DE102016208893A1 - Motor vehicle electrical system with at least two energy stores, method for operating a motor vehicle electrical system and means for its implementation - Google Patents

Motor vehicle electrical system with at least two energy stores, method for operating a motor vehicle electrical system and means for its implementation Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugbordnetz (100, 200, 300, 400), das eine elektrische Maschine (EM), die an einen aktiven Stromrichter (10) mit einem positiven und einem negativen Gleichspannungsanschluss (B+, B–) angebunden ist, einen ersten Energiespeicher (B1) mit einem positiven und einem negativen Spannungsanschluss, einen zweiten Energiespeicher (B2) mit einem positiven und einem negativen Spannungsanschluss sowie einen Gleichspannungswandler (DC/DC) mit einem ersten und einem zweiten Anschluss aufweist, wobei ferner Schaltmittel (S1–S4, 20) vorgesehen sind, die dafür eingerichtet sind, einen ersten Schaltzustand, in dem der erste Energiespeicher (B1) und der zweiten Energiespeicher (B2) in Parallelschaltung an die Gleichspannungsanschlüsse (B+, B–) des Stromrichters (10) angebunden sind, und einen zweiten Schaltzustand, in dem der erste Energiespeicher (B1) und der zweite Energiespeicher (B2) in Reihenschaltung an die Gleichspannungsanschlüsse (B+, B–) des Stromrichters angebunden sind, einzustellen, wobei der Gleichspannungswandler (DC/DC) in dem ersten und dem zweiten Schaltzustand zwischen dem positiven Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers und dem positiven Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers dauerhaft eingebunden oder temporär einbindbar ist. Mittel zur Implementierung des Verfahrens sind ebenfalls Gegenstände der vorliegenden Erfindungen.The invention relates to a motor vehicle electrical system (100, 200, 300, 400) comprising an electric machine (EM) connected to an active power converter (10) having a positive and a negative DC voltage connection (B +, B-), a first energy store (B1) having a positive and a negative voltage terminal, a second energy store (B2) having a positive and a negative voltage terminal, and a DC / DC converter having a first and a second terminal, further comprising switching means (S1-S4, 20 are provided, which are adapted to a first switching state, in which the first energy storage (B1) and the second energy storage (B2) are connected in parallel to the DC voltage terminals (B +, B-) of the power converter (10), and a second Switching state, in which the first energy store (B1) and the second energy store (B2) connected in series to the DC voltage terminals (B +, B-) of the stream set to judge, the DC-DC converter (DC / DC) in the first and the second switching state between the positive voltage terminal of the first energy storage and the positive voltage terminal of the second energy storage permanently integrated or temporarily einbindbar. Means for implementing the method are also objects of the present invention.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugbordnetz mit wenigstens zwei Energiespeichern, ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Kraftfahrzeugbordnetzes sowie Mittel zur Implementierung des Verfahrens.The present invention relates to a motor vehicle electrical system with at least two energy stores, a method for operating such a motor vehicle electrical system and means for implementing the method.
  • Stand der TechnikState of the art
  • Die Rückgewinnung von Bremsenergie in Kraftfahrzeugen durch Rekuperation ist bekannt. In Rekuperationssystemen wird während einer Bremsung mechanische Energie durch eine elektrische Maschine in elektrische Energie umgewandelt und in einer Batterie oder einem anderen Energiespeicher gespeichert. Ist die durch den Fahrer angeforderte Bremsleistung kleiner oder gleich der Leistungsfähigkeit des Rekuperationssystems, erfolgt die Bremsung typischerweise ausschließlich mittels diesem. Ist die angeforderte Bremsleistung höher, wird zusätzlich ein konventionelles Bremssystem eingesetzt. Die mögliche Kraftstoffeinsparung durch die Rekuperation ist daher nicht nur vom Fahrzyklus und dem Fahrerverhalten, sondern auch von der Leistungsfähigkeit des Rekuperationssystems abhängig. Letztere wird von der maximalen generatorischen Leistung der elektrischen Maschine und der maximalen elektrischen Aufnahmefähigkeit des oder der Energiespeicher im Kraftfahrzeugbordnetz begrenzt.The recovery of braking energy in motor vehicles by recuperation is known. In recuperation systems mechanical energy is converted by an electric machine into electrical energy and stored in a battery or other energy storage during braking. If the braking power requested by the driver is less than or equal to the efficiency of the recuperation system, the braking is typically carried out exclusively by means of this. If the requested braking power is higher, a conventional braking system is additionally used. The potential fuel savings through recuperation is therefore not only dependent on the driving cycle and driver behavior, but also on the performance of the recuperation system. The latter is limited by the maximum regenerative power of the electric machine and the maximum electrical capacity of the energy store or stores in the motor vehicle electrical system.
  • Ferner ist als kraftstoffsparende Maßnahme der Segelbetrieb bekannt. Hierbei wird der Verbrennungsmotor während einer sogenannten Segelphase vom restlichen Antriebsstrang abgekoppelt. Hierdurch wirkt das Motorschleppmoment nicht mehr auf den restlichen Antriebstrang und die Ausrollphase des Fahrzeugs wird wesentlich verlängert. Bei Fahrzeugen mit konventionellem Antriebsstrang werden die elektrischen Verbraucher während der Segelphase ausschließlich aus dem oder den Energiespeichern versorgt. Segeln und Rekuperation schließen einander nicht aus. Beispielsweise kann der Segelbetrieb eingeleitet werden, wenn der Fahrer weder Gas noch Bremse betätigt. Die Rekuperation kann dann erfolgen, wenn der Fahrer die Bremse betätigt.Furthermore, as a fuel-saving measure the sailing operation is known. Here, the internal combustion engine is decoupled from the rest of the drive train during a so-called sailing phase. As a result, the engine drag does not affect the rest of the drive train and the coasting phase of the vehicle is significantly extended. In vehicles with a conventional drive train, the electrical consumers are supplied during the sailing phase only from the or the energy storage. Sailing and recuperation are not mutually exclusive. For example, the sailing operation can be initiated when the driver operates neither gas nor brake. The recuperation can be done when the driver operates the brake.
  • Aus der DE 10 2013 204 894 A1 ist ein Kraftfahrzeugbordnetz bekannt, das eine elektrische Maschine, einen ersten Energiespeicher und einen zweiten Energiespeicher aufweist. Es sind Mittel vorgesehen, mittels derer wahlweise nur einer der Energiespeicher, beide Energiespeicher in Parallelschaltung oder der beide Energiespeicher in Reihenschaltung an die elektrische Maschine angebunden werden können. In einem derartigen Kraftfahrzeugbordnetz kann eine leistungsfähigere Rekuperation durch eine Erhöhung der Spannung an der elektrischen Maschine erzielt werden. Durch diese ergibt sich eine Erhöhung der generatorischen Leistung, die als Bremsleistung zur Verfügung steht. Durch die variable Verschaltung der Energiespeicher ergibt sich zugleich eine Erhöhung der Aufnahmekapazität des Kraftfahrzeugbordnetzes. Diese ermöglicht die Einspeisung bei höherer Generatorleistung und damit insgesamt eine Erhöhung der Kraftstoffeinsparung bei der Rekuperation. Die Energiespeicher stehen ferner redundant für den Segelbetrieb zur Verfügung, wodurch sich die Ausfallsicherheit des Kraftfahrzeugbordnetzes insgesamt erhöht.From the DE 10 2013 204 894 A1 a motor vehicle electrical system is known, which has an electrical machine, a first energy storage and a second energy storage. There are provided means by which either only one of the energy storage, both energy storage in parallel or the two energy storage can be connected in series to the electric machine. In such a motor vehicle electrical system, a more efficient recuperation can be achieved by increasing the voltage at the electric machine. This results in an increase of the regenerative power, which is available as braking power. Due to the variable interconnection of the energy storage results at the same time an increase in the absorption capacity of the motor vehicle electrical system. This allows the infeed with higher generator power and thus an overall increase in fuel savings during recuperation. The energy storage are also redundant for the sailing operation available, which increases the reliability of the vehicle electrical system in total.
  • Die vorliegende Erfindung stellt vor diesem Hintergrund die Aufgabe, ein entsprechendes Kraftfahrzeugbordnetz weiter zu verbessern.Against this background, the present invention has the task of further improving a corresponding motor vehicle electrical system.
  • Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
  • Die vorliegende Erfindung schlägt ein Kraftfahrzeugbordnetz mit wenigstens zwei Energiespeichern, ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Kraftfahrzeugbordnetzes sowie Mittel zur Implementierung des Verfahrens mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vor. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der abhängigen Patentansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.The present invention proposes a motor vehicle electrical system with at least two energy stores, a method for operating such a motor vehicle electrical system, and means for implementing the method having the features of the independent patent claims. Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims and the following description.
  • Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
  • Werden in einem Kraftfahrzeugbordnetz, wie es in der DE 10 2013 204 894 A1 offenbart ist, zwei Energiespeicher in Reihenschaltung an die elektrische Maschine bzw. deren Stromrichter angebunden, kann die durch die elektrische Maschine in das Kraftfahrzeugbordnetz einspeisbare Versorgungsspannung erhöht werden. Werden beispielsweise zwei 12V-Energiespeicher eingesetzt, kann bei einer Reihenschaltung dieser eine Versorgungsspannung von 28V in das Kraftfahrzeugbordnetz eingespeist werden. Im Gegensatz dazu ist die einspeisbare Versorgungsspannung bei Parallelschaltung entsprechender Energiespeicher, ähnlich wie in herkömmlichen Kraftfahrzeugbordnetzen, auf 14V begrenzt. Be in a motor vehicle electrical system, as in the DE 10 2013 204 894 A1 is disclosed, two energy storage connected in series to the electric machine or its converter, which can be fed by the electric machine into the vehicle electrical system supply voltage can be increased. For example, if two 12V energy storage used, in a series connection of this, a supply voltage of 28V can be fed into the motor vehicle electrical system. In contrast to this, the feedable supply voltage is limited to 14V in the case of a parallel connection of corresponding energy stores, similar to conventional motor vehicle on-board networks.
  • Durch die höhere Ausgangsleistung der elektrischen Maschine, beispielsweise einer Klauenpolmaschine bekannter Art, bei einer entsprechenden Verschaltung ergibt sich auch eine verbesserte Rekuperation von Bremsenergie. Voraussetzung ist jedoch, dass die Energiespeicher die Rekuperationsleistung aufnehmen können. Dies kann durch Wahl geeigneter Hochleistungsbatterien sichergestellt werden. Diese müssen sowohl eine ausreichende Ladeakzeptanz als auch eine ausreichende Kapazität aufweisen. Unter der Ladeakzeptanz wird dabei die Fähigkeit eines Energiespeichers, Strom aufzunehmen, unter der Kapazität das Speichervermögen in Ah bzw. Wh verstanden.Due to the higher output power of the electric machine, for example a claw-pole machine of a known type, with a corresponding interconnection, there is also an improved recuperation of braking energy. However, the prerequisite is that the energy storage devices can absorb the recuperation power. This can be ensured by choosing suitable high-performance batteries. These must have both a sufficient charge acceptance and a sufficient capacity. Under the charge acceptance thereby the ability of an energy storage to take up current, under the capacity the storage capacity in Ah or Wh understood.
  • Entsprechende Hochleistungsbatterien sind jedoch kostenintensiv und benötigen hinsichtlich der Umgebungstemperatur einen bevorzugten Einbauort. Besitzen diese aus Kosten- und/oder Bauraumgründen nicht dieselbe Ladeakzeptanz oder Kapazität, so begrenzt der Energiespeicher mit der niedrigeren Ladeakzeptanz bzw. der niedrigeren Kapazität die Energiespeicherung während der Rekuperation in der beschriebenen Reihenschaltung. Dies stellt einen Nachteil der in der DE 10 2013 204 894 A1 beschriebenen Anordnung dar, da zur Erzielung einer hohen Rekuperationsleistung hier beide Energiespeicher als gleich ausgelegte Hochleistungsbatterien ausgeführt werden müssen. However, corresponding high-performance batteries are cost-intensive and require a preferred installation location with regard to the ambient temperature. If these do not have the same charge acceptance or capacity for reasons of cost and / or space, the energy store with the lower charge acceptance or the lower capacity limits the energy storage during the recuperation in the series connection described. This presents a disadvantage in the DE 10 2013 204 894 A1 described arrangement, since in order to achieve a high recuperation power both energy storage must be designed as equally designed high-performance batteries here.
  • Kann die elektrische Maschine eines entsprechenden Bordnetzes sowohl generatorisch als auch motorisch betrieben werden, so sind zur Erzielung eines leistungsfähigen motorischen Betriebs entsprechend DE 10 2013 204 894 A1 ebenfalls zwei Hochleistungsbatterien erforderlich. Auch hierzu werden diese in Reihenschaltung miteinander verbunden.If the electrical machine of a corresponding vehicle electrical system can be operated both as a generator and as a motor, then adequate power is required to achieve efficient motor operation DE 10 2013 204 894 A1 also two high-performance batteries required. Again, these are connected in series with each other.
  • Ein weiterer Nachteil der Anordnung, die in der DE 10 2013 204 894 A1 beschrieben ist besteht darin, dass der dort mit B1 bezeichnete Energiespeicher bei einer entsprechenden Reihenschaltung, z.B. während der Rekuperation, typischerweise stärker aufgeladen wird als der dort mit B2 bezeichnete Energiespeicher. Bei motorischem Betrieb der elektrischen Maschine wird der Energiespeicher B2 stärker entladen als der Energiespeicher B1. Die Ursache für dieses Verhalten liegt darin, dass ein Teil des Stromes zur Versorgung der dort mit R1 bis Rn bezeichneten Verbraucher verwendet wird und dadurch der Energiespeicher B2 weniger aufgeladen bzw. stärker entladen wird.Another disadvantage of the arrangement in the DE 10 2013 204 894 A1 It is described that the energy storage device designated there by B 1 is typically charged more strongly in a corresponding series connection, eg during recuperation, than the energy store designated there by B 2 . When the electric machine is operated by a motor, the energy store B 2 is discharged more strongly than the energy store B 1 . The reason for this behavior is that a part of the current is used to supply the consumers designated there by R 1 to R n and thus the energy storage B 2 is charged less or discharged more.
  • Aus diesem Grund müssen der typischerweise erhöhte Ladezustand des Energiespeichers B1 bzw. der typischerweise niedrigere Ladezustand des Energiespeichers B2 aneinander angeglichen werden, da eine Überladung des Energiespeichers B1 und eine weitgehende Entladung des Energiespeichers B2 vermieden werden muss. Ein voll aufgeladener Energiespeicher B1 kann keine Rekuperationsenergie mehr aufnehmen. Bei einem zu stark entladenen Energiespeicher B2 kann kein motorischer Betrieb mehr erfolgen. Dies kann beispielsweise durch die in 4 und 5 der DE 10 2013 204 894 A1 dargestellten Schaltzustände verhindert werden. Dies hat aber zusätzliche Schaltzyklen der Schalter zur Änderung des Betriebsmodus zur Folge und schränkt daher den Freiheitsgrad der Betriebsstrategie ein. Beispielsweise kann während der Angleichung des Ladezustands nach 4 oder 5 der DE 10 2013 204 894 A1 keine Rekuperation mit serieller Verschaltung der Energiespeicher erfolgen.For this reason, the typically increased state of charge of the energy store B 1 or the typically lower state of charge of the energy store B 2 must be matched to one another, since overcharging of the energy store B 1 and substantial discharge of the energy store B 2 must be avoided. A fully charged energy storage B 1 can no longer absorb recuperation energy. If the energy store B 2 is too heavily discharged, no more motor operation can take place. This can be done, for example, by the in 4 and 5 of the DE 10 2013 204 894 A1 shown switching states can be prevented. However, this results in additional switching cycles of the switches to change the operating mode and therefore limits the degree of freedom of the operating strategy. For example, during the adjustment of the state of charge 4 or 5 of the DE 10 2013 204 894 A1 no recuperation with serial connection of the energy storage done.
  • Ein dritter Nachteil entsprechend DE 10 2013 204 894 A1 ergibt sich bei der Parallelschaltung der Energiespeicher gemäß der dortigen 6. Abhängig von den unterschiedlichen Ladezuständen der Energiespeicher, Alterungszuständen und Temperaturen können auch bei identisch ausgelegten Energiespeichern B1 und B2 Ausgleichsströme zwischen diesen fließen. Diese Ausgleichsströme verursachen beträchtliche elektrische Verluste, überlasten gegebenenfalls die Energiespeicher und können außerdem unerwünschte transiente Spannungsspitzen im Kraftfahrzeugbordnetz verursachen.A third disadvantage accordingly DE 10 2013 204 894 A1 results in the parallel connection of the energy storage according to the local 6 , Depending on the different states of charge of the energy storage, aging states and temperatures, equalizing currents B 1 and B 2 can flow between them even with identically designed energy stores. These equalizing currents cause considerable electrical losses, possibly overloading the energy storage devices and may also cause unwanted transient voltage spikes in the vehicle electrical system.
  • Die soeben beschriebenen Nachteile des in der DE 10 2013 204 894 A1 beschriebenen Bordnetzes werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit Hilfe eines Gleichspannungs- bzw. DC/DC-Wandlers behoben. Dieser ist erfindungsgemäß zwischen die positiven Anschlüsse der beiden Energiespeicher dauerhaft eingebunden oder temporär einbindbar, wie auch in den beigefügten 2 bis 7 dargestellt. Ein Vorteil der in diesen Figuren dargestellten Lösungen ist, dass der Energiespeicher B1 eine kleinere Lade- bzw. Entladeakzeptanz als der Energiespeicher B2 besitzen kann. Der Gleichspannungswandler leitet einen Teil des Stroms am Energiespeicher B1 vorbei und dem Energiespeicher B2 zu. Die Ströme der elektrischen Maschine müssen daher nicht der geringeren Stromtragfähigkeit des Energiespeichers B1 angepasst werden. Der Energiespeicher B1 kann daher durch eine kostengünstige Batterietechnologie und/oder eine Batterie mit kleiner Kapazität realisiert werden, beispielsweise durch eine 12V-Standard-Bleibatterie mit geringer Kapazität.The disadvantages just described in the DE 10 2013 204 894 A1 described on-board network are remedied in the context of the present invention by means of a DC or DC / DC converter. This is according to the invention permanently integrated between the positive terminals of the two energy storage or temporarily einbindbar, as in the attached 2 to 7 shown. One advantage of the solutions shown in these figures is that the energy store B 1 can have a smaller charge or discharge acceptance than the energy store B 2 . The DC-DC converter passes part of the current past the energy store B 1 and to the energy store B 2 . The currents of the electrical machine therefore do not have to be adapted to the lower current carrying capacity of the energy store B 1 . The energy storage B 1 can therefore be realized by a low-cost battery technology and / or a battery with a small capacity, for example by a standard 12V lead-acid battery with low capacity.
  • Auch bei hoher generatorischer oder motorischer Ausgangsleistung der elektrischen Maschine muss also im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise nur einer der Energiespeicher, beispielsweise im Bordnetz der beigefügten 2 bis 7 der Energiespeicher B2, auf eine hohe Lade- bzw. Entladeleistung ausgelegt werden. Dies ergibt eine Kostenersparnis.Even with high generator or motor output power of the electric machine so in the context of the present invention advantageously only one of the energy storage, for example, in the electrical system of the attached 2 to 7 the energy storage B 2 , are designed for a high charging or discharging power. This results in a cost savings.
  • Ist der Ladezustand eines der Energiespeicher, beispielsweise des Energiespeichers B1 gemäß der beigefügten 2 bis 7, höher als der Ladezustand des Energiespeichers B2, so kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Ausgleich des Ladezustands mit Hilfe des Gleichspannungswandlers erfolgen. Es erfolgt also ein Energietransport von Energiespeicher B1 zu Energiespeicher B2. Eine Anpassung des Ladezustands mit Hilfe einer geänderten Schalterstellung wie gemäß 4 oder 5 der DE 10 2013 204 894 A1 ist nicht mehr erforderlich. Dadurch ergibt sich eine Erhöhung der Freiheitsgrade der Betriebsstrategie.If the state of charge of one of the energy storage, for example, the energy storage B 1 according to the attached 2 to 7 , Higher than the state of charge of the energy storage B 2 , it can be done in the context of the present invention, the compensation of the state of charge using the DC-DC converter. Thus, there is an energy transport of energy storage B 1 to energy storage B 2 . An adjustment of the state of charge with the help of a changed switch position as in 4 or 5 of the DE 10 2013 204 894 A1 is no longer necessary. This results in an increase in the degrees of freedom of the operating strategy.
  • Ist der Ladezustand des Energiespeichers B2 gemäß beigefügten 2 bis 7 höher als der Ladezustand des Energiespeichers B1, so kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Ausgleich des Ladezustands mit Hilfe des Gleichspannungswandlers erfolgen. Es erfolgt also ein Energietransport von Energiespeicher B2 zu Energiespeicher B1. Die bereits erwähnten Vorteile gegenüber der DE 10 2013 204 894 A1 gelten dabei entsprechend.Is the state of charge of the energy storage B 2 according to attached 2 to 7 higher than the state of charge of the energy storage B 1 , it can be done in the context of the present invention, the compensation of the state of charge using the DC-DC converter. There is thus an energy transport of energy storage B 2 to energy storage B 1 . The already mentioned advantages over the DE 10 2013 204 894 A1 apply accordingly.
  • Die Ladezustände der Energiespeicher können im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit Hilfe des Gleichspannungswandlers so eingestellt werden, dass im Gegensatz zu einer direkten galvanischen Parallelschaltung der Energiespeicher gemäß 6 der DE 10 2013 204 894 A1 keine oder nur minimale transiente Ausgleichsströme zwischen den Energiespeichern entstehen. Eine derartige direkte galvanische Kopplung der Batterien ist beispielsweise bei einem Kaltstart nach langer Parkzeit vorteilhaft.In the context of the present invention, the states of charge of the energy stores can be adjusted with the aid of the DC-DC converter such that, in contrast to a direct galvanic parallel connection, the energy store according to FIG 6 of the DE 10 2013 204 894 A1 no or only minimal transient equalizing currents occur between the energy stores. Such a direct galvanic coupling of the batteries is advantageous, for example, during a cold start after a long parking time.
  • Werden für die Energiespeicher B1 und B2 der beigefügten 2 bis 7 unterschiedliche Technologien mit unterschiedlicher Ausgangsspannung im Bereich von z.B. 12 bis 15,5V benutzt, so ergäben sich bei der parallelen galvanischen Kopplung gemäß 6 der DE 10 2013 204 894 A1 ggf. hohe Ausgleichsströme. Diese können im Rahmen der vorliegenden Erfindung verhindert werden, indem die Energiespeicher mit Hilfe des Gleichspannungswandlers parallel gekoppelt werden, wie in der beigefügten 7 veranschaulicht. Eine direkte galvanische Kopplung findet dann nicht mehr statt.Be for the energy storage B 1 and B 2 of the attached 2 to 7 different technologies with different output voltage in the range of eg 12 to 15.5V used, so would be in the parallel galvanic coupling according to 6 of the DE 10 2013 204 894 A1 possibly high compensation currents. These can be prevented in the context of the present invention by the energy stores are coupled in parallel by means of the DC-DC converter, as shown in the attached 7 illustrated. A direct galvanic coupling then no longer takes place.
  • Durch den im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzten Gleichspannungswandler wird ferner die Zyklisierung, also der Energie- bzw. Ladungsdurchsatz des leistungsschwächeren Energiespeichers geringer. Damit reduzieren sich die Anforderungen an den leistungsschwächeren Energiespeicher im Rahmen der vorliegenden Erfindung noch weiter.Furthermore, the cyclicization, that is to say the energy or charge throughput of the less powerful energy store, is reduced by the DC-DC converter used in the context of the present invention. In this way, the requirements for the lower-power energy storage in the context of the present invention are further reduced.
  • Die vorliegende Erfindung schlägt zur Erzielung der erläuterten Vorteile ein Kraftfahrzeugbordnetz vor, das eine motorisch und generatorisch betreibbare elektrische Maschine aufweist, die an einen Stromrichter mit einem positiven und einem negativen Gleichspannungsanschluss angebunden ist. Das Kraftfahrzeugbordnetz weist ferner einen ersten Energiespeicher mit einem positiven und einem negativen Spannungsanschluss, einen zweiten Energiespeicher mit einem positiven und einem negativen Spannungsanschluss und einen Gleichspannungswandler mit einem ersten und einem zweiten Anschluss auf. Ferner sind Schaltmittel vorgesehen, die dafür eingerichtet sind, einen ersten Schaltzustand, in dem der erste Energiespeicher und der zweiten Energiespeicher in Parallelschaltung an die Gleichspannungsanschlüsse des Stromrichters angebunden sind, und einen zweiten Schaltzustand, in dem der erste Energiespeicher und der zweite Energiespeicher in Reihenschaltung an die Gleichspannungsanschlüsse des Stromrichters angebunden sind, einzustellen, wobei der Gleichspannungswandler in dem ersten und dem zweiten Schaltzustand zwischen dem positiven Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers und dem positiven Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers dauerhaft eingebunden oder temporär einbindbar ist.In order to achieve the advantages explained, the present invention proposes a motor vehicle electrical system which has an electric machine which can be operated by a motor and a generator and which is connected to a power converter with a positive and a negative DC voltage connection. The motor vehicle electrical system furthermore has a first energy store with a positive and a negative voltage connection, a second energy store with a positive and a negative voltage connection, and a DC-DC converter with a first and a second connection. Further, switching means are provided which are adapted to a first switching state, in which the first energy storage and the second energy storage are connected in parallel to the DC voltage terminals of the power converter, and a second switching state, in which the first energy storage and the second energy storage in series the DC voltage connections of the power converter are connected, the DC-DC converter in the first and the second switching state between the positive voltage terminal of the first energy storage and the positive voltage terminal of the second energy storage permanently integrated or temporarily einbindbar.
  • Die vorliegende Erfindung kann insbesondere in Kraftfahrzeugbordnetzen zum Einsatz kommen, in der eine sowohl motorisch als auch generatorisch betreibbare elektrische Maschine eingesetzt wird. Diese kann beispielsweise als Klauenpolmaschine ausgebildet sein. Die elektrische Maschine ist dann über einen als Gleich- und Wechselrichter betreibbaren aktiven Stromrichter an das Kraftfahrzeugbordnetz angebunden. In einem motorischen Betrieb der elektrischen Maschine wird der aktive Stromrichter als (Puls-)Wechselrichter, in einem generatorischen Betrieb als Gleichrichter betrieben. Ein entsprechender aktiver Stromrichter ist typischerweise als Brückengleichrichter mit einer der Phasenzahl der elektrischen Maschine entsprechenden Anzahl an Halbbrücken ausgebildet. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch in Bordnetzen zum Einsatz kommen, in denen die elektrische Maschine lediglich generatorisch betreibbar und damit zur Rekuperation nutzbar ist. In diesem Fall ist ein separater Starter vorgesehen und der Stromrichter kann als passiver Gleichrichter ausgebildet sein.The present invention can be used, in particular, in motor vehicle on-board networks, in which an electric motor which can be operated both as a motor and as a generator can be used. This can be designed for example as Klauenpolmaschine. The electric machine is then connected to the motor vehicle electrical system via an active converter that can be operated as a DC and inverter. In a motorized operation of the electric machine, the active converter is operated as a (pulse) inverter, in a generator mode as a rectifier. A corresponding active power converter is typically designed as a bridge rectifier with a number of half-bridges corresponding to the number of phases of the electrical machine. However, the present invention can also be used in on-board networks, in which the electric machine can only be operated as a generator and can therefore be used for recuperation. In this case, a separate starter is provided and the power converter can be designed as a passive rectifier.
  • Ist nachfolgend davon die Rede, dass ein Stromrichter einen positiven und einen negativen Gleichspannungsanschluss aufweist, seien hierunter die an das Bordnetz angeschlossenen Gleichspannungsanschüsse verstanden. Der negative Gleichspannungsanschluss weist ein geringeres Spannungspotential auf als der positive Gleichspannungsanschluss. Er kann auch auf Masse liegen.If, in the following, it is mentioned that a power converter has a positive and a negative DC voltage connection, this may be understood as the DC voltage connections connected to the electrical system. The negative DC voltage connection has a lower voltage potential than the positive DC voltage connection. He can also be grounded.
  • Ist hier davon die Rede, dass die Energiespeicher in Reihenschaltung oder parallel an die Gleichspannungsanschlüsse des Stromrichters angebunden sind, schließt dies die Zwischenschaltung weiterer Elemente nicht aus. Wie beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügte 7 veranschaulicht und bereits zuvor erwähnt, werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Energiespeicher beispielsweise nicht direkt galvanisch parallel geschaltet sondern über den Gleichspannungswandler miteinander verbunden.If it is mentioned here that the energy storage devices are connected in series connection or in parallel to the DC voltage connections of the power converter, this does not exclude the interposition of further elements. For example, with reference to the attached 7 illustrated and already mentioned above, in the present invention, the energy storage, for example, not directly connected in parallel with galvanism but connected to each other via the DC-DC converter.
  • Das Kraftfahrzeugbordnetz ist vorteilhafterweise für einen Betrieb in einem ersten und in einem zweiten Betriebsmodus eingerichtet, wobei die elektrische Maschine in dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus motorisch oder generatorisch betrieben wird, wobei in dem ersten Betriebsmodus durch Einstellen des ersten Schaltzustands eine erste, geringere Spannung und in dem zweiten Betriebsmodus durch Einstellen des zweiten Schaltzustands eine zweite, höhere Spannung bereitgestellt wird. Wie erwähnt, können beispielsweise in einem Kaltstart durch die Parallelschaltung der Energiespeicher Vorteile erzielt werden. Durch die Reihenschaltung kann die Rekuperationsleistung erhöht werden. The motor vehicle electrical system is advantageously set up for operation in a first and in a second operating mode, wherein the electric machine is operated in the first and the second operating mode by motor or generator, wherein in the first operating mode by setting the first switching state, a first, lower voltage and in the second mode of operation by setting the second switching state, a second, higher voltage is provided. As mentioned, for example, in a cold start by the parallel connection of the energy storage advantages can be achieved. By the series connection, the Rekuperationsleistung can be increased.
  • Die Schaltmittel, die in dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbordnetz vorgesehen sind, können eine unterschiedliche Anzahl an Schaltelementen und eine diese Schaltelemente ansteuernde Steuereinheit umfassen. Details sind unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert.The switching means, which are provided in the motor vehicle electrical system according to the invention, may comprise a different number of switching elements and a control unit that drives these switching elements. Details are explained with reference to the attached figures.
  • Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. eine Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeugbordnetz, ist als Mittel zur Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.An arithmetic unit according to the invention, e.g. a control device for a vehicle electrical system, as means for implementing the method according to the invention, in particular programmatically, adapted to carry out a method according to the invention.
  • Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn eine ausführende Steuereinrichtung noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Eine derartige Steuereinrichtung ist mit einem geeigneten Datenträger zur Speicherung eines entsprechenden Computerprogramms, beispielsweise einer Festplatte und/oder einem Flashspeicher, ausgestattet. The implementation of the method in the form of software is also advantageous, since this causes particularly low costs, in particular if an executing control device is still used for further tasks and therefore exists in any case. Such a control device is equipped with a suitable data carrier for storing a corresponding computer program, for example a hard disk and / or a flash memory.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically by means of exemplary embodiments in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.
  • Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
  • 1 veranschaulicht einen Verlauf einer maximalen Ausgangsleistung eines 14V-Klauenpolgenerators über eine Generatordrehzahl für Ausgangsspannungen von 14V und 28V. 1 Figure 12 illustrates a plot of a maximum output power of a 14V claw pole generator over a generator speed for output voltages of 14V and 28V.
  • 2 zeigt ein Kraftfahrzeugbordnetz gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in vereinfachter schematischer Darstellung. 2 shows a motor vehicle electrical system according to an embodiment of the invention in a simplified schematic representation.
  • 3 zeigt ein Kraftfahrzeugbordnetz gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in vereinfachter schematischer Darstellung. 3 shows a motor vehicle electrical system according to an embodiment of the invention in a simplified schematic representation.
  • 4 veranschaulicht Stromflüsse in einem Kraftfahrzeugbordnetz gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 4 illustrates power flows in a motor vehicle electrical system according to an embodiment of the invention.
  • 5 zeigt ein Kraftfahrzeugbordnetz gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in vereinfachter schematischer Darstellung. 5 shows a motor vehicle electrical system according to an embodiment of the invention in a simplified schematic representation.
  • 6 zeigt ein Kraftfahrzeugbordnetz gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in vereinfachter schematischer Darstellung. 6 shows a motor vehicle electrical system according to an embodiment of the invention in a simplified schematic representation.
  • 7 veranschaulicht eine Parallelschaltung von Energiespeichern in einem Kraftfahrzeugbordnetz gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 7 illustrates a parallel connection of energy stores in a motor vehicle electrical system according to an embodiment of the invention.
  • Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
  • In 1 ist der typische Verlauf der maximalen Ausgangsleistung P einer generatorisch betriebenen elektrischen Maschine, beispielsweise eines 14V-Klauenpolgenerators, die an einen passiven B6-Brückengleichrichter angebunden ist, auf der Ordinate über die Generatordrehzahl n auf der Abszisse für die beispielhaften Ausgangsspannungen U1 = 14V und U2 = 28V dargestellt. Speist die elektrische Maschine ein 14V-Kraftfahrzeugbordnetz, kann diese ab einer Drehzahl no1 elektrische Leistung liefern. Hingegen kann dieselbe elektrische Maschine bei einer Einspeisung in ein 28V-Kraftfahrzeugbordnetz erst ab einer Drehzahl von no2 elektrische Leistung liefern. Bei einer Ausgangsspannung der elektrischen Maschine von U2 = 28V ergibt sich ab einer Drehzahl n > n12 eine deutlich höhere maximale Ausgangsleistung als bei Versorgung eines 14V-Kraftfahrzeugbordnetzes. Dieser Effekt kann genutzt werden, um während der Rekuperation die Ausgangsleistung der elektrischen Maschine zu erhöhen.In 1 is the typical curve of the maximum output power P of a generator-operated electric machine, for example a 14V claw pole generator connected to a passive B6 bridge rectifier, on the ordinate via the generator speed n on the abscissa for the exemplary output voltages U 1 = 14V and U 2 = 28V shown. If the electric machine feeds a 14V vehicle electrical system, it can supply electrical power from a speed n o1 . On the other hand, the same electric machine can only supply electrical power when it is fed into a 28V vehicle electrical system at a speed of n o2 . At an output voltage of the electric machine of U 2 = 28V results from a speed n> n 12 a much higher maximum output power than when supplying a 14V vehicle electrical system. This effect can be used to increase the output of the electric machine during recuperation.
  • Die Erfindung betrifft in Ausführungsformen auch den motorischen Betrieb einer entsprechenden elektrischen Maschine, die über einen dann als Wechselrichter betriebenen aktiven Stromrichter an ein Kraftfahrzeugbordnetz angebunden ist. Die elektrische Maschine kann je nach dem Betriebszustand des entsprechenden Fahrzeugs mit unterschiedlichen Spannungen versorgt werden. Auch bei motorischem Betrieb der elektrischen Maschine ergibt sich bei einer speisenden Spannung von 28V eine höhere maximale Ausgangsleistung als bei einer Versorgung mit nur 14V.The invention also relates, in embodiments, to the motorized operation of a corresponding electric machine which is connected to a motor vehicle electrical system via an active power converter which is then operated as an inverter. The electrical machine can be supplied with different voltages depending on the operating state of the corresponding vehicle. Even with motor operation of the electric machine results in a supply voltage of 28V, a higher maximum output power than with a supply of only 14V.
  • In 2 ist ein Kraftfahrzeugbordnetz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Form eines Schaltplans vereinfacht schematisch dargestellt. und insgesamt mit 100 bezeichnet. Dieses weist einen ersten Energiespeicher B1 und einen zweiten Energiespeicher B2, die wie oben erläutert ausgebildet sein können, auf. Die Energiespeicher B1 und B2 können in dem Kraftfahrzeugbordnetz 100 der 2 mittels der Schaltelemente S1, S2, S3 und S4 variabel verschaltet werden. Die Schaltelemente S1 bis S4 können beispielsweise durch MOS-Feldeffekttransistoren oder andere elektronische Bauelemente gebildet sein. Diese weisen jeweils einen ersten und einen zweiten Spannungsanschluss auf, mittels welchem sie in das Bordnetz eingebunden sind. Bei einem MOS-Feldeffekttransistor entsprechen diese Spannungsanschlüsse dem Drain- und dem Source-Anschluss. Zur Ansteuerung der Schaltelemente S1, S2, S3 und S4 ist eine Steuereinrichtung 20 vorgesehen. Elektrische Verbraucher mit einer Betriebsspannung von beispielsweise 14V sind kollektiv in Form von Widerständen R1 bis Rn veranschaulicht. In 2 is a motor vehicle electrical system according to an embodiment of the present invention in the form of a simplified schematic diagram. and in total with 100 designated. This has a first energy storage B 1 and a second energy storage B 2 , which may be formed as explained above, on. The energy storage B 1 and B 2 can in the motor vehicle electrical system 100 of the 2 be variably connected by means of the switching elements S 1 , S 2 , S 3 and S 4 . The switching elements S 1 to S 4 may be formed for example by MOS field-effect transistors or other electronic components. These each have a first and a second voltage connection, by means of which they are integrated into the electrical system. In a MOS field effect transistor, these voltage terminals correspond to the drain and source terminals. To control the switching elements S 1 , S 2 , S 3 and S 4 is a control device 20 intended. Electrical consumers with an operating voltage of, for example, 14 V are collectively illustrated in the form of resistors R 1 to R n .
  • In dem Bordnetz 100 ist eine elektrische Maschine EM vorgesehen, die an einen Stromrichter 10 angebunden ist. Letzterer kann, wie bereits erwähnt, je nach Betriebsstrategie und Ausbildung der elektrischen Maschine als passiver oder aktiver Stromrichter ausgebildet sein. Die elektrische Maschine EM kann für einen rein generatorischen aber auch für einen motorischen und einen generatorischen Betrieb eingerichtet sein. In ersterem Fall wird der Stromrichter 10 als Gleichrichter betrieben, in letzterem Fall kann der Stromrichter 10 als Gleich- oder Wechselrichter betrieben. Er verfügt über einen positiven Gleichspannungsanschluss B+ und einen negativen Gleichspannungsanschluss B–, wobei der Gleichspannungsanschluss B– auf Masse bzw. demselben Bezugspotential wie die elektrische Maschine EM liegen kann. Dies ist in 2 und den nachfolgenden Figuren veranschaulicht. Mit S ist ein Starter, beispielsweise ein Ritzelstarter, bezeichnet, der separat bereitgestellt ist, wenn die elektrische Maschine EM nur generatorisch betreibbar ist oder wenn der Verbrennungsmotor, beispielsweise beim Kaltstart, nicht mit der elektrischen Maschine gestartet werden soll. In der oben erläuterten und nachfolgend noch näher veranschaulichten Weise ist ein Gleichspannungswandler, mit DC/DC bezeichnet, in das Kraftfahrzeugbordnetz 100 eingebunden.In the electrical system 100 An electric machine EM is provided to a power converter 10 is connected. The latter can, as already mentioned, depending on the operating strategy and design of the electrical machine be designed as a passive or active power converter. The electric machine EM can be set up for a purely regenerative but also for a motor and a generator operation. In the former case, the power converter 10 operated as a rectifier, in the latter case, the power converter 10 operated as a DC or inverter. It has a positive DC voltage connection B + and a negative DC voltage connection B-, whereby the DC voltage connection B- can be at ground or the same reference potential as the electric machine EM. This is in 2 and the following figures. S is a starter, such as a pinion starter, referred to, which is provided separately when the electric machine EM is operable only as a generator or when the internal combustion engine, for example, during cold start, not to be started with the electric machine. In the manner explained above and illustrated in more detail below, a DC-DC converter, denoted DC / DC, is in the motor vehicle electrical system 100 involved.
  • In dem Kraftfahrzeugbordnetz 100 gemäß 2 sind der positive Gleichspannungsanschluss B+ des Stromrichters 10, der positive Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers B1, der erster Spannungsanschluss des ersten Schaltelements S1 und der erste Spannungsanschluss des Gleichspannungswandlers DC/DC jeweils dauerhaft leitend miteinander verbunden.In the motor vehicle electrical system 100 according to 2 are the positive DC voltage connection B + of the converter 10 , the positive voltage terminal of the first energy storage B 1 , the first voltage terminal of the first switching element S 1 and the first voltage terminal of the DC-DC converter DC / DC are each permanently connected to one another in a conductive manner.
  • Ist im Rahmen dieser Anmeldung davon die Rede, dass Elemente dauerhaft leitend verbunden sind, sei darunter verstanden, dass eine derartige Verbindung nicht über ein Schaltelement erfolgt, sondern über Kabel und entsprechende dauerhafte Kabelverbindungen, beispielsweise Lötstellen, Klemmen oder Stecker, die in einem Normalbetrieb des Kraftfahrzeugbordnetzes nicht unterbrochen bzw. deren Elemente nicht voneinander getrennt bzw. isoliert werden. Entsprechendes gilt für eine dauerhafte Einbindung eines Gleichspannungswandlers. Hingegen ist eine temporäre Einbindung durch Schaltelemente realisiert.Is in the context of this application of the speech that elements are permanently connected, it is understood that such a connection does not take place via a switching element, but via cables and corresponding permanent cable connections, such as solder joints, terminals or plugs in a normal operation of the Motor vehicle electrical system is not interrupted or their elements are not separated or isolated. The same applies to a permanent integration of a DC-DC converter. On the other hand, a temporary integration is realized by switching elements.
  • In dem Kraftfahrzeugbordnetz 100 gemäß 2 sind ferner der negative Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers B1, der erste Spannungsanschluss des zweiten Schaltelements S2 und der erste Spannungsanschluss des dritten Schaltelements S3, ebenso der zweite Spannungsanschluss des ersten Schaltelements S1, der zweite Spannungsanschluss des zweiten Schaltelements S2 und der erste Spannungsanschluss des vierten Schaltelements S4, ferner der zweite Spannungsanschluss des vierten Schaltelements S4, der zweite Spannungsanschluss des Gleichspannungswandlers DC/DC und der positive Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers B2, sowie schließlich der negative Gleichspannungsanschluss B– des Stromrichters 10, der negative Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers B2 und der zweite Spannungsanschluss des dritten Schaltelements S3 dauerhaft leitend miteinander verbunden. In the motor vehicle electrical system 100 according to 2 are also the negative voltage terminal of the first energy storage device B 1, the first voltage terminal of the second switching element S2 and the first voltage terminal of the third switching element S 3, as the second voltage terminal of the first switching element S 1, the second voltage terminal of the second switching element S2 and the first Voltage terminal of the fourth switching element S 4 , further the second voltage terminal of the fourth switching element S 4 , the second voltage terminal of the DC-DC converter DC / DC and the positive voltage terminal of the second energy storage B 2 , and finally the negative DC voltage terminal B- of the power converter 10 , the negative voltage terminal of the second energy storage B 2 and the second voltage terminal of the third switching element S 3 permanently connected to each other.
  • Der implementierte Gleichspannungswandler DC/DC führt zu den beschriebenen Vorteilen der Erfindung. Mit seiner Hilfe kann der durch den als kostengünstige Batterie ausbildbaren ersten Energiespeicher B1 fließende Lade- oder Entladestrom entsprechend der geringeren Leistungsfähigkeit dieses Energiespeichers B1 ausreichend reduziert werden.The implemented DC-DC converter DC / DC leads to the described advantages of the invention. With its help, the charging or discharging current flowing through the first energy store B 1 which can be embodied as a low-cost battery can be reduced sufficiently in accordance with the lower efficiency of this energy store B 1 .
  • In 3 ist ein Kraftfahrzeugbordnetz gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Form eines Schaltplans vereinfacht schematisch dargestellt und insgesamt mit 200 bezeichnet. Der wesentliche Unterschied zu dem Kraftfahrzeugbordnetz 100 gemäß 2 besteht in der abweichenden Verschaltung der dargestellten Elemente. In 3 is a motor vehicle electrical system according to another embodiment of the present invention in the form of a simplified schematic diagram and shown in total with 200 designated. The main difference to the motor vehicle electrical system 100 according to 2 consists in the deviating interconnection of the elements shown.
  • So sind in dem Kraftfahrzeugbordnetz 200 gemäß 3 der positive Gleichspannungsanschluss B+ des Stromrichters 10, der positive Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers B1, der erste Spannungsanschluss des ersten Schaltelements S1 und der erste Spannungsanschluss des Gleichspannungswandlers DC/DC, ferner der negative Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers B1, der erste Spannungsanschluss des dritten Schaltelements S3 und der erste Spannungsanschluss des vierten Schaltelements S4, weiterhin der zweite Spannungsanschluss des ersten Schaltelements S1 und der zweite Spannungsanschluss des zweiten Schaltelements S2, außerdem der zweite Spannungsanschluss des dritten Schaltelements S3, der erste Spannungsanschluss des zweiten Schaltelements S2, der zweite Spannungsanschluss des Gleichspannungswandlers DC/DC und der positive Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers B2, und schließlich der negative Gleichspannungsanschluss B– des Stromrichters 10, der negative Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers B2 und der zweite Spannungsanschluss des vierten Schaltelements S4 dauerhaft leitend miteinander verbunden.So are in the motor vehicle electrical system 200 according to 3 the positive DC voltage connection B + of the converter 10 , the positive voltage terminal of the first energy storage B 1 , the first voltage terminal of the first switching element S 1 and the first voltage terminal of the DC-DC converter DC / DC, further the negative voltage terminal of the first energy storage B 1 , the first Voltage terminal of the third switching element S 3 and the first voltage terminal of the fourth switching element S 4 , further the second voltage terminal of the first switching element S 1 and the second voltage terminal of the second switching element S 2 , also the second voltage terminal of the third switching element S 3 , the first voltage terminal of the second Switching element S 2 , the second voltage terminal of the DC-DC converter DC / DC and the positive voltage terminal of the second energy storage B 2 , and finally the negative DC voltage terminal B- of the power converter 10 , the negative voltage terminal of the second energy storage B 2 and the second voltage terminal of the fourth switching element S 4 permanently connected to one another.
  • in 4 sind die Ströme bei Rekuperation und motorischen Betrieb der elektrischen Maschine EM bei Reihenschaltung der Energiespeicher B1 und B2 dargestellt. Bei Rekuperation (IEM > 0) wird dabei mithilfe des Gleichspannungswandlers DC/DC ein Teil des Rekuperationsstroms IEM der elektrischen Maschine EM direkt von einem Netzwerkknoten 102 auf einen Netzwerkknoten 101 geführt. Ist der Eingangsstrom des Gleichspannungswandlers IDCDC = k·lEM, mit 0 < k < 1, so wird der Energiespeicher B1 nur noch mit dem Strom IB2 = (1 – k)·lEM geladen. Der Energiespeicher B1 kann daher eine geringere Ladeakzeptanz und/oder Kapazität als der Energiespeicher B2 besitzen. Bei einem motorischen Betrieb der elektrischen Maschine (IEM < 0) kann, wenn ein bidirektionaler Gleichspannungswandler DC/DC verwendet wird, die geringere Leistungsfähigkeit des Energiespeichers B1 ebenfalls mithilfe des Gleichspannungswandlers DC/DC kompensiert werden. Während des motorischen Betriebs erfolgt durch den Gleichspannungswandler DC/DC eine Rückspeisung des Stroms von Netzwerkknoten 101 zu Netzwerkknoten 102. Damit kann der Stromfluss durch den Energiespeicher B1 während des motorischen Betriebs entsprechend der Leistungsfähigkeit, der Entladeakzeptanz und/oder der Kapazität des Energiespeichers B1 auf einen geeigneten Wert reduziert werden.in 4 the currents during recuperation and motor operation of the electric machine EM are shown in series connection of the energy storage B 1 and B 2 . During recuperation (I EM > 0), a part of the recuperation current I EM of the electric machine EM is directly from a network node using the DC-DC converter DC / DC 102 to a network node 101 guided. If the input current of the DC-DC converter I DCDC = k · l EM , with 0 <k <1, the energy storage B 1 is only charged with the current I B2 = (1 - k) · l EM . The energy store B 1 can therefore have a lower charge acceptance and / or capacity than the energy store B 2 . In a motor operation of the electric machine (I EM <0), if a bidirectional DC-DC converter DC / DC is used, the lower performance of the energy storage B 1 can also be compensated by means of the DC-DC converter DC / DC. During motor operation, the DC-DC converter DC / DC regenerates the current from network nodes 101 to network nodes 102 , Thus, the current flow through the energy storage B 1 during the engine operation according to the performance, the discharge acceptance and / or the capacity of the energy storage B 1 can be reduced to a suitable value.
  • in 5 ist ein Kraftfahrzeugbordnetz gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Form eines Schaltplans vereinfacht schematisch dargestellt und insgesamt mit 300 bezeichnet. Der wesentliche Unterschied zu dem Kraftfahrzeugbordnetz 100 gemäß 2 und dem Kraftfahrzeugbordnetz 200 gemäß 3 besteht in der reduzierten Anzahl an Schaltelementen. Zur besseren Vergleichbarkeit mit den 2 und 3 sind in 5 ein erstes Schaltelement mit S2, ein zweites Schaltelement mit S3 und ein drittes Schaltelement mit S4 bezeichnet.in 5 is a motor vehicle electrical system according to another embodiment of the present invention in the form of a simplified schematic diagram and shown in total with 300 designated. The main difference to the motor vehicle electrical system 100 according to 2 and the vehicle electrical system 200 according to 3 consists in the reduced number of switching elements. For better comparability with the 2 and 3 are in 5 a first switching element with S 2 , a second switching element with S 3 and a third switching element denoted by S 4 .
  • In dem Kraftfahrzeugbordnetz 300 gemäß 5 sind der positive Gleichspannungsanschluss B+ des Stromrichters 10, der positive Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers B1 und der erste Spannungsanschluss des Gleichspannungswandlers DC/DC, ferner der negative Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers B1, der erste Spannungsanschluss des ersten Schaltelements S2 und der erste Spannungsanschluss des zweiten Schaltelements S3, weiterhin der zweite Spannungsanschluss des ersten Schaltelements S2, der zweite Spannungsanschluss des Gleichspannungswandlers DC/DC und der erste Spannungsanschluss des dritten Schaltelements S4, außerdem der positive Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers B2 und der zweite Spannungsanschluss des dritten Schaltelements S4, und schließlich der negative Gleichspannungsanschluss B– des Stromrichters 10, der negative Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers B2 und der zweite Spannungsanschluss des zweiten Schaltelements S3 jeweils leitend miteinander verbunden.In the motor vehicle electrical system 300 according to 5 are the positive DC voltage connection B + of the converter 10 , the positive voltage terminal of the first energy storage B 1 and the first voltage terminal of the DC voltage converter DC / DC, further the negative voltage terminal of the first energy storage B 1 , the first voltage terminal of the first switching element S 2 and the first voltage terminal of the second switching element S 3 , further the second Voltage terminal of the first switching element S 2 , the second voltage terminal of the DC-DC converter DC / DC and the first voltage terminal of the third switching element S 4 , also the positive voltage terminal of the second energy storage B 2 and the second voltage terminal of the third switching element S 4 , and finally the negative DC voltage terminal B. - of the converter 10 , the negative voltage terminal of the second energy storage B 2 and the second voltage terminal of the second switching element S 3 are each conductively connected to each other.
  • in 6 ist ein Kraftfahrzeugbordnetz gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Form eines Schaltplans vereinfacht schematisch dargestellt und insgesamt mit 400 bezeichnet. Ähnlich wie in dem Kraftfahrzeugbordnetz 300 gemäß 5 ist hier die Anzahl an Schaltelementen reduziert. in 6 is a motor vehicle electrical system according to another embodiment of the present invention in the form of a simplified schematic diagram and shown in total with 400 designated. Similar to the motor vehicle electrical system 300 according to 5 Here is the number of switching elements reduced.
  • Ein erstes Schaltelement ist auch hier mit S2, ein zweites Schaltelement mit S3 und ein drittes Schaltelement mit S4 bezeichnet.A first switching element is also designated here by S 2 , a second switching element by S 3 and a third switching element by S 4 .
  • In den Kraftfahrzeugbordnetzen 300 und 400 gemäß den 5 und 6 entfällt das in den Kraftfahrzeugbordnetzen 100 und 200 gemäß den 2 und 3 vorhandene Schaltelement S1 und ist durch den Gleichspannungswandler DC/DC ersetzt. Dadurch ergeben sich zusätzliche Kosteneinsparungen.In the motor vehicle electrical systems 300 and 400 according to the 5 and 6 this is eliminated in the motor vehicle on-board networks 100 and 200 according to the 2 and 3 existing switching element S 1 and is replaced by the DC-DC converter DC / DC. This results in additional cost savings.
  • In dem Kraftfahrzeugbordnetz 400 gemäß 6 sind der positive Gleichspannungsanschluss B+ des Stromrichters 10, der positive Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers B1 und der erste Spannungsanschluss des Gleichspannungswandlers DC/DC, ferner der negative Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers B1, der erste Spannungsanschluss des zweiten Schaltelements S3 und der erste Spannungsanschluss des dritten Schaltelements S4, weiterhin der zweite Spannungsanschluss des zweiten Schaltelements S3, der erste Spannungsanschluss des ersten Schaltelements S2 und der positive Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers B2, außerdem der zweite Spannungsanschluss des ersten Schaltelements S2 und der zweite Spannungsanschluss des Gleichspannungswandlers DC/DC, und schließlich der negative Gleichspannungsanschluss B– des Stromrichters 10, der negative Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers B2 und der zweite Spannungsanschluss des dritten Schaltelements S4 jeweils dauerhaft leitend verbunden.In the motor vehicle electrical system 400 according to 6 are the positive DC voltage connection B + of the converter 10 , the positive voltage terminal of the first energy storage B 1 and the first voltage terminal of the DC voltage converter DC / DC, furthermore the negative voltage terminal of the first energy storage B 1 , the first voltage terminal of the second switching element S 3 and the first voltage terminal of the third switching element S 4 , furthermore the second one Voltage terminal of the second switching element S 3 , the first voltage terminal of the first switching element S 2 and the positive voltage terminal of the first energy storage B 2 , also the second voltage terminal of the first switching element S 2 and the second voltage terminal of the DC-DC converter DC / DC, and finally the negative DC voltage terminal B. - of the converter 10 , the negative voltage terminal of the second energy storage B 2 and the second voltage terminal of the third switching element S 4 are each permanently conductively connected.
  • Die parallele Kopplung der Energiespeicher erfolgt, wie in 7 veranschaulicht, mithilfe Gleichspannungswandlers DC/DC. Ein weiterer Vorteil einer derartigen parallelen Kopplung ergibt sich, wenn unterschiedliche Batterietechnologien verwendet werden, beispielsweise eine Standard-Bleibatterie für den Energiespeicher B1 und eine leistungsfähige Li-Ionen-Batterie für den Energiespeicher B2. Bei einer parallelen galvanischen Kopplung von Batterien mit unterschiedlichen Technologien ergeben sich, abhängig von der Differenz der Batteriespannungen, ggf. hohe, unerwünschte Ausgleichströme zwischen den Batterien und ggf. Spannungsspitzen im Bordnetz. Eine Kopplung mithilfe des Gleichspannungswandlers DC/DC verhindert dies, da der Ausgleichsstrom zwischen den Batterien durch den Gleichspannungswandler DC/DC vorgegeben werden kann. The parallel coupling of the energy storage takes place, as in 7 illustrated using DC / DC DC converter. Another advantage of such a parallel coupling results when different battery technologies are used, for example, a standard lead-acid battery for the energy storage B 1 and a powerful Li-ion battery for the energy storage B 2 . In the case of a parallel galvanic coupling of batteries with different technologies, depending on the difference in the battery voltages, high, undesired balancing currents between the batteries and, if applicable, voltage peaks in the vehicle electrical system may result. A coupling using the DC / DC converter DC / DC prevents this, since the compensation current between the batteries can be specified by the DC / DC converter DC / DC.
  • Durch den Einsatz der vorliegenden Erfindung sind die Spannungsbereiche frei wählbar und nicht auf 28/14V beschränkt. Die Energiespeicher B1 und B2 können wahlweise in unterschiedlichen Batterietechnologien ausgeführt sein. Die elektrische Maschine kann als Generator oder als elektrische Maschine mit sowohl generatorischem als auch motorischem Betrieb ausgebildet sein. Der Maschinentyp ist frei wählbar. Der Starter S kann wahlweise auch entfallen, dann erfolgt der Starter des Verbrenners nur mit Hilfe der elektrischen Maschine. By using the present invention, the voltage ranges are freely selectable and not limited to 28 / 14V. The energy storage devices B 1 and B 2 can optionally be embodied in different battery technologies. The electric machine can be designed as a generator or as an electric machine with both regenerative and motor operation. The machine type is freely selectable. The starter S can optionally be omitted, then the starter of the burner is carried out only with the help of the electric machine.
  • Bei den Bordnetzen 300 und 400 können wahlweise die Energiespeicher B1 und B2 auch deutlich voneinander abweichende Spannungen besitzen, z.B. Energiespeicher B1 24V und Energiespeicher B2 12V. Als Energiespeicher können neben Batterien auch andere elektrische Speicher, beispielsweise Doppelschichtkondensatoren, verwendet, werden. Die Schaltelemente S1 bis S4 können wahlweise mit Hilfe von Leistungselektronik oder auch durch andere elektrische Schaltmittel, z.B. Relais, realisiert werden. Der Gleichspannungswandler DC/DC kann sowohl unidirektional als auch bidirektional ausgeführt werden.At the on-board networks 300 and 400 can optionally have the energy storage B 1 and B 2 also significantly different voltages, eg energy storage B 1 24V and energy storage B 2 12V. As an energy storage in addition to batteries, other electrical storage, such as double-layer capacitors, are used. The switching elements S 1 to S 4 can be realized either by means of power electronics or by other electrical switching means, such as relays. The DC / DC converter DC / DC can be designed both unidirectionally and bidirectionally.
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Claims (12)

  1. Kraftfahrzeugbordnetz (100, 200, 300, 400), welches eine elektrische Maschine (EM), die an einen aktiven Stromrichter (10) mit einem positiven und einem negativen Gleichspannungsanschluss (B+, B–) angebunden ist, einen ersten Energiespeicher (B1) mit einem positiven und einem negativen Spannungsanschluss, einen zweiten Energiespeicher (B2) mit einem positiven und einem negativen Spannungsanschluss sowie einen Gleichspannungswandler (DC/DC) mit einem ersten und einem zweiten Anschluss aufweist, wobei ferner Schaltmittel (S1–S4, 20) vorgesehen sind, die dafür eingerichtet sind, einen ersten Schaltzustand, in dem der erste Energiespeicher (B1) und der zweiten Energiespeicher (B2) in Parallelschaltung an die Gleichspannungsanschlüsse (B+, B–) des Stromrichters (10) angebunden sind, und einen zweiten Schaltzustand, in dem der erste Energiespeicher (B1) und der zweite Energiespeicher (B2) in Reihenschaltung an die Gleichspannungsanschlüsse (B+, B–) des Stromrichters angebunden sind, einzustellen, wobei der Gleichspannungswandler (DC/DC) in dem ersten und dem zweiten Schaltzustand zwischen dem positiven Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers und dem positiven Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers dauerhaft eingebunden oder temporär einbindbar ist.Motor vehicle electrical system ( 100 . 200 . 300 . 400 ), which is an electrical machine (EM) connected to an active power converter ( 10 ) is connected to a positive and a negative DC voltage terminal (B +, B-), a first energy store (B 1 ) with a positive and a negative voltage terminal, a second energy store (B 2 ) with a positive and a negative voltage terminal and a DC-DC converter ( DC / DC) having a first and a second terminal, wherein further switching means (S 1 -S 4 , 20 ) are provided which are adapted to a first switching state, in which the first energy store (B 1 ) and the second energy store (B 2 ) in parallel to the DC voltage terminals (B +, B-) of the power converter ( 10 ), and a second switching state, in which the first energy store (B 1 ) and the second energy store (B 2 ) are connected in series to the DC voltage terminals (B +, B-) of the power converter, wherein the DC-DC converter (DC / DC) in the first and the second switching state between the positive voltage terminal of the first energy storage and the positive voltage terminal of the second energy storage permanently integrated or temporarily einbindbar.
  2. Kraftfahrzeugbordnetz (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 1, das für einen Betrieb in einem ersten und einem zweiten Betriebsmodus eingerichtet ist, wobei die elektrische Maschine (EM) in dem ersten und zweiten Betriebsmodus motorisch oder generatorisch betrieben wird, wobei in dem ersten Betriebsmodus durch Einstellen des ersten Schaltzustands eine erste, geringere Spannung und in dem zweiten Betriebsmodus durch Einstellen des zweiten Schaltzustands eine zweite, höhere Spannung bereitgestellt wird. Motor vehicle electrical system ( 100 . 200 . 300 . 400 ) according to claim 1, which is adapted for operation in a first and a second operating mode, wherein the electric machine (EM) is operated in the first and second operating mode by motor or generator, wherein in the first operating mode by setting the first switching state, a first , lower voltage and in the second mode of operation by setting the second switching state, a second, higher voltage is provided.
  3. Kraftfahrzeugbordnetz (100, 200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Schaltmittel (S1–S4, 20) ein erstes Schaltelement (S1), ein zweites Schaltelement (S2), ein drittes Schaltelement (S3) und ein viertes Schaltelement (S4) mit jeweils einem ersten und einem zweiten Spannungsanschluss und eine Steuereinrichtung (20) umfassen.Motor vehicle electrical system ( 100 . 200 ) according to one of the preceding claims, in which the switching means (S 1 -S 4 , 20 ) a first switching element (S 1 ), a second switching element (S 2 ), a third switching element (S 3 ) and a fourth switching element (S 4 ) each having a first and a second voltage terminal and a control device ( 20 ).
  4. Kraftfahrzeugbordnetz (100) nach Anspruch 3, bei dem jeweils dauerhaft leitend miteinander verbunden sind: der positive Gleichspannungsanschluss (B+) des Stromrichters (10), der positive Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers (B1), der erste Spannungsanschluss des ersten Schaltelements (S1) und der erste Spannungsanschluss des Gleichspannungswandlers (DC/DC), der negative Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers (B1), der erste Spannungsanschluss des zweiten Schaltelements (S2) und der erste Spannungsanschluss des dritten Schaltelements (S3), der zweite Spannungsanschluss des ersten Schaltelements (S1), der zweite Spannungsanschluss des zweiten Schaltelements (S2) und der erste Spannungsanschluss des vierten Schaltelements (S4), der zweite Spannungsanschluss des vierten Schaltelements (S4), der zweite Spannungsanschluss des Gleichspannungswandlers (DC/DC) und der positive Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers (B2), der negative Gleichspannungsanschluss (B–) des Stromrichters (10), der negative Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers (B2) und der zweite Spannungsanschluss des dritten Schaltelements (S3).Motor vehicle electrical system ( 100 ) according to claim 3, wherein in each case permanently conductive are connected to each other: the positive DC voltage terminal (B +) of the power converter ( 10 ), the positive voltage terminal of the first energy store (B 1 ), the first voltage terminal of the first switching element (S 1 ) and the first voltage terminal of the DC - DC converter (DC / DC), the negative voltage terminal of the first energy store (B 1 ), the first voltage terminal of second switching element (S 2 ) and the first voltage terminal of the third switching element (S 3 ), the second voltage terminal of the first switching element (S 1 ), the second voltage terminal of the second switching element (S 2 ) and the first voltage terminal of the fourth switching element (S 4 ) , the second voltage connection of the fourth switching element (S 4 ), the second voltage connection of the DC voltage converter (DC / DC) and the positive voltage connection of the second energy store (B 2 ), the negative DC voltage connection (B-) of the power converter ( 10 ), the negative voltage terminal of the second energy storage (B 2 ) and the second voltage terminal of the third switching element (S 3 ).
  5. Kraftfahrzeugbordnetz (200) nach Anspruch 3, bei dem jeweils dauerhaft leitend miteinander verbunden sind: der positive Gleichspannungsanschluss (B+) des Stromrichters (10), der positive Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers (B1), der erste Spannungsanschluss des ersten Schaltelements (S1) und der erste Spannungsanschluss des Gleichspannungswandlers (DC/DC), der negative Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers (B1), der erste Spannungsanschluss des dritten Schaltelements (S3) und der erste Spannungsanschluss des vierten Schaltelements (S4), der zweite Spannungsanschluss des ersten Schaltelements (S1) und der zweite Spannungsanschluss des zweiten Schaltelements (S2), der zweite Spannungsanschluss des dritten Schaltelements (S3), der erste Spannungsanschluss des zweiten Schaltelements (S2), der zweite Spannungsanschluss des Gleichspannungswandlers (DC/DC) und der positive Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers (B2), der negative Gleichspannungsanschluss (B–) des Stromrichters (10), der negative Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers (B2) und der zweite Spannungsanschluss des vierten Schaltelements (S4).Motor vehicle electrical system ( 200 ) according to claim 3, wherein in each case permanently conductive are connected to each other: the positive DC voltage terminal (B +) of the power converter ( 10 ), the positive voltage terminal of the first energy store (B 1 ), the first voltage terminal of the first switching element (S 1 ) and the first voltage terminal of the DC - DC converter (DC / DC), the negative voltage terminal of the first energy store (B 1 ), the first voltage terminal of third switching element (S 3 ) and the first voltage terminal of the fourth switching element (S 4 ), the second voltage terminal of the first switching element (S 1 ) and the second voltage terminal of the second switching element (S 2 ), the second voltage terminal of the third switching element (S 3 ) , the first voltage connection of the second switching element (S 2 ), the second voltage connection of the DC-DC converter (DC / DC) and the positive voltage connection of the second energy store (B 2 ), the negative DC voltage connection (B-) of the power converter ( 10 ), the negative voltage terminal of the second energy storage (B 2 ) and the second voltage terminal of the fourth switching element (S 4 ).
  6. Kraftfahrzeugbordnetz (300, 400) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Schaltmittel (S1–S4, 20) ein erstes Schaltelement (S2), ein zweites Schaltelement (S3) und ein drittes Schaltelement (S4) mit einem ersten und zweiten Spannungsanschluss und eine Steuereinrichtung (20) umfassen.Motor vehicle electrical system ( 300 . 400 ) according to claim 1 or claim 2, wherein the switching means (S 1 -S 4 , 20 ) a first switching element (S 2 ), a second switching element (S 3 ) and a third switching element (S 4 ) with a first and second voltage connection and a control device ( 20 ).
  7. Kraftfahrzeugbordnetz (300) nach Anspruch 6, bei dem jeweils dauerhaft leitend miteinander verbunden sind: der positive Gleichspannungsanschluss (B+) des Stromrichters (10), der positive Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers (B1) und der erste Spannungsanschluss des Gleichspannungswandlers (DC/DC), der negative Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers (B1), der erste Spannungsanschluss des ersten Schaltelements (S2) und der erste Spannungsanschluss des zweiten Schaltelements (S3), der zweite Spannungsanschluss des ersten Schaltelements (S2), der zweite Spannungsanschluss des Gleichspannungswandlers (DC/DC) und der erste Spannungsanschluss des dritten Schaltelements (S4), der positive Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers (B2), der zweite Spannungsanschluss des dritten Schaltelements (S4), der negative Gleichspannungsanschluss (B–) des Stromrichters (10), der negative Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers (B2) und der zweite Spannungsanschluss des zweiten Schaltelements (S3).Motor vehicle electrical system ( 300 ) according to claim 6, wherein in each case permanently conductive are connected to each other: the positive DC voltage terminal (B +) of the power converter ( 10 ), the positive voltage terminal of the first energy storage (B 1 ) and the first Voltage connection of the DC-DC converter (DC / DC), the negative voltage terminal of the first energy storage (B 1 ), the first voltage terminal of the first switching element (S 2 ) and the first voltage terminal of the second switching element (S 3 ), the second voltage terminal of the first switching element (S 2 ), the second voltage terminal of the DC-DC converter (DC / DC) and the first voltage terminal of the third switching element (S 4 ), the positive voltage terminal of the second energy storage device (B 2 ), the second voltage terminal of the third switching element (S 4 ), the negative DC voltage terminal (B-) of the power converter ( 10 ), the negative voltage terminal of the second energy storage (B 2 ) and the second voltage terminal of the second switching element (S 3 ).
  8. Kraftfahrzeugbordnetz (400) nach Anspruch 6, bei dem jeweils dauerhaft leitend miteinander verbunden sind: der positive Gleichspannungsanschluss (B+) des Stromrichters (10), der positive Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers (B1) und der erste Spannungsanschluss des Gleichspannungswandlers (DC/DC), der negative Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers (B1), der erste Spannungsanschluss des zweiten Schaltelements (S3) und der erste Spannungsanschluss des dritten Schaltelements (S4), der zweite Spannungsanschluss des zweiten Schaltelements (S3), der erste Spannungsanschluss des ersten Schaltelements (S2) und der positive Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers (B2), der zweite Spannungsanschluss des ersten Schaltelements (S2) und der zweite Spannungsanschluss des Gleichspannungswandlers (DC/DC), der negative Gleichspannungsanschluss (B–) des Stromrichters (10), der negative Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers (B2) und der zweite Spannungsanschluss des dritten Schaltelements (S4).Motor vehicle electrical system ( 400 ) according to claim 6, wherein in each case permanently conductive are connected to each other: the positive DC voltage terminal (B +) of the power converter ( 10 ), the positive voltage terminal of the first energy storage device (B 1 ) and the first voltage terminal of the DC / DC converter, the negative voltage terminal of the first energy storage device (B 1 ), the first voltage terminal of the second switching element (S 3 ) and the first voltage terminal of third switching element (S 4 ), the second voltage terminal of the second switching element (S 3 ), the first voltage terminal of the first switching element (S 2 ) and the positive voltage terminal of the second energy store (B 2 ), the second voltage terminal of the first switching element (S 2 ) and the second voltage connection of the DC-DC converter (DC / DC), the negative DC voltage connection (B-) of the power converter ( 10 ), the negative voltage terminal of the second energy storage (B 2 ) and the second voltage terminal of the third switching element (S 4 ).
  9. Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugbordnetzes (100, 200, 300, 400) nach einem der vorstehenden Ansprüche, das umfasst, den ersten und den zweiten Schaltzustand einzustellen, wobei der Gleichspannungswandler (DC/DC) in dem ersten und dem zweiten Schaltzustand zwischen dem positiven Spannungsanschluss des ersten Energiespeichers und dem positiven Spannungsanschluss des zweiten Energiespeichers eingebunden wird oder ist.Method for operating a motor vehicle electrical system ( 100 . 200 . 300 . 400 ) according to one of the preceding claims, which includes setting the first and the second switching state, wherein the DC / DC converter in the first and the second switching state between the positive voltage terminal of the first energy storage and the positive voltage terminal of the second energy storage is integrated or is.
  10. Steuereinrichtung (20) für ein Kraftfahrzeugbordnetz (100, 200, 300, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach Anspruch 9 durchzuführen.Control device ( 20 ) for a vehicle electrical system ( 100 . 200 . 300 . 400 ) according to one of claims 1 to 8, which is adapted to perform a method according to claim 9.
  11. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, die eine Recheneinheit dazu veranlassen, ein Verfahren nach Anspruch 9 durchzuführen, wenn sie auf der Recheneinheit, insbesondere auf der Steuereinrichtung (20) nach Anspruch 10, ausgeführt werden.Computer program with program code means which cause a computing unit to carry out a method according to claim 9, when it is stored on the computing unit, in particular on the control device ( 20 ) according to claim 10, are executed.
  12. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 11.Machine-readable storage medium with a computer program stored thereon according to claim 11.
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