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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem hybridisierten Antriebsstrang und mit einem Niedervoltbordnetz, welches elektrische Verbraucher, einen Energiespeicher und einen Starter für einen Verbrennungsmotor umfasst.
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Ein elektrisches Bordnetz eines Fahrzeugs ist ein komplexes elektrisches System. In der Schrift
DE 10 2007 017 187 A1 wird beispielsweise ein Bordnetz mit spannungssensiblen Verbrauchern eines Fahrzeugs mit Motor-Start-Stop-Funktion beschrieben. Der spannungssensible Verbraucher wird über einen Gleichspannungssteller und ein Sperrelement gestützt.
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Die Schrift
DE 102 48 658 A1 beschreibt die spannungsbezogene Stützung von leistungssensiblen Verbrauchern und Hochleistungsverbrauchern durch Parallelschaltung eines Supercapkondensators oder eines Supercap-Moduls.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Fahrzeug mit einem hybridisierten Antriebsstrang und mit einem Niedervoltbordnetz, welches elektrische Verbraucher, einen Energiespeicher und einen Starter für einen Verbrennungsmotor umfasst, zu beschreiben.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß umfasst das Niedervoltbordnetz einen Stützspeicher und einen ersten Schalter zwischen dem Stützspeicher und dem weiteren Niedervoltbordnetz.
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Zusätzlich verfügt das Fahrzeug über einen bidirektionalen Gleichspannungssteller, der eine erste Schnittstelle und eine zweite Schnittstelle umfasst, wobei die erste Schnittstelle mit dem Stützspeicher verbunden ist und die zweite Schnittstelle mit dem Niedervoltbordnetz verbunden ist.
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Ein zweiter Schalter des Niedervoltbordnetzes bewirkt, dass die zweite Schnittstelle des Gleichspannungsstellers und der Energiespeicher von dem weiteren Niedervoltbordnetz elektrisch trennbar sind.
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Der Starter des Verbrennungsmotors des hybridisierten Antriebsstranges ist zwischen dem Energiespeicher und der zweiten Schnittstelle des Gleichspannungsstellers befindlich.
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Durch den Starter kann der Verbrennungsmotor während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs zugestartet werden (Zustart), so dass Traktionsenergie auch aus verbrennungsmotorischer Kraft bereitstellbar ist.
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Während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs werden der erste Schalter und der zweite Schalter geschlossen, vor einem Zustart wird der zweite Schalter geöffnet, nach dem Zustart wird der zweite Schalter geschlossen, während eines Nachlaufs des Fahrzeugs wird der Stützspeicher teilweise entladen und danach der erste Schalter geöffnet, während eines Stillstandsbetriebs des Fahrzeugs wird der erste Schalter geöffnet, und während eines Vorlaufs des Fahrzeugs der Stützspeicher über den Gleichstromsteller geladen wird und danach der erste Schalter geschlossen.
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Dies bedeutet, dass bei einem Zustart des Verbrennungsmotors im Fahrbetrieb die Verbraucher vom elektrischen Potential des Energiespeichers entkoppelt sind und von dem Stützspeicher gestützt werden.
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Wenn das Fahrzeug in einer Nachlaufphase vom Fahrbetrieb in einen Ruhezustand überführt wird – auch als Einschlafen des Fahrzeugs bezeichnet –, wird der Stützspeicher entladen und der erste Schalter geöffnet. Somit besteht zwischen dem Stützspeicher während der fahrbetriebslosen Phase des Fahrzeugs und dem restlichen Niedervoltbordnetz keine direkte elektrische Verbindung. Dies ist etwa bei leistungsoptimierten Stützspeichern vorteilhaft.
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Wenn das Fahrzeug in einer Vorlaufphase vom Ruhezustand in den Fahrbetrieb überführt wird – auch als Aufwachen des Fahrzeugs bezeichnet –, wird der Stützspeicher über den Gleichspannungssteller vorgeladen und der erste Schalter geschlossen.
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Damit ist bei Beginn des Fahrbetriebs der Stützspeicher auf dem Potential des Niedervoltbordnetzes und stützt die Verbraucher insbesondere während eines Zustarts bei geöffnetem zweiten Schalter.
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Es kann alternativ das Fahrzeug auch über ein erweitertes Bordnetz mit Hochleistungsverbrauchern und mit einem Zusatzspeicher verfügen und einen bidirektionalen Gleichspannungssteller umfassen, der eine erste Schnittstelle und eine zweite Schnittstelle umfasst, wobei die erste Schnittstelle mit dem Stützspeicher verbunden ist und die zweite Schnittstelle mit dem erweiterten Bordnetz verbunden ist.
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Dann ist es besonders vorteilhaft, wenn das Niedervoltbordnetz einen zweiten Schalter umfasst, und durch den zweiten Schalter der Energiespeicher von dem weiteren Niedervoltbordnetz elektrisch trennbar ist. Der Starter ist zu dem Energiespeicher parallel geschaltet.
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Während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs werden der erste Schalter und der zweite Schalter geschlossen, vor einem Zustart wird der zweite Schalter geöffnet, nach dem Zustart wird der zweite Schalter geschlossen, während eines Nachlaufs des Fahrzeugs werden der Stützspeicher und der Zusatzspeicher teilweise entladen und danach der erste Schalter geöffnet, während eines Stillstandsbetriebs des Fahrzeugs wird der erste Schalter geöffnet, während eines Vorlaufs des Fahrzeugs wird der Stützspeicher über den Gleichstromsteller geladen und danach der erste Schalter geschlossen und während des Vorlaufs wird der Zusatzpeicher über den Gleichspannungssteller geladen.
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Dies bedeutet, dass bei einem Zustart des Verbrennungsmotors im Fahrbetrieb die Verbraucher vom elektrischen Potential des Energiespeichers entkoppelt sind und von dem Stützspeicher gestützt werden. Die Hochleistungsverbraucher werden von dem Zusatzspeicher gestützt.
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Wenn das Fahrzeug in einer Nachlaufphase vom Fahrbetrieb in einen Ruhezustand überführt wird – auch als Einschlafen des Fahrzeugs bezeichnet –, werden der Stützspeicher und der Zusatzspeicher entladen und der erste Schalter wird danach geöffnet. Somit besteht zwischen dem Stützspeicher während der fahrbetriebslosen Phase des Fahrzeugs und dem restlichen Niedervoltbordnetz keine direkte elektrische Verbindung. Dies ist bei etwa leistungsoptimierten Stützspeichern vorteilhaft.
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Wenn das Fahrzeug in einer Vorlaufphase vom Ruhezustand in den Fahrbetrieb überführt wird – auch als Aufwachen des Fahrzeugs bezeichnet –, wird der Stützspeicher über den Gleichspannungssteller vorgeladen und der erste Schalter wird geschlossen. Danach erfolgt eine Vorladung des Zusatzspeichers über den Gleichspannungssteller.
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Damit ist bei Beginn des Fahrbetriebs der Stützspeicher auf dem Potential des Niedervoltbordnetzes und stützt die Verbraucher insbesondere während eines Zustarts bei geöffnetem zweiten Schalter. Der Zusatzspeicher ist bei Beginn des Fahrbetriebs auf einem vorbestimmbaren Potential, um die Hochleistungsverbraucher spannungsbezogen zu stützen.
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Die Erfindung beruht auf den nachfolgend dargelegten Überlegungen:
Es gibt Fahrzeuge, die über in klassisches 12 Volt Energiebordnetz zur elektrischen Energieversorgung verfügen.
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Die klassische 12 Volt-Architektur ist nicht in der Lage, zukünftige Herausforderungen durch Hochleistungsverbraucher zu erfüllen wie zum Beispiel von Fahrwerkssystemen (elektrische Wankstabilisierung, elektrische Aktivlenkung) oder von Motorzustartsystemen bei Hybridfahrzeugen oder Fahrzeugen mit einer Motor-Stop-Start-Funktion.
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Deshalb wird vorgeschlagen, das gewöhnliche Fahrzeugbordnetz architektonisch um eine Spannungsebene auf 48 Volt für Hochleistungsverbraucher zu erweitern und das 12 Volt-Bordnetz mit einem dynamischen Stützspeicher und zwei Schaltern zu versehen.
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Für die beiden Schalter wird eine Betriebsstrategie vorgeschlagen, die eine Ladung des dynamischen Stützspeichers mit Beendigung des Ruhezustands des Fahrzeugs ermöglicht. Diese Ladung wird als Vorladung bezeichnet.
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Auf diese Weise wird zur Stabilisierung der Energieversorgung im Fahrzeug z. B. bei Zustarts und bei Fahrmanövern beigetragen.
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Das Gesamtgewicht der eingesetzten Energiespeicher ist minimierbar, wenn als dynamischer Zusatzspeicher beispielsweise ein Superkondensator eingesetzt wird und eine Bleibatterie geringer dimensionierbar ist.
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Im Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Daraus ergeben sich weitere Details, bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung.
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Im Einzelnen zeigen schematisch
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1 Fahrzeug mit einer Bordnetzarchitektur
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2 Fahrzeug mit einer Bordnetzarchitektur und einer Bordnetzerweiterung
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1 zeigt ein Fahrzeug mit einem Niedervoltbordnetz (1). An dieses Niedervoltbordnetz ist ein Hochvoltbordnetz (12) über einen Hochvoltsteller (11) angebunden. Der Hochvoltsteller ist als bidirektionaler Gleichspannungssteller ausgebildet.
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Das Hochvoltbordnetz umfasst einen elektrifizierten Antriebsstrang des Fahrzeugs und bestimmt den Typ des Fahrzeugs entweder als Hybridfahrzeug (HEV, hybrid electric vehicle), als Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV, plugin hybrid electric vehicle) oder auch als Elektrofahrzeug mit einem Verbrennungsmotor als Range-Extender. Diese Fahrzeugtypen sind dem Fachmann bekannt.
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Das Niedervoltbordnetz verfügt über mehrere elektrische Verbraucher (2) und über einen vorzugsweise energieoptimierten elektrischen Energiespeicher (4), der als sekundäre Lithium-Ionen-Batterie oder als Blei-Säure-Batterie ausgebildet sein kann.
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Weiterhin verfügt das Niedervoltbordnetz über einen Stützspeicher (3), der vorzugsweise als leistungsoptimierter elektrischer Energiespeicher, beispielsweise als ein Superkondensatorstack mit einer Nennspannungslage bei 12 Volt ausgebildet ist.
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Der elektrische Energiespeicher und der Stützspeicher weisen jeweils ein höheres elektrisches Potential auf, das mit dem Potential des Niedervoltbordnetzes elektrisch verbunden ist oder verbindbar ist und ein niedrigeres elektrisches Potential, das mit einer Masse des Fahrzeugs elektrisch in Kontakt ist.
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Das Niedervoltbordnetz verfügt außerdem über einen ersten Schalter (6), der das höhere Potential des Stützspeichers mit dem Potential des Niedervoltbordnetzes verbindet und durch den der Stützspeicher vom Niedervoltbordnetz elektrisch trennbar ist.
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Als HEV oder PHEV verfügt das Fahrzeug nach 1 oder 2 zudem über einen Generator (10, G), durch den das Niedervoltbordnetz mit elektrischer Leistung über den elektrischen Ausgang des Generators speisbar ist und durch den über den mechanischen Eingang des Generators mechanische Leistung von einem Verbrennungsmotor (9, ICE) aufnehmbar ist. Der Verbrennungsmotor ist von einem Starter (5, S) startbar, der mit dem Niedervoltbordnetz elektrisch verbunden ist.
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Es sind die Verbraucher, der Energiespeicher, der Stützspeicher und zusätzlich der Generator und der Starter jeweils mit dem elektrischen Potential des Niedervoltbordnetzes elektrisch verbunden oder verbindbar und jeweils mit einer elektrischen Masse des Fahrzeugs elektrisch in Kontakt.
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Das Fahrzeug in 1 weist außerdem einen Gleichspannungssteller (8) auf, welcher eine erste elektrische Schnittstelle umfasst und eine zweite elektrische Schnittstelle umfasst. Der Gleichspannungssteller (8) ist bidirektional ausgeführt.
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Die erste elektrische Schnittstelle ist direkt mit dem höheren Potential des Stützspeichers elektrisch verbunden. Die zweite elektrische Schnittstelle ist mit dem Potential des Niedervoltbordnetzes verbunden.
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Das Niedervoltbordnetz weist zudem einen zweiten Schalter (7) auf. Über den zweiten Schalter sind die elektrischen Verbraucher und das höhere Potential des Stützspeichers mit dem höheren Potential des Energiespeichers elektrisch verbindbar. Somit bewirkt der zweite Schalter in geöffnetem Zustand eine elektrische Entkopplung des Energiespeichers von dem Niedervoltbordnetz. Diese elektrische Entkopplung vom Niedervoltbordnetz gilt bei geöffnetem zweiten Schalter auch für die zweite elektrische Schnittstelle des Gleichspannungsstellers (8) und für den Starter.
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Bei geschlossenem zweiten Schalter in 1 besteht eine elektrische Verbindung zwischen dem Energiespeicher, und zwischen dem Starter und der zweiten Schnittstelle des Gleichspannungsstellers. Die erste Schnittstelle des Gleichspanungsstellers ist mit dem Stützspeicher und, falls der erste Schalter (6) geschlossen ist, mit den Verbrauchern elektrisch verbunden.
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Ein Fahrzeug nach 1 ermöglicht eine Betriebsstrategie des ersten Schalters und des zweiten Schalters in besonders vorteilhafter Weise:
Bei gewöhnlichem Fahrbetrieb sind der ersten Schalter und der zweite Schalter geschlossen. Falls während des Fahrbetriebs hoher elektrischer Leistungsbedarf eines Verbrauchers (2) auftritt oder der Verbrennungsmotor zugestartet werden muss, wird der elektrische Verbraucher vom Energiespeicher und vom Stützspeicher mit elektrischer Leistung versorgt.
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Falls während des Fahrbetriebs der Verbrennungsmotor vom Starter gestartet werden muss (Zustart bei HEV oder PHEV), bleibt der erste Schalter geschlossen, der zweite Schalter wird während des Zustarts geöffnet. Nach dem Zustart wird der zweite Schalter geschlossen. Dies hat zur Folge, dass die Verbraucher (2) während des Zustarts von dem Stützspeicher mit elektrischer Leistung versorgbar sind und von der Spannungslage des höheren Potentials des Stützspeichers gestützt werden.
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Während eine ordnungsgemäßen Zustarts des Verbrennungsmotor, der sich auf der Zeitskala von weniger als 1 Sekunde erstreckt, bricht die Spannung am Energiespeicher (4) ein, da der Starter zum Andrehen des Verbrennungsmotors dem Energiespeicher elektrische Leistung entnimmt. Insbesondere kommt es zu Beginn eines Zustartvorgangs zu einem Kurzschlussstrom über eine Erregerwicklung des Starters, die zu einem besonders starken Spannungseinbruch auf einer Zeitskala von wenigen Millisekunden, dem sogenannten Startspannungseinbruch, an dem Energiespeicher führt.
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Infolge des geöffneten zweiten Schalters sind der Stützspeicher und die Verbraucher von dem Startspannungseinbruch elektrisch entkoppelt. Der Leistungstransfer über die elektrische Verbindung des Stützspeichers und die erste Schnittstelle des Gleichspannungsstellers (8) zum Starter und zum Energiespeicher ist aufgrund der zeitlichen Sensitivität eines gewöhnlichen Gleichspannungsstellers im Vergleich zur Zeitskala des Startspannungseinbruch vernachlässigbar.
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Falls das Fahrzeug nach 1 abgestellt wird und in einen Ruhezustand übergeht, wird der leistungsoptimierte Stützspeicher zumindest teilweise entladen beispielsweise durch den Nachlauf des Fahrzeugs oder durch Ladung des Energiespeichers über den Gleichsspannungssteller. Der erste Schalter (6) wird danach geöffnet, der zweite Schalter bleibt geschlossen.
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Eine zumindest teilweise Entladung von Superkondensatoren wirkt sich auf deren Lebensdauer positiv aus. Hingegen sollte der Energiespeicher (4), z. B. als Blei-Säure-Batterie ausgeführt, während einer Standzeit des Fahrzeugs einen möglichst hohen Ladezustand aufweisen, um dessen Lebensdauer ebenfalls zu verlängern. Dies unterstützt die Betriebsstrategie des ersten Schalters und des zweiten Schalters.
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Falls das Fahrzeug nach 1 aus dem Ruhezustand in Fahrbetrieb genommen wird, wird der während des Vorlaufs bzw. Aufwachen des Fahrzeugs der Stützspeicher über den Gleichspannungssteller aus dem Energiespeicher vorgeladen. Danach wird der erste Schalter geschlossen. Damit ist der Stützspeicher betriebsbereit und geladen, um das Niedervoltbordnetz im Falle des geöffneten zweiten Schalters zu stützen. Die Vorladung kann auch über den Steller (11) aus dem Hochvoltbordnetz erfolgen.
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Eine weitere Ausführungsform ist in 2 ausgehend von 1 gezeigt.
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Ein Fahrzeug gemäß 2 weist Hochleistungsverbraucher (13) auf. Beispiele sind etwa eine elektrische Wankstabilisierung oder eine elektrische Aktivlenkung. Hochleistungsverbraucher sind dadurch charakterisiert, dass eine Versorgung dieser Verbraucher durch das Niedervoltbordnetz nur bei einem Fluss von hohen Stromstärken in einem Niedervoltbordnetz ausreichend zuverlässig gewährleistbar ist. Dies würde jedoch zu einem erwünschten Spannungseinbruch im Niedervoltbordnetz führen. Aus diesem Grund werden die Hochleistungsverbrauch über ein erweitertes Bordnetz (Bordnetzerweiterung, 2) bei einer im Vergleich zum Niedervoltbordnetz höheren Nennspannungslage elektrisch versorgt.
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Zur Herstellung einer höheren Spannungslage der Bordnetzerweiterung im Vergleich zum Niedervoltbordnetz wird in 3 und 4 statt dem Gleichspannungssteller (8) ein Gleichspannungssteller (8') eingesetzt. Dieser Gleichspannungssteller ist bidirektional ausgeführt. Eine erste Schnittstelle ist direkt mit dem höheren Potential des Stützspeichers elektrisch verbunden. Eine zweite Schnittstelle des Stellers (8') ist mit der Bordnetzerweiterung elektrisch verbunden und liegt damit auf dem elektrischen Potential des erweiterten Bordnetzes.
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Zusätzlich ist zu den Hochleistungsverbrauchern im erweiterten Bordnetz ein Zusatzspeicher (14) parallel geschaltet, der leistungsoptimiert ist. Beispielsweise kann dies ein Superkondensatorstack oder eine Lithium-Ionen-Batterie mit einer Nennspannungslage bei etwa 48 Volt sein.
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Damit ermöglicht ein Fahrzeug nach 2 eine Betriebsstrategie des ersten Schalters und des zweiten Schalters in besonders vorteilhafter Weise:
Bei gewöhnlichem Fahrbetrieb sind der ersten Schalter und der zweite Schalter geschlossen. Falls während des Fahrbetriebs hoher elektrischer Leistungsbedarf eines Hochleistungsverbrauchers im erweiterten Bordnetz (2) auftritt (z. B. ein plötzliches Lenkmanöver mit der elektrischen Aktivlenkung), wird die Spannung im erweiterten Bordnetz vom Zusatzspeicher (14) gestützt. Über den Steller (8') kommt es außerdem zu einem Transfer von elektrischer Leistung aus dem Niedervoltbordnetz. Im weiteren Fahrbetrieb erfolgt weiterhin ein Laden des Zusatzspeichers über den Steller (8') aus dem Niedervoltbordnetz.
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Falls im gewöhnlichen Fahrbetrieb der Verbrennungsmotor zugestartet werden muss (Zustart bei HEV, PHEV oder Range-Extender bei Elektrofahrzeug), wird der zweite Schalter (7) geöffnet, der erste Schalter (6) bleibt geschlossen. Elektrische Verbraucher (2) werden vom Energiespeicher mit elektrischer Leistung versorgt und in ihrer Spannungslage vom Stützspeicher gestützt.
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Nach dem Zustart wird der zweite Schalter geschlossen. Dies hat zur Folge, dass die Verbraucher (2) während des Zustarts von dem Stützspeicher mit elektrischer Leistung versorgbar sind und von der Spannungslage des höheren Potentials des Stützspeichers gestützt werden.
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Während eine bestimmungsgemäßen Zustarts des Verbrennungsmotor, der sich auf der Zeitskala von weniger als 1 Sekunde erstreckt, bricht die Spannung am Energiespeicher (4) ein, da der Starter zum Andrehen des Verbrennungsmotors dem Energiespeicher elektrische Leistung entnimmt. Insbesondere kommt es zu Beginn eines Zustartvorgangs zu einem Kurzschlussstrom über eine Erregerwicklung des Starters, die zu einem besonders starken Spannungseinbruch auf einer Zeitskala von wenigen Millisekunden, dem sogenannten Startspannungseinbruch, an dem Energiespeicher führt.
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Infolge des geöffneten zweiten Schalters sind der Stützspeicher und die Verbraucher von dem Startspannungseinbruch elektrisch entkoppelt. Der Leistungstransfer über die elektrische Verbindung des Stützspeichers und die erste Schnittstelle des Gleichspannungsstellers (8') zum Starter und zum Energiespeicher ist aufgrund der zeitlichen Sensitivität eines gewöhnlichen Gleichspannungsstellers im Vergleich zur Zeitskala des Startspannungseinbruch vernachlässigbar.
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Falls das Fahrzeug nach 2 abgestellt wird und in einen Ruhezustand übergeht, werden der leistungsoptimierte Zusatzspeicher und der leistungsoptimierte Stützspeicher zumindest teilweise entladen beispielsweise durch den Nachlauf des Fahrzeugs unter Energieverbrauch der Verbraucher (2) und/oder der Hochleistungsverbraucher (13) oder durch Ladung des Energiespeichers (4). Der Zusatzspeicher wird z. B. von 48 Volt auf 36 Volt entladen, der Stützspeicher von 12 Volt auf 8 Volt. Der erste Schalter (6) wird danach geöffnet, der zweite Schalter bleibt geschlossen.
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Eine zumindest teilweise Entladung von Superkondensatoren wirkt sich auf deren Lebensdauer positiv aus. Hingegen sollte der Energiespeicher (4), z. B. als Blei-Säure-Batterie ausgeführt, während einer Standzeit des Fahrzeugs einen möglichst hohen Ladezustand aufweisen, um dessen Lebensdauer ebenfalls zu verlängern. Dies unterstützt die Betriebsstrategie des ersten Schalters und des zweiten Schalters.
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Falls das Fahrzeug nach 2 aus dem Ruhezustand in Fahrbetrieb genommen wird, wird während des Vorlaufs bzw. Aufwachen des Fahrzeugs der Stützspeicher über den Gleichspannungssteller (8') aus dem Zusatzspeicher vorgeladen. Dies ist selbst ausgehend von einem teilentladenen Zustand des Zusatzspeichers bei z. B. 36 Volt aufgrund der höheren Nennspannungslage möglich. Danach wird der erste Schalter geschlossen. Damit ist der Stützspeicher betriebsbereit und geladen, um das Niedervoltbordnetz im Falle des geöffneten zweiten Schalters zu stützen. Die Vorladung kann auch über den Steller (11) aus dem Hochvoltbordnetz erfolgen.
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Nach der Vorladung des Stützspeichers sind der erste Schalter und der zweite Schalter geschlossen, d. h. bei zwischen dem Stützspeicher und dem Energiespeicher vergleichbarem elektrischen Potential. Das Schließen des ersten Schalters hat einen geringen Potentialausgleich zwischen dem Stützspeicher und dem Energiespeicher zur Einstellung eines gemeinsamen, gleichen elektrischen Potentials zur Folge. Ein Schließen des ersten Schalters ohne eine Vorladung des leistungsoptimierten Stützspeichers über den Steller (8') würde extrem hohe Ströme zwischen dem ersten Schalter und dem zweiten Schalter bedeuten. Nach der Vorladung wird während des Vorlaufs des Fahrzeugs der Zusatzspeicher aus dem Niedervoltbordnetz über den Gleichspannungssteller (8') geladen. Da der Energiespeicher energieoptimiert und der Zusatzspeicher leistungsoptimiert ist, bedeutet die Ladung des Zusatzspeichers keine wesentliche Spannungsabsenkung im Niedervoltbordnetz.
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Vorteilhaft an dieser Betriebsstrategie ist, dass während des Vorlaufs des Fahrzeugs beide leistungsoptimierten Speicher (3) und (14) vorgeladen werden und im geladenen Zustand in den Fahrbetrieb des Fahrzeugs übergehen.
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Im Fahrbetrieb sind somit das Niedervoltbordnetz über den Stützspeicher und das erweiterte Bordnetz über den Zusatzspeicher gestützt. Bei einem Zustart bedeutet das Öffnen des zweiten Schalters eine Beschränkung des Startspannungseinbruch auf den Energiespeicher.
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Also ist für alle Verbraucher der 1 und 2 in allen Betriebssituationen eine stabile Spannungsversorgung sichergestellt.
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Ferner erfolgt die Vorladung über den Steller (8') und ohne Stromfluss über Schalter. Die Vorladung ist also in kontrollierter Weise durchführbar und überwachbar bzw. in für die Schalter schonender Weise.
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Der Einsatz des/der leistungsoptimierten Speicher in 1/2 ermöglicht ferner eine Reduzierung der Größe des energieoptimierten Energiespeichers im Vergleich zu einem konventionellen Fahrzeugbordnetz mit nur einem Energiespeicher (4). Da dieser z. B. als eine Bleibatterie mit typischerweise hohem Gewicht ausgeführt ist, kann dies trotz Integration eines/von leistungsoptimierten Energiespeichers/n eine Gewichtseinsparung des Fahrzeugs bedeuten. Die leistungsbezogene Dichte etwa von Superkondensatoren ist verhältnismäßig so hoch, dass das Gewicht des/der Superkondensators/en durch die Gewichtseinsparung infolge der geringen energiebezogenen Dichte der Bleibatterie überkompensiert wird. Somit ist es besonders vorteilhaft, wenn der Energiespeicher energieoptimiert und der Stützspeicher und der Zusatzspeicher jeweils leistungsoptimiert ausgelegt sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007017187 A1 [0002]
- DE 10248658 A1 [0003]
