DE102016220557A1 - Battery assembly, operating method for a battery assembly and vehicle - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterieanordnung (1) für ein Bordnetz (90), insbesondere eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs (100), für eine kombinierte Ausgabespannung, insbesondere im Bereich von 48 V, mit einer ersten Batterieeinheit (10) mit einer ersten und vergleichsweise höheren Ausgabespannung (15), insbesondere im Bereich von 36 V, und einer zweiten Batterieeinheit (20) mit einer zweiten und vergleichsweise niedrigeren Ausgabespannung (25), insbesondere im Bereich von 12 V, und einer steuerbaren Umschalteinheit (30), wobei die Umschalteinheit (30) eingerichtet ist, in einem normalen Betriebszustand der Batterieanordnung (1) (i) die erste und die zweite Batterieeinheit (10, 20) in Reihe geschaltet mit Eingangsanschlüssen (91-1, 91-2) eines ersten Teilbordnetzes (91) für die aus der ersten und der zweiten Ausgabespannung (15, 25) kombinierte Ausgabespannung und (ii) die zweite Batterieeinheit (20) mit Eingangsanschlüssen (92-1, 92-2) eines zweiten Teilbordnetzes (92) für die zweite Ausgabespannung (25) zu verbinden, in einem ersten Fehlerzustand mit Ausfall der zweiten Batterieeinheit (20) (iii) die erste Batterieeinheit (10) mit den Eingangsanschlüssen (91-1, 91-2) des ersten Teilbordnetzes (91) zu verbinden, (iv) die erste Batterieeinheit (10) entsprechend spannungsgeteilt mit den Eingangsanschlüssen (92-1, 92-2) des zweiten Teilbordnetzes (91) zu verbinden und (v) die zweite Batterieeinheit (20) abzukoppeln, und in einem zweiten Fehlerzustand mit Ausfall der ersten Batterieeinheit (10) (vi) die zweite Batterieeinheit (10) mit den Eingangsanschlüssen (92-1, 92-2) des zweiten Teilbordnetzes (91) zu verbinden und (vii) die zweite Batterieeinheit (20) abzukoppeln.The present invention relates to a battery arrangement (1) for a vehicle electrical system (90), in particular a hybrid or electric vehicle (100), for a combined output voltage, in particular in the range of 48 V, with a first battery unit (10) having a first and comparatively Higher output voltage (15), in particular in the range of 36 V, and a second battery unit (20) having a second and relatively lower output voltage (25), in particular in the range of 12 V, and a controllable switching unit (30), wherein the switching unit ( 30) is arranged, in a normal operating state of the battery assembly (1), (i) the first and second battery units (10, 20) connected in series with input terminals (91-1, 91-2) of a first sub-electrical system (91) for the combined output voltage from the first and the second output voltage (15, 25) and (ii) the second battery unit (20) with input terminals (92-1, 92-2) of a second sub-board network ( 92) for the second output voltage (25), in a first fault condition with failure of the second battery unit (20) (iii) the first battery unit (10) with the input terminals (91-1, 91-2) of the first sub-electrical system (91 ), (iv) connect the first battery unit (10) in a voltage-divided manner to the input terminals (92-1, 92-2) of the second sub-electrical system (91) and (v) decouple the second battery unit (20) and in one second failure state with failure of the first battery unit (10) (vi) to connect the second battery unit (10) to the input terminals (92-1, 92-2) of the second sub-electrical system (91) and (vii) decouple the second battery unit (20) ,

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterieanordnung, ein Betriebsverfahren für eine Batterieanordnung sowie ein Fahrzeug. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Batterieanordnung für ein Bordnetz, insbesondere eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, und ein Betriebsverfahren für eine Batterieanordnung für ein Bordnetz insbesondere eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, sowie ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug als solches.The present invention relates to a battery assembly, an operating method for a battery assembly and a vehicle. The present invention relates in particular to a battery arrangement for an electrical system, in particular a hybrid or electric vehicle, and an operating method for a battery arrangement for a vehicle electrical system, in particular a hybrid or electric vehicle, and a hybrid or electric vehicle as such.

Beim Einsatz moderner 48V-Bordnetz Technologien im Bereich von Hybrid- und Elektrofahrzeugen sind Aspekte der Betriebssicherheit einerseits und des Aufkommens an Gewicht durch die eingesetzte Batterietechnologie andererseits von maßgeblicher Bedeutung.With the use of modern 48V vehicle electrical systems in the field of hybrid and electric vehicles, aspects of operational safety on the one hand and the amount of weight generated by the battery technology used on the other are of crucial importance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Batterieanordnung , ein Betriebsverfahren für eine Batterieanordnung und ein Fahrzeug mit einer Batterieanordnung zu schaffen, bei welchen mit besonders einfachen Mitteln unter Gewichtseinsparung ein hohes Maß an Betriebssicherheit gewährleistet ist.The invention is based on the object to provide a battery assembly, an operating method for a battery assembly and a vehicle with a battery assembly in which a particularly high level of reliability is ensured with particularly simple means of weight saving.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Batterieanordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass mit einfachen Mitteln unter verringertem Gewicht ein hohes Maß an Betriebssicherheit erreicht wird. Dies wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 dadurch erreicht, dass gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Batterieanordnung für ein Bordnetz geschaffen wird, insbesondere eine Batterieanordnung für ein Bordnetz eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, für eine kombinierte Ausgabespannung, insbesondere im Bereich von 48 V. Die erfindungsgemäße Batterieanordnung ist ausgebildet mit einer ersten Batterieeinheit mit einer ersten und vergleichsweise höheren Ausgabespannung, insbesondere im Bereich von 36 V, mit einer zweiten Batterieeinheit mit einer zweiten und vergleichsweise niedrigeren Ausgabespannung, insbesondere im Bereich von 12 V, sowie mit einer steuerbaren Umschalteinheit. Die erfindungsgemäß vorgesehene Umschalteinheit ist eingerichtet,
in einem normalen Betriebszustand der Batterieanordnung

  1. (i) die erste und die zweite Batterieeinheit in Reihe geschaltet mit Eingangsanschlüssen eines ersten Teilbordnetzes für die aus der ersten und der zweiten Ausgabespannung kombinierte Ausgabespannung und
  2. (ii) die zweite Batterieeinheit mit Eingangsanschlüssen eines zweiten Teilbordnetzes für die zweite Ausgabespannung zu verbinden, in einem ersten Fehlerzustand mit Ausfall der zweiten Batterieeinheit
  3. (iii) die erste Batterieeinheit mit den Eingangsanschlüssen des ersten Teilbordnetzes zu verbinden,
  4. (iv) die erste Batterieeinheit entsprechend spannungsgeteilt mit den Eingangsanschlüssen des zweiten Teilbordnetzes zu verbinden und
  5. (v) die zweite Batterieeinheit (20) abzukoppeln, und in einem zweiten Fehlerzustand mit Ausfall der ersten Batterieeinheit
  6. (vi) die zweite Batterieeinheit mit den Eingangsanschlüssen des zweiten Teilbordnetzes zu verbinden und
  7. (vii) die zweite Batterieeinheit abzukoppeln.
The battery arrangement according to the invention with the features of independent claim 1 has the advantage that with simple means under reduced weight, a high degree of operational reliability is achieved. This is inventively achieved with the features of independent claim 1, that according to a first aspect of the present invention, a battery arrangement is provided for a vehicle electrical system, in particular a battery assembly for a vehicle electrical system of a hybrid or electric vehicle, for a combined output voltage, in particular in the range of 48 V. The battery assembly according to the invention is formed with a first battery unit having a first and relatively higher output voltage, in particular in the range of 36 V, with a second battery unit with a second and comparatively lower output voltage, in particular in the range of 12 V, and with a controllable switching. The switching unit provided according to the invention is set up,
in a normal operating condition of the battery assembly
  1. (i) the first and second battery units connected in series with input terminals of a first sub-board network for the output voltage and the output voltage combined from the first and second output voltages
  2. (ii) connect the second battery unit to input terminals of a second sub-network for the second output voltage, in a first fault state with failure of the second battery unit
  3. (iii) connecting the first battery unit to the input terminals of the first sub-electrical system,
  4. (iv) connect the first battery unit in accordance with voltage divided with the input terminals of the second sub-electrical system and
  5. (V) decouple the second battery unit (20), and in a second fault state with failure of the first battery unit
  6. (vi) connect the second battery unit to the input terminals of the second sub-electrical system and
  7. (vii) decouple the second battery unit.

Eine Kernidee der vorliegenden Erfindung besteht also insbesondere darin, im Normalzustand die Ausgangsspannungen der beiden Batterieeinheiten zur Kombinationsspannung von 48 V addieren, und in den Fehlerfällen die jeweiligen fehlerhaften Batterieeinheiten abzukoppeln und die jeweils intakte Batterieeinheit zumindest mit dem jeweils zugeordneten Teilbordnetz zu verbinden, wobei im ersten Fehlerfall mit Defekt der 12V-Batterie die 36V-Batterie beide Teilbordnetze versorgt.A core idea of the present invention is thus, in particular, to add the output voltages of the two battery units to the combination voltage of 48 V in the normal state and to disconnect the respective faulty battery units in the event of faults and to connect the respectively intact battery unit at least to the respectively assigned sub-electrical system, wherein in the first Error case with defect of the 12V battery the 36V battery supplies both Teilbordnetze.

Dabei kann der Fehlerzustand einer jeweiligen Batterieeinheit zum Beispiel auch vorliegen, wenn die Ausgabespannung einen bestimmten Schwellenwert unterschreitet, die Betriebstemperatur der jeweiligen Batterieeinheit einen bestimmten Schwellenwert überschreitet oder eine andere die Betriebssicherheit einer jeweiligen Batterieeinheit gefährdende Situationen detektiert werden.In this case, the fault state of a respective battery unit can also be present, for example, if the output voltage falls below a certain threshold, the operating temperature of the respective battery unit exceeds a certain threshold value, or another situation that threatens the operational safety of a respective battery unit is detected.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterieanordnung weist die Umschalteinheit eine Schalteinheit mit einer Mehrzahl steuerbarer Schalter zum steuerbaren Schalten, Verbinden und/oder Entkoppeln der ersten und/oder der zweiten Batterieeinheit auf. Auf diese Weise lässt sich mit einfachen Mitteln ein zuverlässiges steuerbares Schalten, Verbinden und/oder Entkoppeln erreichen.In a preferred embodiment of the battery arrangement according to the invention, the switching unit has a switching unit with a plurality of controllable switches for controllable switching, connecting and / or decoupling the first and / or the second battery unit. In this way can be achieved by simple means a reliable controllable switching, connecting and / or decoupling.

Diese Vorgänge lassen sich insbesondere dann an die jeweilige Betriebssituation leicht anpassen, wenn die Umschalteinheit eine Steuer- und Erfassungseinheit aufweist, welche eingerichtet ist, das steuerbare Schalten, Verbinden und/oder Entkoppeln der ersten und/oder der zweiten Batterieeinheit zu bewirken, insbesondere über ein Ansteuern der Mehrzahl steuerbarer Schalter der Schalteinheit. Insbesondere kann die Steuer- Erfassungseinheit eingerichtet werden, eine Vielzahl von Betriebsparametern und -einflüssen zu berücksichtigen.These processes can be easily adapted to the particular operating situation, in particular, if the switching unit has a control and detection unit which is set up to effect the controllable switching, connecting and / or decoupling of the first and / or the second battery unit, in particular via Driving the plurality of controllable switches of the switching unit. In particular, the control detection unit can be set up to take into account a variety of operating parameters and influences.

Dazu ist es von besonderem Vorteil, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batterieanordnung die Steuer- und Erfassungseinheit dazuFor this purpose, it is particularly advantageous if according to another embodiment of the battery assembly according to the invention, the control and detection unit to do so

Sensoreinrichtungen aufweist, welche an oder in der ersten und/oder zweiten Batterieeinheit ausgebildet sind und über erste Steuer- und Erfassungsleitungen zur Bewertung eines Zustands der ersten und/oder zweiten Batterieeinheit mit der Steuer- und Erfassungseinheit verbindbar oder verbunden sind.Sensor devices which are formed on or in the first and / or second battery unit and are connectable or connected via first control and detection lines for evaluating a state of the first and / or second battery unit with the control and detection unit.

Alternativ oder zusätzlich können zweite Steuer- und Erfassungsleitungen in Verbindung mit einem jeweiligen Schalter der Mehrzahl steuerbarer Schalter zur Erfassung deren Zustands und/oder zu deren Betätigung ausgebildet sein.Alternatively or additionally, second control and detection lines can be designed in conjunction with a respective switch of the plurality of controllable switches for detecting their condition and / or for their actuation.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batterieanordnung weist die Umschalteinheit eine Wandlereinheit auf, welche zur Gleichspannungswandlung der ersten Ausgabespannung zur zweiten Ausgabespannung ausgebildet und dazu eingerichtet ist - insbesondere im ersten Fehlerzustand - mit der ersten Batterieeinheit einerseits und den ersten und zweiten Anschlüssen des zweiten Teilbordnetzes andererseits verbunden zu werden.In another advantageous development of the battery arrangement according to the invention, the switching unit has a converter unit, which is designed for DC voltage conversion of the first output voltage to the second output voltage and is set up - in particular in the first fault state - with the first battery unit on the one hand and the first and second terminals of the second electrical system on the other hand to be connected.

Diese Ausführungsform bietet mithin die Möglichkeit, bei Ausfall einer Batterieeinheit nicht nur das jeweils zugeordnete Teilbordnetz mit Energie zu versorgen, sondern z.B. über einen sprechenden Boostbetrieb oder Buckbetrieb das jeweils nicht direkt zugeordnete Teilbordnetz zu unterhalten.This embodiment therefore offers the possibility, in the event of a failure of a battery unit, not only to supply the respective associated onboard electrical system, but also, for example, to to maintain the respectively not directly assigned sub-board network via a talking boost mode or buck operation.

Dazu kann die Wandlereinheit jeweils als Abwärtswandler und/oder als Aufwärtswandler im Sinne eines Gleichspannungswandlers oder DC/DC-Konverters ausgebildet sein.For this purpose, the converter unit can each be designed as a down converter and / or as a step-up converter in the sense of a DC-DC converter or DC / DC converter.

Weiterhin lässt sich die Zuverlässigkeit des Betriebs der erfindungsgemäßen Batterieanordnung verbessern, wenn diese eingerichtet ist, mit Ausgangsanschlüssen einer Generatoreinheit zum Aufladen der ersten und/oder zweiten Batterieeinheit und/oder zum Versorgen des Bordnetzes oder eines Teilbordnetzes verbunden zu werden oder zu sein.Furthermore, the reliability of the operation of the battery assembly according to the invention can be improved if it is set up to be or be connected to output terminals of a generator unit for charging the first and / or second battery unit and / or for supplying the electrical system or a sub-electrical system.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug und insbesondere ein Elektro- oder Hybridfahrzeug.The present invention further relates to a vehicle, and more particularly to an electric or hybrid vehicle.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug ist mit mindestens einem Aggregat ausgebildet, welches im Betrieb des Fahrzeugs mit Energie versorgt werden muss. Bei diesem Aggregat kann es sich insbesondere, aber nicht ausschließlich, um einen Antrieb oder einen Teil eines Antriebs handeln. Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist eine Batterieanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung auf, welche zum Versorgen des Aggregats mit elektrischer die eingerichtet ist.The vehicle according to the invention is formed with at least one unit which must be supplied with energy during operation of the vehicle. This unit may in particular, but not exclusively, be a drive or a part of a drive. The vehicle according to the invention comprises a battery assembly according to the present invention, which is adapted for supplying the unit with electrical.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auch ein Betriebsverfahren für eine Batterieanordnung für ein Bordnetz, insbesondere eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, für eine kombinierte Ausgabespannung, insbesondere im Bereich von 48 V, geschaffen, wobei die Batterieanordnung insbesondere gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.According to another aspect of the present invention, an operating method is also provided for a battery system for an on-board network, in particular a hybrid or electric vehicle, for a combined output voltage, in particular in the region of 48 V, wherein the battery arrangement is designed in particular according to the present invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist die Schritte des Bereitstellens einer ersten Batterieeinheit mit einer ersten und vergleichsweise höheren Ausgabespannung, insbesondere im Bereich von 36 V, und des Bereitstellens einer zweiten Batterieeinheit mit einer zweiten und vergleichsweise niedrigeren Ausgabespannung auf, insbesondere im Bereich von 12 V.The inventive method comprises the steps of providing a first battery unit with a first and relatively higher output voltage, in particular in the range of 36 V, and the provision of a second battery unit with a second and relatively lower output voltage, in particular in the range of 12 V.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in einem normalen Betriebszustand der Batterieanordnung

  1. (1) die erste und die zweite Batterieeinheit in Reihe geschaltet mit Eingangsanschlüssen eines ersten Teilbordnetzes für die aus der ersten und der zweiten Ausgabespannung kombinierte Ausgabespannung und
  2. (2) die zweite Batterieeinheit mit Eingangsanschlüssen eines zweiten Teilbordnetzes für die zweite Ausgabespannung verbunden, in einem ersten Fehlerzustand mit Ausfall der zweiten Batterieeinheit
  3. (3) die erste Batterieeinheit mit den Eingangsanschlüssen des ersten Teilbordnetzes verbunden,
  4. (4) die erste Batterieeinheit entsprechend spannungsgeteilt mit den Eingangsanschlüssen des zweiten Teilbordnetzes verbunden und
  5. (5) die zweite Batterieeinheit abgekoppelt, und in einem zweiten Fehlerzustand mit Ausfall der ersten Batterieeinheit
  6. (6) die zweite Batterieeinheit mit den Eingangsanschlüssen des zweiten Teilbordnetzes verbunden und
  7. (7) die zweite Batterieeinheit abgekoppelt.
In the method according to the invention are in a normal operating condition of the battery assembly
  1. (1) the first and second battery units connected in series with input terminals of a first sub-board network for the output voltage and the output voltage combined from the first and second output voltages
  2. (2) the second battery unit is connected to input terminals of a second sub-electrical network for the second output voltage, in a first fault state with failure of the second battery unit
  3. (3) the first battery unit is connected to the input terminals of the first sub-electrical system,
  4. (4) the first battery unit is connected in a voltage-divided manner to the input terminals of the second sub-electrical system and
  5. (5) decoupled the second battery unit, and in a second fault state with failure of the first battery unit
  6. (6) the second battery unit is connected to the input terminals of the second sub-electrical system and
  7. (7) decoupled the second battery unit.

Figurenliste list of figures

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben.

  • 1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs unter Verwendung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterieanordnung nach Art eines Blockdiagramms.
  • 2 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines herkömmlichen Fahrzeugs unter Verwendung einer Ausführungsform einer herkömmlichen Batterieanordnung nach Art eines Blockdiagramms.
Embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
  • 1 is a schematic representation of a first embodiment of the vehicle according to the invention using an embodiment of the battery assembly according to the invention in the manner of a block diagram.
  • 2 FIG. 12 is a schematic diagram of a first embodiment of a conventional vehicle using a block diagram type embodiment of a conventional battery assembly. FIG.

Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 1 und 2 Ausführungsbeispiele und der technische Hintergrund der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche und äquivalente sowie gleich oder äquivalent wirkende Elemente und Komponenten werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in jedem Fall ihres Auftretens wird die Detailbeschreibung der bezeichneten Elemente und Komponenten wiedergegeben.The following are with reference to the 1 and 2 Embodiments and the technical background of the invention described in detail. Identical and equivalent as well as equivalent or equivalent elements and components are designated by the same reference numerals. Not in every case of their occurrence, the detailed description of the designated elements and components is reproduced.

Die dargestellten Merkmale und weiteren Eigenschaften können in beliebiger Form voneinander isoliert und beliebig miteinander kombiniert werden, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen.The illustrated features and other properties can be isolated in any form from each other and combined with each other, without departing from the gist of the invention.

Bevor Details der vorliegenden Erfindung erläutert werden, soll zunächst auf die Darstellung der 2 eingegangen werden, welche in schematischer Form ein herkömmliches Fahrzeug 200 mit einer herkömmlichen Batterie Anordnung 201 zeigt.Before details of the present invention are explained, reference should first be made to the illustration of 2 which is a schematic diagram of a conventional vehicle 200 with a conventional battery arrangement 201 shows.

Das herkömmliche Fahrzeug 200 gemäß 2 weist neben einem an einen Antriebsstrang gekoppelten Generator 180 mit Inverter 181 und einer herkömmlichen 12V-Batterie 120 zur Versorgung eines Niederspannungsverbrauchernetzes 192 mit Starter 194 auch ein über eine erste Batterieeinheit 110 mit 48V Ausgabespannung mit Batteriemanagementsystem 111 versorgtes Hochspannungsverbrauchernetz 191 auf. Des Weiteren ist ein DC/DC-Wandler 160 mit einer entsprechenden Wandlerlogik 161 ausgebildet, über welche die vom Generator 180 zur Verfügung gestellte Hochspannung mit einem Nennwert von 48 V zum Laden der zweiten Batterie 120 auf 12 V gewandelt werden kann.The conventional vehicle 200 according to 2 indicates next to a coupled to a drive train generator 180 with inverter 181 and a conventional 12V battery 120 for supplying a low-voltage consumer network 192 with starter 194 also via a first battery unit 110 with 48V output voltage with battery management system 111 supplied high voltage consumer network 191 on. Furthermore, a DC / DC converter 160 with a corresponding converter logic 161 formed over which the generator 180 provided high voltage with a nominal value of 48 V for charging the second battery 120 can be converted to 12V.

Bei dieser herkömmlichen Struktur gemäß 2 ist ein zusätzliches Maß an Gewicht in nachteiliger Weise vorhanden, weil sowohl die 48V-Batterie als auch die 12V-Batterie jeweils in Gänze mitgeführt werden.According to this conventional structure 2 An additional amount of weight is disadvantageously present because both the 48V battery and the 12V battery are each carried in their entirety.

In diesem Punkt schafft die vorliegende Erfindung Abhilfe, wie dies im Zusammenhang mit 1 erläutert ist.In this point, the present invention provides a remedy, as related to 1 is explained.

1 zeigt nach Art eines schematischen Blockdiagramms den Aufbau eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 100 unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung 1. 1 shows in the manner of a schematic block diagram the structure of a vehicle according to the invention 100 using a battery assembly according to the invention 1 ,

Die erfindungsgemäße Batterieanordnung 1 gemäß 1 besteht dem Kern nach aus einer ersten Batterieeinheit 10 mit einer ersten und vergleichsweise höheren Ausgabespannung 15, zum Beispiel von 36 V, einer zweiten Batterieeinheit 20 mit einer vergleichsweise niedrigeren Ausgabespannung 25, zum Beispiel von 12 V. Die Ausgabespannungen 15 und 25 der ersten bzw. zweiten Batterieeinheit 10, 20 werden generiert durch entsprechende elektrochemische Einheiten 13 bzw. 23.The battery arrangement according to the invention 1 according to 1 consists of the core of a first battery unit 10 with a first and comparatively higher output voltage 15 , for example, 36 V, a second battery unit 20 with a comparatively lower output voltage 25 , for example of 12 V. The output voltages 15 and 25 the first and second battery unit 10 . 20 are generated by appropriate electrochemical units 13 respectively. 23 ,

Die ersten und zweiten Batterieeinheiten 10 und 20 sind über eine Anordnung von Schaltern 41, 42, 44, 45 und 46 über verschiedene Schaltungskonfigurationen mit dem Bordnetz 90 und den darin vorgesehenen Teilbordnetzen 91 und 92 und deren Anschlüssen 91-1, 91-2, 92-1, 92-2 steuerbar verbindbar.The first and second battery units 10 and 20 are over an array of switches 41 . 42 . 44 . 45 and 46 via various circuit configurations with the vehicle electrical system 90 and the subnetworks provided therein 91 and 92 and their connections 91 - 1 . 91 - 2 . 92 - 1 . 92 - 2 controllably connectable.

Die Schalter 41, 42, 44, 45 und 46 bilden einen Teil der Schalteinheit 40, welche ihrerseits angesteuert wird von einer Steuer- und Erfassungseinheit 50.The switches 41 . 42 . 44 . 45 and 46 form part of the switching unit 40 , which in turn is controlled by a control and detection unit 50 ,

Dazu sind die Schalter 41, 42, 44, 45 und 46 über Erfassungs- und Steuerleitungen 53 mit der Steuer- und Erfassungseinheit 50 verbunden. Um die jeweiligen Schalter 41, 42, 44, 45 und 46 passend zur Betriebssituation ansteuern zu können, ist die Steuer- und Erfassungseinheit 50 dazu ausgebildet, eine jeweilige Betriebssituation für das Fahrzeug 100 zu bewerten. Dazu sind über Erfassungs- und Steuerleitungen 51 mit der Erfassungs- und Steuereinheit 50 mehrere Sensoren 52 auslesbar verbunden. Durch das Auslesen der Sensoren 52 können Zustände eines zu Grunde liegenden Generators 80, der ersten und zweiten Batterieeinheiten 10 bzw. 20, und gegebenenfalls weiterer Aggregate ermittelt werden.These are the switches 41 . 42 . 44 . 45 and 46 via acquisition and control lines 53 with the control and registration unit 50 connected. To the respective switches 41 . 42 . 44 . 45 and 46 Being able to control the operating situation in a suitable way is the control and registration unit 50 adapted to a respective operating situation for the vehicle 100 to rate. These are via acquisition and control lines 51 with the detection and control unit 50 several sensors 52 readably connected. By reading the sensors 52 can be states of an underlying generator 80 , the first and second battery units 10 respectively. 20 , and optionally other aggregates are determined.

Als weiteres Aggregat liegt hier eine Wandlereinheit 60 im Sinne eines Gleichspannungswandlers vor. Dieser ist über seine innere Struktur - zum Beispiel einer Wandlerkomponente 66 oder Induktionsanordnung 66 zur Erzeugung einer Wandlerspannung 65 - und die dort vorgesehenen Schalter 41 und 42 für einen Bucktbetrieb und einen Boostbetrieb ausgebildet, um zum Beispiel die vom Generator 80 zur Verfügung gestellte Generatorspannung 85 - zum Beispiel von 48 V - oder die von der ersten Batterieeinheit 10 zur Verfügung gestellte Batteriespannung 15 - zum Beispiel von 36 V - auf die Betriebsspannung des zweiten Teilbordnetzes oder 12 V-Teilbordnetzes 92 zu wandeln. Alternativ kann die Wandlereinheit 60 dazu genutzt werden, im Boostbetrieb die von der ersten Batterieeinheit 10 zur Verfügung gestellte Ausgabespannung 15 - zum Beispiel von 36 V - oder die von der zweiten Batterieeinheit 20 bereitgestellte zweite Ausgabespannung 25 - zum Beispiel von 12 V - auf die für das erste Teilbordnetz oder 48V-Teilbordnetz 91 geeignete Betriebsspannung zu wandeln.Another unit here is a converter unit 60 in the sense of a DC-DC converter. This is about its internal structure - for example, a transducer component 66 or induction arrangement 66 for generating a transducer voltage 65 - And the switch provided there 41 and 42 designed for a Bucktbetrieb and a boost operation, for example, the generator 80 provided generator voltage 85 - For example, from 48 V - or from the first battery unit 10 provided battery voltage 15 - for example, from 36 V - to the Operating voltage of the second sub-board or 12 V sub-board network to convert 92. Alternatively, the transducer unit 60 to be used in boost mode, that of the first battery unit 10 provided output voltage 15 - For example, from 36 V - or from the second battery unit 20 provided second output voltage 25 For example, from 12V to the operating voltage suitable for the first sub-board or 48V sub-board 91.

Sämtliche Schalter 41, 42, 44, 45 und 46 besitzen einen ersten Schaltzustand I und einen zweiten Schaltzustand II, welche über die Erfassungs- und Steuerleitungen 53 der Erfassungs- und Steuereinheit 50 angewählt werden können.All switches 41 . 42 . 44 . 45 and 46 have a first switching state I and a second switching state II, which via the detection and control lines 53 the detection and control unit 50 can be selected.

Über eine Leitungsanordnung 70 mit einer Mehrzahl von Leitungen sind in der Ausführungsform gemäß 1 der Generator 80 mit seinen Anschlüssen 81 und 82 und das Bordnetz 90 mit den Teilbordnetzen 91 und 92 und den Anschlüssen 91-1, 91-2, 92-1, 92-2 mit der Batterieanordnung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung und den ersten und zweiten Batterieeinheiten 10 und 20, der Wandlereinheit 60 und der Erfassungs- und Steuereinheit 50 dazwischen angeordnet.About a line arrangement 70 with a plurality of lines are in the embodiment according to 1 the generator 80 with its connections 81 and 82 and the electrical system 90 with the subnetworks 91 and 92 and the connections 91 - 1 . 91 - 2 . 92 - 1 . 92 - 2 with the battery assembly 1 according to the present invention and the first and second battery units 10 and 20 , the transformer unit 60 and the detection and control unit 50 arranged in between.

Dazu weist die Leitungsanordnung 70 Leitungen 71, 72, 73, 74, 75, 76 und 77 auf.For this purpose, the line arrangement 70 cables 71 . 72 . 73 . 74 . 75 . 76 and 77 on.

Diese und weitere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden an Hand der folgenden Darlegungen weiter erläutert:

  • Batteriesysteme auf Lithiumionenbasis mit einer Ausgangsspannung von 48 Volt rücken zunehmend in den Fokus der Automobilindustrie, weil diese eine kostengünstige Möglichkeit zur CO2-Reduzierung bilden.
These and other features and characteristics of the present invention will be further elucidated with reference to the following statements:
  • Lithium ion battery systems with an output voltage of 48 volts are increasingly becoming the focus of the automotive industry because they provide a cost-effective way to reduce CO 2 emissions.

2 zeigt eine herkömmliche 48V-Konfiguration 201 eines nicht erfindungsgemäß ausgestalteten Fahrzeugs 200. 2 shows a conventional 48V configuration 201 of a non-inventively designed vehicle 200 ,

Der herkömmliche 12V- oder 14V-Generator, nämlich die Lichtmaschine, wird dabei durch einen 48V-Generator 180 ersetzt.The conventional 12V or 14V generator, namely the alternator, is replaced by a 48V generator 180.

Bei heutigen Systemtopologien für Batterieanordnungen 201 wird die Bordnetzspannung von 12 V (oder 14 V) mit Hilfe eines DC/DC-Wandlers 160, der auch als Gleichspannungswandler bezeichnet wird, aus der 48V-Spannung generiert.In today's system topologies for battery assemblies 201 the on-board voltage is 12 V (or 14 V) with the aid of a DC / DC converter 160 , which is also referred to as DC-DC converter, generated from the 48V voltage.

Auf beiden Seiten dieses DC/DC-Wandlers 160 befindet sich herkömmlicherweise eine Batterie 110 bzw. 120 zur Bordnetzstabilisierung. Es sind also eine 48V-Batterie 110 und eine 12V- oder 14V-Batterie 120 notwendig.On both sides of this DC / DC converter 160 is conventionally a battery 110 respectively. 120 for on-board network stabilization. So it is a 48V battery 110 and a 12V or 14V battery 120 necessary.

Die durch zwei Batterien 110, 120 entstehende Redundanz im herkömmlichen Bordnetz 190 wird genutzt, um während eines Segelns bei abgeschaltetem Motor (Motor-Aus) eine erstfehlersichere Bordnetzversorgung zu gewährleisten.The two batteries 110 . 120 resulting redundancy in the conventional electrical system 190 is used to ensure a first fault-proof onboard power supply while sailing with the engine off (engine off).

Es existieren verschiedene bekannte Topologien 201 mit DC/DC-Wandler 160 mit Steuerung 161:

  • Dabei gibt es Ansätze, untere Zellen einer 48V- Batterie einzusparen und eine 36V-Batterie 110 mit ihrem Masseanschluss mit der 12V-Batterie 120 zu verbinden und so 48V-Bordspannung (36V + 12V) zu erzeugen. Somit werden einige Batteriezellen in der 48V Batterie eingespart.
There are several known topologies 201 with DC / DC converter 160 with control 161 :
  • There are attempts to save lower cells of a 48V battery and to connect a 36V battery 110 with its ground connection to the 12V battery 120 and so 48V on-board voltage ( 36V + 12V). Thus, some battery cells are saved in the 48V battery.

Die dadurch entstehenden höheren Ströme und die Lebensdauerbelastungen in der 12V-Batterie können durch den Einsatz einer Lithiumionenstarterbatterie realisiert werden.The resulting higher currents and the lifetime load in the 12V battery can be realized by using a lithium ion starter battery.

Heutige Lösungen beim Einsatz einer 36V-Batterie 110 in Reihe zu einer 12V-Batterie 120 haben den Nachteil, dass die redundante Versorgung 190 des Bordnetzes nicht mehr gewährleistet ist.Today's solutions when using a 36V battery 110 in series with a 12V battery 120 have the disadvantage that the redundant supply 190 of the electrical system is no longer guaranteed.

Es wurden bereits Lösungen vorgestellt, bei denen die 12V/14V-Batterie 120 in sich redundant ausgeführt wird. Dies macht den oben beschriebenen Einspareffekt aber wieder zunichte.Solutions have already been presented in which the 12V / 14V battery 120 is redundant in itself. This, however, nullifies the above-described saving effect.

Des Weiteren stellt sich die Frage, wie die Ladungszustände der beiden Batterien so gesteuert werden können, dass die 12V/14V-Bordnetzqualität erhalten bleibt oder gar verbessert wird und im 48V-Bordnetz 191 immer die volle Rekuperations- und/oder Boostleistung zur Verfügung steht.Furthermore, the question arises as to how the charge states of the two batteries can be controlled so that the 12V / 14V vehicle electrical system quality is maintained or even improved and the full recuperation and / or boost power is always available in the 48V vehicle electrical system 191.

Ein Problembeispiel soll die weiteren Umstände im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutern:

  • Eine zu Grunde liegende 36V-Batterie 10 sei voll aufgeladen, es stehe Energie zum Boosten zur Verfügung. Die 12V-Batterie 20 sei aber entladen.
A problem example is intended to explain the further circumstances in connection with the present invention with reference to an embodiment:
  • An underlying 36V battery 10 is fully charged, there is energy for boosting available. The 12V battery 20 is discharged.

Da der Strom für das Boosten durch die 12V-Batterie 20 fließen muss und diese weiter entladen würde, kann auf Grund der Gefahr der Tiefentladung nicht geboostet werden.Since the current for the boost must flow through the 12V battery 20 and it would continue to discharge, it can not be boosted due to the risk of deep discharge.

Die vorliegende Erfindung zeigt Möglichkeiten für kostengünstigen Maßnahmen auf, mit denen eine Redundanz für ein Motor-aus-Segeln ausgeführt sein kann, ohne dass zusätzliche Batteriezellen benötigt werden.The present invention provides opportunities for low cost measures that can provide redundancy for engine-off sailing without the need for additional battery cells.

Des Weiteren wird aufgezeigt, wie die Ladungszustände der 48V-/12V-Batterie ausgeglichen werden können. It also shows how the charge states of the 48V / 12V battery can be compensated.

Als wesentliche Eigenschaft wird bei der Erfindung die Erkenntnis ausgenutzt, dass sich die meisten Komponenten eines 48V-Bordnetzes 91 auch noch mit 36V-Spannungsversorgung und mithin also mit der Spannung der Zweitbatterie betreiben lassen.As an essential feature of the invention, the knowledge is exploited that most components of a 48V electrical system 91 can still operate with 36V power supply and thus therefore with the voltage of the secondary battery.

Im Normalbetrieb wird eine 36V-Batterie 10 mit ihrer Masse an das 12V-Bordnetz angeschlossen. Auf diese Weise wird insgesamt die 48V-Spannung des 48V-Bordnetzes generiert.In normal operation, a 36V battery 10 is connected with its ground to the 12V electrical system. In this way, the total 48V voltage of the 48V electrical system is generated.

Im Normalbetrieb wird aus bzw. in der Kombinationsbatterie geboostet bzw. rekuperiert. Im Fehlerfall wird die 12V-Batterie 20 abgetrennt und die 36V-Batterie 10 wird mit ihrer Masse statt mit der Masse der 12V-Batterie 20 mit der Bordnetzmasse verbunden.In normal operation, it is boosted or recuperated from or in the combination battery. In the event of a fault, the 12V battery 20 is disconnected and the 36V battery 10 is connected with its mass instead of the mass of the 12V battery 20 to the electrical system ground.

Diese Spannung mit 36V reicht für den Betrieb des 48V-Bordnetzes 91 gerade aus.This voltage with 36V is just enough for the operation of the 48V vehicle electrical system 91.

Verbessert werden dadurch Kosten des Systems. Anstatt einer 48V Batterie wird nur eine 36V Batterie 10 benötigt, die auf Grund einer geringeren Zellenzahl geringere Kosten generiert.This improves the cost of the system. Instead of a 48V battery is only a 36V battery 10 needed, which generates lower costs due to a lower cell count.

Bei einer Detailauslegung der Energiespeicher können zum Beispiel unterschiedliche Technologien bei den Lithiumionenbatterien verwendet werden.In a detailed design of the energy storage, for example, different technologies can be used in the lithium-ion batteries.

So könnte zum Beispiel die 12V- Batterie 20 aus LFP-Zellen, also Lithium-Eisen-Phosphat-Zellen realisiert werden und die 36V Batterie 10 aus NMC-Zellen, also unter Verwendung von Nickel-Mangan-Cobalt-Lithium-Zellen.For example, the 12V battery could 20 made of LFP cells, ie lithium iron phosphate cells and the 36V battery 10 from NMC cells, ie using nickel-manganese-cobalt-lithium cells.

Durch eine geschickte Wahl der Anzahl der Zellen kann die 36V-Batterie 10 eventuell leicht höher dimensioniert werden, zum Beispiel mit einer Spannungszusammensetzung von 10 x 3,7 V = 37 V. In diesem Fall wird der Betriebsbereich des 48V-Netzes 91 auch im Notbetrieb um 1V erweitert. Kann dies auf Grund der verwendeten Zellchemien nicht realisiert werden, muss der DC/DC-Wandler 60 so ausgelegt werden, dass er auch bei niedrigeren Spannungen, z.B. von 34V, noch funktioniert.By judicious choice of the number of cells, the 36V battery 10 may be slightly larger in size, for example, with a voltage composition of 10 x 3.7V = 37V. In this case, the operating range of the 48V network 91 will also be in emergency operation extended by 1V. If this can not be achieved due to the cell chemistry used, the DC / DC converter must be used 60 be designed so that it still works at lower voltages, such as 34V.

Sicherheitskritische 48V-Verbraucher des 48V-Netzes 91 müssen ebenfalls auf diese niedrigere Spannung ausgelegt werden.Safety-critical 48V consumers of the 48V network 91 must also be designed for this lower voltage.

Selbstverständlich könnten mehrere Komponenten in ein Gehäuse integriert werden, z.B. beide Batterien 10, 20 und der DC/DC-Wandler 60 in einem Gehäuse.Of course, several components could be integrated into one housing, eg both batteries 10 . 20 and the DC / DC converter 60 in a housing.

Sollten unterschiedliche Zellchemien mit unterschiedlichen Temperaturbereichen verwendet werden, z.B. LFP-Zellen für eine 12V-Starterbatterie 20 und NMC-Zellen für die 36V-Batterie 10, so erscheinen eine Integration der 36V-Batterie 10 und des DC/DC-Wandlers 60 mit Platzierung in der Fahrgastzelle und eine separate 12V-Batterie 20 vorteilhaft.Should different cell chemistries with different temperature ranges be used, eg LFP cells for a 12V starter battery 20 and NMC cells for the 36V battery 10, integration of the 36V battery 10 and the DC / DC converter will appear 60 with placement in the passenger compartment and a separate 12V battery 20 advantageous.

In 1 ist bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt:

  • Dabei dienen die Schalter 41 und 42 im DC/DC-Wandler 60 zum Takten.
In 1 preferred embodiments of the invention is shown:
  • The switches serve 41 and 42 in the DC / DC converter 60 to the bars.

Durch den Schalter 44 kann der Masseanschluss der 36V-Batterie 10 entweder mit dem Anschluss für die Spannung +12V oder mit dem Bordmasseanschluss verbunden werden, er fungiert also als Umschalter.Through the switch 44 For example, the ground terminal of the 36V battery 10 can be connected to either the + 12V terminal or the ground terminal terminal, thus acting as a changeover switch.

Die Schalter 45 und 46 der Schalteinheit 40 dienen als Batterieschutzschalter.The switches 45 and 46 the switching unit 40 serve as battery protection switch.

Normalbetriebnormal operation

Erfindungsgemäß werden folgende Änderungen zum herkömmlichen Konzept - insbesondere im Normalbetrieb - aufgegriffen:

  • - Es liegt eine 36V-Batterie 10 anstelle einer 48V-Batterie vor.
  • - Ein Umschalter 44 wird vorgesehen, der den Masseanschluss der 48V-Batterie mit dem 12V-Anschluss 12V bzw. mit der Bordnetzmasse verbinden kann.
  • - Im Normalbetrieb wird Energie aus der 48V-Spannung in die 12V-Spannung gewandelt oder umgekehrt.
  • - Die Schalter 41 und 42 betreiben den DC/DC-Wandler 60 im Buck- oder Boostbetrieb.
  • - Der Schalter 44 verbindet den Massenschluss der 36V-Batterie 10 mit dem 12V-Bordnetz 92.
  • - Bei geschlossenem Zustand der Schalter 44 und 46 sind beide Batterien 10, 20 in Betrieb. Der Rekuperationsstrom fliest aus dem Generator 80 durch die 36V-Batterie 10 und durch die 12V-Batterie 20 zum Masseanschluss.
  • - Das Bordnetz 90 mit den Teilbordnetzen 91, 92 ist als Widerstand symbolisiert und wird nur aus der 12V-Batterie 20 versorgt. Die Zellen in dieser Batterie 20 sind also tendenziell leerer als die Zellen in der 36V- Batterie 10. Der DC/DC-Wandler 60 kann dies durch Umladen ausgleichen.
  • - Der Strom in den DC/DC-Wandler 60 wird aus beiden Batterien 10, 20 entnommen.
  • - Der Strom aus dem DC/DC-Wandler 60 wird aber nur die 12V-Batterie 20 laden. Diese weist somit eine positive Ladebilanz auf.
  • - Der DC/DC-Wandler 60 realisiert somit ein aktives Balancing zwischen der 12V-Batterie 20 und der 36V-Batterie 10.
According to the following changes to the conventional concept - especially in normal operation - taken up:
  • - There is a 36V battery 10 instead of a 48V battery.
  • - A changeover switch 44 is provided, which can connect the ground connection of the 48V battery with the 12V 12V connection or to the electrical system ground.
  • - In normal operation, energy is converted from the 48V voltage to the 12V voltage or vice versa.
  • - The switches 41 and 42 operate the DC / DC converter 60 in buck or boost mode.
  • - The desk 44 connects the ground connection of the 36V battery 10 to the 12V vehicle electrical system 92.
  • - When closed, the switch 44 and 46 are both batteries 10 . 20 in operation. The recuperation current flows out of the generator 80 through the 36V battery 10 and through the 12V battery 20 to the ground terminal.
  • - The electrical system 90 with the subnetworks 91 . 92 is symbolized as a resistor and is powered only from the 12V battery 20. The cells in this battery 20 So they tend to be emptier than the cells in the 36V battery 10 , The DC / DC converter 60 This can be compensated by reloading.
  • - The current in the DC / DC converter 60 will be from both batteries 10 . 20 taken.
  • - The current from the DC / DC converter 60 but will only charge the 12V battery 20. This therefore has a positive charge balance.
  • - The DC / DC converter 60 thus realizes active balancing between the 12V battery 20 and the 36V battery 10.

Zum Balancing oder Ladungsausgleich zwischen der 12V-Batterie 20 und der 36V-Batterie 10 sei noch Folgendes ausgeführt:

  • - Es geht dabei darum, dass die beiden Batterien 10 und 20 in jedem Betriebszustand unterschiedlich stark geladen sein können, insbesondere im Hinblick auf ihren jeweiligen maximalen Ladezustand.
  • - Ein derartiger Zustand kann dann entstehen, wenn beide Batterien 10 und 20 gleichzeitig geladen werden, aber nur eine Batterie, zum Beispiel die 12V-Batterie 20 über Verbraucher entladen wird.
  • - In diesem Fall ergäbe sich herkömmlicherweise keine Möglichkeit, das Entladen durch ein Wiederaufladen zu kompensieren, da man herkömmlicherweise auch die jeweils andere Batterie auf Grund der Serienschaltung mit aufladen müsste.
  • - Diesem Zustand kann durch den Einsatz des DC/DC-Wandlers 60 und dessen geschickter Ansteuerung entgegengewirkt werden.
  • - Insbesondere kann der DC/DC-Wandler 60 verwendet werden, um Energie aus der 36 V-Batterie 10 in die 12 V-Batterie 20 umzuladen.
For balancing or charge balancing between the 12V battery 20 and the 36V battery 10, the following should be stated:
  • - It's about the two batteries 10 and 20 can be charged differently in each operating state, in particular with regard to their respective maximum state of charge.
  • - Such a condition can arise when both batteries 10 and 20 be charged simultaneously, but only one battery, for example, the 12V battery 20 is discharged via consumers.
  • - In this case, conventionally, there would be no way to compensate for the discharge by recharging, because you would also traditionally also charge the other battery due to the series circuit.
  • - This condition may be due to the use of the DC / DC converter 60 and its clever control counteracted.
  • - In particular, the DC / DC converter 60 be used to transfer energy from the 36 V battery 10 in the 12 V battery 20.

Fehlerfall 1 error case 1

In dem Fehlerfall, bei welchem die 12V-Batterie 20 defekt ist und der auch als erster Fehlerfall bezeichnet wird, wird folgendes Schema aufgegriffen:

  • - Die Schalter 41 und 42 betreiben den DC/DC-Wandler 60 im Buckbetrieb.
  • - Der Schalter 44 verbindet den Masseanschluss der 36V-Batterie 10 mit dem Masseanschluss des Bordnetzes 90.
  • - Der Schalter 45 ist geschlossen. Die 36V-Batterie 10 ist in Betrieb.
  • - Der Schalter 46 ist offen. Die 12V-Batterie 20 ist defekt und mithin nicht angeschlossen und folglich entkoppelt.
  • - Der Eingang des DC/DC-Wandlers 60 ist nun mit der 36V-Batterie 10 verbunden. Im Buckbetrieb generiert er daraus 12V für das Teilbordnetz 92.
  • - Im „Motor-aus“-Fall mit BRS am Riemen kommt die Energie aus der 36V-Batterie 10. In anderen Fällen kann der Generator 80 die Spannung eventuell leicht anheben und die 36V-Batterie 10 laden.
In the case of error in which the 12V battery 20 is defective and is also referred to as the first error case, the following scheme is taken:
  • - The switches 41 and 42 operate the DC / DC converter 60 in bucking mode.
  • - The desk 44 connects the ground terminal of the 36V battery 10 to the ground terminal of the vehicle electrical system 90 ,
  • - The desk 45 is closed. The 36V battery 10 is in operation.
  • - The desk 46 is open. The 12V battery 20 is defective and therefore not connected and therefore decoupled.
  • - The input of the DC / DC converter 60 is now connected to the 36V battery 10. In Buckbetrieb he generated from it 12V for the sub-board network 92 ,
  • - In the "engine-off" case with BRS on the belt, the energy comes from the 36V battery 10. In other cases, the generator can 80 If necessary, slightly raise the voltage and charge the 36V battery 10.

Fehlerfall 2 error case 2

In dem Fehlerfall, bei welchem die 36V-Batterie 10 defekt ist und welcher auch als zweiter Fehlerfall bezeichnet wird, wird folgendes Schema aufgegriffen:

  • - Die Schalter 41 und 42 sind offen, der DC/DC-Wandler 60 ist abgeschaltet oder generiert im Boostbetrieb 48V, um eventuelle Komponenten zu versorgen.
  • - Der Schalter 44 verbindet den Masseanschluss der 36V-Batterie 10 an mit dem Masseanschluss des Bordnetzes 90.
  • - Der Schalter 45 ist offen und die 36V-Batterie 10 ist nicht angeschlossen, weil sie defekt ist, sie ist mithin entkoppelt.
  • - Der Schalter 46 ist geschlossen. Die 12V-Batterie 20 ist angeschlossen und somit in Betrieb.
  • - Das Bordnetz und insbesondere das Teilbordnetz 92 werden nun aus der 12V-Batterie 20 versorgt. Im „Motor-aus“-Fall mit BRS am Riemen ist dies die einzige Energiequelle. In anderen Fällen können der Generator 80 und der DC/DC-Wandler 60 im Buckbetrieb das Bordnetz 90 und insbesondere das Teilbordnetz 91 noch länger versorgen.
In the case of error in which the 36V battery 10 is defective and which is also referred to as a second error case, the following scheme is taken up:
  • - The switches 41 and 42 are open, the DC / DC converter 60 is switched off or generated in boost mode 48V to supply any components.
  • - The desk 44 connects the ground terminal of the 36V battery 10 to the ground terminal of the vehicle electrical system 90 ,
  • - The desk 45 is open and the 36V battery 10 is not connected because it is defective, it is therefore decoupled.
  • - The desk 46 is closed. The 12V battery 20 is connected and thus in operation.
  • - The electrical system and in particular the sub-board network 92 are now powered from the 12V battery 20. In the engine-off case with BRS on the belt, this is the only source of energy. In other cases, the generator can 80 and the DC / DC converter 60 in Buckbetrieb the electrical system 90 and in particular the sub-board network 91 supply even longer.

Claims (9)

Batterieanordnung (1) für ein Bordnetz (90), insbesondere eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs (100), für eine kombinierte Ausgabespannung, insbesondere im Bereich von 48 V, mit: - einer ersten Batterieeinheit (10) mit einer ersten und vergleichsweise höheren Ausgabespannung (15), insbesondere im Bereich von 36 V, und - einer zweiten Batterieeinheit (20) mit einer zweiten und vergleichsweise niedrigeren Ausgabespannung (25), insbesondere im Bereich von 12 V, und - einer steuerbaren Umschalteinheit (30), wobei die Umschalteinheit (30) eingerichtet ist, in einem normalen Betriebszustand der Batterieanordnung (1) (i) die erste und die zweite Batterieeinheit (10, 20) in Reihe geschaltet mit Eingangsanschlüssen (91-1, 91-2) eines ersten Teilbordnetzes (91) für die aus der ersten und der zweiten Ausgabespannung (15, 25) kombinierte Ausgabespannung und (ii) die zweite Batterieeinheit (20) mit Eingangsanschlüssen (92-1, 92-2) eines zweiten Teilbordnetzes (92) für die zweite Ausgabespannung (25) zu verbinden, in einem ersten Fehlerzustand mit Ausfall der zweiten Batterieeinheit (20) (iii) die erste Batterieeinheit (10) mit den Eingangsanschlüssen (91-1, 91-2) des ersten Teilbordnetzes (91) zu verbinden, (iv) die erste Batterieeinheit (10) entsprechend spannungsgeteilt mit den Eingangsanschlüssen (92-1, 92-2) des zweiten Teilbordnetzes (91) zu verbinden und (v) die zweite Batterieeinheit (20) abzukoppeln, und in einem zweiten Fehlerzustand mit Ausfall der ersten Batterieeinheit (10) (vi) die zweite Batterieeinheit (10) mit den Eingangsanschlüssen (92-1, 92-2) des zweiten Teilbordnetzes (91) zu verbinden und (vii) die zweite Batterieeinheit (20) abzukoppeln.Battery arrangement (1) for an electrical system (90), in particular a hybrid or electric vehicle (100), for a combined output voltage, in particular in the range of 48 V, comprising: - a first battery unit (10) having a first and comparatively higher output voltage ( 15), in particular in the range of 36 V, and - a second battery unit (20) with a second and relatively lower output voltage (25), in particular in the range of 12 V, and - a controllable switching unit (30), wherein the switching unit (30 ) is arranged, in a normal operating condition of the battery assembly (1) (i) the first and the second battery unit (10, 20) connected in series with input terminals (91-1, 91-2) of a first sub - board network (91) for the the first and the second output voltage (15, 25) combined output voltage and (ii) the second battery unit (20) having input terminals (92-1, 92-2) of a second sub-electrical network (92) for the second output voltage ng (25), in a first fault condition with failure of the second battery unit (20) (iii) connecting the first battery unit (10) to the input terminals (91-1, 91-2) of the first sub-electrical system (91); (iv) the first battery unit (10) being respectively voltage-divided to the input terminals (92-1, 92 -2) of the second sub-electrical system (91) and (v) decoupling the second battery unit (20), and in a second fault state with failure of the first battery unit (10) (vi) the second battery unit (10) with the input terminals (92 -1, 92-2) of the second sub-board network (91) and (vii) decoupling the second battery unit (20). Batterieanordnung (1) nach Anspruch 1, wobei die Umschalteinheit (30) eine Schalteinheit (40) mit einer Mehrzahl steuerbarer Schalter (41, 42, 44, 45, 46) zum steuerbaren Schalten, Verbinden und/oder Entkoppeln der ersten und/oder der zweiten Batterieeinheit (10, 20) aufweist.Battery arrangement (1) after Claim 1 wherein the switching unit (30) comprises a switching unit (40) having a plurality of controllable switches (41, 42, 44, 45, 46) for controllably switching, connecting and / or decoupling the first and / or the second battery unit (10, 20) having. Batterieanordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Umschalteinheit (30) eine Steuer- und Erfassungseinheit (50) aufweist, welche eingerichtet ist, das steuerbare Schalten, Verbinden und/oder Entkoppeln der ersten und/oder der zweiten Batterieeinheit (10, 20) zu bewirken, insbesondere über ein Ansteuern der Mehrzahl steuerbarer Schalter (41, 42, 44, 45, 46) der Schalteinheit (40).Battery assembly (1) according to one of the preceding claims, wherein the switching unit (30) comprises a control and detection unit (50) which is arranged, the controllable switching, connecting and / or decoupling of the first and / or the second battery unit (10, 20), in particular via a control of the plurality of controllable switches (41, 42, 44, 45, 46) of the switching unit (40). Batterieanordnung (1) nach Anspruch 3, wobei die Steuer- und Erfassungseinheit (50) (i) Sensoreinrichtungen (52), welche an oder in der ersten und/oder zweiten Batterieeinheit (10, 20) ausgebildet sind und über erste Steuer- und Erfassungsleitungen (51) zur Bewertung eines Zustands der ersten und/oder zweiten Batterieeinheit (10, 20) mit der Steuer- und Erfassungseinheit (50) verbindbar oder verbunden sind, und/oder (ii) zweite Steuer- und Erfassungsleitungen (53) in Verbindung mit einem jeweiligen Schalter (41, 42, 44, 45, 46) der Mehrzahl steuerbarer Schalter (41, 42, 44, 45, 46) zur Erfassung deren Zustands und/oder zu deren Betätigung aufweist.Battery arrangement (1) after Claim 3 wherein the control and detection unit (50) comprises (i) sensor means (52) formed on or in the first and / or second battery unit (10, 20) and first control and sense lines (51) for evaluating a condition the first and / or second battery unit (10, 20) are connectable or connected to the control and detection unit (50), and / or (ii) second control and detection lines (53) in conjunction with a respective switch (41, 42 , 44, 45, 46) of the plurality of controllable switches (41, 42, 44, 45, 46) for detecting their condition and / or for their operation. Batterieanordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Umschalteinheit (30) eine Wandlereinheit (60) aufweist, welche zur Gleichspannungswandlung der ersten Ausgabespannung (15) zur zweiten Ausgabespannung (24) ausgebildet und dazu eingerichtet ist - insbesondere im ersten Fehlerzustand - mit der ersten Batterieeinheit (10) einerseits und den ersten und zweiten Anschlüssen (92-1, 92-2) des zweiten Teilbordnetzes (92) verbunden zu werden.Battery arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the switching unit (30) has a converter unit (60) which is designed for DC voltage conversion of the first output voltage (15) to the second output voltage (24) and adapted thereto - in particular in the first fault state - with the first battery unit (10) on the one hand and the first and second terminals (92-1, 92-2) of the second sub-electrical system (92) to be connected. Batterieanordnung (1) nach Anspruch 5, wobei die Wandlereinheit (60) für einen Buckbetrieb als Abwärtswandler und/oder für einen Boostbetrieb als Aufwärtswandler ausgebildet ist.Battery arrangement (1) after Claim 5 wherein the transducer unit (60) is designed for buck operation as a down converter and / or for a boost operation as an up converter. Batterieanordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche eingerichtet ist, mit Ausgangsanschlüssen (81, 82) einer Generatoreinheit (80) zum Aufladen der ersten und/oder zweiten Batterieeinheit (10, 20) und/oder zum Versorgen des Bordnetzes (90) oder eines Teilbordnetzes (91, 92) verbunden zu werden oder zu sein.Battery arrangement (1) according to one of the preceding claims, which is equipped with output terminals (81, 82) of a generator unit (80) for charging the first and / or second battery unit (10, 20) and / or for supplying the vehicle electrical system (90). or a sub-board network (91, 92) to be or be. Fahrzeug (100) und insbesondere Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit: - einem Aggregat, insbesondere mit einem Antrieb und - einer Batterieanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Versorgen des Aggregats mit elektrischer Energie.Vehicle (100) and in particular electric or hybrid vehicle, comprising: - an assembly, in particular with a drive and - a battery assembly (1) according to one of Claims 1 to 7 for supplying the unit with electrical energy. Betriebsverfahren für eine Batterieanordnung (1) für ein Bordnetz (90), insbesondere eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs (100), für eine kombinierte Ausgabespannung, insbesondere im Bereich von 48 V, wobei die Batterieanordnung (1) insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist, mit den Schritten: - Bereitstellen einer ersten Batterieeinheit (10) mit einer ersten und vergleichsweise höheren Ausgabespannung (15), insbesondere im Bereich von 36 V, und - Bereitstellen einer zweiten Batterieeinheit (20) mit einer zweiten und vergleichsweise niedrigeren Ausgabespannung (25), insbesondere im Bereich von 12 V, wobei: in einem normalen Betriebszustand der Batterieanordnung (1) (i) die erste und die zweite Batterieeinheit (10, 20) in Reihe geschaltet mit Eingangsanschlüssen (91-1, 91-2) eines ersten Teilbordnetzes (91) für die aus der ersten und der zweiten Ausgabespannung (15, 25) kombinierte Ausgabespannung und (ii) die zweite Batterieeinheit (20) mit Eingangsanschlüssen (92-1, 92-2) eines zweiten Teilbordnetzes (92) für die zweite Ausgabespannung (25) verbunden werden, in einem ersten Fehlerzustand mit Ausfall der zweiten Batterieeinheit (20) (iii) die erste Batterieeinheit (10) mit den Eingangsanschlüssen (91-1, 91-2) des ersten Teilbordnetzes (91) verbunden wird, (iv) die erste Batterieeinheit (10) entsprechend spannungsgeteilt mit den Eingangsanschlüssen (92-1, 92-2) des zweiten Teilbordnetzes (91) verbunden wird und (v) die zweite Batterieeinheit (20) abgekoppelt wird, und in einem zweiten Fehlerzustand mit Ausfall der ersten Batterieeinheit (10) (vi) die zweite Batterieeinheit (10) mit den Eingangsanschlüssen (92-1, 92-2) des zweiten Teilbordnetzes (91) verbunden wird und (vii) die zweite Batterieeinheit (20) abgekoppelt wird.Operating method for a battery arrangement (1) for an electrical system (90), in particular a hybrid or electric vehicle (100), for a combined output voltage, in particular in the range of 48 V, the battery arrangement (1) in particular according to one of Claims 1 to 7 is formed, with the steps: - providing a first battery unit (10) with a first and comparatively higher output voltage (15), in particular in the range of 36 V, and - providing a second battery unit (20) with a second and comparatively lower output voltage ( 25), in particular in the range of 12 V, wherein: in a normal operating condition of the battery assembly (1) (i) the first and second battery units (10, 20) are connected in series with input terminals (91-1, 91-2) of one first sub-board network (91) for the output voltage combined from the first and the second output voltage (15, 25) and (ii) the second battery unit (20) with input terminals (92-1, 92-2) of a second sub-board network (92) for the second output voltage (25) are connected, in a first fault state with failure of the second battery unit (20) (iii) the first battery unit (10) with the input terminals (91-1, 91-2) of the first Teilbordnetze s (91), (iv) the first battery unit (10) is correspondingly connected in a voltage-divided manner to the input terminals (92-1, 92-2) of the second sub-electrical system (91) and (v) the second battery unit (20) is decoupled , and in a second failure state of the first battery unit (10) (vi) the second battery unit (10) is connected to the input terminals (92-1, 92-2) of the second sub-electrical system (91) and (vii) the second battery unit (20) is decoupled.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210078516A1 (en) * 2019-09-18 2021-03-18 Ford Global Technologies, Llc On-board electrical network of a motor vehicle
DE102020122507A1 (en) 2020-08-28 2022-03-03 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH ENERGY SUPPLY DEVICE, METHOD OF SUPPLYING AT LEAST ONE ELECTRICAL CONSUMER AND VEHICLE

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019201247A1 (en) * 2019-01-31 2020-08-06 Audi Ag Method for operating a vehicle
EP3772427A1 (en) * 2019-08-06 2021-02-10 Vitesco Technologies Germany GmbH Electronic control unit for a vehicle with galvanically isolated supply voltages on a single printed circuit board
CN110662411B (en) * 2019-09-12 2021-01-05 西北核技术研究院 Electric power and electrical equipment with self-recovery insulating property and use method thereof
CN112637706B (en) * 2020-12-17 2021-09-14 水利部南京水利水文自动化研究所 Small-sized low-power-consumption water level rainfall acquisition device and working method
CN114261272A (en) * 2021-12-29 2022-04-01 东风汽车有限公司东风日产乘用车公司 Battery system, control method, electronic device, and storage medium for hybrid vehicle

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10258894B3 (en) * 2002-12-17 2004-01-29 Vb Autobatterie Gmbh Energy supply device for an on-board network of vehicles
DE102013204894A1 (en) * 2013-03-20 2014-09-25 Robert Bosch Gmbh Motor vehicle electrical system with at least two energy stores, method for operating a motor vehicle electrical system and means for its implementation
DE102014208257A1 (en) * 2014-04-30 2015-11-05 Continental Automotive Gmbh Stabilization circuit for a vehicle electrical system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2924536B1 (en) * 2007-12-03 2009-12-11 Peugeot Citroen Automobiles Sa ELECTRICAL CIRCUIT OF A MOTOR VEHICLE.
US8310103B2 (en) * 2010-03-17 2012-11-13 T-Mobile Usa, Inc. Cell site power system management, including battery circuit management
JP5702859B2 (en) * 2010-06-30 2015-04-15 エルゴトロン，インコーポレイティド Electric load management system and method
DE102010062369A1 (en) * 2010-12-02 2012-06-06 Robert Bosch Gmbh Charging device for motor vehicles and charging method
DE102013009801A1 (en) * 2013-06-12 2014-12-18 Audi Ag Motor vehicle with two electrical systems with different vehicle electrical system voltages

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10258894B3 (en) * 2002-12-17 2004-01-29 Vb Autobatterie Gmbh Energy supply device for an on-board network of vehicles
DE102013204894A1 (en) * 2013-03-20 2014-09-25 Robert Bosch Gmbh Motor vehicle electrical system with at least two energy stores, method for operating a motor vehicle electrical system and means for its implementation
DE102014208257A1 (en) * 2014-04-30 2015-11-05 Continental Automotive Gmbh Stabilization circuit for a vehicle electrical system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210078516A1 (en) * 2019-09-18 2021-03-18 Ford Global Technologies, Llc On-board electrical network of a motor vehicle
US11884221B2 (en) * 2019-09-18 2024-01-30 Ford Global Technologies, Llc On-board electrical network of a motor vehicle
DE102020122507A1 (en) 2020-08-28 2022-03-03 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH ENERGY SUPPLY DEVICE, METHOD OF SUPPLYING AT LEAST ONE ELECTRICAL CONSUMER AND VEHICLE

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