DE102013220609A1 - Energieversorgungssystem für ein Bordnetz eines Fahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem (1) für ein Fahrzeugbordnetz, umfassend: – mindestens einen Energiespeicher (2), – einen Bordnetzanschluss (5), – ein Energiespeicher-Managementsystem (8) mit einem Versorgungsanschluss (9), über den es mit elektrischer Energie versorgt werden kann, – einen ersten Schalter (4), der im geöffneten Schaltzustand den Energiespeicher (2) vom Bordnetzanschluss (5) trennt und im durchgeschalteten Zustand den Energiespeicher (2) mit dem Bordnetzanschluss (5) verbindet, wobei das Energiespeicher-Managementsystem (8) den ersten Schalter (4) ansteuert. Dabei wird ein zuverlässiger Betrieb des Energieversorgungssystems dadurch ermöglicht, dass der Versorgungsanschluss (9) mit einem zweiten Schalter (10) verbunden ist, der in einem ersten Schaltzustand den Versorgungsanschluss (9) mit dem Energiespeicher (2) und in einem zweiten Schaltzustand den Versorgungsanschluss (9) mit dem Bordnetzanschluss (5) verbindet, wobei das Energiespeicher-Managementsystem (8) eine Versorgungssteuerung (11) aufweist, die den Schaltzustand des zweiten Schalters (10) abhängig von mindestens einem elektrischen Parameter des Energiespeichers (2) steuert.

Description

  • Aus dem Stand der Technik bekannte Energieversorgungssysteme für Bordnetze von Fahrzeugen weisen einen Energiespeicher sowie einen Bordnetzanschluss auf. Zwischen dem Energiespeicher und dem Bordnetzanschluss ist bei einem gattungsgemäßen Energieversorgungssystem ein Schalter angeordnet, der geeignet ausgebildet und angeordnet ist, im geöffneten Schaltzustand den Energiespeicher vom Bordnetzanschluss zu trennen und im durchgeschalteten Zustand den Energiespeicher mit dem Bordnetzanschluss zu verbinden. Der Schaltzustand des Schalters wird dabei durch ein Energiespeicher-Managementsystem gesteuert, das Teil des Energieversorgungssystems ist.
  • Bei herkömmlichen Energieversorgungssystemen dieser Art ist das Energiespeicher-Managementsystem zur Energieversorgung über einen Versorgungsanschluss mit dem Energiespeicher verbunden. Diese Art der Versorgung des Energiespeicher-Managementsystems hat jedoch signifikante Nachteile. Zum einen führt diese Art der Anordnung dazu, dass das Energiespeicher-Managementsystem bereits in einem Auslieferzustand des Energieversorgungssystems mit dem Energiespeicher verbunden ist. Hierdurch wird der Energiespeicher nach und nach entladen durch den Eigenverbrauch des Energiespeicher-Managementsystems. Wird das Energieversorgungssystem erst nach längerer Lagerzeit verwendet, hat schon eine signifikante Entladung des Energiespeichers stattgefunden. Außerdem können auch im Betrieb des Energieversorgungssystems dadurch Probleme auftreten, dass das Energiespeicher-Managementsystem dem Energiespeicher stetig Energie entzieht. Wird beispielsweise der Energiespeicher vom Bordnetzanschluss durch Öffnen des Schalters getrennt, da der Energiespeicher bereits so weit entladen ist, dass eine baldige Tiefentladung mit der Gefahr der Beschädigung des Energiespeichers droht, kann die weitere Entnahme von elektrischer Energie durch das Energiespeicher-Managementsystem aus dem Energiespeicher dazu führen, dass dieser tiefentladen wird.
  • Ist der Energiespeicher tiefentladen, ist eine erneute Aktivierung des Energieversorgungssystems problematisch. Da üblicherweise der Schalter vor dem Tiefentladen durch das Energiespeicher-Managementsystem geöffnet wurde, so dass keine direkte Verbindung zwischen dem Bordnetzanschluss und dem Energiespeicher besteht, kann der Energiespeicher nicht über den Bordnetzanschluss aufgeladen werden. Um den Energiespeicher über den Bordnetzanschluss aufzuladen, wäre es nämlich notwendig, den Schalter zu schließen und so eine Verbindung zwischen dem Bordnetzanschluss und dem Energiespeicher zu erzeugen. Da der Schalter jedoch von dem Energiespeicher-Managementsystem gesteuert wird, das zu diesem Zeitpunkt deaktiviert ist, da seine Energieversorgung über den zu diesem Zeitpunkt tiefentladenen Energiespeicher realisiert wird, kann der Schalter nicht in den geschlossenen Zustand geschaltet werden.
  • Es ist auch möglich, für das Energiespeicher-Managementsystems eines ähnlichen Energieversorgungssystems eine externe Stromversorgung über das Bordnetz vorzusehen. Auch das kann jedoch mit Nachteilen verbunden sein. Zwar kann, wenn der eingangs genannte Schalter geschlossen ist, unter normalen Umständen auch dann eine Energieversorgung des Energiespeicher-Managementsystems unabhängig von weiteren im Bordnetz vorhandenen Energiequellen sichergestellt werden, da der Bordnetzanschluss mit dem Energiespeicher verbunden ist. Bei geöffnetem Schalter müsste das Energiespeicher-Managementsystem jedoch durch eine externe Energiequelle über den Bordnetzspannungsanschluss versorgt werden, um den Schalter zurück in den geschlossenen Zustand zu schalten. Ist dann zeitweise keine andere Energiequelle im Bordnetz verfügbar, kann das Energiespeicher-Managementsystem so lange nicht mit Energie versorgt werden, bis erneut eine andere Energiequelle im Bordnetz zur Verfügung steht. Bis dahin könnte das Energieversorgungssystem nicht zur Speisung des Bordnetzes beitragen, und auch eine Überwachung des Energiespeichers wäre so lange nicht möglich.
  • Eine solche Situation könnte beispielsweise auftreten, wenn der Schalter aufgrund von Überhitzung des Energiespeichers geöffnet wird. Ist in diesem Fall keine andere Energiequelle im Bordnetz vorhanden, würde durch den geöffneten Schalter das Energiespeichermanagement deaktiviert, und es kann nicht erfasst werden, ob der Grund für das Öffnen des Schalters – in diesem Beispiel die Überhitzung des Energiespeichers – überhaupt noch vorliegt. Kühlt sich der Energiespeicher wieder ab, so dass eigentlich ein gefahrloses Betreiben des Energiespeichers möglich und wünschenswert wäre, kann das Bordnetz weiterhin nicht durch den Energiespeicher gespeist werden, da der Schalter geöffnet ist und das Energiespeicher-Managementsystem somit so lange deaktiviert bleibt, bis eine andere Energiequelle im Bordnetz zur Verfügung steht, über die das Energiespeicher-Managementsystem mit Energie versorgt werden kann. Erst dann kann der Schalter wieder geschlossen werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Energieversorgungssystem zu entwerfen, das die oben dargestellten Nachteile vermeidet oder zumindest nur in deutlich verringertem Maße zeigt. Es soll also wenn irgend möglich immer eine Versorgung des Energiespeicher-Managementsystems sichergestellt sein, andererseits aber ausgeschlossen sein, dass gerade ein Energieverbrauch des Energiespeicher-Managementsystems erst eine schädliche Tiefentladung des eigentlich zu schützenden Energiespeichers verursacht.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Energieversorgungssystem nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich mit den Merkmalen der Unteransprüche.
  • Dadurch, dass der Versorgungsanschluss des Energiespeicher-Managementsystems mit einem zweiten Schalter verbunden ist, der in einem ersten Schaltzustand den Versorgungsanschluss über einen nicht durch den ersten Schalter unterbrechbaren Pfad mit dem Energiespeicher verbindet und in einem zweiten Schaltzustand den Versorgungsanschluss über einen nicht unterbrechbaren Pfad mit dem Bordnetz verbindet, wobei das Energiespeicher-Managementsystem eine Versorgungssteuerung aufweist, die dazu eingerichtet ist, den Schaltzustand des zweiten Schalters abhängig von mindestens einem elektrischen Parameter des Energiespeichers zu steuern, kann das Energiespeicher-Managementsystem immer dann mit dem Bordnetzanschluss verbunden werden, wenn die oben aufgeführten Nachteile einer Versorgung des Energiespeicher-Managementsystems über den Energiespeicher auftreten könnten. Wird der Energiespeicher also soweit entladen, dass die Spannung des Energiespeichers soweit abzufallen droht, dass sie nicht mehr zur Versorgung des Energiespeicher-Managementsystems ausreicht, kann der Versorgungsanschluss des Energiespeicher-Managementsystems über den zweiten Schalter mit dem Bordnetzanschluss verbunden werden. Das hat zur Folge, dass in Konstellationen, in denen ohnehin eine weitere Spannungsquelle im Bordnetz vorhanden ist, oder wenn der Energiespeicher durch eine externe Spannungsquelle nachgeladen werden soll, das Energiespeicher-Managementsystem auch bei geöffnetem ersten Schalter durch diese Spannungsquelle versorgt wird und bei Bedarf den ersten Schalter zum Ermöglichen eines Ladens des Energiespeichers durch die externe Spannungsquelle wieder schließen kann. Im Regelbetrieb hingegen kann der Versorgungsanschluss des Energiespeicher-Managementsystems über den zweiten Schalter mit dem Energiespeicher verbunden sein, so dass beim Öffnen des ersten Schalters – beispielsweise bei Überhitzung des Energiespeichers – durchgehend eine Energieversorgung des Energiespeicher-Managementsystems über den Energiespeicher sichergestellt bleibt. Unter "mit dem Energiespeicher verbunden" wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung verstanden, dass eine leitende Verbindung zwischen dem Energiespeicher und dem Versorgungsanschluss besteht, die nicht über den ersten Schalter verläuft. Unter "mit dem Bordnetzanschluss verbunden" wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung verstanden, dass eine leitende Verbindung zwischen dem Bordnetzanschluss und dem Versorgungsanschluss besteht, die nicht über den ersten Schalter verläuft. Im ersten Schaltzustand liegt keine direkte Verbindung zwischen dem Versorgungsanschluss und dem Bordnetz vor, d.h. sofern in diesem Schaltzustand überhaupt eine elektrische Verbindung zwischen der Versorgungsanschluss und dem Bordnetz vorliegt, verläuft diese über den ersten Schalter. Im zweiten Schaltzustand liegt keine direkte Verbindung zwischen dem Versorgungsanschluss und dem Energiespeicher vor, d.h. sofern in diesem Schaltzustand überhaupt eine elektrische Verbindung zwischen der Energiespeicher und dem Bordnetz vorliegt, verläuft diese über den ersten Schalter.
  • Bei dem Energiespeicher des Energieversorgungssystems kann es sich beispielsweise um eine Batterie, insbesondere um einen Akkumulator, handeln. Beispielhaft seien als für das Energieversorgungssystem verwendbare Energiespeicher Lithium-Ionen-Batterien und Blei-Säure-Batterien erwähnt, bei denen die ständige Überwachbarkeit besonders wünschenswert ist. In derartigen Ausführungsformen kann das Energiespeicher-Managementsystem als Batteriemanagementsystem bezeichnet werden.
  • In einer Ausführungsform ist die Versorgungssteuerung dazu eingerichtet, den zweiten Schalter abhängig von einer Spannung des Energiespeichers und/oder einem Ladezustand des Energiespeichers als elektrischem Parameter zu steuern. In gleicher Weise können andere elektrische Parameter verwendet werden, anhand derer festgestellt werden kann, ob eine Tiefentladung des Energiespeichers droht. Insbesondere kann die Versorgungssteuerung dazu eingerichtet sein, den zweiten Schalter in den zweiten Schaltzustand zu schalten, wenn die Spannung des Energiespeichers und/oder der Ladezustand des Energiespeichers einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet. Dieser Grenzwert kann beispielsweise für einen Nutzer konfigurierbar sein.
  • Das Energiespeicher-Managementsystem kann auch zur Überwachung einer oder mehrerer Betriebsgrößen des Energiespeichers eingerichtet sein. Als zu überwachende Betriebsgrößen kommen beispielsweise die Spannung des Energiespeichers, die Temperatur des Energiespeichers, ein Stromfluss und/oder ein Ladezustand des Energiespeichers in Frage. Der erste Schalter wird in derartigen Ausführungsformen abhängig von der mindestens einen überwachten Betriebsgröße gesteuert.
  • Der erste und/oder zweite Schalter können beispielsweise jeweils als elektromechanischer oder elektronischer Schalter ausgebildet sein.
  • Das Energiespeicher-Managementsystem kann derart eingerichtet sein, dass zumindest bei einigen Wertekombinationen von Betriebsgrößen der erste Schalter den Energiespeicher vom Bordnetz trennt, während der zweite Schalter im ersten Schaltzustand bleibt. Es kann also vorgesehen sein, dass der Versorgungsanschluss des Energiespeicher-Managementsystems mit dem Energiespeicher verbunden ist, während der Energiespeicher galvanisch vom Bordnetzanschluss getrennt ist. Ein solcher Schaltzustand ist vor allem in Fällen sinnvoll, in denen der erste Schalter aus anderen Gründen als einer drohenden Tiefentladung des Energiespeichers geöffnet wird. In diesem Schaltzustand wird das Energiespeicher-Managementsystem unabhängig von einer im Bordnetz zur Verfügung stehenden elektrischen Energie durch den Energiespeicher weiter zuverlässig versorgt. Hierdurch kann der erste Schalter auch dann zurück in den geschlossenen Zustand geschaltet werden – sobald der Grund für das Öffnen des ersten Schalters verschwunden ist –, wenn keine weitere Energiequelle im Bordnetz zur Verfügung steht.
  • In einer besonders nutzerfreundlichen Ausführungsform kann das Energiespeicher-Managementsystem einen BUS-Anschluss, beispielsweise einen CAN- oder LIN-BUS, aufweisen. Das Energiespeicher-Managementsystem kann in derartigen Ausführungsformen beispielsweise über den BUS-Anschluss programmierbar sein. Beispielsweise können die Bedingungen, unter denen der erste und/oder zweite Schalter umschalten, über den BUS geändert werden. Insbesondere kann über den BUS die Versorgungssteuerung konfigurierbar sein.
  • Zwischen dem zweiten Schalter und dem Versorgungsanschluss kann ein DC/DC-Wandler vorgesehen sein, um sicherzustellen, dass das Energiespeicher-Managementsystem stets mit gleichbleibender Spannung versorgt wird. Aus Spannungsschwankungen resultierende Probleme des Energiespeicher-Managementsystems können hierdurch zuverlässig vermieden werden. Der DC/DC-Wandler kann in einer alternativen Ausführungsform auch zwischen dem Energiespeicher und dem zweiten Schalter angeordnet sein.
  • Es kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Energiespeicher und dem Bordnetzanschluss, beispielsweise zwischen dem ersten Schalter und dem Energiespeicher, ein Shunt, also ein Messwiderstand, angeordnet ist. Über diesen Messwiderstand kann beispielsweise ein aktuell vom Energiespeicher zur Verfügung gestellter Stromfluss bestimmt werden.
  • In typischen Ausführungen weist das Energieversorgungssystem ein Gehäuse auf. In dem Gehäuse sind dann in der Regel der Energiespeicher, das Energiespeicher-Managementsystem mit der Versorgungssteuerung, der erste Schalter und der zweite Schalter angeordnet. Der Bordnetzanschluss und gegebenenfalls eine Schnittstelle zum Bus (insbesondere CAN- oder LIN-Bus) sind in derartigen Ausführungsformen in einer Wandung des Gehäuses angeordnet und bilden somit eine Verbindung zwischen dem im Gehäuse angeordneten Teil des Energieversorgungssystems und anderen elektronischen Systemen, wie beispielsweise dem Bordnetz eines Fahrzeugs. Sind in dem Gehäuse mehrere Energiespeicher angeordnet, können diese alle derart angeordnet sein, dass sie nur über den ersten Schalter mit dem Bordnetzanschluss in Verbindung stehen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Ausführungsform eines Energieversorgungssystems im Normalbetrieb,
  • 2 das Energieversorgungssystem aus 1 im Falle einer Überhitzung des Energiespeichers und
  • 3 das Energieversorgungssystem aus den 1 und 2 im Zustand der drohenden Tiefentladung des Energiespeichers oder im Auslieferzustand.
  • In den 1 bis 3 ist ein Energieversorgungssystem für ein (nicht dargestelltes) Bordnetz eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Das Energieversorgungssystem 1 weist einen Energiespeicher 2 auf, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer Mehrzahl von Batteriezellen 3 gebildet ist. Ein vom Funktionsprinzip her identisches Energieversorgungssystem wäre jedoch mit mindestens einem anderen Energiespeicher, wie beispielsweise einem Kondensator (Doppelschichtkondensator) oder einer Brennstoffzelle, möglich, und auch derartige Varianten bilden Ausführungsformen der Erfindung.
  • Zusätzlich zu einem Energiespeicher weist das Energieversorgungssystem 1 einen ersten Schalter 4 sowie einen Bordnetzanschluss 5 auf. Ebenso weist das Energieversorgungssystem 1 einen weiteren Bordnetzkontakt 6 auf, der jedoch lediglich einer Verbindung der Masse dient. Der Energiespeicher 2 ist über den Schalter 4 am Bordnetzanschluss 5 angeschlossen und daher im geschlossenen Zustand des Schalters 4 mit diesem verbunden. Ist der Schalter 4 hingegen geöffnet, ist der Energiespeicher vom Bordnetzanschluss 5 getrennt.
  • Der Schalter 4 weist einen Steuereingang 7 auf und ist über diesen mit einem Batterie-Managementsystem 8 verbunden. Das Batterie-Managementsystem 8 weist nicht dargestellte Messkontakte auf, über die es Betriebsgrößen der Batterie erfassen kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Batterie-Managementsystem 8 dazu ausgebildet, eine Spannung des Energiespeichers, eine Temperatur des Energiespeichers, einen Stromfluss sowie eine Ladung des Energiespeichers zu erfassen.
  • Das Batterie-Managementsystem 8 schaltet abhängig von den erfassten Betriebsgrößen den Schalter 4 über seinen Eingang 7. Hierdurch kann der Energiespeicher 2 immer dann, wenn ein in irgendeiner Weise bedrohlicher Betriebszustand vorliegt, vom Bordnetzanschluss 5 getrennt werden. Beispielsweise kann das Batterie-Managementsystem 8 dazu ausgebildet sein, den Bordnetzanschluss 5 vom Energiespeicher 2 zu trennen, wenn der Energiespeicher 2 überhitzt oder wenn eine Tiefentladung des Energiespeichers 2 droht. Das Batterie-Managementsystem weist einen Versorgungsanschluss 9 auf, über den es mit der zum Betrieb notwendigen elektrischen Energie versorgt werden kann.
  • Anders als aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtungen ist der Versorgungsspannungsanschluss 9 mit einem zweiten Schalter 10 verbunden. Der zweite Schalter 10 ist als Umschalter ausgebildet und kann den Versorgungsspannungsanschluss 9 abhängig vom Schaltzustand entweder direkt mit dem Bordnetzanschluss 5 oder direkt mit dem Energiespeicher 2 verbinden. Unter einer direkten Verbindung wird in diesem Zusammenhang eine beliebige Verbindung verstanden, in der auch weitere elektronische Bauteile angeordnet sein können, die jedoch nicht über den ersten Schalter 4 verläuft. Ist der zweite Schalter 10 also in der in 1 dargestellten Schaltstellung, ist er direkt mit dem Energiespeicher 2, nicht jedoch direkt mit dem Bordnetzanschluss 5 verbunden.
  • Um den zweiten Schalter 10 zu steuern, umfasst das Batterie-Managementsystem 8 eine Versorgungssteuerung 11. Die Versorgungssteuerung 11 kann über die bereits erwähnten Messkontakte des Batterie-Managementsystems die Spannung oder den Ladezustand des Energiespeichers 2 erfassen und den zweiten Schalter 10 abhängig von der erfassten Spannung bzw. vom erfassten Ladezustand steuern.
  • Zusätzlich zu den bisher aufgezählten Komponenten umfasst das Energieversorgungssystem 1 einen Shunt 12, der zwischen dem Energiespeicher 2 und dem ersten Schalter 4 angeordnet ist. Der Shunt 12 ermöglicht es dem Batterie-Managementsystem 8, über eine am Shunt 12 abfallende Spannung den vom Energiespeicher 2 bereitgestellten Strom zu erfassen. Um eine einfache Konfigurierbarkeit des Energieversorgungssystems 1 zu gewährleisten, ist dieses mit einem Busanschluss 13 ausgestattet, der im vorliegenden Fall als Anschluss für einen LIN-Bus ausgebildet ist. Der Busanschluss ist mit dem Batterie-Managementsystem 8 verbunden und erlaubt eine Konfigurierung des Batterie-Managementsystems und insbesondere der Versorgungssteuerung durch eine nicht zum Energieversorgungssystem gehörige Datenverarbeitungs- oder Eingabevorrichtung. Beispielsweise kann das Batterie-Managementsystem dazu eingerichtet sein, über den LIN-Bus 13 von einem Fahrzeugcomputer automatisch abhängig von den Anforderungen des Fahrzeugs konfiguriert zu werden.
  • Die vorangehend beschriebene Vorrichtung befindet sich im Normalbetrieb in dem in 1 dargestellten Zustand. Der erste Schalter 4 verbindet in diesem Zustand den Energiespeicher 2 leitend mit dem Bordnetzanschluss 5. Der zweite Schalter 10 verbindet den Versorgungsanschluss des Batterie- Managementsystems direkt mit dem Energiespeicher 2. In diesem Betriebszustand ist also eine Versorgung des Batterie-Managementsystems mit der zum Betrieb notwendigen Energie direkt über den Energiespeicher 2 gewährleistet. Außerdem besteht mit dem Bordnetzanschluss noch eine indirekte Verbindung, die über den ersten Schalter 1 verläuft.
  • Stellt das Batterie-Managementsystem fest, dass ein unsicherer Betriebszustand des Energiespeichers 2 vorliegt, öffnet das Batterie-Managementsystem 8 den Schalter 4 und trennt hierdurch den Energiespeicher 2 galvanisch vom Bordnetzanschluss 5 und erreicht so den in 2 dargestellten Schaltzustand. Wenn der Grund des unsicheren Betriebszustands eine Überhitzung des Energiespeichers oder ein zu hoher Strom war, wird dieser Grund durch das Trennen des Energiespeichers 2 vom Bordnetzanschluss 5 durch die hierdurch auf einen sehr geringen Wert reduzierte Belastung des Energiespeichers 2 behoben. Das Batterie-Managementsystem 8 kann dann, beispielsweise nach einer über den CAN-Bus 13 vorkonfigurierten Verzögerung, den ersten Schalter 4 schließen, um den Bordnetzanschluss wieder durch den Energiespeicher 2 zu speisen. Für den Schaltvorgang des ersten Schalters 4 ist es nicht erforderlich, dass eine andere Energiequelle am Bordnetz angeschlossen ist, da eine Versorgung des Batterie-Managementsystems 8 über die direkte Verbindung des Versorgungsanschlusses 9 mit dem Energiespeicher 2 auch bei geöffnetem erstem Schalter 4 sichergestellt bleibt.
  • Lediglich dann, wenn eine Tiefentladung des Energiespeichers 2 droht, schaltet die Versorgungssteuerung 11 den zweiten Schalter 10 in den in der 3 dargestellten Schaltzustand. In diesem ist der Versorgungsanschluss 9 über den Schalter 10 direkt mit dem Bordnetzanschluss 5 verbunden. Um den Energiespeicher 2 vor einer weiteren Entladung zu schützen, ist der erste Schalter 4 geöffnet. Der Versorgungsanschluss 9 ist somit galvanisch vom Energiespeicher 2 getrennt. Eine Energieversorgung des Batterie-Managementsystems 8 wird in diesem Schaltzustand ausschließlich dann gewährleistet, wenn eine externe Energiequelle mit dem Bordnetzanschluss 5 verbunden ist. Vorteil dieser Schaltstellung ist, dass über den Versorgungsanschluss 9 dem Energiespeicher 2 keine weitere Energie entnommen wird, d.h., das Batterie-Managementsystem 8 trägt nicht zu einer weiteren Tiefentladung des Energiespeichers 2 bei. Außerdem hat diese Schaltstellung den Vorteil, dass eine Energieversorgung des Batterie-Managementsystems 8 auf einfache Weise über den Bordnetzanschluss 5 gewährleistet werden kann. Hierdurch kann das Batterie-Managementsystem 8 auch dann wieder in Betrieb genommen werden, wenn der Energiespeicher 2, beispielsweise durch weitere Lagerung, vollständig tiefentladen wurde. Trotzdem kann dadurch über das Batterie-Managementsystem 8 eine weitere Diagnose des Speichers erfolgen, ohne dass der Speicher weiter belastet wird.
  • Je nach Konfiguration der Versorgungssteuerung ist noch ein weiterer Schaltzustand möglich. In diesem ist der zweite Schalter 10, wie in 3 dargestellt, direkt mit dem Bordnetzanschluss 5 verbunden, zugleich jedoch der erste Schalter 4 geschlossen. Diese Schaltstellung ergibt sich, wenn die minimale Energiespeicherspannung oder die minimale Ladung des Energiespeichers, bei der der zweite Schalter 10 durch die Versorgungssteuerung 11 in den in 3 dargestellten Zustand geschaltet wird, höher gewählt wird als die Spannung bzw. Ladung, bei der der erste Schalter 4 zum Schutz des Energiespeicher 2 vor weitere Tiefentladung geöffnet wird. Eine derartige Konfiguration der Schaltschwellen kann vorteilhaft sein, da somit besonders zuverlässig sichergestellt ist, dass der zweite Schalter 10 im Falle einer Tiefentladung tatsächlich in die in der 3 dargestellte Schaltstellung wechselt. Es wird also zuverlässig vermieden, dass der erste Schalter 4 aufgrund der durch das Batterie-Managementsystem festgestellten drohenden Tiefentladung des Energiespeichers 2 geöffnet wird, bevor der zweite Schalter 10 umgeschaltet wurde.

Claims (11)

  1. Energieversorgungssystem (1) für ein Bordnetz eines Fahrzeugs umfassend: – mindestens einen Energiespeicher (2), – einen Bordnetzanschluss (5), – ein Energiespeicher-Managementsystem (8), das einen Versorgungsanschluss (9) aufweist, über den es mit elektrischer Energie versorgt werden kann, – einen ersten Schalter (4), der geeignet ausgebildet und angeordnet ist, um in einem geöffneten Schaltzustand den Energiespeicher (2) vom Bordnetzanschluss (5) zu trennen und in einem durchgeschalteten Zustand den Energiespeicher (2) mit dem Bordnetzanschluss (5) zu verbinden, wobei das Energiespeicher-Managementsystem (8) dazu eingerichtet ist, den ersten Schalter (4) zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungsanschluss (9) mit einem zweiten Schalter (10) verbunden ist, der in einem ersten Schaltzustand den Versorgungsanschluss (9) über einen nicht durch den ersten Schalter (10) unterbrechbaren Pfad mit dem Energiespeicher (2) verbindet und in einem zweiten Schaltzustand den Versorgungsanschluss (9) über einen nicht durch den ersten Schalter (10) unterbrechbaren Pfad mit dem Bordnetzanschluss (5) verbindet, wobei das Energiespeicher-Managementsystem (8) eine Versorgungssteuerung (11) aufweist, die dazu eingerichtet ist, den Schaltzustand des zweiten Schalters (10) abhängig von mindestens einem physikalischen, vorzugsweise elektrischen Parameter des Energiespeichers (2) zu steuern.
  2. Energieversorgungssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (2) eine Batterie, vorzugsweise eine Lithium-Ionen-Batterie oder eine BleiSäure-Batterie oder ein Kondensator oder eine Brennstoffzelle ist.
  3. Energieversorgungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungssteuerung (11) eingerichtet ist, den zweiten Schalter (10) abhängig von einer Spannung des Energiespeichers (2) und/oder einem Ladezustand des Energiespeichers (2) als elektrischem Parameter zu steuern.
  4. Energieversorgungssystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungssteuerung (11) eingerichtet ist, den zweiten Schalter (10) in den zweiten Schaltzustand zu schalten, wenn die Spannung des Energiespeichers (2) und/oder der Ladezustand des Energiespeichers (2) einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.
  5. Energieversorgungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeicher-Managementsystem (8) zur Überwachung einer Spannung des Energiespeichers (2), einer Temperatur des Energiespeichers (2), eines Stromflusses und/oder eines Ladezustands des Energiespeichers (2) als mindestens einer Betriebsgröße des Energiespeichers und zur Steuerung des ersten Schalters (4) abhängig von der mindestens einen Betriebsgröße eingerichtet ist.
  6. Energieversorgungssystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeicher-Managementsystem (8) derart eingerichtet ist, dass zumindest bei einigen Wertekombinationen von Betriebsgrößen der erste Schalter den Energiespeicher (2) vom Bordnetzanschluss (5) trennt, während der zweite Schalter im ersten Schaltzustand bleibt.
  7. Energieversorgungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeicher-Managementsystem (8) einen BUS-Anschluss aufweist, vorzugsweise einen Anschluss für einen CAN oder LIN BUS.
  8. Energieversorgungssystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungssteuerung (11) dazu ausgebildet ist, über den BUS-Anschluss des Energiespeicher-Managementsystems konfiguriert zu werden.
  9. Energieversorgungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Schalter (10) und dem Versorgungsanschluss (9) oder zwischen dem zweiten Schalter (10) und dem Energiespeicher (2) ein DC/DC-Wandler angeordnet ist.
  10. Energieversorgungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, in dem der mindestens eine Energiespeicher (2), das Energiespeicher-Managementsystem (8), der erste Schalter (4) und der zweite Schalter (10) angeordnet sind, wobei der Bordnetzanschluss (5) eine Wandung des Gehäuses durchdringt.
  11. Energieversorgungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bordnetzanschluss (5) und dem Energiespeicher (2), vorzugsweise zwischen dem ersten Schalter (4) und dem Energiespeicher (2), ein Shunt (12) angeordnet ist.
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