DE102018001301B4 - Vehicle electrical system for a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Bordnetz für ein Kraftfahrzeug umfassend eine erste Fahrzeugbatterie (1) mit einer ersten Batteriespannung (VB1), eine zweite Fahrzeugbatterie (2) mit einer zweiten Batteriespannung (VB2), einem Generator (5), eine erste Gruppe elektrischer Lasten (R1) zum Betrieb mit einer ersten Bordnetzspannung (V1) sowie eine zweite Gruppe elektrischer Lasten (R2) zum Betrieb mit einer zweiten Bordnetzspannung (V2), wobei der Generator (5) sowie die zweite Gruppe elektrischer Lasten (R2) zu einer Reihenschaltung aus der ersten Fahrzeugbatterie (1) und der zweiten Fahrzeugbatterie (2) parallel geschaltet sind, wobei die erste Gruppe elektrischer Lasten (R1) zu der ersten Fahrzeugbatterie (1) parallel geschaltet ist, und wobei die erste Fahrzeugbatterie (1) und die zweite Fahrzeugbatterie (2) zueinander unterschiedliche Typen elektrochemischer Zellen besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass ein nicht-invertierender Abwärtswandler (4) eingangsseitig mit dem Generator (5) parallel geschaltet und ausgangsseitig mit der ersten Fahrzeugbatterie (1) parallel geschaltet ist, wobei der nicht-invertierender Abwärtswandler (4) zum Bereitstellen eines Ladestromes für die erste Fahrzeugbatterie (1) ausgebildet ist, und wobei ein Generatorstrom (IG) mittels eines Reglers innerhalb einer Steuereinrichtung (6) regelbar ist.Vehicle electrical system for a motor vehicle comprising a first vehicle battery (1) with a first battery voltage (VB1), a second vehicle battery (2) with a second battery voltage (VB2), a generator (5), a first group of electrical loads (R1) for operation with a first electrical system voltage (V1) and a second group of electrical loads (R2) for operation with a second electrical system voltage (V2), the generator (5) and the second group of electrical loads (R2) for a series connection from the first vehicle battery (1) and the second vehicle battery (2) are connected in parallel, the first group of electrical loads (R1) being connected in parallel to the first vehicle battery (1), and the first vehicle battery (1) and the second vehicle battery (2) are different types of electrochemical from one another Have cells, characterized in that a non-inverting step-down converter (4) on the input side is connected in parallel with the generator (5) and out On the gas side is connected in parallel with the first vehicle battery (1), the non-inverting down converter (4) being designed to provide a charging current for the first vehicle battery (1), and a generator current (IG) by means of a regulator within a control device (6 ) is adjustable.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug.The present invention relates to an electrical system for a motor vehicle.

Insbesondere im Hinblick auf die Hybridisierung von Antriebssträngen sind zunehmend Kraftfahrzeugbordnetze notwendig, die parallel zu der in der Kraftfahrzeugtechnik üblichen 12 V Spannungsversorgung wenigstens eine zweite Versorgungsspannung bereitstellen, die auf den Leistungsbedarf und die Leistungsspitzen entsprechender elektrischer Antriebskomponenten abgestimmt ist. Für sogenannte Mild-Hybrid-Systeme wird ein 48 V/12 V-Kraftfahrzeugbordnetz favorisiert, mit dem elektrische Lasten mit hoher Leistungsaufnahme mit einer Spannung von 48 V versorgt werden können.Particularly with regard to the hybridization of drive trains, motor vehicle electrical systems are increasingly required that provide at least one second supply voltage in parallel with the 12 V voltage supply that is common in motor vehicle technology, which is matched to the power requirement and the power peaks of corresponding electrical drive components. For so-called mild hybrid systems, a 48 V / 12 V motor vehicle electrical system is preferred, with which electrical loads with high power consumption can be supplied with a voltage of 48 V.

Aus dem Stand der Technik bekannte 48 V/12 V-Bordnetztopologien umfassen zwei Teilbordnetze, d.h. ein 12 V-Teilbordnetz und ein 48 V-Teilbordnetz. Die beiden Teilbordnetze sind mittels DC/DC-Wandler miteinander gekoppelt, der eine Übertragung elektrischer Leistung vom 48 V-Teilbordnetz in das 12 V-Teilbordnetz ermöglicht. Beide Teilbordnetze sind jeweils mit einer auf die jeweilige Nennspannung angepassten Batterie zur Speicherung elektrischer Energie ausgestattet. Während für das 12 V-Teilbordnetz in der Regel die in der Kraftfahrzeugtechnik etablierten Blei-Säure-Batterien verwendet werden, finden in den 48 V-Teilbordnetzen Batterien mit Lithium-Ionen-Zellen Anwendung. Lithium-Ionen-Batterien zeichnen sich gegenüber Blei-Säure-Batterien durch eine vergleichsweise hohe Lade- und Entladestrom sowie durch eine hohe Ladeakzeptanz aus. Daher eignen sich Lithium-Ionen-Batterien insbesondere zum Speichern von rekuperierter Bremsenergie. Die gespeicherte Energie kann für den elektrischen Teilantrieb und zur Versorgung des Bordnetzes wieder abgegeben werden.48 V / 12 V on-board network topologies known from the prior art comprise two partial on-board networks, i.e. a 12 V electrical system and a 48 V electrical system. The two on-board electrical systems are coupled to each other by means of a DC / DC converter, which enables electrical power to be transferred from the 48 V sub-electrical system to the 12 V sub-electrical system. Both sub-electrical systems are each equipped with a battery adapted to the respective nominal voltage for storing electrical energy. While the lead-acid batteries established in motor vehicle technology are generally used for the 12 V sub-electrical system, batteries with lithium-ion cells are used in the 48 V sub-electrical systems. Compared to lead-acid batteries, lithium-ion batteries are characterized by a comparatively high charge and discharge current as well as a high level of charge acceptance. Therefore lithium-ion batteries are particularly suitable for storing recuperated braking energy. The stored energy can be released again for the electrical partial drive and for supplying the vehicle electrical system.

Aus DE 10 2016 220 120 A1 ist ein Energieversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, das eine Reihenschaltung mit einer ersten und einer zweiten Gruppe von Batteriezellen mit einer ersten Teil-Strangspannung und einer größeren zweiten Teil-Strangspannung besitzt. Über einen Spannungsabgriff ist die erste Teil-Strangspannung abgreifbar. An einem weiteren Spannungsabgriff liegt eine Strangspannung aus der ersten und der zweiten Teil-Strangspannung an. An einer Eingangsseite eines DC/DC-Wandlers liegt die größere zweite Teil-Strangspannung an und an einer zur Eingangsseite galvanisch getrennten Ausgangsseite liegt die erste Teil-Strangspannung an.Out DE 10 2016 220 120 A1 An energy supply system for a motor vehicle is known which has a series connection with a first and a second group of battery cells with a first partial line voltage and a larger second partial line voltage. The first partial phase voltage can be tapped off via a voltage tap. A string voltage from the first and the second partial string voltage is present at a further voltage tap. The larger second sub-string voltage is present on an input side of a DC / DC converter and the first sub-string voltage is present on an output side which is electrically isolated from the input side.

Die DE 10 2015 219 589 A1 offenbart Fahrzeugbatterievorrichtung mit einer Reihenschaltung eines ersten und eines zweiten Zellenstapel eines Akkumulator und einem Zwischenabgriff. Eine erste Wandlerseite eines DC/DC-Wandlers kann mit dem ersten Akkumulator verbunden, eine zweite Wandlerseite kann mit dem zweiten Zellenstapel verbunden sein.The DE 10 2015 219 589 A1 discloses a vehicle battery device with a series connection of a first and a second cell stack of an accumulator and an intermediate tap. A first converter side of a DC / DC converter can be connected to the first accumulator, a second converter side can be connected to the second cell stack.

Die DE 10 2014 226 391 A1 beschreibt ein Bordnetz für ein Fahrzeug mit einem ersten Energiespeicher für eine erste Spannungsebne, wobei eine zweite Spannungsebene mit einem zum ersten Energiespeicher in Reihe geschalteten zweiten Energiespeicher und einem zum zweiten Energiespeicher parallelgeschalten DC/DC-Wandlers erzeugt wird.The DE 10 2014 226 391 A1 describes an electrical system for a vehicle with a first energy store for a first voltage level, wherein a second voltage level is generated with a second energy store connected in series with the first energy store and a DC / DC converter connected in parallel with the second energy store.

Aus der DE 10 2012 016 168 A1 ist eine ein Energieversorgungseinheit für ein Kraftfahrzeug bekannt, das eine Reihenschaltung mit zwei Batterie-Einheiten sowie einem ersten und einem zweiten Spannungsabgriff zum Bereitstellen einer ersten und zweiten Ausgabespannung besitzt. Ein DC/DC-Wandler ist eingangseiteig mit einem Generator und dem ersten Spannungsabgriff parallel geschaltet. Ausgangsseitig ist der DC/DC-Wandler mit dem zweiten Spannungsabgriff parallelgeschaltet. Eine Regelungseinheit ist ausgebildet, eine Generator-Ausgabespannung und eine Wandler-Ausgabespannung derart zu regeln, dass der Strom durch die Batterie-Einheiten gleich groß ist.From the DE 10 2012 016 168 A1 A power supply unit for a motor vehicle is known which has a series connection with two battery units and a first and a second voltage tap for providing a first and a second output voltage. A DC / DC converter is connected on the input side with a generator and the first voltage tap in parallel. On the output side, the DC / DC converter is connected in parallel with the second voltage tap. A control unit is designed to regulate a generator output voltage and a converter output voltage in such a way that the current through the battery units is the same.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine alternative Bordnetztopologie für ein 48 V/12 V-Kraftfahrzeugbordnetz bereitzustellen.The object of the present invention is to provide an alternative on-board network topology for a 48 V / 12 V motor vehicle on-board network.

Vorgeschlagen wird dementsprechend ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug gemäß dem unabhängigen Anspruch. Weiterführende Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Accordingly, an electrical system for a motor vehicle is proposed in accordance with the independent claim. Further refinements are the subject of the subclaims.

Die Aufgabe wird gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung zufolge gelöst durch ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug, das eine erste Fahrzeugbatterie mit einer ersten Batteriespannung und eine zweite Fahrzeugbatterie mit einer zweiten Batteriespannung sowie einen Generator umfasst. Eine erste Gruppe elektrischer Lasten ist zum Betrieb mit einer ersten Bordnetzspannung ausgebildet und eine zweite Gruppe elektrischer Lasten ist zum Betrieb mit einer zweiten Bordnetzspannung ausgebildet. Die erste Fahrzeugbatterie und die zweite Fahrzeugbatterie bilden eine Reihenschaltung. Der Generator sowie die zweite Gruppe elektrischer Lasten sind jeweils zu der Reihenschaltung aus der ersten Fahrzeugbatterie und der zweiten Fahrzeugbatterie parallel geschaltet. Die erste Gruppe elektrischer Lasten ist zu der ersten Fahrzeugbatterie parallel geschaltet. Die erste Fahrzeugbatterie und die zweite Fahrzeugbatterie besitzen zueinander unterschiedliche Typen elektrochemischer Zellen. Ein nicht-invertierender Abwärtswandler ist eingangsseitig mit dem Generator parallel geschaltet. Der nicht-invertierender Abwärtswandler ist ferner ausgangsseitig mit der ersten Fahrzeugbatterie parallel geschaltet und dazu ausgebildet, einen Ladestrom für die erste Fahrzeugbatterie bereitzustellen. Ein Generatorstrom ist mittels eines Reglers innerhalb einer Steuereinrichtung regelbar.According to a first embodiment of the invention, the object is achieved by an electrical system for a motor vehicle, which comprises a first vehicle battery with a first battery voltage and a second vehicle battery with a second battery voltage, and a generator. A first group of electrical loads is designed for operation with a first vehicle electrical system voltage and a second group of electrical loads is designed for operation with a second vehicle electrical system voltage. The first vehicle battery and the second vehicle battery form a series connection. The generator and the second group of electrical loads are connected in parallel to the series connection of the first vehicle battery and the second vehicle battery. The first group of electrical loads is connected in parallel to the first vehicle battery. The first vehicle battery and the second vehicle battery have mutually different types of electrochemical cells. A non-inverting step-down converter is connected in parallel with the generator on the input side. The non-inverting buck converter is also on the output side with the first vehicle battery connected in parallel and designed to provide a charging current for the first vehicle battery. A generator current can be regulated by means of a regulator within a control device.

Mit der Reihenschaltung, bestehend aus den zwei Fahrzeugbatterien mit der ersten und zweiten Batteriespannung, können gegenüber einem gemeinsamen Massepotential die zwei Bordnetzspannungen bereitgestellt werden. Bei einem nicht aktiven Generator entspricht die erste Bordnetzspannung der ersten Batteriespannung und die zweite Bordnetzspannung der Summe aus der ersten und der zweiten Batteriespannung. Bei einem aktiven Generator, insbesondere zum Bereitstellen eines Ladestromes zum Laden der Batterien, wird die zweite Bordnetzspannung durch den Generator erhöht. Durch die Innenwiderstände der beiden Fahrzeugbatterien, die einen Spannungsteiler bilden, stellt sich zwischen der ersten und der zweiten Bordnetzspannung ein Spannungsverhältnis ein, das dem Verhältnis der Batteriespannungen entspricht.With the series connection, consisting of the two vehicle batteries with the first and second battery voltage, the two vehicle electrical system voltages can be provided in relation to a common ground potential. In the case of a non-active generator, the first vehicle electrical system voltage corresponds to the first battery voltage and the second vehicle electrical system voltage corresponds to the sum of the first and the second battery voltage. In the case of an active generator, in particular for providing a charging current for charging the batteries, the second vehicle electrical system voltage is increased by the generator. The internal resistances of the two vehicle batteries, which form a voltage divider, result in a voltage ratio between the first and the second vehicle electrical system voltage, which corresponds to the ratio of the battery voltages.

Die Batteriespannungen können über die Anzahl der elektrochemischen Zellen und über die Zellspannung eines ausgewählten elektrochemischen Zelltyps beeinflusst werden. Ein Vorteil der zwei unterschiedlichen elektrochemischen Zelltypen ist, dass sich die beiden Fahrzeugbatterien mit unterschiedlichen Stromaufnahmeeigenschaften gegenseitig ergänzen. The battery voltages can be influenced via the number of electrochemical cells and via the cell voltage of a selected electrochemical cell type. An advantage of the two different electrochemical cell types is that the two vehicle batteries with different current consumption properties complement each other.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die erste Fahrzeugbatterie eine Blei-Säure-Batterie sein. Die erste Batteriespannung kann vorzugsweise nominell 12 V betragen.According to a further embodiment, the first vehicle battery can be a lead-acid battery. The first battery voltage can preferably be nominally 12 V.

Mit dem Begriff der nominellen Batteriespannung wird berücksichtigt, dass eine aktuelle Batteriespannung stets vom Ladezustand der Batterie abhängt und um eine Nennspannung herum variieren kann. Blei-Säure-Batterien stellen einen Standard für 12 V Systeme in der Kraftfahrzeugtechnik, insbesondere für Personenkraftwagen dar.The term nominal battery voltage takes into account that a current battery voltage always depends on the state of charge of the battery and can vary around a nominal voltage. Lead-acid batteries are a standard for 12 V systems in automotive engineering, especially for passenger cars.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die zweite Fahrzeugbatterie eine Lithium-Ionen-Batterie sein. Die zweite Batteriespannung kann vorzugsweise nominell 36 V betragen.According to a further embodiment, the second vehicle battery can be a lithium-ion battery. The second battery voltage can preferably be nominally 36 V.

Lithium-Ionen-Batterien haben eine höhere Lade- und Entladeleistung als Blei-Säure-Batterien, so dass in Hybrid-Anwendungen kurzeitig große Ströme abgegeben bzw. aufgenommen werden können, die beispielsweise bei Boost-Vorgängen und bei der Energierückgewinnung auftreten. Im Vergleich zu bekannten 48 V/12 V-Bordnetztopologien, bei denen eine Lithium-Ionen-Batterie mit einer Nennspannung von 48 V zur Stützung des 48 V Teilbordnetzes notwendig ist, kommt die erfindungsmäße Bordnetztopologie mit einer Lithium-Ionen-Batterie mit 36 V Nennspannung aus. Entsprechend benötigt die Lithium-Ionen-Batterie gemäß der erfindungsgemäßen Bordnetztopologie eine geringere Anzahl von elektrochemischen Zellen als bekannte 48 V/12 V-Bordnetze.Lithium-ion batteries have a higher charging and discharging capacity than lead-acid batteries, so that in hybrid applications large currents can be emitted or absorbed for a short time, which occur, for example, during boost processes and during energy recovery. Compared to known 48 V / 12 V electrical system topologies, in which a lithium-ion battery with a nominal voltage of 48 V is necessary to support the 48 V sub-electrical system, the inventive electrical system topology comes with a lithium-ion battery with 36 V nominal voltage out. Accordingly, the lithium-ion battery in accordance with the on-board network topology according to the invention requires a smaller number of electrochemical cells than known 48 V / 12 V on-board networks.

Das erfindungsgemäße Bordnetz mit einer Reihenschaltung aus einer 36 V Lithium-Ionen-Batterie und einer 12 V Blei-Säure-Batterie stellt durch die Einsparung von nicht notwendigen Lithium-Ionen-Zellen eine Kostenersparnis gegenüber bekannten Bordnetzen dar.The electrical system according to the invention with a series connection of a 36 V lithium-ion battery and a 12 V lead-acid battery represents a cost saving compared to known electrical systems by saving unnecessary lithium-ion cells.

Ein weiterer Vorteil ist, dass der Ladestrom zum Laden der Blei-Säure-Batterie über die Lithium-lonen-Batterie fließen kann. Die Spannungsanpassung zwischen der 48 V und der 12 V Spannungsebene erfolgt über die Innwiderstände der beiden Batterien entsprechend der Spannungsteilerregel. Somit kann, zumindest in bestimmten Betriebszuständen, eine Spannungsanpassung zwischen dem 12 V- und dem 48 V-Teilbordnetz ohne einen DC/DC-Wandler erfolgen.Another advantage is that the charging current for charging the lead-acid battery can flow via the lithium-ion battery. The voltage adjustment between the 48 V and 12 V voltage levels takes place via the internal resistances of the two batteries in accordance with the voltage divider rule. Thus, at least in certain operating states, the voltage can be adjusted between the 12 V and the 48 V sub-electrical system without a DC / DC converter.

Bordnetztopologien mit einem 12 V- und einem 48 V-Teilbordnetz sind insbesondere für Personenkraftwagen mit einem sogenannten Niedervolt-Hybridantrieb bzw. Mild-Hybrid-Systemen geeignet, da sich die beiden Teilbordnetz-Nennspannungen als Standard etabliert haben. Grundsätzlich können mit eine entsprechenden Reihenschaltung einer Blei-Säure-Batterie und einer Lithium-Ionen-Batterie auch andere Nennspannungen für die Teilbordnetze realisiert werden. Insbesondre wäre Reihenschaltungen aus einer 12 V Blei-Säure-Batterie mit einer 50 V- oder einer 60 V Lithium-Ionen-Batterie denkbar, um 62 V/12 V-Kraftfahrzeugbordnetze oder 72 V/12 V-Kraftfahrzeugbordnetze oder weitere gewünschte Kombinationen bereitzustellen. Im Zusammenhang mit Nutzfahrzeugen ist auch ein Kombination aus einer 24 V Blei-Säure-Batterie mit einer Lithium-Ionen-Batterie denkbar, deren Nennspannung entsprechen ausgewählt werden kann.On-board network topologies with a 12 V and a 48 V sub-on-board network are particularly suitable for passenger cars with a so-called low-voltage hybrid drive or mild hybrid systems, since the two sub-on-board network voltages have established themselves as the standard. In principle, a corresponding series connection of a lead-acid battery and a lithium-ion battery can also be used to implement other nominal voltages for the on-board electrical systems. In particular, series connections from a 12 V lead-acid battery with a 50 V or a 60 V lithium-ion battery would be conceivable in order to provide 62 V / 12 V motor vehicle electrical systems or 72 V / 12 V motor vehicle electrical systems or other desired combinations. In connection with commercial vehicles, a combination of a 24 V lead-acid battery with a lithium-ion battery is also conceivable, the nominal voltage of which can be selected accordingly.

Der als nicht-invertierender Abwärtswandler ausgeführte Gleichspannungswandler ermöglicht auch dann ein Laden der ersten Fahrzeugbatterie, wenn über die zweite Fahrzeugbatterie kein Strom bereitgestellt werden kann. Zum Beispiel kann eine Lithium-Ionen-Batterie, die als zweite Fahrzeugbatterie verwendet wird, bei hohen Ladezuständen, d.h. SOC>95%, nur noch kleine Ströme aufnehmen, die zum Laden einer Blei-Säure-Batterie als erste Fahrzeugbatterie nicht ausreichend ist.The DC / DC converter, which is designed as a non-inverting step-down converter, also enables the first vehicle battery to be charged when no current can be provided via the second vehicle battery. For example, a lithium-ion battery used as a second vehicle battery can be charged at high states of charge, i.e. SOC> 95%, only take up small currents, which is not sufficient to charge a lead-acid battery as the first vehicle battery.

Ein entsprechender Gleichspannungswandler muss gegenüber den DC/DC-Wandlern bekannter Bordnetztopologien nicht im Dauerbetrieb arbeiten.A corresponding DC voltage converter does not have to work in continuous operation compared to the DC / DC converters of known on-board network topologies.

Der als nicht-invertierender Abwärtswandler ausgeführte Gleichspannungswandler setzt somit die an seinem Eingangskreis anliegende 48 V Nennspannung des Generators auf eine Ausgangsspannung von 12 V herunter. The DC-DC converter, which is designed as a non-inverting step-down converter, therefore reduces the 48 V nominal voltage of the generator applied to its input circuit to an output voltage of 12 V.

Die Steuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, mit Steuergeräten im Kraftfahrzeugbordnetz inklusive einem Batteriemanagementsystem bzw. einem Batteriesensor und einer Steuerung des Gleichspannungswandlers zu kommunizieren, um mittels Strombilanzierung einen Sollwert für den bereitzustellenden Generatorstrom zu ermitteln. Alternativ zu einer Strombilanzierung ist auch eine Leistungsbilanzierung möglich.The control device can be designed to communicate with control devices in the vehicle electrical system, including a battery management system or a battery sensor and a controller of the DC / DC converter, in order to determine a setpoint for the generator current to be provided by means of current balancing. As an alternative to electricity balancing, current balancing is also possible.

Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktions-gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dabei zeigen:

  • 1 ein 48 V/12 V-Kraftfahrzeugbordnetz gemäß dem Stand der Technik,
  • 2 ein erfindungsgemäßes 48 V/12 V-Kraftfahrzeugbordnetz mit einer Reihenschaltung aus einer 36 V Lithium-Ionen-Batterie und einer 12 V Blei-Säure-Batterie.
Further features and details result from the following description, in which - if necessary with reference to the drawing - at least one exemplary embodiment is described in detail. Described and / or depicted features form the subject matter, either individually or in any meaningful combination, possibly also independently of the claims, and in particular can also be the subject of one or more separate applications. Identical, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference symbols. Show:
  • 1 a 48 V / 12 V motor vehicle electrical system according to the prior art,
  • 2nd an inventive 48 V / 12 V vehicle electrical system with a series connection of a 36 V lithium-ion battery and a 12 V lead-acid battery.

In der 1 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Architektur für ein 48 V/12 V-Kraftfahrzeugbordnetz dargestellt. Das Kraftfahrzeugbordnetz umfasst zwei Teilbordnetze, wobei jedes Teilbordnetz eine Anzahl von elektrischen Lasten R1, R2 umfasst. Das erste Teilbordnetz stellt die erste Bordnetzspannung V1 mit einem Nennwert von 12 V bereit, die zur Versorgung einer ersten Gruppe elektrischer Lasten R1 dient. Dieses 12 V-Teilbordnetz ist auf der rechten Seite des Schaltbildes angeordnet dargestellt. Das zweite Teilbordnetz - im Weiteren als 48 V-Teilbordnetz bezeichnet - stellt die zweite Bordnetzspannung V2 mit einem Nennwert von 48 V zur Versorgung der zweiten Gruppe elektrischer Lasten R2 bereit und ist links im Schaltbild dargestellt.In the 1 An architecture known from the prior art for a 48 V / 12 V motor vehicle electrical system is shown. The motor vehicle electrical system comprises two electrical systems, each electrical system having a number of electrical loads R1 , R2 includes. The first sub-electrical system provides the first electrical system voltage V1 with a nominal value of 12 V ready to supply a first group of electrical loads R1 serves. This 12 V electrical system is shown on the right side of the circuit diagram. The second electrical system - hereinafter referred to as 48 V electrical system - provides the second electrical system voltage V2 with a nominal value of 48 V to supply the second group of electrical loads R2 ready and is shown in the diagram on the left.

Die beiden Teilbordnetze sind über den Gleichspannungswandler 4 miteinander gekoppelt, so dass ein Stromfluss bzw. eine Leistungsübertragung unter Anpassung der beiden Bordnetzspannungen zwischen den beiden Teilbordnetzen möglich ist. Beide Teilbordnetze besitzen ein gemeinsames Bezugspotential, d.h. die gemeinsame Masseleitung GND, die beispielsweise durch elektrisch leitfähige Karosseriekomponenten bereitgestellt werden kann. The two on-board electrical systems are via the DC-DC converter 4th coupled to each other so that a current flow or a power transmission is possible by adapting the two on-board electrical system voltages between the two sub-electrical systems. Both sub-electrical systems have a common reference potential, ie the common ground line GND, which can be provided, for example, by electrically conductive body components.

Das 12 V-Teilbordnetz beinhaltet neben den ersten Lasten R1, die vereinfacht als Ohm'scher Widerstand im Schaltbild dargestellt sind, auch die Blei-Säure-Batterie 1 zur Speicherung von elektrischer Energie. Die Blei-Säure-Batterie 1 stellt eine erste Batteriespannung VB1 mit einem Nennwert von 12 V zur Versorgung der ersten Lasten R1 bereit, die zwischen der Versorgungsleitung 21 und der gemeinsame Masseleitung GND anliegt.The 12 V electrical system also includes the first loads R1 , which are shown in simplified form as ohmic resistance in the circuit diagram, also the lead-acid battery 1 for storing electrical energy. The lead-acid battery 1 sets a first battery voltage VB1 with a nominal value of 12 V to supply the first loads R1 ready that between the supply line 21 and the common ground line GND is present.

Das 48 V-Teilbordnetz umfasst den Generator 5, der zur elektrischen Energiegewinnung für das Kraftfahrzeugbordnetz mit einem nicht dargestellten Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges gekoppelt ist. Mit dem Generator 5 kann ein elektrischer Strom mit einer Nennspannung von 48 V bereitgestellt werden, wobei diese Generatorausgangsspannung UG zwischen der zweiten Versorgungsleitung 22 und der gemeinsamen Masse GND anliegt. Das 48 V-Teilbordnetz umfasst ferner die Lithium-Ionen-Batterie 3, die eine zweite Batteriespannung VB3 mit einem Nennwert von 48 V bereitstellt.The 48 V electrical system comprises the generator 5 , which is coupled with a drive train of a motor vehicle, not shown, for electrical energy generation for the motor vehicle electrical system. With the generator 5 can be provided an electrical current with a nominal voltage of 48 V, this generator output voltage Basement between the second supply line 22 and the common ground GND is present. The 48 V electrical system also includes the lithium-ion battery 3rd that have a second battery voltage VB3 with a nominal value of 48 V.

Der Gleichspannungswandler 4 ist eingangsseitig zu dem Generator 5, den zweiten Lasten R2 und der Lithium-Ionen-Batterie 3 parallel geschaltet. Ausgangseitig bildet der Gleichspannungswandler 4 eine Parallelschaltung mit der Blei-Säure-Batterie 1 und den ersten Lasten R1. Der Gleichspannungswandler 4 ermöglicht einen Stromfluss bzw. eine Übertragung elektrischer Leistung von dem 48 V-Teilbordnetz in das 12 V-Teilbordnetz.The DC-DC converter 4th is on the input side of the generator 5 , the second burden R2 and the lithium-ion battery 3rd connected in parallel. The DC voltage converter forms on the output side 4th a parallel connection with the lead-acid battery 1 and the first loads R1 . The DC-DC converter 4th enables current flow or transmission of electrical power from the 48 V sub-electrical system to the 12 V sub-electrical system.

Die Bordnetzspannungen V1 und V2 in den beiden Teilbordnetzen variieren in einem bestimmten Bereich um ihre jeweiligen Nennspannungswerte. Bei einem nicht aktiven Generator 5 nehmen die Bordnetzspannungen VB1 und VB2 den Wert der jeweilig aktuellen Batteriespannung VB1, VB3 an, der unter anderem von dem Ladezustand (engl. State of Charge, SOC) abhängt. Im Generatorbetrieb werden die Bordnetzspannungen VB1 und VB2 über ein elektronisches Steuergerät 6 kontrolliert, wobei das Steuergerät 6 beispielsweise ein Motorsteuergerät (engl. Engine Control Unit, ECU) sein kann. Die erste Bordnetzspannung V1 im 12 V-Teilbordnetz kann beispielsweise mit einem der Blei-Säure-Batterie 1 zugeordneten intelligenten Batterie-Sensor (IBS) gemessen werden. Die zweite Bordnetzspannung V2 im 48 V-Teilbordnetz kann von einem in der Lithium-Ionen-Batterie 3 integrierten Batteriemanagementsystem (engl. Battery Management System, BMS) erfasst werden. Grundsätzlich können auch andere Steuergeräte, die im einem der beiden Teilbornetze angeordnet sind, die Bordnetzspannungen V1 bzw. V2 erfassen und die Messwerte an das Steuergerät 6 übermitteln.The vehicle electrical system voltages V1 and V2 in the two sub-electrical systems vary within a certain range around their respective nominal voltage values. With an inactive generator 5 take the electrical system voltages VB1 and VB2 the value of the current battery voltage VB1 , VB3 which depends, among other things, on the state of charge (SOC). The electrical system voltages are in generator operation VB1 and VB2 via an electronic control unit 6 checked, the control unit 6 can be, for example, an engine control unit (ECU). The first electrical system voltage V1 in the 12 V electrical system, for example, with one of the lead-acid batteries 1 assigned intelligent battery sensor (IBS) can be measured. The second electrical system voltage V2 in the 48 V sub-electrical system can be from one in the lithium-ion battery 3rd integrated battery management system (BMS). In principle, other control devices, which are arranged in one of the two sub-networks, can also measure the vehicle electrical system voltages V1 respectively. V2 record and the measured values to the control unit 6 to transfer.

Die aktuellen Sollwerte für die beiden Bordnetzspannungen V1 und V2 werden abhängig von einer Betriebsstrategie bestimmt, die unter anderem von dem Ladezustand (SOC) der beiden Fahrzeugbatterien 1, 3 abhängig ist. Sofern Leistung vom Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges zum Laden der Batterien bereitgestellt werden kann und die Lithium-Ionen-Batterie 3 nicht vollständig geladen ist (SOC < 100%) wird der Sollwert für die zweite Bordnetzspannung V2 auf eine Spannung oberhalb der aktuellen Batteriespannung VB3 angehoben. Somit kann ein Strom aus dem 48 V-Teilbordnetz zum Laden durch die Lithium-Ionen-Batterie 3 fließen. The current setpoints for the two vehicle electrical system voltages V1 and V2 are determined depending on an operating strategy, including the state of charge (SOC) of the two vehicle batteries 1 , 3rd is dependent. If power from the drive train of the motor vehicle can be provided for charging the batteries and the lithium-ion battery 3rd is not fully charged (SOC <100%) the setpoint for the second vehicle electrical system voltage V2 to a voltage above the current battery voltage VB3 raised. This means that a current from the 48 V sub-electrical system can be charged by the lithium-ion battery 3rd flow.

Ferner kann der Gleichspannungswandler 4 von dem Steuergerät 6 angesteuert werden, so dass die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 4 für das 12 V-Teilbordnetz variierbar ist. Zum Laden der Blei-Säure-Batterie 1 kann der Sollwert für die zweite Bordnetzspannung V1 beispielsweise auf 14 V angehoben werden, die einen Ladestrom in die Blei-Säure-Batterie 1 bewirken kann.Furthermore, the DC-DC converter 4th from the control unit 6 can be controlled so that the output voltage of the DC-DC converter 4th is variable for the 12 V electrical system. For charging the lead-acid battery 1 can be the setpoint for the second vehicle electrical system voltage V1 For example, be raised to 14 V, which is a charging current in the lead-acid battery 1 can effect.

Beide Teilbordnetze des konventionellen 48 V/12 V-Kraftfahrzeugbordnetzes sind spannungsgeregelt, wobei entsprechende Regeleinrichtungen von dem Generator 5, dem Gleichspannungswandler 4 und/oder dem elektronischen Steuergerät 6 bereitgestellt werden können.Both sub-systems of the conventional 48 V / 12 V motor vehicle electrical system are voltage-controlled, with corresponding control devices from the generator 5 , the DC converter 4th and / or the electronic control unit 6 can be provided.

In der 2 ist ein erfindungsgemäßes 48 V/12 V-Kraftfahrzeugbordnetz 10 dargestellt. Das 48 V/12 V-Kraftfahrzeugbordnetz 10 umfasst die erste Versorgungsleitung 11, an der die erste Bordnetzspannung V1 gegenüber der gemeinsamen Masse GND bereitgestellt wird, die eine Nennspannung von 12 V haben soll. An der zweiten Versorgungsleitung 12 wird die zweite Bordnetzspannung V1 gegenüber der Masse GND mit einer Nennspannung von 48 V bereitgestellt.In the 2nd is a 48 V / 12 V motor vehicle electrical system according to the invention 10th shown. The 48 V / 12 V vehicle electrical system 10th includes the first supply line 11 on which the first vehicle electrical system voltage V1 is provided to the common ground GND, which should have a nominal voltage of 12 V. On the second supply line 12th becomes the second electrical system voltage V1 compared to GND with a nominal voltage of 48 V.

Der Ohm'sche Widerstand R1 symbolisiert eine erste Gruppe elektrischer Lasten, die zwischen der ersten Versorgungsleitung 11 und der Masse GND geschaltet sind. Eine zweite Gruppe elektrischer Lasten wird durch den Widerstand R2 repräsentiert, die zwischen der zweiten Versorgungsleitung 12 und der Masse GND geschaltet sind. Somit wird die erste Gruppe elektrischer Lasten R1 mit einer Nennspannung von 12 V versorgt und die zweite Gruppe elektrischer Lasten R2 mit einer Nennspannung von 48 V. Der Generator 5 ist zwischen der zweiten Versorgungsleitung 12 und Masse GND geschaltet, der eine Nennspannung von 48 V bereitstellt. Mit dem Generator kann Energie aus einem nicht dargestellten Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges für das Kraftfahrzeugbordnetz gewonnen werden.Ohm's resistance R1 symbolizes a first group of electrical loads between the first supply line 11 and the GND are connected. A second group of electrical loads is through resistance R2 represents that between the second supply line 12th and the GND are connected. Thus, the first group of electrical loads R1 supplied with a nominal voltage of 12 V and the second group of electrical loads R2 with a nominal voltage of 48 V. The generator 5 is between the second supply line 12th and ground GND switched, which provides a nominal voltage of 48 V. The generator can be used to generate energy from a drive train (not shown) of a motor vehicle for the vehicle electrical system.

Der positive Anschlusspol der Blei-Säure-Batterie 1 ist mit der ersten Versorgungsleitung 11 verbunden, der negative Pol mit der Masse GND. Die Blei-Säure-Batterie 1 stellt somit eine erste Batteriespannung VB1 mit einem Nennwert von 12 V bereit, die zur Energieversorgung der parallel geschalteten ersten Gruppe elektrischer Lasten R1 mit der Bordnetzspannung V1 dienen kann. Die Lithium-Ionen-Batterie 2 stellt eine zweite Batteriespannung VB2 mit einem Nennwert von 36 V bereit. Der positive Anschlusspol der Lithium-Ionen-Batterie 2 ist mit der zweiten Versorgungsleitung 12, und der negative Anschlusspol ist mit der ersten Versorgungsleitung 12 verbunden. Zwischen der zweiten Versorgungsleitung 12 und der Masse GND wird somit eine Reihenschaltung aus der Lithium-Ionen-Batterie 2 und der Blei-Säure-Batterie 1 gebildet, wodurch zwischen der zweiten Versorgungsleitung 12 und der Masse GND die zweite Versorgungsspannung V2 für die zweite Gruppe elektrischer Lasten R2 bereitgestellt wird.The positive connection pole of the lead-acid battery 1 is with the first supply line 11 connected, the negative pole to ground GND. The lead-acid battery 1 thus provides a first battery voltage VB1 with a nominal value of 12 V, which is used to power the parallel connected first group of electrical loads R1 with the vehicle electrical system voltage V1 can serve. The lithium-ion battery 2nd provides a second battery voltage VB2 with a nominal value of 36 V. The positive connection pole of the lithium-ion battery 2nd is with the second supply line 12th , and the negative connection pole is with the first supply line 12th connected. Between the second supply line 12th and the ground GND thus becomes a series connection from the lithium-ion battery 2nd and the lead-acid battery 1 formed, whereby between the second supply line 12th and the ground GND the second supply voltage V2 for the second group of electrical loads R2 provided.

Arbeitet das Kraftfahrzeugbordnetz 10 im Generatorbetrieb, liefert der Generator 5 einen Generatorstrom IG und eine Generatorspannung UG, wobei der Generatorstrom IG bzw. die Generatorausgangsleistung mit einem Regler innerhalb des elektronischen Steuergerätes 6 geregelt wird. Der Sollwert für Generatorstrom IG ergibt sich aus dem Strombedarf des Kraftfahrzeugbordnetzes, der sich im Wesentlichen aus der Summe der Ströme durch die Lasten I1 und I2 sowie aus den Batterieströmen IB1 und IB2 zum Laden der Batterien ergibt.Works the vehicle electrical system 10th in generator mode, the generator delivers 5 a generator current IG and a generator voltage Basement , where the generator current IG or the generator output power with a controller within the electronic control unit 6 is regulated. The setpoint for generator current IG results from the power requirement of the vehicle electrical system, which essentially results from the sum of the currents through the loads I1 and I2 as well as from the battery currents IB1 and IB2 for charging the batteries.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugbordnetz 10 beinhaltet ferner einen DC/DC-Wandler 4, der in bestimmten Betriebszuständen einen von der Lithium-Ionen-Batterie 2 unabhängigen ersten Batteriestrom IB1 zum Laden der Blei-Säure-Batterie 1 und einen unabhängigen ersten Strom I1 zur Versorgung der ersten Gruppe von Lasten R1 ermöglicht. Grundsätzlich ist es möglich, den ersten Batteriestrom IB1 zusammen mit dem ersten Strom I1 für die erste Gruppe von Lasten R1 über die Lithium-Ionen-Batterie 2 in die erste Versorgungsleitung 11 zu führen. Ein maximal zulässiger zweiter Batteriestrom IB2 ist u. a. vom aktuellen Ladezustand und der aktuellen Betriebstemperatur der Lithium-Ionen-Batterie 2 abhängig.The motor vehicle electrical system according to the invention 10th also includes a DC / DC converter 4th which, in certain operating states, uses one of the lithium-ion batteries 2nd independent first battery power IB1 for charging the lead-acid battery 1 and an independent first stream I1 to supply the first group of loads R1 enables. Basically, it is possible to use the first battery power IB1 along with the first stream I1 for the first group of loads R1 about the lithium-ion battery 2nd in the first supply line 11 respectively. A maximum allowable second battery current IB2 is, among other things, the current state of charge and the current operating temperature of the lithium-ion battery 2nd dependent.

Bei hohen Ladezuständen der Lithium-Ionen-Batterie 2, zum Beispiel bei SOC ≥ 95%, muss der zweite Batteriestrom IB2 ggf. auf einen Wert unterhalb der Summe der beiden benötigten Ströme zum Laden der Blei-Säure-Batterie 1 und zur Versorgung der ersten Gruppe von Lasten R1 begrenzt werden, um die Lithium-Ionen-Batterie 2 vor einer Überladung und ggf. einer Zerstörung zu schützen. Um in derartigen Betriebszuständen dennoch die Blei-Säure-Batterie zu laden bzw. die erste Gruppe von Lasten R1 mit Strom zu versorgen, kann von dem DC/DC-Wandler 4 ein entsprechend ausreichender Ausgangsstrom lout in die erste Versorgungsleitung 11 eingeprägt werden.When the lithium-ion battery is at high charge 2nd , for example with SOC ≥ 95%, the second battery current IB2 if necessary to a value below the sum of the two currents required to charge the lead-acid battery 1 and to supply the first group of loads R1 limited to the lithium-ion battery 2nd to protect against overloading and possibly destruction. In order to still charge the lead-acid battery or the first group of loads in such operating states R1 can be powered by the DC / DC converter 4th a correspondingly sufficient output current lout in the first supply line 11 be impressed.

Der DC/DC-Wandler kann in unterschiedlichen Konfigurationen ausgeführt sein. In einer ersten Ausführung kann ein nicht invertierender Abwärtswandler (engl. buck converter) eingesetzt werden, der eingangsseitig mit der zweiten Versorgungsleitung 12 und Masse GND verbunden ist. Ausgangsseitig ist der Abwärtswandler mit der ersten Versorgungsleitung 11 und Masse GND verbunden. In dieser Konfiguration kann im Geratorbetrieb die 48 V Eingangsspannung am Wandler auf eine 12 V Ausgangsspannung heruntergesetzt werden.The DC / DC converter can be designed in different configurations. In a first embodiment, a non-inverting buck converter can be used, the one on the input side with the second supply line 12th and ground GND is connected. The down converter with the first supply line is on the output side 11 and ground GND connected. In this configuration, the 48 V input voltage at the converter can be reduced to a 12 V output voltage in gerator mode.

Ein invertierender Abwärtswandler kann eingangsseitig mit der zweiten Versorgungsleitung 12 und der ersten Versorgungsleitung 11 verbunden sein und ausgangsseitig mit der ersten Versorgungsleitung 11 und der Masse GND. Die erste Versorgungsleitung 11 bildet somit das gemeinsame Bezugspotential zwischen Eingangs- und Ausgangskreis des invertierenden Abwärtswandlers. Die Eingangsspannung des Abwärtswandlers beträgt 36 V und wird von der Lithium-Ionen-Batterie 2 bereitgestellt. Ausgangsseitig wird eine Spannung von 12 V zwischen der ersten Versorgungsleitung 11 und der Masse GND bereitgestellt. Diese Konfiguration ermöglicht ein Laden der Blei-Säure-Batterie 1 mit einem Ladestrom, der von der Lithium-Ionen-Batterie 2 bereitgestellt wird. Somit ist auch bei einem nicht aktiven Generator 5 ein Laden der Blei-Säure-Batterie 1 möglich.An inverting buck converter can be connected on the input side to the second supply line 12th and the first supply line 11 be connected and on the output side to the first supply line 11 and the mass GND. The first supply line 11 thus forms the common reference potential between the input and output circuit of the inverting buck converter. The input voltage of the step-down converter is 36 V and is supplied by the lithium-ion battery 2nd provided. On the output side there is a voltage of 12 V between the first supply line 11 and ground GND provided. This configuration enables the lead-acid battery to be charged 1 with a charging current from the lithium-ion battery 2nd provided. So even with an inactive generator 5 charging the lead-acid battery 1 possible.

Während ein in der 1 dargestelltes konventionelles 48 V/12 V-Kraftfahrzeugbordnetz 20 spannungsgeregelt ist, wird der Generator 5 und der DC/DC-Wandler 4 des in 2 gezeigten erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbordnetzes 10 strom- bzw. leistungsgeregelt. Die Ausgangsspannung des Generators 5 und der Generatorstrom IG wird vom elektronischen Steuergerät 6 anhand einer Strom- bzw. Leistungsbilanzierung innerhalb des Kraftfahrzeugbordnetzes 10 ermittelt. Von einem integrierten Batteriemanagementsystem in der Lithium-Ionen-Batterie 2 kann abhängig vom Ladezustand (SOC) ein Wert für den benötigten zweiten Batteriestrom IB2 ermittelt und an das elektronischen Steuergerät 6 weitergeleitet werden. Ein Wert eines von der Blei-Säure-Batterie 1 benötigten ersten Batteriestroms IB1 kann beispielsweise mittels eines der Batterie zugeordneten intelligenten Batterie-Sensors (IBS) ermittelt und an das elektronische Steuergerät 6 weitergeleitet werden. Der Strombedarf aller elektrischen Lasten innerhalb des Kraftfahrzeugbordnetzes 10 kann beispielsweise durch die zugehörigen Steuergeräte ermittelt und entsprechend an das elektronische Steuergerät 6 weitergeleitet werden.While one in the 1 shown conventional 48 V / 12 V vehicle electrical system 20th is voltage regulated, the generator 5 and the DC / DC converter 4th of in 2nd shown motor vehicle electrical system according to the invention 10th current or power controlled. The output voltage of the generator 5 and the generator current IG is from the electronic control unit 6 based on a current or power balance within the vehicle electrical system 10th determined. From an integrated battery management system in the lithium-ion battery 2nd depending on the state of charge (SOC), a value for the second battery current required IB2 determined and to the electronic control unit 6 to get redirected. A value of one from the lead-acid battery 1 required first battery power IB1 can be determined, for example, by means of an intelligent battery sensor (IBS) assigned to the battery and sent to the electronic control unit 6 to get redirected. The electricity requirement of all electrical loads within the vehicle electrical system 10th can be determined, for example, by the associated control units and correspondingly to the electronic control unit 6 to get redirected.

BezugszeichenlisteReference list

11
Blei-Säure-BatterieLead-acid battery
22nd
Lithium-Ionen-BatterieLithium Ion Battery
33rd
Lithium-Ionen-BatterieLithium Ion Battery
44th
DC-DC-WandlerDC-DC converter
55
Generatorgenerator
66
SteuerungseinrichtungControl device
1010th
KraftfahrzeugbordnetzVehicle electrical system
1111
erste Versorgungsleitungfirst supply line
1212th
zweite Versorgungsleitungsecond supply line
2020th
KraftfahrzeugbordnetzVehicle electrical system
2121
erste Versorgungsleitungfirst supply line
2222
zweite Versorgungsleitungsecond supply line
R1R1
erste Lastenfirst loads
R2R2
zweite Lastensecond loads
V1V1
erste Bordnetzspannungfirst electrical system voltage
V2V2
zweite Bordnetzspannungsecond vehicle electrical system voltage
VB1VB1
erste Batteriespannungfirst battery voltage
VB2VB2
zweite Batteriespannungsecond battery voltage
VB3VB3
dritte Batteriespannungthird battery voltage
UGBasement
GeneratorspannungGenerator voltage
IGIG
GeneratorstromGenerator current
1111
erster Stromfirst stream
I2I2
zweiter Stromsecond stream
linlin
EingangsstromInput current
loutlout
AusgangsstromOutput current
IB1IB1
erster Batteriestromfirst battery power
IB2IB2
zweiter Batteriestromsecond battery power

Claims (4)

Bordnetz für ein Kraftfahrzeug umfassend eine erste Fahrzeugbatterie (1) mit einer ersten Batteriespannung (VB1), eine zweite Fahrzeugbatterie (2) mit einer zweiten Batteriespannung (VB2), einem Generator (5), eine erste Gruppe elektrischer Lasten (R1) zum Betrieb mit einer ersten Bordnetzspannung (V1) sowie eine zweite Gruppe elektrischer Lasten (R2) zum Betrieb mit einer zweiten Bordnetzspannung (V2), wobei der Generator (5) sowie die zweite Gruppe elektrischer Lasten (R2) zu einer Reihenschaltung aus der ersten Fahrzeugbatterie (1) und der zweiten Fahrzeugbatterie (2) parallel geschaltet sind, wobei die erste Gruppe elektrischer Lasten (R1) zu der ersten Fahrzeugbatterie (1) parallel geschaltet ist, und wobei die erste Fahrzeugbatterie (1) und die zweite Fahrzeugbatterie (2) zueinander unterschiedliche Typen elektrochemischer Zellen besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass ein nicht-invertierender Abwärtswandler (4) eingangsseitig mit dem Generator (5) parallel geschaltet und ausgangsseitig mit der ersten Fahrzeugbatterie (1) parallel geschaltet ist, wobei der nicht-invertierender Abwärtswandler (4) zum Bereitstellen eines Ladestromes für die erste Fahrzeugbatterie (1) ausgebildet ist, und wobei ein Generatorstrom (IG) mittels eines Reglers innerhalb einer Steuereinrichtung (6) regelbar ist.Vehicle electrical system for a motor vehicle comprising a first vehicle battery (1) with a first battery voltage (VB1), a second vehicle battery (2) with a second battery voltage (VB2), a generator (5), a first group of electrical loads (R1) for operation with a first electrical system voltage (V1) and a second group of electrical loads (R2) for operation with a second electrical system voltage (V2), the generator (5) and the second group of electrical loads (R2) for a series connection from the first vehicle battery (1) and the second vehicle battery (2) are connected in parallel, the first group of electrical loads (R1) being connected in parallel with the first vehicle battery (1), and the first vehicle battery (1) and the second vehicle battery (2) have different types of electrochemical cells from one another, characterized in that a non-inverting down converter (4) is connected in parallel with the generator (5) on the input side and in parallel with the first vehicle battery (1) on the output side, the non- Inverting step-down converter (4) is designed to provide a charging current for the first vehicle battery (1), and a generator current (IG) can be regulated by means of a regulator within a control device (6). Bordnetz gemäß dem vorstehenden Anspruch 1, wobei die erste Fahrzeugbatterie (5) eine Blei-Säure-Batterie ist.Vehicle electrical system according to the above Claim 1 , wherein the first vehicle battery (5) is a lead-acid battery. Bordnetz gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 oder 2, wobei die zweite Fahrzeugbatterie (2) eine Lithium-Ionen-Batterie ist.Vehicle electrical system according to one of the preceding claims 1 or 2, wherein the second vehicle battery (2) is a lithium-ion battery. Bordnetz gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinrichtung (6) dazu ausgebildet ist, mit den elektrischer Lasten (R1, R2) innerhalb des Bordnetzes (10) zugeordneten Steuergeräten sowie mit einem der zweiten Fahrzeugbatterie (2) zugeordneten Batteriemanagementsystem, einem der ersten Fahrzeugbatterie (1) zugeordneten Batteriesensor und mit einer Steuerung des Gleichspannungswandlers (4) zu kommunizieren, um mittels Strombilanzierung oder Leistungsbilanzierung einen Sollwert für den bereitzustellenden Generatorstrom (IG) zu ermitteln.Vehicle electrical system according to one of the preceding claims 1 to 3, wherein the control device (6) is designed to control devices associated with the electrical loads (R1, R2) within the vehicle electrical system (10) and with a battery management system associated with the second vehicle battery (2) the battery sensor assigned to the first vehicle battery (1) and to communicate with a controller of the DC-DC converter (4) in order to determine a setpoint for the generator current (IG) to be provided by means of current balancing or power balancing.
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