CN116198441A - 车载机动车辆电气系统 - Google Patents

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威廉·巴鲁斯赫克
劳伦特·高奇
琼-菲利佩·格里斯
热罗姆·海茨
奥利弗·卢布里茨
约阿希姆·特赖尔
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Mahle International GmbH
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Mahle International GmbH
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources

Abstract

本发明涉及一种车载机动车辆电气系统(1)，其包括第一电源系统(2a)并且包括第二电源系统(2b)。所述第一电源系统(2a)具有带有相对低的电压的第一电源，而所述第二电源系统(2b)具有带有相对高的电压的第二电源。而且，所述第一电源系统(2a)与所述第二电源系统(2b)彼此直流绝缘，并且彼此以信号传递的方式由联接元件(3)连接。所述第二电源系统(2b)具有至少一个用于负载(5)的电切换元件(4)，并且所述车载机动车辆电气系统(1)具有控制装置(6)，所述控制装置(6)用于通过相应的切换元件(4)控制所述负载(5)。根据本发明，所述联接元件(3)以信号传递的方式通过所述控制装置(6)连接至相应的切换元件(4)。

Description

车载机动车辆电气系统
本申请为申请号为“2018104669200”，发明名称为“车载机动车辆电气系统”的发明创造的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种车载机动车辆电气系统，其包括第一电源系统并且包括第二电源系统。
背景技术
现有技术，例如EP2711248A1或DE102007026165A1已经公开了车载机动车辆电气系统，其具有第一电源系统和第二电源系统。第一电源系统通过具有相对低的电压的第一电源而被供给，而第二电源系统通过具有相对高的电压的第二电源而被供给。通过示例的方式，电压能够分别为12V和24V或者12V和48V。第二电源系统被用于供给诸如例如加热器、泵、压缩机或其他发电机的负载，而第一电源系统被用于驱动所述负载。
为了防止由于短路造成的对电子器件以及对负载的损害，需要将第一电源系统与第二电源系统彼此直流绝缘。在传统的车载机动车辆电气系统中，第一电源系统和第二电源系统彼此电绝缘并且彼此以信号传递的方式由为此目的的联接元件连接。第一电源系统中的控制装置随后通过所述联接元件控制第二电源系统中的负载。为此目的，各个负载的电流和电压在第二电源系统中被检测，并且被传至控制装置。然而，在此难以确保符合标准的直流绝缘，并且因此依然存在明显的短路危险，以及使得难以实现负载的准确驱动。
发明内容
本发明的目的因此为提供一种车载机动车辆电气系统，其中能够实现第一电源系统与第二电源系统的符合标准的直流绝缘以及负载的准确驱动。
根据本发明，该目的通过独立权利要求1的主题实现。有益的实施例为从属权利要求的主题。
本发明基于如下的主要构思：驱动来自包括第一电源系统并且包括第二电源系统的车载机动车辆电气系统中的第二电源系统的负载。在车载机动车辆电气系统中，第一电源系统具有带有相对低的电压的第一电源，而第二电源系统具有带有相对高的电压的第二电源，其中相对低的电压的大小低于相对高的电压的大小。第一电源系统与第二电源系统彼此直流绝缘，并且彼此以信号传递的方式由联接元件连接。第二电源系统具有至少一个用于负载的电切换元件，并且车载机动车辆电气系统具有用于通过相应的切换元件控制负载的控制装置。根据本发明，联接元件以信号传递的方式通过控制装置连接至相应的切换元件。为了驱动负载的目的，控制装置因此以信号传递的方式连接至第二电源系统，并且在第二电源系统中检测的测量数据能够被传递至控制装置而没有复杂的直流绝缘。以这种方式，第一电源系统与第二电源系统以符合标准的方式彼此保持绝缘，并且能够实现负载的准确的驱动。
根据本发明，带有相对低的电压的第一电源供给第一电源系统，而带有相对高的电压的第二电源供给第二电源系统。在该情况下，相对低的电压被限定为大小低于相对高的电压的大小的电压。通过示例的方式，第一电源系统和第二电源系统能够分别具有12V和24V或12V和48V的电压。在该情况下，带有相对高的电压的第二电源系统供给至少一个负载，所述至少一个负载具有高能量需求并且不能通过带有相对低的电压的第一电源系统供给。负载例如能够为电动机、发电机、电加热器、压缩机、电动泵、电动转向装置、滚动稳定装置、电风扇电动机、电复律器或电池。第一电源系统用于通过LIN接口(局部互联网接口)的外部驱动。
第一电源系统与第二电源系统彼此直流绝缘，并且彼此以信号传递的方式由至少一个联接元件连接。联接元件能够具有例如隔离放大器，优选地具有光耦合器，或者二极管或者模/数转换器。驱动信号由联接元件传递至控制装置，所述控制装置随后操作相应的切换元件并且由此驱动相应的负载。
在根据本发明的技术方案的有益的发展中，设置为控制装置电连接至第一电源。作为替代，控制装置能够电连接至第二电源。为了能够将所需的电压供给至控制装置，设置为控制装置由直流电压转换器电连接至第一电源或电连接至第二电源。另外，通过直流电压转换器使得能够实现控制装置与第一电源系统的直流绝缘。
为了以符合标准的方式将第一电源系统与第二电源系统直流绝缘，设置为第一电源系统具有第一接地线并且第二电源系统具有第二接地线，所述第一接地线和所述第二接地线彼此直流绝缘。如果，例如，第二电源系统与第一电源系统分离，那么第一电源系统与第二电源系统分别具有接地线并且将短路的危险最小化。
有益地设置为，第二电源系统具有测量装置，并且所述测量装置以信号传递的方式连接至控制装置。测量装置能够检测例如流过负载的电流以及应用在第二电源系统中的电压，并且将它们传递至控制装置用于评估。在检测到的测量数据的基础上，控制装置能够更准确地驱动相关的负载。另外，测量数据以与第一电源系统直流绝缘的方式被检测和传递，使得能够实现车载机动车辆电气系统中的符合标准的直流绝缘。
在根据本发明的车载机动车辆电气系统的发展中，有益地设置为，第一电源系统具有附加控制装置，并且所述附加控制装置以信号传递的方式连接至联接元件。附加控制装置能够有益地电连接至第一电源。在该情况下，附加控制装置能够用于例如评估和传递由LIN接口传递的数据。另外，即使第二电源系统与第一电源系统分离，也能够由附加控制装置驱动第一电源系统中的小负载。
第一电源系统能够有益地具有附加测量装置，并且所述附加测量装置能够电连接至附加控制装置。通过示例的方式，应用在第一电源系统中的电压能够由附加测量装置监测。替代地，也能够测量流过小负载的电流，并且结果，能够更准确地驱动小负载。
附加控制装置以及控制装置二者分别能够包括微控制器。联接元件能够具有例如隔离放大器，优选地具有光耦合器，或者二极管或者模/数转换器，而切换元件能够具有例如场效应管，优选地具有金属氧化物半导体场效应管，或断路器。
本发明的进一步重要的特征和益处能够从从属权利要求、附图以及参照附图的相关附图描述收集。
不言而喻，在没有离开本发明的范围的情况下，上述特征以及将在下文中说明的特征不仅能够用在各个指出的结合中，而且还能够用在其他结合中或者由它们本身使用。
附图说明
本发明的优选示例性实施例示出在附图中并且将在下面的描述中更加详细地说明，其中相同的附图标记指代相同的或者相似的或者功能上等同的部件。
在附图中
图1示意性地示出了包括控制装置的根据本发明的车载机动车辆电气系统的视图；
图2示意性地示出了包括控制装置并且包括测量装置的根据本发明的车载机动车辆电气系统的视图；
图3示意性地示出了包括附加控制装置的根据本发明的车载机动车辆电气系统的视图；
图4示意性地示出了包括附加控制装置并且包括测量装置的根据本发明的车载机动车辆电气系统的视图。
具体实施方式
图1和图2示出了根据本发明的车载机动车辆电气系统1的示意性视图。在车载机动车辆电气系统1中，第一电源系统2a具有带有相对低的电压的第一电源，并且第二电源系统2b具有带有相对高的电压的第二电源。在该情况下，相对低的电压的大小低于相对高的电压的大小，并且电压例如能够分别为12V和24V或12V和48V。第一电源系统2a与第二电源系统2b彼此直流绝缘，并且彼此以信号传递的方式由联接元件3彼此连接。联接元件3能够具有例如隔离放大器，优选地具有光耦合器。
第二电源系统2b具有至少一个用于负载5的电切换元件4，其中控制装置6布置在联接元件3与相应的切换元件4之间，并通过相应的切换元件4控制负载5。负载5能够例如为电动机、发电机、电加热器、压缩机、电动泵、电动转向装置、滚动稳定装置、电风扇电动机、电复律器或电池。切换元件4能够例如具有场效应管，优选地具有金属氧化物半导体场效应管，或断路器，并且控制装置6能够包括微控制器。
而且，第二电源系统2b具有测量装置7，所述测量装置7能够检测例如应用在第二电源系统中的电压或电流，并且将它们传递至控制装置6。第一电源系统2a具有用于外部驱动的LIN接口8以及进一步的电部件9。
在图1中，控制装置6导电地连接至第一电源系统2a。为了使控制装置供给有所需的电压，并且还为了在此确保第一电源系统2a与第二电源系统2b之间的直流绝缘，控制装置6通过电压转换器10连接至第一电源系统2a。在图2中，控制装置6导电地连接至第二电源系统2b，并且电压转换器10将针对控制装置6而应用在第二电源系统2b中的电压转换为更小的量值。
图3和图4示出了包括附加控制装置11的根据本发明的车载机动车辆电气系统1的示意性视图。附加控制装置11以信号传递的方式连接至联接元件3，并且用于评估和传递由LIN接口8传递的数据。第一电源系统2a另外具有电连接至附加控制装置11的附加测量装置12。应用在第一电源系统2a中的电压由附加测量装置12监测。
通过根据本发明的车载机动车辆电气系统1，能够实现第一电源系统2a与第二电源系统2b的符合标准的直流绝缘以及负载5的准确的驱动。

Claims (14)

1.一种车载机动车辆电气系统(1)，其包括第一电源系统(2a)并且包括第二电源系统(2b)，
-其中所述第一电源系统(2a)具有带有相对低的电压的第一电源，而所述第二电源系统(2b)具有带有相对高的电压的第二电源，
-其中所述第一电源系统(2a)与所述第二电源系统(2b)彼此直流绝缘，并且彼此以信号传递的方式由联接元件(3)连接，
-其中所述第二电源系统(2b)具有至少一个用于负载(5)的电切换元件(4)，并且
-其中所述车载机动车辆电气系统(1)具有控制装置(6)，所述控制装置(6)用于通过相应的切换元件(4)控制所述负载(5)，
其特征在于
所述联接元件(3)以信号传递的方式通过所述控制装置(6)连接至相应的切换元件(4)；
所述第一电源系统(2a)具有附加控制装置(11)，并且所述附加控制装置(11)以信号传递的方式连接至所述联接元件(3)，附加控制装置(11)用于评估和传递数据。
2.根据权利要求1所述的车载机动车辆电气系统(1)，
其特征在于
所述控制装置(6)电连接至所述第一电源。
3.根据权利要求2所述的车载机动车辆电气系统(1)，
其特征在于
所述控制装置(6)通过直流电压转换器(10)而电连接至所述第一电源。
4.根据前面权利要求中的一项所述的车载机动车辆电气系统(1)，
其特征在于
所述控制装置(6)电连接至所述第二电源。
5.根据权利要求4所述的车载机动车辆电气系统(1)，
其特征在于
所述控制装置(6)通过直流电压转换器(10)而电连接至所述第二电源。
6.根据前面权利要求中的一项所述的车载机动车辆电气系统(1)，
其特征在于
所述第一电源系统(2a)具有第一接地线，而所述第二电源系统(2b)具有第二接地线，所述第一接地线与所述第二接地线彼此直流绝缘。
7.根据前面权利要求中的一项所述的车载机动车辆电气系统(1)，
其特征在于
所述第二电源系统(2b)具有测量装置(7)，并且所述测量装置(7)以信号传递的方式连接至所述控制装置(6)。
8.根据前面权利要求中的一项所述的车载机动车辆电气系统(1)，
其特征在于
附加控制装置(11)用于评估和传递由外部驱动传递的数据；或者用于驱动第一电源系统中的小负载。
9.根据权利要求8所述的车载机动车辆电气系统(1)，
其特征在于
所述附加控制装置(11)电连接至所述第一电源。
10.根据权利要求8或9所述的车载机动车辆电气系统(1)，
其特征在于
所述第一电源系统(2a)具有附加测量装置(12)，并且所述附加测量装置(12)电连接至所述附加控制装置(11)。
11.根据权利要求8至10中的一项所述的车载机动车辆电气系统(1)，
其特征在于
所述附加控制装置(11)包括微控制器。
12.根据前面权利要求中的一项所述的车载机动车辆电气系统(1)，
其特征在于
所述控制装置(6)包括微控制器。
13.根据前面权利要求中的一项所述的车载机动车辆电气系统(1)，
其特征在于
所述联接元件(3)具有隔离放大器，优选地具有光耦合器，或者二极管或者模/数转换器。
14.根据前面权利要求中的一项所述的车载机动车辆电气系统(1)，
其特征在于
所述切换元件(4)具有场效应管，优选地具有金属氧化物半导体场效应管，或断路器。
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