在用于产生电源电压的电池组和可更换蓄电器之间的解耦来实现。对于可更换蓄电器例如可使用自行车蓄电器，其能够大量并且低成本地生产。
[0012] 根据本发明用于提供电源电压的设备的一种实施方式规定，除了通过可更换蓄电器为固定安装的电池组充电外，在车辆行驶期间产生的能量可用于为固定安装的电池组和/或可更换蓄电器在放电后再次充电。当车辆例如下坡时，在此回收的能量可通过用于提供电源电压的设备用于为固定安装的电池组和/或可更换蓄电器充电。
[0013] 用于提供电源电压的设备的拓扑结构可规定，多个设置在不同接通装置中的可更换蓄电器可用于给固定安装的电池组充电。经由相应的可控开关(它们可安装在可更换蓄电器包中)和耦合装置，所述可更换蓄电器可有选择性地交替地与固定安装的主电池组连接，以便为之充电。
附图说明
[0014] 下面借助示出本发明实施例的附图详细说明本发明。附图如下：
[0015] 图1A为具有电池组和可更换蓄电器的电动汽车的实施方式；
[0016] 图1B为具有电池组和可更换蓄电器的电动摩托车的实施方式；
[0017] 图2为用于提供电源电压以便使车辆运行的设备的实施方式；
[0018] 图3为没有可更换蓄电器的、用于提供电源电压以便使车辆运行的设备的实施方式；
[0019] 图4为具有一个可更换蓄电器的、用于提供电源电压以便使车辆运行的设备的实施方式，所述可更换蓄电器为为车辆电池组充电以及为电池组和/或可更换蓄电器再充电；
[0020] 图5为具有多个可更换蓄电器的用于提供电源电压以便使车辆运行的设备的实施方式，所述可更换蓄电器为车辆电池组充电以及为电池组和/或可更换蓄电器再充电的。
具体实施方式
[0021] 为了使车辆电气装置运行，车辆可包括用于提供电源电压的设备。电气装置例如可以是电路或用于驱动车辆的电动机。图1A示例性示出汽车10a并且图1B示出摩托车10b，它们分别具有用于提供电源电压以便使汽车或摩托车的电气装置运行的设备100。在电动车辆中电气装置可以是电动机。
[0022] 用于提供电源电压以便使电气装置200运行的设备100除了用于产生电源电压的主电池组110之外还包括至少一个可更换蓄电器1、2。用于产生电源电压的电池组110例如设置为固定安装在设备100和因此车辆10a、10b中的主蓄电器，可更换蓄电器1、2可构造得明显更小且更轻。
[0023] 根据本发明，主电池组110提供用于使车辆电气装置运行的功率，而可更换蓄电器1、2设置用于为主电池组110充电或再充电。电池组110可设计用于提供高电功率，如用于提供48V和400V之间的电压，而可更换蓄电器1、2则被优化以便为存储高的能量密度。
[0024] 图2示出用于提供电源电压以便使车辆电气装置运行、例如使汽车或摩托车的用于驱动汽车或摩托车的电动机运行的设备的一种可能实施方式的拓扑结构。该设备100包括用于提供电源电压的电源电压接口A100以便使车辆电气装置运行，以及包括参考电压接口B100。设备100还包括用于产生电源电压的电池组110以便使车辆电气装置运行。电池组110连接到电源电压接口A100上。
[0025] 设备100还包括至少一个接通装置120、140用于接通至少一个可更换蓄电器1、2以便分别提供为电池组110充电的充电电压。此外，设备100包括用于将所述至少一个可更换蓄电器1、2与电池组110电耦合的耦合装置130。耦合装置130设置在所述至少一个接通装置120、140和电池组110之间。耦合装置130尤其是构造用于：在所述至少一个可更换蓄电器1、
2借助所述至少一个接通装置120、140接通时，根据固定安装的电池组110的充电状态，将所述至少一个可更换蓄电器1、2与电池组110电耦合或分离。
[0026] 用于提供电源电压的设备100能够在行驶期间通过从可更换蓄电器1、2获取的充电电流被再充电，而电池组110同时提供用于使车辆电气装置、如电动机200运行的电源电压。
[0027] 电池组110可在设备100中设置为固定安装的电池组，其单元功率优化地设计。电池组110例如可以是低电压或高电压电池组，如是用于提供48V和400V之间的电压的电池组。
[0028] 耦合装置130具有第一侧S130a和第二侧S130b。耦合装置的第一侧S130a可与电池组110和电源电压接口A110连接。耦合装置的第二侧S130b可与所述至少一个接通装置120、140连接。耦合装置130可包括直流电压转换器(DC/DC转换器)，由此可更换蓄电器1、2可与主电池组110耦合，尤其是当可更换蓄电器1、2与主电池组110具有不同的电压水平时。
[0029] 所述至少一个可更换蓄电器1、2优选在各自的接通装置120、140上提供小于60V的电压用于为电池组110充电。当电池组110构造为高压蓄电器时——其产生明显更高的电压、如48V和400V之间的电压，在耦合装置130上需要电流隔离，该电流隔离通过包含于耦合装置中的直流电压转换器引起。当电池组110在电源电压接口A100上提供的电源电压也低于由所述至少一个可更换蓄电器1、2产生的电压、如也低于60V时，则出于成本节省的原因省却通过耦合装置130进行的电流隔离，因为小于60V的电压通常不被归为危险的。
[0030] 当所述至少一个可更换蓄电器1、2仅设置用于产生用于给电池组110充电的充电电压时，耦合装置130可构造成单向的。根据一种可能实施方式，设备100可构造用于：借助能量回收(再生)在可更换蓄电器1、2放电后再次为之充电。在设备100的该实施方式中，耦合装置130、尤其是耦合装置的直流电压转换器可构造成双向的，以便能够将回收能源存储于蓄电器1、2中。
[0031] 图3示出图2所示的用于在电源电压接口A100上提供电源电压以便使车辆电气装置如电动机200运行的设备100，在此在接通装置120或接通装置140上未连接可更换蓄电器1或2。设备100因此仅包括固定安装的电池组110、耦合装置130以及用于接通可更换蓄电器的接通装置120、140。
[0032] 在已充电的电池组110中可由电池组110提供足够的功率来满足所要求的功率、如200A电流或实现所要求的电动机200运行持续时间。电池组110不仅可通过可更换蓄电器1、
2充电。为了给电池组110充电也可在电源电压接口A100上连接充电器300、如车辆10的车载充电器。因此，电池组110不通过可更换蓄电器之一充电，而是通过充电器300充电。为了给电池组110充电，必须将充电器300连接到用于提供所需要的充电电压的插座上。
[0033] 图4示出图2所示的用于提供电源电压以便使车辆电气装置如电动机200运行的设备100，在该设备中，仅一个可更换蓄电器1与接通装置120耦合，而在接通装置140上未连接可更换蓄电器。
[0034] 设有控制器500，以便监控由电池组110提供的电源电压以及由可更换蓄电器1提供的用于给电池组110充电的充电电压并且控制耦合装置130。当控制器500确定电池组110充分充电，以致可提供用于使车辆电气装置尤其是电动机200运行的电源电压时，控制器500可这样控制耦合装置130，使得可更换蓄电器1与电池组110解耦或者说分离。相反，当控制器500确定由电池组110提供的电源电压的电平等于第一阈值或低于第一阈值时，控制器
500这样控制耦合装置130，使得可更换蓄电器1经由耦合装置130与主电池组110电耦合以便给主电池组充电。
[0035] 耦合装置130可构造用于：当可更换蓄电器1与接通装置120接通并且由电池组110在电源电压接口A100上提供的电源电压的电平小于或等于第一阈值并且由可更换蓄电器1在接通装置120上产生的充电电压的电平超过第二阈值时，将可更换蓄电器1与电池组110电耦合，并且在耦合装置130的第一侧130a上产生用于给电池组110充电的充电电流。因此，当控制器500确定固定安装的电池组110例如不再完全充电时，能够从可更换蓄电器1获取能量并且再次给电池组110充电。
[0036] 此外，耦合装置130可构造用于：当可更换蓄电器1与接通装置120接通并且由电池组110在电源电压接口A100上提供的电源电压的电平超过第一阈值时，使可更换蓄电器1与电池组110电分离。例如当控制器500确定，基于可更换蓄电器1给电池组110充电而使电池组110再次充分充电时，控制器500这样控制耦合装置130，使得可更换蓄电器1与电池组110分离。
[0037] 为了将可更换蓄电器1与固定安装的电池组110连接和分离，可更换蓄电器1例如可具有可控开关3，其开关状态可由耦合装置130控制或直接由控制器500控制。当设备100具有仅一个可更换蓄电器1时，可省却该可控开关3，因为耦合装置130并且尤其是包含于其中的直流电压转换器也可将可更换蓄电器1在内部与固定安装的电池组110电分离。
[0038] 根据另一种可能实施方式，电源电压接口A100可构造用于施加另一充电电压，该充电电压用于给可更换蓄电器1充电。耦合装置130的第一侧S130a与电源电压接口A100连接。耦合装置130构造用于：当可更换蓄电器1与接通装置120接通并且在电源电压接口A100上施加用于给可更换蓄电器1充电的所述另一充电电压时，根据可更换蓄电器的充电状态或根据由可更换蓄电器在接通装置120上产生的充电电压的电平，将可更换蓄电器与电源电压接口A100连接。
[0039] 根据设备100的该实施方式，可更换蓄电器1可在设备100的回收运行中被充电，其方式是，通过回收车辆10a、10b的车辆动能，在电源电压接口A100上施加所述另一充电电压。在回收运行期间电动机200用作发电机并且在电源电压接口A100上产生用于给可更换蓄电器1充电的所述另一充电电压。
[0040] 当控制器500确定，接通装置120上的可更换蓄电器1的电压电平等于第二阈值或低于第二阈值时，可更换蓄电器1经由耦合装置130与电源电压接口A100连接并且可被再充电。在该实施方式中，耦合装置130构造用于：当可更换蓄电器1与接通装置120接通并且由可更换蓄电器1在接通装置120上产生的充电电压的电平小于或等于第二阈值时，在耦合装置130的第二侧S130b上产生用于给可更换蓄电器1充电的充电电流。在给可更换蓄电器1充电后，该可更换蓄电器可再次将能量提供用于为固定安装的车辆电池组110再充电。
[0041] 在回收运行期间，车辆动能也可用于给电池组110充电。当电池组110和可更换蓄电器1具有低充电状态时，例如可在回收运行期间首先为电池组110并且随后为可更换蓄电器1再充电。
[0042] 图5示出图2所示的用于提供电源电压以便使车辆电气装置、尤其是用于使电动机200运行的设备100。与图4所示实施方式不同，在图5所示设备100的实施方式中，除了所述可更换蓄电器1外还有另一可更换蓄电器2连接到接通装置140上。因此，图5示出在设备100中存在多个可更换蓄电器1、2的情况。
[0043] 在该实施方式中，可这样构造耦合装置130，使得当可更换蓄电器1与接通装置120接通并且另一可更换蓄电器2与另一接通装置140接通并且电池组110的充电状态或由电池组110提供的电源电压的电平小于或等于第一阈值时，耦合装置根据可更换蓄电器1和另一可更换蓄电器2的充电状态有选择性地将可更换蓄电器1或另外的可更换蓄电器2连接到耦合装置130的第二侧S130b上，并且在耦合装置130的第一侧S130a上产生用于给电池组110充电的充电电流。
[0044] 设备100例如具有控制器500，该控制器构造用于确定固定安装的主电池组110的充电状态以及可更换蓄电器1、2各自的充电状态。当控制器500确定电池组110完全充电时，控制器500这样控制耦合装置130，使得耦合装置130将可更换蓄电器1、2与电池组110电分离。在图5所示的实施方式中，可更换蓄电器1、2例如分别具有一个可控开关3、4，该可控开关可由耦合装置130切换到导通或断开状态中或直接由控制器500切换到导通或断开状态中。为了使可更换蓄电器1、2与主电池组110分离，可控开关3、4可由耦合装置130控制断开或直接由控制器500控制断开。
[0045] 当控制器500确定电池组110不完全充电时，控制器500这样控制耦合装置130，使得耦合装置130有选择性地将可更换蓄电器1、2之一经由耦合装置130与电池组110连接。例如耦合装置130首先控制可更换蓄电器1的可控开关3导通并且使可更换蓄电器2的可控开关4进入不导通的状态中。由此，可更换蓄电器1与主电池组110连接。在耦合装置的第一侧S130a上，可根据可更换蓄电器1的充电状态产生用于给电池组110充电的充电电流。
[0046] 当可更换蓄电器1基于充电过程而被放电后，耦合装置130或控制器500可将可更换蓄电器1的可控开关3切换到断开状态中并且将可更换蓄电器2的可控开关4切换到导通状态中。因此，可更换蓄电器1与电池组110分离并且取而代之可更换蓄电器2与电池组110连接。在耦合装置130的第一侧S130a上，根据可更换蓄电器2的充电状态产生充电电流并且供应用于给固定安装的电池组110充电。当主电池组110完全充电时，耦合装置130或控制器500将可更换蓄电器2再次与主电池组110分离。
[0047] 根据设备100的一种可能实施方式，耦合装置130具有双向直流电压转换器，借助该直流电压转换器既可在耦合装置130的第一侧S130a上提供用于给电池组110充电的充电电流也可在耦合装置130的第二侧S130b上提供用于给可更换蓄电器1、2充电的充电电流。
[0048] 在设备100的该实施方式中，与图4的实施方式类似，车辆动能可转换为用于给电池组110或可更换蓄电器1、2充电的充电电压。该充电电压通过回收在电源电压接口A100上由在回收运行期间用作发电机的电动机200在行驶时、如在下山时提供。通过耦合装置130可将可更换蓄电器1、2之一有选择性地与电源电压接口A100连接以便再充电。
[0049] 耦合装置130可构造用于：当可更换蓄电器1与接通装置120接通并且所述另一可更换蓄电器2与所述另一接通装置140接通并且由可更换蓄电器1在接通装置120上产生的充电电压的电平和由另一可更换蓄电器2在另一接通装置140上产生的充电电压的电平之中的至少一个电平小于或等于第二阈值时，根据可更换蓄电器1和另一可更换蓄电器2的充电状态，所述耦合装置有选择性地将可更换蓄电器1或另一可更换蓄电器2连接到耦合装置130的第二侧S130b上并且在耦合装置130的第二侧S130b上产生用于给可更换蓄电器1或另一可更换蓄电器2充电的充电电流。
[0050] 当电池组110具有低充电状态时，例如可在设备100的回收运行中首先为电池组110再充电。例如当控制器500确定固定安装的电池组110完全充电时，可更换蓄电器1、2可经由耦合装置130与电源电压接口A100连接，以便将由驱动装置200回收的能量存储于可更换蓄电器中。例如当控制器500确定可更换蓄电器1不再完全充电时，控制器500可这样控制耦合装置130，使得耦合装置130将可更换蓄电器1的可控开关3切换到导通状态中并且将可更换蓄电器2的可控开关4切换到断开状态中。由此，可更换蓄电器1与电源电压接口A100连接并且可更换蓄电器1可再次被完全充电，在电源电压接口上提供用于给可更换蓄电器1充电的充电电压。
[0051] 当控制器500确定可更换蓄电器1再次完全充电时，控制器500可这样控制耦合装置130，使得耦合装置130将可更换蓄电器1的可控开关3切换到断开状态中并且将可更换蓄电器2的可控开关4切换到导通状态中。由此，可更换蓄电器1与电源电压接口A100分离并且取而代之可更换蓄电器2与电源电压接口A100连接。
[0052] 通过在电源电压接口A100上提供充电电压，现在可为可更换蓄电器2充电。当控制器500确定，可更换蓄电器2再次完全充电时，控制器500可控制耦合装置130，使得耦合装置130将可控开关4切换到断开状态中，从而两个可更换蓄电器与电源电压接口A100分离。
[0053] 在设备100的另一种实施方式中，可更换蓄电器1和2的可控开关3和4也可直接被控制器500切换到导通或断开状态中。
[0054] 由设备100在电源电压接口A100上提供的电源电压可用于使具有设备100的车辆的任何电气装置运行。电气装置例如可以是已经提到的电动机200，但也可以是任何其它的耗电器，其所需电压例如小于由电池组110提供的电压。为了使这些耗电器运行，可在电源电压接口A100上例如连接直流电压转换器400，通过该直流电压转换器，电源电压可下降到较低的电压电平上、例如下降到12V的电压电平上并且可馈入车载电网中。
[0055] 附图标记列表
[0056] 1,2 可更换蓄电器
[0057] 10a,10b 车辆
[0058] 100 用于提供电源电压的设备
[0059] 110 电池组
[0060] 120 接通装置
[0061] 130 耦合装置
[0062] 140 接通装置
[0063] 200 电动机
[0064] 300 充电器
[0065] 400 直流电压转换器
[0066] 500 控制器
