DE102020114205A1 - Bordnetzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Bordnetzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Bordnetzeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Vielzahl von elektrisch betriebenen Bordgeräten (2). Die Bordgeräte (2) umfassen wenigstens zu einem überwiegenden Teil jeweils wenigstens eine eigene Energiespeichereinheit (3) für ihre elektrische Energieversorgung auf.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bordnetzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Vielzahl von elektrisch betriebenen Bordgeräten.
  • Bei Kraftfahrzeugen werden die elektrischen Bordgeräte in der Regel von einer zentralen Batterie mit Strom versorgt. Dazu müssen meist lange Stromkabel durch das Fahrzeug geführt werden, um die einzelnen Geräte zu erreichen. Bei Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen ist neben der für den elektrischen Fahrantrieb vorgesehenen Traktionsbatterie in der Regel noch eine Hilfsbatterie vorgesehen, welche die Bordgeräte versorgt. Die Traktionsbatterie und die Hilfsbatterie sind üblicherweise zentral angeordnet. Beispielsweise zeigt die
    US 2011/0133694 A1 ein Bordnetz mit einer 12-V-Hilfsbatterie für ein Hybridfahrzeug. Bei solchen Bordnetzen treten mitunter große elektrische Verluste auf.
  • Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Bordnetzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen. Vorzugsweise soll die Bordnetzeinrichtung besonders verlustarm und zugleich besonders zuverlässig und insbesondere auch konstruktiv unaufwendig sein.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Bordnetzeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
  • Die erfindungsgemäße Bordnetzeinrichtung ist für ein Kraftfahrzeug und vorzugsweise für einen Personenkraftwagen vorgesehen. Die Bordnetzeinrichtung umfasst eine Vielzahl von elektrisch betriebenen Bordgeräten. Dabei weisen die Bordgeräte wenigstens zu einem überwiegenden Teil jeweils wenigstens eine eigene Energiespeichereinheit für ihre elektrische Energieversorgung auf. Vorzugsweise weisen alle Bordgeräte oder zumindest 55 % oder zumindest 75 % oder zumindest 90 % der Bordgeräte jeweils wenigstens eine eigene Energiespeichereinheit für ihre elektrische Energieversorgung auf. Vorzugsweise weisen wenigstens ein Teil und insbesondere alle Steuergeräte jeweils wenigstens eine eigene Energiespeichereinheit für ihre elektrische Energieversorgung auf.
  • Die erfindungsgemäße Bordnetzeinrichtung bietet viele Vorteile. Einen erheblichen Vorteil bietet die Versorgung der Bordgeräte durch eigene Energiespeichereinheiten, sodass sich ein dezentraler Aufbau ergibt. So kann das Bordnetz mit erheblich geringeren energietechnischen Verlusten betrieben werden. Eine Reduzierung des Energieverbrauchs ist besonders in Bezug auf die Reichweite von Elektrofahrzeugen von Vorteil. Zugleich kann das Bordnetz konstruktiv unaufwendiger und beispielsweise mit erheblich weniger langen bzw. durchmesserstarken Versorgungswegen aufgebaut werden. Ein weiterer erheblicher Vorteil ist, dass die erfindungsgemäße Bordnetzeinrichtung einen erheblich zuverlässigeren und sicheren Betrieb ermöglicht.
  • Es ist bevorzugt, dass die Energiespeichereinheiten insbesondere wenigstens teilweise (und somit in vorteilhaften Ausgestaltungen auch alle) dazu geeignet und ausgebildet sind, die elektrische Energieversorgung des jeweils zugehörigen Bordgeräts für dessen bestimmungsgemäßen Betrieb wenigstens zeitweise, insbesondere dauerhaft, allein durch ihre gespeicherte Energie bereitzustellen. Insbesondere sind die Energiespeichereinheiten dazu geeignet und ausgebildet, die vom jeweils zugehörigen Bordgerät im bestimmungsgemäßen Betrieb benötigte elektrische Energie wenigstens zeitweise und vorzugsweise dauerhaft bereitzustellen. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Energiespeichereinheit aufgeladen wird. Die Energiespeichereinheiten sind insbesondere wenigstens in einem vollständig geladenen Zustand dazu geeignet und ausgebildet, das jeweils zugehörige Bordgerät mit der elektrischen Leistung und/oder Spannung und/oder mit dem Strom zu versorgen, welche bzw. welchen das Bordgerät im bestimmungsgemäßen Betrieb benötigt.
  • Es ist vorteilhaft und bevorzugt, dass die Energiespeichereinheiten wenigstens teilweise dazu geeignet und ausgebildet sind, für die elektrische Energieversorgung des jeweils zugehörigen Bordgeräts wenigstens zeitweise diejenige Energie heranzuziehen, welche in wenigstens einer der übrigen Energiespeichereinheiten gespeichert ist. Die derart herangezogene Energie kann für wenigstens einen Teil oder für die gesamte elektrische Energieversorgung des jeweils zugehörigen Bordgeräts vorgesehen sein.
  • Es ist ebenfalls vorteilhaft und bevorzugt, dass die Energiespeichereinheiten wenigstens teilweise dazu geeignet und ausgebildet sind, zum Aufladen ihres Energiespeichers wenigstens zeitweise die Energie heranzuziehen, welche in wenigstens einer der übrigen Energiespeichereinheiten gespeichert ist. Die derart herangezogene Energie kann allein oder ergänzend zu einer anderen Quelle zum Aufladen einsetzbar sein.
  • Vorzugsweise sind die Energiespeichereinheiten wenigstens teilweise dazu geeignet und ausgebildet, die Energie wenigstens einer der übrigen Energiespeichereinheiten in Abhängigkeit eines Energiebedarfs und/oder Leistungsbedarfs ihres jeweils zugehörigen Bordgeräts und/oder ihres Ladezustands und/oder ihres Betriebszustands heranzuziehen. Der Betriebszustand umfasst beispielsweise einen Gesundheitszustand (SOH, State Of Health), einen Störungszustand und/oder einen Ausfall des Energiespeichers. In einer solchen Ausgestaltung ist insbesondere wenigstens eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche die Energiespeichereinheiten und/oder die Bordgeräte überwacht und eine Zuordnung von Energiespeichereinheiten und Bordgeräten in Abhängigkeit solcher Parameter anpassen kann. Beispielsweise wählt die Steuereinrichtung zur Versorgung eines Bordgeräts diejenige der übrigen Energiespeichereinheiten aus, welche einen besonders ausreichenden Ladezustand aufweist und den Leistungsbedarf entsprechend abdecken kann.
  • In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt und vorteilhaft, dass die Energiespeichereinheiten wenigstens teilweise auf eine Peak-Leistung ihres jeweils zugehörigen Bordgeräts ausgelegt sind und vorzugsweise diese bereitstellen können. Unter einer Peak-Leistung wird erfindungsgemäß insbesondere eine im bestimmungsgemäßen Betrieb auftretende Spitzenleistung verstanden. Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da beispielsweise Peak-Ströme nicht durch das ganze Fahrzeug bzw. das ganze Leitungssystem geschickt werden müssen.
  • Es ist möglich und vorteilhaft, dass die Energiespeichereinheiten wenigstens teilweise zu ihrem jeweils zugehörigen Bordgerät räumlich benachbart angeordnet sind. Beispielsweise sind die Energiespeichereinheiten und das Bordgerät dazu in einem gemeinsamen Bauraum und beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Insbesondere sind die Energiespeichereinheiten näher zum jeweils zugehörigen Bordgerät als zu einem der übrigen Bordgeräte und/oder zu einer der übrigen Energiespeichereinheiten und/oder zu wenigstens einer zentralen Energiespeichereinrichtung angeordnet. Das bietet eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, bei welcher beispielsweise Leitungswege besonders kurz gehalten werden können.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Energiespeichereinheiten wenigstens teilweise jeweils einen eigenen Ladezustand (SOC, State Of Charge) aufweisen, welcher von einem Leistungsbedarf ihres jeweils zugehörigen Bordgeräts abhängig ist und besonders bevorzugt nur von dem Leistungsbedarf ihres jeweils zugehörigen Bordgeräts abhängig ist. Insbesondere ist der Ladezustand bzw. SOC einer Energiespeichereinheit unabhängig von den Ladezuständen bzw. SOC der übrigen Energiespeichereinheiten ausgebildet und insbesondere einstellbar.
  • In einer ebenfalls besonders vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Bordgeräte wenigstens teilweise dazu geeignet und ausgebildet sind, einen Ladezustand ihrer jeweils zugehörigen Energiespeichereinheit abhängig von ihrem Leistungsbedarf und/oder Stromverbrauch einzustellen.
  • Es ist möglich und bevorzugt, dass die Bordgeräte insbesondere wenigstens teilweise und vorzugsweise alle dazu geeignet und ausgebildet sind, bei einer Störung ihrer jeweils zugehörigen Energiespeichereinheit ihre elektrische Energieversorgung durch wenigstens einen der übrigen Energiespeichereinheiten zu decken. Dazu kann beispielsweise die zuvor beschriebene Steuereinrichtung vorgesehen sein. Beispielsweise ordnet die Steuereinrichtung einem Bordgerät, bei dem die zugehörige Energiespeichereinheit eine Störung hat oder ausgefallen ist, eine andere geeignete Energiespeichereinheit zu.
  • In einer besonders bevorzugten und vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zur Energiespeicherung nur die Energiespeichereinheiten vorgesehen sind. Insbesondere sind nur dezentral angeordnete Energiespeichereinheiten vorgesehen. Insbesondere ist keine zentrale Energiespeichereinrichtung und beispielsweise keine zentrale Batterie oder dergleichen vorgesehen. Die Erfindung bietet dem besonderen Vorteil, dass eine zentrale Energieversorgung ganz entfallen kann.
  • Möglich und vorteilhaft ist aber auch, dass die Bordnetzeinrichtung wenigstens eine zentrale Energiespeichereinrichtung umfasst. Die Energiespeichereinrichtung ist beispielsweise als eine Batterie ausgebildet oder umfasst wenigstens eine solche. Dabei ist die Energiespeichereinrichtung insbesondere nicht auf eine Peak-Leistung der Bordgeräte ausgelegt. Insbesondere ist die zentrale Energiespeichereinrichtung auf Energiedichte statt auf Leistung optimiert. Es ist möglich, dass die Energiespeichereinrichtung dazu geeignet und ausgebildet ist, wenigstens eine Grundversorgung der Bordgeräte zu bieten. Insbesondere erfolgt die Energieversorgung bei einer Peak-Leistung der Bordgeräte dann über die den Bordgeräten jeweils zugeordneten Energiespeichereinheiten. Beispielsweise kann die zentrale Energiespeichereinrichtung voll auf Energiedichte ausgelegt werden und Peak-Ströme werden direkt aus den einzelnen Energiespeichereinheiten (z. B. von PWR, EM, Steuergeräte etc.) gespeist.
  • Die zentrale Energiespeichereinrichtung kann vorzugsweise wenigstens teilweise durch die Energiespeichereinheiten und/oder durch wenigstens eine insbesondere ebenfalls zentral angeordnete und insbesondere energiedichteoptimierte Batterie aufladbar sein. Eine solche Batterie weist insbesondere eine geringere Leistung als die zentrale Energiespeichereinrichtung und/oder als die einzelnen Energiespeichereinheiten auf. So kann die zentrale Energiespeichereinrichtung beispielsweise über längere Zeit mit wenig Leistung wieder aufgeladen werden.
  • Die Energiespeichereinheiten und die Bordgeräte sind vorzugsweise in einem Verbund kommunikativ miteinander gekoppelt. Vorzugsweise sind die Energiespeichereinheiten und die Bordgeräte mittels wenigstens einer Steuereinrichtung in dem Verbund gezielt ansteuerbar, sodass ein intelligenter Netzverbund, auch als Smart Grid bezeichnet, bereitgestellt wird. Dadurch können die einzelnen Komponenten im Verbund besonders vorteilhaft dimensioniert werden und der Energieverbrauch kann erheblich gesenkt werden.
  • Die Steuereinrichtung kann dazu beispielsweise jeweils wenigstens eine Kenngröße von den Energiespeichereinheiten und Bordgeräten abrufen und die Energiespeichereinheiten und/oder Bordgeräte dann in Abhängigkeit der Kenngröße ansteuern. Beispielsweise ruft die Steuereinrichtung einen Ladezustand von den Energiespeichereinheiten und/oder den aktuellen Leistungsbedarf der Bordgeräte ab. Beispielsweise stellt die Steuereinrichtung dann ein, welche Energiespeichereinheit aufgeladen wird und welche Energiespeichereinheit hilfsweise die Energie für ein Bordgerät liefert, dessen Energiespeichereinheit gerade nicht ausreichend aufgeladen ist bzw. nicht einsatzfähig ist.
  • Die erfindungsgemäße Bordnetzeinrichtung ist vorzugsweise sowohl für eine Versorgung einer Niedervoltebene (Niedervoltkreis) als auch für eine Versorgung einer Hochvoltebene (Hochvoltkreis) des Kraftfahrzeugs geeignet und ausgebildet. Mit einer solchen Kombination von Niedervoltebene und Hochvoltebene bietet die Erfindung besonders viele Vorteile. Die Bordnetzeinrichtung kann auch nur zur Versorgung einer Niedervoltebene oder nur zur Versorgung einer Hochvoltebene des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein. Die Niedervoltebene umfasst insbesondere Spannungsbereiche unterhalb von 100 V und insbesondere kleiner oder gleich 60 V. Beispielsweise wird die Niedervoltebene mit einer Spannung von 12 V oder 24 V oder 48 V oder 58 V betrieben. Die Hochvoltebene umfasst insbesondere Spannungen größer 100 V oder größer 250 V oder auch größer oder gleich 400 V. Beispielsweise wird die Hochvoltebene mit 400 V oder auch mit über 600 V betrieben. Die Bordnetzeinrichtung umfasst insbesondere Energiespeichereinheiten und Bordgeräte, welche für die vorgesehenen Spannungsebenen geeignet und ausgebildet sind.
  • Die Bordgeräte sind insbesondere aus einer Gruppe von Bordgeräten entnommen, umfassend wenigstens Steuergeräte, Leistungselektronikeinrichtungen (z. B. Puls-Wechsel-Richter), Elektromotoren zum Antrieb eines elektrischen Fahrantriebs (Fahrmotoren), Elektromotoren zum Einstellen und/oder Betätigen von Zusatzeinrichtungen (z. B. Komforteinrichtungen, Klimaeinrichtungen), elektronische Zusatzeinrichtungen (z. B. Assistenzsysteme, Sicherheitssysteme). Es können auch andere Arten von Bordgeräten umfasst sein.
  • Die Vielzahl umfasst insbesondere wenigstens fünf und vorzugsweise wenigstens acht und besonders bevorzugt wenigstens zehn Bordgeräte. Es können auch wenigstens 15 oder wenigstens 20 oder mehr Bordgeräte vorgesehen sein. Vorzugsweise ist für jedes Bordgerät jeweils wenigstens eine Energiespeichereinheit vorgesehen. Insbesondere umfasst die Bordnetzeinrichtung neben wenigstens einer Energiespeichereinheit für einen elektrischen Fahrantrieb auch wenigstens zwei und vorzugsweise wenigstens fünf Energiespeichereinheiten für weitere Bordgeräte. Beispielsweise sind von solchen Bordgeräten wenigstens ein Teil der Steuergeräte und vorzugsweise alle Steuergeräte umfasst. Von solchen Bordgeräten können wenigstens ein Teil oder alle der Elektromotoren und/oder Leistungselektronikeinheiten und/oder Anzeigeeinrichtungen und/oder andere elektrische Gerätearten umfasst sein.
  • Die Energiespeichereinheiten umfassen insbesondere jeweils wenigstens einen Energiespeicher oder sind als ein solcher ausgebildet. Die Energiespeichereinheiten umfassen insbesondere jeweils wenigstens eine wiederaufladbare Batterie oder sind als eine solche ausgebildet. Die Energiespeichereinheiten können auch Akkus umfassen oder als solche ausgebildet sein. Die Energiespeichereinheiten können zudem zum Aufladen und/oder zum elektrischen Anbinden des Energiespeichers vorgesehene Komponenten oder weitere Komponenten aufweisen.
  • Die Energiespeichereinheiten können wenigstens teilweise als Niedervolt-Batterien und/oder wenigstens teilweise als Hochvolt-Batterien ausgebildet sein. Wenigstens eine Energiespeichereinheit der Energiespeichereinheiten kann als eine Niedervolt-Batterie ausgebildet sein, beispielsweise im Spannungsbereich zwischen 12 V und 48 V. Nächstens eine Energiespeichereinheit der Energiespeichereinheiten kann als eine Hochvolt-Batterie ausgebildet sein, beispielsweise im Spannungsbereich von 400 V oder mehr. Eine solche Energiespeichereinheit stellt insbesondere wenigstens eine Traktionsbatterie für wenigstens einen Fahrantrieb des Kraftfahrzeugs bereit.
  • Insbesondere sind Spannung und/oder Leistung der Energiespeichereinheiten an den Bedarf des jeweils zugeordneten Bordgeräts angepasst.
  • Die Bordnetzeinrichtung umfasst insbesondere wenigstens ein Leitungssystem zur elektrischen Verbindung der Bordgeräte und der Energiespeichereinheiten und insbesondere auch weiterer Bordnetzkomponenten miteinander. Das Leitungssystem umfasst insbesondere eine Vielzahl von Leitungsverbindungen und beispielsweise Stromkabeln. Die Bordnetzeinrichtung umfasst insbesondere wenigstens eine Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung ist insbesondere mit den Energiespeichereinheiten und den Bordgeräten wirkverbunden.
  • Insbesondere sind wenigstens drei oder wenigstens vier oder wenigstens fünf Energiespeichereinheiten vorgesehen. Vorzugsweise sind wenigstens sechs oder wenigstens acht und besonders bevorzugt wenigstens zehn oder wenigstens zwölf Energiespeichereinheiten vorgesehen. In vorteilhaften Ausgestaltungen können auch wenigstens 15 oder wenigstens 20 oder wenigstens 25 oder mehr Energiespeichereinheiten vorgesehen sein.
  • Die Anmelderin behält sich vor, ein Kraftfahrzeug mit der zuvor beschriebenen Bordnetzeinrichtung zu beanspruchen.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
  • In den Figuren zeigen:
    • 1 eine stark schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Bordnetzeinrichtung; und
    • 2 eine stark schematisierte Darstellung eines Bordnetzes mit einem herkömmlichen zentralen Aufbau der Energieversorgung.
  • Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Bordnetzeinrichtung 1 eines hier nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeugs. Die Bordnetzeinrichtung 1 umfasst hier eine Vielzahl von Bordgeräten 2, denen jeweils eine eigene Energiespeichereinheit 3 zugeordnet ist. So ist hier jedem stromverbrauchenden Bordgerät 2 eine eigene elektrische Energieversorgung zugeordnet. Die Energiespeichereinheiten 3 sind beispielsweise als kleine bzw. kompakte wiederaufladbare Batterien bzw. Akkus ausgebildet. Hier somit jedem elektrisch aktiven Bordgerät 2 ein eigener Akkumulator zur Energieversorgung zugewiesen.
  • Zwischen den Bordgeräten 2 und den Energiespeichereinheiten 3 sind hier stark schematisch elektrische Verbindungen 4 und beispielsweise Stromkabel skizziert. Die hier gezeigte Bordnetzeinrichtung 1 dient sowohl zur Versorgung einer Niedervoltebene als auch zur Versorgung einer Hochvoltebene des Kraftfahrzeugs. Die Niedervoltebene ist hier z. B. als eine 12-V-Ebene ausgelegt. Die Hochvoltebene ist hier eine für Traktionsbatterien von Elektrofahrzeugen vorgesehene Spannungsebene und beträgt beispielsweise 400 V oder mehr.
  • Die Bordnetzeinrichtung 1 ist hier als ein intelligenter Netzverbund 6, auch als Smart Grid bezeichnet, ausgebildet. Dazu sind die Energiespeichereinheiten 3 und die Bordgeräte 2 hier kommunikativ miteinander gekoppelt und von einer Steuereinrichtung 7 gezielt ansteuerbar.
  • Die Energiespeichereinheiten 3 sind hier auf die Peak-Leistung ausgelegt. Jedes der hier gezeigten Bordgeräte 2 kann abhängig vom Stromverbrauch einen eigenen Ladezustand bzw. SOC haben und beliebig einstellen. Benötigt eine Energiespeichereinheit 3 im Verbund 6 mehr Strom, kann dieser z. B. von den übrigen Energiespeichereinheiten 3 im Fahrzeug bezogen werden. Die Versorgung erleidet dadurch bedeutend weniger Verluste als durch die sonst üblichen langen Leitungen mit entsprechend hohen Stromübertragungen.
  • Als Bordgeräte 2 im Verbund 6 sind hier beispielsweise Steuergeräte, Elektromotoren (beispielsweise eines Fahrantriebs oder der Komfortelektrik), Leistungselektronikeinheiten (beispielsweise ein Pulswechselrichter) vorgesehen.
  • Die hier vorgestellte Erfindung bringt erheblich geringere energietechnische Verluste als bei üblichen Bordnetzen mit sich. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei Ausfall einer Energiespeichereinheit 3 die Versorgung durch die übrigen Energiespeichereinheiten 3 aufrechterhalten werden kann. Ein Defekt in der Energieversorgung ist somit besonders effizient austauschbar. Vorteilhaft ist auch, dass Peak-Ströme nicht durch das ganze Fahrzeug geschickt werden müssen. Durch die entsprechend hohe Anzahl an Energiespeichereinheiten 3 bietet die hier gezeigte Bordnetzeinrichtung 1 eine besonders vorteilhafte Redundanz. So können sowohl die Niedervoltebene als auch die Hochvoltebene deutlich stabiler und sicherer betrieben werden.
  • Die hier gezeigte Bordnetzeinrichtung 1 hat den Vorteil, dass eine zentrale Batterie oder eine andere geeignete zentrale Speichereinrichtung gänzlich entfallen kann. In einer vorteilhaften Weiterbildung kann die hier gezeigte Bordnetzeinrichtung 1 aber auch eine zentrale Energiespeichereinrichtung 5 aufweisen. Die Energiespeichereinrichtung 5 kann dann beispielsweise über längere Zeit durch die Energiespeichereinheiten 3 und/oder einer zentralen energiedichteoptimierten Batterie mit wenig Leistung wieder aufgeladen werden. Bei der Erfindung ist es von Vorteil, dass die zentrale Energiespeichereinrichtung 5 voll auf Energiedichte ausgelegt werden kann. Peak-Ströme werden beispielsweise direkt aus den jeweiligen dezentralen Energiespeichereinheiten 3 gespeist.
  • Die 2 zeigt ein herkömmliches Bordnetz 100 eines Kraftfahrzeugs mit einer zentral angeordneten Batterie 101. Durch die zentrale Anordnung der Batterie 101 müssen entsprechend lange und ausreichend dimensionierte Stromkabel zur Versorgung der einzelnen Bordgeräte 2 vorgesehen sein. Dadurch kommt es bei einem solchen Bordnetz 100 zu ungünstigen energietechnischen Verlusten. Zudem sind bei einem Ausfall der Batterie 101 alle Bordgeräte 2 betroffen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2011/0133694 A1 [0002]

Claims (15)

  1. Bordnetzeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug umfassend eine Vielzahl von elektrisch betriebenen Bordgeräten (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Bordgeräte (2) wenigstens zu einem überwiegenden Teil, insbesondere alle Bordgeräte (2), jeweils wenigstens eine eigene Energiespeichereinheit (3) für ihre elektrische Energieversorgung aufweisen.
  2. Bordnetzeinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Energiespeichereinheiten (3) dazu geeignet und ausgebildet sind, die elektrische Energieversorgung des jeweils zugehörigen Bordgeräts (2) für dessen bestimmungsgemäßen Betrieb wenigstens zeitweise allein durch ihre gespeicherte Energie bereitzustellen.
  3. Bordnetzeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energiespeichereinheiten (3) dazu geeignet und ausgebildet sind, für die elektrische Energieversorgung des jeweils zugehörigen Bordgeräts (2) wenigstens zeitweise die Energie heranzuziehen, welche in wenigstens einer der übrigen Energiespeichereinheiten (3) gespeichert ist.
  4. Bordnetzeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energiespeichereinheiten (3) dazu geeignet und ausgebildet sind, zum Aufladen ihres Energiespeichers wenigstens zeitweise die Energie heranzuziehen, welche in wenigstens einer der übrigen Energiespeichereinheiten (3) gespeichert ist.
  5. Bordnetzeinrichtung (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energiespeichereinheiten (3) dazu geeignet und ausgebildet sind, die Energie wenigstens einer der übrigen Energiespeichereinheiten (3) in Abhängigkeit eines (Energiebedarfs und/oder) Leistungsbedarfs ihres jeweils zugehörigen Bordgeräts (2) und/oder ihres Ladezustands und/oder ihres Betriebszustands heranzuziehen.
  6. Bordnetzeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energiespeichereinheiten (3) auf eine Peak-Leistung ihres jeweils zugehörigen Bordgeräts (2) ausgelegt sind.
  7. Bordnetzeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energiespeichereinheiten (3) zu ihrem jeweils zugehörigen Bordgerät räumlich benachbart angeordnet sind.
  8. Bordnetzeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energiespeichereinheiten (3) jeweils einen eigenen Ladezustand (State of Charge, SOC) aufweisen, welcher von einem Leistungsbedarf ihres jeweils zugehörigen Bordgeräts (2) abhängig ist.
  9. Bordnetzeinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Bordgeräte (2) dazu geeignet und ausgebildet sind, den Ladezustand ihrer jeweils zugehörigen Energiespeichereinheit (3) abhängig von ihrem Leistungsbedarf einzustellen.
  10. Bordnetzeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bordgeräte (2) dazu geeignet und ausgebildet sind, bei einer Störung ihrer jeweils zugehörigen Energiespeichereinheit (3) ihre elektrische Energieversorgung durch wenigstens einer der übrigen Energiespeichereinheiten (3) zu decken.
  11. Bordnetzeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Energiespeicherung nur dezentral angeordnete Energiespeichereinheiten (3) vorgesehen sind oder umfassend wenigstens eine zentrale Energiespeichereinrichtung (5), welche nicht auf eine Peak-Leistung der Bordgeräte (2) ausgelegt ist, sodass die zentrale Energiespeichereinrichtung (5) auf Energiedichte statt auf Leistung optimiert werden kann.
  12. Bordnetzeinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die zentrale Energiespeichereinrichtung (5) wenigstens teilweise durch die Energiespeichereinheiten (3) und/oder durch wenigstens eine zentrale Batterie mit geringerer Leistung als die zentrale Energiespeichereinrichtung (5) aufladbar ist.
  13. Bordnetzeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energiespeichereinheiten (3) und die Bordgeräte (2) in einem Verbund kommunikativ miteinander gekoppelt sind und mittels wenigstens einer Steuereinrichtung in dem Verbund gezielt ansteuerbar sind, sodass ein intelligenter Netzverbund (6), auch als Smart Grid bezeichnet, bereitgestellt wird.
  14. Bordnetzeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, geeignet und ausgebildet sowohl für eine Versorgung einer Niedervoltebene als auch für eine Versorgung einer Hochvoltebene des Kraftfahrzeugs.
  15. Bordnetzeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bordgeräte (2) aus einer Gruppe von Bordgeräten (2) entnommen sind, umfassend wenigstens Steuergeräte, Leistungselektronikeinrichtungen (z. B. Puls-Wechsel-Richter), Elektromotoren zum Antrieb eines elektrischen Fahrantriebs (Fahrmotoren), Elektromotoren zum Einstellen und/oder Betätigen von Zusatzeinrichtungen (z. B. Komforteinrichtungen, Klimaeinrichtungen), elektronische Zusatzeinrichtungen (z. B. Assistenzsysteme, Sicherheitssysteme).
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US20110133694A1 (en) 2009-12-04 2011-06-09 Hyundai Motor Company Method for controlling charging voltage of 12v auxiliary battery for hybrid vehicle
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US20120232728A1 (en) 2011-03-10 2012-09-13 Karimi Kamiar J Vehicle Electrical Power Management and Distribution

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