DE10112921A1

DE10112921A1 - Vehicle battery charging circuit has current flow in reverse direction from battery to generator prevented

Info

Publication number: DE10112921A1
Application number: DE10112921A
Authority: DE
Inventors: Gerd Hoppe
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2002-09-26

Abstract

The battery charging circuit has a generator (3), electrically coupled via a charging line to the vehicle battery (2) located at a spaced location, with a device, e.g. a power diode (5) or a current direction sensing switch, inserted between them for preventing a current flow from the battery to the generator.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ladekreis einer Fahrzeugbatterie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a charging circuit of a vehicle battery according to the preamble of Claim 1.

Der Ladekreis einer Fahrzeugbatterie umfaßt üblicherweise einen Generator, der über eine Ladeleitung mit der Fahrzeugbatterie verbunden ist. Dabei erzeugt der Generator an seinem Ausgang eine etwas höhere Spannung als die Nennspannung der Fahrzeugbatterie, so daß aufgrund der Spannungsdifferenz ein gerichteter Stromfluß vom Generator zur Fahrzeugbatterie fließt. Solange Generator und Fahrzeugbatterie räumlich direkt beieinander sind, ist die Ladeleitung sehr kurz und befindet sich in unfallgeschützten Bereichen des Kraftfahrzeuges. Aufgrund der Tatsache, daß die Anzahl der elektrischen Verbraucher in einem Kraftfahrzeug stetig zunimmt, wird es immer schwieriger, alle Verbraucher im Motorraum anzuordnen. Hinzu kommt die Tendenz, verstärkt zwei Batterien in Kraftfahrzeugen zu verwenden, wobei im Regelfall der Bauraum im Motorraum nur für eine Batterie ausreicht. Somit kommt es zu einer räumlichen Trennung zwischen Generator und Fahrzeugbatterie, was eine Verlängerung der Ladeleitung zur Folge hat. Damit nimmt jedoch die Gefahr zu, daß es beispielsweise in Folge eines Unfalls zu einem Kurzschluss auf der Ladeleitung kommt, wodurch Fahrzeugbrände verursacht werden können. Eine Lösung für dieses Problem wäre die Verlegung der Ladeleitung in unfallgeschützten Bereichen des Kraftfahrzeuges, was jedoch den Verkabelungsaufwand erhöht.The charging circuit of a vehicle battery usually includes a generator that has a Charging line is connected to the vehicle battery. The generator generates on his Output a slightly higher voltage than the nominal voltage of the vehicle battery, so that due to the voltage difference, a directed current flow from the generator to Vehicle battery flows. As long as the generator and vehicle battery are spatially directly next to each other are, the charging line is very short and is in accident-protected areas of the Motor vehicle. Due to the fact that the number of electrical consumers in a motor vehicle is steadily increasing, it is becoming increasingly difficult to find all consumers in the To arrange engine compartment. Added to this is the tendency to reinforce two batteries To use motor vehicles, as a rule, the space in the engine compartment only for one Battery is sufficient. This results in a spatial separation between the generator and Vehicle battery, which leads to an extension of the charging line. However, this takes the risk that there may be a short circuit on the Charging line comes, which can cause vehicle fires. A solution for this problem would be the relocation of the charging line in accident-protected areas of the Motor vehicle, but this increases the wiring effort.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, einen Ladekreis einer Fahrzeugbatterie mit räumlich getrenntem Generator zu schaffen, der ohne größeren Verkabelungsaufwand gegen Kurzschlüsse gesichert ist.The invention is therefore based on the technical problem of a charging circuit Vehicle battery with spatially separate generator to create the one without major Cabling effort is protected against short circuits.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution to the technical problem results from the object with the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the invention result from the subclaims.

Hierzu wird zwischen Generator und Fahrzeugbatterie eine Einrichtung angeordnet, die einen Stromfluß von der Fahrzeugbatterie in Richtung des Generators verhindert. Dabei wird ausgenutzt, daß aufgrund der Differenz zwischen Generatorausgangsspannung und der Nennspannung der Fahrzeugbatterie bei intakter Ladeleitung der Strom nur in Richtung der Fahrzeugbatterie fließt. Fließt hingegen ein Strom aus der Fahrzeugbatterie in Richtung Generator, so kann die Ursache nur in einem Kurzschluss liegen, so daß somit durch die Sperrung des Stromflusses die Brandgefahr vermieden wird. Hierdurch wird die Ladeleitung reversibel gegen Kurzschlußströme aus der Fahrzeugbatterie abgesichert.For this purpose, a device is arranged between the generator and the vehicle battery prevents current flow from the vehicle battery towards the generator. Doing so exploited that due to the difference between the generator output voltage and the Nominal voltage of the vehicle battery with intact charging line, the current only in the direction of Vehicle battery flows. However, a current flows from the vehicle battery in the direction Generator, the cause can only be a short circuit, so that the Blocking the flow of electricity the risk of fire is avoided. This will cause the charging line reversibly protected against short-circuit currents from the vehicle battery.

Ein möglicher Stromfluß vom erregten Generator zum Kurzschluß wird durch eine Motorabschaltung erreicht. Hierzu erfaßt beispielsweise ein Crash-Sensor einen Unfall und schaltet den Motor ab oder aber der Unfall selbst hat einen Ausfall des Motors zur Folge. Bei einem abgestellten Kraftfahrzeug ist der Generator ohnehin nicht erregt, so daß vom Generator zum Kurzschluß kein Strom fließen kann. Der mögliche Kurzschlußstrom vom Generator wird also durch zusätzliche Maßnahmen verhindert bzw. tritt gar nicht erst auf.A possible current flow from the excited generator to the short circuit is caused by a Engine shutdown reached. For this purpose, for example, a crash sensor detects an accident and switches off the engine or the accident itself causes the engine to fail. In a parked motor vehicle, the generator is not excited anyway, so that from Generator for short circuit no current can flow. The possible short circuit current from The generator is therefore prevented by additional measures or does not occur at all.

Vorzugsweise wird die Einrichtung unmittelbar an der Fahrzeugbatterie angeordnet, da ansonsten durch weitere Schutzmaßnahmen sichergestellt werden muß, daß Kurzschlüsse zwischen der Einrichtung und der Fahrzeugbatterie zuverlässig erfasst werden.The device is preferably arranged directly on the vehicle battery, since otherwise it must be ensured by further protective measures that short circuits reliably detected between the device and the vehicle battery.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Einrichtung als Leistungsdiode ausgebildet. Der Vorteil einer Leistungsdiode ist, daß diese bereits funktionell bei Vernachlässigung des Sperrstroms einen Stromfluß von der Fahrzeugbatterie zum Generator verhindert. Nachteilig ist hingegen der Spannungsabfall über der Diode.In a further preferred embodiment, the device is a power diode educated. The advantage of a power diode is that it is already functional Neglecting the reverse current flow of current from the vehicle battery to Generator prevented. On the other hand, the voltage drop across the diode is disadvantageous.

In einer alternativen Ausführungsform ist daher die Einrichtung als Leistungsschalter mit Stromrichtungserkennung ausgebildet. Vorzugsweise ist dabei der Leistungsschalter als Leistungs- MOSFET ausgebildet.In an alternative embodiment, the device is therefore included as a circuit breaker Current direction detection trained. Preferably, the circuit breaker is as Power MOSFET trained.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist, wenn die Fahrzeugbatterie im Heck und der Generator im Motorraum angeordnet ist. In diesem Fall muß die Ladeleitung durch das gesamte Kraftfahrzeug verlegt werden, wobei aufgrund der Absicherung die Ladeleitung nicht in den crashgesicherten Bereichen verlegt werden muß, was eine verbesserte Flexibilität in der Montage ermöglicht.A preferred application is when the vehicle battery in the rear and the Generator is arranged in the engine compartment. In this case, the charging line must go through the Entire motor vehicle to be relocated, the charging line due to the protection does not have to be laid in the crash-proof areas, which is an improved one Flexibility in assembly enables.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figur zeigen:The invention is explained in more detail below on the basis of a preferred exemplary embodiment explained. The figure shows:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild mit einer Leistungsdiode und Fig. 1 is a schematic block diagram with a power diode and

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild mit einem Leistungs- MOSFET. Fig. 2 is a schematic block diagram with a power MOSFET.

Der Ladekreis 1 einer Fahrzeugbatterie 2 umfaßt einen Generator 3 und eine Ladeleitung 4, die den Generator 3 mit der Fahrzeugbatterie 2 verbindet. Zwischen Generator 3 und Fahrzeugbatterie 2 ist eine Leistungsdiode 5 angeordnet. Die Leistungsdiode 5 ist im Normalbetrieb mit erregtem Generator in Flußrichtung gepolt, da die Generatorausgangsspannung über der Nennspannung der Fahrzeugbatterie 2 liegt. Tritt nun auf der Ladeleitung 4 ein Kurzschluss auf, so sperrt die Leistungsdiode 5 und verhindert einen Stromfluß von der Fahrzeugbatterie 2 in Richtung Generator 3 zum Kurzschluss.The charging circuit 1 of a vehicle battery 2 comprises a generator 3 and a charging line 4 , which connects the generator 3 to the vehicle battery 2 . A power diode 5 is arranged between the generator 3 and the vehicle battery 2 . In normal operation, the power diode 5 is poled in the flow direction with the generator excited, since the generator output voltage lies above the nominal voltage of the vehicle battery 2 . If a short circuit now occurs on the charging line 4 , the power diode 5 blocks and prevents a current flow from the vehicle battery 2 in the direction of the generator 3 to the short circuit.

In der Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform mit einem Leistungs- MOSFET 6 mit Stromrichtungserkennung anstelle der Leistungsdiode 5 dargestellt. Die Stromrichtungserkennung mißt dabei die Spannung zwischen Source und Drain und schaltet je nach Vorzeichen der Drainsource-Spannung den MOSFET 6 über das Gate durch oder sperrt diesen.In FIG. 2, an alternative embodiment with a power MOSFET 6 is shown with a current direction detection instead of the power diode 5. The current direction detection measures the voltage between the source and drain and, depending on the sign of the drain source voltage, switches the MOSFET 6 through via the gate or blocks it.

Claims

1. Charging circuit of a vehicle battery comprising a generator and a vehicle battery spatially separated from the generator, which are electrically connected to one another via a charging line, characterized in that a device is arranged between the generator ( 3 ) and vehicle battery ( 2 ), which has a current flow from the vehicle battery ( 2 ) in the direction of the generator ( 3 ) prevented.

2. Charging circuit according to claim 1, characterized in that the device is arranged directly on the vehicle battery ( 2 ).

3. Charging circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the device is designed as a power diode ( 5 ).

4. Loading circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the device as Circuit breaker is designed with current direction detection.

5. Loading circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle battery ( 2 ) is arranged in the rear of a motor vehicle.