DE102017221313A1 - Elektrisches System für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einem solchen elektrischen System - Google Patents

Elektrisches System für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einem solchen elektrischen System Download PDF

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Abstract

Beschrieben wird ein elektrisches System (10) für ein Kraftfahrzeug, wobei das elektrische System (10) aufweist:- ein erstes Bordnetz (12), das für eine erste elektrische Spannung ausgelegt ist,- eine wieder aufladbare primäre Energiequelle (14), die dazu eingerichtet ist, das erste Bordnetz (12) mit Strom zu versorgen,- eine Ladevorrichtung (28, 34), die mit der primären Energiequelle (14) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die primäre Energiequelle (14) bedarfsweise wieder aufzuladen, und- eine sekundäre Energiequelle (20), die dazu eingerichtet ist, anstatt der primären Energiequelle (14) oder in Ergänzung zu der primären Energiequelle (14) das erste Bordnetz (12) mit Strom zu versorgen.Dabei ist vorgesehen, dass die sekundäre Energiequelle (20) eine nicht wieder aufladbare Energiequelle ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrisches System für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug mit einem solchen elektrischen System.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, bei Kraftfahrzeugen wieder aufladbare Hilfsbatterien zur Stützung der Stromversorgung eines Bordnetzes vorzusehen. Dies wird beispielsweise in der JP 2011 083 106 A gezeigt, bei der eine wieder aufladbare Batterie als Hilfsbatterie verwendet wird und durch Regeneration beim Bremsen wieder aufgeladen werden kann.
  • Aus der US 2008/0245587 A1 ist ein Speichersystem für ein Hybridfahrzeug bekannt, wobei das Speichersystem ein erstes und ein zweites Speichermodul umfasst. Die beiden Speichermodule sind dabei unterschiedlich ausgelegt, insbesondere im Hinblick auf ihre elektrochemischen Zellen, die Zellenanzahl und dergleichen, wodurch die Bereitstellung von Energie bei unterschiedlichen Betriebsarten optimiert werden kann.
  • Bei insbesondere autonom fahrenden Kraftfahrzeugen ist es in der Regel vorgeschrieben, dass neben einer wieder aufladbaren Hauptbatterie, die auch als primäre Energiequelle bezeichnet werden kann, eine weitere wieder aufladbare Hilfsbatterie (beispielsweise ein Lithium-Ionen-Akku) eingesetzt wird, die auch als sekundäre Energiequelle bezeichnet werden kann. Dies wird als notwendig erachtet, damit das Kraftfahrzeug auch bei einem Ausfall der Hauptbatterie noch eine bestimmte Zeitdauer sicher funktioniert, insbesondere auch weiterhin autonom betrieben werden kann.
  • Der Einsatz von wieder aufladbaren sekundären Energiequellen ist allerdings sowohl bei der Montage, als auch beim Betrieb und den Kosten mit großem Aufwand verbunden. Obwohl die wieder aufladbare sekundäre Energiequelle nur in Ausnahmesituationen zum Einsatz kommt, verliert sie aber während des Normalbetriebs des Kraftfahrzeugs ihren Ladezustand und ihre Kapazität. Entsprechend muss dauerhaft überwacht werden, wann die sekundäre Energiequelle (Hilfsbatterie) wieder aufgeladen werden muss und wann ein günstiger Zeitpunkt ist, die Aufladung vorzunehmen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches System für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, bei dem der Montageaufwand und der Betriebsaufwand verringert werden können.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein elektrisches System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Ein elektrisches System für ein Kraftfahrzeug weist insbesondere folgende Komponenten auf:
    • - ein erstes Bordnetz, das für eine erste elektrische Spannung ausgelegt ist,
    • - eine wieder aufladbare primäre Energiequelle, die dazu eingerichtet ist, das erste Bordnetz mit Strom zu versorgen, eine Ladevorrichtung, die mit der primären Energiequelle verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die primäre Energiequelle bedarfsweise wieder aufzuladen, und
    • - eine sekundäre Energiequelle, die dazu eingerichtet ist, anstatt der primären Energiequelle oder in Ergänzung zu der primären Energiequelle das erste Bordnetz mit Strom zu versorgen. Als primäre Energiequelle kommen insbesondere Blei-Akkus oder Lithium-Ionen-Akkus zum Einsatz.
  • Bei dem elektrischen System ist die sekundäre Energiequelle eine nicht wieder aufladbare Energiequelle. Die sekundäre Energiequelle kann beispielsweise als nicht wieder aufladbare Lithium-Batterie ausgeführt sein. Eine nicht wieder aufladbare sekundäre Energiequelle kann die Stromversorgung des Bordnetzes in einer Ausnahmesituation bzw. einem Notfall ebenso gut erfüllen wie eine wieder aufladbare Energiequelle. Allerdings kann bei einer nicht wieder aufladbaren sekundären Energiequelle auf die gesamte Verkabelung und Steuerung für die regelmäßige Aufladung verzichtet werden. Entsprechend ist der Montageaufwand für eine solche nicht wieder aufladbare sekundäre Energiequelle bedeutend kleiner. Von besonderem Vorteil ist es, dass eine nicht wieder aufladbare sekundäre Energiequelle eingesetzt werden kann, die eine minimale Selbstentladungsrate aufweist und somit kaum ihre Kapazität verliert. Für Lithium-Batterien ist es beispielsweise möglich, eine ausreichende Kapazität während mehreren Jahren zu gewährleisten.
  • Die sekundäre Energiequelle kann austauschbar ausgeführt sein. Dabei wird insbesondere daran gedacht, dass sie an einer im Kraftfahrzeug einfach zugänglichen Stelle untergebracht ist. Ferner kann die sekundäre Energiequelle klemmbar oder steckbar mit dem Fahrzeug verbunden sein. Zur Sicherung der zweiten Energiequelle in einer am Fahrzeug oder an einem Fahrzeugteil ausgebildeten Aufnahme kommen beispielsweise Rastverbindungen oder Schraubverbindungen oder dergleichen in Betracht. Die Verbindung soll insbesondere zerstörungsfrei lösbar sein, d.h. die sekundäre Energiequelle ist nicht einstückig mit dem Fahrzeug bzw. einem Fahrzeugteil verbunden. Dies ermöglicht einen raschen und günstigen Ersatz einer solchen sekundären Energiequelle beispielsweise kurz vor bzw. nach Ablauf einer bestimmten Bereitstellungszeit, während der die sekundäre Energiequelle über eine ausreichende Kapazität zur Notfallversorgung des ersten Bordnetzes verfügt. Es wird davon ausgegangen, dass ein Ersatz der sekundären Energiequelle nach einer Zeitdauer von etwa 3 bis 10 Jahren, insbesondere etwa 4 bis 6 Jahren erforderlich ist.
  • Die sekundäre Energiequelle kann dazu ausgelegt sein, bei Ausfall der primären Energiequelle das erste Bordnetz mit Strom zu versorgen. Dabei kann die Versorgung während einer Betriebsdauer von mehreren Stunden aufrechterhalten werden. Die Betriebsdauer von mehreren Stunden in einer solchen Ausnahmesituation bzw. Notfallsituation kann z.B. 2 bis 12 Stunden, vorzugsweise etwa 4 bis 8 Stunden betragen. Mit einer insbesondere auf eine Betriebsdauer von mehreren Stunden ausgelegten sekundären Energiequelle sollte es möglich sein, dass das Kraftfahrzeug sicher bis zur nächsten Werkstatt fahren kann. Dabei ist auch die Möglichkeit gegeben, dass eine Werkstatt erst an einem Folgetag aufgesucht wird und mit dem Fahrzeug zuvor noch eine gewisse Strecke (z.B. zu einem gewünschten Ziel) gefahren werden kann oder/und das Fahrzeug längere Zeit stehen gelassen wird.
  • Das elektrische System kann auch ein zweites Bordnetz aufweisen, das für eine zweite elektrische Spannung ausgelegt ist, wobei das zweite Bordnetz wenigstens eine dritte Energiequelle aufweist, die das zweite Bordnetz mit Strom versorgt. Das zweite Bordnetz dient insbesondere dazu, andere elektrische Verbraucher im Kraftfahrzeug mit Strom zu versorgen. Insbesondere ist die dritte Energiequelle auch dazu eingerichtet, elektrische Antriebe des Kraftfahrzeugs mit Strom zu versorgen.
  • Bei dem elektrischen System kann die erste elektrische Spannung des ersten Bordnetzes 12 Volt oder/und 48 Volt betragen und die zweite elektrische Spannung kann 240 Volt oder mehr betragen. Das erste Bordnetz ist somit als Bordnetz für Niedervoltverbraucher eingerichtet. Dabei kann das erste Bordnetz entweder nur mit einer Spannung von 12 Volt oder nur mit einer Spannung von 48 Volt betrieben werden. Alternativ kann das erste Bordnetz zwei unterschiedliche Bordetzteile aufweisen, von denen der eine Bordnetzteil mit 12 Volt betrieben wird und der andere Bordnetzteil mit 48 Volt. Das zweite Bordnetz ist für Hochvoltverbraucher eingerichtet. Die nicht wieder aufladbare sekundäre Energiequelle kann somit für das erste Bordnetz mit einer Spannung von 12 Volt bzw. 48 Volt ausgelegt werden. Je nach Ladezustand kann die Spannung der dritten Energiequelle bei etwa 240 bis 800 Volt liegen.
  • Das elektrische System kann weiter eine erste Ladevorrichtung aufweisen, die mit der primären Energiequelle verbunden ist. Die erste Ladevorrichtung dient dazu, die erste Energiequelle im Betrieb des Kraftfahrzeugs aufzuladen bzw. das elektrische System im Betrieb des Kraftfahrzeugs mit Strom zu versorgen.
  • Die erste Ladevorrichtung kann eine zugehörige Ladedose aufweisen, die dazu eingerichtet ist, mit einem externen Stromnetz verbunden zu werden. Mittels einer solchen Ladedose und der ersten Ladevorrichtung kann beispielsweise auch die dritte Energiequelle aufgeladen werden. Mit der Ladedose kann ein Ladenetzverteiler verbunden sein, durch den Strom vom externen Stromnetz intern im elektrischen System zu verschiedenen elektrischen Komponenten geleitet wird.
  • Schließlich kann das elektrische System noch eine zweite Ladevorrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, mittels Induktion Energie von einer externen Energiequelle in das elektrische System einzuspeisen. Eine solche zweite Ladevorrichtung wird auch als drahtlose Ladevorrichtung bezeichnet. Mittels der zweiten Ladevorrichtung kann die dritte Energiequelle oder/und die erste Energiequelle aufgeladen werden.
  • Ein Kraftfahrzeug kann mit einem elektrischen System versehen werden, das zumindest eines der oben beschriebenen Merkmale aufweist. Das Kraftfahrzeug kann insbesondere ein autonom bewegbares bzw. fahrendes Kraftfahrzeug sein. Ferner kann das Kraftfahrzeug einen Hybridantrieb, insbesondere einen Plug-In-Hybridantrieb, oder einen rein elektrischen Antrieb aufweisen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform sowie anhand der einzigen Zeichnung. Dabei zeigt:
    • 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Systems.
  • 1 zeigt in einer vereinfachten schematischen Darstellung ein elektrisches System 10 für ein Kraftfahrzeug. Das System 10 weist ein erstes Bordnetz 12 auf, das bei einer ersten Spannung betrieben wird. Das erste Bordnetz 12 kann auch als Niedervoltnetz bezeichnet werden. Bevorzugt beträgt die Spannung im ersten Bordnetz 12 Volt oder 48 Volt. In der hier gewählten Darstellung umfasst das erste Bordnetz 12 eine wieder aufladbare primäre Energiequelle 14. Die primäre Energiequelle 14 ist beispielsweise ein Blei-Akku oder ein Lithium-Ionen-Akku. Die primäre Energiequelle 14 speichert elektrische Energie und stellt diese im ersten Bordnetz 12 zur Verfügung.
  • Insbesondere gibt die primäre Energiequelle 14 Strom an Verbraucher 16 im ersten Bordnetz 12 ab. Die Verbraucher 16 können auch als Niedervoltverbraucher bezeichnet. Bei den Verbrauchern 16 handelt es sich um übliche Fahrzeugkomponenten, die mit Niedervoltspannung betrieben werden, wie beispielsweise Innenbeleuchtung, Zentralverriegelung, Anzeigevorrichtungen und dergleichen.
  • Die primäre Energiequelle 14 ist mit einem Gleichstromwandler 18 bzw. Gleichstromtransformator verbunden, der den zur Aufladung der primären Energiequelle 14 erforderlichen Gleichstrom mit passender Spannung bereitstellt.
  • Das erste Bordnetz 12 umfasst ferner eine sekundäre Energiequelle 20. Die sekundäre Energiequelle 20 ist als nicht wieder aufladbare Batterie ausgeführt. Es handelt sich hierbei z.B. um eine Lithium-Batterie. Allerdings sind auch andere Batterie-Technologien, insbesondere auch andere chemische Zusammensetzungen der Batterie 20 möglich. Die sekundäre Energiequelle 20 versorgt bei Bedarf, beispielsweise bei Ausfall oder sehr geringem Ladezustand der primären Energiequelle 14, das erste Bordnetz 12, insbesondere die Verbraucher 16 mit Strom.
  • Durch die gestrichelte Verbindung zwischen der sekundären Energiequelle 20 und den Verbrauchern 16 soll angedeutet werden, dass zwar eine elektrisch leitende Verbindung 22 vorhanden ist, aber durch diese elektrisch leitende Verbindung 22 der Strom nur im Ausnahmefall bzw. Notfall geleitet wird, wenn die zweite Energiequelle 20 anstatt der ersten Energiequelle 14 die Stromversorgung im ersten Bordnetz 12 übernimmt.
  • Die sekundäre Energiequelle 20, die auch als Hilfsbatterie bezeichnet werden kann, ist in einem betreffenden Kraftfahrzeug bevorzugt an einer Stelle eingebaut, die gut zugänglich ist. Ferner soll die sekundäre Energiequelle 20 austauschbar eingebaut sein, so dass sie mit wenigen Handgriffen ersetzt werden kann.
  • Um einen ausreichenden Betrieb des Kraftfahrzeugs in einer Ausnahmesituation zu gewährleisten, ist die sekundäre Energiequelle 20 so ausgelegt, dass sie die Stromversorgung des ersten Bordnetzes 12 bzw. der Verbraucher 16 insbesondere während einer längeren Zeitdauer ermöglicht. Dabei wird insbesondere an eine Betriebsdauer von mehreren Stunden gedacht. Bei der Betriebsdauer im Ausnahmefall wird beispielsweise an etwa 2 bis 12 Stunden gedacht, während der das Fahrzeug noch gefahren werden kann oder autonom fährt. Diese Betriebsdauer von mehreren Stunden kann ggf. auch etwas höher sein, wenn das Fahrzeug nicht fährt und entsprechend weniger Verbraucher 16 Strom aus der sekundären Energiequelle 20 benötigen.
  • Das elektrische System 10 kann neben dem ersten Bordnetz 12 ein zweites Bordnetz 24 aufweisen. Das zweite Bordnetz 24 wird bei einer zweiten Spannung betrieben, die beispielsweise 240 Volt oder mehr beträgt. Das zweite Bordnetz 24 umfasst eine wieder aufladbare dritte Energiequelle 26. Die dritte Energiequelle 26 ist im dargestellten Beispiel eine Hochvoltbatterie, die je nach Ladezustand eine Spannung von 240 bis 800 Volt bereitstellt. Dabei dient die dritte Energiequelle 26 beispielsweise zur Versorgung von einem elektrischen Antrieb des Fahrzeugs mit Strom, insbesondere von einem Räder antreibenden Elektromotor.
  • Das elektrische System 10 weist ferner eine erste Ladevorrichtung 28 auf. Die erste Ladevorrichtung 28 ist mit einer Ladedose 30 verbunden. Die Ladedose 30 kann an eine externe Stromquelle angeschlossen werden. Im vorliegenden Beispiel weist das elektrische System 10 noch eine weitere Ladedose 30a auf. Die beiden Ladedosen 30, 30a sind über einen Ladenetzverteiler 32 verbunden. Die beiden Ladedosen 30, 30a können an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeugs angeordnet sein, beispielsweise auf unterschiedlichen Seiten des Fahrzeugs bzw. an der Frontseite bzw. an der Heckseite des Fahrzeugs. Die erste Ladevorrichtung 28 kann beispielsweise eine 22kW Schnellladevorrichtung sein.
  • Die erste Ladevorrichtung 28 ist mit dem Gleichstromwandler 18 des ersten Bordnetzes 12 verbunden, so dass die primäre Energiequelle 14 mittels der ersten Ladevorrichtung 28 aufgeladen werden kann. Denkbar ist auch, dass die primäre Energiequelle 14 mittels eines hier nicht dargestellten Generators aufgeladen werden kann, wie er üblicherweise in Fahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor vorhanden ist.
  • Ferner kann das elektrische System eine zweite Ladevorrichtung 34 enthalten. Die zweite Ladevorrichtung 34 ist eine drahtlose Ladevorrichtung, bei der mittels Induktion Strom aus einer nicht dargestellten externen Energiequelle in das elektrische System 10 eingespeist werden kann. Mittels der zweiten Ladevorrichtung 34 kann sowohl die primäre Energiequelle 14 als auch die dritte Energiequelle 26 aufgeladen werden.
  • Ergänzend wird noch darauf hingewiesen, dass das elektrische System im vorliegenden Beispiel zwei Elektromotoren 36 aufweist, die mittels eines Traktionsnetzverteilers 38 mit der dritten Energiequelle 26 verbunden sind. Rein ergänzend und beispielhaft sind auch noch ein Hochvolt-Booster 40 und drei weitere Verbraucher des zweiten Bordnetzes 24 dargestellt, wie etwa ein Klimakompressor 42, ein Batterieheizelement 44 und ein Klimaanlagenheizelement 46.
  • Für das gesamte hier dargestellte elektrische System 10 sind zwischen den verschiedenen Komponenten jeweils nur schematische einfache Linien gezeichnet, die die elektrische Verbindung illustrieren. Es wird darauf hingewiesen, dass diese einfachen Verbindungslinien keine Rückschlüsse dahingehend zulassen, ob zwischen zwei Komponenten in der Realität lediglich ein einziges elektrisches Kabel verläuft oder mehrere Kabel vorhanden sind. Ferner ist auch zu beachten, dass die schematisch illustrierten elektrischen Verbindungen in der Realität gegebenenfalls auch etwas anders verlaufen bzw. angelegt sein können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2011083106 A [0002]
    • US 2008/0245587 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Elektrisches System (10) für ein Kraftfahrzeug, wobei das elektrische System (10) aufweist: - ein erstes Bordnetz (12), das für eine erste elektrische Spannung ausgelegt ist, - eine wieder aufladbare primäre Energiequelle (14), die dazu eingerichtet ist, das erste Bordnetz (12) mit Strom zu versorgen, - eine Ladevorrichtung (28, 34), die mit der primären Energiequelle (14) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die primäre Energiequelle (14) bedarfsweise wieder aufzuladen, und - eine sekundäre Energiequelle (20), die dazu eingerichtet ist, anstatt der primären Energiequelle (14) oder in Ergänzung zu der primären Energiequelle (14) das erste Bordnetz (12) mit Strom zu versorgen, dadurch gekennzeichnet, dass - die sekundäre Energiequelle (20) eine nicht wieder aufladbare Energiequelle ist.
  2. Elektrisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundäre Energiequelle (20) austauschbar ist.
  3. Elektrisches System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundäre Energiequelle (20) dazu ausgelegt ist, bei Ausfall der primären Energiequelle (14) das erste Bordnetz (12) mit Strom zu versorgen.
  4. Elektrisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem zweiten Bordnetz (24), das für eine zweite elektrische Spannung ausgelegt ist, wobei das zweite Bordnetz (24) wenigstens eine dritte Energiequelle (26) aufweist, die das zweite Bordnetz (24) mit Strom versorgt.
  5. Elektrisches System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Spannung im ersten Bordnetz (12) 12 Volt oder/und 48 Volt beträgt und die zweite elektrische Spannung des zweiten Bordnetzes 240 Volt oder mehr beträgt.
  6. Elektrisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer ersten Ladevorrichtung (28), die mit der primären Energiequelle verbunden ist.
  7. Elektrisches System nach Anspruch 6, mit einer zu der ersten Ladevorrichtung (28) zugehörigen Ladedose (30, 30a), die dazu eingerichtet ist, mit einem externen Stromnetz verbunden zu werden.
  8. Elektrisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer zweiten Ladevorrichtung (34), die dazu eingerichtet ist, mittels Induktion Energie von einer externen Energiequelle in das elektrische System (10) einzuspeisen.
  9. Kraftfahrzeug mit einem elektrischen System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, wobei das Kraftfahrzeug autonom bewegbar ist.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19757362A1 (de) * 1997-12-22 1999-06-24 Nokia Mobile Phones Ltd Spannungsversorgungsvorrichtung, insbesondere für ein Funktelefon in einem Kraftfahrzeug
US20080245587A1 (en) 2007-03-30 2008-10-09 The Regents Of The University Of Michigan Vehicle Hybrid Energy System
DE102010034105A1 (de) * 2009-08-20 2011-04-07 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Verfahren zum Aufladen eines Steckdosenelektrofahrzeugs
JP2011083106A (ja) 2009-10-06 2011-04-21 Toyota Motor Corp 車両の駆動装置
DE102011011800A1 (de) * 2011-02-19 2012-08-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Spannungsversorgung für ein Fahrzeug sowie entsprechende Vorrichtung und Fahrzeug
DE102011121580A1 (de) * 2011-12-20 2013-06-20 Wabco Gmbh Energieversorgung eines Nutzfahrzeuganhängers
DE102014214103A1 (de) * 2014-07-21 2016-01-21 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Versorgung zumindest eines Verbrauchers

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19757362A1 (de) * 1997-12-22 1999-06-24 Nokia Mobile Phones Ltd Spannungsversorgungsvorrichtung, insbesondere für ein Funktelefon in einem Kraftfahrzeug
US20080245587A1 (en) 2007-03-30 2008-10-09 The Regents Of The University Of Michigan Vehicle Hybrid Energy System
DE102010034105A1 (de) * 2009-08-20 2011-04-07 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Verfahren zum Aufladen eines Steckdosenelektrofahrzeugs
JP2011083106A (ja) 2009-10-06 2011-04-21 Toyota Motor Corp 車両の駆動装置
DE102011011800A1 (de) * 2011-02-19 2012-08-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Spannungsversorgung für ein Fahrzeug sowie entsprechende Vorrichtung und Fahrzeug
DE102011121580A1 (de) * 2011-12-20 2013-06-20 Wabco Gmbh Energieversorgung eines Nutzfahrzeuganhängers
DE102014214103A1 (de) * 2014-07-21 2016-01-21 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Versorgung zumindest eines Verbrauchers

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