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Die Erfindung betrifft ein Bus-System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Versorgung einer Mehrzahl von Lasten mit elektrischer Energie aus einer zweiten Mehrzahl von Quellen bei einem elektrisch angetriebenen, vorzugsweise senkrecht startenden und landenden, höchst vorzugsweise manntragenden Fluggerät, wobei jede der Quellen mit wenigstens einer der Lasten oder jede der Lasten mit wenigstens einer der Quellen über einen jeweils zugeordneten ersten Bus elektrisch leitend verbunden ist.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14 zum Versorgen einer ersten Mehrzahl von Lasten mit elektrischer Energie aus einer zweiten Mehrzahl von Quellen bei einem elektrisch angetriebenen, vorzugsweise senkrecht startenden und landenden, höchst vorzugsweise manntragenden Fluggerät.
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Schließlich betrifft die Erfindung auch ein vorzugsweise senkrecht startendes und landendes, höchst vorzugsweise manntragendes Fluggerät mit einer ersten Mehrzahl an Lasten in Form von Elektromotoren zum Antreiben von Rotoren und einer zweiten Mehrzahl von Quellen zum Versorgen der Elektromotoren mit elektrischer Energie, gemäß Anspruch 15.
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Bei bekannten Fluggeräten der genannten Art, insbesondere dem Volocopter® 2X aus dem Hause der Inhaberin/Anmelderin, werden elektrische Lasten in Form von Motoren bzw. Rotoren durch zugeordnete Batterien bzw. Akkumulatoren versorgt. Nach dem aktuellen Design versorgt jeweils eine Batterie zwei Motoren mit elektrischer Energie. Da der Volocopter® 2X 18 Motoren/Rotoren aufweist, werden insgesamt neun Batterien/Akkumulatoren verwendet. Nachfolgend wird aus Gründen der sprachlichen Vereinfachung anstelle von Motoren/Rotoren immer nur von Motoren oder Lasten und anstelle von Batterien/Akkumulatoren immer nur von Batterien oder Quellen gesprochen.
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Beim Volocopter® 2X existiert keine Verbindung zwischen den Batterien, um bei einem möglichen Fehlerfall lediglich eine Batterie und entsprechend zwei Motoren zu „verlieren“, wodurch aufgrund der großen vorhandenen Anzahl an Motoren bzw. Batterien immer noch ein sicherer Flugbetrieb gewährleistet ist.
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Es ist aus anderen batteriegetriebenen Anwendungen bekannt, Batterien direkt parallel zu schalten, um die Last gleichmäßig zwischen den Batterien aufzuteilen. Im Fehlerfall wird der gesamte Batterieverbund ausgeschaltet, was jedoch bei Fluggeräten wie dem Volocopter® aus Sicherheitsgründen nicht möglich ist.
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Alternativ besteht die Möglichkeit, Batterien über eine Leistungselektronik mit DC/DC- oder DC/AC-Wandlern miteinander zu verbinden, um auf diese Weise Energie zwischen den Quellen verschieben zu können und für einen Ausgleich zu sorgen. Derartige leistungselektronische Komponenten in Form von Spannungswandlern mit komplexer Steuereinheit sind jedoch relativ schwer, teuer und fehleranfällig, sodass ein Einsatz bei Fluggeräten der genannten Art nicht in Betracht zu ziehen ist.
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Es hat sich jedoch bei umfangreichen Versuchen der Inhaberin/Anmelderin herausgestellt, dass es bei Verwendung der bisherigen Verschaltungsstruktur der Motoren und Batterien je nach Flugmodus, Windverhältnissen oder dergleichen dazu kommen kann, dass einzelne Motoren stärker belastet werden als andere. Dadurch werden einzelne Batterien schneller entladen als andere, wodurch das Fluggerät im Extremfall zu einer vorzeitigen Landung gezwungen wird, obwohl die restlichen Batterien noch genügend Restkapazität hätten, um einen fortgesetzten Flugbetrieb zu ermöglichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Bus-System, ein gattungsgemäßes Verfahren und ein gattungsgemäßes Fluggerät derart weiterzuentwickeln, dass auch bei ungleichmäßiger Belastung (insbesondere der Lasten) eine verlängerte Versorgung der Lasten mit elektrischer Energie und damit ein längerer Flugbetrieb ermöglicht wird.
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Zur Lösung dieses Problems schlägt die Erfindung eine neuartige Verschaltung zwischen den einzelnen Batterien vor. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Bus-System mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und durch ein Fluggerät mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Ein erfindungsgemäßes Bus-System zur Versorgung einer ersten Mehrzahl von Lasten mit elektrischer Energie aus einer zweiten Mehrzahl von Quellen bei einem elektrisch angetriebenen, vorzugsweise senkrecht startenden und landenden, höchst vorzugsweise manntragenden Fluggerät, bei dem jede der Quellen mit wenigstens einer der Lasten oder jede der Lasten mit wenigstens einer der Quellen über einen jeweils zugeordneten ersten Bus elektrisch leitend verbunden ist; zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine Anzahl der ersten Busse elektrisch leitend miteinander verknüpft sind, wobei in die Verknüpfung wenigstens ein strombegrenzendes Element geschaltet ist.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Versorgen einer ersten Mehrzahl von Lasten mit elektrischer Energie aus einer zweiten Mehrzahl von Quellen bei einem elektrisch angetriebenen, vorzugsweise senkrecht startenden und landenden, höchst vorzugsweise manntragenden Fluggerät, ist dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb jede der Quellen wenigstens eine der Lasten über einen jeweils zugeordneten, elektrisch leitenden ersten Bus mit elektrischer Energie versorgt; und zwischen wenigstens einer Anzahl der ersten Busse ein Differenzstrom-Ausgleich zwischen den betreffenden Quellen über eine elektrisch leitende Verknüpfung mit wenigstens einem strombegrenzenden Element erfolgt.
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Bei erfindungsgemäßen, vorzugsweise senkrecht startenden und landenden Fluggeräten mit einer ersten Mehrzahl an Lasten in Form von Elektromotoren zum Antreiben von Rotoren und einer zweiten Mehrzahl von Quellen von Elektromotoren mit elektrischer Energie sind die Lasten und Quellen über ein erfindungsgemäßes Bus-System miteinander verbunden. Höchst vorzugsweise handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Fluggerät um ein manntragendes Fluggerät.
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Wie weiter oben bereits beschrieben, kann es durch verschiedene Einflüsse dazu kommen, dass sich einzelne (Leistungs-)Quellen in Form von Batterien bei einem gattungsgemäßen Fluggerät durch unterschiedlich beanspruchte Lasten oder Senken in Form von Elektromotoren unterschiedlich schnell entladen. Dabei kann es in Extremfällen zu unterschiedlichen Leistungs- oder Ladungsständen in den einzelnen Quellen mit bis zu 30 % Differenz kommen.
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Durch die erfindungsgemäße elektrisch leitende Verbindung wenigstens einer Anzahl der ersten Busse (in Form von Leistungsbussen oder Powerbussen zwischen den Quellen und Lasten, d.h. in Form entsprechender Leitungen) besteht nun die Möglichkeit, die genannte Differenz zwischen den Quellen auszugleichen. Eine solche leitende Verbindung zum Ausgleichen der Quellendifferenz kann auch als Ausgleichs-Bus bezeichnet werden. Sie soll nur die Differenzströme zwischen den Lasten tragen; der weitaus größere Gleichanteil des Stroms zu jeder Last wird weiterhin durch die entsprechende Quelle direkt über einen betreffenden Leistungs- oder Powerbus (erster Bus) geliefert.
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Vorzugsweise sind die einzelnen Quellen parallel über einen gemeinsamen Ausgleichs-Bus miteinander verschaltet. Der Stromfluss in diesem Ausgleichs-Bus kann über das wenigstens eine strombegrenzende Element vorzugsweise auf etwa 5 bis 20 % des nominalen Stroms gedrosselt werden, der zwischen den Quellen und den Senken fließt. Als strombegrenzende Elemente können sogenannte Kaltleiter oder PTC-Elemente verwendet werden. Hierbei handelt es sich um Widerstandselemente, die einen positiven Temperaturkoeffizienten (Positive Temperature Coefficient - PTC) aufweisen. Bei Erwärmung derartiger Widerstandselemente durch zunehmenden Stromfluss steigt deren Widerstand an, sodass ein strombegrenzender Effekt auftritt. Dadurch können eventuell auftretende Leistungsdifferenzen zwischen den einzelnen Quellen ausgeglichen und auch Kurzschlusseffekte abgemildert (bzw. verhindert) werden.
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Entsprechend können die strombegrenzenden Elemente die zusätzliche Aufgabe haben, bei einem möglicherweise entstehenden Kurzschluss, entweder in einer Quelle oder am Ausgleichs-Bus selbst, den Stromfluss zur betroffenen Stelle stark zu reduzieren, wodurch eine gegenseitige Beeinflussung der Quellen im Fehlerfall ausgeschlossen ist.
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Im Gegensatz zur aus dem Stand der Technik bekannten Verschaltung einzelner Quellen mittels leistungselektronischer Komponenten ist die zuvor beschriebene Schaltung mittels strombegrenzender Elemente in Form von PTC-Widerständen besonders einfach, selbstregelnd und insbesondere leichtgewichtig, was sie für eine Verwendung bei Fluggeräten prädestiniert. Sie erfordert keine übergeordnete Kontroll- oder Regelungslogik, was die Kosten und das Gewicht senkt und darüber hinaus den Nachweis der funktionalen Sicherheit erheblich erleichtert.
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Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass bei der ersten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bus-Systems vorgesehen sein kann, dass ein Stromfluss in der Verknüpfung (der ersten Busse miteinander) im Betrieb auf einen Bruchteil, beispielsweise auf etwa 5 % bis 20 %, eines nominalen Stroms begrenzt oder begrenzbar ist, welcher nominale Strom zwischen Quelle und Last über den ersten Bus fließt.
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Bei einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bus-Systems ist vorgesehen, dass wenigstens eine Anzahl der Lasten, vorzugsweise alle Lasten, als Elektromotoren für den Flugbetrieb des Fluggeräts ausgebildet sind. Auf diese Weise kommen die weiter oben angesprochenen Vorteile der Erfindung besonders gut zur Geltung.
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Eine wieder andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bus-Systems sieht vor, dass wenigstens eine Anzahl der Quellen, vorzugsweise alle Quellen, als Akkumulatoren ausgebildet sind. Auch hierbei handelt es sich um eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bus-Systems zwecks Verwendung bei einem Fluggerät.
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Es wurde auch bereits darauf hingewiesen, dass in Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bus-Systems nicht zwingend pro Last eine eigene Quelle vorgesehen sein muss. Es liegt vielmehr im Rahmen der Erfindung, jeweils einer Quelle zwei oder mehr Lasten zuzuordnen, und umgekehrt.
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Vorzugsweise ist bei einer entsprechenden Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bus-Systems das strombegrenzende Element als ein Kaltleiter ausgebildet, insbesondere als ein PTC-Widerstand. Hierauf wurde weiter oben bereits eingehend hingewiesen.
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Alternativ besteht die Möglichkeit, dass strombegrenzende Element als ohmschen Widerstand oder als leistungselektronischen Strombegrenzer, insbesondere in Form einer sogenannten Chopper-Schaltung, auszubilden, welcher deutlich leichter und einfacher aufgebaut ist als die weiter oben erwähnten Spannungswandler.
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Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, die beiden vorstehend genannten Ausgestaltungen des strombegrenzenden Elements beliebig miteinander zu kombinieren, wenn - vorteilhafterweise - mehrere strombegrenzende Elemente zum Einsatz kommen.
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Bei der Ausgestaltung der elektrisch leitenden Verknüpfung der ersten Busse miteinander besteht einerseits die Möglichkeit, im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bus-Systems die ersten Busse, vorzugsweise alle ersten Busse, paarweise und insbesondere zyklisch elektrisch leitend miteinander zu verknüpfen. Dabei ist in wenigstens eine der Verknüpfungen, vorzugsweise in jede Verknüpfung, wenigstens ein strombegrenzendes Element geschaltet. Auf diese Weise ist quasi eine Mehrzahl an Ausgleichs-Bussen vorgesehen, wobei jeder dieser Ausgleichs-Busse dazu dient, ein Paar der ersten Busse und damit auch die entsprechenden Quellen miteinander zu verknüpfen.
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Es kann jedoch auch vorgesehen sein, eine Anzahl der ersten Busse, vorzugsweise alle ersten Busse, über wenigstens einen gemeinsamen zweiten Bus elektrisch leitend miteinander zu verknüpfen, wobei in den zweiten Bus das wenigstens eine strombegrenzende Element geschaltet ist. Eine solche Ausgestaltung kann schaltungstechnisch einfacher sein, weil zur Verknüpfung der ersten Busse nur ein gemeinsamer Ausgleichs-Bus vorgesehen ist und nicht eine Mehrzahl an Verknüpfungen, wie weiter oben beschrieben. Beide Formen der Ausgestaltung sind jedoch hinsichtlich ihrer grundsätzlichen Wirkung gleichwertig, da in beiden Fällen ein Ausgleich zwischen den ersten Bussen (Leistungsbussen oder Powerbussen) und den entsprechenden Quellen erfolgen kann.
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Eine bevorzugte Weiterbildung des Bus-Systems mit gemeinsamem Ausgleichs-Bus sieht vor, dass wenigstens zu einer Anzahl der ersten Busse, vorzugsweise zu allen ersten Bussen, jeweils wenigstens ein strombegrenzendes Element parallel geschaltet ist, wobei die strombegrenzende Elemente miteinander über den zweiten Bus verknüpft sind.
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Um beim Ausfall einer betreffenden Quelle eine bestimmte Last weiter betreiben zu können, ohne dass die verfügbare Leistung durch ein strombegrenzendes Element übermäßig stark reduziert wird, sieht eine äußert bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bus-Systems vor, dass zu wenigstens einem der strombegrenzenden Elemente ein Schaltmittel parallel geschaltet ist, vorzugsweise zu allen strombegrenzenden Elementen, um das betreffende strombegrenzende Element bei Bedarf überbrücken zu können. Auf diese Weise lässt sich vermeiden, dass die verfügbare Leistung über das strombegrenzende Element zu stark reduziert wird, und die Last kann auch beim Ausfall einer entsprechenden (zugehörigen) Quelle weiter betrieben werden.
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Das Schaltmittel kann beispielsweise in Form eines einfachen Schalters realisiert sein, der das entsprechende strombegrenzende Element (PTC-Element) überbrückt und so einen ungehinderten Stromfluss erlaubt.
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Bei einer äußerst bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bus-Systems ist zur Verfeinerung dieser Idee vorgesehen, dass das Schaltmittel als eine erste Diode ausgebildet ist. Eine Diode stellt eine dem Fachmann geläufige, einfache Form eines möglichen Schaltmittels dar.
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In Weiterbildung dieser Idee kann bei einer Variante des erfindungsgemäßen Bus-Systems vorgesehen sein, dass in Reihe mit dem strombegrenzenden Element und damit parallel zur der ersten Diode eine zweite Diode geschaltet ist, wobei die erste Diode und die zweite Diode zueinander entgegengesetzte Durchlassrichtungen aufweisen, vorzugsweise wobei die erste Diode derart geschaltet ist, dass ein Stromfluss aus dem ersten Bus in den ersten Bus nur über das strombegrenzende Element ermöglicht ist, während die zweite Diode derart geschaltet ist, dass ein Stromfluss aus dem zweiten Bus in den betreffenden ersten Bus ungehindert ermöglicht ist.
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Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Stromfluss aus dem ersten Bus (Powerbus) zwischen Quelle und Last in den Ausgleichs-Bus über ein strombegrenzendes Element geführt wird, wie erfindungsgemäß grundsätzlich beabsichtigt, während umgekehrt der Stromfluss aus dem Ausgleichs-Bus in den Powerbus ungehindert möglich ist.
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Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass als strombegrenzende Elemente zwar vorzugsweise temperaturabhängige Widerstände in Form von PTC-Widerständen eingesetzt werden, dass jedoch übliche (ohmsche) Widerstände oder leistungselektronische Strombegrenzer in Form von Choppern mögliche Alternativen darstellen.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen.
- 1 zeigt ein Schaltbild einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bus-Systems;
- 2 zeigt ein Schaltbild einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bus-Systems;
- 3 zeigt ein Schaltbild einer dritten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bus-Systems;
- 4 zeigt ein Schaltbild einer vierten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bus-Systems; und
- 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Fluggerät.
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In 1 ist ein Schaltbild einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bus-Systems zur Versorgung einer ersten Mehrzahl von Lasten mit elektrischer Energie aus einer zweiten Mehrzahl von Quellen bei einem elektrisch angetriebenen, vorzugsweise senkrecht startenden und landenden Fluggerät gezeigt.
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In 1 wie auch in den nachfolgenden Figuren ist das erfindungsgemäße Bus-System mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Es verbindet eine Mehrzahl von elektrischen Verbrauchern oder Lasten 2.1, 2.2, ... 2.n mit einer zweiten Mehrzahl von Quellen 3.1, 3.2, ... 3.n, welche Quellen 3.1, 3.2, ... 3.n die elektrische Energie für die genannten Lasten 2.1, 2.2, ... 2.n bereitstellen. Jede der Quellen 3.1 bis 3.n ist mit wenigstens einer der Lasten 2.1 bis 2.n über einen jeweils zugeordneten ersten Bus 4.1, 4.2, ... 4.n oder allgemein über eine erste Leitung elektrisch leitend verbunden. Gemäß der Darstellung in 1 führt ein solcher erster Bus 4.1 bis 4.n bzw. eine entsprechende Leitung von jeder der Quellen 3.1 bis 3.n direkt zu einer jeweils zugeordneten Last 2.1 bis 2.n. Die Erfindung ist jedoch nicht auf solche Ausgestaltungen beschränkt; es besteht insbesondere auch die Möglichkeit, mehrere Quellen gemeinsam mit einer einzelnen, zugeordneten Last zu verbinden, oder umgekehrt - beispielsweise jeweils zwei Quellen mit einer Last, wie dies bei einer praktischen Realisierung eines Fluggeräts aus dem Hause der Anmelderin/Inhaberin der Fall ist.
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Bei den Lasten 2.1 bis 2.n kann es sich - ohne Beschränkung - um bürstenlose (brushless) Elektromotoren handeln, die zum Antreiben von Rotoren (Propellern) eines Fluggeräts eingesetzt werden. Bei den Quellen 3.1 - 3.n handelt es sich vorzugsweise um wiederaufladbare elektrische Energiespeicher (Batterien oder Akkumulatoren), die zur elektrischen Leistungsversorgung der Lasten 2.1 bis 2.n ausgebildet und bestimmt sind.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass wenigstens eine Anzahl der ersten Busse 4.1 bis 4.n, gemäß 1 sämtliche erste Busse 4.1 bis 4.n, elektrisch leitend miteinander verknüpft sind. Dies ist gemäß 1 über einen zweiten Bus 5 realisiert, welcher zweite Bus 5 die ersten Busse 4.1 bis 4.n in der gezeigten Weise miteinander verbindet. Dabei erfolgt die Anknüpfung des zweiten Busses 5 an die ersten Busse 4.1 bis 4.n jeweils über ein strombegrenzendes Element in Form eines PTC-Widerstands 6.1, 6.2, ... 6.n. Die Erfindung ist allerdings nicht auf PTC-Widerständen als strombegrenzende Elemente beschränkt.
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Mit dem in 1 gezeigten Bus-System 1 ist es möglich (Speicherstand-)Differenzen zwischen den Quellen 3.1 bis 3.n auszugleichen. Der genannte zweite Bus 5 fungiert auf diese Weise als Ausgleichs-Bus und ist dazu vorgesehen, Differenzströme zwischen den Lasten 2.1, 2.2, ... 2.n zu tragen. Ein viel größerer Anteil des Stroms zu jeder Last 2.1, 2.2, ... 2.n wird (weiterhin) direkt durch die jeweils zugeordnete Quelle 3.1, 3.2, ... 3.n über den zugehörigen ersten Bus 4.1 bis 4.n geliefert. Um den angesprochenen Ausgleich zu erreichen, sind die einzelnen Quellen 3.1 bis 3.n parallel über den zweiten Bus 5 (Ausgleichs-Bus) miteinander verschaltet. Der Stromfluss in diesem Ausgleichs-Bus 5 wird über die gezeigten strombegrenzenden Elemente 6.1 bis 6.n, bei denen es sich vorzugsweise um PTC-Elemente handelt, auf einen Bruchteil, vorzugsweise auf etwa 5 bis 20 %, des nominalen Stroms gedrosselt, der zwischen den Quellen 3.1 bis 3.n und den Lasten 2.1 bis 2.n (oder Senken) anliegt. Dadurch können eventuell auftretende Leistungsdifferenzen zwischen einzelnen Quellen 3.1 bis 3.n ausgeglichen werden.
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Die strombegrenzenden Elemente 6.1 bis 6.n haben zusätzlich die Aufgabe, im Falles eines möglicherweise auftretenden Kurzschlusses, entweder an einer der Quellen 3.1 bis 3.n oder am zweiten Bus 5 selbst, den Stromfluss zur betroffenen Stelle stark zu reduzieren, wodurch insbesondere eine gegenseitige Beeinflussung der Quellen 3.1 bis 3.n im Fehlerfall ausgeschlossen ist.
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Die vorstehend beschriebenen Vorteile und Eigenschaften der Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 gelten grundsätzlich auch für die nachfolgenden in den 2 bis 4 gezeigten alternativen Ausführungsformen.
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Bei der Ausführungsform gemäß 1 kann eine Last 2.1 bis 2.n beim Ausfall der zugeordneten Quelle 3.1 bis ... 3.n in der Regel nicht weiter betrieben werden, da die verfügbare Leistung (von den anderen Quellen) über das strombegrenzende Element 6.1 bis 6.n stark reduziert ist. Sollen alle Lasten 2.1 bis 2.n auch bei Ausfall einzelner Quellen 3.1 bis 3.n weiterbetrieben werden können, muss das strombegrenzende Element 6.1 bis 6.n in diesem Fall umgangen werden. Hierfür eignet sich die Ausgestaltung gemäß 2.
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Die Ausgestaltung gemäß 2 entspricht weitgehend der Ausgestaltung gemäß 1; allerdings ist zu jedem strombegrenzenden Element 6.1 bis 6.n ein Schalter oder Schaltmittel 7.1, 7.2, ... 7.n parallelgeschaltet, um das entsprechende strombegrenzende Element 6.1 bis 6.n bei Bedarf zu überbrücken und so einen ungehinderten Stromfluss zu erlauben. Als Schaltmittel 7.1 bis 7.n kommen jeweils dem Fachmann bekannte, geeignete Schaltmittel in Betracht, insbesondere elektromechanische Schütze, halbleiterbasierte Schaltelemente (SSPC - solid state power controller) oder Schutzschalter (circuit breaker). Vorzugsweise werden die Schaltmittel 7.1, 7.2, ... 7.n automatisch durch eine übergeordnete Steuereinheit oder durch den Piloten betätigt, was in der Figur nicht dargestellt ist.
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3 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Schaltungsanordnung gemäß 2, bei der als Schaltmittel Dioden eingesetzt sind, wie dargestellt. Gemäß 3 ist jeweils eine erste Diode 8.1, 8.2, ... 8.n mit dem strombegrenzenden Element 6.1 bis 6.n in Reihe geschaltet. Parallel zu dieser Reihenschaltung aus erster Diode 8.1 bis 8.n und strombegrenzendem Element 6.1 bis 6.n ist anstelle des Schaltmittels 7.1 bis 7.n in 2 gemäß 3 eine zweite Diode 8.1', 8.2', ... 8.n' geschaltet - und zwar derart, dass die beiden zueinander parallel geschalteten Dioden 8.1, 8.1'; 8.2, 8.2'; ... jeweils zueinander entgegengesetzte Durchlassrichtungen aufweisen. Auf diese Weise wird der Stromfluss aus dem jeweiligen ersten Bus 4.1 bis 4.n (auch als Leistungsbus oder Powerbus bezeichnet) zwischen Quelle 3.1 bis 3.n und Last 2.1 bis 2.n in den Ausgleichs-Bus 5 über ein strombegrenzendes Element 6.1 bis 6.n geführt, während umgekehrt der Stromfluss aus dem Ausgleichs-Bus 5 in den Powerbus 4.1 bis 4.n ungehindert möglich ist.
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Eine weitere alternative Ausgestaltung ist in 4 dargestellt. Demnach ist es möglich, die strombegrenzende Elemente 6.1 bis 6.n nicht zwischen den Quellen 3.1 bis 3.n und einem gemeinsamen Ausgleichs-Bus 5 zu schalten, sondern direkt zwischen Paaren von Quellen, beispielsweise 3.1 und 3.2, wie in 3 dargestellt.
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Somit entfällt bei der Ausgestaltung gemäß 4 gegenüber den Ausgestaltungen der 1 bis 3 der zweite Bus oder Ausgleichs-Bus 5; der Ausgleich zwischen den ersten Bussen 4.1 bis 4.n bzw. Powerbussen kann jedoch trotzdem stattfinden. Dazu sind die ersten Busse 4.1 bis 4.n paarweise untereinander leitend miteinander verbunden, was in 4 durch entsprechende Leitungen bei Bezugszeichen 5.12, 5.1n und 5.2n symbolisiert ist. In jede dieser Leitungen 5.12, 5.1n, 5.2n ist jeweils ein strombegrenzendes Element in Form eines PTC-Widerstands 6.1 bis 6.n (ohne Beschränkung) geschaltet.
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Abschließend zeigt 5 schematisch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Bus-Systems 1, speziell des Bus-Systems 1 gemäß 1 (ohne Beschränkung), bei einem speziell senkrecht startenden und landenden Fluggerät 10 in Form eines manntragenden Multikopters mit einer Mehrzahl von Rotoren bzw. Motoren, hier insbesondere 18. Die Erfindung ist allerdings nicht auf eine bestimmte Anzahl von Motoren/Rotoren beschränkt. Ebenso muss das Fluggerät 10 nicht manntragend und/oder senkrecht startend und landend ausgebildet sein.
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Gemäß 5 weist das Fluggerät 10 bei Bezugszeichen 11 eine Pilotenkanzel auf, oberhalb derer eine Tragstruktur 12 angeordnet ist, welche die Motoren und die Rotoren trägt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist nur ein Rotor mit Bezugszeichen 13 explizit bezeichnet. Die Motoren stellen die Lasten gemäß den 1 bis 4 dar und tragen entsprechend das Bezugszeichen 2. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in 5 nur ein Motor explizit bezeichnet. Gemäß 5 ist jedem Motor 2 eine Quelle 3 in Form eines elektrischen Energiespeichers zugeordnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist auch nur eine dieser Quellen explizit bezeichnet. Die Quellen 3 und die Motoren 2 stehen gemäß 5 über einen ersten Bus (Powerbus oder Leistungsbus) miteinander in elektrischer Wirkverbindung, was in 5 jeweils mittels einer gestrichelten Linie 4 dargestellt ist. Auch hier ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eine dieser Verbindungen explizit bezeichnet. Alle diese (gestrichelten) Verbindungen zwischen Quelle 3 und Last 2 sind analog zu 1 über einen mit Bezugszeichen 5 bezeichneten Ausgleichs-Bus (durchgezogene Linie) verbunden. Die strombegrenzenden Elemente, über die die (gestrichelten) Leitungen 4 mit dem Ausgleichs-Bus verbunden sind, tragen in 5 das (gemeinsame) Bezugszeichen 6.
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Auf diese Weise lässt sich die Schaltungsanordnung, speziell und ohne Beschränkung nach 1 bei einem vertikal startenden und landenden Fluggerät 10 einsetzen. Selbstverständlich ist dem Fachmann bewusst, dass die Darstellung gemäß 5 nur schematisch zu verstehen ist, weil insbesondere bei der praktischen Umsetzung vorzugsweise alle Quellen und Lasten bzw. Akkumulatoren und Motoren des Fluggeräts in das Bus-System mit eingebunden sein werden. Außerdem ist die Ausführung - wie bereits besprochen - nicht darauf beschränkt, jeder Last 2 eine eigene Quelle 3 zuzuordnen; vielmehr kann es sich als vorteilhaft erweisen, mehrere Lasten 2 aus einer Quelle 3 zu versorgen oder umgekehrt.
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Des Weiteren erkennt der Fachmann ohne Weiteres, dass in der Praxis die in 5 gezeigten Leitungen 4, 5 entlang der Arme oder in den Armen der Tragstruktur 12 angeordnet bzw. verlegt sein werden, von welchen Armen in 5 nur einer bei Bezugszeichen 14 exemplarisch bezeichnet ist. Auch müssen die Quellen 3 nicht an bzw. in dem zentralen Bereich der Tragstruktur 12 angeordnet sein, sondern können verteilt entlang der Arme 14 angeordnet sein, vorzugsweise unmittelbar im Bereich der Lasten (Motoren) 2.