DE102011109709A1

DE102011109709A1 - Verfahren und System zur Spannungsversorgung eines Bordnetzes eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102011109709A1
Application number: DE102011109709A
Authority: DE
Inventors: Andreas Klinkig; Florian Kühnlenz; Rainer Fleischer; Roland KUBE
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2011-08-06
Filing date: 2011-08-06
Publication date: 2013-02-07
Anticipated expiration: 2031-08-07
Also published as: DE102011109709B4

Abstract

Zur Spannungsversorgung eines Bordnetzes (14) eines Fahrzeugs (10) wird das Bordnetz (14) von einem ersten Energiespeicher (1) und von einem zweiten Energiespeicher (2), welche parallel geschaltet sind, mit elektrischer Energie versorgt. Eine Verbindung zwischen dem ersten Energiespeicher (1) und dem Bordnetz (14) wird abhängig von einem Verhältnis einer ersten Gleichspannung des ersten Energiespeichers (1) zu einer zweiten Gleichspannung des zweiten Energiespeichers (2) unterbrochen, um dadurch die zweite Gleichspannung an die erste Gleichspannung anzupassen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannungsversorgung eines Bordnetzes eines Fahrzeugs mit zwei parallel geschalteten Energiespeichern.
Aus der DE 10 2008 062 203 A1 ist bekannt, dass ein Bordnetz einen ersten Bordnetzabschnitt mit Elektromotor, Energiespeicher und Generator und einen zweiten Bordnetzabschnitt mit elektrischen Verbrauchern und Hilfsenergiespeicher umfasst. Dabei befindet sich eine Relaiseinheit zwischen den beiden Bordnetzabschnitten, so dass ein von dem Hilfsenergiespeicher zu dem Energiespeicher gerichteter Energiefluss beim Starten des Verbrennungsmotors unterbrochen werden kann.
Die DE 10 2009 006 665 A1 beschreibt das Betreiben eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs, wobei während eines Startvorgangs einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs ein Starternetz, das eine Batterie und einen Starter umfasst, von einem Verbrauchernetz, das einen Energiespeicher und einen elektrischen Verbraucher umfasst, elektrisch getrennt wird.
Die EP 0 945 959 A2 offenbart ein Bordnetz, welches von einer Versorgungsbatterie und von einer Starterbatterie versorgt wird. Wird die Versorgungsbatterie zu stark entladen, wird eine Verbindung zwischen der Versorgungsbatterie und startrelevanten Verbrauchern geöffnet und die Spannungsversorgung der startrelevanten Verbraucher von der Starterbatterie übernommen.
Die EP 1 520 752 A1 beschreibt ein Energiebordnetz für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten und einem zweiten Energiespeicher. Babel kann der Ladevorgang des zweiten Energiespeichers mit zwei Halbleiterschaltern kurzzeitig unterbrochen werden, was beispielsweise der Fall ist, wenn dem Bordnetz kurzzeitig eine hohe Leistung entnommen wird.
Die DE 10 2007 062 955 A1 beschreibt eine Spannungsstabilisierung eines Bordnetzes. Dabei ermöglicht ein Trennrelais, dass trotz eines an einem ersten Energiespeicher auftretenden Spannungseinbruchs kein Strom von einem zweiten Energiespeicher zu dem ersten Energiespeicher fließt.
Die EP 1 523 083 A1 offenbart ein Spannungsversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug, bei welchem ein Generator über einen Schalter entweder mit einem ersten Bordnetz oder mit einem zweiten Bordnetz gekoppelt wird.
Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs von zwei Batterien versorgen zu lassen. Dabei tritt das Problem auf, das hohe Ausgleichsströme fließen können, wenn ein Unterschied zwischen den Batteriespannungen der beiden Batterien zu groß ist.
Daher stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, den Umfang dieser Ausgleichsströme im Vergleich zum Stand der Technik zumindest zu verringern, wobei dazu auf einen Gleichspannungswandler verzichtet wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Spannungsversorgung eines Bordnetzes eines Fahrzeugs nach Anspruch 1, durch ein System zur Spannungsversorgung eines Bordnetzes eines Fahrzeugs nach Anspruch 7 und durch ein Fahrzeug nach Anspruch 12 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Spannungsversorgung eines Bordnetzes eines Fahrzeugs bereitgestellt. Dabei wird das Bordnetz elektrisch von einem ersten Energiespeicher und von einem zweiten Energiespeicher, welche parallel geschaltet sind, versorgt. Abhängig von einem Verhältnis einer ersten Gleichspannung des ersten Energiespeichers zu einer zweiten Gleichspannung des zweiten Energiespeichers wird eine Verbindung zwischen dem ersten Energiespeicher und dem Bordnetz unterbrochen, um durch diese Verbindungsunterbrechung die zweite Gleichspannung an die erste Gleichspannung anzupassen.
Dabei wird unter einer Verbindungsunterbrechung auch eine sich wiederholende vorübergehende Unterbrechung verstanden, welche dafür sorgt, dass der erste Energiespeicher wiederholt kurzzeitig mit dem Bordnetz verbunden und dann kurzzeitig von dem Bordnetz getrennt ist. Durch diese sich wiederholenden kurzzeitigen Verbindungsunterbrechungen wird insbesondere für den Fall, dass die zweite Gleichspannung größer als die erste Gleichspannung ist, ein hoher von dem zweiten Energiespeicher zu dem ersten Energiespeicher fließender Ausgleichstrom verhindert, indem durch eine entsprechende Regelung der Verbindungsunterbrechung die höhere zweite Gleichspannung quasi auf das Niveau der ersten Gleichspannung heruntergeregelt wird.
Indem das Bordnetz von zwei unabhängigen Energiespeichern versorgt wird, existiert durch den zweiten Energiespeicher eine redundante Bordnetzversorgung. Diese redundante Bordnetzversorgung ist insbesondere bei Fahrzeugen von Vorteil, bei welchen ein zum Antrieb vorhandener Verbrennungsmotor auch während der Fahrt bisweilen abgeschaltet wird. Da in diesem Fall (Verbrennungsmotor ist abgeschaltet) ein vom Verbrennungsmotor angetriebener Generator zur Energieversorgung nicht zur Verfügung steht, ist eine redundante Bordnetzversorgung von besonderem Interesse. Mit anderen Worten ist der zweite Energiespeicher hauptsächlich während Betriebszuständen des Fahrzeugs, in welchen der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist, für die Bordnetzversorgung zuständig.
Erfindungsgemäß kann zwischen einem Ladebetriebszustand des Fahrzeugs, in welchem der erste Energiespeicher und/oder der zweite Energiespeicher von einem Generator des Fahrzeugs geladen werden, und einem Nicht-Ladebetriebszustand des Fahrzeugs, in welchem weder der erste Energiespeicher noch der zweite Energiespeicher von dem Generator geladen werden, unterschieden werden. Die gezielte und sich wiederholende Verbindungsunterbrechung zwischen dem ersten Energiespeicher und dem Bordnetz zur Anpassung der beiden Gleichspannungen findet dabei insbesondere während des Nicht-Ladebetriebszustandes, aber auch während des Ladebetriebszustandes statt.
Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, zu hohe Ausgleichströme in jedem Fall, also insbesondere auch in dem sogenannten Nicht-Ladebetriebszustand des Fahrzeugs, zu vermeiden.
Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Verbindung zwischen dem ersten Energiespeicher und dem Bordnetz abwechselnd wiederholt geschlossen und geöffnet. Dabei wird eine Zeitdauer t₁, während welcher die Verbindung innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls T geschlossen ist, mit Hilfe folgender Gleichung (1) bestimmt:
Dabei ist U₁ die Gleichspannung des ersten Energiespeichers und U₂ die Gleichspannung des zweiten Energiespeichers. Da die Zeitdauer t₁ nicht größer als das vorbestimmte Zeitinterval T sein kann, gilt die Gleichung (1) nur für den Fall: U₂ ≥ U₁.
Indem die Verbindung zwischen dem ersten Energiespeicher und dem Bordnetz beispielsweise mit einer bestimmten Frequenz 1/T geöffnet und geschlossen wird, wobei der Tastgrad t₁/T gemäß der oben angegebenen Gleichung (1) bestimmt wird, kann die höhere Gleichspannung des zweiten Energiespeichers sehr genau an die niedrigere Gleichspannung des ersten Energiespeichers angepasst werden, wodurch vorteilhafterweise ein hoher Ausgleichstrom von dem zweiten Energiespeicher zu dem erste Energiespeicher verhindert wird.
Wenn die zweite Gleichspannung größer als die erste Gleichspannung ist, wird vorteilhafterweise eine Ladespannung, welche von einem Generator des Fahrzeugs bereitgestellt wird, entsprechend der zweiten Gleichspannung, eingestellt.
Anders ausgedrückt gibt derjenige Energiespeicher mit dem höheren Spannungspotenzial die Spannung am Generator vor und der jeweils andere Energiespeicher wird durch die entsprechend geregelte Ansteuerung der Verbindungsunterbrechung an dieses Spannungspotenzial angepasst.
Es sei darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Merkmal, dass die Verbindung zwischen dem ersten Energiespeicher und dem Bordnetz abhängig von dem Verhältnis der ersten Gleichspannung zu der zweiten Gleichspannung unterbrochen wird, nicht derart zu verstehen ist, dass nicht auch die Verbindung zwischen dem zweiten Energiespeicher und dem Bordnetz abhängig von dem Verhältnis der ersten Gleichspannung zu der zweiten Gleichspannung unterbrochen werden kann. Anders ausgedrückt kann erfindungsgemäß sowohl die Verbindung zwischen dem ersten Energiespeicher und dem Bordnetz als auch die Verbindung zwischen dem zweiten Energiespeicher dem Bordnetz abhängig von dem Verhältnis der ersten Gleichspannung zu der zweiten Gleichspannung unterbrochen werden, um dadurch die beiden Gleichspannungen anzupassen.
Je nach dem, ob die erste Gleichspannung größer als die zweite Gleichspannung oder die zweite Gleichspannung größer als die erste Gleichspannung ist, kann entweder die Verbindung zwischen dem zweiten Energiespeicher und dem Bordnetz oder die Verbindung zwischen dem ersten Energiespeicher und dem Bordnetz abhängig von dem Verhältnis der ersten Gleichspannung zu der zweiten Gleichspannung (oder abhängig von dem Verhältnis der zweiten Gleichspannung zu der ersten Gleichspannung, was dem Kehrwert des vorherigen Verhältnisses entspricht) unterbrochen werden, um dadurch die jeweils höhere Gleichspannung an die jeweils niedrigere Gleichspannung anzupassen.
Bei annähernd gleicher Spannungslage (wenn sich die beiden Gleichspannungen beispielsweise um weniger als einen vorbestimmten von der Speichertechnologie abhängigen Prozentsatz unterscheiden) werden die Verbindungen zwischen dem Bordnetz und dem jeweiligen Energiespeicher in der Regel nicht unterbrochen, so dass ein echter Parallelbetrieb der beiden Energiespeicher möglich ist, bei welchem beide Energiespeicher gemeinsam ge- bzw. entladen werden. Dabei liegt dieser Prozentsatz bei Bleibatterien bei 5%, bei Ultra-Caps bei 10%, bei Lithium-Ionen-Drittelmix-Zellen bei 3% und bei Lithium-Eisen-Phosphat(LiFePo₄)-Zellen bei 1%.
Die höhere Spannung der beiden Gleichspannungen gibt insbesondere auch die Spannung des Bordnetzes vor. Anders ausgedrückt entspricht die Spannung des Bordnetzes vorteilhafterweise der ersten Gleichspannung, wenn die erste Gleichspannung größer oder gleich der zweiten Gleichspannung ist, während die Spannung des Bordnetzes der zweiten Gleichspannung entspricht, wenn die zweite Gleichspannung größer oder gleich der ersten Gleichspannung ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein System zur Spannungsversorgung eines Bordnetzes eines Fahrzeugs bereitgestellt. Dabei umfasst das System Steuermittel, einen ersten Energiespeicher, einen zweiten Energiespeicher und einen Schalter, um eine Verbindung zwischen dem ersten Energiespeicher und dem Bordnetz zu unterbrechen. Das Bordnetz wird über den ersten Energiespeicher und den zweiten Energiespeicher, welche parallel geschaltet sind, mit elektrischer Energie versorgt. Erfindungsgemäß wird eine erste Gleichspannung des ersten Energiespeichers an eine zweite Gleichspannung des zweiten Energiespeichers angepasst, indem die Steuermittel über den Schalter die Verbindung zwischen dem ersten Energiespeicher und dem Bordnetz abhängig von einem Verhältnis der ersten Gleichspannung zu der zweiten Gleichspannung unterbrechen.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail ausgeführt sind, so dass hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.
Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das System auch einen weiteren Schalter, um die Verbindung zwischen dem zweiten Energiespeicher und dem Bordnetz unterbrechen zu können. Dabei unterbrechen die Steuermittel mit Hilfe des weiteren Schalters die Verbindung zwischen dem zweiten Energiespeicher und dem Bordnetz abhängig von dem Verhältnis der zweiten Gleichspannung zu der ersten Gleichspannung, um die zweite Gleichspannung an die erste Gleichspannung anzupassen.
Bei dieser Ausführungsform kann mit Hilfe des Schalters (des weiteren Schalters) die Verbindung zwischen dem ersten Energiespeicher (dem zweiten Energiespeicher) und dem Bordnetz unterbrochen werden, um die erste (zweite) Gleichspannung an die zweite (erste) Gleichspannung anzupassen, wenn die zweite (erste) Gleichspannung größer als die erste (zweite) Gleichspannung ist.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das System einen Starter, um einen Verbrennungsmotor, welcher zum Antrieb des Fahrzeugs dient, zu starten. Bei dieser Ausführungsform trennt der Schalter in seinem offenen Zustand nicht nur den ersten Energiespeicher, sondern auch den Starter vom Bordnetz. Die Steuermittel sind derart ausgestaltet, dass sie den Schalter öffnen, wenn der Verbrennungsmotor mit Hilfe des Starters, welcher von dem ersten Energiespeicher mit Energie versorgt wird, gestartet wird.
Indem der erste Energiespeicher zusammen mit dem Starter während eines Startvorgangs des Verbrennungsmotors vom Bordnetz getrennt sind, indem der Schalter während des Startvorgangs dauerhaft geöffnet wird, wird vorteilhafterweise ein Spannungseinbruch des ersten Energiespeichers aufgrund des Startvorgangs vom Bordnetz ferngehalten. Während dieses Startvorgangs wird das Bordnetz demnach ausschließlich von dem zweiten Energiespeicher mit Energie versorgt.
Zur Spannungsanpassung wird der Schalter oder der weitere Schalter insbesondere mit einer Grundfrequenz geschaltet, welche zwischen 10 kHz und 500 kHz liegt.
Wenn die Schaltfrequenz oder Grundfrequenz in dem oben genannten Bereich liegt, wird zum einen eine Spannungsschwankung des Bordnetzes verhindert (welche eintreten würde, wenn die Frequenz zu klein wäre) und zum anderen werden andere Einrichtungen, wie beispielsweise Mobilfunkgeräte oder Radios, nicht gestört (was der Fall wäre, wenn die Frequenz zu hoch wäre).
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Fahrzeug bereitgestellt, welches ein erfindungsgemäßes System umfasst.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Kraftfahrzeuge geeignet, bei welchem der Verbrennungsmotor während der Fahrt zumindest vorübergehend abgeschaltet wird, was beispielsweise der Fall ist, wenn das Kraftfahrzeug auch einen Elektromotor zum Antrieb besitzt, wie dies beispielsweise bei Hybridfahrzeugen der Fall ist. Selbstverständlich ist die vorlegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich eingeschränkt, da die vorliegende Erfindung auch bei Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann, welche nur einen Verbrennungsmotor zum Antrieb des Fahrzeugs besitzen, welcher im Normalfall nur im Stillstand des Fahrzeugs ausgeschaltet und gestartet wird (z. B. im Rahmen einer Start-Stopp-Automatik des Fahrzeugs). Darüber hinaus lässt sich die vorliegende Erfindung auch bei Schiffen, Flugzeugen sowie gleisgebundenen oder spurgeführten Fahrzeugen einsetzen.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben.
1 stellt ein erfindungsgemäßes System zur Versorgung eines Bordnetzes für ein Fahrzeug schematisch dar.
In 2 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug dargestellt, welches ein erfindungsgemäßes System umfasst.
In 1 ist ein erfindungsgemäßes System dargestellt, welches ein Bordnetz 14 für ein Fahrzeug mit Spannung versorgt. Das System umfasst neben einer Steuerung 9 einen ersten Energiespeicher 1, welcher über eine Reihenschaltung aus einer Induktivität 5 und einem ersten Schalter 3 mit einem Bordnetz 14 des Fahrzeugs verbunden ist, und einen zweiten Energiespeicher 2, welcher über eine Reihenschaltung aus einer Induktivität 6 und einem zweiten Schalter 4 mit dem Bordnetz 14 verbunden ist. Dabei gehören auch der erste Schalter 3 und der zweite Schalter 4 zu dem erfindungsgemäßen System. Parallel zu dem ersten Schalter 3 befindet sich eine erste Diode 15, wobei die Flussrichtung dieser ersten Diode 15 von dem ersten Energiespeicher 1 zu dem Bordnetz 14 gerichtet ist. In ähnlicher Weise befindet sich parallel zu dem zweiten Schalter 4 eine zweite Diode 16, wobei die Flussrichtung dieser zweiten Diode 16 von dem zweiten Energiespeicher 2 zu dem Bordnetz 14 gerichtet ist.
Durch die Dioden 15, 16 ist bei geöffneten Schaltern 1, 2 zwar ein Energiefluss von dem ersten Energiespeicher 1 bzw. zweiten Energiespeicher 2 in das Bordnetz 14 hinein, aber kein Energiefluss von dem Bordnetz 14 zu dem ersten Energiespeicher 1 bzw. zweiten Energiespeicher 2 möglich. Die Speicherdrosseln oder Induktivitäten 5, 6 dienen dazu, Stromschwankungen eines Stroms von oder zu dem ersten Energiespeicher 1 bzw. zweiten Energiespeicher 2 zu dämpfen.
Ein Starter 7 des Fahrzeugs liegt parallel zu dem ersten Energiespeicher 1, so dass die Parallelschaltung aus dem ersten Energiespeicher 1 und dem Starter 7 über den Schalter 3 von dem Bordnetz 14 getrennt wird. Parallel zu Verbrauchern, wie Licht 11, einer Lenkung 12, einer Bremse 13, liegt ein Generator 8 bzw. ein als Generator arbeitender Elektromotor des Fahrzeugs. Die Steuerung 9 erfasst eine erste Gleichspannung über dem ersten Energiespeicher 1 und eine zweite Gleichspannung über dem zweiten Energiespeicher 2. Abhängig von einem Verhältnis der ersten Gleichspannung zu der zweiten Gleichspannung steuert die Steuerung 9 entweder den ersten Schalter 3 oder den zweiten Schalter 4 an, um die erste Gleichspannung und die zweite Gleichspannung aneinander anzupassen.
Diese Ansteuerung des ersten Schalters 3 oder des zweiten Schalters 4 durch die Steuerung 9 soll im Folgenden im Detail erläutert werden. Wenn die erste Gleichspannung größer als die zweite Gleichspannung ist, wird der zweite Schalter 4 mit einer Schaltfrequenz von 120 kHz auf und zu geschaltet, wobei der Tastgrad dem Verhältnis der zweiten Gleichspannung zu der ersten Gleichspannung entspricht. Der erste Schalter 3 ist dabei dauerhaft geschlossen. Wenn dagegen die zweite Gleichspannung größer als die erste Gleichspannung ist, wird der erste Schalter 3 mit der Schaltfrequenz auf und zu geschaltet, wobei der Tastgrad dem Verhältnis der ersten Gleichspannung zu der zweiten Gleichspannung entspricht. Der zweite Schalter 4 ist dabei dauerhaft geschlossen. Es sei erwähnt, dass die beiden Schalter 3, 4 von der Steuerung 9 dauerhaft geschlossen werden, wenn die erste Gleichspannung im Wesentlichen der zweiten Gleichspannung entspricht, was beispielsweise der Fall ist, wenn der Unterschied zwischen der ersten Gleichspannung und der zweiten Gleichspannung geringer als 5% (besser 3%) ist, wenn also die eine Gleichspannung zumindest 95% (besser 97%) der anderen Gleichspannung entspricht.
Im Ladebetrieb werden die Energiespeicher 1, 2 über eine von dem Generator 8 erzeugten Ladespannung geladen. Dazu ermittelt die Steuerung 9 die größere der beiden Gleichspannungen und stellt die Ladespannung entsprechend dieser größeren der beiden Gleichspannungen ein.
Wenn ein Verbrennungsmotor (nicht dargestellt) des Fahrzeugs mit Hilfe des Starters 7 gestartet werden soll, öffnet die Steuerung 9 vor diesem Startvorgang den ersten Schalter 3, um das Bordnetz 14 vor einem von dem Startvorgang verursachten Spannungseinbruch des ersten Energiespeichers 1 zu schützen. Nach dem Startvorgang wird der erste Schalter 3 wieder geschlossen oder in der oben beschriebenen Weise mit der Schaltfrequenz angesteuert.
Bei dem Bordnetz kann es sich

• um ein 12 V – Netz insbesondere für PKWs,
• um ein 24 V – Netz insbesondere für LKWs oder
• um ein Hochvoltnetz (Spannungsbereich 100 V bis 800 V), welches zur Spannungsversorgung eines Elektromotors eingesetzt wird,

Bei den beiden Energiespeichern 1, 2 kann es sich vom Speichertyp her um

• Bleibatterien,
• Energiespeicher, welche aus Lithium-Ionen-Zellen (z. B. Lithium-Ionen-Drittelmix-Zellen (Lithium-Ionen-Zellen mit einer Mischung von drei Metalloxiden), Lithium-Eisen-Phosphat-Zellen) aufgebaut sind, oder
• Ultra-Caps, welche auch als Doppelschichtkondensatoren (EDLC ”Electrochemical Double Layer Capacitor”) bekannt sind,

1

2

Es sei angemerkt, dass erfindungsgemäß auch der Einsatz von zwei Energiespeichern 1, 2 möglich ist, welche zu unterschiedliche Speichertypen gehören. In diesem Fall sollten die beiden Schalter 3, 4 allerdings im Nicht-Ladebetrieb nicht beide zum gleichen Zeitpunkt geschlossen sein.
In 2 ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10 dargestellt, welches ein erfindungsgemäßes System 20 umfasst. Neben diesem System 20 umfasst das Fahrzeug 10 einen Verbrennungsmotor 21 zum Antrieb des Fahrzeugs und des Bordnetz 14. Das System 20 umfasst seinerseits neben der Steuerung 9 einen ersten Energiespeicher 1, einen zweiten Energiespeicher 2, einen Schalter 3 und einen Starter 7. Mit Hilfe des Schalters 3 kann die Verbindung zwischen dem ersten Energiespeicher 1 und dem Bordnetz 14 unterbrochen werden. Der Starter 7 dient zum Starten des Verbrennungsmotors 21, wobei der Starter 7 dazu von dem ersten Energiespeicher 1 mit Energie versorgt wird.
Die beiden Energiespeicher 1, 2 können in demselben Gehäuse angeordnet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008062203 A1 [0002]
DE 102009006665 A1 [0003]
EP 0945959 A2 [0004]
EP 1520752 A1 [0005]
DE 102007062955 A1 [0006]
EP 1523083 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Spannungsversorgung eines Bordnetzes (14) eines Fahrzeugs (10), wobei das Bordnetz (14) von einem ersten Energiespeicher (1) und von einem zweiten Energiespeicher (2) mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei der erste Energiespeicher (1) und der zweite Energiespeicher (2) parallel geschaltet sind, wobei eine Verbindung zwischen dem ersten Energiespeicher (1) und dem Bordnetz (14) abhängig von einem Verhältnis einer ersten Gleichspannung des ersten Energiespeichers (1) zu einer zweiten Gleichspannung des zweiten Energiespeichers (2) unterbrochen wird, um dadurch die zweite Gleichspannung an die erste Gleichspannung anzupassen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Betriebszustand der erste Energiespeicher (1) und der zweite Energiespeicher (2) von einem Generator (8) des Fahrzeugs (10) geladen werden, dass in einem zweiten Betriebszustand weder der erste Energiespeicher (1) noch der zweite Energiespeicher (2) von dem Generator (8) geladen werden, und dass die Anpassung der zweiten Gleichspannung an die erste Gleichspannung in dem zweiten Betriebszustand erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem ersten Energiespeicher (1) und dem Bordnetz (14) abwechselnd geschlossen und geöffnet wird, und dass ein Verhältnis einer Zeitdauer, während welcher die Verbindung innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls geschlossen ist, zu dem vorbestimmten Zeitintervall dem Verhältnis der ersten Gleichspannung zu der zweiten Gleichspannung entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Gleichspannung größer als die erste Gleichspannung ist, und dass eine von einem Generator (8) des Fahrzeugs (10) erzeugte Ladespannung der zweiten Gleichspannung entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch eine Verbindung zwischen dem zweiten Energiespeicher (2) und dem Bordnetz (14) abhängig von dem Verhältnis der ersten Gleichspannung zu der zweiten Gleichspannung unterbrochen wird, um dadurch die erste Gleichspannung an die zweite Gleichspannung anzupassen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gleichspannung die Spannung des Bordnetzes (14) vorgibt, wenn die erste Gleichspannung größer oder gleich der zweiten Gleichspannung ist, oder dass die zweite Gleichspannung die Spannung des Bordnetzes (14) vorgibt, wenn die zweite Gleichspannung größer oder gleich der ersten Gleichspannung ist,
System zur Spannungsversorgung eines Bordnetzes (14) eines Fahrzeugs (10), wobei das System (20) Steuermittel (9), einen ersten Energiespeicher (1), einen zweiten Energiespeicher (2) und einen Schalter (3) zur Unterbrechung einer Verbindung zwischen dem ersten Energiespeicher (1) und dem Bordnetz (14) umfasst, wobei der erste Energiespeicher (1) und der zweite Energiespeicher (2) parallel geschaltet sind und das Bordnetz (14) mit elektrischer Energie versorgen, wobei das System (20) ausgestaltet ist, um eine erste Gleichspannung des ersten Energiespeichers (1) an eine zweite Gleichspannung des zweiten Energiespeichers (2) anzupassen, indem die Steuermittel (9) mit Hilfe des Schalters (3) die Verbindung zwischen dem ersten Energiespeicher (1) und dem Bordnetz (14) abhängig von einem Verhältnis der ersten Gleichspannung zu der zweiten Gleichspannung unterbrechen.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das System (20) einen weiteren Schalter (4) zur Unterbrechung einer Verbindung zwischen dem zweiten Energiespeicher (2) und dem Bordnetz (14) umfasst, und dass das System (20) ausgestaltet ist, um die zweite Gleichspannung an die erste Gleichspannung anzupassen, indem die Steuermittel (9) mit Hilfe des weiteren Schalters (4) die Verbindung zwischen dem zweiten Energiespeicher (2) und dem Bordnetz (14) abhängig von einem Verhältnis der zweiten Gleichspannung zu der ersten Gleichspannung unterbrechen.
System nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das System (20) einen Starter (7) zum Starten eines Verbrennungsmotors (21) des Fahrzeugs (10) umfasst, dass der Schalter (3) angeordnet ist, um in seinem offenen Zustand auch den Starter (7) von dem Bordnetz (14) zu trennen, und dass die Steuermittel (9) ausgestaltet sind, um den Schalter (3) zu öffnen, wenn der Starter (7), welcher von dem ersten Energiespeicher (1) mit Energie versorgt wird, den Verbrennungsmotor (21) startet.
System nach einem der Ansprüche 7–9, dadurch gekennzeichnet, dass das System (20) ausgestaltet ist, um den Schalter (3) mit einer Frequenz zwischen 10 kHz und 500 kHz zu schalten.
System nach einem der Ansprüche 7–10, dadurch gekennzeichnet, dass das System (20) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–6 ausgestaltet ist.
Fahrzeug mit einem System (20) nach einem der Ansprüche 7–11.