CN116829417A - 车载电网和用于运行车载电网的方法 - Google Patents

车载电网和用于运行车载电网的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116829417A
CN116829417A CN202280013403.2A CN202280013403A CN116829417A CN 116829417 A CN116829417 A CN 116829417A CN 202280013403 A CN202280013403 A CN 202280013403A CN 116829417 A CN116829417 A CN 116829417A
Authority
CN
China
Prior art keywords
subnetwork
event
switching element
electrical system
disconnection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280013403.2A
Other languages
English (en)
Inventor
T·克拉维特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of CN116829417A publication Critical patent/CN116829417A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • 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
    • H02J1/106—Parallel operation of dc sources for load balancing, symmetrisation, or sharing
    • 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
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1423—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with multiple batteries
    • 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
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/342—The other DC source being a battery actively interacting with the first one, i.e. battery to battery charging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R2021/0027—Post collision measures, e.g. notifying emergency services

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

描述了一种用于车辆的车载电网(100)。车载电网(100)包括：具有第一能量源(111)和一个或多个第一耗电器(112)的第一子网(110)；具有第二能量源(121)和一个或多个第二耗电器(122)的第二子网(120)；断开切换元件(101)，该断开切换元件构成为用于将第一子网(110)与第二子网(120)断开。所述车载电网(100)还包括至少一个与事件相关的耗电器(132)和转换切换元件(201)，该转换切换元件构成为用于将与事件相关的耗电器(132)绕过断开切换元件(101)选择性地耦合于第一子网(110)或耦合于第二子网(120)。

Description

车载电网和用于运行车载电网的方法
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的车载电网。特别是，本发明涉及在车辆的车载电网中有效并且可靠地布置耗电器。
背景技术
车辆具有至少一个用于向该车辆的多个耗电器供给电能的车载电网。在此，不同的耗电器可能对功能安全性有不同的要求。特别是，车辆可以具有一个或多个对于车辆的(驾驶)运行安全性相关的耗电器和/或必须按照确定的ASIL(汽车安全完整性等级)设计的耗电器。此外，车辆典型地具有一个或多个与安全性不相关和/或仅须根据QM(质量管理)提供的耗电器。
发明内容
本文件涉及的技术问题是，在车载电网之内以有效且可靠的方式运行不同的耗电器、特别是具有不同完整性和/或使用要求的不同的耗电器。
这项技术问题由其中每一项独立权利要求来解决。此外，有利的实施方式在从属权利要求中描述。要指出，从属于一项独立权利要求的从属权利要求的附加特征可以在没有该独立权利要求的特征的情况下或者仅与该独立权利要求的一部分数量的特征相组合地形成自己的独立于该独立权利要求的所有特征之组合的发明，该发明可以成为一项独立权利要求的、分案申请的或继续申请的技术方案。这同样适用于在说明书中描述的技术教导，这些技术教导可以形成独立于这些独立权利要求之特征的发明。
根据一个方面，描述一种用于(机动)车辆的车载电网。该车载电网可具有在60V或更低、特别是在12V或48V的低压范围内的额定电压。
所述车载电网包括具有第一能量源并且具有一个或多个第一耗电器的第一子网。第一能量源可包括用于从具有其他网络电压的其他车载电源提供电能的直流变压器和/或用于产生电能的发电机。第一子网(特别是第一子网的部件)可以按照根据ISO 26262的QM(质量管理)和/或不按照根据ISO 26262的ASIL(汽车安全完整性等级)-A至D级设计。
所述车载电网还包括具有第二能量源并且具有一个或多个第二耗电器的第二子网。第二能量源可以包括蓄能器、特别是电化学蓄能器、例如基于锂离子的电池或铅蓄电池。第二子网(特别是第二子网的部件)可以按照根据ISO 26262的ASIL-A至D级设计。
此外，车载电网包括断开切换元件(例如继电器和/或基于半导体的切换元件)，该断开切换元件构成为用于将第一子网与第二子网断开(通过打开断开切换元件)或将第一子网与第二子网(导电)连接(当断开切换元件闭合时)。断开切换元件可按照根据ISO26262的ASIL-A至D级设计。
断开切换元件可用于将第一子网(与第二子网相比，该第一子网可具有相对低的完整性要求)与第二子网(电流)断开(特别是通过打开该断开切换元件)。因此可以按有效且可靠的方式实现：在存在事件(例如故障或事故)时，继续能实现第二子网的所述一个或多个部件的安全运行(而不受到第一子网的潜在妨碍)。
车载电网还包括至少一个与事件相关的耗电器。与事件相关的耗电器在此可以是不满足第二子网的安全性和/或完整性要求、但是当存在打开事件(在该打开事件时打开所述断开切换元件)时应耦合于第二子网(以提供与事件相关的耗电器的一部分数量的子功能)的耗电器。与事件相关的耗电器可以例如按照根据ISO 26262的QM和/或不按照ASIL-A至D级设计。示例性的与事件相关的耗电器是构成为用于解锁车门的门控制器。
与事件相关的耗电器可以构成为用于：当与事件相关的耗电器耦合于第一子网时，提供总数量的子功能。此外，与事件相关的耗电器可以构成为用于：当与事件相关的耗电器耦合于第二子网时，仅提供所述总数量之中的(相对于总数量减少的)一部分数量的子功能。替代地或补充地，与事件相关的耗电器可以这样构成，即，当与事件相关的耗电器耦合于第二子网时，和当与事件相关的耗电器耦合于第一子网时相比，与事件相关的耗电器具有较低的电能消耗和/或较低的电功率需求。
该车载电网还包括转换切换元件(例如转换继电器和/或基于半导体的切换元件)，该转换切换元件构成为用于将与事件相关的耗电器绕过断开切换元件和/或在不接入断开切换元件的情况下选择性地(或者直接地)耦合于第一子网或(直接)耦合于第二子网。转换切换元件在此可以与断开切换元件并行布置。转换切换元件可以构成为用于将与事件相关的耗电器选择性地(或者)(导电地)耦合于断开切换元件的面向第一子网的第一节点，或者(导电地)耦合于断开切换元件的面向第二子网的第二节点。断开切换元件可以构成为用于将第一节点和第二节点相互(电流)耦合(当断开切换元件闭合时)或彼此(电流)断开(当断开切换元件打开时)。转换切换元件可以按照根据ISO 26262的ASIL-A至D级设计。
因此，描述了一种车载电网，该车载电网构成为用于将至少一个与事件相关的耗电器绕过断开切换元件或者耦合于第一子网(以便能实现与事件相关的耗电器的具有相对高能量消耗的正常运行)或者耦合于第二子网(以便在存在(不基于第一子网中的功能失灵的)打开事件时提供与事件相关的耗电器的一个或多个与事件相关的子功能)。因此，具有相对低的完整性要求(特别是具有对QM要求的限制)的与事件相关的耗电器可以在车载电网内以有效的方式运行。
车载电网可以这样构成，即，在正常运行中和/或当断开切换元件将第一子网(导电地)连接于第二子网时，转换切换元件将与事件相关的耗电器，特别是在不接入断开切换元件的情况下，(直接地、导电地)连接于第一子网。替代地或补充地，车载电网可以这样构成，即，当存在(不基于第一子网中的功能失灵的)打开事件和/或当断开切换元件将第一子网与第二子网(电流)断开时，转换切换元件将与事件相关的耗电器，特别是在不接入断开切换元件的情况下，(直接地、导电地)连接于第二子网。因此，可实现与事件相关的耗电器的成本和结构空间有效的运行，特别是因为断开切换元件可以在不考虑与事件相关的耗电器的电流和/或功率需求的情况下设计。
所述车载电网可以包括控制单元，所述控制单元构成为用于根据断开切换元件的切换状态而将所述转换切换元件选择性地，特别是在不接入断开切换元件的情况下，耦合于第一子网或耦合于第二子网。特别是，控制单元可以设置用于：当断开切换元件闭合并且因而第一子网(导电地)耦合于第二子网时，促使转换切换元件将与事件相关的耗电器(电流和/或导电地)耦合于第一子网；和/或当断开切换元件打开并且因而第一子网与第二子网(电流)解耦时，促使转换切换元件将与事件相关的耗电器(电流和/或导电地)耦合于第二子网。因此可以以特别可靠的方式能实现与事件相关的耗电器的成本和结构空间有效的运行。
控制单元可以构成为用于确定存在打开事件(特别是不基于第一子网中的功能失灵的打开事件)。示例性的(不基于第一子网中的功能失灵的)打开事件是车辆的事故或车辆的停车状态(在该停车状态中车辆是停放好的)。控制单元还可以设置用于：响应于识别出的打开事件(特别是响应于识别出的不基于第一子网中的功能失灵的打开事件)地，促使断开切换元件打开，以使第一子网与第二子网(电流)解耦，和/或促使转换切换元件将与事件相关的耗电器与第一子网(电流)解耦并将其(电流)耦合于第二子网。
另一方面，控制单元可以设置用于：当没有识别出和/或不存在打开事件时，促使断开切换元件闭合，以使第一子网(电流和/或导电地)耦合于第二子网；和/或促使转换切换元件将与事件相关的耗电器、特别是直接地、在不接入断开切换元件的情况下、(电流和/或导电地)耦合于第一子网，并且特别是仅间接地经由断开切换元件(电流和/或导电地)耦合于第二子网。
控制单元可设置用于确定断开切换元件是否由于第一子网中的故障或者说功能失灵、特别是由于短路而已打开和/或断开切换元件是否由于车辆的预定义的运行状态、特别是由于停车状态或事故状态(并且因而不由于第一子网中的功能失灵)而已打开。此外，控制单元可以设置用于：当、特别是仅当确定或已确定断开切换元件未由于第一子网中的故障、特别是未由于短路已打开时，和/或当、特别是仅当已确定断开切换元件由于车辆的预定义的运行状态、特别是由于停车状态或事故状态而已打开时，才促使转换切换元件将与事件相关的耗电器耦合于第二子网。
替代地或者补充地，控制单元可以设置用于确定：是否存在不基于第一子网中的功能失灵的打开事件，或者是否存在基于第一子网中的功能失灵的打开事件。在两种情况下，断开切换元件都可以打开。另一方面，控制单元可以设置用于：当、尤其是仅当存在不基于第一子网中的功能失灵的打开事件时，才促使转换切换元件将与事件相关的耗电器与第一子网解耦并将其耦合于第二子网。控制单元还可设置用于：当存在基于第一子网中的功能失灵的打开事件时，促使转换切换元件将与事件相关的耗电器继续耦合于第一子网并且不耦合于第二子网。
因此可以按特别可靠的方式能实现与事件相关的耗电器的成本和结构空间有效的运行。
根据另一个方面，描述了包括本文件中描述的控制单元和/或本文件中描述的车载电网的(道路)机动车(特别是轿车或载重汽车或公共汽车或摩托车)。
根据另一个方面，描述了一种用于运行车载电网的方法。车载电网可如本文件所述那样构成。该方法包括确定存在打开事件。此外，该方法包括：响应于所述确定，使断开切换元件打开，以使第一子网与第二子网(电流)解耦，并使转换切换元件将与事件相关的耗电器(电流和/或导电地)耦合于第二子网。
该方法还可包括确定基于第一子网中的功能失灵、特别是基于第一子网中的低于电压阈值的电压和/或基于第一子网中的高于电流阈值的电流的打开事件。响应于此，可以使断开切换元件打开，以使第一子网与第二子网解耦，并且可以使转换切换元件将与事件相关的耗电器继续耦合于第一子网。
通过区分基于第一子网中的功能失灵的打开事件和不基于第一子网中的功能失灵和/或基于车辆的定义(受控)的运行状态的打开事件，可以进一步提高车载电网运行的可靠性。
根据另一个方面，描述了软件(SW)程序。SW程序可以设置用于在处理器上(例如在车辆的控制器上)执行并且从而执行本文件中描述的方法。
根据另一个方面，描述了一种存储介质。所述存储介质可以包括SW程序，所述SW程序设置用于在处理器上执行，并且从而执行本文件中描述的方法。
要注意，在本文件中描述的方法、设备和系统不仅可以单独使用，而且可以与在本文件中描述的其他方法、设备和系统结合使用。此外，在本文件中描述的方法、设备和系统的任何方面都可以以多种方式相互组合。特别是，权利要求的特征可以以多种方式相互组合。
附图说明
在下文依据实施例更详细地描述本发明。在图中
图1a示出一种示例性的具有多个子网的用于车辆的车载电网；
图1b示出图1a中的具有与事件相关的耗电器的车载电网；
图2示出具有转换切换元件的车载电网；和
图3示出用于运行车载电网的示例性方法的流程图。
具体实施方式
如开头所述，本文件涉及车辆的不同耗电器的有效运行。在这方面，图1示出一种示例性的用于向车辆的耗电器供电的车载电网100。车载电网100构成为用于给具有不同安全性和/或完整性要求的耗电器112、122供给电能。示例性的耗电器112、122是：
·与安全性相关的耗电器122，该耗电器例如满足或必须满足确定的完整性要求、特别是确定的ASIL等级；和
·与安全性不相关的耗电器112，该耗电器不必满足特别的完整性要求和/或该耗电器例如仅须根据QM设计或者说是根据QM设计的。
为了避免与安全性相关的耗电器122的运行受到与安全性不相关的耗电器112的故障影响，车载电网100可以对于具有不同安全性和/或完整性要求的耗电器112、122具有多个子网110、120。尤其是，车载电网100可以对于一个或多个与安全性不相关的(第一)耗电器112具有第一子网110并且对于一个或多个与安全性相关的(第二)耗电器122具有第二子网120。
子网110、120中的每一个子网可以具有自身的能量源111、121(例如电化学蓄能器和/或变压器)，该能量源构成为用于在各自的子网110、120中提供电能。尤其是，第一子网110可以包括第一能量源111(例如设置为用于从车辆的另一车载电网提供电能的变压器)，而第二子网120可以包括第二能量源121(例如蓄能器)。在此，第一能量源111可以构成为用于比第二能量源121提供更高数量的电能和/或更高的电功率。
这两个子网110、120可以经由断开元件或者说断开切换元件101、例如经由继电器和/或经由基于半导体的切换元件导电地相互连接。因此，在车载电网100的正常运行中能实现：第二能量源121经由第一子网110充电和/或第二子网120的所述一个或多个耗电器122由第一子网110供给电能。
另一方面，在存在确定的事件时(例如在存在事故时)可以例如由控制单元150引起：将断开元件101打开，以避免第一子网110对第二子网120的所述一个或多个与安全性相关的(第二)耗电器122的影响。
因此，车载电网100可构成为用于对于与安全性相关的车辆功能、例如对于转向装置、制动器、灯和/或雨刷提供安全的电能供给，使得即使在故障出现之后(例如在能量供给中的故障之后)也向所述一个或多个与安全性相关的耗电器122继续提供电能。这可以依据车载电网架构来实现，在该车载电网架构中经由断开切换器101可以将具有功能安全性资格的第二子车载电网120与具有QM资格的第一子车载电网110分离。
这些子车载电网110、120中的每一个子车载电网典型地在一个或多个(必要时电子的)电流分配器上具有电流分配，所述电流分配器进一步分支和分配各自提供的完整性(QM或ASIL)。由于成本原因，典型地有利的是，将根据ASIL符合资格的具有根据ASIL开发的一个或多个部件121的第二子车载电网120与电池122电连接，使得在第一子车载电网110中的发电机111(例如用于从48V或HV(高压)车载电网提供电能的变压器)仅须在QM中开发并且给具有一个或多个QM开发的部件112的QM符合资格的第一子网110供给电能。
在正常运行中，补偿电流典型地流经(闭合的)断开元件101，用于向在第二子网120中的所述一个或多个耗电器122供电。必要时，为了给第二子网120中的电池121充电和/或对于短期需求，相对大的电流可以流过断开元件101。
车辆可以具有一个或多个耗电器，所述耗电器对安全的能量供给没有要求，但所述耗电器必须由第二子网120的能量源121供给，以便即使在断开切换器101打开时(例如在静止中或在事故后)也能(至少部分地)执行其相应的功能。这种耗电器的例子是门控制器，该门控制器即使在事故之后也应该或者必须能够解锁车辆的门。
在本文件中，对能量供给不具有特别的安全性和/或完整性要求的(例如只须满足QM要求的)、但即使在断开元件101已打开时的打开事件之后在第二子网120之内也应该或必须被供给电能的耗电器称为与事件相关的耗电器。
图1b示出示例性的具有经由第二断开元件131连接到第二子网120上的与事件相关的耗电器132的车载电网100。第二断开元件131满足第二子网120的安全性和/或完整性要求(例如确定的ASIL等级)。因此能实现将QM耗电器132以安全的方式连接到第二子网120中。
然而，图1b所示的架构导致：在正常运行中，用于与事件相关的耗电器132的电功率被引导经过第一断开元件101，使得第一断开元件101必须被相应有功率能力地构成。这可能便与相对高的耗费相关联，特别是当与事件相关的耗电器132除了在打开事件的情况下应可用的子功能(例如解锁门)之外还具有另外的对于打开事件不相关的并且具有相对高的功率需求的子功能(例如用于门上扶手的加热功能)。第一断开元件101便必须针对与事件相关的耗电器132的所有子功能的功率需求来设计。
图2示出了具有与事件相关的耗电器132的车载电网100，该耗电器可以经由转换元件(特别是经由转换切换元件)201选择性地连接于第一子网110或连接于第二子网120。在此，转换元件201与(第一)断开元件101并行设置，使得用于向与事件相关的耗电器132供给的电能不必被引导经过(第一)断开元件101。
车载电网100的控制单元150可设置用于使与事件相关的耗电器132在正常运行中经由转换元件201连接于第一子网110，从而(必要时仅仅和/或直接)从第一子网110获取用于使与事件相关的耗电器132运行的电能。
此外，控制单元150可设置成响应于识别到的在断开元件101打开时的打开事件用于使第二子网120与第一子网110解耦、促使转换元件201将与事件相关的耗电器132与第二子网120耦合(并且从而与第一子网110解耦)。因此，可以按有效的方式使得：在存在打开事件时(例如在事故之后)给与事件相关的耗电器132从第二子网120安全地(必要时仅仅和/或直接地)供给电能，以提供与事件相关的耗电器132的与事件相关的子功能。
因此，描述了一种车载电网100，在该车载电网中将一个或多个对车载电网没有安全性要求的(例如仅根据QM设计的)、但在断开元件101打开时在一种或多种状态下仍必须从电池侧和/或从第二子网120被供给的部件132经由转换继电器201(通常经由转换元件)根据需求控制地并且动态地与变压器侧或者说第一子网110或与电池侧或者说第二子网120相配。
因此可能的是，给经由转换元件201供给的所述一个或多个部件132在正常情况下(例如当车辆活动时、例如在“居住”或“行驶”状态期间)在第一子网110中经由发电机111(例如经由直流变压器或经由发电机)供给并且仅在需要情况下(例如在“停车”或“碰撞”状态期间)将其经由转换元件201分配给具有源121的第二子网120。所述一个或多个与事件相关的部件132对于这些特殊情况(停车、碰撞)比在正常情况下典型地具有更低的电流需求。图2所示的车载电网架构能实现：相对小地并且因此成本和结构空间有效地确定断开元件101的尺寸。
如上文已经阐述的，(例如用于右前和右后门)的门控制器是与事件相关的耗电器132的示例。门控制器可以具有相对高的最大电流消耗，例如因为门中的扶手加热装置也经由门控制器被供给(例如分别被供给15A)。由于加热装置是持续耗电器，所以断开元件101在不使用转换切换器201的情况下必须设计成相应大和/或有功率能力的，因为这些持续电流必须被引导经过断开元件101(如图1b所示)。
门控制器典型地是与后碰撞相关的部件并且因此必须位于电池侧(即在第二子网120中)，以便能在碰撞后执行“解锁门”的功能。而在碰撞后不再需要扶手加热的功能。当使用转换切换器201时可以将高的持续电流直接保留在变压器侧的第一子车载电网110中、而不引导经过主断开切换器101。
图3示出示例性的用于运行车载电网100的(必要时由计算机实施的)方法300的流程图。方法300可由车载电网100的和/或车辆的控制单元150执行。车载电网100包括具有第一能量源111和/或具有一个或多个第一耗电器112的第一子网110。第一子网110可以例如仅根据QM和/或不根据确定的ASIL等级设计。
车载电网100还包括具有第二能量源121(例如蓄能器)和/或具有一个或多个第二耗电器122的第二子网120。第二子网120可以例如根据确定的ASIL等级设计。此外，车载电网100包括断开切换元件101，该断开切换元件构成为用于将第一子网110与第二子网120断开。断开切换元件101可以根据所述确定的ASIL等级来设计。
此外，车载电网100包括至少一个与事件相关的耗电器132(该耗电器例如仅根据QM和/或不根据所述确定的ASIL等级设计)和一转换切换元件201，该转换切换元件构成为用于将与事件相关的耗电器132绕过断开切换元件101和/或在不接入断开切换元件101的情况下选择性地耦合于第一子网110或耦合于第二子网120。转换切换元件201可根据所述确定的ASIL等级设计。
方法300包括确定301存在打开事件(例如车辆的事故或停车状态)。例如，打开事件可以基于车辆数据总线上的信号来识别。
此外，方法300包括：响应于所述确定301，使302断开切换元件101打开，以使第一子网110与第二子网120(电流)解耦；以及使303转换切换元件201将与事件相关的耗电器132耦合于第二子网120。因此可以提供和运行成本并且结构空间有效的车载电网100。
特别是，在方法300的框架内可以确定(步骤301)：存在不基于第一子网110中的故障(例如欠压、过载和/或短路)的打开事件。通过转换切换元件201将与事件相关的耗电器132从第一子网110转接到第二子网120中(步骤303)可以在必要时仅当存在不基于第一子网110中的故障的打开事件时才进行。转接可以必要时仅在车载电网100的、特别是第一子网110的无故障的运行中进行。因此，可以按可靠的方式避免有可能是第一子网110中故障的故障原因的与事件相关的耗电器132在第二子网120中引起故障。因此，可以按可靠的方式避免第二子网120的完整性受到与事件相关的耗电器132妨碍。
本发明不限于所示的实施例。特别是要注意的是：说明书和附图应仅示例性地说明所提出的方法的、设备的和系统的原理。

Claims (15)

1.用于车辆的车载电网(100)，其中，该车载电网(100)包括
具有第一能量源(111)和一个或多个第一耗电器(112)的第一子网(110)；
具有第二能量源(121)和一个或多个第二耗电器(122)的第二子网(120)；
断开切换元件(101)，该断开切换元件构成为用于将第一子网(110)与第二子网(120)断开；
至少一个与事件相关的耗电器(132)；和
转换切换元件(201)，该转换切换元件构成为用于将与事件相关的耗电器(132)绕过断开切换元件(101)选择性地耦合于第一子网(110)或耦合于第二子网(120)。
2.根据权利要求1所述的车载电网(100)，其中，所述车载电网(100)构成为，使得
在正常运行中和/或当断开切换元件(101)将第一子网(110)连接于第二子网(120)时，转换切换元件(201)，特别是在不接入断开切换元件(101)的情况下，将与事件相关的耗电器(132)连接于第一子网(110)；和
当存在打开事件和/或当断开切换元件(101)将第一子网(110)与第二子网(120)断开时，转换切换元件(201)，特别是在不接入断开切换元件(101)的情况下，将与事件相关的耗电器(132)连接于第二子网(120)。
3.根据前述权利要求之一所述的车载电网(100)，其中，所述车载电网(100)包括控制单元(150)，该控制单元构成为用于根据断开切换元件(101)的切换状态将转换切换元件(201)选择性地，特别是在不接入断开切换元件(101)的情况下，耦合于第一子网(110)或耦合于第二子网(120)。
4.根据权利要求3所述的车载电网(100)，其中，所述控制单元(150)设置用于
当断开切换元件(101)闭合并且因而第一子网(110)耦合于第二子网(120)时，促使转换切换元件(201)将与事件相关的耗电器(132)耦合于第一子网(110)；和/或
当断开切换元件(101)打开并且因而第一子网(110)与第二子网(120)解耦时，促使转换切换元件(201)将与事件相关的耗电器(132)耦合于第二子网(120)。
5.根据权利要求4所述的车载电网(100)，其中，所述控制单元(150)设置用于
确定
断开切换元件(101)是否由于第一子网(110)中的故障、
特别是由于短路而已打开；和/或
断开切换元件(101)是否由于车辆的预定义的运行状态、特别是由于停车状态或事故状态而已打开；以及
当、特别是仅当确定
断开切换元件(101)未由于第一子网(110)中的故障、特别是未由于短路而已打开；和/或
断开切换元件(101)由于车辆的预定义的运行状态、特别是由于停车状态或事故状态而已打开
时，才促使转换切换元件(201)将与事件相关的耗电器(132)耦合于第二子网(120)。
6.根据前述权利要求之一所述的车载电网(100)，其中，所述车载电网(100)包括控制单元(150)，所述控制单元构成为用于
确定存在打开事件；和
响应于此，
促使断开切换元件(101)打开，以使第一子网(110)与第二子网(120)解耦；和
促使转换切换元件(201)将与事件相关的耗电器(132)与第一子网(110)解耦并将其耦合于第二子网(120)。
7.根据权利要求6所述的车载电网(100)，其中，所述控制单元(150)设置用于
确定是否存在不基于第一子网(110)中的功能失灵的打开事件；和
当、特别是仅当存在不基于第一子网(110)中的功能失灵的打开事件时，才促使转换切换元件(201)将与事件相关的耗电器(132)与第一子网(110)解耦并将与事件相关的耗电器耦合于第二子网(120)；和/或
当存在基于第一子网(110)中的功能失灵的打开事件时，促使转换切换元件(201)将与事件相关的耗电器(132)继续耦合于第一子网(110)并且不耦合于第二子网(120)。
8.根据权利要求6至7之一所述的车载电网(100)，其中，所述打开事件、特别是在第一子网(110)中没有功能失灵的打开事件包括
车辆的事故；和/或
车辆的停车状态。
9.根据权利要求6至8之一所述的车载电网(100)，其中，所述控制单元(150)设置用于，当未识别出和/或不存在打开事件时，
促使断开切换元件(101)闭合，以使第一子网(110)耦合于第二子网(120)；和
促使转换切换元件(201)将与事件相关的耗电器(132)、特别是直接地、在不接入断开切换元件(101)的情况下，耦合于第一子网(110)，和特别是仅间接地经由断开切换元件(101)耦合于第二子网(120)。
10.根据前述权利要求之一所述的车载电网(100)，其中，
所述第二子网(120)是按照根据ISO 26262的ASIL等级设计的；和/或
所述第一子网(110)是按照根据ISO 26262的QM和/或不按照ASIL等级设计的；和/或
所述断开切换元件(101)和/或转换切换元件(201)是按照根据ISO 26262的ASIL等级设计的；和/或
所述与事件相关的耗电器(132)是按照根据ISO 26262的QM和/或不按照ASIL等级设计的。
11.根据前述权利要求之一所述的车载电网(100)，其中，
所述断开切换元件(101)包括继电器和/或基于半导体的切换元件；和/或
所述转换切换元件(201)包括转换继电器和/或基于半导体的切换元件。
12.根据前述权利要求之一所述的车载电网(100)，其中，
所述与事件相关的耗电器(132)构成为用于：当与事件相关的耗电器(132)耦合于第一子网(110)时，提供总数量的子功能；而当与事件相关的耗电器(132)耦合于第二子网(120)时，仅提供所述总数量之中的一部分数量的子功能；和/或
所述与事件相关的耗电器(132)构成为，使得当与事件相关的耗电器(132)耦合于第二子网(120)时，所述与事件相关的耗电器(132)具有比当与事件相关的耗电器(132)耦合于第一子网(110)时更低的电能消耗和/或功率需求。
13.根据前述权利要求之一所述的车载电网(100)，其中，
所述车载电网(100)具有在60V或更低、特别是在12V或48V的低压范围内的额定电压；和/或
所述第一能量源(111)包括用于从具有其他网络电压的其他车载电源提供电能的直流变压器和/或用于产生电能的发电机；和/或
所述第二能量源(121)包括蓄能器、特别是电化学蓄能器。
14.用于运行车载电网(100)的方法(300)，所述车载电网包括
具有第一能量源(111)和一个或多个第一耗电器(112)的第一子网(110)；
具有第二能量源(121)和一个或多个第二耗电器(122)的第二子网(120)；
断开切换元件(101)，该断开切换元件构成为用于将第一子网(110)与第二子网(120)断开；
至少一个与事件相关的耗电器(132)；和
转换切换元件(201)，该转换切换元件构成为用于将与事件相关的耗电器(132)绕过断开切换元件(101)选择性地耦合于第一子网(110)或耦合于第二子网(120)；并且
所述方法(300)包括
确定(301)存在打开事件、特别是不基于第一子网(110)中的功能失灵的打开事件；
响应于所述确定(301)，使(302)断开切换元件(101)打开，以使第一子网(110)与第二子网(120)解耦；和
响应于所述确定(301)，使(303)转换切换元件(201)将与事件相关的耗电器(132)耦合于第二子网(120)。
15.根据权利要求14所述的方法(300)，其中，所述方法(300)包括
确定存在基于第一子网(110)中的功能失灵、特别是基于第一子网(110)中的低于电压阈值的电压和/或基于第一子网(110)中的高于电流阈值的电流的打开事件；和
响应于此，使断开切换元件(101)打开，以使第一子网(110)与第二子网(120)解耦，并使转换切换元件(201)将与事件相关的耗电器(132)继续耦合于第一子网(110)。
CN202280013403.2A 2021-02-19 2022-02-11 车载电网和用于运行车载电网的方法 Pending CN116829417A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021103954.1 2021-02-19
DE102021103954.1A DE102021103954A1 (de) 2021-02-19 2021-02-19 Bordnetz und Verfahren zum Betrieb eines Bordnetzes
PCT/EP2022/053383 WO2022175181A1 (de) 2021-02-19 2022-02-11 Bordnetz und verfahren zum betrieb eines bordnetzes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116829417A true CN116829417A (zh) 2023-09-29

Family

ID=80595547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280013403.2A Pending CN116829417A (zh) 2021-02-19 2022-02-11 车载电网和用于运行车载电网的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240132004A1 (zh)
CN (1) CN116829417A (zh)
DE (1) DE102021103954A1 (zh)
WO (1) WO2022175181A1 (zh)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10251589A1 (de) 2002-11-06 2004-05-19 Robert Bosch Gmbh Bordnetz zur Versorgung mindestens eines Verbrauchers mit erhöhten Anforderungen an die Verfügbarkeit des Bordnetzes
DE10345310A1 (de) 2003-09-30 2005-04-14 Robert Bosch Gmbh Energiebordnetz mit verbesserter Ladestrategie der Stützbatterie und zugehöriges Verfahren
DE102004044761A1 (de) * 2004-09-16 2006-04-06 Conti Temic Microelectronic Gmbh Schaltungsanordnung zur kurzzeitigen Aufrechterhaltung einer Versorgungsspannung
DE102010013569A1 (de) * 2010-03-30 2011-10-06 Gm Global Technology Operations Llc (N.D.Ges.D. Staates Delaware) Versorgungsschaltung für die elektrische Versorgung eines Fahrzeugs
DE102013225020A1 (de) 2013-12-05 2015-06-11 Robert Bosch Gmbh Bordnetz zur fehlertoleranten und redundanten Versorgung
DE102017104958B4 (de) 2017-03-09 2024-03-14 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriespeichersystem
DE102017213409A1 (de) * 2017-08-02 2019-02-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energiequelleneinheit zur Trennung der Teilnetze eines Fahrzeug- Bordnetzes
DE102018100746B4 (de) 2018-01-15 2024-01-11 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Fehlertolerantes Batteriespeichersystem und Bordnetz
DE102018216491B3 (de) * 2018-09-26 2019-12-24 Audi Ag Bordnetz für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes
DE102019112706A1 (de) * 2019-05-15 2020-11-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Energieversorgung eines elektrischen Verbrauchers eines Fahrzeugs

Also Published As

Publication number Publication date
US20240132004A1 (en) 2024-04-25
WO2022175181A1 (de) 2022-08-25
DE102021103954A1 (de) 2022-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108495771B (zh) 车载电源用的开关装置及车载用的电源装置
CN106255622B (zh) 用于将基础车载电网与尤其与安全相关的分网连接的装置
US9180826B2 (en) In-vehicle power supply apparatus
JP2019531954A (ja) 自動車両電気システムおよび自動車両電気システムを備える車両
CN114103838A (zh) 用于自主车辆的电力控制设备和方法
US20030127912A1 (en) Method and arrangement for supplying quiescent current to a vehicle having a multi-voltage on-board electrical system
CN110893822A (zh) 一种用于机动车辆的车载电网
CN112519706A (zh) 用于操作机动车辆的车载电气网络的方法
CN215120134U (zh) 一种分布式电源分配系统及车辆
JP2005210892A (ja) 少なくとも１つのｘバイ・ワイヤ・システムを有するハイブリッド車両のエネルギー供給装置
US20220348156A1 (en) Vehicle electrical system and power module therefor
US20220185209A1 (en) Power network for a motor vehicle and method for operating a power network for a motor vehicle
CN113199940A (zh) 用于操作机动车辆的车载电网的方法
CN113306410A (zh) 冗余车载电网系统和机动车
CN116829417A (zh) 车载电网和用于运行车载电网的方法
CN209492395U (zh) 新能源商用车用低压配电控制系统
WO2020054380A1 (ja) 配線分岐箱
JP2006515547A (ja) 自動車の車載電力システム
CN107878363B (zh) 一种车辆整车管理系统
CN112072630B (zh) 一种汽车高压配电系统的控制装置、方法和汽车
CN112739577B (zh) 用于保护车辆电源的保护电路和方法
CN107650684B (zh) 高电压电池、用于运行高电压电池的方法、电池系统和车辆
CN113165587A (zh) 安装在车辆中的电力供应系统
WO2019223995A1 (de) Elektrische bordnetzvorrichtung zum versorgen von zumindest zwei elektrischen verbrauchern in einem kraftfahrzeug sowie kraftfahrzeug, umschaltvorrichtung und verfahren zum betreiben einer bordnetzvorrichtung
CN217396456U (zh) 车辆供电系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination