Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine mobile Energieversorgungseinheit zur unterbre chungsfreien Stromversorgung eines externen Stromnetz.

Aus dem Stand der Technik sind Notstromaggregate und Systeme zur unter brechungsfreien Stromversorgung (USV) bekannt, welche zur Stromversor- gung elektrischer Netze verwendet werden. Dabei handelt es sich meist um leistungsstarke Dieselgeneratoren, welche beispielsweise eine Leitung von bis zu 800kVA haben. Diese werden unter anderem von Energieversorgern genutzt, um bei Verbrauchsspitzen, welche beispielsweise bei Großveran staltungen auftreten können, das Stromnetz zu stabilisieren. Muss ein Teil des Stromnetzes für Wartungs- oder Umbauarbeiten abgetrennt bzw. an ei ner vorbestimmten Stelle unterbrochen werden, können solche Notstromag- gregate auch zur zeitweisen Stromversorgung des abgetrennten Teils ver wendet werden.

Eine weitere Verwendung stellt das Laden von Elektro-Fahrzeugen abseits sonstiger Lademöglichkeiten dar.

Zwar ist Diesel als Treibstoff für solche Notstromaggregate leicht verfügbar, einfach zu transportieren und der Tank des Notstromaggregats während des Betriebs befüllbar, jedoch sind Dieselgeneratoren sehr wartungsintensiv. Hinzukommt, dass die hohen Anforderungen an Dieselgeneratoren bezüglich des Abgas- bzw. Schadstoffausstoßes dazu führen, dass alte Dieselgenera toren nicht mehr betrieben werden dürfen und die Produktions- und Anschaf- fungskosten für neue Dieselgeneratoren steigen.

Ferner ist problematisch, dass Notstromaggregate bzw. USVs, welche den Strom unmittelbar erzeugen, vergleichsweise träge sind und nicht dynamisch auf Laständerungen reagieren können.

Sind in dem Stromnetz, welches von solchen Notstromaggregaten versorgt wird, Anlagen zur Stromerzeugung, wie beispielsweise Photovoltaik-Anlagen, vorhanden, geht ein eventueller Energieüberschuss verloren.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nach teile zu überwinden und eine mobile Energieversorgungseinheit zur unterbrechungsfreien Stromversorgung eines externen Stromnetzes bereitzustel- len, welche jedoch flexibel einsetzbar sein soll und das externe Stromnetz mit mehr Energie versorgen können soll, als ein interner Speicher der Ener gieversorgungseinheit bereitstellt. Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Schutzanspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird eine mobile Energieversorgungseinheit zur unterbre chungsfreien Stromversorgung eines externen Stromnetzes vorgeschlagen. Diese weist einen Energiespeicher, eine erste mit dem Energiespeicher elektrisch verbundene Schnittstelle zur Energieübertragung und eine zweite mit dem Energiespeicher elektrisch verbundene Schnittstelle zur Energie übertragung sowie eine Elektronik auf. Generell wird erfindungsgemäß unter Energie elektrische Energie verstanden, so dass der vorzugsweise über die erste Schnittstelle mit dem externen Stromnetz verbundene Energiespeicher als Spannungs- bzw. Stromquelle für das externe Stromnetz dient. Die Elekt ronik ist darüber hinaus ausgebildet, ein Laden des Energiespeichers über zumindest die zweite Schnittstelle und ein Entladen des Energiespeichers über zumindest die erste Schnittstelle zu überwachen und zu regeln. Vorzugsweise umfasst die Elektronik sowohl eine Ladelogik, durch welche ein Laden und Entladen des Energiespeichers über die erste Schnittstelle und/oder die zweite Schnittstelle kontrolliert und geregelt wird. Die Ladelogik kann in einer vorteilhaften Weiterbildung zudem einen Spannungsteiler, durch welchen beispielsweise eine über die zweite Schnittstelle zu geführte Energie für die Energieversorgung des externen Stromnetzes über die erste Schnittstelle und zugleich ein Laden des Energiespeichers ermöglicht wird.

Eine Variante sieht entsprechend vor, dass die erste Schnittstelle ausgebildet ist, das externe Stromnetz durch ein Entladen des Energiespeichers mit Energie zu versorgen, und dass die zweite Schnittstelle ausgebildet ist, den Energiespeicher mit einer von einer externen Quelle bereitgestellten Energie zu laden. Alternativ und die Flexibilität der mobilen Energieversorgungsein heit erhöhend kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass sowohl die erste als auch die zweite Schnittstelle bidirektional ausgebildet sind, so dass sowohl über die erste als auch über die zweite Schnittstelle ein Laden und ein Entla den des Energiespeichers möglich ist.

Die Energieversorgungseinrichtung kann beispielsweise auf einem Anhänger oder in bzw. an einem Fahrzeug angeordnet sein, so dass diese dadurch transportabel und mobil bzw. an verschiedenen Standorten flexibel ersetz bar ist.

Zusätzlich bzw. alternativ ist es bei einerweiteren vorteilhaften Ausführungs form vorgesehen, dass die Energieversorgungseinrichtung in einem Rahmen aufgenommen ist, welcher ein einfaches Verladen und einen einfachen Transport ermöglicht.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht zudem vor, dass die Elektronik ausge bildet ist, das Laden und das Entladen des Energiespeichers über die erste Schnittstelle sowie das Laden und/oder das Entladen über die zweite Schnittstelle zu überwachen und zu regeln. Sind die Schnittstellen entspre- chend jeweils zum Laden und Entladen vorgesehen, ist die Elektronik zudem ausgebildet, ein zeitgleiches Laden des Energiespeichers über die erste und die zweite Schnittstelle oder ein zeitgleiches Entladen des Energiespeichers über die erste und die zweite Schnittstelle zu überwachen und zu regeln.

Über die Zeit kann ein Laden und Entladen über die jeweilige Schnittstelle auch variieren, so dass das externe Stromnetz über die erste Schnittstelle zunächst mit Energie versorgt und der Energiespeicher entladen und an schließend der Energiespeicher über die erste Schnittstelle von dem exter nen Stromnetz mit Energie versorgt und der Energiespeicher geladen wer den kann. Der Energiespeicher bzw. der Akkumulator ist vorzugsweise aus einer Viel zahl von Zellen aufgebaut, wobei diese in zwei Gruppen geteilt sein können, von welchen eine erste Gruppe die Stromversorgung des externen Strom netzes über die erste Schnittstelle bereitstellt und die Zellen der zweiten Gruppe über die zweite Schnittstelle geladen werden. Unterschreitet der Energieinhalt der ersten Gruppe einen vorbestimmten Wert, so dass die Energie- bzw. Stormversorgung des externen Stromnetzes nicht mehr mög lich ist oder in naher Zukunft nicht mehr möglich sein wird, können einzelne Zellen bzw. alle Zellen einer Gruppe der jeweils anderen Gruppe zugeordnet werden. Entsprechend ist die Elektronik ausgebildet, zumindest den Ladezu stand der einzelnen Zellen zu erfassen und die Zellen einer bestimmten Gruppe zuzuordnen und somit zu laden oder zu entladen.

Ein erfindungsgemäßer Grundgedanke ist es, dass die Energieversorgungs- einheit ermöglicht, das externe Stromnetz mit Energie zu versorgen, und dass zugleich ein „betanken“ des Energiespeichers der Energieversorgungs einheit über die zweite Schnittstelle möglich ist. Um ein möglichst flexibles „Nachtanken“ über die zweite Schnittstelle zu ermöglichen, sieht eine vorteil hafte Weiterbildung vor, dass die zweite Schnittstelle als Weitbereichsein- gang ausgebildet ist und/oder die Elektronik einen Weitbereichswandler um fasst, welcher ausgebildet ist, eine über die zweite Schnittstelle zugeführte elektrische Energie für das Laden des Energiespeichers umzuwandeln. Hier durch können unterschiedlichste Energie- bzw. Spannungsquellen an der zweiten Schnittstelle angeschlossen und zum Laden des Energiespeichers verwendet werden.

Ferner kann ein zusätzlicher Weitbereichswandler vorgesehen und ausgebil det sein, die elektrische Energie des Energiespeichers oder die über die zweite Schnittstelle zugeführte elektrische Energie für die Versorgung des elektrischen Netzes zu Wandeln und an der ersten Schnittstelle bereitzustel- len.

Der Energiespeicher ist vorzugsweise ein Akkumulator und insbesondere ein Lithium-Ionen-Akkumulator.

Die vorliegend vorgeschlagene Energieversorgungseinheit ist insbesondere vorgesehen externe Stromnetze mit hohem Strombedarf vorübergehend mit Strom zu versorgen. Daher ist bei einer vorteilhaften Variante vorgesehen, dass die erste Schnittstelle ein Steckverbinder und insbesondere ein Hoch stromsteckverbinder ist. Als Hochstromsteckverbinder wir hierbei ein Steck- verbinder verstanden, welcher auf zumindest 120A ausgelegt ist.

Generell kann alternativ oder zusätzlich zu einem Steckverbinder für die ers te Schnittstelle auch eine entsprechende Klemmvorrichtung vorgesehen sein, durch welche elektrische Leiter bzw. das externe Stromnetz ohne Stecker über die erste Schnittstelle mit der Energieversorgungseinheit verbindbar sind.

Um ein einfaches Laden des Energiespeichers über die zweite Schnittstelle zu vereinfachen, ist ferner vorzugsweise vorgesehen, dass die zweite Schnittstelle ebenfalls ein Steckverbinder und insbesondere ein Hochstrom steckverbinder ist. Die zweite Schnittstelle kann auch insbesondere als ein Typ 1 -Stecker, eine Typ 1 -Buchse, ein Typ 2-Stecker, eine Typ 2-Buchse, ein Combo-Stecker oder eine Combo-Buchse ausgebildet sein, um den An schluss eines Elektro-Fahrzeugs zum Laden des Energiespeichers zu er möglichen bzw. zu vereinfachen. Bei den vorgenannten Steckverbindern handelt es sich um die zum Zeitpunkt der Anmeldung am Markt verfügbaren und entsprechend den geltenden Normen spezifizierten Schnittstellen, mit er entsprechenden Polzahl, dem Steckgesicht, der entsprechenden Pol- Belegung und den weiteren für die Steckkompatibilität erforderlichen Spezifi kationen. Da diese technischen Details allgemein bekannt sind, wird auf de ren explizite Beschreibung verzichtet, wobei die jeweilige Spezifikation im Offenbarungsbereich der Anmeldung liegt. Neben solchen allgemein bekann ten Steckverbindern können zudem auch markenrechtlich geschützte Steckverbinder vorgesehen werden, welche zum Anmeldezeitpunkt unter der Be zeichnung CHAdeMO-Stecker oder Tesla Supercharger bekannt sind. Als Steckverbinder für die zweite Schnittstelle können alternativ auch „Schuko“- Stecker oder andere CEE-Stecker bzw. Buchsen verwendet werden.

Wie beschrieben ist es besonders vorteilhaft, wenn die Energieversorgungs einheit auf einfache Weise ein Laden des Energiespeichers ermöglicht, bei welchem eine externe Energiequelle wie beispielsweise ein Elektro-Fahrzeug über die zweite Schnittstelle mit dem Energiespeicher verbunden ist. Hierfür sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, dass die zweite Schnittstelle ausgebildet ist, mit einem Energiespeicher eines Elektro-Fahrzeugs verbun den zu werden und der Energiespeicher der Energieversorgungseinheit da durch mit dem Energiespeicher des Elektro-Fahrzeugs verbindbar ist. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein System aus einer erfindungs gemäßen Energieversorgungseinheit und einem externen Energiespeicher. Die Energieversorgungseinheit ist hierbei über ihre zweite Schnittstelle mit dem externen Energiespeicher verbindbar und der Energiespeicher der Energieversorgungseinheit durch den externen Energiespeicher elektrisch aufladbar. Entsprechend ist vorgesehen, dass die Energieversorgungseinheit zumindest zeitweise mit dem externen Energiespeicher verbunden ist und von diesem „betankt“ wird.

Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn das System ferner ein externes Stromnetz um fasst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Energieversorgungseinheit über ihre erste Schnittstelle mit dem externen Stromnetz verbindbar bzw. verbunden ist und ausgebildet ist, elektrische Energie über die erste Schnittstelle an das externe Stromnetz abzugeben, wodurch dieses mit Energie versorgt wird. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass elektrische Energie über die erste Schnittstelle von dem externen Stromnetz zum Laden des Stromspei- chers der Energieversorgungseinrichtung aufzunehmen, wodurch ein Ener gieüberschuss in dem externen Stromnetz genutzt werden kann um den Energiespeicher der Energieversorgungseinheit zu laden.

Zudem ist eine Variante des Systems von Vorteil, bei welcher der externe Energiespeicher ein Energiespeicher eines Elektro-Fahrzeugs ist.

Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü- chen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Be schreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figur nä her dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 schematische Übersicht über ein System aus einer Energiever sorgungseinheit, einem externen Stromnetz und einem exter- nen Energiespeicher.

Dargestellt ist eine schematische Ansicht eines Systems 1 , welches ein ex ternes Stromnetz 10, ein Elektro-Fahrzeug 20 und eine mobile Energieversorgungseinheit 30 umfasst.

Muss das externe Stromnetz 10 von seiner ursprünglichen Stromversorgung getrennt werden, so dass die einzelnen Verbraucher 13 des externen Strom netzes stromfrei bzw. von der Versorgung abgeschnitten wären, kann das externe Stromnetz 10 über seine Schnittstelle 11, welche beispielsweise an einem Verteiler 12 des externen Stromnetzes 10 vorgesehen ist, mit der ers ten Schnittstelle 31 der Energieversorgungseinheit 30 verbunden werden, so dass der Energiespeicher 34 der Energieversorgungseinheit 30 das externe Stromnetz 10 über die erste Schnittstelle 31 sowie überwacht und geregelt durch eine Elektronik 33 der Energieversorgungseinheit 30 mit Energie bzw. Strom versorgt.

Unterschreitet ein Ladestand des Energiespeichers 34, welcher als Akkumu lator ausgebildet ist, einen vorbestimmten Wert, kann der Energiespeicher 34 über seine zweite Schnittstelle 32 parallel zu der Entladung über die erste Schnittstelle 31 aufgeladen werden. Hierzu ist beispielhaft ein Elektro-Fahrzeug 20 mit einem gegenüber der Energieversorgungseinheit externen Energiespeicher 22 und einer Schnitt stelle 21 dargestellt, welches den Energiespeicher 34 der Energieversor gungseinheit 30 über die zweite Schnittstelle 32 sowie überwacht und gere- gelt durch die Elektronik 33 lädt.

Alternativ zu einem Elektro-Fahrzeug 20 kann jedoch auch ein anderer ex terner Energiespeicher, wie auch eine zweite mobile Energieversorgungsein heit, vorgesehen werden, durch welche die „erste“ Energieversorgungsein heit 30 bzw. deren Energiespeicher 34 geladen werden kann. Sowohl die Energieversorgungseinheit 30 als auch eine eventuell vorhande ne zweite Energieversorgungseinheit kann auf jeweils einem Anhänger mon tiert sein oder jeweils einen stabilen Rahmen aufweisen, so dass die Ener gieversorgungseinheit für den Transport geeignet, transportabel und an ver schiedenen Standorten flexibel einsetzbar ist. Ist die Energieversorgungseinheit 30 nicht über ihre erste Schnittstelle 31 verbunden und dadurch nicht in ihrer Mobilität eingeschränkt, kann diese beispielsweise zu einer Ladesäule für Elektro-Fahrzeuge transportiert und an dieser geladen werden.

Für den Fall, dass die Energieversorgungseinheit 30 über ihre erste Schnitt- stelle 31 mit dem externen Stromnetz 10 verbunden und dadurch in ihrer Mobilität eingeschränkt ist, kann die Energieversorgungseinheit 30 bzw. ihr Energiespeicher 34 über die zweite Schnittstelle 32 wiederholt und mehrfach geladen werden. Hierzu kann beispielsweise ein Elektro-Fahrzeug 20 oder ein anderer externer Energiespeicher zwischen einer Ladesäule und der Energieversorgungseinheit 30 mehrfach „pendeln“.

_{* *} * * _*