DE102013009991A1

DE102013009991A1 - Fremdstartfähige Integration einer Batterie in ein Kraftfahrzeug-Bordnetz

Info

Publication number: DE102013009991A1
Application number: DE201310009991
Authority: DE
Inventors: Florian Kühnlenz; Marcus Lippel; Frank Juwick
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2014-12-18

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Bordnetz für ein Fahrzeug. umfassend ein erstes Teilbordnetz (2), das wenigstens eine Batterie (5) umfasst, und einen Fremdstart-/Ladepunkt (I1). Das Kraftfahrzeug-Bordnetz (1) umfasst ferner eine Regelungseinrichtung (4) zur Regulierung der Stromzufuhr (I, I1) vom Fremdstart-/Ladepunkt (11) zur Batterie (5), wobei die Regelungseinrichtung (4) zwischen das erste Teilbordnetz (2) mit der Batterie (5) und den Fremdstart-/Ladepunkt (11) geschaltet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Kraftfahrzeug-Bordnetz, insbesondere auf die fremdstartfähige Integration einer Batterie in ein Kraftfahrzeug-Bordnetz.
Von den verschiedenen bisher eingesetzten Batteriearten (zum Beispiel Blei-, Nickel-Cadmium-, Nickel-Metallhydrid- und Nickel-Zink-Akkumulatoren) hat sich der Blei-Akkumulator wegen seines günstigen Preises und der langen Erfahrung mit dieser Technologie als Starterbatterie für Kraftfahrzeuge durchgesetzt. Aus verschiedenen Gründen wird jedoch daran geforscht, die heutzutage übliche Bleibatterie im konventionellen 12V-Kraftfahrzeug-Bordnetz durch modernere Batterie-Technologien wie beispielsweise eine Lithium-Ionen-Batterie zu ersetzen. Die Lithium-Technologie verspricht aufgrund der hohen volumetrischen und gravimetrischen Energiedichte eine Gewichtsersparnis von ca. 50% bei gleichem Bauraum. Aufgrund der höheren Zyklenlebensdauer eignen sich Lithium-Ionen-Batterien auch besser für Start-Stopp-Systeme und für die als Rekuperation bezeichnete Rückgewinnung von Bremsenergie. Da der Innenwiederstand einer Lithium-Ionen-Batterie geringer ist, als der einer Bleibatterie und die Ruhespannung um mindestens 400 mV höher ist, lassen sich bei Verwendung der Lithium-Ionen-Technologie Komponenten mit höheren Stromgradienten in das 12V-Bordnetz eines Kraftfahrzeuges integrieren, ohne die Spannungsstabilität zu gefährden. Die Entwicklung neuer Batterietechnologien für Kraftfahrzeuge wird ferner dadurch gefördert, dass in der EU alle fünf Jahre geprüft wird, ob das Bleiverbot in Kraftfahrzeugen auch auf die Starterbatterie ausgedehnt werden kann.
Lithium-Ionen-Batterien und vergleichbare Batterie-Technologien weisen im Vergleich zu Bleibatterien zwar die genannten Vorteile auf, aufgrund der höheren Leistungs- und Energiedichte bringen sie aber auch höhere Gefahren mit sich. Über- und Unterspannungen über eine gewisse Zeit sowie Überladungen und Tiefentladungen können beispielsweise zu einem kritischen Versagen der Lithiumzellen führen. Dieses hat je nach eingesetzter Lithium-Ionen-Chemie Folgen von einer Überhitzung der Batterie bis zu einem Ausfall der Batterie. Die Verwendung der Lithium-Ionen-Technologie erfordert deshalb eine Überwachung der einzelnen Lithiumzellen durch Elektronik. Üblicherweise besitzt eine Lithium-Ionen-Batterie ein Balancing, d. h. Mittel um eine gleichmäßige Ladung aller Zellen zu gewährleisten und Schütze, um im Fehlerfall die gesamten Batterie vom Bordnetz des Fahrzeuges abzutrennen und so die übrigen Komponenten des Bordnetzes vor Überspannungen zu schützen.
Bei der Bleibatterie führen die genannten Effekte nur zu einer rapiden Alterung. Dies wird ausgenutzt, um z. B. bei einem Generatorfehler eine unzulässige Spannungserhöhung durch eine Überladung der Bleibatterie zu kompensieren. Bei einer Überladung verbraucht eine Bleibatterie ihre Säure sehr schnell, wodurch sich ihre Spannung verringert, so dass ein abruptes Versagen des Bordnetzes verhindert wird. Die übliche Integration von Schützen in Lithium-Ionen-Batterien hat den Nachteil, dass ein solcher Spannungsausgleich zwischen Generator und Batterie verhindert wird.
Auch beim Fremdstarten sind Lithium-Ionen-Batterien empfindlicher gegenüber Fehlbehandlungen. Zum Fremdstarten wird eine externe Strom- und Spannungsquelle wie etwa ein Ladegerät oder die Bordnetzbatterie eines Spenderfahrzeugs mit der Batterie des Empfängerfahrzeugs verbunden. Betrachtet man einen Fremdstart durch ein 12V-Kraftfahrzeug, geschieht dies meist bei einer tiefentladenen Batterie. Eine tiefentladene Bleibatterie ist aufgrund ihres hohen Innenwiederstands nicht in der Lage, das hohe Stromangebot des Spenderfahrzeugs aufzunehmen. Anders sieht dies bei einer Lithium-Ionen-Batterie aus, die einen geringeren Innenwiderstand als eine Bleibatterie aufweist. Der Innenwiederstand ist so gering, dass sämtlicher durch das Spenderfahrzeug zur Verfügung stehender Strom von der Lithium-Ionen-Batterie aufgenommen werden würde. Die damit verbundene schnelle Ladung einer tiefentladenen Lithiumbatterie beim Fremdstartversuch kann jedoch zu einer unerwünschten Erwärmung der Batterie führen.
Auch kann die falsche Ladung einer Lithium-Ionen-Batterie mit einem konventionellen Bleiladegerät zu einem Defekt der Lithium-Ionen-Batterie führen, beispielsweise durch zu schnelle Ladung nach Tiefentladung oder bei Überladung aufgrund der bei Bleibatterien üblichen hohen Ladeschlussspannung.
Die Komponenten der Bordeelektronik eines KFZ, insbesondere dessen Starterbatterie, sollten jedoch gegenüber solchen Fehlfunktionen robust sein und möglichst auch bei Fremdstartversuche mit einer hohen Spannung von 26 V, wie sie bei LKWs üblich ist, funktionstüchtig bleiben.
Aus der DE 10 2010 004 214 A1 ist eine Überladungsschutzschaltung für eine zwei Pole aufweisende Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle bekannt, die ein zwischen die Pole der Energiespeicherzelle geschaltetes, die Spannung zwischen den Polen auf eine Begrenzungsspannung begrenzendes Leisungszenerdiode aufweist. Die Zenerdiode ist mit ihrem Kathodenanschluss mit dem Pluspol der Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle und mit ihrem Anodenanschluss mit dem Minuspol der Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle verbunden. Die Zenerspannung der Zenerdiode wird dabei derart gewählt, dass sie einer erwünschten Begrenzungsspannung kleiner als die maximal zulässige Ladespannung der Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle entspricht. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Ladespannung die erwünschte Begrenzungsspannung beziehungsweise maximale Ladespannung nicht überschreitet. Das Vorsehen einer solchen Überladungsschutzschaltung hat u. a. jedoch den bereits oben genannten Nachteil, dass damit ein Spannungsausgleich zwischen Generator und Batterie verhindert wird.
Aus der WO 2011/069162 A1 ist eine Batterie bestehend aus mehreren Lithium-Ionen-Zellen bekannt, in die ein Powermanagementsystem und eine skalierbarer Abschaltkomponente integriert ist. Das Powermanagementsystem dient zum Balancing der Lithium-Ionen-Zellen. Die Abschaltkomponente ist aus mehreren parallelgeschalteten Gruppen von MOSFETs aufgebaut und schützt die Batterie vor Überladung und „Durchlaufen”. Das Vorsehen von Schützen in der Batterie selbst ist jedoch aus den eingangs genannten Gründen ggf. unerwünscht.
Aus der DE 10 2011 003 565 A1 ist eine Fremdstartvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Start-Stopp-Funktion bekannt, das mit einem zweiten Bordnetz ausgestattet ist. Das zweite Bordnetz verfügt über eine eigene Batterie, welche als Zustartbatterie bezeichnet wird. Die Zustartbatterie wird im Normalfall vom Basisbordnetz geladen. Das Teilbordnetz mit der Zustartbatterie ist vom Teilbordnetz mit der Hauptbatterie durch ein Batterietrennrelais und/oder einen unidirektionalen Gleichstromwandler getrennt. Jedes der Teilbordnetze verfügt über einen eigenen Fremdstartstützpunkt. Die Fremdstartstützpunkte sind mit einer äußeren Stromquelle über eine kabelgebundene Verbindung kontaktierbar, um die wiederaufladbaren elektrischen Energiespeicher zu laden. Alle Energiespeicher können etwa im Falle einer Tiefentladung nach langer Standzeit zügig geladen werden. Die Limitierung der von einem elektrischen Energiespeicher aufgenommenen elektrischen Leistung erfolgt durch die Ladungsaufnahmefähigkeit des Energiespeichers oder der Stromtragfähigkeit der äußeren Stromquelle bei einer bestimmten Ladespannung. Der Gleichstromwandler wirkt jedoch nicht limitierend, so dass die Batterien nicht durch das Bordnetz vor Brandgefahr geschützt sind, was für den Einsatz mit Lithium-Ionen-Batterien aus den einleitend genannten Gründen ungünstig ist.
Die DE 10 2010 020 294 A1 offenbart eine wiederaufladbare elektrische Energiespeichereinheit mit einer in einem Gehäuse der Energiespeichereinheit untergebrachten Lithium-Ionen-Batterie, beispielsweise zur Verwendung als Starterbatterie in einem Kraftfahrzeug. Die Energiespeichereinheit weist ferner eine im Gehäuse untergebrachte Verpolschutzschaltung auf, um die Batterie im Falle einer Verpolung vor einer Beschädigung zu schützen. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verpolschutzschaltung ein in Reihenschaltung mit der Batterie angeordnetes Abschaltelement umfasst. Dies ermöglicht in einfacher Weise ein Abschalten des im Verpolfall über die Batterie fließenden (Kurzschluss-)Stromes. Das Abschaltelement kann beispielsweise als Schmelzsicherung, als selbstrückstellende Sicherung, oder als elektronisch steuerbares Schaltelement, z. B. als Relais oder als ein Transistor (z. B. Bipolartransistor oder FET) ausgebildet sein. Im Falle des elektronisch steuerbaren Schaltelements ist vorgesehen, dass die Verpolschutzschaltung ferner einen Schaltungsteil zur Erfassung eines Verpolfalles und zur Ansteuerung des Schaltelementes umfasst. Alternativ oder zusätzlich zur Anordnung eines Abschaltelementes in Reihenschaltung mit der Batterie ist vorgesehen, dass die Verpolschutzschaltung eine in Parallelschaltung mit der Batterie angeordnete Überbrückungseinrichtung, beispielsweise eine in Sperrrichtung angeordnete Diode, zur Stromumleitung im Verpolfall umfasst. Die Überbrückungseinrichtung kann z. B. so ausgelegt sein, dass im Verpolfall wenigstens 30%, insbesondere wenigstens 50% des über die Energiespeichereinheit fließenden (Kurzschluss-)Stromes über die Überbrückungseinrichtung und somit an der Batterie vorbei fließen. Damit sinkt im Verpolfall entsprechend die Strombelastung der Batterie. In der Energiespeichereinheit der DE 10 2010 020 294 A1 ist allerdings kein Schutz der Batterie vor einer Überhitzung während eines korrekt gepolten Ladevorgangs vorgesehen.
Die DE 10 2011 012 958 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeugbordnetz mit einer aufladbaren Batterie und einem hierzu parallel geschalteten Lithium-Ionen-Kondensator. Durch den parallel geschalteten Kondensator können auch dann noch die für den Anlasser des Motors benötigten hohen Stromstärken aufgebracht werden, wenn die Batterie selbst bereits zu stark entladen ist. Hierbei wird die Eigenschaft des Kondensators, kurzzeitig hohe Stromstärken bereitstellen zu können, ausgenutzt. Batterie und Kondensator sind über eine Einrichtung zur Entkopplung und zur Begrenzung der Stromstärke miteinander verbunden. Diese Einrichtung ist als eine MOSFET Schaltung mit zwei in Reihe geschalteten MOSFETs und einer Ansteuerlogik mit Shunt ausgebildet. Sie ist dazu geeignet, die Stromstärke weitgehend verlustlos durch hochfrequente Taktung zu begrenzen. Die Einrichtung zur Entkopplung und zur Begrenzung der Stromstärke bzw. dessen Ansteuerlogik ist jedoch nicht dazu vorgesehen, die aufladbare Batterie bei einem Fremdstart oder bei einem externen Aufladen zu schützen. Zudem hat die Steuertechnik der hochfrequente Taktung hat den Nachteil, dass dafür die Integration von DC/DC-Wandlern erforderlich ist.
Im Lichte der genannten Gefahren bei der Zuführung von externer Spannung an eine Kraftfahrzeug-Batterie, insbesondere bei empfindlichen Batterietechnologien wie der Lithium-Ionen-Technologie besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Kraftfahrzeug-Bordnetz bereitzustellen, das den Ladestrom bei externem Laden oder Fremdstartversuchen steuert bzw. begrenzt, so dass die Batterie durch das Kraftfahrzeug-Bordnetz geschützt wird.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Bordnetz mit einer Regelungseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
Die Erfindung ist in allen Fahrzeugen, die eine ladbare Batterie verwenden einsetzbar, vorzugsweise in Fahrzeugen die eine Batterietechnologie unterhalb der Hochvoltgrenze (60 V) verwenden, welche mechanische Schütze erfordert. Die Erfindung kann beispielsweise in Personenkraftwagen und gleichsam auch in Motorrädern, LKWs, Motorbooten, oder Kleinflugzeugen oder dergleichen zur Anwendung kommen.
Das Kraftfahrzeug-Bordnetz der vorliegenden Erfindung umfasst ein erstes Teilbordnetz, das wenigstens eine Batterie, vorzugsweise eine aufladbare Batterie umfasst. Die Batterie ist typischer Weise parallel zu Verbrauchern des Kraftfahrzeugbordnetzes zwischen Hauptleistungspfad und Masse des Kraftfahrzeug-Bordnetzes geschaltet.
Die Batterie kann als Starterbatterie und/oder zur Versorgung weiterer Verbraucher des Kraftfahrzeug-Bordnetzes mit Strom dienen.
Bei der Batterie kann es sich beispielweise um eine Batterie auf Basis der Lithium-Ionen-Technologie oder dergleichen handeln. Unter Lithium-Ionen-Technologie sind hier sämtliche Batteriearten auf Basis von Lithium, beispielsweise Lithium-Polymer-, Lithium-Cobaltdioxid, Lithium-Titanat-, Lithium-Mangan-, Lithium-Eisenphosphat-Batterien und deren Weiterentwicklungen gemeint. Solche Batterien werden auch mit dem Begriff Lithium-Ionen-Akkumulator bezeichnet. Batterien auf Basis von Lithium weisen im Vergleich zu anderen Batterietypen eine hohe Energiedichte auf, erfordern jedoch aus den einleitend genannten Gründen in den meisten Anwendungen elektronische Schutzschaltungen. Die vorliegende Erfindung ist aber gleichermaßen für beliebige andere Batterietypen verwendbar, zum Beispiel Blei-, Nickel-Cadmium-, Nickel-Metallhydrid- und Nickel-Zink-Akkumulatoren. Auch solche Batterietypen, insbesondere konventionelle Bleibatterien können von dem durch das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Bordnetz bereitgestellten Schutz profitieren.
Das Kraftfahrzeug-Bordnetz der vorliegenden Erfindung umfasst ferner einen Fremdstart-/Ladepunkt. Dieser Fremdstart-/Ladepunkt dient zur Versorgung der Batterie mit einem Ladestrom eines externen Ladegerätes oder mit einem Fremdstartstrom eines Spenderfahrzeuges. Zum Fremdstarten wird eine externe Strom- und Spannungsquelle wie etwa ein Ladegerät oder die Bordnetzbatterie eines anderen Fahrzeugs, dem Spenderfahrzeug, mit dem Fremdstart-/Ladepunkt verbunden. Die elektrische Verbindung wird beim Fremdstart mit Überbrückungskabeln hergestellt. Der Fremdstart-/Ladepunkt wird auch als Fremdstartstützpunkt bezeichnet und ist ein für den Bestimmungszweck des Nachladens und Fremdstartens im Fahrzeug und/oder Fahrzeugbegleitbuch ausgewiesener und leicht von außen zugänglicher Anschluss. Er befindet sich meist im Bereich des Motorraums und ist nach dem Öffnen der Motorhaube frei zugänglich, um eine Ladezange anzuschließen.
Das Kraftfahrzeug-Bordnetz der vorliegenden Erfindung umfasst ferner eine Regelungseinrichtung zur Regulierung der Stromzufuhr vom Fremdstart-/Ladepunkt zur Batterie. Durch die Regulierung des Stromflusses kann die Stromaufnahme der Batterie in einem betriebssicheren Rahmen gehalten werden, so dass kritische Überspannungen, Unterspannungen, Tiefentladungen und dergleichen und damit verbundene Überhitzungen bzw. Zerstörung der Batterie vermieden werden können. Vorteilhafter Weise erlaubt das Kraftfahrzeug-Bordnetz dadurch den Betrieb mit einer Batterie, in der auf Schütze verzichtet wird. Dadurch kann bei einem Generatorfehler eine Spannungserhöhung im Generator durch die Batterie zumindest teilweise kompensiert werden, ohne dass das Bordnetz abgeschaltet werden muss oder zu Schaden kommt. Durch einen definierten Fremdstart-/Ladepunkt und die Anordnung der Regelungseinrichtung kann beispielsweise eine zu hohe Spannung, z. B. 26 V von einem LKW, komplett gesperrt werden. Es besteht dadurch keine Gefahr für die Batterie oder andere Bordnetzkomponenten
Die Regelungseinrichtung kann beispielsweise durch eine elektronische Schaltung realisiert werden, die wenigstens zwei antiserielle MOSFETs zur Regelung des durch die Regelungseinrichtung fließenden Stromes umfassen. MOSFETs, d. h. Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren, gehören zur Klasse der Feldeffekttransistoren und weisen jeweils einen Source-Anschluss, einen Drain-Anschluss und einen Gate-Anschluss auf. Die Ansteuerung eines MOSFET erfolgt über eine Steuerspannung (Gate-Source-Spannung) bzw. Steuerpotential (Gate-Potential). Mit dieser Steuerspannung kann der Stromfluss Drain/Source beeinflusst werden. Man kann zwei MOSFETs beispielsweise antiseriell schalten, indem diese derart in Reihe geschaltet werden, dass die Source-Anschlüsse der beiden MOSFETs leitend miteinander verbunden sind. Durch solch eine antiserielle Schaltung zweier MOSFETs können Ströme in beide Richtungen gesteuert bzw. gesperrt werden. Eine antiserielle Schaltung ist nicht auf die hier beispielhaft genannte Verbindung der Source-Anschlüsse der beiden MOSFETs beschränkt, sondern kann von Fachmann auch auf bekannte alternative Weisen erreicht werden. Die antiseriellen MOSFETs können damit als elektronischer Schalter oder Stromregler dienen. Das Vorsehen der Regelungseinrichtung auf Grundlage antiserieller MOSFETs ermöglicht beispielsweise einen kontrollieren Linearbetrieb der MOSFETs, so dass die Batterie durch eine externe Spannungsquelle, z. B. ein Ladegerät für Bleibatterien oder ein Fremdstartversuch mit einem PKW, sicher geladen werden kann.
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung funktioniert jedoch nicht nur mit antiseriellen MOSFETs, sondern auch mit anderen dem Fachmann bekannten Bauteilen, die als regelbarer Widerstand funktionieren können.
Die Regelungseinrichtung kann auf verschiedene Weisen in das Kraftfahrzeug-Bordnetz integriert werden. Beispielsweise kann der Fremdstart-/Ladepunkt am Drain-Anschluss eines der antiseriellen MOSFETs der Regelungseinrichtung angeschlossen werden und das erste Teilbordnetz am Drain-Anschluss des anderen der antiseriellen MOSFETs der Regelungseinrichtung angeschlossen werden.
Alternativ kann der Fremdstart-/Ladepunkt auch an den Source-Anschlüssen der antiseriellen MOSFETs der Regelungseinrichtung angeschlossen werden, das erste Teilbordnetz am Drain-Anschluss eines der antiseriellen MOSFETs der Regelungseinrichtung angeschlossen werden, und ein zweites Teilbordnetz am Drain-Anschluss des anderen der antiseriellen MOSFETs der Regelungseinrichtung angeschlossen werden. Bei dieser Anordnung der antiseriellen MOSFETs kann man die MOSFETs als Schütze gegen eine Tiefentladung bei z. B. langer Standzeit des Fahrzeuges benutzen. In diesem Ausführungsbeispiel sind das erste Teilbordnetz und ein zweites Teilbordnetz mittels der stromregulierenden Regelungseinrichtung voneinander getrennt.
Die Regelungseinrichtung kann ferner eine Regelungslogik aufweisen, die mit den Gate-Anschlüsse der antiseriellen MOSFETs verbunden ist und den Stromfluss durch die antiseriellen MOSFETs steuert. Die Regelungslogik kann beispielsweise zusammen mit den antiseriellen MOSFETs in einer integrierten Schaltung implementiert sein, welche die Regelungseinrichtung repräsentiert.
Der Regelungslogik können Betriebsparameter der Batterie oder anderer Komponenten des Kraftfahrzeug-Bordnetzes zugeführt werden. Bei den Betriebsparametern kann es sich beispielsweise um die von der Batterie maximal aufnehmbare Strommenge handeln, oder um Angaben zur Ladungszustand der Batterie. Die Regelungslogik kann den Stromfluss durch die antiseriellen MOSFETs gemäß dieser Betriebsparameter steuern. Die Regelungslogik bzw. die Regelungseinrichtung kann die Betriebsparameter beispielsweise über einen LIN-Bus oder CAN-Bus erhalten. Die Betriebsparameter können dabei direkt von der Batterie über den Fahrzeug-Bus bereitgestellt werden. Alternativ können die Betriebsparameter auch von einem Batteriemanagementsystem oder einem zentralen Controller an die Regelungslogik bereitgestellt werden. Die Regelungseinrichtung bzw. Regelungslogik weist entsprechende Eingänge (z. B. Pins im Falle eines integrierten Schaltkreises) auf, die eine Schnittstelle zum Empfang der Betriebsparameter bilden. Die Regelungseinrichtung setzt die empfangenen Betriebsparameter in entsprechende Sollwerte für die Steuerung des Stromflusses durch die Regelungseinrichtung um und steuert die Gate-Spannungen der MOSFETs entsprechend an. Die Gate-Spannungen der MOSFETs können je nach Anwendungsfall dabei ggf. individuell unterschiedlich gesteuert werden. Die Regelungslogik kann beispielsweise mittels eines Microcontrollers oder dergleichen implementiert werden, der eine Feedback-Regelkreis ausführt. Alternative Möglichkeiten, wie beispielsweise die Verwendung eines in einem Microcontroller implementierten programmierten Steuerprozesses auf Basis von Tabellen mit vordefinierten Zuordnungen von Treiberspannungen zu Stromgrenzen sind beispielsweise ebenfalls denkbar. Anstelle eines Microcontrollers könnte die Regelungslogik alternativ auch als spezieller elektronischer Schaltkreis ausgeführt sein, der einen Regelungskreis wie oben beschrieben oder dergleichen implementiert.
Die Regelungseinrichtung kann je nach geforderter Stromfestigkeit auch mehrere parallelgeschaltete Gruppen aus antiseriellen MOSFETs aufweisen. Der Stromfluss durch die Regelungseinrichtung verteilt sich dann auf die parallel angeordneten Gruppen aus antiseriellen MOSFETs, so dass die Strombelastung der einzelnen MOSFETs verringert wird und dadurch gegebenenfalls auf den Einsatz teurer Leistungs-MOSFETs verzichtet werden kann.
In dem Kraftfahrzeug-Bordnetz kann ferner ein Starter vorgesehen werden. In den gezeigten Ausführungsbeispielen befindet sich der Starter vorzugsweise im ersten Teilbordnetz mit der Batterie und ist parallel zur Batterie geschaltet, die als Starterbatterie die Versorgung des Starters mit Startstrom- und Spannung bewirkt. Im Falle eines Fremdstarts kann die Versorgung des Starters mit Startstrom- und Spannung durch das Spenderfahrzeug oder eine andere externe Stromquelle erfolgen. Durch die Regulierung des Stroms mittels der Regelungseinrichtung wird dabei eine übermäßige Erwärmung der Batterie verhindert.
Durch die Begrenzung der Stromzufuhr beim Eigenstart kann der Start des Fahrzeuges auch nach erfolgtem Ladevorgang durch die eigene Lithiumbatterie erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass, anders als bei einem Direkt-Fremdstart, dies zu einer Sicherstellung der Leistungsfähigkeit der Batterie und der Spannungsstabilität im Bordnetz führt. Der Generator des Bordnetzes alleine ist dazu nicht unter allen Umständen in der Lage. Ein mit dem Bordnetz der vorliegenden Erfindung möglicher Verzicht auf den Direkt-Fremdstart hat den Vorteil, dass die antiseriellen MOSFETs nicht mehr den Starterstrom tragen müssen. In diesem Fall können deutlich weniger MOSFETs parallel geschaltet werden, als bei herkömmlichen Bordnetzen, in denen der zugeführte Strom für einen Direkt-Fremdstart verwendet wird, der zu einer hohen Strombelastung des Bordnetzes führt.
Ferner kann das Kraftfahrzeug-Bordnetz weitere Verbraucher wie beispielsweise Licht, Lenkung oder Bremse umfassen. In den gezeigten Ausführungsbeispielen befinden sich diese Verbraucher vorzugsweise im zweiten Teilbordnetz und sind zu einem Generator parallel geschaltet. Im normalen Betrieb werden diese Verbraucher direkt vom Generator mit Strom versorgt. Im Parkzustand oder während StartStop-Phasen, in denen der Generator keinen Strom erzeugt, werden die Verbraucher von der Batterie des ersten Teilnetzes mit Betriebsstrom und Spannung versorgt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der:
1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem ersten Teilbordnetz, einem zweiten Teilbordnetz und einer Regelungseinrichtung zeigt;
2 schematisch eine Regelungseinrichtung für das Kraftfahrzeug-Bordnetz gemäß des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
3 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem ersten Teilbordnetz, einem zweiten Teilbordnetz und einer Regelungseinrichtung zeigt;
4 schematisch eine Regelungseinrichtung für das Kraftfahrzeug-Bordnetz gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt; und
5 schematisch einen beispielhaften Aufbau einer Regelungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt. Das Bordnetz 1 ist für ein Kraftfahrzeug, z. B. Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen oder ein anderes durch Motorkraft angetriebenes Fahrzeug vorgesehen. Das Kraftfahrzeug-Bordnetz 1 umfasst ein erstes Teilbordnetz 2, ein zweites Teilbordnetz 3 und eine Regelungseinrichtung 4.
Das erste Teilbordnetz 2 enthält eine Lithium-Ionen-Batterie 5, die als Starterbatterie vorgesehen ist und den Starter 6 mit elektrischer Energie versorgt. Der Starter 6 dient zum Starten eines Motors des Kraftfahrzeuges (nicht gezeigt).
Das zweite Teilbordnetz 3 enthält einen Generator 7, der beispielsweise ein Riemen-Starter-Generator ist und bei laufendem Motor des Kraftfahrzeuges die Lithium-Ionen-Batterie 5 lädt und weitere Verbraucher des Kraftfahrzeug-Bordnetzes mit Strom versorgt. In 1 sind als Verbraucher beispielhaft Licht 8a, Lenkung 8b und Bremse 8c als Teil des zweiten Teilbordnetzes 3 gezeigt. Läuft der Motor des Kraftfahrzeuges nicht, so dass der Generator 7 die Verbraucher 8a, 8b und 8c nicht mit Strom versorgen kann, so werden diese Verbraucher 8a, 8b und 8c von der Lithium-Ionen-Batterie 5 mit Strom versorgt.
Mit der Unterscheidung zwischen erstem und zweiten Teilbordnetz ist hier nicht notwendigerweise gemeint, dass die Teilbordnetze unterschiedliche Versorgungsspannungen und/oder Massen aufweisen. Die Teilbordnetze können im weiteren Sinne einfach als Teilbereiche des Kraftfahrzeug-Bordnetzes aufgefasst werden.
Im Ausführungsbeispiel der 1 weisen das erste Teilbordnetz 2 und das zweite Teilbordnetz 3 den gleichen Hauptleistungspfad 9 und die gleiche Masse 10 auf. Das erste Teilbordnetz 2 und das zweite Teilbordnetz 3 sind damit Teilbereiche eines einheitlichen Kraftfahrzeug-Bordnetzes 1.
Das Kraftfahrzeug-Bordnetz 1 weist ferner eine Regelungseinrichtung 4 auf, die einen Fremdstart-/Ladepunkt 11 mit dem ersten Teilbordnetz 2, insbesondere mit der darin befindlichen Lithium-Ionen-Batterie 5 verbindet. Der Fremdstart-/Ladepunkt 11 dient im Falle einer tiefentladenen Lithium-Ionen-Batterie 5 dazu, die Lithium-Ionen-Batterie 5 mit einer externen Stromquelle zu verbinden, beispielsweise der Batterie eines Spenderfahrzeuges oder mit einem externen Ladegerät. Die externe Stromquelle führt der Lithium-Ionen-Batterie 5 und dem Starter 6 elektrische Energie zu, um ein Aufladen der Lithium-Ionen-Batterie 5 zu ermöglichen. Der Fremdstart-/Ladepunkt 11 umfasst einen Pluspol und einen Minuspol, der mit entsprechenden Polen der Batterie des Spenderfahrzeuges oder des externen Ladegerät verbunden wird, beispielsweise über Überbrückungskabel (nicht gezeigt). In 1 ist einer der Pole mit der Masse des Kraftfahrzeug-Bordnetzes 1 verbunden, wogegen der andere Pol über die Regelungseinrichtung 4 mit dem Hauptleistungspfad 9 des Kraftfahrzeug-Bordnetzes 1, insbesondere dem ersten Teilbordnetz 2 mit Starter 6 und Lithium-Ionen-Batterie 5 verbunden ist.
Vorteilhafter Weise wird konstruktiv verhindert, dass an beliebigen Punkten im Fahrzeug die Kabel für einen Fremdstart angebracht werden können. Bei den meisten Fahrzeug mit einem längsverbauten Antriebsstrang ist die Batterie im Fahrzeugheck ohnehin unzugänglich verbaut. Hier existieren schon definierte Fremdstart-/Ladepunkte. Bei Fahrzeugen mit querverbautem Antriebsstrang kann die direkte Zugänglichkeit des Pluspols der Starterbatterie im Motorraum verhindert werden und stattdessen ein definierter Fremdstart-/Ladepunkt 11 eingeführt werden.
Die Regelungseinrichtung 4 dient dazu, den vom Fremdstart-/Ladepunkt 11 an die Lithium-Ionen-Batterie 5 zugeführten elektrischen Strom I im Rahmen der für die Lithium-Ionen-Batterie 5 geeigneten Betriebsparameter zu regeln. Somit kann eine Überhitzung der Lithium-Ionen-Batterie 5 beispielsweise durch zu schnelles Laden oder Überladen vermieden werden.
In 1 sind in der Regelungseinrichtung 4 zwei parallel geschaltete Gruppen antiserieller MOSFETs angedeutet. Dies hat allerdings nur beispielhaften Charakter. Alternativ können auch mehr oder weniger solcher Gruppen antiserieller MOSFETs vorgesehen werden. In 1 wird zur Vereinfachung auch auf die Darstellung der Anbindung der Regelungseinrichtung an ein Fahrzeugbussystem verzichtet. Eine detailliertere Beschreibung der Regelungseinrichtung 4 und deren Zusammenwirken mit der Lithium-Ionen-Batterie 5 über das Datenbussystem des Fahrzeugs ist in Zusammenhang mit 2 gegeben.
Wie in 2 gezeigt ist, enthält die Regelungseinrichtung 4 zwei antiserielle MOSFETs 12 und 13. In 2 sind, anders als in der schematischen Darstellung der 1 nur eine Gruppe antiserieller MOSFETs gezeigt. Der Fachmann kann diese Darstellung der 2 aber leicht durch weitere Gruppen antiserieller MOSFETs ergänzen. Die beiden antiseriellen MOSFETs 12 und 13 stellen im Prinzip eine Art Halbleiterschütze dar. Antiseriell bedeutet, dass die beiden MOSFETs 12 und 13 wie 2 gezeigt gegengleich in Reihe geschaltet sind. Die beiden MOSFETs sind mit ihren jeweiligen Source-Anschlüssen S zusammengeschaltet. Der Drain-Anschluss D des MOSFET 13 ist mit dem Fremdstart-/Ladepunkt 11 verbunden. Der Drain-Anschluss D des MOSFET 12 ist mit der Lithium-Ionen-Batterie 5 verbunden und damit auch mit den beiden Teilbordnetzen 2 und 3 (vgl. 1). Die Gate-Anschlüsse G der beiden MOSFETs 12 und 13 sind mit einer Regelungslogik 14 verbunden. Die Regelungslogik 14 weist eine Schnittstelle (nicht gezeigt) zum Empfang von Betriebsparametern 15 auf. In dem Ausführungsbeispiel der 2 ist die Regelungslogik 14 mittels dieser Schnittstelle mit dem Bussystem 16 des Kraftfahrzeuges verbunden, das in dem gezeigten Beispiel ein Local Interconnect Network (LIN) Datenbussystem ist, welches üblicher Weise für die Kommunikation intelligenter Sensoren und Aktoren in Kraftfahrzeugen Verwendung findet. Alternativ könnte es sich bei dem Datenbussystem auch um ein Controller Area Network (CAN) Bussystem handeln, das ebenso für die Vernetzung von Steuergeräten in Kraftfahrzeugen vorgesehen ist. Die Lithium-Ionen-Batterie 5 verfügt ebenso über eine Schnittstelle zum Bussystem 16. Über diese Schnittstelle kann die Lithium-Ionen-Batterie 5 Betriebsparameter an die Regelungslogik 14 übermitteln. Bei diesen Betriebsparametern kann es sich beispielsweise um eine maximal verträgliche Strommenge I handeln, die der Lithium-Ionen-Batterie 5 zugeführt werden darf, ohne diese zu überhitzten. Auch könnte es sich bei diesen Betriebsparametern 15 um eine Angabe über den Ladezustand der Lithium-Ionen-Batterie 5 handeln. Die Betriebsparameter 15 gelangen über den Datenbus 16 zur Regelungslogik 14. Die Regelungslogik 14 setzt die empfangenen Betriebsparameter gemäß Ihrer integrierten Logik in Steuersignale zur Ansteuerung der MOSFETs 12 und 13 um. Sie legt entsprechende Steuerspannungen an die Gate-Anschlüsse der MOSFETs 12 und 13 an, um den Stromfluss entsprechend der Regelungslogik zu steuern. Auf diese Weise kann die Regelungslogik 14 die durch die Regelungseinrichtung 4 fließende Strommenge I gemäß den empfangenen Betriebsparametern auf einen bestimmten Wert regulieren, oder den Stromfluss vom Fremdstart-/Ladepunkt 11 zur Lithium-Ionen-Batterie 5 ggf. komplett unterbinden.
In 3 ist ein zweites, alternatives Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Bordnetz 1 gezeigt. Auch dieses Kraftfahrzeug-Bordnetz 1 umfasst ein erstes Teilbordnetz 2, ein zweites Teilbordnetz 3 und eine Regelungseinrichtung 4. Wie im ersten Ausführungsbeispiel befindet sich im ersten Teilbordnetz 2 eine Lithium-Ionen-Batterie 5 als Starterbatterie sowie ein Starter 6. Im zweiten Teilbordnetz 3 befindet sich ein Generator 7 sowie Verbraucher Licht 8a, Lenkung 8b, Bremse 8c. Wie im ersten Ausführungsbeispiel ist ein Fremdstart-/Ladepunkt 11 mit dem ersten Teilbordnetz 2 verbunden, das die Lithium-Ionen-Batterie 5 enthält. Wiederum reguliert die Regelungseinrichtung 4 den Stromfluss vom Fremdstart-/Ladepunkt 11 zur Lithium-Ionen-Batterie 5. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist der Fremdstart-/Ladepunkt 11 allerdings mit den Source-Anschlüssen der antiseriellen MOSFETs der Regelungseinrichtung 4 verbunden. Das erste Teilbordnetz 2 ist mit Drain-Anschlüssen der ersten der antiseriellen MOSFETs 12 verbunden, das zweite Teilbordnetz 3 ist mit den Drain-Anschlüssen der zweiten der antiseriellen MOSFETs verbunden. Dies ist in 4 unten genauer gezeigt. Auf diese Weise trennt die Regelungseinrichtung 14 das erste Teilbordnetz 2 vom zweiten Teilbordnetz 3.
In diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, den Stromfluss vom Fremdstart-/Ladepunkt 11 in das Bordnetz so zu regeln, dass eine bestimmte Strommenge I1 in das erste Teilbordnetz 2 und eine bestimmte andere Strommenge I2 in das zweite Teilbordnetz 3 fließt.
Die Regelungseinrichtung 4 des Kraftfahrzeug-Bordnetzes 1 des zweiten Ausführungsbeispiels ist in 4 detaillierter gezeigt. 4 entspricht weitgehend der 2. im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 2 ist der Fremdstart-/Ladepunkt 11 allerdings mit den Source-Anschlüssen S der MOSFETs 12 und 13 verbunden. Der Drain-Anschluss D des MOSFET 12 ist mit dem ersten Teilbordnetz 2, insbesondere mit der darin befindlichen Lithium-Ionen-Batterie 5 verbunden. Der Drain-Anschluss D des zweiten MOSFET 13 ist mit dem zweiten Bordnetz 3, insbesondere den darin befindlichen Verbrauchern Licht 8a, Lenkung 8b und Bremse 8c verbunden. Die Regelungseinrichtung 4 teilt den vom Fremdstart-/Ladepunkt 11 zugeführten Strom I auf. Ein erster Teilstrom I1 des zugeführten Stroms I fließt durch MOSFET 12 in das erste Teilbordnetz. Ein zweiter Teilstrom 12 fließt durch MOSFET 13 in das zweite Teilbordnetz. Die am Gate-Anschluss des MOSFET 12 anliegende Steuerspannung der Regelungslogik 14 und die am Gate-Anschluss G des MOSFET 13 anliegende Steuerspannung der Regelungslogik 14 bzw. das Verhältnis dieser Steuerspannungen zueinander steuert den Stromfluss in das erste Teilbordnetz bzw. zweite Teilbordnetz 3. durch Einstellung der G-Spannungen der MOSFETs 12 und 13 kann die Regelungslogik damit die Aufteilung des Stromflusses vom Fremdstart-/Ladepunkt 11 in die beiden Teilbordnetze 2 und 3 gemäß der über den LIN-Bus 16 empfangenen Betriebsparameter 15 regeln.
Die Anordnung der nötigen Schütze für eine Lithium-Ionen-Batterie 5 in der Bordnetztopologie 1, wie sie in dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 oder, alternativ, auch in dem Ausführungsbeispiel der 3 und 4 gezeigt ist, hat den Vorteil, dass auf Schütze in der Lithium-Ionen-Batterie 5 verzichtet werden kann. Dadurch kann bei einem Fehler des Generators 7 eine Spannungserhöhung im Generator durch die Lithium-Ionen-Batterie 5 zumindest teilweise kompensiert werden, ohne dass das Bordnetz abgeschaltet werden muss oder zu Schaden kommt. Gleichzeitig kann man die üblichen mechanischen Schütze gegen Halbleiterschütze ersetzen und braucht nur wenige parallele Bauteile aufgrund der Bordnetztopologie.
5 zeigt schematisch einen beispielhaften Aufbau der Regelungseinrichtung 4. Die Regelungslogik ist hier beispielhaft als Microcontroller 14 ausgeführt. Die Regelungseinrichtung 4 bzw. die Microcontroller 14 weist eine Schnittstelle 17, genannt LIN-Interface, zum LIN-Datenbus des Fahrzeuges auf. Dem Microcontroller 14 wird die für die Batterie vorgesehene Stromgrenze I_max beispielsweise vom Batteriemanagement über den LIN-Bus mitgeteilt. Der Microcontroller steuert einen Gate-Treiber 18 so an dass sich der angesprochene MOSFET langsam öffnet und der maximal erlaubt Stromfluss I_max einstellt. Ein Stromsensor 19 meldet den aktuell durch den/die MOSFET(s) 12, 13 (bzw. die Regelungseinrichtung) fließenden Strom I an den Microcontroller 14 zurück. Ist der vom Stromsensor 19 gemessene Strom I niedriger als die Stromgrenze I_max, so erhöht der Microcontroller 14 die Steuerspannung U am Gate-Treiber leicht, um den MOSFET weiter zu öffnen. Ist der vom Stromsensor 19 gemessene Strom I zu niedrig, so verringert der Microcontroller 14 die Steuerspannung U am Gate-Treiber leicht. Der Microcontroller 14 wiederholt dies, bis sich die gewünschte Stromstärke I_max einstellt. Auf diese Weise regelt der Microcontroller 14 auf Grundlage des Feedback-Prinzips seine Steuerspannung U bis der gewünschte Stromfluss I = I_max hergestellt ist. Als Ausgangspunkt der Regelungsschleife kann der Microcontroller 14 den MOSFET beispielsweise komplett schließen oder einen beliebigen vordefinierten Startwert als Steuerspannung benutzen. Das obige Regelungsverfahren ist hier nur beispielhaft gegeben und nur schematisch skizziert. So ist beispielsweise nur die Ansteuerung eines MOSFETs gezeigt. Die anderen MOSFETs können nach dem gleichen Prinzip angesteuert werden. Dem Fachmann sind solche und vergleichbare Regelungsprozesse zur Realisierung der Regelungslogik 14 geläufig.
Mittels der Regelungslogik 14 können durch entsprechende Ansteuerung und Sensierung die MOSFETs in einem Linearbetrieb betrieben und damit der durch sie hindurchfließende Strom flexibel kontrolliert werden.
In 5 ist beispielhaft auch ein Spannungssensor 20 gezeigt, der dazu vorgesehen werden kann, die Spannung U_FS am Fremdstart-/Ladepunkt zu messen. Diese Spannungssensierung vor den MOSFETs ermöglich z. B. eine LKW-Spannung von 26 V zu erkennen und die MOSFETs mittels einer entsprechenden Programmierung des Microcontrollers 14 in diesem Fall gesperrt zu halten. Die maximal erlaubte Spannung U_FS kann im Microcontroller 14 vordefiniert werden, oder dem Microcontroller 14 beispielsweise vom Batteriemanagement über die LIN-Bus mitgeteilt werden.
Die obigen Ausführungsbeispiele zeigen eine Batterie 5 auf Basis der Lithium-Ionen-Technologie. Das in den Ausführungsbeispielen gezeigte Kraftfahrzeug-Bordnetz lässt sich aber ebenso mit anderen Batteriearten einsetzen. Mit der Regelungseinrichtung 4 bzw. Regelungslogik 14 kann beispielsweise auch die Kompatibilität zu allen Betriebszuständen einer Bleibatterie sichergestellt werden.
Die obigen Ausführungsbeispiele verwenden zur Stromregulierung parallele antiserielle MOSFETs. Der Fachmann kann die Stromregulierung allerdings auch mittels alternativer Bauteile ausführen, die als regelbarer Widerstand funktionieren können.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug-Bordnetz
2: Erstes Teilnetz
3: Zweites Teilnetz
4: Regelungseinrichtung
5: Lithium-Ionen-Batterie
6: Starter
7: Generator
8a: Licht (Verbraucher)
8b: Lenkung (Verbraucher)
8c: Bremse (Verbraucher)
9: Hauptleistungspfad
10: Masse
11: Fremdstart-/Ladepunkt
12: MOSFET
13: MOSFET
14: Regelungslogik/Microcontroller
15: Betriebsparameter
16: LIN-Bus
17: LIN-Interface
18: Gate-Treiber
19: Stromsensor
20: Spannungssensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010004214 A1 [0008]
WO 2011/069162 A1 [0009]
DE 102011003565 A1 [0010]
DE 102010020294 A1 [0011, 0011]
DE 102011012958 A1 [0012]

Claims

Kraftfahrzeug-Bordnetz für ein Fahrzeug, umfassend ein erstes Teilbordnetz (2), das wenigstens eine Batterie (5) umfasst, und einen Fremdstart-/Ladepunkt (11), gekennzeichnet durch eine Regelungseinrichtung (4) zur Regulierung der Stromzufuhr (I, I1) vom Fremdstart-/Ladepunkt (11) zur Batterie (5), wobei die Regelungseinrichtung (4) zwischen das erste Teilbordnetz (2) mit der Batterie (5) und den Fremdstart-/Ladepunkt (11) geschaltet ist.
Kraftfahrzeug-Bordnetz nach Anspruch 1, wobei die Batterie (5) eine Starterbatterie auf Basis einer Lithium-Ionen-Technologie, oder eine Blei-, Nickel-Cadmium-, Nickel-Metallhydrid-, Nickel-Zink-Batterie oder dergleichen ist.
Kraftfahrzeug-Bordnetz nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Regelungseinrichtung (4) wenigstens zwei antiserielle MOSFETs (12, 13) zur Regelung des Stromflusses umfasst, wobei die antiseriellen MOSFETs (12, 13) jeweils Source-Anschlüsse (S), Drain-Anschlüsse (D) und Gate-Anschlüsse (G) aufweisen und die Source-Anschlüsse (S) der antiseriellen MOSFETs (12, 13) leitend miteinander verbunden sind.
Kraftfahrzeug-Bordnetz nach Anspruch 3, bei dem der Fremdstart-/Ladepunkt (11) am Drain-Anschluss (D) eines der antiseriellen MOSFETs (13) der Regelungseinrichtung (4) angeschlossen ist und das erste Teilbordnetz (2) am Drain-Anschluss des anderen der antiseriellen MOSFETs (12) der Regelungseinrichtung (4) angeschlossen ist.
Kraftfahrzeug-Bordnetz nach Anspruch 3, bei dem der Fremdstart-/Ladepunkt (11) an den Source-Anschlüssen (S) der antiseriellen MOSFETs (12, 13) der Regelungseinrichtung (4) angeschlossen ist, das erste Teilbordnetz (2) am Drain-Anschluss (D) eines der antiseriellen MOSFETs (12) der Regelungseinrichtung (14) angeschlossen ist und ein zweites Teilbordnetz (3) am Drain-Anschluss (D) des anderen der antiseriellen MOSFETs (13) der Regelungseinrichtung (14) angeschlossen ist.
Kraftfahrzeug-Bordnetz nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Regelungseinrichtung (4) ferner eine Regelungslogik (14) aufweist, die mit den Gate-Anschlüssen (G) der antiseriellen MOSFETs (12, 13) verbunden ist und den Stromfluss (I, I1, I2) durch die antiseriellen MOSFETs (12, 13) steuert.
Kraftfahrzeug-Bordnetz nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Regelungslogik (14) Betriebsparameter (15) der Batterie (5) zugeführt werden und die Regelungslogik (14) den Stromfluss (I, I1, I2) durch die antiseriellen MOSFETs gemäß dieser Betriebsparameter (15) steuert.
Kraftfahrzeug-Bordnetz nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Regelungseinrichtung (4) mehrere parallelgeschaltete Gruppen aus antiseriellen MOSFETs (12, 13) aufweist.
Kraftfahrzeug-Bordnetz nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das erste Teilbordnetz (2) ferner einen Starter (S) aufweist.
Kraftfahrzeug-Bordnetz nach Anspruch 5, bei dem das zweite Teilbordnetz (3) ferner einen Generator (7) und weitere Verbraucher (8a, 8b, 8c) wie beispielsweise Licht, Lenkung und/oder Bremse aufweist.