DE102011105693A1

DE102011105693A1 - Power supply system for vehicle, has voltage terminals connected to respective charge controllers for outputting charge voltages to charge respective batteries, where charge controllers are independently controllable

Info

Publication number: DE102011105693A1
Application number: DE201110105693
Authority: DE
Inventors: Heinz-Friedrich Ohm; Ulrich Roskoni
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2012-12-27

Abstract

The system (1) has batteries (2, 3) provided with voltage terminals (6) for supplying voltages to loads (7, 8), where one of the voltages is different from the other voltage. The voltage terminals are connected to respective charge controllers (9, 10) for outputting charge voltages to charge the respective batteries. The charge controllers are independently controllable and connected with a common generator. The batteries are switched in series, and one of the voltage terminals is formed as a center tap (5) between the batteries. The charge controllers are designed as proportional-integral-derivative controllers. An independent claim is also included for a method for operating a power supply system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stromversorgungssystem für ein Fahrzeug und insbesondere für ein Nutz- oder Sonderfahrzeug. Nutz- und Sonderfahrzeuge weisen in der Regel 24 V-Bordnetzspannungen auf. Kfz-übliche Verbraucher wie Radiogeräte, Navigationsgeräte, Notebooks oder dergleichen sind oft nur für 12 V-Betriebsspannung ausgelegt. Es besteht daher oft die Notwendigkeit, aus den vorhandenen 24 Volt eine 12 V-Spannung zu generieren.The invention relates to a power supply system for a vehicle and in particular for a commercial or special vehicle. Commercial and special vehicles generally have 24 V vehicle electrical system voltages. Consumer vehicles such as radios, navigation devices, notebooks or the like are often designed only for 12 V operating voltage. Therefore, there is often a need to generate a 12 V voltage from the existing 24 volts.

Ein 24 V-Bordnetz besteht in der Regel aus zwei in Reihe geschalteten 12 V-Batterien. Es wäre daher wünschenswert, den Mittelabgriff zwischen beiden Batterien zur Ausgabe der 12 V-Spannung zu verwenden. Dies ist jedoch nicht ohne weiteres möglich, da ein Entnehmen eines Stroms über den Mittelabgriff aus nur einer Batterie zu einer unsymmetrischen Belastung der Batterien und somit zu einem unsymmetrischen Ladungszustand führen würde. Dies führt mit der Zeit zu einer Überladung der einen und Unterladung der anderen Batterie, wobei die überladene Batterie zunehmend geschädigt wird.A 24 V electrical system usually consists of two series-connected 12 V batteries. It would therefore be desirable to use the center tap between both batteries to output the 12V voltage. However, this is not readily possible because taking a current across the center tap of just one battery would result in an unbalanced load on the batteries and thus in an unbalanced charge state. Over time, this leads to overcharging one and undercharging the other battery, thereby increasingly damaging the overcharged battery.

Daher wird nach dem Stand der Technik ein DC/DC-Wandler an die 24 V-Batterie angeschlossen, um die 12 V-Spannung zu erzeugen. Hierdurch ist zwar ein gleichmäßiges Entladen beider Batterien möglich, der Aufwand für den DC/DC-Wandler ist jedoch relativ hoch, da er für maximal auftretende Ströme der 12 V-Lasten ausgelegt sein muss. Diese können beispielsweise bis zu 100 Ampere hoch sein.Therefore, in the prior art, a DC / DC converter is connected to the 24V battery to produce the 12V voltage. As a result, although a uniform discharge of both batteries is possible, but the cost of the DC / DC converter is relatively high, since it must be designed for maximum occurring currents of 12 V loads. These can be, for example, up to 100 amps high.

Aus der Druckschrift DE 26 50 851 A1 ist es weiterhin bekannt, Ständerwicklungen eines Drehstromgenerators mit einem Mittelabgriff zu versehen und diesen Mittelabgriff der Ständerwicklungen mit einem Mittelabgriff der Batterie zu verbinden. Für die Aufladung beider Batterien zusammen ist ein einzelner Laderegler vorgesehen, der die einer Erregerwicklung des Drehstromgenerators zugeführte Spannung kontrolliert. Auch in diesem Stromversorgungssystem ist es nicht möglich, eine Aufladung der Batterien unabhängig voneinander vorzunehmen. Eine Angleichung des Ladezustands beider Batterien findet nur sehr langsam statt, da die höher geladene Batterie bei gleicher über die Batterie anliegender Ladespannung mit einem geringeren Ladestrom geladen wird.From the publication DE 26 50 851 A1 It is also known to provide stator windings of an alternator with a center tap and to connect this center tap of the stator windings with a center tap of the battery. For charging both batteries together, a single charge controller is provided which controls the voltage supplied to a field winding of the alternator. Even in this power supply system, it is not possible to charge the batteries independently. An approximation of the state of charge of both batteries takes place only very slowly, since the higher charged battery is charged at the same over the battery voltage applied with a lower charging current.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Energieversorgungssystem für ein Fahrzeug vorzuschlagen, bei dem zwei verschiedene Spannungen erzeugt werden, wobei gleichzeitig ein unsymmetrisches Laden von Batterien möglichst weitgehend verhindert. wird.The object of the invention is to propose an energy supply system for a vehicle in which two different voltages are generated, at the same time as far as possible preventing asymmetrical charging of batteries. becomes.

Diese Aufgabe wird durch ein Stromversorgungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstände der Unteransprüche.This object is achieved by a power supply system having the features of claim 1 and a method having the features of claim 8. Advantageous developments and refinements are subject matters of the subclaims.

Das erfindungsgemäße Stromversorgungssystem für ein Fahrzeug umfasst zusätzlich zu einem ersten Laderegler zum Ausgeben beziehungsweise Erzeugen einer ersten Ladungsspannung zum Laden der ersten Batterie einen zweiten Laderegler zum Ausgeben beziehungsweise Erzeugen einer zweiten Ladungsspannung zum Laden der zweiten Batterie, wobei der erste und der zweite Laderegler unabhängig voneinander steuerbar sind. Dadurch, dass zwei unabhängige Laderegler vorgesehen sind, kann ein durch unterschiedliche Belastung der Batterien entstehender Unterschied des Ladungszustands der Batterien schnellstmöglich ausgeglichen werden. Außerdem ist durch die Verwendung zweier Laderegler ein separates Prüfen des Ladungszustands beider Batterien möglich.The inventive power supply system for a vehicle comprises, in addition to a first charge controller for outputting or generating a first charge voltage for charging the first battery, a second charge controller for outputting or generating a second charge voltage for charging the second battery, wherein the first and the second charge controller independently controllable are. The fact that two independent charge controller are provided, can be compensated as quickly as possible by a different load on the batteries difference in the state of charge of the batteries. In addition, by using two charge controllers, a separate check of the state of charge of both batteries is possible.

Als Laderegler können hierbei übliche aus dem Stand der Technik bekannte Laderegler verwendet werden, die eine Ladungsspannung abhängig von Parametern wie der Batteriespannung, der Temperatur, einer Kapazität der Batterie, einer Zeit seit dem letzten Aufladen und/oder einem Ladestrom bei einer vorgegebenen Ladespannung steuern. Vorzugsweise wird nicht nur die Batteriespannung der durch den jeweiligen Laderegler geladenen Batterie, sondern auch die Batteriespannung der jeweils anderen Batterie mit berücksichtigt, wobei besonders vorzugsweise eine Regelung abhängig von einer Differenz zwischen beiden Batteriespannungen erfolgt. Des Weiteren können die Laderegler dazu ausgebildet sein, eine Regelung der Ladungsspannung auf Grundlage eines adaptiven Batteriemodells vorzunehmen. Bei einem solchen adaptiven Batteriemodell kann beispielsweise vorgesehen sein, den Ladungszustand anhand der Batteriespannung ohne Last beziehungsweise mit sehr geringer Last zu prüfen. Während eine Last anliegt, kann der Ladungszustand dann auf Grundlage verschiedener Parameter, wie oben genannt, approximiert werden, wobei, sobald erneut keine Last anliegt, überprüft wird, ob ein anhand der Parameter bestimmter Ladungszustand mit dem über die Batteriespannung ohne Last bestimmten Ladungszustand übereinstimmt. Liegt eine Abweichung vor, kann der Einfluss der Parameter auf die Berechnung des approximierten Ladungszustands angepasst werden.In this case, charge controllers which are known from the prior art and which regulate a charge voltage as a function of parameters such as the battery voltage, the temperature, a capacity of the battery, a time since the last charging and / or a charging current at a predetermined charging voltage can be used as charge controllers. Preferably, not only the battery voltage of the charged by the respective charge controller battery, but also the battery voltage of the other battery is taken into account, more preferably, a control is dependent on a difference between the two battery voltages. Furthermore, the charge controllers may be configured to regulate the charge voltage based on an adaptive battery model. In such an adaptive battery model can be provided, for example, to check the state of charge on the basis of the battery voltage without load or with very little load. While a load is applied, the state of charge may then be approximated based on various parameters as mentioned above, and when no load is again applied, a check is made as to whether a state of charge determined by the parameter coincides with the state of charge determined by the no-load battery voltage. If there is a deviation, the influence of the parameters can be adapted to the calculation of the approximated charge state.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die erste und die zweite Batterie in Reihe geschaltet. In derartigen Ausführungsformen ist der erste Spannungsanschluss als Mittelabgriff zwischen beiden Batterien ausgebildet. An dem Mittelabgriff liegt dann lediglich die Spannung der ersten Batterie an, während am zweiten Spannungsanschluss eine Gesamtspannung beider Batterien anliegt. Hierdurch entsteht der Vorteil, dass für das Stromversorgungssystem nur zwei Batterien notwendig sind, wobei eine Batterie sowohl zum Bereitstellen der ersten als auch der zweiten Spannung verwendet wird.In a preferred embodiment of the invention, the first and the second battery are connected in series. In such embodiments, the first voltage terminal is formed as a center tap between the two batteries. At the center tap is then only the voltage of the first battery, while at the second voltage terminal, a total voltage of both batteries is applied. This has the advantage that only two batteries are necessary for the power supply system, wherein a battery is used both for providing the first and the second voltage.

In derartigen Ausführungsformen ist der erste Laderegler bevorzugt zum Laden nur der ersten Batterie ausgebildet, während der zweite Laderegler, der mit dem zur Ausgabe der Gesamtspannung beider Batterien ausgebildeten zweiten Spannungsanschluss verbunden ist, zum gleichzeitigen Laden beider Batterien ausgebildet und verschaltet ist.In such embodiments, the first charge controller is preferably designed to charge only the first battery, while the second charge controller, which is connected to the second voltage terminal designed for outputting the total voltage of both batteries, is designed and interconnected for simultaneously charging both batteries.

In derartigen Ausführungsformen ist es vorteilhaft, eine Schaltung zum Bestimmen und Vergleichen eines ausschließlich der ersten Batterie entnommenen Stroms sowie eines nur der ersten Batterie zugeführten Ladestroms vorzusehen. Diese Schaltung bestimmt also den Strom, der nur der ersten und nicht der zweiten Batterie entnommen beziehungsweise zugeführt wird. Der zugeführte und der entnommene Strom wird verglichen und ein Ergebnis des Vergleichs dem ersten Laderegler zugeführt. Dieser weist hierfür einen entsprechenden Signaleingang auf, der mit einem Ausgang der Schaltung verbunden ist.In such embodiments, it is advantageous to provide a circuit for determining and comparing a current drawn exclusively from the first battery and a charging current supplied only to the first battery. This circuit thus determines the current which is taken or supplied only to the first and not the second battery. The supplied and the removed current is compared and a result of the comparison supplied to the first charge controller. This has for this purpose a corresponding signal input which is connected to an output of the circuit.

In derartigen Ausführungsformen erfolgt die Steuerung der Ladespannung abhängig von einem am Signaleingang anliegenden Signal. Hierfür kann der Laderegler beispielsweise einen PID-Regler aufweisen, der eingerichtet ist, eine Differenz zwischen dem der Batterie entnommenen und zugeführten Strom auf null zu regeln. Durch eine Schaltung der vorangehend beschriebenen Art kann eine besonders zuverlässige Anpassung des Ladungszustands beider Batterien erfolgen.In such embodiments, the control of the charging voltage is dependent on a signal applied to the signal input. For this purpose, the charge controller can, for example, have a PID controller which is set up to zero a difference between the current taken from the battery and that supplied. By a circuit of the type described above, a particularly reliable adaptation of the charge state of both batteries can be carried out.

In einer besonders einfachen Variante weist die Schaltung zum Bestimmen und Vergleichen des zugeführten und entnommenen Stroms jeweils einen zwischen den ersten Spannungsanschluss und die Last sowie einen zwischen den ersten Spannungsanschluss und den ersten Laderegler geschalteten Messwiderstand auf. Die Messwiderstände sind dann jeweils mit einem Spannungsmesser zur Bestimmung der über die Messwiderstände abfallenden Spannung verbunden. Aufgrund der bekannten Größe der Messwiderstände ist aus der abfallenden Spannung der zugeführte und entnommene Strom eindeutig bestimmbar.In a particularly simple variant, the circuit for determining and comparing the supplied and withdrawn current each have a measuring resistor connected between the first voltage connection and the load, and a measuring resistor connected between the first voltage connection and the first charge controller. The measuring resistors are then each connected to a voltmeter for determining the voltage drop across the measuring resistors. Due to the known size of the measuring resistors, the supplied and removed current can be unambiguously determined from the falling voltage.

In einer alternativen Ausführungsform eines Stromversorgungssystems sind sowohl die erste als auch die zweite Batterie mit der Masse verbunden. Der erste Laderegler ist dann zum Laden nur der ersten Batterie und der zweite Laderegler nur zum Laden der zweiten Batterie ausgebildet und verschaltet. Die beiden Batterien sind in derartigen Ausführungsformen nicht in Reihe geschaltet, sondern versorgen jeweils unabhängig voneinander eine Last. Ein Strom zur Versorgung der zweiten Last wird also ausschließlich der zweiten Batterie entnommen, während ein Strom zur Versorgung der ersten Last ausschließlich der ersten Batterie entnommen wird.In an alternative embodiment of a power supply system, both the first and second batteries are connected to ground. The first charge controller is then designed to charge only the first battery and the second charge controller only for charging the second battery and interconnected. The two batteries are not connected in series in such embodiments, but each independently supply a load. A current for supplying the second load is therefore taken only from the second battery, while a current for supplying the first load is taken only from the first battery.

In derartigen Ausführungsformen weisen die erste und die zweite Batterie eine jeweils verschiedene Spannung auf. Die zweite Batterie kann bevorzugt aus zwei in Reihe geschalteten Batterien bestehen, so dass das Stromversorgungssystem insgesamt drei Batterien aufweist. Obwohl somit eine zusätzliche Batterie notwendig ist, sind derartig ausgebildete Stromversorgungssysteme vorteilhaft, da ein DC/DC-Wandler vermieden wird, während Beschädigungen von Batterien durch unsymmetrische Ladezustände besonders zuverlässig vermieden werden.In such embodiments, the first and second batteries each have a different voltage. The second battery may preferably consist of two series-connected batteries, so that the power supply system has a total of three batteries. Although an additional battery is thus necessary, power supply systems designed in this way are advantageous, since a DC / DC converter is avoided, while damages to batteries due to asymmetrical charging states are avoided particularly reliably.

In jeglichen Ausführungsformen ist es vorteilhaft, wenn beide Laderegler mit einem gemeinsamen Generator verbunden sind. Bevorzugt sind beide Laderegler am gleichen Anschluss des Generators angeschlossen. Ein Vorsehen eines Generators mit zwei verschiedenen Spannungsanschlüssen und einem Mittelanschluss an den Ständerspulen ist also nicht notwendig.In any embodiments, it is advantageous if both charge controllers are connected to a common generator. Both charge controllers are preferably connected to the same connection of the generator. Provision of a generator with two different voltage connections and a center connection to the stator coils is therefore not necessary.

Ein Verfahren zum Betreiben eines Stromversorgungssystems wie vorangehend beschrieben sieht vor, dass die erste und die zweite Ladungsspannung durch den ersten beziehungsweise zweiten Laderegler so geregelt wird, dass ein Unterschied zwischen einem Ladungszustand (hiermit ist ein Ladungszustand in Prozent der Maximalladung der jeweiligen Batterie gemeint) der ersten Batterie und einem Ladungszustand der zweiten Batterie möglichst gering gehalten wird.A method of operating a power supply system as described above provides that the first and second charge voltages are regulated by the first and second charge controllers, respectively, so that a difference between a state of charge (hereby means a state of charge as a percentage of the maximum charge of the respective battery) first battery and a charge state of the second battery is kept as low as possible.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are explained below with reference to the figures. Show it:

1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromversorgungssystems, bei dem lediglich zwei Batterien vorgesehen sind, 1 a first embodiment of a power supply system according to the invention, in which only two batteries are provided,

2 eine hinsichtlich der Reglung der Aufladung der ersten Batterie veränderte Ausführungsform des Stromversorgungssystems aus 1 und 2 an embodiment of the power supply system modified with regard to the regulation of the charging of the first battery 1 and

3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromversorgungssystems, wobei in dieser Ausführungsform drei Batterien vorgesehen sind. 3 a further embodiment of a power supply system according to the invention, wherein in this embodiment, three batteries are provided.

In 1 ist ein Stromversorgungssystem 1 mit einer ersten Batterie 2 und einer zweiten Batterie 3 dargestellt. Die erste Batterie 2 ist einerseits mit der Masse 4 und andererseits mit einem Mittelabgriff 5 verbunden. Am Mittelabgriff 5 ist die zweite Batterie 3 angeschlossen, die auf ihrer dem Mittelabgriff 5 abgewandten Seite einen Anschluss 6 aufweist.In 1 is a power supply system 1 with a first battery 2 and a second battery 3 shown. The first battery 2 is on the one hand with the crowd 4 and on the other hand with a center tap 5 connected. At the center tap 5 is the second battery 3 connected on their the center tap 5 opposite side a connection 6 having.

Mit dem Mittelabgriff 5 ist des Weiteren eine erste Last 7 verbunden. An dieser Last liegt somit die Spannung der ersten Batterie 2, die beispielsweise 12 Volt betragen kann, an. Ein durch die Last 7 fließender Strom wird somit ausschließlich der ersten Batterie 2 entnommen. Am Anschluss 6 ist eine zweite Last 8 angeschlossen, die eine höhere Spannung, beispielsweise 24 Volt, benötigt. Diese Spannung wird durch die Reihenschaltung der ersten Batterie 2 mit der zweiten Batterie 3 erzeugt.With the center tap 5 is also a first load 7 connected. At this load is thus the voltage of the first battery 2 , which may be 12 volts, for example. A through the load 7 flowing electricity is thus exclusively the first battery 2 taken. At the connection 6 is a second load 8th connected, which requires a higher voltage, for example 24 volts. This voltage is provided by the series connection of the first battery 2 with the second battery 3 generated.

Ein durch die Last 8 fließender Strom wird somit sowohl der ersten Batterie 2 als auch der zweiten Batterie 3 entnommen. Da der durch die zweite Last 8 fließende Strom beiden Batterien entnommen wird, während durch den durch die erste Last 7 fließenden Strom ausschließlich die erste Batterie 2 belastet wird, ist es erforderlich, dass nicht nur die Reihenschaltung der ersten Batterie 2 mit der zweiten Batterie 3 geladen wird, sondern dass zusätzlich ein separates Laden der ersten Batterie 2 ermöglicht wird.A through the load 8th flowing electricity is thus both the first battery 2 as well as the second battery 3 taken. Because of the second load 8th flowing electricity is taken from both batteries while passing through the first load 7 flowing electricity only the first battery 2 is charged, it is necessary that not only the series connection of the first battery 2 with the second battery 3 is charged, but that in addition a separate charging of the first battery 2 is possible.

Hierzu weist das Stromversorgungssystem 1 einen ersten Laderegler 9 und einen zweiten Laderegler 10 auf, wobei der zweite Laderegler 10 eine Ladespannung für die Reihenschaltung der Batterien 2 und 3 erzeugt, so dass durch den zweiten Laderegler 10 beide Batterien 2 und 3 im gleichen Maße geladen werden. Um den über die Last 7 entnommenen Strom auszugleichen, ist der erste Laderegler 9 am Mittelabgriff 5 angeschlossen, so dass durch diesen lediglich die erste Batterie 2 geladen wird. Die Laderegler 9 und 10 sind in dieser Ausführungsform dazu ausgebildet, die Spannung der Batterien 2 und 3 zu erfassen und hierdurch festzustellen, ob ein unsymmetrischer Ladungszustand vorliegt. Hierzu ist zwischen den Ladereglern 9 und 10 eine Verbindung vorgesehen, durch die dem zweiten Laderegler 10 eine Batteriespannung der ersten Batterie 2 übermittelt wird. Die Verbindung 20 kann als Datenverbindung ausgebildet sein, sodass eine vom ersten Laderegler 9 bestimmte Batteriespannung an den zweiten Laderegler 10 ausgegeben wird. Alternativ kann die Batteriespannung direkt als elektrische Spannung an den zweiten Laderegler 10 ausgegeben werden, wobei die Spannung vom zweiten Laderegler 10 selbst gemessen wird. Vom zweiten Laderegler 10 wird dann durch Differenzbildung zwischen der Batteriespannung der ersten Batterie 2 und der Spannung am Anschluss 6 die Batteriespannung der zweiten Batterie 3 bestimmt. Das Erfassen des Ladungszustands der Batterien 2 und 3 kann vorzugsweise dann erfolgen, wenn von den Ladereglern 9 und 10 kurzzeitig keine Ladespannung ausgegeben wird und keine Last an den Batterien 2 und 3 anliegt. Während eine Last anliegt, kann der Ladungszustand der Batterien approximativ, beispielsweise unter Verwendung von Parametern wie der aktuellen Batteriespannung, der Temperatur, einer Kapazität der Batterie, einer Zeit seit dem letzten Aufladen, einem Innenwiderstand der Batterie und/oder einem Ladestrom bei einer vorgegebenen Ladespannung, bestimmt werden. Hierbei kann ein adaptives Modell für die approximative Bestimmung zugrunde gelegt werden, bei dem der Einfluss der verschiedenen Parameter auf den angenommenen aktuellen Ladungszustand abhängig davon angepasst wird, wie genau, zu einem Zeitpunkt, zu dem keine Last an der Batterie anliegt, der durch lastfreie Messung der Batteriespannung bestimmte Ladungszustand mit einem zuletzt approximierten Ladungszustand übereinstimmt. Auf ihrer den Batterien abgewandten Eingängen sind die Regler 9 und 10 mit einem gemeinsamen Generator 11 verbunden. Dieser erzeugt beispielsweise eine Spannung von 24 Volt.For this purpose, the power supply system 1 a first charge controller 9 and a second charge controller 10 on, with the second charge controller 10 a charging voltage for the series connection of the batteries 2 and 3 generated, so by the second charge controller 10 both batteries 2 and 3 be charged to the same extent. To the over the load 7 To compensate for the current drawn is the first charge controller 9 at the center tap 5 connected so that through this only the first battery 2 is loaded. The charge controller 9 and 10 are designed in this embodiment, the voltage of the batteries 2 and 3 to detect and thereby determine whether an asymmetrical state of charge is present. This is between the charge controllers 9 and 10 a connection provided by the second charge controller 10 a battery voltage of the first battery 2 is transmitted. The connection 20 can be designed as a data connection, so that one of the first charge controller 9 certain battery voltage to the second charge controller 10 is issued. Alternatively, the battery voltage directly as electrical voltage to the second charge controller 10 are output, with the voltage from the second charge controller 10 itself is measured. From the second charge controller 10 is then by subtraction between the battery voltage of the first battery 2 and the voltage at the terminal 6 the battery voltage of the second battery 3 certainly. Detecting the state of charge of the batteries 2 and 3 may preferably be done when from the charge controllers 9 and 10 briefly no charging voltage is output and no load on the batteries 2 and 3 is applied. While a load is being applied, the state of charge of the batteries may be approximated using, for example, parameters such as current battery voltage, temperature, capacity of the battery, time since the last charge, internal resistance of the battery, and / or charge current at a given charge voltage to be determined. Here, an adaptive model may be used for the approximate determination, in which the influence of the various parameters on the assumed current state of charge is adjusted depending on how exactly, at a time when there is no load on the battery, by load-free measurement the battery voltage certain charge state coincides with a last approximated charge state. On their opposite the batteries inputs are the controller 9 and 10 with a common generator 11 connected. This generates, for example, a voltage of 24 volts.

Eine modifizierte Ausführungsform eines Stromversorgungssystems 1' ist in 2 dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich dadurch, dass neben den in 1 erwähnten Bauteilen ein erster Messwiderstand 12 und ein zweiter Messwiderstand 13 vorgesehen sind. Der erste Messwiderstand 12 ist in Reihe mit der ersten Last 7 geschaltet, während der zweite Messwiderstand 13 zwischen dem ersten Laderegler 9' und der ersten Batterie 2 liegt. Durch diese Anordnung ist eine am ersten Messwiderstand 12 abfallende Spannung proportional zu einem ausschließlich der Batterie 2 entnommenen Strom. Die am zweiten Messwiderstand 13 abfallende Spannung hingegen ist proportional zum durch den Laderegler 9' an die erste Batterie 2 gelieferten Strom. An die Messwiderstände 12 und 13 sind Spannungsmesser 14 und 15 angeschlossen. Diese wiederum sind an Integratoren 16 und 17 angeschlossen. Die Ausgänge der Integratoren 16 und 17 sind mit einem Vergleichsschaltkreis 18 verbunden. Dieser gibt ein Signal abhängig von durch die Integratoren 16 und 17 ermittelten der Batterie zugeführten bzw. entnommenen Strömen aus. Abhängig vom Signal des Vergleichsschaltkreises 18 steuert der erste Laderegler 9 die Aufladung der ersten Batterie 2. Durch diese Anordnung wird ein besonders genaues Anpassen des Ladungszustandes der ersten Batterie 2 und der zweiten Batterie 3 ermöglicht, da jegliche Ströme, die nicht der Reihenschaltung der Batterien 2 und 3, sondern ausschließlich der Batterie 2 entnommen bzw. zugeführt werden, erfasst werden.A modified embodiment of a power supply system 1' is in 2 shown. This embodiment differs in that in addition to the in 1 mentioned components a first measuring resistor 12 and a second measuring resistor 13 are provided. The first measuring resistor 12 is in series with the first load 7 switched while the second measuring resistor 13 between the first charge controller 9 ' and the first battery 2 lies. This arrangement is one on the first measuring resistor 12 decreasing voltage proportional to one excluding the battery 2 extracted electricity. The second measuring resistor 13 declining voltage, however, is proportional to the charge controller 9 ' to the first battery 2 delivered electricity. To the measuring resistors 12 and 13 are voltmeters 14 and 15 connected. These in turn are to integrators 16 and 17 connected. The outputs of the integrators 16 and 17 are with a comparison circuit 18 connected. This gives a signal depending on by the integrators 16 and 17 determined the battery supplied or withdrawn streams. Depending on the signal of the comparison circuit 18 controls the first charge controller 9 the charging of the first battery 2 , By this arrangement, a particularly accurate adjustment of the state of charge of the first battery 2 and the second battery 3 allows any currents that are not the series connection of the batteries 2 and 3 but only the battery 2 be removed or supplied, are detected.

In 3 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromversorgungssystems 9'' dargestellt. Diese unterscheidet sich von der Ausführungsform aus 1 dadurch, dass kein Mittelabgriff 5 vorgesehen ist. Stattdessen ist die erste Last 7 mit einer zusätzlichen separaten Batterie 19 verbunden, die durch den ersten Laderegler 9 geladen wird. Somit wird der ersten Batterie 2 niemals einzeln ein Strom entnommen, sondern es wird immer die Reihenschaltung der Batterien 2 und 3 zugleich belastet. Ein unsymmetrischer Ladungszustand der Batterien 2 und 3 wird somit ausgeschlossen. Die separate Batterie 19 muss nicht unbedingt denselben Ladungszustand wie die Batterie 2 oder die Batterie 3 aufweisen, da die separate Batterie 19 nicht in Reihe mit den Batterien 2 oder 3 geschaltet ist. Entsprechend muss durch den Laderegler 9 lediglich sichergestellt werden, dass eine Ladung der separaten Batterie 19 durch den Laderegler 9 unabhängig von einer Ladung der Reihenschaltung der Batterien 2 und 3 durch den Laderegler 10 erfolgt, damit die Batterie 19 nicht überladen wird.In 3 is another embodiment of a power supply system according to the invention 9 '' shown. This differs from the embodiment 1 in that no middle tap 5 is provided. Instead, the first burden 7 with an additional separate battery 19 connected by the first charge controller 9 is loaded. Thus, the first battery 2 never individually Power is removed, but it is always the series connection of the batteries 2 and 3 burdened at the same time. An unbalanced state of charge of the batteries 2 and 3 is thus excluded. The separate battery 19 does not necessarily have the same state of charge as the battery 2 or the battery 3 show as the separate battery 19 not in line with the batteries 2 or 3 is switched. Accordingly must by the charge controller 9 Just be sure to get a charge of the separate battery 19 through the charge controller 9 regardless of a charge of the series connection of the batteries 2 and 3 through the charge controller 10 done so the battery 19 not overloaded.

Mit den dargestellten Ausführungsformen eines Stromversorgungssystems ist es möglich, sicherzustellen, dass eine Differenz des Ladungszustands der ersten Batterie 2 zum Ladungszustand der zweiten Batterie 3 möglichst gering gehalten wird. Auch wenn in den dargestellten Ausführungsbeispielen Spannungen von 12 und 24 Volt erzeugt werden, ist ein derartiges separates Laden durch zwei Laderegler 9 und 10 selbstverständlich auch bei anderen Spannungen möglich und vorteilhaft. Insbesondere ist eine Anwendung für Hybridfahrzeuge denkbar, bei denen üblicherweise höhere Spannungen auftreten.With the illustrated embodiments of a power supply system, it is possible to ensure that a difference in the state of charge of the first battery 2 to the charge state of the second battery 3 kept as low as possible. Even if voltages of 12 and 24 volts are generated in the illustrated embodiments, such a separate charging is by two charge controllers 9 and 10 of course also possible and advantageous for other voltages. In particular, an application for hybrid vehicles is conceivable in which usually higher voltages occur.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 2650851 A1 [0004]

Claims

A power supply system for a vehicle having at least a first battery with a first voltage terminal for supplying a first load with a first voltage and a second battery with a second voltage terminal for supplying a second load with a second voltage different from the first voltage, the first voltage terminal with a first charge controller for outputting a first charge voltage for charging the first battery is connected, characterized in that the second voltage terminal is connected to a second charge controller for outputting a second charge voltage for charging the second battery, wherein the first and the second charge controller are independently controllable ,

Power supply system according to claim 1, characterized in that the first and the second battery are connected in series, wherein the first voltage terminal is formed as a center tap between the two batteries, to which only a voltage of the first battery is applied, while the second voltage terminal, a total voltage of both batteries is applied.

Power supply system according to claim 2, characterized in that the first charge controller for charging only the first battery is formed, while the second charge controller is designed and connected for simultaneous charging of the first and second battery.

Power supply system according to one of claims 2 or 3, characterized in that there is provided a circuit for determining and comparing a current drawn exclusively from the first battery and a charging current supplied only to the first battery and having an output for outputting a result of the comparison first charge controller having a signal input which is connected to the output of the circuit, wherein the first charge controller is designed to output a charging voltage in response to a signal applied to the signal input.

Power supply system according to claim 4, characterized in that the circuit comprises in each case one connected between the first voltage terminal and the load and between the first voltage connection and the first charge controller measuring resistor, wherein the measuring resistors in each case a voltmeter for determining the voltage drop across the measuring resistors is connected ,

Power supply system according to one of claims 2 to 5, characterized in that the first battery has a larger capacity than the second battery.

Power supply system according to claim 1, characterized in that both the first and the second battery are connected to the ground, wherein the first charge controller are designed and interconnected only for charging the first battery and the second charge controller only for charging the second battery.

Power supply system according to one of the preceding claims, characterized in that both charge controllers are connected to a common generator.

Method for operating a power supply system according to one of the preceding claims, characterized in that a charge state of the first battery and a charge state of the second battery are regulated by separate charge controller.