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EINLEITUNG
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Die Offenbarung betrifft im Allgemeinen einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug.
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Fahrzeuge mit elektrifiziertem Antriebsstrang können einen Verbrennungsmotor beinhalten, der als Hauptantrieb des Fahrzeugs verwendet wird, und mindestens einen elektrischen Motor-Generator integrieren, um entweder elektrische Energie aus dem Drehmoment des Motors zu erzeugen, wenn der Motor ein Überdrehmoment erzeugt, oder dem Motor zusätzliches Drehmoment zur Verfügung zu stellen, um den Motor zu unterstützen, wenn der Motor eine zusätzliche Drehmomentproduktion benötigt.
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Fahrzeuge mit elektrifiziertem Antriebsstrang sind meist ein Einzelspannungssystem oder ein Doppelspannungssystem. Fahrzeuge mit elektrifiziertem Antriebsstrang, die das Einzelspannungssystem verwenden, sind im Allgemeinen auf eine einzelne Hochleistungs-Energiespeichervorrichtung (im Allgemeinen mit einer Nennspannung von 12 Volt) angewiesen, um elektrische Energie für Zusatzlasten bei ausgeschaltetem Motor, Anlassen des Motors, Hinzufügen des Motordrehmoments usw. bereitzustellen. Die einzelne Hochleistungs-Energiespeichervorrichtung absorbiert auch elektrische Energie vom Motor-Generator, wenn das Fahrzeug bremst oder wenn der Motor-Generator mehr elektrische Energie liefert, als die Zusatzlasten benötigen. Fahrzeuge mit elektrifiziertem Antriebsstrang unter Verwendung des Doppelspannungssystems sind im Allgemeinen auf zwei verschiedene Energiespeicher angewiesen. Die Haupt- oder Anlassenergie-Speichervorrichtung ist nominell eine 12-Volt-Vorrichtung und wird verwendet, um Energie für Lasten während Key-Off-Situationen bereitzustellen. Die Anlassenergie-Speichervorrichtung wird auch zur Energiebereitstellung bei Startvorgängen verwendet. Die zweite Energiespeichervorrichtung weist typischerweise eine höhere Spannung auf und wird im Allgemeinen vom Motor-Generator bei der höheren Spannung geladen. Ein DC-DC-Wandler wird benötigt, um Energie von der Hochleistungs-Energiespeichervorrichtung und/oder dem Motor-Generator auf die niedrigere Spannung (z. B. 12 Volt) der Anlassenergie-Speichervorrichtung und/oder auf die Zusatzlasten zu übertragen.
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Die
DE 10 2014 226 391 A1 beschreibt ein Bordnetz für ein Fahrzeug. Das Bordnetz umfasst eine zentrale elektrische Leitung. Desweiteren umfasst das Bordnetz einen ersten elektrischen Energiespeicher zur Speicherung von Kurzzeitenergie, der an einem ersten Punkt an der zentralen elektrischen Leitung angeordnet ist; einen zweiten elektrischen Energiespeicher zur Speicherung von Zyklenenergie, der an einem zweiten Punkt an der zentralen elektrischen Leitung angeordnet ist; und einen dritten elektrischen Energiespeicher zur Speicherung von Standenergie, der an einem dritten Punkt an der zentralen elektrischen Leitung angeordnet ist. Außerdem umfasst das Bordnetz einen Hochleistungsverbraucher, der an einem Punkt an der zentralen elektrischen Leitung angeordnet ist, der auf einer Seite des ersten Punktes liegt, die dem zweiten Punkt abgewandt ist; einen Generator, der an einem Punkt an der zentralen elektrischen Leitung angeordnet ist, der zwischen dem ersten Punkt und dem zweiten Punkt liegt und einen spannungssensitiven Verbraucher, der an einem Punkt an der zentralen elektrischen Leitung angeordnet ist, der auf einer Seite des dritten Punktes liegt, die dem zweiten Punkt abgewandt ist.
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Die
DE 10 2012 205 824 A1 beschreibt Fahrzeug, das ein erstes Teilbordnetz mit einem ersten elektrischen Energiespeicher, einem Starter und einem Generator und das ein zweites Teilbordnetz mit einem zweiten elektrischen Energiespeicher umfasst, und bei dem das erste Teilbordnetz einen elektrischen Leitungswiderstand zwischen dem Generator und dem ersten elektrischen Energiespeicher aufweist, wobei das erste Teilbordnetz und das zweite Teilbordnetz über einen elektrischen Pfad koppelbar sind, der elektrische Pfad einen Kopplungswiderstand aufweist ist, und der Kopplungswiderstand den Leitungswiderstand übersteigt.
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Die US 2002 / 0 158 513 A1 beschreibt eine Stromversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Motorgenerator, einem Wechselrichter zum Antrieb des Motorgenerators, einer Batterie und einem Kondensator einer elektrischen Doppelschicht, wobei der Kondensator direkt mit einer Gleichspannungsseite des Wechselrichters verbunden ist und die Batterie über eine erste Schalteinheit parallel zum Kondensator geschaltet ist. Wenn ein Motor angelassen wird, wird die im Kondensator gespeicherte Energie verwendet, und die Schalteinheiten werden ausgeschaltet, um die Batterie vom Anlassen des Motors zu trennen.
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KURZDARSTELLUNG
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Gemäß der Erfindung ist Antriebsstrang für ein Fahrzeug vorgesehen. Der Antriebsstrang beinhaltet einen Motor und eine elektrische Schaltung. Die elektrische Schaltung beinhaltet einen Motor-Generator, der mit dem Motor gekoppelt ist. Der Motor-Generator kann entweder als Motor betrieben werden, um den Motor mit Leistung zu versorgen, oder als Generator, um aus der vom Motor gelieferten Leistung einen elektrischen Strom zu erzeugen. Ein Anlassermechanismus ist mit dem Motor gekoppelt und kann den Motor aus einem Anlaufstrom starten. Eine erste Energiespeichervorrichtung ist in einer parallelen elektrischen Beziehung zum Anlassermechanismus angeordnet. Die erste Energiespeichervorrichtung ist betriebsbereit, um den Anlaufstrom zum Anlassermechanismus zu liefern. Eine zweite Energiespeichervorrichtung ist in einer parallelen elektrischen Beziehung mit dem Motor-Generator angeordnet. Die zweite Energiespeichervorrichtung ist betreibbar, um einen Strom vom Motor-Generator zu empfangen oder dem Motor-Generator einen Strom zuzuführen. Ein erstes elektrisches Hilfssystem ist in einer parallelen elektrischen Beziehung sowohl zur ersten Energiespeichervorrichtung als auch zur zweiten Energiespeichervorrichtung angeordnet. Die elektrische Schaltung weist einen ersten elektrischen Widerstandswert zwischen der ersten Energiespeichervorrichtung und dem Motor-Generator und einen zweiten elektrischen Widerstandswert zwischen der zweiten Energiespeichervorrichtung und dem Motor-Generator auf. Der erste elektrische Widerstandswert ist größer als der zweite elektrische Widerstandswert, sodass die elektrische Energie aus dem Motor-Generator leichter zur zweiten Energiespeichervorrichtung fließt als der ersten Energiespeichervorrichtung, und damit nimmt der Motor-Generator leichter elektrische Energie aus der zweiten Energiespeichervorrichtung auf als aus der ersten Energiespeichervorrichtung. Ein erster Widerstand ist innerhalb der elektrischen Schaltung zwischen der ersten Energiespeichervorrichtung und dem Motor-Generator angeordnet. Der erste Widerstand liefert mindestens einen Teil des ersten elektrischen Widerstandeswerts. Der erste Widerstand ist ein nicht-linearer Widerstand, der steuerbar ist, um während vorbestimmter Betriebsbedingungen in einer ersten Widerstandswert-Bedingung zu sein, und auf einen zweiten Widerstandswert-Bedingung eingestellt werden kann, um die Ladung der ersten Energiespeichervorrichtung während anderer Betriebsbedingungen wieder zu laden, wobei die erste Widerstandswert-Bedingung höher ist als die zweite Widerstandswert-Bedingung
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In einer Ausführungsform der Offenbarung ist ein Verhältnis des ersten elektrischen Widerstandswerts geteilt durch den zweiten elektrischen Widerstandswert gleich oder größer als 1,5. In einem Aspekt der Offenbarung kann der Antriebsstrang dadurch gekennzeichnet sein, dass der elektrischen Schaltung ein Schalter fehlt, der zwischen der ersten Energiespeichervorrichtung und dem Motor-Generator angeordnet ist, um einen elektrischen Strom zwischen der ersten Energiespeichervorrichtung und dem Motor-Generator zu steuern.
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Ein zweiter Widerstand kann innerhalb der elektrischen Schaltung zwischen der zweiten Energiespeichervorrichtung und dem Motor-Generator angeordnet sein. Der zweite Widerstand liefert mindestens einen Teil des zweiten elektrischen Widerstandswerts.
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In einer Ausführungsform der Offenbarung sind der erste Widerstand und der zweite Widerstand mit einer gemeinsamen Klemme mit der zweiten Energiespeichervorrichtung angeordnet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung sind der erste Widerstand und der zweite Widerstand in Reihe zwischen der ersten Energiespeichervorrichtung und der zweiten Energiespeichervorrichtung angeordnet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung ist der erste Widerstand nicht innerhalb der elektrischen Schaltung zwischen der ersten Energiespeichervorrichtung und dem Anlassermechanismus angeordnet, sodass der erste Widerstand nicht den für den Betrieb des Anlassermechanismus verwendeten Anlaufstrom führen muss.
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In einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung ist der zweite Widerstand nicht innerhalb der elektrischen Schaltung zwischen der zweiten Energiespeichervorrichtung und dem ersten elektrischen Hilfssystem angeordnet, sodass der zweite Widerstand keinen Strom zwischen der zweiten Energiespeichervorrichtung und dem ersten elektrischen Hilfssystem führen muss.
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In einer Ausführungsform der Offenbarung weist der erste Widerstand einen höheren elektrischen Widerstandswert auf als der zweite Widerstand.
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In einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung beinhaltet die zweite Energiespeichervorrichtung einen ersten Schalter zum Öffnen und Schließen der elektrischen Verbindung zwischen der elektrischen Schaltung und der zweiten Energiespeichervorrichtung.
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In einer Ausführungsform kann der erste Schalter einen bidirektionalen Sperrschalter mit einem ersten offenen und einem ersten geschlossenen Zustand beinhalten. Der erste Schalter ist betreibbar, um einen elektrischen Strom sowohl in eine erste Richtung als auch in eine entgegengesetzte zweite Richtung zu verhindern, wenn er im ersten geöffneten Zustand angeordnet ist. Der erste Schalter ist betreibbar, um einen elektrischen Strom entweder in die erste Richtung oder in die entgegengesetzte zweite Richtung zu leiten, wenn er im ersten geschlossenen Zustand angeordnet ist.
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In einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung arbeiten die erste Energiespeichervorrichtung und die zweite Energiespeichervorrichtung jeweils mit einer im Wesentlichen identischen Spannung. Die erste Energiespeichervorrichtung ist betreibbar, um eine erste Ladungsmenge zu speichern und kurze Leistungsimpulse innerhalb eines ersten Stromstärkenbereichs über einen ersten Temperaturbereich bereitzustellen. Die zweite Energiespeichervorrichtung kann eine zweite Ladungsmenge speichern und kurze Leistungsimpulse bei einer zweiten Stromstärke über eine zweite Temperatur bereitstellen. Die erste Ladungsmenge der ersten Energiespeichervorrichtung ist größer als die zweite Ladungsmenge der zweiten Energiespeichervorrichtung. Der erste Stromstärkenbereich der ersten Energiespeichervorrichtung ist größer als der zweite Stromstärkenbereich der zweiten Energiespeichervorrichtung. Der erste Temperaturbereich, über den die erste Energiespeichervorrichtung zur Stromversorgung betrieben werden kann, ist größer als der zweite Temperaturbereich, über den die zweite Energiespeichervorrichtung zur Stromversorgung betrieben werden kann.
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In einer Ausführungsform des Antriebsstrangs ist die erste Energiespeichervorrichtung eine Blei-Säure-Batterie und die zweite Energiespeichervorrichtung eine Li-Ionen-Batterie oder ein Ultrakondensator.
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In einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung kann die elektrische Schaltung ein zweites elektrisches Hilfssystem beinhalten, das in einer parallelen elektrischen Beziehung sowohl zur ersten Energiespeichervorrichtung als auch zur zweiten Energiespeichervorrichtung angeordnet ist. Das erste elektrische Hilfssystem beinhaltet mindestens eine elektrische Komponente, die mit einer zulässigen Spannungsschwankung gleich oder kleiner als ein erster vorbestimmter Wert arbeitet. Das zweite elektrische Hilfssystem beinhaltet mindestens eine elektrische Komponente, die mit einer zulässigen Spannungsschwankung von mehr als einem zweiten vorgegebenen Wert arbeitet.
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In einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann die elektrische Schaltung einen DC-DC-Wandler beinhalten, der innerhalb der elektrischen Schaltung zwischen dem ersten elektrischen Hilfssystem und dem zweiten elektrischen Hilfssystem angeordnet ist.
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Die vorstehenden Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren, lassen sich leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Durchführungsarten der Lehren ableiten, wenn diese in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen betrachtet werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist ein schematisches Diagramm einer ersten Ausführungsform eines Antriebsstrangs für ein Mildhybridfahrzeug.
- 2 ist eine Grafik, die den Zusammenhang zwischen einer Leerlaufspannung und einer Ladespannung einer ersten Energiespeichervorrichtung und einer zweiten Energiespeichervorrichtung wiedergibt.
- 3 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Antriebsstrangs.
- 4 ist eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des Antriebsstrangs.
- 5 ist eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des Antriebsstrangs.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass Begriffe, wie „über“, „unter“, „nach oben“, „nach unten“, „oben“, „unten“ usw., beschreibend für die Figuren verwendet werden und keine Einschränkungen des Umfangs der durch die beigefügten Patentansprüche definierten Offenbarung darstellen. Weiterhin können die Lehren hierin in Bezug auf die funktionalen bzw. logischen Blockkomponenten bzw. verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Es ist zu beachten, dass derartige Blockkomponenten aus einer beliebigen Anzahl an Hardware, Software- und/oder Firmware-Komponenten aufgebaut sein können, die dazu konfiguriert sind, die spezifizierten Funktionen auszuführen.
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Unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen die Bauteile in mehreren Ansichten nummeriert dargestellt sind, handelt es sich bei 20 im Allgemeinen um einen Antriebsstrang. Der Antriebsstrang 20 ist für ein Fahrzeug. Das Fahrzeug kann jede bewegliche Plattform beinhalten, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, ein Kraftfahrzeug, wie beispielsweise ein Pkw, ein Lkw usw., oder ein nichtautomobiles Fahrzeug, wie beispielsweise ein landwirtschaftliches Fahrzeug, ein Wasserfahrzeug, ein Luftfahrzeug usw.
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Unter Bezugnahme auf 1 wird im Allgemeinen eine erste Ausführungsform des Antriebsstrangs 20 dargestellt. Der Antriebsstrang 20 beinhaltet einen Motor 22. In einigen Ausführungsformen kann der Motor 22 als der Antriebsmotor des Fahrzeugs betrachtet werden. Der Motor 22 kann einen Verbrennungsmotor 22 beinhalten, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, einen Benzinmotor 22, einen Dieselmotor 22, einen Propanmotor 22 usw. Der Motor 22 arbeitet, wie in der Technik bekannt, um durch Verbrennung von Kraftstoff ein Drehmoment zu erzeugen. Das Drehmoment wird bekanntlich über ein Getriebe auf ein oder mehrere Antriebsräder übertragen. Der spezifische Typ, Stil, Konfiguration und/oder Größe des Motors 22 sind nicht zu den Lehren dieser Offenbarung zugehörig und werden daher hierin nicht im Detail beschrieben.
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Der Antriebsstrang 20 beinhaltet ferner eine elektrische Schaltung 24. Die elektrische Schaltung 24 beinhaltet verschiedene Komponenten, die durch eine Verdrahtung miteinander verbunden sind, um einen Pfad für den Fluss von Elektronen aus einer Spannungs- oder Stromquelle zu bilden. Wie hierin beschrieben, beinhaltet die elektrische Schaltung 24 somit sowohl die verschiedenen elektrischen Komponenten, als auch die Verdrahtung und/oder Verbindungen, die zum Anschluss der elektrischen Komponenten in der nachfolgend beschriebenen Weise erforderlich sind.
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Die elektrische Schaltung 24 beinhaltet einen Motor-Generator 26. Der Motor-Generator 26 ist mit dem Motor 22 gekoppelt und kann entweder als Motor zur Versorgung des Motors 22 mit Leistung oder als Generator zum Erzeugen eines elektrischen Stroms aus der vom Motor 22 gelieferten Leistung betrieben werden. Beim Betrieb als Motor unterstützt der Motor-Generator 26 den Motor 22 bei der Drehmomentbildung und treibt das Fahrzeug an. Beim Betrieb als Generator kann der Motor-Generator 26 Strom erzeugen, um eine Energiespeichervorrichtung aufzuladen oder eine oder mehrere elektrische Komponenten eines ersten elektrischen Hilfssystems 28 (weiter unten näher beschrieben) und/oder eines zweiten elektrischen Hilfssystems 30 (weiter unten näher beschrieben) zu betreiben.
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Das erste elektrische Hilfssystem 28 kann mindestens eine elektrische Last beinhalten, deren Leistungsänderung durch eine vordefinierte Änderung der Betriebsspannung leicht spürbar und für den Fahrzeugkunden unzumutbar ist. Derartige Lasten werden im Folgenden als spannungsempfindliche Lasten bezeichnet. Die Spannungsschwankungen über diese Lasten bei verschiedenen Betriebsbedingungen, wie beispielsweise Autostart, Energierückgewinnung und Drehmomentanhebung mit dem Anlasser 32 und dem Motor-Generator 26, müssen innerhalb eines vorgegebenen Werts gehalten werden, um die vom Kunden gewünschte Leistung zu erfüllen. Darüber hinaus kann das erste elektrische Hilfssystem 28 mindestens eine elektrische Last enthalten, die bei ausgeschaltetem Motor 22 mit ununterbrochener elektrischer Energie versorgt werden muss, falls eine der Energiespeichervorrichtungen aus irgendeinem Grund keinen Strom liefern kann. Lasten, deren Leistungsänderung für den Kunden aufgrund einer Spannungsänderung außerhalb eines vorgegebenen Bereichs oder von Minimal- und Maximalwerten nicht ohne weiteres wahrnehmbar ist, werden im Folgenden als nicht spannungsempfindliche Lasten bezeichnet. Das zweite elektrische Hilfssystem 30, bestehend aus nicht spannungsempfindlichen Lasten, kann in einer parallelen elektrischen Beziehung zu einer ersten Energiespeichervorrichtung 36, einer zweiten Energiespeichervorrichtung 38 und dem Motor-Generator 26 angeordnet werden.
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Der Motor-Generator 26 kann jede Vorrichtung beinhalten, die geeignet ist, die zum Koppeln mit dem Motor 22 geeignet ist und als Motor zum Erzeugen von Drehmoment oder als Generator zum Erzeugen von Strom arbeitet. So kann der Motor-Generator 26 beispielsweise einen bürstenlosen Elektromotor-Generator 26 oder eine ähnliche Vorrichtung beinhalten, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Motor-Generator 26 kann in jeder geeigneten Weise mit dem Motor 22 gekoppelt werden. So kann der Motor-Generator 26 beispielsweise über ein Endlosband mit einer Kurbelwelle des Motors 22 gekoppelt werden, um das Drehmoment zwischen der Kurbelwelle und dem Motor-Generator 26 zu übertragen. Es sollte beachtet werden, dass der Motor-Generator 26 alternativ mit dem Motor 22 auf eine andere Weise gekoppelt werden kann, die hierin nicht dargestellt oder beschrieben ist.
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Im Allgemeinen arbeitet der Motor-Generator 26 als Generator, wenn der Motor 22 mehr Drehmoment erzeugt, als für die aktuellen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs erforderlich ist, und als Motor, wenn das Fahrzeug mehr Drehmoment benötigt, als der Motor 22 derzeit erbringt. So kann der Motor-Generator 26 beispielsweise als Motor arbeiten, wenn sich das Fahrzeug mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt oder beschleunigt und nicht bremst/verlangsamt. Alternativ kann der Motor-Generator 26 als Generator arbeiten, wenn das Fahrzeug verlangsamt, gebremst oder angehalten wird.
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Der Motor-Generator 26 kann einen integrierten Wechselrichter beinhalten (nicht dargestellt). Der integrierte Wechselrichter kann Gleichstrom (DC) von einer Energiespeichervorrichtung in Wechselstrom (AC) umwandeln, um den Motor-Generator 26 als Motor zu betreiben. Darüber hinaus ist der integrierte Wechselrichter betreibbar, um AC in DC umzuwandeln, und in einer Energiespeichervorrichtung gespeichert zu werden, wenn der Motor-Generator 26 als Generator fungiert. Darüber hinaus kann der integrierte Wechselrichter AC in DC umwandeln, um das erste elektrische Hilfssystem 28 oder das zweite elektrische Hilfssystem 30 mit Strom zu versorgen. Der Motor-Generator 26 kann andere elektrische Vorrichtungen beinhalten, wie beispielsweise einen oder mehrere Sensoren (beispielsweise einen Motorpositionssensor, der die Position der Motor-/Generatorwelle, Temperatur-, Strom- und Spannungssensoren erfasst), Steuerungen, Thermomanagementkomponenten zur Kühlung der Maschine und der elektrischen Komponenten usw.
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Die elektrische Schaltung 24 beinhaltet weiterhin einen Anlassermechanismus 32. Der Anlassermechanismus 32 ist mit dem Motor 22 gekoppelt und ist betreibbar, um den Motor 22 aus einem Anlaufstrom zu starten. Der Anlassermechanismus 32 arbeitet unabhängig vom Motor-Generator 26, um den Motor 22 selektiv zu starten. Der Motor-Generator 26 unterstützt den Anlassermechanismus 32 nicht, wenn der Anlassermechanismus 32 zum Starten des Motors 22 eingeschaltet ist. Daher wird der Anlassermechanismus 32 ausschließlich zum Anlassen des Motors 22 für alle Anlassvorgänge verwendet. Mit anderen Worten, der Anlassermechanismus 32 wird verwendet, um alle ersten Schlüsselstarts sowie alle Autostarts durchzuführen.
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Der Anlassermechanismus 32 kann, ist aber nicht darauf beschränkt, einen elektrischen Anlasser beinhalten, der selektiv eingeschaltet wird, um die Kurbelwelle des Motors 22 zum Starten des Motors 22 zu drehen. Der Anlassermechanismus 32 kann in jeder geeigneten Weise mit dem Motor 22 gekoppelt werden. So kann zum Beispiel, wie in der Technik für elektrische Anlasser bekannt, der Anlassermechanismus 32 mit dem Motor 22 durch formschlüssiges Einkuppeln eines Anlassergetriebes (nicht dargestellt) mit einem Hohlrad (nicht dargestellt) gekoppelt werden, das an der Kurbelwelle des Motors 22 befestigt ist. Durch Betätigen des elektrischen Anlassers bewegt sich das Anfahrgetriebe in einen formschlüssigen Eingriff mit dem Hohlrad und dreht gleichzeitig das Hohlrad und damit die Kurbelwelle des Motors 22. Der Anlassermechanismus 32 kann einen Anfahrschalter 34, wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf einen Magneten oder eine andere ähnliche Vorrichtung, beinhalten, um den Anlassermechanismus 32 selektiv mit der ersten Energiespeichervorrichtung 36 zu verbinden und zu trennen. Es sollte beachtet werden, dass der Anlassermechanismus 32 auf eine andere, hierin nicht beschriebene Weise zum Anlassen des Motors 22 konfiguriert sein kann.
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Die elektrische Schaltung beinhaltet weiterhin die erste Energiespeichervorrichtung 36 und die zweite Energiespeichervorrichtung 38. Die erste Energiespeichervorrichtung 36 ist in einer parallelen elektrischen Beziehung mit dem Anlassermechanismus 32 und auch in einer parallelen elektrischen Beziehung mit dem ersten elektrischen Hilfssystem 28 angeordnet. Die erste Energiespeichervorrichtung 36 ist konfiguriert und kann zur Versorgung des Anlassermechanismus 32, der zum Starten des Motors 22 erforderlich ist, und/oder zur Versorgung des ersten elektrischen Hilfssystems 28 und/oder des zweiten elektrischen Hilfssystems 30 verwendet werden. Die erste Energiespeichervorrichtung 36 kann jede geeignete Batterie oder andere Vorrichtung beinhalten, die genügend Energie zum Starten des Motors 22 speichern kann. In einer exemplarischen Ausführungsform ist die erste Energiespeichervorrichtung 36 eine bleihaltige Batterie, die entsprechend den spezifischen Anforderungen des Anlassermechanismus 32 bemessen ist. Es ist jedoch zu beachten, dass die erste Energiespeichervorrichtung 36 eine andere als die vorstehend erwähnte bleihaltige Batterie beinhalten kann, wie beispielsweise eine Ultrabatterie, einen Ultrakondensator, einen Li-Ionen-Akku, einen Li-Ionen-Kondensator oder eine Kombination derselben.
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Die zweite Energiespeichervorrichtung 38 ist in einer parallelen elektrischen Beziehung mit dem Motor-Generator 26 angeordnet und in einer parallelen elektrischen Beziehung mit dem ersten elektrischen Hilfssystem 28 und dem zweiten elektrischen Hilfssystem 30. Die zweite Energiespeichervorrichtung 38 ist betreibbar, um einen Strom vom Motor-Generator 26 zu empfangen oder einen Strom an den Motor-Generator, das erste elektrische Hilfssystem 28 oder das zweite elektrische Hilfssystem 30 zu liefern. In einer exemplarischen Ausführungsform ist die zweite Energiespeichervorrichtung 38 in der Lage, hohe Lade- und Entladeströme mit hohem Wirkungsgrad, wie beispielsweise ein Li-Ionen-Akku, zu erzeugen. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die zweite Energiespeichervorrichtung 38 jede Vorrichtung beinhalten kann, die in der Lage ist, Energie für den späteren Gebrauch zu speichern, wie zum Beispiel eine andere Art von Batterie, einen Ultrakondensator, eine Ultrabatterie, einen Li-Ionen-Kondensator, eine andere ähnliche Vorrichtung oder eine Kombination derselben.
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Die erste Energiespeichervorrichtung 36 und die zweite Energiespeichervorrichtung 38 können jeweils mit einer im Wesentlichen identischen Nennspannung betrieben werden. Die erste Energiespeichervorrichtung 36 und die zweite Energiespeichervorrichtung 38 arbeiten jeweils nominal in einem Bereich von ca. 10 Volt und 16 Volt, d. h. einem 12-Volt-System. Es ist jedoch zu beachten, dass die erste Energiespeichervorrichtung 36 und die zweite Energiespeichervorrichtung 38 für den Betrieb mit einer anderen Nennspannung konfiguriert sein können, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf 6 Volt, 24 Volt, 48 Volt usw.
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Die erste Energiespeichervorrichtung 36 und die zweite Energiespeichervorrichtung 38 können sich in ihrem Charakter erheblich unterscheiden und beinhalten signifikant unterschiedliche Chemikalien, jedoch eine ähnliche Spannung unter vorbestimmten Betriebsbedingungen. Die erste Energiespeichervorrichtung 36 dient zum Speichern von Energie über lange Zeiträume und liefert kurze Leistungsimpulse über einen weiten Temperaturbereich. Die zweite Energiespeichervorrichtung 38 dient dazu, deutlich weniger Energie zu speichern als die erste Energiespeichervorrichtung 36, akzeptiert und liefert jedoch für kurze Zeit deutlich mehr elektrische Energie als mit der Konfiguration der ersten Energiespeichervorrichtung 36. Die erste Energiespeichervorrichtung 36 dient zur Aufrechterhaltung eines relativ hohen Ladezustands, zum Beispiel zwischen 80% und 95%, während die zweite Energiespeichervorrichtung 38 für längere Zeiträume, zum Beispiel zwischen 30% und 70%, in einem Zwischenladezustand gehalten wird, um den Motor-Generator 26 anzunehmen und/oder mit Strom zu versorgen.
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Die erste Energiespeichervorrichtung 36 ist betreibbar, um eine erste Ladungsmenge zu speichern und kurze Leistungsimpulse innerhalb eines ersten Stromstärkenbereichs über einen ersten Temperaturbereich bereitzustellen. Die zweite Energiespeichervorrichtung 38 kann eine zweite Ladungsmenge speichern und bei einer zweiten Stromstärke über einen zweiten Temperaturbereich kurze Leistungsimpulse liefern oder annehmen. Die erste Ladungsmenge der ersten Energiespeichervorrichtung 36 ist größer als die zweite Ladungsmenge der zweiten Energiespeichervorrichtung 38. Der erste Stromstärkenbereich der ersten Energiespeichervorrichtung 36 ist größer als der zweite Stromstärkenbereich der zweiten Energiespeichervorrichtung 38. Der erste Temperaturbereich, über den die erste Energiespeichervorrichtung 36 zur Stromversorgung betrieben werden kann, ist größer als der zweite Temperaturbereich, über den die zweite Energiespeichervorrichtung 38 zur Stromversorgung betrieben werden kann.
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So kann beispielsweise die erste Ladungsmenge der ersten Energiespeichervorrichtung 36 zwischen 40 Amperestunden und 85 Amperestunden und der Betriebszustand der ersten Energiespeichervorrichtung 36 zwischen 80% und 100% und die zweite Ladungsmenge der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 zwischen 8 Amperestunden und 20 Amperestunden und der Betriebszustand der zweiten Energiespeichervorrichtung zwischen 30% und 70% liegen. Wie hierin verwendet, ist der Ladezustand (SOC) definiert als der Prozentsatz einer vollen Ladung einer Energiespeichervorrichtung. Somit entspricht ein 100% SOC einer vollständig geladenen Energiespeichervorrichtung. Gleichermaßen entspricht ein 50% SOC einer halb geladenen Energiespeichervorrichtung. In einem nicht einschränkenden Fall kann eine erste Stromstärke der ersten Energiespeichervorrichtung 36 während des Anlaufens über einen Bereich von - 30°C bis 55°C mindestens 600A betragen, während eine zweite Stromstärke der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 im Power-Assist- oder Regenerationsbetrieb bis maximal 400A bei Temperaturen zwischen -10°C und 55°C betragen kann.
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Die erste Energiespeichervorrichtung 36 und die zweite Energiespeichervorrichtung 38 sind so gewählt, dass bei einer vorbestimmten Temperatur (z. B. 25°C) die erste Energiespeichervorrichtung 36 eine erste Leerlaufspannung bei einem ersten Betriebszustand der Ladung und die zweite Energiespeichervorrichtung 38 eine zweite Leerlaufspannung bei einem zweiten Betriebszustand der Ladung beinhaltet. Die zweite Leerlaufspannung der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 am zweiten SOC ist größer als die erste Leerlaufspannung der ersten Energiespeichervorrichtung 36 am ersten SOC.
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So ist beispielsweise die zweite Leerlaufspannung der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 bei 50% SOC mindestens 10 mV größer als die erste Leerlaufspannung der ersten Energiespeichervorrichtung 36 bei 95% SOC und nicht mehr als 1000 mV größer als die erste Leerlaufspannung der ersten Energiespeichervorrichtung 36. Der Betriebszustand der Ladung der ersten Energiespeichervorrichtung 36 kann zwischen 80% und 100% liegen. Der Betriebszustand der Ladung der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 kann zwischen 30% und 70% liegen. Es ist zu beachten, dass die Differenz zwischen der ersten Leerlaufspannung der ersten Energiespeichervorrichtung 36 und der zweiten Leerlaufspannung der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 und dem jeweiligen Ladezustand von der vorstehend beschriebenen exemplarischen Ausführungsform abweichen kann.
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Die vorstehend beschriebene exemplarische Ausführungsform ist in 2 dargestellt. Unter Bezugnahme auf 2 ist eine Systemspannung entlang einer vertikalen Achse 60 und ein Ladezustand entlang einer horizontalen Achse 62 dargestellt. Die erste Leerlaufspannung der ersten Energiespeichervorrichtung 36 wird durch die Linie 64 und die zweite Leerlaufspannung der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 durch die Linie 66 dargestellt. Eine Ladespannung der ersten Energiespeichervorrichtung 36 wird durch die Linie 68 und eine Ladespannung der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 durch die Linie 70 dargestellt. Ein exemplarischer Bereich des Betriebszustands der Ladung der ersten Energiespeichervorrichtung 36 ist im Allgemeinen bei 72 und ein exemplarischer Bereich des Betriebszustands der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 ist im Allgemeinen bei 74 dargestellt. In 2 ist der 50% SOC der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 ist im Allgemeinen durch den Referenzpunkt 76 dargestellt. Der 95% SOC der ersten Energiespeichervorrichtung 36 ist im Allgemeinen durch den Referenzpunkt 78 dargestellt. Die Differenz zwischen der ersten Leerlaufspannung 64 der ersten Energiespeichervorrichtung 36 am 50% SOC 76 und der zweiten Leerlaufspannung 66 der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 am 95% SOC 78 ist im Allgemeinen zwischen den Bezugslinien um das Maß 80 dargestellt. Wie bereits erwähnt, entspricht die Differenz 80 mindestens 10 mV, jedoch nicht mehr als 1000 mV. Dementsprechend ist, wie vorstehend erwähnt, die zweite Leerlaufspannung 66 der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 bei 50% SOC 76 mindestens 10 mV größer als die erste Leerlaufspannung 64 der ersten Energiespeichervorrichtung 36 bei 95% SOC 78 und nicht mehr als 1000 mV größer als die erste Leerlaufspannung 64 der ersten Energiespeichervorrichtung 36.
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Aus 2 geht auch hervor, dass die zweite Ladespannung 70 der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 über den exemplarischen Bereich des Betriebszustands (z. B. 30% bis 70%) der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 kleiner ist als die erste Ladespannung 68 der ersten Energiespeichervorrichtung 36 über den gleichen Ladezustand (d. h. 30% bis 70%), sodass die zweite Energiespeichervorrichtung 38 den größten Teil des Ladestroms vom Motor-Generator 26 aufnehmen kann, auch wenn sowohl die erste Energiespeichervorrichtung 36 als auch die zweite Energiespeichervorrichtung 38 parallel geschaltet sind, wenn der erste Schalter 48 im ersten geschlossenen Zustand angeordnet ist.
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Das erste elektrische Hilfssystem 28, d. h. das spannungsempfindliche elektrische Hilfssystem 28, ist in einer parallelen elektrischen Beziehung sowohl zur ersten Energiespeichervorrichtung 36 als auch zur zweiten Energiespeichervorrichtung 38 angeordnet. Das erste elektrische Hilfssystem 28 beinhaltet mindestens eine elektrische Komponente, die mit einer zulässigen Spannungsschwankung gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert (z. B. ein Volt) arbeitet. So kann beispielsweise das erste elektrische Hilfssystem 28 Glühlampen, Hilfsmotoren, Komponenten des Unterhaltungssystems beinhalten, die empfindlich auf übermäßige Spannungsschwankungen reagieren, die größer sind als der vorgegebene Wert (z. B. 1 Volt). Das erste elektrische Hilfssystem 28 kann einen ersten Hauptschalter beinhalten (nicht dargestellt), der zum Verbinden und Trennen des ersten elektrischen Hilfssystems 28 von der elektrischen Schaltung 24 dient.
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Das zweite elektrische Hilfssystem 30, d. h. das nicht-spannungsempfindliche elektrische Hilfssystem, ist in einer parallelen elektrischen Beziehung sowohl zur ersten Energiespeichervorrichtung 36 als auch zur zweiten Energiespeichervorrichtung 38 angeordnet. Das zweite elektrische Hilfssystem 30 beinhaltet mindestens eine elektrische Komponente, die mit einer zulässigen Spannungsschwankung von mehr als dem vorgegebenen Wert (z. B. ein Volt) arbeitet. So kann beispielsweise das zweite elektrische Hilfssystem 30 eine elektrische Vorrichtung beinhalten, deren Leistungsänderung durch Spannungsschwankungen für den Fahrzeugkunden nicht ohne weiteres wahrnehmbar ist, wie beispielsweise eine elektrische Heizung eines HLK-Systems, eine elektrische Heizung für ein Abgasbehandlungssystem, eine beheizbare Heckscheibe oder beheizte Sitze. Das zweite elektrische Hilfssystem 30 kann mindestens einen zweiten Hauptschalter (nicht dargestellt) beinhalten, der zum Verbinden und Trennen des zweiten elektrischen Hilfssystems 30 von der elektrischen Schaltung 24 betreibbar ist.
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Die elektrische Schaltung 24 kann ferner einen DC-DC-Wandler 50 beinhalten. In der exemplarischen Ausführungsform des in 1 dargestellten Antriebsstrangs 20 ist der DC-DC-Wandler 50 zwischen dem ersten elektrischen Hilfssystem 28 und dem zweiten elektrischen Hilfssystem 30 angeordnet. Der DC-DC-Wandler 50 kann jegliche Vorrichtung beinhalten, die in der Lage ist, eine Gleichstromquelle von einem ersten Spannungspegel in einen zweiten Spannungspegel umzuwandeln.
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Die zweite Energiespeichervorrichtung 38 kann einen ersten Schalter 48 zum Öffnen und Schließen der elektrischen Verbindung zwischen der elektrischen Schaltung 24 und der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 beinhalten. In einer Ausführungsform kann der erste Schalter 48 einen bi-direktionalen Stromsperrschalter mit einem ersten offenen und einem ersten geschlossenen Zustand beinhalten. Der erste Schalter 48 ist betreibbar, um einen elektrischen Strom sowohl in eine erste Richtung als auch in eine entgegengesetzte zweite Richtung zu verhindern, wenn er im ersten geöffneten Zustand angeordnet ist. Der erste Schalter 48 ist betreibbar, um einen elektrischen Strom entweder in die erste Richtung oder in die entgegengesetzte zweite Richtung zu leiten, wenn er im ersten geschlossenen Zustand angeordnet ist. Insbesondere ist die elektrische Schaltung 24 durch das Fehlen eines Schalters, der zwischen der ersten Energiespeichervorrichtung 36 und dem Motor-Generator 26 angeordnet ist, gekennzeichnet. Der erste Schalter 48 kann beispielsweise ein Paar MOSFETs (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren) oder Breitband-Gap-Schalter wie GaNFETs (Galliumnitrid-Feldeffekttransistoren), SiCFETS (Siliziumkarbin-Feldeffekttransistoren), die in Reihe geschaltet sind, ein elektromechanisches Relais oder eine andere ähnliche Vorrichtung zum selektiven Sperren von Strom in beide Richtungen im zweiten offenen Zustand beinhalten.
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Die elektrische Schaltung 24 weist einen ersten elektrischen Widerstandswert zwischen der ersten Energiespeichervorrichtung 36 und dem Motor-Generator 26 auf. Die elektrische Schaltung 24 weist einen zweiten elektrischen Widerstandswert zwischen der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 und dem Motor-Generator 26 auf. Wie hierin verwendet, ist der „elektrische Widerstandswert“ ein Maß für die Schwierigkeit, einen elektrischen Strom zwischen zwei Stellen der elektrischen Schaltung 24 zu leiten. Je höher der elektrische Widerstandswert zwischen zwei Stellen der elektrischen Schaltung 24, desto schwieriger ist es, einen elektrischen Strom dazwischen zu leiten. Der erste elektrische Widerstandswert zwischen der ersten Energiespeichervorrichtung 36 und dem Motor-Generator 26, ist größer als der zweite elektrische Widerstandswert zwischen der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 und dem Motor-Generator 26 auf. Der erste elektrische Widerstandswert ist größer als der zweite elektrische Widerstandswert, sodass die elektrische Energie aus dem Motor-Generator 26 leichter zur zweiten Energiespeichervorrichtung 38 fließt als der ersten Energiespeichervorrichtung 36, und damit nimmt der Motor-Generator 26 auch leichter elektrische Energie aus der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 auf als aus der ersten Energiespeichervorrichtung 36.
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Wie vorstehend erwähnt, ist der erste elektrische Widerstandswert größer als der zweite elektrische Widerstandswert. Dementsprechend ist ein Verhältnis des ersten elektrischen Widerstandswerts geteilt durch den zweiten elektrischen Widerstandswerts größer als 1,0. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das Verhältnis des ersten elektrischen Widerstandswerts geteilt durch den zweiten elektrischen Widerstandswert gleich oder größer als 1,5. Ein höheres Verhältnis des ersten elektrischen Widerstandswerts zum zweiten elektrischen Widerstandswert ergibt einen höheren Widerstandswert gegenüber dem Motor-Generator 26, der die erste Energiespeichervorrichtung 36 überdreht. Da die erste Energiespeichervorrichtung 36 für einen hohen Ladezustand ausgelegt ist, kann ein wiederholtes Einschalten des Motor-Generators 26 die erste Energiespeichervorrichtung 36 vorzeitig abbauen. Dementsprechend wird der erste elektrische Widerstandswert zwischen dem Motor-Generator 26 und der ersten Energiespeichervorrichtung 36 höher sein als der zweite elektrische Widerstandswert zwischen dem Motor-Generator 26 und der zweiten Energiespeichervorrichtung 38, sodass der Motor-Generator 26 dazu neigt, die zweite Energiespeichervorrichtung 38 und nicht die erste Energiespeichervorrichtung 36 zu schalten. Die zweite Energiespeichervorrichtung 38 ist so ausgelegt, dass sie auf diese Weise ohne Beeinträchtigung betrieben werden kann.
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Die elektrische Schaltung 24 kann so konfiguriert sein, dass der erste elektrische Widerstandswert größer ist als der zweite elektrische Widerstandswert. So können beispielsweise die Länge und Größe der Drähte zwischen den verschiedenen Komponenten des Antriebsstrangs 20 zum Steuern des Widerstandswerts zwischen den verschiedenen Komponenten konstruiert sein. Alternativ können auch diskrete Komponenten, wie beispielsweise elektrische Widerstände, in die elektrische Schaltung 24 zur Erhöhung des Widerstandswerts zwischen verschiedenen Komponenten eingebaut werden.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist ein erster Widerstand 40 in der elektrischen Schaltung 24 zwischen der ersten Energiespeichervorrichtung 36 und dem Motor-Generator 26 angeordnet. Der erste Widerstand 40 kennzeichnet den ersten elektrischen Widerstand. Dementsprechend ist zu beachten, dass der erste Widerstand 40 durch die Gestaltung der Verdrahtung so konfiguriert sein oder erreicht werden kann, dass ein gewünschter elektrischer Widerstandswert entsteht, oder durch Hinzufügen einer diskreten Komponente in die elektrische Schaltung 24, wie beispielsweise eines diskreten elektrischen Widerstands. Der erste Widerstand 40 kann alle Komponenten beinhalten, wie beispielsweise eine bestimmte Größe und Länge der Verdrahtung und/oder diskrete elektrische Widerstände, die einen bestimmten Widerstand zum Durchgang eines elektrischen Stroms aufweisen. Der erste Widerstand 40 ist nicht zwischen der ersten Energiespeichervorrichtung 36 und dem Anlassermechanismus 32 angeordnet. Somit entfällt die Notwendigkeit der Bemaßung des ersten Widerstands 40 für den Anlaufstrom des Anlassermechanismus 32.
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Die elektrische Schaltung 24 kann einen zweiten Widerstand 42 beinhalten. Unter Bezugnahme auf 1 kann der zweite Widerstand 42 den Eigenwiderstand innerhalb der elektrischen Schaltung 24 zwischen der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 und dem Motor-Generator 26 aufgrund des Verdrahtungskabels beinhalten. Der zweite Widerstand 42 kennzeichnet den zweiten elektrischen Widerstandswert. Dementsprechend ist zu beachten, dass der zweite Widerstand 42 so gewählt werden kann, dass er einen gewünschten elektrischen Widerstandswert liefert.
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Wie in der exemplarischen Ausführungsform des Antriebsstrangs 20 in 1 dargestellt, ist der Motor-Generator 26 innerhalb der elektrischen Schaltung 24, zwischen dem ersten Widerstand 40 und dem zweiten Widerstand 42, angeordnet. Der zweite Widerstand 42 ist nicht zwischen der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 und dem ersten elektrischen Hilfssystem 28 oder dem zweiten elektrischen Hilfssystem 30 angeordnet. Der zweite Widerstand 42 muss daher nicht so bemessen sein, dass er den Strom zwischen der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 und dem ersten elektrischen Hilfssystem 28 oder zwischen der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 und dem zweiten elektrischen Hilfssystem 30 transportiert.
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Unter Bezugnahme auf 3 ist eine zweite Ausführungsform des Antriebsstrangs 20 dargestellt. Im Rahmen von 3 werden die gleichen Komponenten, die in Bezug auf 1 beschrieben sind, mit den gleichen Referenznummern identifiziert, die in Bezug auf 1 verwendet werden. Die zweite Ausführungsform des in 3 dargestellten Antriebsstrangs 20 ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform des in 1 dargestellten Antriebsstrangs.
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Die zweite Ausführungsform des in 3 dargestellten Antriebsstrangs 20 beinhaltet den ersten Widerstand 40, der in der elektrischen Schaltung 24 zwischen der ersten Energiespeichervorrichtung 36 und der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 angeordnet ist. Der zweite Widerstand 42 ist zwischen dem Motor-Generator 26 und der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 angeordnet. Der erste Widerstand 40 und der zweite Widerstand 42 teilen sich daher eine gemeinsame Klemme mit der zweiten Energiespeichervorrichtung 38. Ein elektrischer Strom zwischen dem Motor-Generator 26 und der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 muss nur durch den zweiten Widerstand 42 fließen, während ein elektrischer Strom zwischen dem Motor-Generator 26 und der ersten Energiespeichervorrichtung 36 sowohl durch den zweiten Widerstand 42 als auch durch den ersten Widerstand 40 fließen muss. Dementsprechend ist der elektrische Widerstandswert zwischen der ersten Energiespeichervorrichtung 36 und dem Motor-Generator 26, d. h. der erste elektrische Widerstandswert, höher als der elektrische Widerstandswert zwischen der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 und dem Motor-Generator 26, d. h. der zweite elektrische Widerstandswert.
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Die erste alternative Ausführungsform des in 3 dargestellten Antriebsstrangs 20 ermöglicht der ersten Energiespeichervorrichtung 36 die Versorgung des ersten elektrischen Hilfssystems 28 und des zweiten elektrischen Hilfssystems 30, ohne den Strom durch den zweiten Widerstand 42 leiten zu müssen, wodurch die elektrischen Verluste im Antriebsstrang 20 minimiert werden.
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Unter Bezugnahme auf 4 ist eine dritte Ausführungsform des Antriebsstrangs 20 dargestellt. Im Rahmen von 4 werden die gleichen Komponenten, die in Bezug auf 1 beschrieben sind, mit den gleichen Referenznummern identifiziert, die in Bezug auf 1 verwendet werden.
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Die dritte Ausführungsform des in 4 dargestellten Antriebsstrangs 20 zeigt das erste elektrische Hilfssystem 28, d. h. die lastabhängigen Komponenten des elektrischen Systems, die innerhalb der elektrischen Schaltung 24 angeordnet sind, sodass das erste elektrische Hilfssystem 28 von der ersten Energiespeichervorrichtung 36 mit elektrischer Energie versorgt werden kann, ohne dass diese elektrische Energie entweder durch den ersten Widerstand 40 oder den zweiten Widerstand 42 fließen muss. Diese Konfiguration erübrigt den in 1 und 3 dargestellten DC-DC-Wandler 50. Darüber hinaus kann der zweite Widerstand 42 so konfiguriert sein, dass er einen sehr kleinen Widerstand bereitstellt, um den Stromfluss zwischen der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 und dem Motor-Generator 26 nicht wesentlich zu beeinflussen.
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Unter Bezugnahme auf 5 ist eine vierte Ausführungsform des Antriebsstrangs 20 dargestellt. Im Rahmen von 5 werden die gleichen Komponenten, die in Bezug auf 1 beschrieben sind, mit den gleichen Referenznummern identifiziert, die in Bezug auf 1 verwendet werden. Die vierte Ausführungsform des in 5 dargestellten Antriebsstrangs 20 ist ähnlich zur dritten Ausführungsform des in 4 dargestellten Antriebsstrangs.
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Die vierte Ausführungsform des in 5 dargestellten Antriebsstrangs 20 beinhaltet ein in der elektrischen Schaltung 24, zwischen dem ersten elektrischen Hilfssystem 28 und der zweiten Energiespeichervorrichtung 38, angeordnetes Isolationsmodul 52. Das Isolationsmodul 52 beinhaltet eine Steuerung 54, die mit dem ersten Widerstand 40 gekoppelt ist. In dieser Ausführungsform kann der erste Widerstand 40 einen nicht-linearen Widerstand oder eine Form eines Ein- oder Zwei-Wege-Sperrschalters beinhalten. Der zweite Widerstand 42 kann so konfiguriert sein, dass er einen sehr kleinen Widerstand bereitstellt, um den Stromfluss zwischen der zweiten Energiespeichervorrichtung 38 und dem Motor-Generator 26 nicht wesentlich zu beeinflussen. Durch die aktive Steuerung des ersten elektrischen Widerstands zwischen der ersten Energiespeichervorrichtung 36 und dem Motor-Generator 26 kann der erste elektrische Widerstandswert durch den ersten Widerstand 40 minimiert werden, um zu ermöglichen, dass die elektrische Leistung der ersten Energiespeichervorrichtung 36 das zweite elektrische Hilfssystem 30 versorgt, und der erste elektrische Widerstand durch den ersten Widerstand 40 kann erhöht werden, um den Stromfluss zwischen dem Motor-Generator 26 und der ersten Energiespeichervorrichtung 36 zu begrenzen.
