DE102013008829B4 - motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Kraftfahrzeug, umfassend eine Batterie (1) mit einem ersten Pol und einem zweiten Pol, einen Kondensator (4), wenigstens einen Verbraucher (2), einen DC/DC Wandler (5) und eine Steuereinrichtung (8), wobei der zumindest eine Verbraucher (2) zwischen den ersten Pol der Batterie (1) und ein Erdpotential (3) geschaltet ist, womit an dem Verbraucher (2) eine Betriebsspannung abfällt, und wobei ein Referenzpotential eines Eingangs (6) und eines Ausgangs (7) des DC/DC Wandlers (5) das Erdpotential (3) ist, wobei in zumindest einem ersten Betriebsmodus der Steuereinrichtung (8) der Kondensator (4) mit der Batterie in Serie geschaltet ist, wobei der Kondensator (4) mit einem ersten Anschluss mit dem zweiten Pol der Batterie (1) und mit einem zweiten Anschluss mit dem Erdpotential (3) und der DC/DC Wandler (5) mit dem Eingang (6) mit dem ersten Pol der Batterie (1) und mit dem Ausgang (7) mit dem zweiten Pol der Batterie (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) den DC/DC Wandler (5) im ersten Betriebsmodus derart ansteuert, dass Strom zwischen dem Eingang (6) und dem Ausgang (7) des DC/DC Wandlers (5) fließt.Motor vehicle, comprising a battery (1) having a first pole and a second pole, a capacitor (4), at least one consumer (2), a DC / DC converter (5) and a control device (8), wherein the at least one consumer (2) is connected between the first pole of the battery (1) and a ground potential (3), whereby at the load (2) an operating voltage drops, and wherein a reference potential of an input (6) and an output (7) of the DC / DC converter (5) is the ground potential (3), wherein in at least a first operating mode of the control device (8), the capacitor (4) is connected in series with the battery, wherein the capacitor (4) having a first terminal to the second pole the battery (1) and with a second terminal to the ground potential (3) and the DC / DC converter (5) to the input (6) to the first pole of the battery (1) and the output (7) to the second Pol of the battery (1) is connected, characterized in that the control device (8) the DC / DC converter (5) in the first operating mode such that current flows between the input (6) and the output (7) of the DC / DC converter (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug umfassend eine Batterie mit einem ersten Pol und einem zweiten Pol, einen Kondensator, wenigstens einen Verbraucher, einen DC/DC Wandler und eine Steuereinrichtung, wobei der zumindest eine Verbraucher zwischen den ersten Pol der Batterie und ein Erdpotential geschaltet ist, womit an dem Verbraucher eine Betriebsspannung abfällt, und wobei ein Referenzpotential eines Eingangs und eines Ausgangs des DC/DC Wandlers das Erdpotential ist, wobei in zumindest einem ersten Betriebsmodus der Steuereinrichtung (8) der Kondensator (4) mit der Batterie in Serie geschaltet ist, wobei der Kondensator (4) mit einem ersten Anschluss mit dem zweiten Pol der Batterie (1) und mit einem zweiten Anschluss mit dem Erdpotential (3) und der DC/DC Wandler (5) mit dem Eingang (6) mit dem ersten Pol der Batterie (1) und mit dem Ausgang (7) mit dem zweiten Pol der Batterie (1) verbunden ist.The invention relates to a motor vehicle comprising a battery having a first pole and a second pole, a capacitor, at least one load, a DC / DC converter and a control device, wherein the at least one load is connected between the first pole of the battery and a ground potential, whereby an operating voltage drops at the consumer, and wherein a reference potential of an input and an output of the DC / DC converter is the ground potential, wherein in at least a first operating mode of the control device ( 8th ) the capacitor ( 4 ) is connected in series with the battery, wherein the capacitor ( 4 ) with a first connection to the second pole of the battery ( 1 ) and with a second connection to the ground potential ( 3 ) and the DC / DC converter ( 5 ) with the entrance ( 6 ) with the first pole of the battery ( 1 ) and with the output ( 7 ) with the second pole of the battery ( 1 ) connected is.

In aktuellen Fahrzeugen liegt der nutzbare Bordnetzspannungsbereich bei laufendem Motor im Bereich zwischen 13 und 15 Volt. Diese Spannung wird durch die Batteriespannung, die normalerweise durch einen Bleiakkumulator bereitgestellt wird und die ladungszustandsabhängig im unbelasteten Zustand zwischen ca. 11,5 und 13 Volt liegt, und einer zusätzlichen Spannung, die bei Motorlauf durch den Generator, beispielsweise einen Startergenerator, bereitgestellt.In current vehicles, the usable vehicle electrical system voltage range with the engine running is in the range between 13 and 15 volts. This voltage is provided by the battery voltage, which is normally provided by a lead-acid battery and which is charge state dependent in the unloaded state between about 11.5 and 13 volts, and an additional voltage provided by the generator, such as a starter generator, during engine run.

Läuft nun der Motor nicht, so steht im Bordnetz nur eine geringere Spannung zur Verfügung. Diese Spannung kann weiter sinken, wenn im Bordnetz ein oder mehrere Verbraucher betrieben werden, die einen hohen Stromverbrauch haben. Es ist beispielsweise möglich, dass bei Kraftfahrzeugen mit Start/Stoppautomatik beim Wiederstarten des Motors hohe Ströme im Bereich von mehreren 100 Ampere fließen. Unter diesen Bedingungen kann die Batteriespannung und damit die im Bordnetz zur Verfügung stehende Spannung auf Spannungen von weniger als 6 Volt fallen.If the engine does not run, only a lower voltage is available in the electrical system. This voltage can continue to fall if one or more consumers are operated in the vehicle electrical system, which have a high power consumption. It is possible, for example, for automobiles with automatic start / stop to start high currents in the range of several 100 amperes when the motor restarts. Under these conditions, the battery voltage and thus the available voltage in the electrical system can fall to voltages of less than 6 volts.

Um Spannungseinbrüche bei solchen kurzzeitigen Belastungen auf einer Zeitskala von wenigen 100 Millisekunden zu kompensieren wird in der Druckschrift US 2010/0308650 A1 eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der während des Startvorgangs ein Kondensator mit der Batterie in Serie schaltbar ist, um die Spannung des Bordnetzes anzuheben. Im Fahrbetrieb wird dieser Kondensator über einen DC/DC Wandler wieder geladen.To compensate for voltage dips in such short-term loads on a time scale of a few 100 milliseconds is in the document US 2010/0308650 A1 proposed a device in which during the starting process, a capacitor with the battery in series is switchable to raise the voltage of the electrical system. When driving, this capacitor is recharged via a DC / DC converter.

Die Druckschrift FR 2964511 A1 beschreibt ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug zum automatischen Stoppen und Starten einer Verbrennungsmaschine ausgebildet ist. Das Bordnetz umfasst zwei Schalter, mit denen ein Pol einer Batterie wahlweise direkt oder über einen Superkondensator mit einem Erdpotential verbunden werden kann. Beim Starten des Motors ist der Superkondensator in Serie mit der Batterie verbunden. In einem Lademodus wird diese Serienschaltung getrennt, um den Superkondensator mit Hilfe eines DC/DC-Wandlers zu laden.The publication FR 2964511 A1 describes an electrical system of a motor vehicle, wherein the motor vehicle is designed for automatically stopping and starting an internal combustion engine. The vehicle electrical system comprises two switches with which one pole of a battery can be connected either directly or via a supercapacitor to a ground potential. When starting the engine, the supercapacitor is connected in series with the battery. In a charge mode, this series connection is disconnected to charge the supercapacitor using a DC / DC converter.

Die Druckschrift WO 2012/049387 A1 offenbart eine ähnliche Schaltung, bei der eine Batterie wahlweise direkt oder über einen Superkondensator mit einem Erdpotential verbindbar ist. Zum Laden des Kondensators wird die Batterie direkt mit dem Erdpotential verbunden und der Superkondensator über einen Spannungswandler geladen.The publication WO 2012/049387 A1 discloses a similar circuit in which a battery is selectively connectable to ground potential either directly or through a supercapacitor. To charge the capacitor, the battery is connected directly to the ground potential and the supercapacitor is charged via a voltage converter.

Die Druckschrift DE 10 2009 028 417 A1 offenbart eine Schaltungsanordnung für ein Bordnetz, das ein Basis-Bordnetz mit einem Energiespeicher, ein Leistungs-Bordnetz mit einem zusätzlichen Energiespeicher und einen DC/DC-Wandler umfasst. Der DC/DC-Wandler dient dabei zur Kopplung zwischen dem Basis-Bordnetz und dem Leistungs-Bordnetz.The publication DE 10 2009 028 417 A1 discloses a circuit arrangement for a vehicle electrical system, which comprises a base on-board network with an energy storage, a power electrical system with an additional energy storage and a DC / DC converter. The DC / DC converter is used for coupling between the base electrical system and the power electrical system.

Eine elektrische Betriebsschaltung für einen Anlasser ist aus der Druckschrift WO 02/46608 A1 bekannt. Hierbei wird eine Reihenschaltung aus einer Batterie und einem Kondensator verwendet. Der Anlasser ist so an die Reihenschaltung anschließbar, dass die an dem Anlasser anliegende Spannung die Summe aus der an der Batterie anliegenden Spannung und der am Kondensator anliegenden Spannung ist.An electrical operating circuit for a starter is from the document WO 02/46608 A1 known. Here, a series connection of a battery and a capacitor is used. The starter can be connected to the series connection so that the voltage applied to the starter is the sum of the voltage applied to the battery and the voltage applied to the capacitor.

In vielen Anwendungsfällen ist es jedoch wünschenswert, die Spannung eines Bordnetzes über längere Zeiträume, insbesondere Zeiträume von mehr als einer Sekunde anzuheben beziehungsweise zu stabilisieren. So können einige Verbraucher in modernen Kraftfahrzeugen, wie Komponenten von Katalysator, Lenkung und Fahrassistenzsystemen, nur in einem relativ schmalen Spannungsbereich zuverlässig funktionieren. Insbesondere beim Fahren mit abgestelltem Motor kann für solche Systeme häufig keine ausreichende Spannung zur Verfügung gestellt werden, da das Bordnetz nicht durch den Generator unterstützt wird. In diesen Fällen kann es notwendig sein, den Motor frühzeitig wieder zu starten, was zu einer Effizienzsenkung des Kraftfahrzeugs führt. Alternativ müssen einzelne Funktionen des Kraftfahrzeugs stillgelegt werden, was zumindest zu einer Verschlechterung des Fahrkomforts führt. Soll dies vermieden werden, wäre eine Stabilisierung der Spannungsversorgung der einzelnen Komponenten notwendig, was jedoch sehr aufwendig ist.In many applications, however, it is desirable to increase or stabilize the voltage of a vehicle electrical system for longer periods of time, in particular periods of more than one second. Thus, some consumers in modern motor vehicles, such as components of catalyst, steering and driver assistance systems, can only function reliably in a relatively narrow voltage range. In particular, when driving with the engine off, sufficient power can often not be made available for such systems since the onboard power supply is not supported by the generator. In these cases, it may be necessary to restart the engine early, resulting in a reduction in the efficiency of the motor vehicle. Alternatively, individual functions of the motor vehicle must be shut down, which leads at least to a deterioration of ride comfort. If this is to be avoided, a stabilization of the power supply of the individual components would be necessary, which is very expensive.

Auch bei dem Antrieb eines Kraftfahrzeugs durch einen Elektromotor beziehungsweise bei der Unterstützung eines Verbrennungsmotors durch einen Elektromotor kann es vorteilhaft sein, die Spannung des Bordnetzes anzuheben, da in diesem Fall größere Spannungen am Elektromotor zur Verfügung gestellt werden können, wodurch insbesondere ein größeres Drehmoment des Motors erreicht werden kann.Also in the drive of a motor vehicle by an electric motor or in the support of an internal combustion engine by an electric motor, it may be advantageous to raise the voltage of the electrical system, since in this case greater voltages can be provided on the electric motor, which in particular a larger torque of the engine can be achieved.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem eine Erhöhung der Bordnetzspannung ohne Betrieb eines Generators über längere Zeiträume möglich ist.The invention is thus based on the object of specifying a motor vehicle in which an increase in the vehicle electrical system voltage without operation of a generator over longer periods is possible.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Steuereinrichtung den DC/DC Wandler im ersten Betriebsmodus derart ansteuert, dass Strom zwischen dem Eingang und dem Ausgang des DC/DC Wandlers fließt.The object is achieved in that the control device controls the DC / DC converter in the first operating mode such that current flows between the input and the output of the DC / DC converter.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, auch während der Serienschaltung des Kondensators mit der Batterie zusätzlich einen DC/DC Wandler, der zwischen die Pole der Batterie geschaltet ist, zu betreiben. Abhängig von der Ausgangsspannung des DC/DC Wandlers und der am Kondensator abfallenden Spannung führt dies zu unterschiedlichen Stromflüssen. Ist der Kondensator relativ weit entladen, das heißt es fällt eine geringe Spannung am Kondensator ab, so kann der DC/DC Wandler eine Ausgangsspannung aufweisen, die größer ist als die am Kondensator abfallende Spannung. In diesem Fall wird trotz Serienschaltung des Kondensators mit der Batterie der Kondensator durch den DC/DC Wandler geladen. Nach einer gewissen Übergangszeit, die zum Laden des Kondensators notwendig ist, ist die am Kondensator abfallende Spannung und die Ausgangsspannung des DC/DC Wandlers gleich. Wird nun beispielsweise der DC/DC Wandler mit einer konstanten Ausgangsspannung betrieben, so ist auch die am Kondensator abfallende Spannung und damit der Ladezustand des Kondensators konstant.The invention is based on the idea, during the series connection of the capacitor with the battery additionally a DC / DC converter, which is connected between the poles of the battery to operate. Depending on the output voltage of the DC / DC converter and the voltage drop across the capacitor, this leads to different current flows. If the capacitor is relatively far discharged, that is, it falls from a low voltage across the capacitor, the DC / DC converter may have an output voltage which is greater than the voltage dropping across the capacitor. In this case, despite series connection of the capacitor with the battery, the capacitor is charged by the DC / DC converter. After a certain transition time, which is necessary to charge the capacitor, the voltage drop across the capacitor and the output voltage of the DC / DC converter is the same. If, for example, the DC / DC converter is operated with a constant output voltage, then the voltage dropped across the capacitor and thus the state of charge of the capacitor is also constant.

Beim aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur kurzfristen Anhebung einer Batteriespannung mit Hilfe eines in Serie geschalteten Kondensators wird der Kondensator, sobald er in Serie mit der Batterie geschaltet wird, entladen. Mit dem Entladen des Kondensators sinkt jedoch zugleich die am Kondensator abfallende Spannung, weshalb nur eine Erhöhung der Bordnetzspannung für ein kurzes Zeitintervall möglich ist, insbesondere da die Kapazität des Kondensators üblicherweise weitaus kleiner ist als die der Batterie. Im erfindungsgemäßen Verfahren bleibt der Ladezustand des Kondensators jedoch bei einer gleichmäßigen Last an der Batterie und einem festen Wandlungsverhältnis des DC/DC Konverters konstant. Damit kann eine Erhöhung der Bordnetzspannung für beliebige Zeiten erfolgen, solange die Batterie Strom zur Verfügung stellt.In the known from the prior art method for short-term increase of a battery voltage by means of a series-connected capacitor, the capacitor, as soon as it is connected in series with the battery, discharged. With the discharge of the capacitor, however, at the same time decreases the voltage dropping across the capacitor, which is why only an increase of the vehicle electrical system voltage for a short time interval is possible, especially since the capacitance of the capacitor is usually far smaller than that of the battery. In the method according to the invention, however, the charge state of the capacitor remains constant with a uniform load on the battery and a fixed conversion ratio of the DC / DC converter. This allows an increase in the vehicle electrical system voltage for any times, as long as the battery provides power.

Es ist anzumerken, dass die Beschreibung des Ladezustands des Kondensators als konstant selbstverständlich nur bei einer Mittelung über zumindest einen Schaltzyklus des DC/DC Wandlers zutreffend ist. DC/DC Wandler umfassen einen oder mehrere Schalter, die eine hochfrequente Wechselspannung erzeugen. Diese wird üblicherweise über Induktivitäten und Kapazitäten im DC/DC Wandler geglättet, wobei zudem abhängig vom Wandlertyp noch Dioden zum Gleichrichten der Spannung an bestimmten Punkten zum Einsatz kommen. Die Schaltfrequenzen von DC/DC Wandlern sind häufig im mehrstelligen Kilohertz-Bereich. Dies bedeutet wiederum, dass der Kondensator auf einer Zeitskala von einigen zehn bis einigen 100 ms geladen und entladen wird, die mittlere Spannung jedoch konstant bleibt.It should be noted that the description of the state of charge of the capacitor as constant, of course, only applies when averaging over at least one switching cycle of the DC / DC converter. DC / DC converters include one or more switches that generate a high frequency AC voltage. This is usually smoothed via inductors and capacitors in the DC / DC converter, whereby, in addition, depending on the type of converter, diodes are still used to rectify the voltage at certain points. The switching frequencies of DC / DC converters are often in the multi-digit kilohertz range. This in turn means that the capacitor is charged and discharged on a time scale of a few tens to a few 100 ms, but the average voltage remains constant.

Insgesamt wird der Batteriestrom also sowohl durch den Kondensator als auch durch den DC/DC Wandler transportiert. Dabei ist anzumerken, dass durch die Spulen und Kondensatoren des DC/DC Wandlers und den Kondensator, der mit der Batterie in Serie geschaltet ist, zwar große Ströme fließen und zugleich Spannungen abfallen, der Spannungsabfall gegenüber dem Strom jedoch jeweils phasenverschoben ist, so dass an den Spulen beziehungsweise Kondensatoren im wesentlichen keine Leistung dissipiert wird.Overall, the battery current is thus transported through both the capacitor and the DC / DC converter. It should be noted that while the coils and capacitors of the DC / DC converter and the capacitor, which is connected in series with the battery, although large currents flow and at the same time drop voltages, the voltage drop relative to the current is in each case phase-shifted, so that the coils or capacitors is dissipated substantially no power.

Als Batterie kann im erfindungsgemäßen Verfahren jegliche Art von Energiespeicher genutzt werden. Als Kondensator können insbesondere auch Superkondensatoren, beispielsweise Doppelschichtkondensatoren oder Pseudokondensatoren, genutzt werden. Als DC/DC Wandler kann beispielsweise ein Abwärtswandler genutzt werden. Die Ausgangsspannung eines Abwärtswandlers kann abhängig vom Pulsbreitenverhältnis, also dem Verhältnis der Zeiten zwischen den zwei Schaltzuständen innerhalb eines Schaltzyklusses des DC/DC Wandlers, zwischen der Eingangsspannung und 0 Volt eingestellt werden. Die Pulsbreite kann entweder direkt durch eine Pulsweitenmodulation durch die Steuereinrichtung oder von durch die Steuereinrichtung gesteuerten Komponenten erfolgen, es kann aber auch ein strom- oder spannungsgeregelter DC/DC Wandler genutzt werden, wodurch eine direkte Vorgabe der Ausgangsspannung möglich ist.As a battery any kind of energy storage can be used in the process according to the invention. Supercapacitors, for example double-layer capacitors or pseudocapacitors, can be used in particular as a capacitor. As a DC / DC converter, for example, a buck converter can be used. The output voltage of a buck converter can be adjusted between the input voltage and 0 volt, depending on the pulse width ratio, ie the ratio of the times between the two switching states within a switching cycle of the DC / DC converter. The pulse width can be done either directly by a pulse width modulation by the controller or by the controller controlled components, but it can also be a current or voltage controlled DC / DC converter can be used, whereby a direct specification of the output voltage is possible.

Selbstverständlich ist es auch möglich, den DC/DC Wandler so zu regeln, dass die Summe der DC/DC Wandlerspannung und der Batteriespannung konstant ist.Of course, it is also possible to regulate the DC / DC converter so that the sum of the DC / DC converter voltage and the battery voltage is constant.

Beispielsweise kann der DC/DC Wandler eine variable Ausgangsspannung im Bereich von einigen 100 mV bis zu 3 bis 4 Volt liefern, wobei der DC/DC Wandler so gesteuert werden kann, dass die Ausgangsspannung sowohl bei einem niedrigen Ladestand der Batterie und damit einer geringeren Batteriespannung als auch bei einer hohen Batterielast und damit einer Absenkung der Batteriespannung durch den Innenwiderstand der Batterie erhöht wird.For example, the DC / DC converter can provide a variable output voltage in the range of a few 100 mV to 3 to 4 volts, the DC / DC converter can be controlled so that the output voltage at both a low battery level and thus a lower Battery voltage is increased as well as a high battery load and thus a lowering of the battery voltage by the internal resistance of the battery.

Im erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist es damit möglich, den Spannungsbereich des Bordnetzes bei geringem zusätzlichen Energieverbrauch und geringem zusätzlichem Bauvolumen und Gewicht in einem weiten Spannungsbereich nahezu beliebig zu variieren.In the motor vehicle according to the invention it is thus possible to vary the voltage range of the electrical system with little additional energy consumption and low additional volume and weight in a wide voltage range almost arbitrarily.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist es möglich, dass die Steuereinrichtung zur Ansteuerung einer Schaltereinrichtung ausgebildet ist, die den zweiten Pol der Batterie in dem ersten Betriebsmodus mit dem DC/DC Wandler und dem ersten Anschluss des Kondensators und in zumindest einem zweiten Betriebsmodus mit dem Erdpotential verbindet. Eine solche Schaltung führt dazu, dass im weiten Betriebsmodus die Batterie wie in konventionellen Fahrzeugen direkt zwischen Erdpotential und Bordnetz geschaltet ist. Wird beispielsweise bei Betrieb eines Verbrennungsmotors durch Betrieb eines Generators ausreichend zusätzliche Spannung für das Bordnetz zur Verfügung gestellt, kann mit dieser Schaltung ein Stromtransport durch den DC/DC Wandler vermieden werden, wodurch es möglich ist, den Gesamtinnenwiderstand der Spannungsversorgung des Kraftfahrzeugs zu reduzieren, wodurch eine größere Effizienz erreicht wird. Zugleich kann im zweiten Betriebsmodus der DC/DC Wandler zum Laden des Kondensators genutzt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Kondensator eine besonders große Kapazität aufweist, beispielsweise wenn er als Hybridkondensator ausgebildet ist, wobei in diesem Fall beispielsweise beim Bremsen zurückgewonnene Energie im Kondensator gespeichert werden kann. Ist bei einem Wechsel in den ersten Betriebsmodus bereits Energie im Kondensator gespeichert, so muss weniger Strom durch den DC/DC Wandler zur Verfügung gestellt werden, wodurch die Batterie weniger belastet und Strom gespart wird.In a further development of the motor vehicle according to the invention, it is possible for the control device to be designed to drive a switch device which connects the second pole of the battery in the first operating mode with the DC / DC converter and the first terminal of the capacitor and in at least one second operating mode Earth potential connects. Such a circuit means that in the wide operating mode, the battery is connected directly between ground potential and electrical system, as in conventional vehicles. If, for example, when operating an internal combustion engine by operation of a generator sufficient additional voltage for the electrical system provided, with this circuit a current transport through the DC / DC converter can be avoided, whereby it is possible to reduce the total internal resistance of the power supply of the motor vehicle, thereby greater efficiency is achieved. At the same time, in the second operating mode, the DC / DC converter can be used to charge the capacitor. This is particularly advantageous when the capacitor has a particularly large capacity, for example when it is designed as a hybrid capacitor, in which case, for example, energy recovered during braking can be stored in the capacitor. If energy is already stored in the capacitor when switching to the first operating mode, less power must be provided by the DC / DC converter, which means less load on the battery and less power.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung zum Betrieb im ersten Betriebsmodus für eine Betriebszeit für mindestens eine Sekunde, insbesondere mindestens 5 Sekunden, im Speziellen mindestens 30 Sekunden ausgebildet ist. Wie bereits erläutert ist der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, dass eine Erhöhung der Bordnetzspannung prinzipiell für beliebige Zeiten möglich ist. Während es selbstverständlich auch möglich ist, den ersten Betriebsmodus nur für kurzzeitige starke Belastungen, wie beispielsweise ein Starten des Motors, zu nutzen, ist es durch einen längeren Betrieb im ersten Betriebsmodus beispielsweise möglich, bei einem Betrieb des Kraftfahrzeugs mit abgeschalteten Motor zuverlässig Systemkomponenten zu versorgen, die eine gewisse Mindestspannung erfordern, oder die Betriebsspannung eines Elektromotors während eines längeren Beschleunigungsintervalls zu erhöhen. Prinzipiell ist es auch möglich, das Kraftfahrzeug während der gesamten Betriebszeit im ersten Betriebsmodus zu betreiben. Insbesondere bei der Nutzung von Bleiakkumulatoren kann es jedoch vorteilhaft sein, die Steuereinrichtung zumindest zeitweise in dem zweiten Betriebsmodus zu betreiben, da aufgrund der üblicherweise deutlich größeren Kapazität der Batterie gegenüber dem Kondensator und der Lade-/Entladehysterese von Bleiakkumulatoren ein Überladen des Kondensators beim Laden der Batterie sonst nur mit großem Aufwand zu vermeiden wäre.It is particularly advantageous if the control device is designed for operation in the first operating mode for an operating time of at least one second, in particular at least 5 seconds, in particular at least 30 seconds. As already explained, the essential advantage of the motor vehicle according to the invention is that an increase in the vehicle electrical system voltage is possible in principle for any desired times. While it is of course also possible to use the first mode of operation only for short-term heavy loads, such as starting the engine, it is possible for example by a longer operation in the first operating mode to reliably supply system components in an operation of the motor vehicle with the engine off that require a certain minimum voltage, or to increase the operating voltage of an electric motor during a longer acceleration interval. In principle, it is also possible to operate the motor vehicle during the entire operating time in the first operating mode. In particular, when using lead-acid batteries, however, it may be advantageous to operate the control device at least temporarily in the second operating mode, since due to the usually much larger capacity of the battery compared to the capacitor and the charge / discharge hysteresis of lead-acid batteries overcharging of the capacitor when charging the Battery would otherwise be avoided only with great effort.

Auf besonders einfache Art kann eine dauerhafte Erhöhung der Spannung im Bordnetz erreicht werden, wenn die Steuereinrichtung zur Ansteuerung des DC/DC Wandlers ausgebildet ist, derart, dass die am Kondensator abfallende Spannung, gemittelt über einen Schaltzyklus des DC/DC Wandlers, über die Betriebszeit im Wesentlichen konstant ist.In a particularly simple way, a permanent increase in the voltage in the electrical system can be achieved if the control device is designed to control the DC / DC converter, such that the voltage drop across the capacitor, averaged over a switching cycle of the DC / DC converter, over the operating time is essentially constant.

Üblicherweise werden DC/DC Wandler nicht direkt über eine Pulswelle mit variablem Pulsweitenverhältnis, deren Pulsweitenverhältnis direkt das Verhältnis zwischen Eingangsspannungen und Ausgangsspannungen bestimmt, gesteuert, sondern über eine digital oder analog vorgegebene Referenzspannung. Für diese Regelschleife wird üblicherweise eine Stromkontrolle oder eine Spannungskontrolle genutzt, die sich in der Art des Rückkoppelkreises unterscheiden. Wird auf diese Art und Weise die Ausgangsspannung des DC/DC Konverters auf einen konstanten Wert geregelt, so führt dies dazu, dass auch stets die gleiche Spannung zwischen dem Erdpotential und dem Ausgang des DC/DC Wandlers und damit an dem Kondensator abfällt. Damit ist die Ladung des Kondensators konstant. Bei Serienschaltung dieses Kondensators mit der Batterie wird damit die Bordnetzspannung um den Wert erhöht, der am Ausgang des DC/DC Wandlers ausgegeben wird.Usually, DC / DC converters are not directly controlled by a pulse width with a variable pulse width ratio whose pulse width ratio directly determines the ratio between input voltages and output voltages, but via a digital or analog predetermined reference voltage. For this control loop usually a current control or a voltage control is used, which differ in the type of feedback circuit. If, in this way, the output voltage of the DC / DC converter is regulated to a constant value, this leads to the fact that always the same voltage between the ground potential and the output of the DC / DC converter and thus at the capacitor drops. Thus, the charge of the capacitor is constant. When this capacitor is connected in series with the battery, this increases the vehicle electrical system voltage by the value that is output at the output of the DC / DC converter.

Alternativ ist es möglich, dass die Steuereinrichtung zur Ansteuerung des DC/DC Wandlers ausgebildet ist, derart, dass im ersten Betriebsmodus die Betriebsspannung gemittelt über einen Schaltzyklus des DC/DC Wandlers im Wesentlichen unabhängig vom durch den Verbraucher fließenden Verbraucherstrom konstant ist, solange der Verbraucherstrom eine vorgegebene oder vorgebbare Stromgrenze nicht übersteigt. In diesem Fall kann beispielsweise ein Regelkreis genutzt werden, der als Eingangsspannung die Bordnetzspannung oder eine von der Bordnetzspannung abgeleitete Spannung aufnimmt, diese mit dem Sollwert, der durch eine Referenzspannung vorgegeben ist, vergleicht, und als Steuergröße entweder eine Spannung für einen Regelkreis des DC/DC Wandlers oder ein Pulsweitenverhältnis für den DC/DC Wandler vorgibt. Eine solche Steuerung kann selbstverständlich auch digital erfolgen. So kann die Bordnetzspannung entweder direkt oder mit Hilfe eines Spannungsteilers einem Analog-Digitalwandler zugeführt werden, der Messwert anschließend intern mit einem digital vorliegenden Sollwert für die Bordnetzspannung verglichen werden und anschließend entweder über einen Digital-Analogwandler eine Sollspannung für den DC/DC Wandler ausgegeben werden oder der DC/DC Wandler direkt durch einen digitalen Ausgang der eine pulsweitenmodulatierte Spannung ausgibt, gesteuert werden. Dem Fachmann erschließen sich jedoch auch zahlreiche weitere Ausführungsformen zur Regelung der Bordnetzspannung beziehungsweise der am Kondensator abfallenden Spannung.Alternatively, it is possible for the control device to be designed to control the DC / DC converter, such that in the first operating mode the operating voltage averaged over a switching cycle of the DC / DC converter is essentially independent of the consumer current flowing through the load, as long as the load current does not exceed a predetermined or specifiable current limit. In this case, for example, a control loop can be used, which receives the vehicle electrical system voltage or a voltage derived from the vehicle electrical system voltage as input voltage, compares this with the desired value, which is predetermined by a reference voltage, and as a control variable, either a voltage for a control circuit of the DC / DC converter or a pulse width ratio for the DC / DC converter specifies. Such Of course, control can also be digital. Thus, the vehicle electrical system voltage can be fed either directly or with the aid of a voltage divider to an analog-to-digital converter, the measured value are then internally compared with a digitally present setpoint for the vehicle electrical system voltage and then either via a digital-to-analog converter a target voltage for the DC / DC converter or the DC / DC converter is directly controlled by a digital output which outputs a pulse width modulated voltage. However, the skilled person will also be aware of numerous other embodiments for controlling the vehicle electrical system voltage or the voltage drop across the capacitor.

In einer vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs umfasst die Steuereinrichtung einen Regler zur Regelung der am Kondensator abfallenden Spannung oder der Betriebsspannung durch Ansteuerung des DC/DC Wandlers, der ein Proportional- und/oder ein Integral- und/oder ein Differentialglied umfasst. Es kann sich beim Regler in der Steuereinrichtung sowohl um einen analogen Regler handeln, als auch um einen digitalen Regler. Ein besonders einfacher Aufbau ist dann möglich, wenn die Steuereinrichtung einen digital implementierten Regelkreis umfasst und dieser direkt als Quelle für die den DC/DC Wandler schaltende Pulswelle dient. Selbstverständlich kann die Steuereinrichtung jedoch auch digital oder analog Sollwerte über einen getrennten Regelkreis des DC/DC Wandlers, insbesondere zur Strom- oder Spannungssteuerung, zur Verfügung stellen.In an advantageous embodiment of the motor vehicle according to the invention, the control device comprises a regulator for controlling the voltage dropping across the capacitor or the operating voltage by controlling the DC / DC converter, which comprises a proportional and / or an integral and / or differential element. The controller in the control device can be both an analog controller and a digital controller. A particularly simple construction is possible if the control device comprises a digitally implemented control circuit and this directly serves as a source for the pulse wave switching the DC / DC converter. Of course, however, the control device can also provide digital or analog setpoints via a separate control circuit of the DC / DC converter, in particular for current or voltage control.

Besonders vorteilhaft ist der DC/DC Wandler ein Abwärtswandler oder ein Synchronwandler. Da die Bordspannung nur um wenige Volt angehoben werden soll, am Eingang des DC/DC Wandlers im einfachsten Fall jedoch die Spannung des Bordnetzes selbst anliegt, die sich typischerweise im zweistelligen Voltbereich befindet, muss im erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug nur eine Konvertierung von höheren Spannungen zu niedrigeren Spannungen erfolgen. Damit ist ein besonders einfacher Aufbau des DC/DC Wandlers möglich. Synchronwandler haben insbesondere den Vorteil, dass sie gegenüber einfachen Abwärtswandlern eine höhere Effizienz aufweisen können. Selbstverständlich können auch eine Vielzahl weiterer Wandlertypen genutzt werden. Insbesondere bei der Nutzung von Kondensatoren mit großer Kapazität, wie beispielsweise Doppelschicht- oder Hybridkondensatoren, kann es vorteilhaft sein, diese beim Abstellen des Kraftfahrzeugs wieder zu entladen und die Energie des Kondensators zum Wiederaufladen der Batterie zu nutzen. Hierfür können bidirektionale DC/DC Wandler genutzt werden.Particularly advantageous is the DC / DC converter is a buck converter or a synchronous converter. Since the on-board voltage is to be increased by only a few volts, but at the input of the DC / DC converter in the simplest case, the voltage of the electrical system itself is applied, which is typically in the two-digit voltage range, must in the motor vehicle according to the invention only a conversion of higher voltages to lower voltages respectively. This makes a particularly simple construction of the DC / DC converter possible. Synchronous converters have the particular advantage that they can have a higher efficiency compared to simple buck converters. Of course, a variety of other types of transducers can be used. In particular, when using capacitors with a large capacity, such as double-layer or hybrid capacitors, it may be advantageous to recharge them when parking the motor vehicle and to use the energy of the capacitor to recharge the battery. For this bidirectional DC / DC converters can be used.

Die Batterie des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs kann beispielsweise ein Blei-Akkumulator sein. Blei-Akkumulatoren werden in nahezu allen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren als Energiespeicher genutzt. Sie bieten zahlreiche Vorteile, wie hohe Entladeströme, große Verfügbarkeit und günstigen Preis.The battery of the motor vehicle according to the invention may be, for example, a lead-acid battery. Lead-acid batteries are used in almost all vehicles with internal combustion engines as energy storage. They offer numerous advantages, such as high discharge rates, high availability and low price.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug sein, wobei der Verbraucher oder einer der Verbraucher ein Elektromotor oder ein Startergenerator ist, wobei die Steuereinrichtung beim Beschleunigen oder Anfahren in dem ersten Betriebsmodus ist oder in diesen wechselt, wobei die Betriebsspannung durch Serienschaltung von Kondensator und Batterie erhöht ist, wodurch das maximale Drehmoment des Elektromotors oder des Startergenerators erhöht ist. Häufig ist es gewünscht, die Leistung eines Kraftfahrzeugs in einem kurzen Zeitraum von wenigen Sekunden, beispielsweise zum Überholen eines anderen Kraftfahrzeugs, zu erhöhen. Zudem ist es in Hybridfahrzeugen häufig gewünscht, dass bei Beschleunigungsvorgängen, insbesondere aus dem Stand, das Drehmoment eines Verbrennungsmotors durch einen Elektromotor erhöht wird, um eine bessere Beschleunigung zu erreichen. Es ist also in zahlreichen Fahrsituationen gewünscht, kurzfristig das Drehmoment eines Elektromotors zu erhöhen.The motor vehicle according to the invention may be a hybrid or electric vehicle, the consumer or one of the consumers being an electric motor or a starter generator, the control device being in or switching to the first operating mode during acceleration or starting, the operating voltage being connected in series by capacitor and Battery is increased, whereby the maximum torque of the electric motor or the starter generator is increased. Often it is desired to increase the power of a motor vehicle in a short period of a few seconds, for example, to overtake another motor vehicle. In addition, it is often desired in hybrid vehicles that during acceleration processes, in particular from the state, the torque of an internal combustion engine is increased by an electric motor in order to achieve a better acceleration. It is therefore desired in numerous driving situations to increase the torque of an electric motor in the short term.

Viele Elektromotoren können zumindest kurzfristig mit einer Spannung betrieben werden, die deutlich höher als die im Bordnetz zur Verfügung stehende Spannung ist. Eine Erhöhung der Betriebsspannung des Elektromotors führt jedoch insbesondere im mittleren Drehzahlbereich zu einer deutlichen Anhebung des zur Verfügung stehenden Drehmoments. So kann in einigen Drehzahlbereichen bereits eine Steigerung der am Motor anliegenden Spannung um 3–4 Volt zu einer Verdopplung des Drehmoments führen. Wie vorangehend erläutert, ist es im erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug leicht möglich, die Bordnetzspannung für Zeiträume von mehreren Sekunden zu erhöhen. Damit ist es im erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug auch leicht möglich, das Drehmoment eines Elektromotors zu erhöhen, um eine bessere Beschleunigung zu erreichen.Many electric motors can be operated at least in the short term with a voltage that is significantly higher than the voltage available in the electrical system. An increase in the operating voltage of the electric motor, however, leads in particular in the middle speed range to a significant increase in the available torque. Thus, in some speed ranges, an increase of the voltage applied to the motor by 3-4 volts can already lead to a doubling of the torque. As explained above, it is easily possible in the motor vehicle according to the invention to increase the vehicle electrical system voltage for periods of several seconds. Thus, it is also easily possible in the motor vehicle according to the invention to increase the torque of an electric motor in order to achieve a better acceleration.

Es ist auch möglich, dass die Steuereinrichtung oder eine Überwachungseinrichtung die Batteriespannung überwacht und bei einem Unterschreiten einer vorgegebenen oder vorgebbaren Minimalspannung die Steuereinrichtung in den ersten Betriebsmodus wechselt. Für eine Absenkung der Batteriespannung gibt es beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs zahlreiche Gründe. Es existiert ein, typischerweise im Wesentlichen linearer, Zusammenhang zwischen dem Ladezustand der Batterie und der Batteriespannung. Ein relativ tiefer Ladezustand der Batterie kann also dazu führen, dass keine ausreichende Spannung für einige der Fahrzeugkomponenten zur Verfügung steht, und dass diese damit nicht erwartungsgemäß funktionieren. Dieses kann im erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug dadurch vermieden werden, dass die Steuereinrichtung bei einem Absinken der Batteriespannung in den ersten Betriebsmodus wechselt, in dem die Spannung im Bordnetz zusätzlich durch das in Serie schalten eines Kondensators und den Betrieb des DC/DC Wandlers erhöht wird.It is also possible for the control device or a monitoring device to monitor the battery voltage and to change the control device into the first operating mode when the voltage falls below a predetermined or predefinable minimum voltage. There are numerous reasons for lowering the battery voltage when operating a motor vehicle. There is a, typically substantially linear, relationship between the state of charge of the battery and the battery voltage. A relatively low state of charge of the battery can therefore lead to insufficient voltage being available for some of the vehicle components and not being able to do so work as expected. This can be avoided in the motor vehicle according to the invention in that the control device changes in a drop in battery voltage in the first operating mode in which the voltage in the electrical system is additionally increased by the series connection of a capacitor and the operation of the DC / DC converter.

Ein Absinken der Batteriespannung kann beispielsweise auch dadurch verursacht werden, dass einzelne Verbraucher mit einem sehr hohen Stromverbrauch von der Batterie versorgt werden müssen. Dies ist beispielsweise beim Betrieb eines Startergenerators oder eines Elektromotors der Fall, es können jedoch auch andere Fahrzeugkomponenten, wie beispielsweise eine elektrische Federeinstellung oder ähnliches zu einem kurzzeitigen Anstieg des Stromverbrauchs führen. Während ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug auch so ausgebildet sein kann, dass beim Betrieb bestimmter Komponenten automatisch in den ersten Betriebsmodus geschaltet wird, ist es dennoch vorteilhaft, eine Überwachungsvorrichtung für die Batteriespannung zu nutzen, da damit ohne besonderen Aufwand eine Vielzahl von Situationen aufgefangen werden können, in denen die Batteriespannung und damit die Bordnetzspannung in einem Kraftfahrzeug sinkt.A drop in the battery voltage can also be caused, for example, that individual consumers must be supplied with a very high power consumption of the battery. This is the case, for example, in the operation of a starter generator or an electric motor, however, other vehicle components, such as an electric spring adjustment or the like, can lead to a short-term increase in power consumption. While a motor vehicle according to the invention may also be configured such that when certain components are automatically switched to the first operating mode, it is nevertheless advantageous to use a monitoring device for the battery voltage, since a large number of situations can be absorbed without any special effort where the battery voltage and thus the vehicle electrical system voltage drops in a motor vehicle.

Des Weiteren ist es möglich, dass das Kraftfahrzeug eine Funktion zum Fahren mit stillgelegtem Motor aufweist und die Steuereinrichtung beim Fahren mit stillgelegtem Motor in dem ersten Betriebsmodus ist oder in diesen wechselt. Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise einen Generator auf, der bei laufendem Motor betrieben wird und dem Kraftfahrzeug elektrische Energie zur Verfügung stellt. Typischerweise ist dieser Generator parallel zur Batterie geschaltet. Der Generator kann beispielsweise eine Spannung in das Bordnetz einspeisen, die größer ist als die Batteriespannung. In diesem Fall werden die Fahrzeugkomponenten vollständig durch den Generator versorgt und die Batterie wird zudem geladen. Es ist jedoch auch möglich, dass der Generator eine Spannung bereitstellt, die ungefähr gleich der Batteriespannung ist. In diesem Fall wird durch die parallele Schaltung von Generator und Batterie effektiv eine gemeinsame Stromquelle gebildet, die einen geringeren Innenwiderstand aufweist, als die Batterie. Damit sinkt auch bei großem Verbrauch im Bordnetz die Ausgangsspannung dieser gemeinsamen Energieversorgung weniger als bei einem reinen Batteriebetrieb.Furthermore, it is possible for the motor vehicle to have a function for driving with the engine stopped and for the control device to be in the first operating mode when driving with the engine stopped or to change into the same. Motor vehicles usually have a generator which is operated with the engine running and provides the motor vehicle with electrical energy available. Typically, this generator is connected in parallel to the battery. The generator can, for example, feed a voltage into the vehicle electrical system which is greater than the battery voltage. In this case, the vehicle components are completely powered by the generator and the battery is also charged. However, it is also possible that the generator provides a voltage that is approximately equal to the battery voltage. In this case, the parallel circuit of generator and battery effectively forms a common power source having a lower internal resistance than the battery. Thus, even with large consumption in the electrical system, the output voltage of this common power supply less than in a pure battery operation.

Bei einem Fahren mit stillgelegtem Motor kann der Generator jedoch nicht unterstützend für die Batterie wirken. Zudem müssen möglicherweise zusätzliche Fahrzeugsysteme, die ansonsten von dem Motor betrieben werden, elektrisch betrieben werden, beispielsweise Bremskraftverstärker oder Heizungen. Dadurch wird beim Fahren mit stillgelegtem Motor die Batterie stärker belastet. Zudem stellt ein typischer Blei-Akkumulator in Kraftfahrzeugenselbst im unbelasteten Zustand nur Spannungen von ca. 12 Volt zur Verfügung. Daher ist es beim Fahren mit stillgelegtem Motor besonders wünschenswert, die Spannung im Bordnetz zu stabilisieren, beziehungsweise zu erhöhen, indem die Steuereinrichtung im ersten Betriebsmodus betrieben wird.However, when driving with the engine off, the generator may not be supportive of the battery. In addition, additional vehicle systems that are otherwise powered by the engine may need to be electrically powered, such as brake boosters or heaters. As a result, the battery is more heavily loaded when driving with the engine stopped. In addition, a typical lead-acid battery in vehicles even in the unloaded state provides only voltages of about 12 volts. Therefore, when driving with the engine stopped, it is particularly desirable to stabilize or increase the voltage in the vehicle electrical system by operating the control device in the first operating mode.

Während es, wie beschrieben, im erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug vorteilhaft möglich ist, dass das Kraftfahrzeug für längere Zeiträume im ersten Betriebsmodus betrieben wird, ist es auch möglich, dass der erste Betriebsmodus benutzt wird, um bei kurzen und starken Belastungen der Batterie die Spannung im Bordnetz zu erhöhen oder zu stabilisieren. Insbesondere ist es möglich, dass die Steuereinrichtung beim Starten des Kraftfahrzeugs in dem ersten Betriebsmodus ist oder in diesen wechselt.While it is advantageously possible in the motor vehicle according to the invention, as described, for the motor vehicle to be operated in the first operating mode for longer periods of time, it is also possible for the first operating mode to be used to supply the voltage in the vehicle electrical system during short and heavy loads on the battery increase or stabilize. In particular, it is possible for the control device to be in the first operating mode when starting the motor vehicle or to change over to it.

Die weiteren Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigen:The further advantages and details of the invention will become apparent from the embodiments described below and the accompanying drawings. Showing:

1 schematisch das Bordnetz eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, 1 1 schematically the electrical system of a first exemplary embodiment of a motor vehicle according to the invention,

2 eine Darstellung zum Einfluss des Innenwiderstands auf die Ausgangsspannung einer Batterie, 2 a representation of the influence of the internal resistance on the output voltage of a battery,

3 schematisch das Bordnetz eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, 3 schematically the electrical system of another embodiment of a motor vehicle according to the invention,

4 einen Abwärtswandler, 4 a down-converter,

5 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, 5 a schematic representation of a third embodiment of a motor vehicle according to the invention,

6 ein Diagramm der Betriebsspannung in Abhängigkeit des Ladezustands der Batterie, und 6 a diagram of the operating voltage as a function of the state of charge of the battery, and

7 ein Diagramm des Drehmoments eines Elektromotors in Abhängigkeit der Drehzahl und der anliegenden Spannung. 7 a diagram of the torque of an electric motor as a function of the speed and the applied voltage.

1 zeigt schematisch das Bordnetz eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs. In diesem besonders einfachen Ausführungsbeispiel weist das Bordnetz eine Batterie 1 und einen Verbraucher 2 auf, der zwischen einen Pol der Batterie 1 und der Erdpotential 3 geschaltet ist. Die Batterie 1 ist über den Kondensator 4 ebenfalls mit dem Erdpotential 3 verbunden. Daneben ist ein DC/DC Wandler 5 zwischen die Pole der Batterie 1 geschaltet. Der DC/DC Wandler 5 weist vier Anschlüsse auf. Mit einem Anschluss ist der DC/DC Wandler mit einem Referenzpotential verbunden, das das Erdpotential ist. Alle weiteren Spannungen am DC/DC Wandler sind auf dieses Potential bezogen. Zudem wird am DC/DC Wandler eine Eingangsspannung am Eingang 6 angelegt, und vom DC/DC Wandler eine Ausgangsspannung am Ausgang 7 ausgegeben. Das Verhältnis der Ausgangsspannung zur Eingangsspannung wird durch ein Pulsweitenverhältnis des DC/DC Wandlers bestimmt. In diesem Ausführungsbeispiel wird der DC/DC Wandler direkt durch eine durch die Steuereinrichtung 8 erzeugte Pulswelle angesteuert. Die Pulswelle ist zumindest über mehrere Zyklen periodisch und weist einen hohen und einen niedrigen Spannungspegel auf. Der DC/DC Wandler umfasst einen oder mehrere Schalter, die abhängig vom Spannungspegel der Pulswelle geöffnet und geschlossen werden. So kann der DC/DC Wandler ein Abwärtswandler mit einem einzelnen Schalter sein, wobei beispielsweise ein hoher Spannungspegel der Pulswelle einem Schließen des Schalters und ein niedriger Spannungspegel einem Öffnen des Schalters entspricht. Wird ein Synchronwandler genutzt, so weist dieser typischerweise zwei Schalter auf, die gegenphasig geschaltet werden, das heißt, dass jeweils ein Schalter geöffnet wird, wenn der andere geschlossen wird und umgekehrt. 1 schematically shows the electrical system of a motor vehicle according to the invention. In this particularly simple embodiment, the electrical system has a battery 1 and a consumer 2 on that between one pole of the battery 1 and the earth potential 3 is switched. The battery 1 is over the capacitor 4 also with the earth potential 3 connected. Next to it is a DC / DC converter 5 between the poles of the battery 1 connected. The DC / DC converter 5 has four connections. With one connection, the DC / DC converter is connected to a reference potential, which is the ground potential. All other voltages at the DC / DC converter are related to this potential. In addition, at the DC / DC converter an input voltage at the input 6 applied, and from the DC / DC converter, an output voltage at the output 7 output. The ratio of the output voltage to the input voltage is determined by a pulse width ratio of the DC / DC converter. In this embodiment, the DC / DC converter is directly controlled by the controller 8th triggered generated pulse wave. The pulse wave is periodic at least over several cycles and has a high and a low voltage level. The DC / DC converter includes one or more switches that are opened and closed depending on the voltage level of the pulse wave. Thus, the DC / DC converter may be a single-down-converter with, for example, a high voltage level of the pulse wave corresponding to a switch closing and a low voltage level corresponding to opening of the switch. If a synchronous converter is used, it typically has two switches which are switched in antiphase, that is, one switch is opened each time the other is closed and vice versa.

Die Pulswelle, die den DC/DC Wandler steuert, wird üblicherweise mit einem Pulsweitenverhältnis beschrieben, das den Zeitanteil beschreibt, während dessen sich das Signal auf einem hohen Spannungswert befindet. Wird ein einfacher Abwärtswandler genutzt, ist die Ausgangsspannung typischerweise direkt proportional zum Pulsweitenverhältnis, wenn ein hoher Signalpegel einem Schließen des Schalters entspricht. Damit kann durch Kontrolle des Pulsweitenverhältnisses in der Steuereinrichtung 8 das Verhältnis der Spannung am Ausgang 7 zu der Spannung im Eingang 6 des DC/DC Wandlers bestimmt werden.The pulse wave that controls the DC / DC converter is typically described with a pulse width ratio that describes the amount of time that the signal is at a high voltage level. If a simple buck converter is used, the output voltage is typically directly proportional to the pulse width ratio when a high signal level corresponds to closing the switch. This can be done by controlling the pulse width ratio in the control device 8th the ratio of the voltage at the output 7 to the tension in the entrance 6 of the DC / DC converter.

Zur Vereinfachung soll zunächst angenommen werden, dass die Batterie 1 keinen Innenwiderstand aufweist. Weist nun beispielsweise die Batterie eine Ausgangsspannung von 12 Volt auf, es ist jedoch gewünscht, dass am Verbraucher 2 eine Spannung von 14 Volt abfällt, so kann die Betriebsspannung durch Nutzung des Kondensators 4 und des DC/DC Wandlers 5 um 2 Volt erhöht werden. Um dies zu erreichen, muss am Kondensator 4 eine Spannung von 2 Volt abfallen. Eine Seite des Kondensators 4 ist mit dem Erdpotential 3 verbunden. Da am Kondensator 4 eine Spannung von 2 Volt abfallen soll, muss auf der anderen Seite des Kondensators 4 eine Spannung von 2 Volt anliegen. Damit muss auch die Ausgangsspannung 7 des DC/DC Wandlers 5 gegenüber dem Erdpotential 3 2 Volt sein. Da der Eingang 6 des DC/DC Wandlers 5 mit dem Eingang des Verbrauchers 2 parallel geschaltet ist, liegt im Gleichgewichtszustand am Eingang 6 des DC/DC Wandlers 5 die gleiche Spannung an, wie am Verbraucher 2. Soll der Verbraucher 2 mit einer Spannung von 14 Volt betrieben werden, so liegen in diesem Fall am Eingang 6 des DC/DC Wandlers 5 ebenfalls 14 Volt an.For simplicity, it should first be assumed that the battery 1 has no internal resistance. For example, if the battery has an output voltage of 12 volts, it is desired that the consumer 2 a voltage of 14 volts drops, so can the operating voltage by using the capacitor 4 and the DC / DC converter 5 increased by 2 volts. To achieve this, must be on the capacitor 4 drop a voltage of 2 volts. One side of the capacitor 4 is at earth potential 3 connected. Because on the capacitor 4 a voltage of 2 volts should drop off, on the other side of the capacitor 4 a voltage of 2 volts applied. This must also be the output voltage 7 of the DC / DC converter 5 opposite the earth potential 3 Be 2 volts. Because the entrance 6 of the DC / DC converter 5 with the entrance of the consumer 2 is connected in parallel, is in the state of equilibrium at the entrance 6 of the DC / DC converter 5 the same voltage as the consumer 2 , Should the consumer 2 be operated with a voltage of 14 volts, so are in this case at the entrance 6 of the DC / DC converter 5 also 14 volts.

Im DC/DC Wandler muss also eine Spannung von 14 Volt am Eingang 6 auf eine Spannung am Ausgang 7 von 2 Volt gewandelt werden. Die Ausgangsspannung ist also ein Siebtel der Eingangsspannung. Um dies zu erreichen, muss der DC/DC Wandler 5 mit einer Pulswelle angesteuert werden, die sich ein Siebtel der Periodendauer auf einem hohen Spannungsniveau befindet. Eine derartige Pulswelle kann durch die Steuerungseinrichtung 8 beispielsweise durch einen digitalen Zähler erzeugt werden. Um im Bordnetz eine möglichst gleichmäßige Spannung zu erreichen ist es vorteilhaft, wenn die Pulswelle hochfrequent ist. Typischerweise werden DC/DC Wandler mit Pulswellen im Kilohertzbereich betrieben. Soll der DC/DC Wandler 5 beispielsweise mit einem Kilohertz betrieben werden, kann in der Steuereinrichtung ein Zähler mit einer Taktung von beispielsweise 70 Kilohertz genutzt werden Der Zähler kann dann so programmiert werden, dass der Ausgang der Steuereinrichtung 8 zur Steuerung des DC/DC Wandlers 5 jeweils nach 60 Zyklen auf ein hohes Spannungsniveau gestellt wird und nach 10 Taktzyklen wieder auf ein tiefes Spannungsniveau.In the DC / DC converter, therefore, a voltage of 14 volts must be present at the input 6 to a voltage at the output 7 be converted by 2 volts. The output voltage is therefore one seventh of the input voltage. To achieve this, the DC / DC converter must be used 5 be driven with a pulse wave, which is one-seventh of the period at a high voltage level. Such a pulse wave can by the control device 8th be generated for example by a digital counter. In order to achieve the most uniform possible voltage in the electrical system, it is advantageous if the pulse wave is high-frequency. Typically, DC / DC converters are operated with pulse waves in the kilohertz range. Should the DC / DC converter 5 For example, be operated at a kilohertz, in the control device, a counter can be used with a clock of, for example, 70 kilohertz. The counter can then be programmed so that the output of the control device 8th for controlling the DC / DC converter 5 after 60 cycles is set to a high voltage level and after 10 clock cycles back to a low voltage level.

Bei einer oberflächlichen Betrachtung des gezeigten Bordnetzes ist zunächst unklar, wie Strom, der den Verbraucher 2 durchflossen hat, über das Erdpotential 3 wieder zur Batterie 1 gelangen kann. Dies ist nur über die Verbindungen des Eingangs für ein Referenzpotentials des DC/DC Wandlers 5 zum Erdpotential 3 und den Kondensator 4 möglich. Zunächst ist anzumerken, dass eine reine Gleichsspannungsbetrachtung des gezeigten Schemas des Bordnetzes vollständig zutreffend ist, da im DC/DC Wandler hochfrequent Schalter geöffnet und geschlossen werden und damit zunächst pulsförmige Stromverläufe erzeugt werden. Der interne Aufbau eines DC/DC Wandlers 5 wird später noch detailliert mit Bezug auf 4 beschrieben. Ohne eine detaillierte Betrachtung soll hier jedoch angemerkt werden, dass der Kondensator 4 bei einer Nutzung eines Abwärts- oder eines Synchronwandlers als DC/DC Wandler parallel zu einem Kondensator des DC/DC Wandlers geschaltet ist, der im DC/DC Wandler als Teil eines Tiefpassfilters wirkt. Dies führt dazu, dass ein Stromfluss über den Kondensator 4 möglich ist, da dieser hochfrequent ge- und entladend wird. Zudem fließt auch Strom zwischen dem Eingang für das Referenzpotential des DC/DC Wandlers 5 und dem Ausgang 7 des DC/DC Wandlers 5. Wie später noch detailliert erläutert, ist beispielsweise beim Abwärtswandler zwischen diesen Polen eine Diode in Durchlaufrichtung und eine Spule angeordnet. Damit kann angenommen werden, dass der Gleichstromanteil des Stroms durch den DC/DC Wandler 5 transportiert wird.In a superficial consideration of the wiring system shown is initially unclear, such as electricity, the consumer 2 has passed through the earth potential 3 back to the battery 1 can get. This is only through the connections of the reference for a reference potential of the DC / DC converter 5 to earth potential 3 and the capacitor 4 possible. First, it should be noted that a pure DC voltage analysis of the scheme of the on-board electrical system shown is completely correct, since in the DC / DC converter high-frequency switches are opened and closed and thus initially pulse-shaped current waveforms are generated. The internal structure of a DC / DC converter 5 will be detailed later with reference to 4 described. However, without a detailed consideration, it should be noted here that the capacitor 4 is connected in use of a buck converter or a synchronous converter as a DC / DC converter in parallel with a capacitor of the DC / DC converter, which acts as part of a low-pass filter in the DC / DC converter. This causes a current flow across the capacitor 4 is possible because it is high-frequency loading and unloading. In addition, current flows between the input for the reference potential of the DC / DC converter 5 and the exit 7 of the DC / DC converter 5 , As explained in detail later, for example, in the buck converter between these poles is a diode in Passage direction and a coil arranged. Thus, it can be assumed that the DC component of the current through the DC / DC converter 5 is transported.

Ein wesentlicher Vorteil der Anhebung der Betriebsspannung ist, dass Spannungseinbrüche der Batterie aufgrund großer Last kompensiert werden können. 2 zeigt einen einfachen Schaltkreis zur Illustration des Spannungseinbruchs bei Abgabe von großen Strömen durch die Batterie. In diesem einfachen Schaltkreis ist ein Verbraucher 2 zwischen die beiden Pole einer Batterie 1 geschaltet. Im vorangehenden Ausführungsbeispiel wurde davon ausgegangen, dass die Batterie keinen Innenwiderstand aufweist. Hier soll dieses Modell erweitert werden, so dass die Batterie 1 aus einer Spannungsquelle 9 und einem Innenwiderstand 10 aufgebaut ist. Bei der Abgabe nicht allzu großer Ströme kann der Innenwiderstand 10 als ohmscher Widerstand modelliert werden, der der Spannungsquelle 9 in Serie geschaltet ist.A significant advantage of increasing the operating voltage is that voltage drops of the battery can be compensated due to high load. 2 shows a simple circuit illustrating the voltage dip in the discharge of large currents through the battery. In this simple circuit is a consumer 2 between the two poles of a battery 1 connected. In the previous embodiment, it was assumed that the battery has no internal resistance. Here, this model is to be extended so that the battery 1 from a voltage source 9 and an internal resistance 10 is constructed. When discharging not too large currents, the internal resistance 10 be modeled as an ohmic resistance, that of the voltage source 9 connected in series.

Die Spannung, die am Verbraucher 2 anliegt, beziehungsweise die an den Polen der Batterie gemessen werden kann, entspricht der Potentialdifferenz zwischen den Spannungen am Punkt 11 und am Punkt 12. Die von der Spannungsquelle 9 zur Verfügung gestellte Spannung liegt jedoch zwischen den Punkten 11 und 13 an. Um die am Verbraucher 2, also zwischen den Punkten 11 und 12 abfallende Spannung zu bestimmen, muss zunächst der von der Batterie abgegebene Strom bestimmt werden. Der Strom ergibt sich zu I = U:(R2 + R10), wobei R2 der Widerstand des Verbrauchers 2 und R10 der Widerstand des Innenwiderstands 10 ist. Große Stromabgaben der Batterie 1 entsprechen also einem geringen Widerstand des Verbrauchers 2. Der durch die Spannungsquelle 9 abgegebene Strom durchläuft sowohl den Verbraucher 2 als auch den Innenwiderstand 10. Die am Verbraucher 2 abfallende Spannung zwischen den Punkten 11 und 12 der Schaltung berechnet sich damit U2 zu R2 × I = R2:(R1 + R2) × U. Es ist leicht zu erkennen, dass beispielsweise, wenn der Widerstand des Verbrauchers 2 ungefähr gleich groß ist wie der Innenwiderstand 10 der Batterie 1, zwischen den Punkten 11 und 12 nur die Hälfte der Spannung der Spannungsquelle 9 zur Verfügung steht. Sobald also der Widerstand der parallel geschalteten Verbraucher im Bordnetz so klein wird, dass er vergleichbar mit dem Innenwiderstand der Batterie wird, sinkt die von der Batterie 1 abgegebene Spannung merklich.The tension, the consumer 2 is applied, or which can be measured at the poles of the battery, corresponds to the potential difference between the voltages at the point 11 and at the point 12 , The from the voltage source 9 provided voltage lies however between the points 11 and 13 at. To the consumer 2 that is, between the points 11 and 12 To determine the declining voltage, the current supplied by the battery must first be determined. The current is given by I = U: (R 2 + R 10 ), where R 2 is the resistance of the consumer 2 and R 10 is the resistance of the internal resistance 10 is. Large current outputs of the battery 1 So correspond to a low resistance of the consumer 2 , The one by the voltage source 9 discharged electricity passes through both the consumer 2 as well as the internal resistance 10 , The consumer 2 falling voltage between the points 11 and 12 The circuit thus calculates U 2 to R 2 × I = R 2 : (R 1 + R 2 ) × U. It is easy to see that, for example, if the resistance of the consumer 2 is about the same size as the internal resistance 10 the battery 1 , between the points 11 and 12 only half the voltage of the voltage source 9 is available. So as soon as the resistance of the parallel connected consumers in the electrical system is so small that it is comparable to the internal resistance of the battery, which falls from the battery 1 emitted voltage noticeably.

Dies soll beispielhaft am Betrieb eines Elektromotors zur Unterstützung der Fahrleistung erläutert werden. Zunächst soll die Batterie als ideale Spannungsquelle mit einer Ausgangsspannung von 12 Volt und keinem Innenwiderstand angenommen werden. Zudem soll angenommen werden, dass der Motor einen Widerstand von 50 mΩ aufweist. Mit einer idealen Spannungsquelle würden in diesem Fall 240 Ampere durch den Motor fließen und es würden im Bordnetz weiterhin 12 Volt zur Verfügung stehen.This will be explained by way of example in the operation of an electric motor to support the driving performance. Initially, the battery should be considered as an ideal voltage source with an output voltage of 12 volts and no internal resistance. In addition, it should be assumed that the motor has a resistance of 50 mΩ. In this case, with an ideal voltage source, 240 amps would flow through the motor and 12 volts would still be available in the electrical system.

Weißt die Batterie nun aber einen Innenwiderstand von 5 Milliohm auf, würde bei Verwendung des gleichen Motors im gleichen Drehzahlbereich die Spannungen im Bordnetz auf 10,9 Volt einbrechen. Mit einer solchen niedrigen Spannung im Bordnetz kann nicht mehr notwendigerweise der Betrieb aller Systeme im Kraftfahrzeug sichergestellt werden. Wie in diesem Beispiel zu erkennen ist, ist insbesondere beim Betrieb von Verbrauchern mit niedriger Impedanz am Bordnetz, eine Unterstützung der Batterie durch Stabilisierungsmaßnahmen erforderlich.If the battery now has an internal resistance of 5 milliohms, using the same motor in the same speed range would reduce the voltage in the electrical system to 10.9 volts. With such a low voltage in the electrical system, the operation of all systems in the motor vehicle can no longer necessarily be ensured. As can be seen in this example, support for the battery by means of stabilization measures is required, in particular when operating low-impedance loads on the vehicle electrical system.

3 zeigt das Bordnetz eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs mit einer Schaltung 17 zur Stabilisierung beziehungsweise Erhöhung der Betriebsspannung des Bordnetzes. Die Schaltung 17 kann beispielsweise als kompaktes Bauteil mit drei Anschlüssen, jeweils einem Anschluss zur Verbindung mit den beiden Polen der Batterie und einem Erdanschluss, ausgebildet sein. Offensichtlich entspricht die Größe der dargestellten Komponenten nicht der tatsächlichen Größe der Komponenten. Über das Bordnetz des Kraftfahrzeugs wird neben dem Verbraucher 2 sowie eventuell weiteren Verbrauchern, die rechts durch die gepunktete Linie angedeutet sind, ein Startergenerator 14 betrieben. Der Startergenerator 14 kann auch zum Wiederaufladen der Batterie 1 genutzt werden. Die Pfeile 18 zeigen die Stromrichtung für den Fall an, dass der Startergenerator 14 als Motor betrieben wird. Damit ist beispielsweise eine Boostfunktion zum schnelleren Anfahren eines Kraftfahrzeugs realisierbar. 3 shows the electrical system of another embodiment of a motor vehicle with a circuit 17 to stabilize or increase the operating voltage of the electrical system. The circuit 17 For example, it can be designed as a compact component with three connections, in each case one connection for connection to the two poles of the battery and one earth connection. Obviously, the size of the components shown does not correspond to the actual size of the components. About the electrical system of the motor vehicle is next to the consumer 2 and possibly other consumers, which are indicated on the right by the dotted line, a starter generator 14 operated. The starter generator 14 Can also recharge the battery 1 be used. The arrows 18 indicate the current direction in the event that the starter generator 14 is operated as a motor. Thus, for example, a boost function for faster startup of a motor vehicle can be realized.

Die Schaltung 17 zur Spannungsstabilisierung beziehungsweise Erhöhung umfasst einen Kondensator 4, einen DC/DC Wandler 5, eine Steuereinrichtung 8 sowie zwei Schalter 15, 16. In dem Fall, dass der Startergenerator 14 als Motor betrieben werden soll, soll durch die Schaltung 17 eine Erhöhung der am Startergenerator 14 und am Verbraucher 2 abfallenden Spannung gegenüber der durch die Batterie 1 zur Verfügung gestellten Spannung erreicht werden. So wird durch die Steuereinrichtung 8 wie gezeigt der Schalter 15 geschlossen und der Schalter 16 geöffnet.The circuit 17 for voltage stabilization or increase comprises a capacitor 4 , a DC / DC converter 5 , a control device 8th as well as two switches 15 . 16 , In the case of the starter generator 14 should be operated as a motor, should by the circuit 17 an increase in the starter generator 14 and at the consumer 2 decreasing voltage compared to that by the battery 1 provided voltage can be achieved. Thus, by the control device 8th as shown the switch 15 closed and the switch 16 open.

Die resultierende Schaltung entspricht im Wesentlichen der in 1 gezeigten Schaltung. So ist auch hier zwischen dem Pol der Batterie 1 und dem Erdpotential 3 der Kondensator 4 angeordnet und es wird zudem ein DC/DC Wandler 5 zwischen den Polen der Batterie 1 angeordnet.The resulting circuit is essentially the same as in 1 shown circuit. So here too is between the pole of the battery 1 and the earth potential 3 the capacitor 4 and it also becomes a DC / DC converter 5 between the poles of the battery 1 arranged.

Die grundlegende Funktion dieser Schaltung wurde schon mit Bezug auf 1 erläutert. Im Gegensatz zur in 1 gezeigten Schaltung soll die Betriebsspannung hier jedoch auf einen vorgegebenen Wert erhöht und dort stabilisiert werden. Daher wird hier eine etwas komplexere Steuereinrichtung 8 genutzt. Die Steuereinrichtung 8 umfasst hier einen Analog-Digitalwandler, der die Spannung, die zwischen den Eingängen 18 und 19 abfällt, in ein digitales Signal wandelt. Anschluss 18 der Steuereinrichtung ist mit einem ersten Pol der Batterie 1 verbunden. Damit entspricht das am Anschluss 18 anliegende Potential der Betriebsspannung des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs. Anschluss 19 ist mit dem Erdpotential 3 verbunden. Durch Nutzung dieser beiden Anschlüsse wird die Betriebsspannung differentiell gegen das Erdpotential gemessen. Die Steuereinrichtung 8 umfasst zudem einen digital implementierten Proportional-Integralregler, der die digitalisierte Eingangsspannung mit einem Sollwert vergleicht, proportionale und integrale Korrekturwerte berechnet. Die addierten proportionalen und integralen Anteile werden anschließend wieder in eine analoge Spannung gewandelt und über Ausgang 20 als Referenzspannung an den DC/DC Wandler abgegeben. Der DC/DC Wandler ist als spannungsgesteuerter DC/DC Wandler ausgebildet, das heißt, dass die Ausgangsspannung mit der am Ausgang 20 der Steuereinrichtung 8 ausgegebenen Referenzspannung verglichen wird und über einen im DC/DC Wandler integrierten Regelkreis die Ausgangsspannung auf diese Spannung geregelt wird. The basic function of this circuit has already been related to 1 explained. Unlike in 1 shown circuit, the operating voltage is here, however, increased to a predetermined value and stabilized there. Therefore, here is a slightly more complex control device 8th used. The control device 8th here includes an analog-to-digital converter, which measures the voltage between the inputs 18 and 19 drops, converts to a digital signal. connection 18 the control device is connected to a first pole of the battery 1 connected. This corresponds to the connection 18 adjacent potential of the operating voltage of the electrical system of the motor vehicle. connection 19 is at earth potential 3 connected. By using these two terminals, the operating voltage is measured differentially against the ground potential. The control device 8th It also includes a digitally-implemented proportional-integral controller that compares the digitized input voltage to a setpoint, and calculates proportional and integral correction values. The added proportional and integral components are then converted back to an analog voltage and output 20 delivered as a reference voltage to the DC / DC converter. The DC / DC converter is designed as a voltage-controlled DC / DC converter, that is to say that the output voltage matches that at the output 20 the control device 8th is compared output voltage and is controlled by a DC / DC converter integrated control circuit, the output voltage to this voltage.

Mit der gezeigten Steuereinrichtung ist es damit über einen weiteren Wertebereich möglich, durch eine digitale Ansteuerung die Betriebsspannung über einen weiten Spannungsbereich anzupassen und zu stabilisieren.With the control device shown, it is thus possible over a wider range of values to adapt and stabilize the operating voltage over a wide voltage range by means of a digital control.

Wird der Startergenerator 14 hingegen als Generator betrieben, ist es häufig nicht gewünscht, die Schaltung 17 zur Spannungsstabilisierung zu betreiben. In diesem Fall stellt der Generator ausreichend Spannung für das Bordnetz zur Verfügung und die Effizienz des Kraftfahrzeugs kann erhöht werden, wenn der DC/DC Wandler nicht betrieben wird. Zudem kann es beim Laden der Batterie nachteilig sein, wenn ein Kondensator mit dieser in Serie geschaltet ist, da der Kondensator in der Regel eine viel kleinere Kapazität aufweist als die Batterie und damit ein bidirektionaler DC/DC Wandler notwendig wäre, um ein Überladen des Kondensators zu vermeiden. Daher ist es in diesem Fall weit einfacher, die Schalter 15, 16 durch die Steuereinrichtung 8 umzuschalten. Zum Laden der Batterie, während der Generator 14 betrieben wird, wird also Schalter 16 geschlossen und Schalter 15 geöffnet.Will the starter generator 14 however, operated as a generator, it is often not desired, the circuit 17 to operate for voltage stabilization. In this case, the generator provides sufficient voltage for the electrical system and the efficiency of the motor vehicle can be increased when the DC / DC converter is not operated. In addition, it may be detrimental when charging the battery, when a capacitor is connected in series with this, since the capacitor usually has a much smaller capacity than the battery and thus a bidirectional DC / DC converter would be necessary to overcharge the capacitor to avoid. Therefore, it is far easier in this case, the switch 15 . 16 by the control device 8th switch. To charge the battery while the generator 14 is operated, so will switch 16 closed and switch 15 open.

Zum besseren Verständnis der in 1 und 3 gezeigten Schaltungen ist in 4 beispielhaft ein einfacher Abwärtswandler gezeigt. Ein Abwärtswandler wird genutzt, um eine zwischen Eingang 7 und Erdpotential 3 liegende Eingangsspannung auf eine geringere Ausgangsspannung, die am Ausgang 6 ausgegeben wird, zu wandeln. Hierzu wird Schalter 26 periodisch geöffnet und geschlossen, wodurch ein rechteckkförmiger Spannungsverlauf an den weiteren Komponenten des DC/DC Wandlers 5 anliegt. Die Unterbrechung wird durch eine Rechteckspannung 22 gesteuert, die beispielsweise durch eine externe Steuereinrichtung oder durch einen Regelkreis erzeugt wird. Als einfachstes Modell für die weiteren Komponenten des DC/DC Wandlers kann angenommen werden, dass die Spule 24 und der Kondensator 25 einen Tiefpassfilter bilden, die das Ausgangssignal glätten und die Diode 23 die richtige Ausgangspolorität der Spannung am Ausgang 6 sicherstellt. In 4 ist auch zu erkennen, dass ein Stromfluss vom Erdpotential 3 zum Ausgang 6 für Gleichspannung der richtigen Polarität leicht möglich ist. Dies ist in den in 1 und 3 gezeigten Schaltung wesentlich, um einen Stromtransport von der Batterie 1 durch den Verbraucher 2 und zurück zur Batterie 1 zu ermöglichen.For a better understanding of in 1 and 3 shown circuits is in 4 an example of a simple buck converter shown. A down-converter is used to switch between input 7 and earth potential 3 lying input voltage to a lower output voltage at the output 6 is spent, to convert. This will be switch 26 periodically opened and closed, whereby a rectangular-shaped voltage waveform on the other components of the DC / DC converter 5 is applied. The interruption is caused by a square wave 22 controlled, which is generated for example by an external control device or by a control loop. The simplest model for the other components of the DC / DC converter can be assumed to be the coil 24 and the capacitor 25 form a low-pass filter, which smooth the output signal and the diode 23 the correct output polarity of the voltage at the output 6 ensures. In 4 It can also be seen that there is a current flow from the earth potential 3 to the exit 6 for DC voltage of the correct polarity is easily possible. This is in the in 1 and 3 shown circuit, a current transport from the battery 1 by the consumer 2 and back to the battery 1 to enable.

5 zeigt ein Kraftfahrzeug 27 mit hybriden Antrieb mit einem Verbrennungsmotor 28 und einem Startergenerator 14, der auch im laufenden Betrieb unterstützend als Elektromotor betrieben werden kann. Das Kraftfahrzeug 27 weist einen 12 Volt Bleiakkumulator als Batterie 1 auf. Beim Betrieb des Startergenerators 14 als Elektromotor werden große Ströme benötigt, wodurch die Versorgung der weiteren Verbraucher 2 mit ausreichender Spannung gefährdet ist. Zudem kann es im Kraftfahrzeug 27 gewünscht sein, bei der Beschleunigung höhere Spannungen zum Betrieb des Startergenerators 14 zur Verfügung zu stellen. Daher wird zusätzlich die Schaltung 17 genutzt, um die Betriebsspannung im Bordnetz des Kraftfahrzeugs 27 konstant zu halten beziehungsweise bei Bedarf zu erhöhen. Die Schaltung 17 kann beispielsweise aufgebaut sein, wie in 3 gezeigt. 5 shows a motor vehicle 27 with hybrid drive with an internal combustion engine 28 and a starter generator 14 which can also be operated during operation as a supportive electric motor. The car 27 has a 12 volt lead-acid battery as a battery 1 on. During operation of the starter generator 14 As an electric motor, large currents are required, whereby the supply of other consumers 2 is endangered with sufficient tension. It can also be in the vehicle 27 be desired when accelerating higher voltages for the operation of the starter generator 14 to provide. Therefore, in addition, the circuit 17 used to the operating voltage in the electrical system of the motor vehicle 27 keep constant or increase if necessary. The circuit 17 can be constructed, for example, as in 3 shown.

6 und 7 zeigen an Diagrammen, die die Betriebsspannung im Bordnetz, beziehungsweise das Drehmoment eines angetriebenen Elektromotors zeigen, warum es vorteilhaft ist, die Bordnetzspannung zu erhöhen beziehungsweise zu stabilisieren. 6 and 7 show on diagrams that show the operating voltage in the electrical system, or the torque of a driven electric motor, why it is advantageous to increase the vehicle electrical system voltage or stabilize.

6 zeigt die Abhängigkeit der Betriebsspannung vom Ladezustand der Batterie. Es sind vier Kurven gezeigt. Die Kurve 29 zeigt die an einem unbelasteten Bleiakkumulator abfallende Spannung, die Kurve 30 die an einem belasteten Bleiakkumulator abfallende Spannung, die Kurve 31 zeigt die Betriebsspannung, wenn die am belasteten Bleiakkumulator abfallende Spannung durch einen Hilfsspeicher erhöht wird, wobei hier stets von einem gleichgeladenen Hilfsspeicher ausgegangen wird und die Kurve 32 zeigt die Betriebsspannung, wenn zusätzlich ein variabler DC/DC Wandler zur Stabilisierung der Betriebsspannung im Bordnetz des Kraftfahrzeugs genutzt wird. 6 shows the dependence of the operating voltage on the state of charge of the battery. There are four curves shown. The curve 29 shows the voltage dropping across an unloaded lead-acid battery, the curve 30 the voltage dropping across a loaded lead-acid battery, the curve 31 shows the operating voltage when the voltage dropping at the loaded lead-acid battery voltage is increased by an auxiliary memory, which is always assumed here by an equally loaded auxiliary memory and the curve 32 shows the operating voltage when in addition a variable DC / DC converter is used to stabilize the operating voltage in the electrical system of the motor vehicle.

Die Kurve 29 zeigt, dass ein typischer Bleiakkumulator abhängig vom Ladezustand zwischen ca. 11,5 und ca. 13 Volt Ausgangsspannung zur Verfügung stellt. Bordnetze moderner Kraftfahrzeuge sind häufig auf einen optimalen Spannungsbereich von 13 bis 15 Volt im Bordnetz ausgelegt. Dieser Spannungsbereich wird durch den Betrieb eines Generators bei laufendem Motor erreicht. Weist das Kraftfahrzeug nun aber beispielsweise einen Betriebsmodus zum Fahren mit abgestelltem Motor auf, so kann diese zusätzliche Spannung durch den Generator nicht zur Verfügung gestellt werden. Damit liegt die typischerweise von einem Bleiakkumulator zur Verfügung gestellte Spannung bereits unter der gewünschten Spannung.The curve 29 shows that a typical lead-acid battery provides between about 11.5 and about 13 volts output voltage depending on the state of charge. Bordnetze modern motor vehicles are often designed for an optimal voltage range of 13 to 15 volts in the electrical system. This voltage range is achieved by operating a generator with the engine running. However, if the motor vehicle now has, for example, an operating mode for driving with the engine off, this additional voltage can not be made available by the generator. Thus, the voltage typically provided by a lead-acid battery is already below the desired voltage.

Die Spannung eines Bleiakkumulators könnte theoretisch durch das Hinzufügen weiterer Zellen erhöht werden, dies hat jedoch den Nachteil, dass der Innenwiderstand des Bleiakkumulators erhöht würde und das Gewicht steigt. Unter Umständen könnte auch nicht die volle Kapazität des Bleiakkumulators genützt werden, um zu hohe Spannungen zu vermeiden.The voltage of a lead-acid battery could theoretically be increased by the addition of further cells, but this has the disadvantage that the internal resistance of the lead-acid battery would be increased and the weight increased. Under certain circumstances, the full capacity of the lead-acid battery could not be used to avoid too high voltages.

Wird das Bordnetz stark belastet, wird die Betriebsspannung im Bordnetz, wie in Kurve 30 gezeigt, weiter abgesenkt. Insbesondere beim Betrieb von Elektromotoren zur Fahrunterstützung kann es damit notwendig sein, gewisse Funktionen abzuschalten, was den Fahrkomfort verringert.If the electrical system is heavily loaded, the operating voltage in the electrical system, as in curve 30 shown, further lowered. In particular, when operating electric motors for driving assistance, it may be necessary to switch off certain functions, which reduces the ride comfort.

Eine solche Absenkung der Spannung und das Fehlen eines Generators zur Erhöhung der Bordnetzspannung kann im einfachsten Fall durch das Schalten eines Hilfsspeichers in Serie mit der Batterie kompensiert werden. In 6 ist beispielsweise eine konstante Erhöhung der Spannung um ca. 2 Volt gezeigt. Eine solche Erhöhung der Spannung mit einem Hilfsspeicher hat zwei wesentliche Nachteile. Zum einen hat ein solcher Speicher in der Regel wesentlich geringere Kapazität als eine Batterie, wodurch eine Erhöhung der Betriebsspannung nur für kurze Zeitintervalle, typischerweise im Bereich von einigen Millisekunden, möglich ist. Zum anderen ist die Betriebsspannung des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs weiterhin stark vom Ladezustand der Batterie und von der Belastung der Batterie abhängig. Daher müssen alle Fahrzeugkomponenten derart ausgelegt sein, dass sie über einen weiten Spannungsbereich problemlos funktionieren können. Damit kann unter Umständen jedoch ein erheblicher technischer Mehraufwand verbunden sein.Such a lowering of the voltage and the absence of a generator to increase the vehicle electrical system voltage can be compensated in the simplest case by switching an auxiliary storage in series with the battery. In 6 For example, a constant increase in voltage by about 2 volts is shown. Such an increase of the voltage with an auxiliary memory has two significant disadvantages. On the one hand, such a memory usually has much lower capacity than a battery, whereby an increase in the operating voltage is only possible for short time intervals, typically in the range of a few milliseconds. On the other hand, the operating voltage of the electrical system of the motor vehicle is still heavily dependent on the state of charge of the battery and the load on the battery. Therefore, all vehicle components must be designed so that they can easily operate over a wide voltage range. This may, however, be associated with considerable technical overhead.

Wie an Kurve 32 zu erkennen, kann die Abhängigkeit der Betriebsspannung vom Ladezustand der Batterie und den abgegebenen Strömen durch die zusätzliche Nutzung eines DC/DC Wandlers mit variabler Ausgangsspannung drastisch verringert werden. Damit kann mit relativ geringem technischen Aufwand eine deutliche Verbesserung der Stabilität der Betriebsspannung im Bordnetz eines Kraftfahrzeugs erreicht werden.As at curve 32 To recognize the dependence of the operating voltage from the state of charge of the battery and the output currents can be drastically reduced by the additional use of a DC / DC converter with variable output voltage. This can be achieved with relatively little technical effort a significant improvement in the stability of the operating voltage in the electrical system of a motor vehicle.

Insbesondere bei Hybridfahrzeugen wird es häufig gewünscht, einen Elektromotor oder Startergenerator zur Unterstützung der Fahrleistung, insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten und Drehzahlen, zu benutzten.In particular, in hybrid vehicles, it is often desired to use an electric motor or starter generator to assist driving performance, particularly at low speeds and speeds.

7 zeigt für einen beispielhaften Elektromotor den Zusammenhang der Drehzahl mit dem Drehmoment. Die mittlere Kurve 34 zeigt das Drehmoment bei einer Betriebsspannung von 12 Volt am Motor. Diese Kurve würde mit einem Motor an einem typischen Bleiakkumulator erreicht, wenn sich dieser wie eine ideale Spannungsquelle verhalten würde. Wie bereits erläutert, wird jedoch bei den großen Strömen, die zum Betrieb eines Elektromotors zur Fahrunterstützung notwendig sind, die Batteriespannung teils drastisch gesenkt. 7 shows the relationship of the speed with the torque for an exemplary electric motor. The middle curve 34 shows the torque at an operating voltage of 12 volts at the motor. This curve would be achieved with a motor on a typical lead-acid battery if it behaved like an ideal voltage source. As already explained, however, in the case of the large currents which are necessary for the operation of an electric motor for driving assistance, the battery voltage is in some cases drastically reduced.

Eine Folge dieser Absenkung der Batteriespannung ist beispielhaft mit Kurve 33 gezeigt, die das Drehmoment des Motors bei einer Betriebsspannung von 10 Volt zeigt. Insbesondere im relativ niedrigen Drehzahlbereich von ca. 1000 Umdrehungen pro Minute führt diese Absenkung der Betriebsspannung zu einem Verlust an Drehmoment. So stehen bei 10 Volt teilweise nur noch ca. 60% des Drehmoments zur Verfügung, die bei einer Betriebsspannung von 12 Volt zur Verfügung stehen. Bereits eine Stabilisierung der Betriebsspannung auf 12 Volt kann also bei der Nutzung eines Elektromotors zu einer erheblichen Steigerung der Fahrleistung führen.A consequence of this lowering of the battery voltage is an example with a curve 33 showing the torque of the motor at an operating voltage of 10 volts. In particular, in the relatively low speed range of about 1000 revolutions per minute, this lowering of the operating voltage leads to a loss of torque. Thus, at 10 volts, in some cases only about 60% of the torque is available, which is available at an operating voltage of 12 volts. Even a stabilization of the operating voltage to 12 volts can thus lead to a significant increase in driving performance when using an electric motor.

Ergänzend zeigt Kurve 35, dass mit einem Anheben der Betriebsspannung auf 14 Volt die Fahrleistung nochmals deutlich verbessert werden kann. Es ist also klar zu erkennen, dass insbesondere beim Betrieb von Kraftfahrzeugen mit hybridem Antrieb durch die Stabilisierung beziehungsweise Erhöhung der Betriebsspannung eine wesentliche Verbesserung der Fahrleistung erzielt werden kann.In addition shows curve 35 in that with an increase in the operating voltage to 14 volts, the driving performance can be significantly improved again. It can therefore be clearly seen that a significant improvement in driving performance can be achieved, in particular when operating motor vehicles with a hybrid drive by stabilizing or increasing the operating voltage.

Claims (13)

Kraftfahrzeug, umfassend eine Batterie (1) mit einem ersten Pol und einem zweiten Pol, einen Kondensator (4), wenigstens einen Verbraucher (2), einen DC/DC Wandler (5) und eine Steuereinrichtung (8), wobei der zumindest eine Verbraucher (2) zwischen den ersten Pol der Batterie (1) und ein Erdpotential (3) geschaltet ist, womit an dem Verbraucher (2) eine Betriebsspannung abfällt, und wobei ein Referenzpotential eines Eingangs (6) und eines Ausgangs (7) des DC/DC Wandlers (5) das Erdpotential (3) ist, wobei in zumindest einem ersten Betriebsmodus der Steuereinrichtung (8) der Kondensator (4) mit der Batterie in Serie geschaltet ist, wobei der Kondensator (4) mit einem ersten Anschluss mit dem zweiten Pol der Batterie (1) und mit einem zweiten Anschluss mit dem Erdpotential (3) und der DC/DC Wandler (5) mit dem Eingang (6) mit dem ersten Pol der Batterie (1) und mit dem Ausgang (7) mit dem zweiten Pol der Batterie (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) den DC/DC Wandler (5) im ersten Betriebsmodus derart ansteuert, dass Strom zwischen dem Eingang (6) und dem Ausgang (7) des DC/DC Wandlers (5) fließt.Motor vehicle comprising a battery ( 1 ) having a first pole and a second pole, a capacitor ( 4 ), at least one consumer ( 2 ), a DC / DC converter ( 5 ) and a control device ( 8th ), whereby the at least one consumer ( 2 ) between the first pole of the battery ( 1 ) and a ground potential ( 3 ) is connected, bringing on the Consumer ( 2 ) drops an operating voltage, and wherein a reference potential of an input ( 6 ) and one output ( 7 ) of the DC / DC converter ( 5 ) the earth potential ( 3 ), wherein in at least a first operating mode of the control device ( 8th ) the capacitor ( 4 ) is connected in series with the battery, wherein the capacitor ( 4 ) with a first connection to the second pole of the battery ( 1 ) and with a second connection to the ground potential ( 3 ) and the DC / DC converter ( 5 ) with the entrance ( 6 ) with the first pole of the battery ( 1 ) and with the output ( 7 ) with the second pole of the battery ( 1 ), characterized in that the control device ( 8th ) the DC / DC converter ( 5 ) in the first operating mode such that current between the input ( 6 ) and the output ( 7 ) of the DC / DC converter ( 5 ) flows. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) zur Ansteuerung einer Schalteinrichtung ausgebildet ist, die den zweiten Pol der Batterie (1) in dem ersten Betriebsmodus mit dem DC/DC Wandler (5) und dem ersten Anschluss des Kondensators (4) und in zumindest einem zweiten Betriebsmodus mit dem Erdpotential (3) verbindet.Motor vehicle according to claim 1, characterized in that the control device ( 8th ) is designed to control a switching device, the second pole of the battery ( 1 ) in the first operating mode with the DC / DC converter ( 5 ) and the first terminal of the capacitor ( 4 ) and in at least a second operating mode with the ground potential ( 3 ) connects. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) zum Betrieb im ersten Betriebsmodus für eine Betriebszeit von mindestens 1 s, insbesondere mindestens 5 s, im speziellen mindestens 30 s ausgebildet ist.Motor vehicle according to claim 2, characterized in that the control device ( 8th ) is designed for operation in the first operating mode for an operating time of at least 1 s, in particular at least 5 s, in particular at least 30 s. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) zur Ansteuerung des DC/DC Wandlers (5) ausgebildet ist, derart, dass die am Kondensator (4) abfallende Spannung, gemittelt über einen Schaltzyklus des DC/DC Wandlers (5), über die Betriebszeit im wesentlichen konstant ist.Motor vehicle according to claim 3, characterized in that the control device ( 8th ) for controlling the DC / DC converter ( 5 ) is formed such that on the capacitor ( 4 ) falling voltage, averaged over a switching cycle of the DC / DC converter ( 5 ), over the operating time is substantially constant. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) zur Ansteuerung des DC/DC Wandlers (5) ausgebildet ist, derart, dass im ersten Betriebsmodus die Betriebsspannung gemittelt über einen Schaltzyklus des DC/DC Wandlers (5) im wesentlichen unabhängig vom durch den Verbraucher (2) fließenden Verbraucherstrom konstant ist, solange der Verbraucherstrom eine vorgegebene oder vorgebbare Stromgrenze nicht übersteigt.Motor vehicle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control device ( 8th ) for controlling the DC / DC converter ( 5 ) is configured such that in the first operating mode, the operating voltage averaged over a switching cycle of the DC / DC converter ( 5 ) essentially independent of the consumer ( 2 ) flowing load current is constant, as long as the load current does not exceed a predetermined or specifiable current limit. Kraftfahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) einen Regler zur Regelung der am Kondensator (4) abfallenden Spannung oder der Betriebsspannung durch Ansteuerung des DC/DC Wandlers (5) umfasst, der ein Proportional- und/oder ein Integral- und/oder ein Differentialglied umfasst.Motor vehicle according to claim 4 or 5, characterized in that the control device ( 8th ) a controller for controlling the capacitor ( 4 ) falling voltage or the operating voltage by driving the DC / DC converter ( 5 ), which comprises a proportional and / or an integral and / or a differential element. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der DC/DC Wandler (5) ein Abwärtswandler oder ein Synchronwandler ist.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the DC / DC converter ( 5 ) is a buck converter or a synchronous converter. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (1) ein Blei-Akkumulator ist.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the battery ( 1 ) is a lead-acid battery. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsspannung im ersten Betriebsmodus höher ist als die Batteriespannung bei unbelasteter Batterie (1).Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the operating voltage in the first operating mode is higher than the battery voltage with unloaded battery ( 1 ). Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (27) ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug ist, wobei der Verbraucher (2) oder einer der Verbraucher (2) ein Elektromotor oder ein Startergenerator (14) ist, wobei die Steuereinrichtung beim Beschleunigen oder Anfahren in dem ersten Betriebsmodus ist oder in diesen wechselt, wobei die Betriebsspannung durch Serienschaltung von Kondensator (4) und Batterie (1) erhöht ist, wodurch das maximale Drehmoment des Elektromotors oder des Startergenerators (14) erhöht ist.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the motor vehicle ( 27 ) is a hybrid or electric vehicle, the consumer ( 2 ) or one of the consumers ( 2 ) an electric motor or a starter generator ( 14 ), wherein the control device during acceleration or starting in the first operating mode is or changes to, wherein the operating voltage by series connection of capacitor ( 4 ) and battery ( 1 ), whereby the maximum torque of the electric motor or the starter generator ( 14 ) is increased. Kraftfahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) oder eine Überwachungseinrichtung die Batteriespannung überwacht und bei einem Unterschreiten einer vorgegebenen oder vorgebbaren Minimalspannung die Steuereinrichtung (8) in den ersten Betriebsmodus wechselt.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 8th ) or a monitoring device monitors the battery voltage and, if the voltage falls below a predetermined or predefinable minimum voltage, the control device ( 8th ) changes to the first operating mode. Kraftfahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (27) eine Funktion zum Fahren mit stillgelegtem Motor (28) aufweist und die Steuereinrichtung (8) beim Fahren mit stillgelegtem Motor (28) in dem ersten Betriebsmodus ist oder in diesen wechselt.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the motor vehicle ( 27 ) a function for driving with the engine stopped ( 28 ) and the control device ( 8th ) when driving with the engine stopped ( 28 ) is in the first operating mode or changes into this. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) beim Starten des Kraftfahrzeugs (27) in dem ersten Betriebsmodus ist oder in diesen wechselt.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 8th ) when starting the motor vehicle ( 27 ) is in the first operating mode or changes into this.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015208568B4 (en) * 2015-05-08 2022-03-31 Vitesco Technologies GmbH Vehicle electrical system switching module, vehicle electrical system support device and vehicle electrical system branch
DE102016208893A1 (en) * 2016-05-23 2017-11-23 Robert Bosch Gmbh Motor vehicle electrical system with at least two energy stores, method for operating a motor vehicle electrical system and means for its implementation
DE102016213603A1 (en) * 2016-07-25 2018-01-25 Audi Ag Energy storage for a motor vehicle
DE102017208030B4 (en) * 2017-05-12 2019-03-14 Audi Ag On-board network for a motor vehicle for providing a redundant power supply for safety consumers and motor vehicles
DE102018110382A1 (en) * 2018-04-30 2019-10-31 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for temperature determination of an electrically heatable catalyst
EP4190498A1 (en) * 2021-12-01 2023-06-07 Hilti Aktiengesellschaft Power supply device and systems comprising machine tools and power supply devices

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002046608A1 (en) * 2000-12-04 2002-06-13 Epcos Ag Electric running connection for a starter
US20100308650A1 (en) * 2007-12-03 2010-12-09 Peugeot Citroen Automobiles Sa Electric circuit for automobile
DE102009028147A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 Robert Bosch Gmbh Circuit arrangement for a vehicle electrical system
FR2964511A1 (en) * 2010-09-03 2012-03-09 Peugeot Citroen Automobiles Sa Power supply for start and stop vehicle, has discharging component that discharges super-capacitor module, where super-capacitor module is discharged from utilization voltage to rest voltage
WO2012049387A1 (en) * 2010-10-14 2012-04-19 Peugeot Citroën Automobiles SA Method of recharging a supercapacitor module for a motor vehicle, and corresponding motor vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002046608A1 (en) * 2000-12-04 2002-06-13 Epcos Ag Electric running connection for a starter
US20100308650A1 (en) * 2007-12-03 2010-12-09 Peugeot Citroen Automobiles Sa Electric circuit for automobile
DE102009028147A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 Robert Bosch Gmbh Circuit arrangement for a vehicle electrical system
FR2964511A1 (en) * 2010-09-03 2012-03-09 Peugeot Citroen Automobiles Sa Power supply for start and stop vehicle, has discharging component that discharges super-capacitor module, where super-capacitor module is discharged from utilization voltage to rest voltage
WO2012049387A1 (en) * 2010-10-14 2012-04-19 Peugeot Citroën Automobiles SA Method of recharging a supercapacitor module for a motor vehicle, and corresponding motor vehicle

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