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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugenergiebordnetz.
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Die konventionellen Energiebordnetze in Kraftfahrzeugen umfassen üblicherweise einen Generator, eine (Starter-)Batterie, eine Vielzahl von Verbrauchern sowie Komponenten zur Verteilung der elektrischen Energie.
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Prinzipbedingt speist der Generator einen pulsförmigen Strom bzw. einen Strom mit einem Wechselanteil in das Energiebordnetz. Die Frequenz und Amplitude des Wechselanteils hängen dabei unter anderem von dem Gleichanteil des Stroms und der Ausführung sowie der Drehzahl des Generators ab. In Abhängigkeit von der Ausgangsimpedanz des Generators bzw. der Bordnetzimpedanz entsteht an den Klemmen des Generators bzw. im Bordnetz eine Spannungsschwankung, die so genannte Generatorwelligkeit oder Bordnetzwelligkeit. Die Generatorwelligkeit resultiert in einer Erhöhung der Anforderungen an die Auslegung bestimmter Bauelemente der Verbraucher oder in Einschränkungen bezüglich der Anschlussmöglichkeiten von Verbrauchern an das Bordnetz.
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Zur Speisung bestimmter Verbraucher, wie beispielsweise die elektrische Lenkung, ist es sinnvoll, deren Versorgungsspannung gegenüber der Bordnetzspannung zu erhöhen oder deren Speisung vom Hauptbordnetz in einen eigenen Bordnetzzweig zu entkoppeln. Zur Erhöhung der Versorgungsspannung für bestimmte Verbraucher oder zu deren Speisung in einem entkoppelten Bordnetzzweig werden üblicherweise Gleichspannungswandler verwendet. Gleichspannungswandler sind technisch komplex und stellen üblicherweise ein EMV-Risiko und einen enormen Kostenfaktor dar.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Fahrzeugenergiebordnetz anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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Ein bevorzugtes Fahrzeugenergiebordnetz umfasst einen ersten Bordnetzzweig und einen zweiten Bordnetzzweig. Durch eine Energietransfervorrichtung sind der erste Bordnetzzweig und der zweite Bordnetzzweig miteinander gekoppelt. Die Energietransfervorrichtung ist derart ausgebildet, dass durch die Energietransfervorrichtung dem Wechselanteil der Spannung im ersten Bordnetzzweig Energie entzogen wird und dem zweiten Bordnetzzweig zugeführt wird.
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Grundsätzlich wird durch die Erfindung ein an sich störender Effekt, nämlich der Wechselanteil der Spannung im ersten Bordnetzzweig, mit einfachen Mitteln ausgenützt, um einem zweiten Bordnetzzweig Energie, vorzugsweise auf einem anderen Spannungsniveau, zuzuführen. Dadurch wird erreicht, dass mit einfachen Mitteln der Wechselanteil der Spannung im ersten Bordnetzzweig reduziert wird. Dies wirkt sich positiv auf die Lebensdauer der Komponenten der Eingangsbeschaltungen der elektrischen Verbraucher im ersten Bordnetzzweig aus. Die eingangsseitige Regelung der Versorgungsspannung für diese Verbraucher wird vereinfacht. Die Bauteile in den Eingangsbeschaltungen elektrischer Verbraucher im ersten Bordnetzzweig können niedriger dimensioniert werden, wodurch sich Gewichts- und Kostenvorteile ergeben. Es können zudem auf einfache Weise Mehrspannungsbordnetze mit frei wählbarem Bezugspotenzial ohne den Einsatz eines schaltenden Gleichspannungswandlers realisiert werden.
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Die Erfindung sieht vor, dass der erste Bordnetzzweig einen ersten Energiespeicher, eine Einspeisevorrichtung und/oder einen Verbraucher umfasst.
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Eine alternative oder ergänzende Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der zweite Bordnetzzweig einen zweiten Verbraucher und/oder einen zweiten Energiespeicher umfasst.
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Die Einspeisevorrichtung und/oder der erste Verbraucher umfassen eine elektrische Maschine oder einen Umrichter/Stromrichter für eine elektrische Maschine, durch welche der Wechselanteil der Spannung oder eine Spannungswelligkeit im ersten Bordnetzzweig verursacht wird.
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Die Energietransfervorrichtung umfasst einen Kondensator, durch welchen die Energietransfervorrichtung wechselspannungsmäßig mit dem ersten Bordnetzzweig gekoppelt ist.
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Die Energietransfervorrichtung umfasst vorzugsweise eine Übertragungseinheit, insbesondere einen Transformator, durch welche Energie des Wechselanteils der Spannung vom ersten Bordnetzzweig in den zweiten Bordnetzzweig, welcher insbesondere eine zur Spannungsebene des ersten Bordnetzzweiges verschiedene Spannungsebene aufweist, übertragen wird.
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Die Energietransfervorrichtung umfasst vorzugsweise einen Gleichrichter, welcher insbesondere Halbleiterelemente, wie Dioden oder Transistoren, umfasst. Durch den Gleichrichter werden, insbesondere die von der Übertragungseinheit übertragenen, Strom- oder Spannungsimpulse gleichgerichtet.
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Vorzugsweise wird durch die Energieentnahme aus dem Wechselanteil der Spannung im ersten Bordnetzzweig die Amplitude des Wechselanteils reduziert, und somit die Bordnetzwelligkeit im ersten Bordnetzzweig gedämpft.
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Vorzugsweise bildet ein Kondensator der Koppeleinheit mit der Leitungsinduktivität, der primärseitigen Induktivität der Übertragungseinheit oder einer mit dem Kondensator in Serie geschalteten Induktivität L einen LC-Resonanzkreis, welcher durch die Bordnetzwelligkeit angeregt wird. Dadurch kann der Energiefluss vom ersten Bordnetzzweig in den zweiten Bordnetzzweig gesteuert oder optimiert werden.
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Die Resonanzfrequenz des LC-Resonanzkreises ist vorzugsweise basierend auf einer gesteuerten Änderung des Kapazitätswertes des Kondensators und/oder des Induktivitätswertes der Induktivität veränderbar ausgeführt.
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Vorzugsweise ist der Kapazitätswert des Kondensators durch Zuschaltung oder Überbrückung einzelner oder mehrerer Kondensatoren in diskreten Stufen veränderbar ist.
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Der Induktivitätswert der Induktivität ist vorzugsweise durch eine gekoppelte Induktivität und eine Vormagnetisierung des Kernmaterials der gekoppelten Induktivität einstellbar. Vorteilhafterweise ist die Induktivität, die in Serie zur Energietransfervorrichtung geschaltet ist, typischerweise mit einer geringen Windungszahl (typ. < 10) auf einem Kernmaterial ausgeführt. Mit einer zusätzlichen Induktivität (Steuerinduktivität) höherer Windungszahl (z.B. > 100 Windungen) auf dem Kernmaterial, kann das Kernmaterial durch einen relativ niedrigen Strom in der Steuerinduktivität (mA Bereich) stark vormagnetisiert werden. Durch die Abhängigkeit der Induktivität von der Vormagnetisierung (z.B. im Bereich der Sättigungsgrenze des Kernmaterials) kann mit der Steuerinduktivität gezielt der primärseitige Induktivitätswert eingestellt werden.
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Zur Steuerung und Regelung des Energieflusses sind vorzugsweise Widerstände in der Energietransfervorrichtung veränderbar. Die Widerstände können beispielsweise als diskrete Bauelemente in der Energietransfervorrichtung in Serie zu den Kapazitäten, Induktivitäten sowie Transformatoren geschaltet sein. Vorteilhaft sind dazu einstellbare Widerstände und/oder schaltbare bzw. überbrückbare Widerstände einsetzbar.
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Zur Steuerung und/oder Abschaltung des Energieflusses vom ersten Bordnetzzweig in den zweiten Bordnetzzweig ist eine Zuleitung zwischen der Energietransfervorrichtung und dem ersten Bordnetzzweig oder dem zweiten Bordnetzzweig, beispielsweise durch eine Schalteinrichtung, unterbrechbar ausgeführt. Vorteilhaft kann eine Energieflusssteuerung oder Abschaltung auch mit Hilfe einer Änderung der LC-Resonanzfrequenz in der Energietransfervorrichtung derart durchgeführt werden, dass die Resonanzfrequenz der Energietransfereinrichtung auf einen Frequenzbereich eingestellt wird, in dem keine oder nur wenig Bordnetzwelligkeit gegeben ist.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass mehrere Energietransfervorrichtungen parallel geschaltet sind, wobei der Kapazitätswert der Kondensatoren und/oder der Induktivitätswert der Induktivitäten dadurch eingestellt wird, dass jeweils eine erste Energietransfervorrichtung als Referenzsystem (Beobachtersystem) betrachtet wird und die zweite Energietransfervorrichtung derart eingestellt wird, dass sich ein verbessertes Energieübertragungsverhalten der zweiten Energietransfervorrichtung relativ zu dem Referenzsystem ergibt. Hier kann die in der deutschen Patentanmeldung
102007050228.3 offenbarte Lehre analog angewendet werden. Durch Nutzung einer Energietransfervorrichtung (eines Pfades) als Referenzsystem oder Beobachtersystem können dabei Parameter (Induktivitätswerte, Kapazitätswerte, Widerstandswerte und/oder, Sollwerte für Strom- und Spannungsquellen) in den anderen Pfaden optimiert werden.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass zur Steuerung und/oder Abschaltung des Energieflusses vom ersten Bordnetzzweig in den zweiten Bordnetzzweig eine Zuleitung zwischen der Energietransfervorrichtung und dem ersten Bordnetzzweig oder dem zweiten Bordnetzzweig, beispielsweise durch eine Schalteinrichtung, unterbrechbar ausgeführt ist.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Spannungsebenen des ersten und des zweiten Bordnetzzweiges verschieden sind, so kann beispielsweise ein erster Bordnetzzweig als Hochvoltbordnetz und ein zweiter Bordnetzzweig als Niedervoltbordnetz ausgeführt sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in der Energietransfervorrichtung ein Schaltelement integriert ist, durch welches durch ein periodisches Schalten ein Wechselanteil generiert wird. Mit Hilfe des Schaltelementes ist es auch möglich, in Situationen, in denen keine Bordnetzwelligkeit vorhanden ist, einen Wechselanteil an der Energietransfervorrichtung zu erzeugen, so dass diese Energie aus dem ersten in den zweiten Bordnetzzweig übertragen kann.
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Der erste und der zweite Bordnetzzweig sind vorzugsweise zusätzlich über einen, insbesondere unidirektionalen, DC/DC-Wandler energetisch verbunden.
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Der zweite Bordnetzzweig weist vorzugsweise keinen Energiespeicher auf. Ein elektrischer Verbraucher im zweiten Bordnetzzweig wird dann, vorzugsweise mit einer höheren Spannung als im ersten Bordnetzzweig, direkt versorgt.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren näher erläutert:
- 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Energiebordnetzes mit einer Energietransfervorrichtung;
- 2 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Energietransfervorrichtung;
- 3 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer schaltungstechnischen Ausführung einer Energietransfervorrichtung;
- 4 zeigt eine vorteilhafte schaltungstechnische Ausführung zur Veränderung der Kapazitätswerte in der Energietransfervorrichtung;
- 5 zeigt eine vorteilhafte schaltungstechnische Ausführung zur Veränderung der Induktivitätswerte in der Energietransfervorrichtung;
- 6 zeigt eine vorteilhafte schaltungstechnische Ausführung mit zusätzlicher Schaltvorrichtung in der Energietransfervorrichtung zur gezielten Regelung des Energieflusses auch ohne Bordnetzwelligkeit;
- 7 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Zweispannungsbordnetzes in einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug mit einer Energietransfervorrichtung zur Versorgung eines Niedervolt Bordnetzzweiges;
- 8 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Zweispannungsbordnetzes zur Versorgung transienter Hochleistungsverbraucher;
- 9 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Zweispannungsbordnetzes zur Erhöhung der Energieverfügbarkeit im ersten Bordnetzzweig;
- 10 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Bordnetzes mit Energietransfervorrichtung zur Versorgung von Verbrauchern mit erhöhter Nennspannung (z.B. Frontscheibenheizung).
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Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den verschiedenen Figuren gleiche oder entsprechende Komponenten. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Fahrzeugenergiebordnetzes. Dieses umfasst einen ersten Bordnetzzweig BN1 und mindestens einen zweiten Bordnetzzweig BN2. Zum Energietransfer aus dem ersten Bordnetzzweig BN1 zum zweiten Bordnetzzweig BN2 wird eine Energietransfervorrichtung ETV eingesetzt.
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Der erste Bordnetzzweig BN1 umfasst mindestens einen Verbraucher R1, welcher ausschließlich aus dem ersten Bordnetzzweig BN1 gespeist wird, einen elektrischen Energiespeicher ES1, wie einen Batterie, einen Akku oder einen Kondensator, und eine Einspeisevorrichtung E, wie einen Generator.
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Der Verbraucher R1 und/oder die Einspeisevorrichtung E sind dabei als elektrische Maschine ausgeführt, die eine Spannungswelligkeit im ersten Bordnetzzweig BN1 verursachen.
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Der zweite Bordnetzzweig BN2 beinhaltet mindestens einen elektrischen Verbraucher R2 und/oder einen elektrischen Energiespeicher ES2, welche ganz oder teilweise aus dem zweiten Bordnetzzweig BN2 gespeist bzw. geladen werden.
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Die Einspeisevorrichtung E und der Verbraucher R1 können durch eine gemeinsame elektrische Maschine ausgeführt sein, welche in ersten Zeiten einspeisend und in zweiten Zeiten verbrauchend wirkt.
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Für die Entnahme der Energie aus dem ersten Bordnetzzweig BN1 zur Speisung des zweiten Bordnetzzweiges BN2 wird die Welligkeit bzw. der Spannungswechselanteil im ersten Bordnetzzweig BN1 genutzt, welcher hauptsächlich durch die elektrische Maschine (als Einspeisevorrichtung E und/oder erster elektrischer Verbraucher R1) verursacht wird. Der Energiegehalt des Wechselanteils der Spannung im ersten Bordnetzzweig BN1 wird dabei reduziert.
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Das Bezugspotential für den zweiten Bordnetzzweig BN2 ist frei wählbar. Als Bezugspotential für den zweiten Bordnetzzweig BN2 kann beispielsweise das Bezugspotential oder das Pluspotential des ersten Bordnetzzweig BN1 verwendet werden.
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Die im Mittel durch die Energietransfervorrichtung ETV in den zweiten Bordnetzzweig BN2 eingespeiste Energie ist größer oder gleich der vom Verbraucher R2 im zweiten Bordnetzzweig BN2 entnommenen Energie. Um die Energie- und/oder Leistungsverfügbarkeit im zweiten Bordnetzzweig BN2 zu erhöhen, kann der zweite Bordnetzzweig BN2 durch einen zusätzlichen Energiespeicher ES2 ergänzt werden. Wird zur Speisung von R2 aus dem zweiten Bordnetzzweig BN2 weiniger Leistung entnommen als von der Energietransfervorrichtung ETV in das zweiten Bordnetzzweig BN2 eingespeist wird, so wird die überschüssige Energie im Energiespeicher ES2 gespeichert. Benötigt der Verbraucher R2 im zweiten Bordnetzzweig BN2 eine höhere Leistung als von der Energietransfervorrichtung ETV in den zweiten Bordnetzzweig BN2 eingespeist werden kann, wird aus dem ES2 die fehlende Energie aus dem Energiespeicher ES2 entnommen.
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Die Energietransfervorrichtung ETV besteht, wie in 2 schematisch gezeigt, aus mindestens einer Koppeleinheit K, welche den Wechselanteil der Spannung im ersten Bordnetzzweig BN1 auskoppelt, sodass eine Übertragungseinheit Ü mit diesem ausgekoppelten Wechselanteil primärseitig beaufschlagt wird. Dabei wird elektrische Energie von der Primärseite auf die Sekundärseite der Übertragungseinheit Ü übertragen. Sekundärseitig überträgt die Übertragungseinheit Ü die elektrische Energie an einen Gleichrichter GL, welcher den zweiten Bordnetzzweig BN2 speist.
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Das System aus der Koppeleinheit K und der Übertragungseinheit Ü kann in einer vorteilhaften Ausführung derart umgesetzt sein, dass bei Auftreten von Spannungswechselanteilen bestimmter Frequenz im ersten Bordnetzzweig BN1 die Energietransfervorrichtung ETV in Resonanz gerät. Der Primärseite der Übertragungseinheit Ü wird dann eine Spannung mit einer Amplitude aufgeprägt, die größer ist als die Amplitude des Wechselanteils der Spannung im ersten Bordnetzzweig BN1.
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Bei einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis der Übertragungseinheit Ü und einer vorgegebenen Amplitude des Spannungswechselanteils im ersten Bordnetzzweig BN1 kann dadurch eine höhere Spannung in dem zweiten Bordnetzzweig BN2 erzeugt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass die Resonanzfrequenz der Koppeleinheit K und/oder Übertragungseinheit Ü derart beeinflussbar sind oder beeinflusst werden, dass bei einer Variation der Frequenz der Generatorwelligkeit die Systemresonanzfrequenz automatisch entsprechend nachgeführt wird bzw. durch eine externe Steuerung oder Regelung nachgeführt werden kann.
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Eine beispielhafte schaltungstechnische Ausführung der Energietransfervorrichtung ETV ist in 3 dargestellt. Der Kondensator C übernimmt die Funktion der Koppeleinheit, die Dioden D1, D2 stellen den Gleichrichter dar. Der Transformator TR ist ein Teil der Übertragungseinheit.
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Die Induktivität L kann durch die Induktivität der Zuleitung, durch die Streuinduktivität des Transformator TR oder eine eigens hierfür vorgesehene Komponente realisiert sein.
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Die Komponenten Induktivität L, Kondensator C und Transformator TR stellen einen Serienschwingkreis dar, welcher beim Anlegen einer Wechselspannung an die Klemmen des ersten Bordnetzzweig BN1 (VBN1+ und VBN1-) angeregt werden kann. Die Resonanzfrequenz (Systemresonanzfrequenz der Energietransfervorrichtung) des LC-Schwingkreises lässt sich beispielsweise mit der Variation der Kapazität des Kondensators C oder dem Wert der Induktivität L verstellen.
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Wird im zweiten Bordnetzzweig BN2 eine maximal erwünschte Energieverfügbarkeit erreicht, was beispielsweise am Spannungsanstieg im zweiten Bordnetzzweig BN2 bis zu einer festgelegten Obergrenze erkannt werden kann, wird der Energietransfer aus dem ersten Bordnetzzweig BN1 in den zweiten Bordnetzzweig BN2 durch Unterbrechung einer Zuleitung im ersten Bordnetzzweig BN1 oder im zweiten Bordnetzzweig BN2 eingestellt.
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Eine beispielhafte schaltungstechnische Ausführung der Energietransfervorrichtung mit einstellbarer Kapazität ist in 4 dargestellt. Die Kapazität ist durch schaltbare Kondensatoren C1 und C2 realisiert. Durch geeignete Schaltung der Schalter SC1 und SC2 können in diesem Ausführungsbeispiel vier unterschiedliche Kapazitätswerte eingestellt werden. Die Schalter SC1 und SC2 können mit Hilfe von Relais oder Transistoren ausgeführt sein.
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Eine beispielhafte schaltungstechnische Ausführung der Energietransfervorrichtung mit einstellbarer Induktivität LK ist in 5 dargestellt. Die Induktivität ist als gekoppelte Induktivität ausgeführt. Mit Hilfe der gesteuerten Stromquelle IL,st kann durch DC-Vormagnetisierung des Kernmaterials der Induktivität der Induktivitätswert gesteuert werden. Alternativ dazu kann die gekoppelte Induktivität auch integriert im Transformator ausgeführt sein.
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Eine beispielhafte schaltungstechnische Ausführung der Energietransfervorrichtung zur Übertragung von Energie auch in Zuständen ohne Bordnetzwelligkeit ist in 6 dargestellt. Parallel zum Transformator TR und der Kapazität C ist ein Schaltelement S, vorzugsweise als Transistor ausgeführt, geschaltet. Durch periodisches Schalten des Schalters S, vorzugsweise mit einer Periodendauer, die der Resonanzfrequenz der Energietransfervorrichtung entspricht, kann auch ohne Bordnetzwelligkeit Energie übertragen werden. Der Schalter S muss zur Erzeugung der „künstlichen“ Welligkeit nur geschaltet werden, wenn keine „natürliche“ Bordnetzwelligkeit vorhanden ist. Vorzugsweise wird die Funktion nur aktiviert, wenn dies aus Energieverfügbarkeitsgründen im zweiten Bordnetzzweig BN2 notwendig ist, beispielsweise für das Nachladen eines Energiespeichers im zweiten Bordnetzzweig.
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Anhand von 7 wird nun eine besonders vorteilhafte Anwendung einer Energietransfervorrichtung ETV erläutert. Ausgegangen wird von Zweispannungsbordnetz in einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug mit den Bordnetzzweigen BN1 und BN2. Der Bordnetzzweig BN1 bezieht sich auf die Hochvoltseite und umfasst typischerweise einen Hochvoltenergiespeicher ES11 und eine elektrische Maschine EM, die durch einen Stromrichter STR geregelt betrieben wird.
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Die Bordnetzwelligkeit im Bordnetzzweig BN1 entsteht somit durch die Stromwelligkeit der elektrischen Maschine und/oder durch die pulsförmige Steuerung im Stromrichter STR (typischer Frequenzbereich 1-20kHz). Der Bordnetzzweig BN2 stellt ein Niedervoltbordnetz dar. Hier sind typischerweise Niedervolt-Energiespeicher ES22 (z.B. Bleiakku) und Niedervolt-Verbraucher R21 enthalten. Der Bordnetzzweig BN2 kann vorteilhaft zur Versorgung von Niedervoltverbrauchern (typische Spannung 12V oder 24V) oder als Backup-Energiesystem verwendet werden, beispielsweise für eine redundante Stromversorgung für das Niedervoltbordnetz zur Versorgung einer Parkbremse, eines Gangwahlschalters, eines elektrischen Bremssystems, etc.
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Anhand von 8 wird eine weitere vorteilhafte Anwendung einer Energietransfervorrichtung ETV erläutert. Es wird von einem Zweispannungsbordnetz mit den Bordnetzzweigen BN1 und BN2 sowie den in Serie geschalteten Energiespeichern ES1 und ES2 (Batterien) ausgegangen.
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Der erste Bordnetzzweig BN1 verfügt neben dem Energiespeicher ES1 über einen Verbraucher R1 und eine Einspeisevorrichtung, welche als elektrische Maschine, insbesondere Generator G, ausgeführt ist.
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Aus dem zweiten Bordnetzzweig BN2 wird der Verbraucher R2, beispielsweise eine elektrische Lenkung, gespeist. Der zweite Bordnetzzweig BN2, insbesondere ES2 als Teil des zweiten Bordnetzzweiges BN2, wird mittels der Energietransfervorrichtung ETV mit Energie aus dem ersten Bordnetzzweig BN1 gespeist.
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Vorteilhaft an der Bezugspotentialwahl ist in diesem Beispiel, dass die Energietransfervorrichtung nur einen Teil des mittleren Leistungsbedarfs des Verbrauchers R2 bereitstellen muss, da der andere Teil des mittleren Leistungsbedarfs durch die Energiequelle ES1 und/oder den Generator G des ersten Bordnetzzweiges BN1 bereit gestellt wird.
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Anhand von 9 wird eine weitere vorteilhafte Anwendung einer Energietransfervorrichtung ETV erläutert. Es ist ein Zweispannungsbordnetz mit den Bordnetzzweigen BN1 und BN2 sowie den in Serie geschalteten Energiespeichern ES1 und ES2 (Batterien oder kapazitive Energiespeicher wie Doppelschichtkondensatoren) dargestellt. Wenn im Bordnetzzweig BN1 eine Bordnetzwelligkeit vorhanden ist, wird Energie zum Bordnetzzweig BN2 übertragen und dadurch im Bordnetzzweig BN1 die Welligkeit reduziert. Wenn die Energieverfügbarkeit im Bordnetzzweig BN1 gering ist oder der Energiespeicher ES1 ausfällt, kann mit einem DC/DC-Wandler gespeicherte Energie im Energiespeicher ES2 zum Bordnetzzweig BN1 übertragen werden. Dieses System lässt sich deshalb vorteilhaft für redundante Energieversorgungs- und Backupsysteme verwenden.
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Anhand von 10 wird eine vorteilhafte Anwendung einer Energietransfervorrichtung ETV zur Versorgung von Verbrauchern mit erhöhter Bordnetzspannung erläutert. Der erste Bordnetzzweig BN1 verfügt neben dem Energiespeicher ES1 über eine elektrische Maschine EM2 (Generator und/oder Starter) und optional weitere Verbraucher. Der Bordnetzzweig BN2 verfügt über einen Verbraucher R22, der eine im Vergleich zur Bordnetzspannung BN1 erhöhte Versorgungsspannung benötigt, wie beispielsweise eine Frontscheibenheizung. Durch die Schaltvorrichtung SR kann die Energietransfervorrichtung ETV aktiviert werden, wodurch der Verbraucher R22 mit Energie der Bordnetzwelligkeit in BN1 versorgt wird und dadurch zugleich diese Bordnetzwelligkeit dämpft.
