DE102018204892A1

DE102018204892A1 - Vehicle component with multi-voltage supply

Info

Publication number: DE102018204892A1
Application number: DE102018204892.4A
Authority: DE
Inventors: Joachim Fröschl; Tom Giovanazzi
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2019-10-02

Abstract

Es wird eine Komponente (102) für ein Fahrzeug beschrieben. Die Komponente (102) umfasst einen ersten Anschluss (208), über den die Komponente (102) zur elektrischen Energieversorgung mit einem ersten elektrischen Teilnetz (110) des Fahrzeugs verbunden werden kann. Außerdem umfasst die Komponente (102) einen zweiten Anschluss (209), über den die Komponente (102) zur elektrischen Energieversorgung mit einem zweiten elektrischen Teilnetz (110) des Fahrzeugs verbunden werden kann. Dabei sind eine erste Netzspannung (115) des ersten Teilnetzes (110) und eine zweite Netzspannung (125) des zweiten Teilnetzes (120) unterschiedlich. Außerdem umfasst die Komponente (102) zumindest einen Gleichspannungswandler (201, 221, 231), der eingerichtet ist, elektrische Energie, die an zumindest einem der Anschlüsse (208, 209) bereitgestellt wird, für die Energieversorgung zumindest eines Moduls der Komponente (102) zu wandeln.A component (102) for a vehicle is described. The component (102) comprises a first connection (208), via which the component (102) for supplying electrical energy can be connected to a first electrical subnetwork (110) of the vehicle. In addition, the component (102) comprises a second terminal (209), via which the component (102) can be connected to the electrical power supply to a second electrical sub-network (110) of the vehicle. In this case, a first mains voltage (115) of the first subnetwork (110) and a second mains voltage (125) of the second subnetwork (120) are different. In addition, the component (102) comprises at least one DC-DC converter (201, 221, 231), which is configured to supply electrical energy, which is provided at at least one of the terminals (208, 209), for the power supply of at least one module of the component (102). to change.

Description

Die Erfindung betrifft die elektrische Energieversorgung zumindest einer Komponente eines Fahrzeugs.The invention relates to the electrical power supply of at least one component of a vehicle.

Ein Fahrzeug, z.B. ein teil- oder hochautomatisiert fahrendes Fahrzeug, kann ein Energiebordnetz mit zwei oder mehr redundanten Teilnetzen aufweisen. Die Verwendung von mehreren Teilnetzen kann vorteilhaft sein, um eine hohe Verfügbarkeit von ein oder mehreren kritischen elektrischen Verbrauchern, z.B. Steuergeräten, Sensoren, etc., zu ermöglichen.A vehicle, e.g. a partially or highly automated vehicle, may have an energy on-board network with two or more redundant subnets. The use of multiple subnets may be advantageous to provide high availability of one or more critical electrical loads, e.g. Control devices, sensors, etc., to enable.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, die Zuverlässigkeit und die Effizienz der Energieversorgung von (ggf. sicherheitsrelevanten) Komponenten eines Fahrzeugs weiter zu erhöhen.The present document deals with the technical task of further increasing the reliability and efficiency of the energy supply of (possibly safety-related) components of a vehicle.

Die Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.The object is solved by the independent claim. Advantageous embodiments are described i.a. in the dependent claims. It should be noted that additional features of a claim dependent on an independent claim without the features of the independent claim or only in combination with a subset of the features of the independent claim may form a separate invention independent of the combination of all features of the independent claim, the subject of an independent claim, a divisional application or a subsequent application. This applies equally to technical teachings described in the specification, which may form an independent invention of the features of the independent claims.

Gemäß einem Aspekt wird eine Komponente (in diesem Dokument auch als ein elektrischer Verbraucher bezeichnet) für ein Fahrzeug beschrieben. Die Komponente kann ein oder mehrere Module aufweisen, die für den Betrieb der Komponente mit elektrischer Energie versorgt werden. Dabei kann die Komponente eine bestimmte Funktion innerhalb des Fahrzeugs ausführen (z.B. eine Beleuchtungsfunktion, eine Klimafunktion, eine Bewegungsfunktion, etc.). Die eigentliche Funktion kann durch ein oder mehrere Last-Module der Komponente bereitgestellt werden. Beispielsweise kann durch ein Last-Modul Licht generiert werden, eine Temperierung erfolgen und/oder eine Bewegung erzeugt werden. Des Weiteren kann die Komponente ein oder mehrere Logik-Module aufweisen (z.B. ein oder mehrere Mikroprozessoren), die eingerichtet sind, die Funktion der Komponente zu steuern. Typischerweise wird ein Großteil des elektrischen Energieverbrauchs durch die ein oder mehreren Last-Module einer Komponente bewirkt (z.B. 80%, 90% oder mehr des Gesamtverbrauchs der Komponente). Der Energieverbrauch der ein oder mehreren Logik-Module ist typischerweise wesentlich kleiner als der der ein oder mehreren Last-Module.In one aspect, a component (also referred to herein as an electrical consumer) for a vehicle is described. The component may include one or more modules that are powered for operation of the component with electrical energy. In doing so, the component may perform a particular function within the vehicle (e.g., a lighting function, a climate function, a motion function, etc.). The actual function may be provided by one or more load modules of the component. For example, light can be generated by a load module, a temperature control can take place and / or a movement can be generated. Further, the component may include one or more logic modules (e.g., one or more microprocessors) configured to control the function of the component. Typically, much of the electrical power consumption is effected by the one or more load modules of a component (e.g., 80%, 90%, or more of the total consumption of the component). The power consumption of the one or more logic modules is typically substantially less than that of the one or more load modules.

Die elektrische Energieversorgung der Komponente kann über ein elektrisches Bordnetz des Fahrzeugs erfolgen, wobei das Bordnetz ein erstes Teilnetz und ein zweites Teilnetz umfasst, wobei die erste Netzspannung des ersten Teilnetzes und die zweite Netzspannung des zweiten Teilnetzes unterschiedlich sind. Beispielsweise kann die zweite Netzspannung größer als die erste Netzspannung sein. Alternativ kann die zweite Netzspannung kleiner als die erste Netzspannung sein. Beispielhafte Spannungswerte für die erste und/oder zweite Netzspannung sind 12V, 24V oder 48V.The electrical power supply of the component can take place via an electrical vehicle electrical system of the vehicle, wherein the vehicle electrical system comprises a first subnetwork and a second subnetwork, wherein the first network voltage of the first subnetwork and the second network voltage of the second subnetwork are different. For example, the second mains voltage may be greater than the first mains voltage. Alternatively, the second mains voltage may be smaller than the first mains voltage. Exemplary voltage values for the first and / or second mains voltage are 12V, 24V or 48V.

Die Komponente kann einen ersten Anschluss aufweisen (z.B. an oder in einem Gehäuse der Komponente), über den die Komponente zur elektrischen Energieversorgung mit dem ersten elektrischen Teilnetz des Fahrzeugs verbunden werden kann. Des Weiteren kann die Komponente einen zweiten Anschluss aufweisen (z.B. an oder in dem Gehäuse), über den die Komponente zur elektrischen Energieversorgung mit dem zweiten elektrischen Teilnetz des Fahrzeugs verbunden werden kann. Die Anschlüsse können z.B. jeweils einen Stecker bzw. eine Buchse aufweisen. Es kann somit eine Energieversorgung der Komponente aus zwei unterschiedlichen Teilnetzen mit zwei unterschiedlichen Netzspannungen erfolgen. Dabei kann die Energieversorgung teilweise und/oder zeitweise aus dem ersten Teilnetz und teilweise und/oder zeitweise aus dem zweiten Teilnetz erfolgen. An dem ersten Anschluss kann die erste Netzspannung anliegen und an dem zweiten Anschluss kann die zweite Netzspannung anliegen. Mit anderen Worten, über den ersten Anschluss kann elektrische Energie bzw. Leistung mit der ersten Netzspannung bezogen werden. Über den zweiten Anschluss kann elektrische Energie bzw. Leistung mit der zweiten Netzspannung bezogen werden.The component may include a first terminal (e.g., on or within a housing of the component) through which the electrical power supply component may be connected to the vehicle's first electrical subnet. Further, the component may include a second terminal (e.g., on or in the housing) via which the electrical power supply component may be connected to the vehicle's second electrical subnet. The terminals may e.g. each have a plug or a socket. It can thus be an energy supply of the component from two different subnetworks with two different mains voltages. In this case, the energy supply can be partial and / or temporary from the first subnetwork and partially and / or temporarily from the second subnetwork. The first mains voltage can be present at the first connection and the second mains voltage can be present at the second connection. In other words, electrical energy or power can be related to the first mains voltage via the first connection. Electrical energy or power can be related to the second mains voltage via the second connection.

Außerdem umfasst die Komponente zumindest einen Gleichspannungswandler, der eingerichtet ist, elektrische Energie, die an zumindest einem der Anschlüsse bereitgestellt wird, für die Energieversorgung zumindest eines Moduls der Komponente zu wandeln. Dabei kann der zumindest eine Gleichspannungswandler insbesondere eingerichtet sein, die an den ersten und/oder zweiten Anschlüssen bereitgestellte elektrische Energie in die erste oder die zweite Netzspannung zu wandeln. Der zumindest eine Gleichspannungswandler kann dabei zumindest teilweise oder vollständig innerhalb des Gehäuses der Komponente angeordnet sein.In addition, the component comprises at least one DC-DC converter, which is set up to convert electrical energy, which is provided at at least one of the terminals, for the power supply of at least one module of the component. In this case, the at least one DC-DC converter can in particular be designed to convert the electrical energy provided at the first and / or second terminals into the first or the second mains voltage. The at least one DC-DC converter can be arranged at least partially or completely within the housing of the component.

Es wird somit eine Fahrzeug-Komponente bereitgestellt, die in effizienter Weise Energie aus zumindest zwei Teilnetzen mit zwei unterschiedlichen Netzspannungen beziehen kann. So kann die Zuverlässigkeit des Betriebs der Komponente erhöht werden. Thus, there is provided a vehicle component that can efficiently draw energy from at least two subnetworks having two different line voltages. Thus, the reliability of the operation of the component can be increased.

Die Komponente kann eingerichtet sein, sowohl über den ersten Anschluss als auch über den zweiten Anschluss eine ausreichend hohe elektrische Leistung für einen Basisbetrieb der Komponente zu beziehen. So kann ein zuverlässiger Schutz vor zumindest Einfachfehlern bewirkt werden.The component may be configured to obtain a sufficiently high electrical power for a basic operation of the component both via the first connection and via the second connection. Thus, a reliable protection against at least single errors can be effected.

Die Komponente kann insbesondere einen Netz-Gleichspannungswandler umfassen, der eingerichtet ist, die am zweiten Anschluss bereitgestellte elektrische Energie mit der zweiten Netzspannung in elektrische Energie mit der ersten Netzspannung zu wandeln. Es kann somit über zwei separate Pfade elektrische Energie mit der ersten Netzspannung für den Betrieb zumindest eines Moduls der Komponente bereitgestellt werden, um die Zuverlässigkeit des Betriebs der Komponente zu erhöhen.In particular, the component may comprise a mains DC-DC converter which is set up to convert the electrical energy provided at the second terminal into the electrical power of the first mains voltage with the second mains voltage. It is thus possible to provide electrical energy with the first mains voltage via two separate paths for the operation of at least one module of the component in order to increase the reliability of the operation of the component.

Die Komponente kann ein Stütz-Schaltelement (z.B. einen Halbleiter-basierten Schalter, etwa einen Transistor) umfassen, das eingerichtet ist, den Ausgang des Netz-Gleichspannungswandlers mit dem ersten Anschluss zu koppeln oder davon zu entkoppeln. Über das Stütz-Schaltelement kann elektrische Energie von dem zweiten Teilnetz in das erste Teilnetz übertragen werden. So kann das erste Teilnetz bei Bedarf durch elektrische Energie aus dem zweiten Teilnetz gestützt werden. Es kann somit zusätzlich oder alternativ zu dem Energietransfer über einen zentralen Gleichspannungswandler zwischen den Teilnetzen des Bordnetzes, ein Energietransfer über die Netz-Gleichspannungswandler von ein oder mehreren Komponenten des Fahrzeugs erfolgen. So kann eine verbesserte Verteilung von Verlustleistung im Energiebordnetz des Fahrzeugs bewirkt werden. Des Weiteren kann durch eine derartige verteilte Kopplung zwischen den Teilnetzen eine zusätzliche Stabilität der Teilnetze und/oder des Bordnetzes bewirkt werden.The component may include a support switching element (e.g., a semiconductor-based switch, such as a transistor) configured to couple or decouple the output of the AC-to-DC converter with the first terminal. Electrical energy can be transmitted from the second subnet to the first subnet via the support switching element. Thus, the first subnet can be supported if necessary by electrical energy from the second subnet. It can thus additionally or alternatively to the energy transfer via a central DC-DC converter between the subnetworks of the on-board network, an energy transfer via the mains DC-DC converter of one or more components of the vehicle. Thus, an improved distribution of power dissipation in the power cord network of the vehicle can be effected. Furthermore, additional stability of the subnetworks and / or the on-board network can be brought about by such a distributed coupling between the subnetworks.

Die Komponente kann eine erste (aktive oder passive) Diode umfassen, die eingerichtet ist, den ersten Anschluss mit einem zu versorgenden Modul der Komponente zu koppeln. Die erste Diode kann eine Flussrichtung von dem ersten Anschluss zu dem Modul der Komponente und eine Sperrrichtung in entgegengesetzter Richtung aufweisen. Außerdem kann die Komponente eine zweite (aktive oder passive) Diode umfassen, die eingerichtet ist, einen Ausgang des Netz-Gleichspannungswandlers mit dem zu versorgenden Modul der Komponente zu koppeln. Die zweite Diode kann eine Flussrichtung von dem Ausgang des Netz-Gleichspannungswandlers zu dem Modul der Komponente und eine Sperrrichtung in entgegengesetzter Richtung aufweisen.The component may include a first (active or passive) diode configured to couple the first terminal to a component of the component to be powered. The first diode may have a direction of flow from the first terminal to the module of the component and a reverse direction in reverse direction. In addition, the component may include a second (active or passive) diode configured to couple an output of the mains DC-DC converter to the module of the component to be supplied. The second diode may have a direction of flow from the output of the mains DC-DC converter to the module of the component and a reverse direction of reverse.

Die erste Diode und die zweite Diode können eingerichtet sein, einen Stromfluss zwischen dem Ausgang des Netz-Gleichspannungswandlers und dem ersten Anschluss zu unterbinden. Durch die Bereitstellung einer ersten und einer zweiten Diode kann in zuverlässiger Weise eine zeitgleiche Energieversorgung zumindest eines Moduls der Komponente aus mehreren unterschiedlichen Teilnetzen erfolgen. So kann die Zuverlässigkeit des Betriebs der Komponente weiter erhöht werden.The first diode and the second diode may be configured to prevent a current flow between the output of the mains DC-DC converter and the first terminal. By providing a first and a second diode, a simultaneous power supply of at least one module of the component from a plurality of different subnetworks can take place in a reliable manner. Thus, the reliability of the operation of the component can be further increased.

Alternativ oder ergänzend kann die Komponente einen Differenz-Gleichspannungswandler umfassen, der eingerichtet ist, eine Differenzspannung zwischen der ersten Netzspannung und der zweiten Netzspannung (insbesondere die der Differenz aus der ersten und der zweiten Netzspannung entsprechenden Differenzspannung) in die erste Netzspannung zu wandeln. Zu diesem Zweck kann der Eingang des Differenz-Gleichspannungswandlers sowohl mit dem ersten Anschluss als auch mit dem zweiten Anschluss verbunden sein. Insbesondere kann ein Pol (z.B. ein Pluspol) des Eingangs mit dem zweiten Anschluss und ein anderer Pol (z.B. der Minuspol) des Eingangs mit dem ersten Anschluss verbunden sein. Durch die zumindest teilweise Versorgung der Komponente aus der Differenzspannung kann die Zuverlässigkeit des Betriebs der Komponente weiter erhöht werden.Alternatively or additionally, the component may comprise a differential DC-DC converter which is set up to convert a differential voltage between the first mains voltage and the second mains voltage (in particular the differential voltage corresponding to the difference between the first and the second mains voltage) into the first mains voltage. For this purpose, the input of the differential DC-DC converter can be connected both to the first terminal and to the second terminal. In particular, one pole (e.g., a positive pole) of the input may be connected to the second terminal and another pole (e.g., the negative pole) of the input may be connected to the first terminal. By at least partially supplying the component from the differential voltage, the reliability of the operation of the component can be further increased.

Die Komponente kann zumindest ein Wahl-Schaltelement (z.B. ein Halbleiterbasiertes Schaltelement, etwa ein Transistor) umfassen, das eingerichtet ist, zur Energieversorgung zumindest eines Moduls der Komponente das Modul, insbesondere wahlweise, mit dem ersten Anschluss, dem zweiten Anschluss und/oder mit dem Ausgang des zumindest einen Gleichspannungswandlers der Komponente zu koppeln. So kann eine zuverlässige und flexible Energieversorgung der Komponente aus unterschiedlichen Teilnetzen mit unterschiedlichen Netzspannungen ermöglicht werden.The component may comprise at least one selection switching element (eg, a semiconductor-based switching element, such as a transistor), which is configured to power the at least one module of the component module, in particular selectively, with the first terminal, the second terminal and / or with the Output of the at least one DC-DC converter to couple the component. Thus, a reliable and flexible energy supply of the component from different subnetworks with different network voltages can be made possible.

Die Komponente kann einen ersten Netz-Gleichspannungswandler umfassen, der eingerichtet ist, die am ersten Anschluss bereitgestellte elektrische Energie mit der ersten Netzspannung in elektrische Energie mit einer Versorgungsspannung für ein Modul der Komponente zu wandeln. Zu diesem Zweck kann der Ausgang des ersten Netz-Gleichspannungswandlers mit dem Modul gekoppelt sein oder der Ausgang des ersten Netz-Gleichspannungswandlers kann über ein Schaltelement der Komponente mit dem Modul gekoppelt werden. Die Versorgungsspannung kann dabei eine geregelte Spannung sein. Beispielsweise kann die Versorgungsspannung einen bestimmten Spannungswert zwischen 1.8V und 5V oder zwischen 2 und 40V aufweisen.The component may comprise a first DC-to-DC converter configured to convert the electrical energy provided at the first terminal with the first mains voltage into electrical energy with a supply voltage for a module of the component. For this purpose, the output of the first DC-DC converter can be coupled to the module or the output of the first DC-DC converter can be coupled via a switching element of the component with the module. The supply voltage can be a regulated voltage. For example, the supply voltage may have a certain voltage value between 1.8V and 5V or between 2 and 40V.

Ferner kann die Komponente einen zweiten Netz-Gleichspannungswandler umfassen, der eingerichtet ist, die am zweiten Anschluss bereitgestellte elektrische Energie mit der zweiten Netzspannung in elektrische Energie mit der Versorgungsspannung für das Modul der Komponente zu wandeln. Zu diesem Zweck kann der Ausgang des zweiten Netz-Gleichspannungswandlers mit dem Modul gekoppelt sein oder der Ausgang des zweiten Netz-Gleichspannungswandlers kann über ein Schaltelement der Komponente mit dem Modul gekoppelt werden. Dabei können der erste und/oder der zweite Netz-Gleichspannungswandler jeweils als Linear- und/oder Schaltregler ausgestaltet sein, um eine geregelte Versorgungsspannung (z.B. für ein Logik-Modul) bereitzustellen. So kann in effizienter Weise eine Mehrspannungsversorgung von ein oder mehreren Modulen erfolgen, die eine besonders stabile Versorgungsspannung benötigen.Further, the component may comprise a second DC / DC converter configured to convert the electrical energy provided at the second terminal to the second mains voltage into electrical energy with the supply voltage for the module of the component. For this purpose, the output of the second DC-DC converter can be coupled to the module or the output of the second DC-DC converter can be coupled via a switching element of the component with the module. In this case, the first and / or the second DC / DC converter can each be designed as linear and / or switching regulators in order to provide a regulated supply voltage (for example for a logic module). Thus, an efficient multi-voltage supply of one or more modules, which require a particularly stable supply voltage.

Alternativ oder ergänzend kann die Komponente einen zusätzlichen Versorgungs-Gleichspannungswandler umfassen, der eingerichtet ist, an dem ersten Anschluss, an dem zweiten Anschluss und/oder an dem Ausgang des zumindest einen Gleichspannungswandlers bereitgestellte elektrische Energie in die (geregelte) Versorgungsspannung für zumindest ein Modul der Komponente zu wandeln. Dabei kann sich die Versorgungspannung sowohl von der ersten Netzspannung als auch von der zweiten Netzspannung unterscheiden. So kann in indirekter Weise eine zuverlässige Versorgung aus mehreren Netzspannungen erfolgen.Alternatively or additionally, the component may comprise an additional DC / DC converter, which is set up, at the first terminal, at the second terminal and / or at the output of the at least one DC-DC converter supplied electrical energy in the (regulated) supply voltage for at least one module Component to convert. In this case, the supply voltage may differ both from the first mains voltage and from the second mains voltage. Thus, a reliable supply can be made from several mains voltages in an indirect manner.

Wie bereits oben dargelegt, kann die Komponente zumindest ein Last-Modul und zumindest ein Logik-Modul umfassen. Die Komponente kann eingerichtet sein, elektrische Energie zur Versorgung des Last-Moduls, insbesondere ausschließlich, über den ersten Anschluss zu beziehen. Alternativ oder ergänzend kann die Komponente eingerichtet sein, elektrische Energie zur Versorgung des Logik-Moduls, insbesondere ausschließlich, über den zweiten Anschluss zu beziehen. So kann ein besonders zuverlässiger Betrieb einer Komponente gewährleistet werden.As already stated above, the component may comprise at least one load module and at least one logic module. The component can be set up to receive electrical energy for supplying the load module, in particular exclusively, via the first connection. Alternatively or additionally, the component can be set up to receive electrical energy for supplying the logic module, in particular exclusively, via the second connection. Thus, a particularly reliable operation of a component can be ensured.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug-Bordnetz beschrieben. Das Bordnetz umfasst ein erstes Teilnetz mit einer ersten Netzspannung und ein zweites Teilnetz mit einer zweiten Netzspannung, wobei die erste Netzspannung und die zweite Netzspannung unterschiedlich sind. Außerdem umfasst das Bordnetz zumindest eine in diesem Dokument beschriebene Komponente, die eingerichtet ist, sowohl aus dem ersten Teilnetz als auch aus dem zweiten Teilnetz elektrische Energie zur Energieversorgung der Komponente zu beziehen. Insbesondere kann das Bordnetz eine Vielzahl von derartigen Komponenten (z.B. 5, 10, 20 oder mehr) aufweisen. So können eine zuverlässige Kopplung der Teilnetze und/oder ein zuverlässiger Betrieb der ein oder mehreren Komponenten bewirkt werden. Des Weiteren kann so eine gleichmäßige Verteilung von Verlustwärme innerhalb eines Fahrzeugs bewirkt werden.According to a further aspect, a vehicle electrical system is described. The electrical system comprises a first subnetwork with a first mains voltage and a second subnetwork with a second mains voltage, the first mains voltage and the second mains voltage being different. In addition, the on-board network comprises at least one component described in this document, which is set up to receive electrical energy for supplying energy to the component both from the first subnetwork and from the second subnetwork. In particular, the onboard power supply may have a plurality of such components (e.g., 5, 10, 20, or more). Thus, a reliable coupling of the subnetworks and / or a reliable operation of the one or more components can be effected. Furthermore, a uniform distribution of heat loss within a vehicle can be effected.

Das Bordnetz kann zusätzlich zu ein oder mehreren Gleichspannungswandlern der ein oder mehreren Komponenten einen zentralen Gleichspannungswandler umfassen, der eingerichtet ist, elektrische Energie aus dem ersten Teilnetz in das zweite Teilnetz zu übertragen und/oder umgekehrt. Insbesondere kann ggf. sowohl über den zentralen Gleichspannungswandler als auch über ein oder mehrere Gleichspannungswandler von ein oder mehreren Komponenten des Bordnetzes ein Energietransfer zwischen den Teilnetzen erfolgen. So kann ein besonders stabiler Betrieb eines Bordnetzes bewirkt werden. Des Weiteren können so die Anforderungen an einen zentralen Gleichspannungswandler (insbesondere in Bezug auf Bauraum, Gewicht und/oder Kosten) reduziert werden.In addition to one or more DC-DC converters of the one or more components, the vehicle electrical system may include a central DC-DC converter, which is set up to transmit electrical energy from the first subnetwork to the second subnetwork and / or vice versa. In particular, if appropriate, an energy transfer between the subnetworks can take place both via the central DC-DC converter and via one or more DC-DC converters of one or more components of the on-board network. Thus, a particularly stable operation of a vehicle electrical system can be effected. Furthermore, the requirements for a central DC-DC converter (in particular with regard to installation space, weight and / or costs) can thus be reduced.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Straßenkraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das das in diesem Dokument beschriebene Bordnetz umfasst.According to a further aspect, a road motor vehicle (in particular a passenger car or a truck or a bus or a motorcycle) is described, which comprises the vehicle electrical system described in this document.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be understood that the methods, devices and systems described herein may be used alone as well as in combination with other methods, devices and systems described in this document. Furthermore, any aspects of the methods, devices, and systems described herein may be combined in a variety of ways. In particular, the features of the claims can be combined in a variety of ways.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

1 ein beispielhaftes Energiebordnetz eines Fahrzeugs; und
2a bis 2f beispielhafte Komponenten, die aus mehreren Teilbordnetzes mit unterschiedlichen Netzspannungen versorgt werden.

Furthermore, the invention will be described in more detail with reference to exemplary embodiments. Show

1 an exemplary power onboard network of a vehicle; and
2a to 2f exemplary components that are supplied from several sub-electrical system with different mains voltages.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Erhöhung der Zuverlässigkeit der Energieversorgung von ein oder mehreren elektrischen Komponenten bzw. Verbrauchern eines Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang zeigt 1 ein beispielhaftes Bordnetz 100 mit einem ersten Teilnetz 110 und einem zweiten Teilnetz 120. Die Teilnetze 110, 120 können jeweils zumindest einen elektrischen Energiespeicher 111, 121, jeweils ein oder mehrere dedizierte elektrische Verbraucher 112, 122 und/oder jeweils zumindest einen Stromverteiler 113, 123 zur Verteilung der elektrischen Energie in dem jeweiligen Teilnetz 110, 120 umfassen.As set forth above, the present document is concerned with increasing the reliability of the power supply of one or more electrical components or consumers of a vehicle. In this context shows 1 an exemplary wiring system 100 with a first subnet 110 and a second subnet 120 , The subnets 110 . 120 can each have at least one electrical energy storage 111 . 121 , one or more dedicated electrical consumers 112 . 122 and / or at least one power distributor 113 . 123 for distributing the electrical energy in the respective subnetwork 110 . 120 include.

Das erste Teilnetz 110 und das zweite Teilnetz 120 können dazu verwendet werden, gemeinsam ein oder mehrere (ggf. sicherheitsrelevante bzw. abgesicherte) elektrische Verbraucher bzw. Komponenten 102 mit elektrischer Energie zu versorgen. Zu diesem Zweck kann ein Verbraucher 102 sowohl mit dem ersten Stromverteiler 113 des ersten Teilnetzes 110 als auch mit dem zweiten Stromverteiler 123 des zweiten Teilnetzes 120 elektrisch und/oder galvanisch leitend verbunden sein. So kann gewährleistet werden, dass der Verbraucher 102 auch bei Ausfall eines Teilnetzes 110 mit elektrischer Energie aus dem Energiespeicher 121 des anderen Teilnetzes 120 versorgt werden kann. Des Weiteren kann der Bezug von elektrischer Leistung für den Betrieb des Verbrauchers 102 flexibel aus dem ersten Teilnetz 110 und/oder aus dem zweiten Teilnetz 120 erfolgen. Das Bordnetz 100 bzw. der Verbraucher 102 können eine Steuereinheit 103 umfassen, die eingerichtet ist, den Bezug von elektrischer Leistung aus dem ersten bzw. dem zweiten Teilnetz 110, 120 zu steuern.The first subnet 110 and the second subnet 120 can be used to jointly one or more (possibly safety-related or secured) electrical consumers or components 102 to supply with electrical energy. For this purpose, a consumer 102 both with the first power distributor 113 of the first subnetwork 110 as well as with the second power distributor 123 of the second subnetwork 120 be electrically and / or galvanically connected. This can ensure that the consumer 102 even if a subnet fails 110 with electrical energy from the energy storage 121 of the other subnet 120 can be supplied. Furthermore, the purchase of electrical power for the operation of the consumer 102 flexible from the first subnetwork 110 and / or from the second subnet 120 respectively. The electrical system 100 or the consumer 102 can be a control unit 103 which is set up, the reference of electrical power from the first and the second subnetwork 110 . 120 to control.

Das Bordnetz 100 umfasst typischerweise zumindest eine Energiequelleneinheit 101, d.h. zumindest eine Quelle von elektrischer Energie, die eingerichtet ist, die Teilnetze 110, 120 mit zusätzlicher elektrischer Energie zu versorgen. Die Energiequelleneinheit 101 kann z.B. einen Generator umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die Energiequelleneinheit 101 einen Spannungswandler umfassen, um elektrische Energie aus einem Hochvolt-Bordnetz des Fahrzeugs in dem (Niedervolt-) Bordnetz 100 bereitzustellen. Des Weiteren kann das Bordnetz 100 einen zentralen Gleichspannungswandler 105 umfassen, der eingerichtet ist, elektrische Energie aus dem ersten Teilnetz 110 in das zweite Teilnetz (und/oder umgekehrt) zu transferieren.The electrical system 100 typically includes at least one power source unit 101 ie at least one source of electrical energy that is established, the subnetworks 110 . 120 to provide additional electrical energy. The power source unit 101 may include, for example, a generator. Alternatively or additionally, the power source unit 101 include a voltage converter to electrical energy from a high-voltage electrical system of the vehicle in the (low-voltage) electrical system 100 provide. Furthermore, the electrical system 100 a central DC-DC converter 105 which is arranged, electrical energy from the first subnet 110 into the second subnet (and / or vice versa).

Die Teilnetze 110, 120 weisen unterschiedliche Netzspannungen 115, 125 auf. Beispielweise kann das erste Teilnetz 110 eine Netzspannung 115 von 12V aufweisen. Das zweite Teilnetz 120 kann z.B. eine Netzspannung 125 von 48V aufweisen. Durch die Versorgung einer Komponente 102 aus mehreren Teilnetzen 110, 120 mit unterschiedlichen Netzspannungen 115, 125 kann die Zuverlässigkeit der Energieversorgung einer Fahrzeug-Komponente 102 weiter erhöht werden.The subnets 110 . 120 have different mains voltages 115 . 125 on. For example, the first subnet 110 a mains voltage 115 of 12V. The second subnet 120 can eg a mains voltage 125 of 48V. By supplying a component 102 from several subnets 110 . 120 with different mains voltages 115 . 125 Can the reliability of the power supply of a vehicle component 102 be further increased.

2a bis 2f zeigen unterschiedliche beispielhafte Anordnungen, über die eine Komponente 102 an mehrere Teilnetze 110, 120 mit unterschiedlichen Netzspannungen 110, 125 angeschlossen werden kann. Die in den 2a bis 2f dargestellten Anordnungen bzw. Schaltungen können Teil einer Komponente 102 sein. Insbesondere können die in den 2a bis 2f dargestellten Schaltungselemente in dem Gehäuse einer Fahrzeug-Komponente 102 angeordnet sein. 2a to 2f show different exemplary arrangements over which a component 102 to several subnets 110 . 120 with different mains voltages 110 . 125 can be connected. The in the 2a to 2f illustrated arrangements or circuits can be part of a component 102 be. In particular, in the 2a to 2f illustrated circuit elements in the housing of a vehicle component 102 be arranged.

Die Komponente 102 kann einen ersten Anschluss 208 aufweisen, über den die Komponente 102 an das erste Teilnetz 110 angeschlossen werden kann. Des Weiteren kann die Komponente 102 einen zweiten Anschluss 209 aufweisen, über den die Komponente 102 an das zweite Teilnetz 120 angeschlossen werden kann. Die Anschlüsse 208, 209 können an oder in dem Gehäuse der Komponente 102 angeordnet sein. Die Anschlüsse 208, 209 können z.B. jeweils durch eine Buchse, durch einen Stecker und/oder durch eine Klemme gebildet werden.The component 102 can make a first connection 208 over which the component 102 to the first subnet 110 can be connected. Furthermore, the component 102 a second connection 209 over which the component 102 to the second subnet 120 can be connected. The connections 208 . 209 can be attached to or in the housing of the component 102 be arranged. The connections 208 . 209 For example, each can be formed by a socket, by a plug and / or by a terminal.

2a zeigt eine Anordnung, bei der die (höhere) zweite Netzspannung 125 des zweiten Teilnetzes 120 über einen Netz-Gleichspannungswandler 201 in die (niedrigere) erste Netzspannung 115 des ersten Teilnetzes 110 gewandelt wird. Ferner umfasst die Anordnung einen (internen) Versorgungs-Gleichspannungswandler 203, der eingerichtet ist, elektrische Leistung mit der ersten Netzspannung 115 in elektrische Leistung mit einer Versorgungsspannung 205 zu wanden. Dabei kann die Versorgungsspannung 205 dazu verwendet werden, ein internes Modul (z.B. einen Prozessor) der Fahrzeug-Komponente 102 mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Versorgungsspannung 205 kann im Bereich zwischen 1.8V und 5V (z.B. für einen Mikroprozessor) oder im Bereich zwischen 2V und 40V (z.B. für eine LED-Leuchte) liegen. Bei der Versorgungsspannung 205 kann es sich um eine geregelte Spannung handeln. Zu diesem Zweck kann der Versorgungs-Gleichspannungswandler 203 einen Spannungsregler umfassen. 2a shows an arrangement in which the (higher) second mains voltage 125 of the second subnetwork 120 via a mains DC-DC converter 201 into the (lower) first mains voltage 115 of the first subnetwork 110 is converted. Furthermore, the arrangement comprises an (internal) supply DC-DC converter 203 that is set up, electrical power with the first mains voltage 115 in electrical power with a supply voltage 205 to wander. In this case, the supply voltage 205 be used to an internal module (eg a processor) of the vehicle component 102 to supply with electrical energy. The supply voltage 205 can range between 1.8V and 5V (eg for a microprocessor) or between 2V and 40V (eg for an LED light). At the supply voltage 205 it can be a regulated voltage. For this purpose, the supply DC-DC converter 203 include a voltage regulator.

Die Anordnung umfasst ein (Wahl-) Schaltelement 202, das eingerichtet ist, den internen Versorgungs-Wandler 203 wahlweise mit dem ersten Teilnetz 110 oder mit dem Ausgang des Netz-Wandlers 201 zu koppeln, um wahlweise elektrische Leistung für das interne Modul der Fahrzeug-Komponente 102 aus dem ersten Teilnetz 110 oder aus dem zweiten Teilnetz 120 zu beziehen. Dabei kann über die höhere Netzspannung 125 aus dem zweiten Teilnetz 120 ggf. die gesamte Leistung der Komponente 102 oder nur eine Teilleistung zur Erfüllung bestimmter (z.B. sicherheitsrelevanter) Aufgaben gewandelt werden (z.B. in einem Degradationsbetrieb).The arrangement comprises a (selection) switching element 202 that is set up, the internal supply converter 203 optionally with the first subnetwork 110 or with the output of the network converter 201 to selectively connect electrical power to the internal module of the vehicle component 102 from the first subnet 110 or from the second subnet 120 to acquire. It can over the higher mains voltage 125 from the second subnet 120 if applicable, the total power of the component 102 or only a partial service to fulfill certain (eg safety-relevant) tasks to be converted (eg in a degradation operation).

2b zeigt eine Anordnung, die ein zusätzliches (Stütz-) Schaltelement 212 aufweist. Durch das zusätzliche Schaltelement 212 kann bewirkt werden, dass alternativ oder zusätzlich zu der Versorgung zumindest eines internen Moduls der Fahrzeug-Komponente 102 Energie aus dem zweiten Teilnetz 120 in das erste Teilnetz 110 überführt werden kann, z.B. um die erste Netzspannung 115 zu stützen. Dabei kann über die zweite Netzspannung 125 die volle Leistung der Komponente 102 oder nur eine Teilleistung zur Erfüllung bestimmter (z.B. sicherheitsrelevanter) Aufgaben gewandelt werden (etwa bei einem Degradationsbetrieb, z.B. bei offenem Schaltelement 212 und bei einer Schalterstellung des Schaltelements 202, die eine Versorgung des internen Wandlers 203 aus dem Netz-Wandler 201 ermöglicht. 2 B shows an arrangement that an additional (support) switching element 212 having. Due to the additional switching element 212 can be effected that as an alternative or in addition to the supply of at least one internal module of the vehicle component 102 Energy from the second subnet 120 into the first subnet 110 can be transferred, for example, to the first mains voltage 115 to support. It can over the second mains voltage 125 the full power of the component 102 or only a partial power to fulfill certain (eg safety-related) tasks to be converted (such as in a degradation operation, eg with an open switching element 212 and at a switch position of the switching element 202 providing a supply to the internal converter 203 from the network converter 201 allows.

Zur Vermeidung eines Common Cause-Events, bei dem sich ein Kurzschluss in dem ersten Teilnetz 110 über den Netz-Wandler 201 auf das zweite Teilnetz 120 auswirken kann, kann auf dem Pfad über das zusätzliche Schaltelement 212 eine Schutzdiode (nicht gezeigt) angeordnet sein, z.B. um in einem Kurzschlussfall den Stromfluss aus dem Netz-Wandler 201 in das erste Teilnetz 110 zu unterbinden. Die Schutzdiode kann ggf. bidirektional betrieben werden (z.B. durch Verwendung eines Schaltelements 212 mit einer relativ hohen Schaltgeschwindigkeit, z.B. bei Ausführung des Schaltelements 212 mit einem Halbleiter-Schaltelement).To avoid a common cause event that causes a short in the first subnet 110 over the network converter 201 on the second subnet 120 may affect the path through the additional switching element 212 a protection diode (not shown) may be arranged, for example, in a short circuit, the current flow from the power converter 201 into the first subnet 110 to prevent. The protection diode can optionally be operated bidirectionally (eg by using a switching element 212 with a relatively high switching speed, eg when the switching element is executed 212 with a semiconductor switching element).

2c zeigt eine Anordnung, die einen Differenz-Gleichspannungswandler 221 umfasst, der eingerichtet ist, die elektrische Energie mit der ersten Netzspannung 115 aus einer Differenzspannung der Netzspannungen 115, 125 des ersten Teilnetzes 110 und des zweiten Teilnetzes 120 zu generieren. Es kann somit eine Wandlung aus der Differenzspannung der beiden Teilnetze 110, 120 bereitgestellt werden. Hierdurch entsteht eine zusätzliche Energiequelle für die interne Versorgung zumindest eines internen Moduls der Komponente 102. 2c shows an arrangement comprising a differential DC-DC converter 221 which is arranged, the electrical energy with the first mains voltage 115 from a differential voltage of the mains voltages 115 . 125 of the first subnetwork 110 and the second subnet 120 to generate. It can thus be a conversion of the differential voltage of the two subnets 110 . 120 to be provided. This creates an additional energy source for the internal supply of at least one internal module of the component 102 ,

Das Schaltelement 222 kann eingerichtet sein, den internen Versorgungs-Wandler 203 und/oder das interne Modul mit dem ersten Teilnetz 110, mit dem Differenz-Wandler 221 und/oder mit dem Netz-Wandler 201 zu versorgen, um elektrische Leistung direkt aus dem ersten Teilnetz 110, indirekt aus dem ersten und dem zweiten Teilnetz 110, 120 und/oder indirekt aus dem zweiten Teilnetz 120 zu beziehen. Die elektrische Leistung der Komponente 102 kann insbesondere auf die beiden Wandler 201, 221 aufgeteilt werden. Wenn jeder Wandler 201, 221 mindestens die zur Erfüllung bestimmter (z.B. sicherheitsrelevanter) Aufgaben notwendige Teilleistung wandelt, kann die Komponente 102 zuverlässig gegen Einfachfehler in der Versorgung abgesichert werden.The switching element 222 can be set up, the internal supply converter 203 and / or the internal module with the first subnet 110 , with the difference converter 221 and / or with the network converter 201 to supply electrical power directly from the first subnet 110 , indirectly from the first and the second subnetwork 110 . 120 and / or indirectly from the second subnet 120 to acquire. The electrical power of the component 102 especially on the two converters 201 . 221 be split. If every converter 201 . 221 At least the partial performance necessary to fulfill certain (eg safety-relevant) tasks, the component can 102 be reliably secured against single errors in the supply.

Im aktiven Betrieb kann der Differenz-Wandler 221 das erste Teilnetz 110 durch Einprägen des Stroms der Wandlereingangsseite auf das erste Teilnetz 110 stützen. Als Schutzmaßnahme gegen Überspannung bzw. Unterspannung insbesondere im ersten Teilnetz 110 kann der Differenz-Wandler 221 eine Abschaltung aufweisen, die bei Überspannung bzw. Unterspannung zu einer Abschaltung des Betriebs des Differenz-Wandlers 221 führt.In active operation, the differential converter 221 the first subnet 110 by impressing the current of the converter input side on the first subnetwork 110 support. As a protective measure against overvoltage or undervoltage, in particular in the first subnetwork 110 can the difference converter 221 have a shutdown, the overvoltage or undervoltage to a shutdown of the operation of the differential converter 221 leads.

Mit der in 2c dargestellten Variante ist es möglich (nicht dargestellt), die Last einer Komponenten 102 aus einer ersten Quelle (z.B. aus dem Differenz-Wandler 221) und die Logik der Komponente 102 aus einer zweiten Quelle (z.B. aus dem Wandler 201 oder direkt aus dem ersten Teilnetz 110) zu betreiben, um eine Trennung von Last / Logik bzw. von Last-Modul und Logik-Modul zu bewirken.With the in 2c illustrated variant, it is possible (not shown), the load of a component 102 from a first source (eg from the difference converter 221 ) and the logic of the component 102 from a second source (eg from the converter 201 or directly from the first subnet 110 ) to cause a disconnection of load / logic or load module and logic module.

2d zeigt eine Anordnung, bei der mittels eines Gleichspannungswandlers 231 die erste Netzspannung 115 in die (höhere) zweite Netzspannung 125 gewandelt wird. Dabei kann aus dem ersten Teilnetz 110 die volle Leistung der Komponente 102 oder nur eine Teilleistung zur Erfüllung bestimmter (z.B. sicherheitsrelevanter) Aufgaben gewandelt werden. 2d shows an arrangement in which by means of a DC-DC converter 231 the first mains voltage 115 in the (higher) second mains voltage 125 is converted. It can from the first subnet 110 the full power of the component 102 or only a partial service to fulfill certain (eg safety-relevant) tasks to be converted.

In 2c werden Dioden 241, 242 dazu genutzt, die Teilnetze 110, 120 voneinander zu entkoppeln und dennoch eine Energieversorgung der Komponente 102 aus beiden Teilnetzen 110, 120 zu ermöglichen. Die Anordnung auf der linken Seite weist einen Spannungshochsetzer 231 auf, der eingerichtet ist, die erste Netzspannung 115 in die zweite Netzspannung 125 zu wanden. Die Anordnung auf der rechten Seite weist einen Spannungstiefsetzer 201 auf, der eingerichtet ist, die zweite Netzspannung 125 in die erste Netzspannung 115 zu wandeln.In 2c become diodes 241 . 242 used to the subnets 110 . 120 to decouple from each other and yet a power supply of the component 102 from both subnets 110 . 120 to enable. The arrangement on the left side has a voltage booster 231 on which is set up, the first mains voltage 115 in the second mains voltage 125 to wander. The arrangement on the right side has a tension stepper 201 on which is set up, the second mains voltage 125 in the first mains voltage 115 to change.

Der Summenstrom zur Versorgung der Komponente 102 ergibt sich aus dem Strom des jeweiligen Wandlers 201, 231 und aus dem Strom direkt aus dem jeweiligen anderen Teilnetz 110, 120. Die Dioden 241, 242 dienen der Rückwirkungsfreiheit in die jeweiligen Teilnetzen 110, 120. Dabei kann über die jeweils gewandelte Spannung die volle Leistung der Komponente 102 oder nur eine Teilleistung zur Erfüllung bestimmter (z.B. sicherheitsrelevanter) Aufgaben gewandelt werden (z.B. bei einem Degradationsbetrieb).The total current for supplying the component 102 results from the current of the respective converter 201 . 231 and from the stream directly from the other subnet 110 . 120 , The diodes 241 . 242 serve the freedom of feedback in the respective subnetworks 110 . 120 , It can over the respective converted voltage, the full power of the component 102 or only a partial service to fulfill certain (eg safety-relevant) tasks to be converted (eg in a degradation operation).

In der in 2f dargestellten Anordnung werden beide Netzspannungen 115, 125 durch die Wandler 231, 201 in die stabilisierte Versorgungsspannung 205 der internen Versorgung für die Komponente 102 gewandelt. Hiermit kann die Leistung der Komponente 102 auf die beiden Wandler 231, 201 aufgeteilt werden. Wenn jeder Wandler 231, 201 eingerichtet ist, mindestens die zur Erfüllung bestimmter (z.B. sicherheitsrelevanter) Aufgaben notwendige Teilleistung zu wandeln, so kann die Komponente 102 in zuverlässiger Weise gegen Einfachfehler in der Versorgung abgesichert werden.In the in 2f arrangement shown are both mains voltages 115 . 125 through the transducers 231 . 201 in the stabilized supply voltage 205 the internal supply for the component 102 changed. This can affect the performance of the component 102 on the two converters 231 . 201 be split. If every converter 231 . 201 is set up to convert at least the partial performance necessary for the fulfillment of certain (eg safety-relevant) tasks, then the component 102 be reliably secured against single errors in the supply.

Die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen ermöglichen es, durch Nutzung unterschiedlicher Teilnetze 110, 120 mit unterschiedlichen Netzspannungen 115, 125 Synergien zu nutzen. Des Weiteren kann eine Stützung der Teilnetze 110, 120 durch eine Komponente 102 erfolgen. Bei Bedarf kann eine Entlastung eines (ggf. schwächeren) Teilnetzes 110, 120, durch Umschaltung auf das jeweils andere Teilnetz 110, 120 erfolgen. Durch die Verteilung der DCDC-Wandler 201, 221, 231 in einem Fahrzeug (z.B. auf unterschiedliche Komponenten 102) kann die Wärmeabfuhr verbessert werden. Des Weiteren können eine Verringerung der Größe eines zentralen DCDC-Wandlers und eine Vereinfachung des Packaging ermöglicht werden. Ferner können Sicherheits- und Verfügbarkeitsanforderungen an einen zentralen DCDC-Wandler zwischen den zumindest zwei Teilnetzen 110, 120 reduziert werden. Außerdem können die Ausfallrate einer redundant versorgten Komponente 102 reduziert bzw. die Verfügbarkeit erhöht werden. Insbesondere kann eine Versorgungssicherheit einer Komponente 102 bei Einfachfehlern bewirkt werden. Ferner können die Kosten einer sicheren Energieversorgung reduziert werden.The measures described in this document make it possible to use different subnets 110 . 120 with different mains voltages 115 . 125 To exploit synergies. Furthermore, a support of the subnets 110 . 120 through a component 102 respectively. If necessary, a discharge of a (possibly weaker) subnet 110 . 120 , by switching to the other subnet 110 . 120 respectively. By the distribution of the DCDC converter 201 . 221 . 231 in a vehicle (eg on different components 102 ), the heat dissipation can be improved. Furthermore, a reduction in the size of a central DCDC converter and a simplification of the packaging can be made possible. Further, security and availability requirements may be imposed on a central DCDC converter between the at least two subnets 110 . 120 be reduced. In addition, the failure rate of a redundantly supplied component 102 reduced or the availability is increased. In particular, a security of supply of a component 102 caused by single errors. Furthermore, the cost of a secure power supply can be reduced.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.The present invention is not limited to the embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and figures are intended to illustrate only the principle of the proposed methods, apparatus and systems.

Claims

Component (102) for a vehicle; wherein the component comprises (102) - A first terminal (208) via which the component (102) can be connected to the electrical power supply to a first electrical sub-network (110) of the vehicle; - A second terminal (209), via which the component (102) can be connected to the electrical power supply to a second electrical sub-network (110) of the vehicle; wherein a first network voltage (115) of the first subnetwork (110) and a second network voltage (125) of the second subnetwork (120) are different; and at least one DC-DC converter (201, 221, 231) arranged to convert electrical energy provided at at least one of the terminals (208, 209) to the power supply of at least one module of the component (102).

Component (102) according to Claim 1 wherein the component (102) comprises a mains DC-DC converter (201, 231) adapted to supply the electrical energy provided at the second terminal (209) with the second mains voltage (125) into electrical energy with the first mains voltage (115) convert.

Component (102) according to Claim 2 wherein the component (102) comprises a support switching element (212) arranged to couple or decouple an output of the AC-to-DC converter (201, 231) with the first terminal (208).

Component (102) according to one of Claims 2 to 3 wherein the component (102) comprises, - a first diode (241) configured to couple the first terminal (208) to a module of the component (102) to be powered; and - a second diode (242) arranged to couple an output of the mains DC-DC converter (201, 231) to the module of the component (102) to be supplied; wherein the first diode (241) and the second diode (242) are arranged to inhibit current flow between the output of the AC-to-DC converter (201, 231) and the first terminal (208).

Component (102) according to one of the preceding claims, wherein - the component (102) comprises a differential DC-DC converter (221) arranged to convert a differential voltage between the first mains voltage (115) and the second mains voltage (125) into the first mains voltage (115); and - An input of the differential DC-DC converter (221) with both the first terminal (208) and with the second terminal (209) is connected.

Component (102) according to one of the preceding claims, wherein the component (102) comprises a selector switch element (202, 222) which is set up to supply energy to at least one module of the component (102) the module, in particular selectively, to the first Terminal (208), the second terminal (209) and / or to an output of the DC-DC converter (201, 221, 231) to couple.

The component (102) according to one of the preceding claims, wherein the component (102) comprises, - a first DC / DC converter (231) arranged to supply the electrical energy supplied to the first terminal (208) to the first mains voltage (115) in FIG converting electrical energy with a supply voltage (205) for a module of the component (102); wherein an output of the first DC-DC converter (231) is coupled to the module or may be coupled to the module via a switching element (202) of the component (102); and a second DC / DC converter (201) arranged at the second terminal (209). provided electrical energy with the second mains voltage (125) into electrical energy with the supply voltage (205) for the module of the component (102) to convert; wherein an output of the second DC-DC converter (201) is coupled to the module or can be coupled to the module via a switching element (202) of the component (102).

Component (102) according to one of the preceding claims, wherein the component (102) comprises an additional supply DC-DC converter (203) which is set up at the first terminal (208), at the second terminal (209) and / or at an output of the at least one DC-DC converter (201, 221, 231) to convert electrical energy provided into a supply voltage (205) for at least one module of the component (102); the supply voltage (205) differs from both the first mains voltage (115) and the second mains voltage (125); and - It is in the supply voltage (205) in particular a regulated voltage.

Component (102) according to one of the preceding claims, wherein - The component (102) comprises at least one load module and at least one logic module; - The component (102) is arranged to receive electrical energy for supplying the load module, in particular exclusively, via the first terminal (208); and - The component (102) is adapted to receive electrical energy for supplying the logic module, in particular exclusively, via the second terminal (209).

The component (102) according to any one of the preceding claims, wherein the component is arranged to receive respectively via the first terminal (208) and via the second terminal (209) a sufficiently high electrical power for a basic operation of the component (102).

Vehicle electrical system (100), which comprises a first subnetwork (110) having a first network voltage (115); a second subnetwork (120) having a second network voltage (125); wherein the first mains voltage (115) and the second mains voltage (125) are different; and - At least one component (102) according to any one of the preceding claims, which is adapted to both from the first subnet (110) and from the second subnet (120) to obtain electrical energy for powering the component (102).

Vehicle electrical system (100) according to Claim 11 wherein the vehicle electrical system (110) comprises, in addition to one or more DC-DC converters (201, 221, 231) of the component (102), a central DC-DC converter that is configured to supply electrical energy from the first subnetwork (110) to the second subnetwork (120). to transfer and / or vice versa.