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Der vorliegende Ansatz bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Energieversorgung für ein Fahrzeug, ein Verfahren zum Versorgen zumindest eines elektrischen Verbrauchers eines Fahrzeugs und ein Fahrzeug.
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Zur redundanten Energieversorgung eines Bordnetzes eines Fahrzeugs kann eine zusätzliche Batterie eingeplant werden, oder im Falle eines E-Trucks die Spannung aus unterschiedlichen Zellen mittels DC/DC Wandler generiert werden.
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Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe des vorliegenden Ansatzes, eine verbesserte Vorrichtung, ein verbessertes Verfahren zum Versorgen zumindest eines elektrischen Verbrauchers und ein verbessertes Fahrzeug zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung, ein Verfahren zum Versorgen zumindest eines elektrischen Verbrauchers und ein Fahrzeug gemäß den Hauptansprüchen gelöst.
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Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass eine häufig bereits in einem Fahrzeug verbaute Reihenschaltung zweier Batterien zur Absicherung der Energieversorgung eines Bordnetzes des Fahrzeugs verwendet werden kann.
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Eine entsprechende Vorrichtung für ein Fahrzeug weist dazu die folgenden Merkmale auf:
- eine erste Batterie und eine zweite Batterie;
- eine Fehlererkennungseinrichtung, die ausgebildet ist, um einen fehlerhaften Zustand zumindest einer der Batterien zu erkennen und ein, den fehlerhaften Zustand anzeigendes, Fehlersignal bereitzustellen; und
- eine Schalteinrichtung mit einer ersten Batterieschnittstelle, einer zweiten Batterieschnittstelle, einer dritten Batterieschnittstelle, einer vierten Batterieschnittstelle und einer Verbraucherschnittstelle zum Anschließen zumindest eines elektrischen Verbrauchers an die Vorrichtung, wobei die erste Batterieschnittstelle mit einem ersten Pol der ersten Batterie, die zweite Batterieschnittstelle mit einem zweiten Pol der ersten Batterie, die dritte Batterieschnittstelle mit einem ersten Pol der zweiten Batterie und die vierte Batterieschnittstelle mit einem zweiten Pol der zweiten Batterie verbunden ist, und wobei die Schalteinrichtung ausgebildet ist, um in einem Normalzustand die zweite Batterieschnittstelle von der Verbraucherschnittstelle zu trennen, die zweite Batterieschnittstelle mit der dritten Batterieschnittstelle zu verbinden und die vierte Batterieschnittstelle mit der Verbraucherschnittstelle zu verbinden, und wobei die Schalteinrichtung ausgebildet ist, um in einem Notzustand die zweite Batterieschnittstelle von der dritten Batterieschnittstelle zu trennen und abhängig von dem Fehlersignal entweder die zweite Batterieschnittstelle mit der Verbraucherschnittstelle zu verbinden oder die vierte Batterieschnittstelle mit der Verbraucherschnittstelle zu verbinden.
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Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Fahrzeug zur Personenbeförderung oder um einen Lastkraftwagen handeln. Die Vorrichtung kann ein Bordnetz des Fahrzeugs darstellen oder ein Teil eines solchen Bordnetzes sein. Bei dem elektrischen Verbraucher kann es sich beispielsweise um ein Steuergerät, einen Sensor oder einen Elektromotor des Fahrzeugs handeln. Die Batterien können verwendet werden, um die zum Betrieb des zumindest eines elektrischen Verbrauchers erforderliche elektrische Energie bereitzustellen. Zumindest ein Verbraucher kann ausgebildet sein, um sowohl mit einer Normalspannung als auch mit einer niedrigeren Notspannung betrieben zu werden. Dabei kann die Normalspannung doppelt so groß wie die Notspannung sein. Der Normalzustand kann einen Zustand der Vorrichtung repräsentieren, in dem eine die Batterien umfassende Batterieeinrichtung fehlerfrei ist. In dem Normalzustand können die beiden Batterien in Reihe verschaltet sein und auf diese Weise die Normalspannung bereitstellen. Eine solche Reihenschaltung ist beispielweise in Lastkraftwagen häufig anzutreffen. Der Notzustand kann einen Zustand der Vorrichtung repräsentieren, in dem die Batterieeinrichtung einen Fehler aufweist. Beispielsweis kann die erste Batterie oder die zweite Batterie fehlerhaft sein. In dem Notzustand kann nur eine der beiden Batterien zur Versorgung des elektrischen Verbrauchers verwendet werden. Auf diese Weise kann nur die geringere Notspannung bereitgestellt werden. Die Schalteinrichtung kann eine Mehrzahl elektrischer Schalter, beispielsweise in Form von Leistungstransistoren umfassen. In dem Normalzustand kann die Schalteinrichtung ausgebildet sein, elektrische Leitungen der Vorrichtung so zu verschalten, dass der zumindest eine elektrische Verbraucher durch eine Reihenschaltung der beiden Batterien mit elektrischer Energie versorgt wird. In dem Notzustand kann die Schalteinrichtung dagegen ausgebildet sein, die Reihenschaltung der beiden Batterien aufzutrennen und den zumindest einen elektrischen Verbraucher entweder ausschließlich durch die erste Batterie oder ausschließlich durch die zweite Batterie mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Fehlererkennungseinrichtung kann einen Sensor zum Erfassen des fehlerhaften Zustands zumindest einer der Batterien umfassen oder mit einem solchen Sensor gekoppelt sein.
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Die Schalteinrichtung kann entsprechend ausgebildet sein, um den Notzustand einzunehmen, wenn das Fehlersignal den fehlerhaften Zustand anzeigt. Dies kann unabhängig davon sein, welche der Batterien fehlerhaft ist.
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Die Schalteinrichtung kann ausgebildet sein, um in dem Notzustand die zweite Batterieschnittstelle mit der Verbraucherschnittstelle zu verbinden und die vierte Batterieschnittstelle von der Verbraucherschnittstelle zu trennen, wenn das Fehlersignal einen fehlerhaften Zustand der zweiten Batterie anzeigt. Vorteilhafterweise kann auf diese Weise die gegebenenfalls noch intakte erste Batterie weiterhin zur Energieversorgung des zumindest einen elektrischen Verbrauchers verwendet werden.
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Entsprechend kann die Schalteinrichtung ausgebildet sein, um in dem Notzustand die vierte Batterieschnittstelle mit der Verbraucherschnittstelle zu verbinden und die zweite Batterieschnittstelle von der Verbraucherschnittstelle zu trennen, wenn das Fehlersignal einen fehlerhaften Zustand der ersten Batterie anzeigt. Vorteilhafterweise kann auf diese Weise die gegebenenfalls noch intakte zweite Batterie weiterhin zur Energieversorgung des zumindest einen elektrischen Verbrauchers verwendet werden.
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Die erste Batterie und die zweite Batterie können vom gleichen Typ sein. Die beiden Batterien können die gleiche Nennspannung aufweisen, beispielsweise kann jede der Batterien eine Nennspannung von 12 V aufweisen. Auf diese Weise kann auf typischerweise in Fahrzeugen verbaute Batterien zurückgegriffen werden.
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Die Vorrichtung kann einen Generator aufweisen, der ausgebildet ist, um in dem Notzustand seine Ladespannung auf die einer 12 V Batterie anzupassen und nur eine fehlerfreie der Batterien zu laden. Somit liegt die Ladespannung des Generator im Notbetrieb nicht mehr im 24 V Bereich und es wird nur die fehlerfreie Batterie geladen. Dies bedeutet, dass das Bezugspotential an die fehlerfreie Batterie angelegt werden muss.
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Die degradierte Ladespannung von 12 V soll durch Anpassung des Erregerstroms , Verwendung von zwei Ladereglern oder dem Einsatz von zwei Lichtmaschinen sichergestellt werden.
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Ferner kann die Vorrichtung einen Laderegler aufweisen, der ausgebildet ist, um das Regelsignal unter Verwendung eines Bezugspotentials bereitzustellen. Dabei kann es sich um einen Laderegler handeln, wie er aus dem Fahrzeugbereich bekannt ist. Das Bezugspotential ist abhängig vom Zustand der Batterien.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Schalteinrichtung einen mit dem zweiten Pol der ersten Batterie verbundenen Potentialanschluss zum Bereitstellen des Bezugspotentials und einen Generatoranschluss zum Empfangen des Ladesignals aufweisen.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform werden zwei unabhängige Laderegler oder zwei Lichtmaschinen verwendet. Beispielsweise kann eine Lichtmaschine mit zwei Polpaaren verwendet werden, um die Batterien galvanisch getrennt zu laden. Das ist beispielsweise vorteilhaft für die Auslegung der Halbleiter im Gleichrichter, da die Sperrspannung gering gehalten werden kann und auf hochvolumige 12 V Technik zurückgegriffen werden kann. Auch auf diese Weise können die Batterien hinreichend unabhängig durch die Lichtmaschine(n) nachgeladen werden.
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Die Vorrichtung kann vorteilhaft in einem Fahrzeug eingesetzt werden. Ein entsprechendes Fahrzeug weist neben der genannten Vorrichtung zumindest einen elektrischen Verbraucher auf, der mit der Verbraucherschnittstelle der Vorrichtung verbunden ist.
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Dabei kann der elektrische Verbraucher als ein Steuergerät für einen sicherheitskritischen elektrischen Verbraucher ausgeführt sein. Beispielsweise kann das Steuergerät als ein Steuergerät für ein Bremssystem und/oder als ein Steuergerät zum automatisierten Steuern des Fahrzeugs und/oder als ein Starter für den Motor ausgeführt sein. Vorteilhafterweise können auf diese Weise zum sicheren Betrieb des Fahrzeugs erforderliche Verbraucher auch dann zuverlässig mit elektrischer Energie versorgt werden, wenn im Bereich der Batterien ein Fehlerzustand auftritt.
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Das Fahrzeug kann einen Motor aufweisen, der mit einem Generator der Vorrichtung mechanisch gekoppelt ist. Dabei kann es sich um einen Motor zum Antreiben des Fahrzeugs handeln.
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Ein entsprechendes Verfahren zum Versorgen zumindest eines elektrischen Verbrauchers eines Fahrzeugs mit elektrischer Energie, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Trennen eines zweiten Pols einer ersten Batterie von einer Verbraucherschnittstelle zu dem elektrischen Verbraucher und Verbinden des zweiten Pols der ersten Batterie mit einem ersten Pol einer zweiten Batterie sowie eines zweiten Pols der zweiten Batterie mit der Verbraucherschnittstelle, ansprechend auf einen fehlerfreien Zustand der ersten Batterie und der zweiten Batterie;
- Trennen des zweiten Pols der ersten Batterie von dem ersten Pol der zweiten Batterie und Verbinden des zweiten Pols der ersten Batterie mit der Verbraucherschnittstelle ansprechend auf einen fehlerhaften Zustand der zweiten Batterie oder des zweiten Pols der zweiten Batterie mit der Verbraucherschnittstelle ansprechend auf einen fehlerhaften Zustand der ersten Batterie.
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Beispielsweise können die Schritte des Verfahrens unter Verwendung einer genannten Schalteinrichtung umgesetzt werden.
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Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes werden in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug zu den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Versorgen zumindest eines elektrischen Verbrauchers gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Vorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Lediglich beispielhaft handelt es sich bei dem Fahrzeug 100 um einen Lastkraftwagen. Das Fahrzeug 100 weist zumindest einen elektrischen Verbraucher 104, typischerweise eine Mehrzahl elektrische Verbraucher auf. Beispielsweise handelt es sich bei dem elektrischen Verbraucher 104 um ein Steuergerät für ein Bremssystem des Fahrzeugs 100 oder ein Steuergerät zum Steuern einer Funktionalität des Fahrzeugs 100. Bei einem solchen Steuergerät kann es sich beispielsweise auch um ein Steuergerät zum automatisierten Steuern des Fahrzeugs 100 handeln. Ferner weist das Fahrzeug 100 einen Motor 106 auf. Beispielsweise ist der Motor 106 als ein Antriebsmotor zum Fortbewegen des Fahrzeugs 100 ausgeführt. Dabei handelt es sich beispielsweise um einen Verbrennungsmotor. In diesem Fall weist das Fahrzeug einen weiteren elektrischen Verbraucher 108 Form eines Starters zum Starten des Motors 106 auf. Die elektrischen Verbraucher 104, 108 benötigen für ihren Betrieb elektrische Energie. Diese elektrische Energie wird von der Vorrichtung 102 über zumindest eine Verbraucherschnittstelle gemäß diesem Ausführungsbeispiel über eine erste Verbraucherschnittstelle 110 und eine zweite Verbraucherschnittstelle 112 bereitgestellt.
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Die Vorrichtung 102 umfasst gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Generator 114, eine Batterieeinrichtung 116, eine Schalteinrichtung 118 und eine Fehlererkennungseinrichtung 120. Die Schalteinrichtung 118 wird auch als Batterieschalter bezeichnet.
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Die Batterieeinrichtung 116 umfasst eine erste Batterie 122 und eine zweite Batterie 123. Beispielsweise handelt es sich bei den Batterien 122, 123 jeweils um eine 12 V, 225 Ah, 1150 A Batterie, wie sie typischerweise in Fahrzeugen eingesetzt wird. Im fehlerfreien Zustand der Batterieeinrichtung 116 wird eine Reihenschaltung der Batterien 122, 123 verwendet, um den zumindest einen elektrischen Verbraucher 104, 108 mit elektrischer Energie zu versorgen. Dies wird auch als Normalzustand bezeichnet. In einem fehlerhaften Zustand der Batterieeinrichtung 116, beispielsweise bei einem Ausfall einer der beiden Batterien 122, 123 oder einem Kurzschluss im Bereich einer der beiden Batterien 122, 123, wird nur eine der beiden Batterien 122, 123 verwendet, um den zumindest einen elektrischen Verbraucher 104, 108 mit elektrischer Energie zu versorgen. In diesem Fall entspricht die an den zumindest einen elektrischen Verbraucher 104, 108 bereitgestellte Versorgungsspannung der Batteriespannung, die von der verbleibenden der beiden Batterien 122, 123 bereitgestellt werden kann.
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Der Generator 114 ist mechanisch mit dem Motor 106 gekoppelt beispielsweise ist eine Generatorwelle des Generators 114 über einen Keilriemen mit einer Motorwelle des Motors 106 verbunden. Auf diese Weise kann bei Betrieb des Motors 106 eine von dem Motor 106 bereitgestellte Bewegungsenergie von dem Generator 114 in elektrische Energie gewandelt werden. Die von dem Generator 114 bereitgestellte elektrische Energie kann in die Batterieeinrichtung 116 eingespeist werden, so dass die Batterien 122, 123 aufgeladen werden können. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Betrieb des Generators 114 unter Verwendung eines Ladereglers 124 geregelt. Der Laderegler 124 wird auch als Spannungsregler bezeichnet.
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Die Fehlererkennungseinrichtung 120 ist ausgebildet, um einen fehlerhaften Zustand der Batterieeinrichtung 116 zu erkennen und ein den fehlerhaften Zustand anzeigendes Fehlersignal 126 bereitzustellen. Dazu ist die Fehlererkennungseinrichtung 120 auf eine geeignete Weise mit der Batterieeinrichtung 116 gekoppelt. Beispielweise ist die Fehlererkennungseinrichtung 120 ausgebildet um einen Kurzschluss innerhalb der Batterieeinrichtung 116 oder eine unterhalb einer Spezifikation liegende Ausgangsspannung zumindest einer der Batterien 122, 123 als den fehlerhaften Zustand zu erkennen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Fehlersignal 126 verwendet, um die Schalteinrichtung 118 zwischen dem Normalzustand und dem Notzustand umzuschalten.
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Die Schalteinrichtung 118 weist eine erste Batterieschnittstelle 130, eine zweite Batterieschnittstelle 132, eine dritte Batterieschnittstelle 134, eine vierte Batterieschnittstelle 136, die erste Verbraucherschnittstelle 110 und die zweite Verbraucherschnittstelle 112. Die erste Batterieschnittstelle 130 ist mit einem ersten Pol der ersten Batterie 122, die zweite Batterieschnittstelle 132 mit einem zweiten Pol der ersten Batterie 122, die dritte Batterieschnittstelle 134 mit einem ersten Pol der zweiten Batterie 123 und die vierte Batterieschnittstelle 136 mit einem zweiten Pol der zweiten Batterie 123 verbunden.
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Optional weist die Schalteinrichtung 118 einen Potentialanschluss 138 zum Bereitstellen eines Bezugspotentials für den Laderegler 124 und einen Generatoranschluss 140 auf.
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In dem Normalzustand sind Schalter der Schalteinrichtung 118 so geschaltet, dass die zweite Batterieschnittstelle 132 mit der dritten Batterieschnittstelle 134 verbunden ist, sodass die Batterien 122, 123 in Reihe geschaltet sind. Zudem ist die erste Batterieschnittstelle 130 mit der ersten Verbraucherschnittstelle 110 und die vierte Batterieschnittstelle 136 mit der zweiten Verbraucherschnittstelle 112 verbunden. Auf diese Weise kann über den elektrischen Verbraucher 104 ein Stromkreis über die erste Verbraucherschnittstelle 110 die Reihenschaltung der Batterien 122, 123 und die zweite Verbraucherschnittstelle 112 geschlossen werden. In diesem Fall besteht keine direkte Verbindung zwischen der zweiten Batterieschnittstelle 132 und den Verbraucherschnittstellen 110, 112 sowie zwischen der dritten Batterieschnittstelle 134 und den Verbraucherschnittstellen 110, 112.
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In dem Notzustand ist die Schalteinrichtung 118 ausgebildet, um die Reihenschaltung der Batterien 122, 123 aufzutrennen. Dazu sind die Schalter der Schalteinrichtung 118 so geschaltet, dass die zweite Batterieschnittstelle 132 von der dritten Batterieschnittstelle 134 getrennt ist. Wenn das Fehlersignal 126 einen fehlerhaften Zustand der ersten Batterie 122 anzeigt, werden die erste Batterieschnittstelle 130 und die zweite Batterieschnittstelle 132 und somit die erste Batterie 122 von den Verbraucherschnittstellen 110, 112 getrennt. Stattdessen ist die Schalteinrichtung 118 ausgebildet, um die dritte Batterieschnittstelle 134 mit der ersten Verbraucherschnittstelle 110 und die vierte Batterieschnittstelle 136 mit der zweiten Verbraucherschnittstelle 112 zu verbinden. Auf diese Weise kann über den elektrischen Verbraucher 104 ein Stromkreis über die erste Verbraucherschnittstelle 110 die erste Batterie 122 und die zweite Verbraucherschnittstelle 112 geschlossen werden. Wenn das Fehlersignal 126 einen fehlerhaften Zustand der zweiten Batterie 123 anzeigt, werden die dritte Batterieschnittstelle 134 und die vierte Batterieschnittstelle 136 und somit die zweite Batterie 123 von den Verbraucherschnittstellen 110, 112 getrennt. Stattdessen ist die Schalteinrichtung 118 ausgebildet, um die erste Batterieschnittstelle 130 mit der ersten Verbraucherschnittstelle 110 und die zweite Batterieschnittstelle 132 mit der zweiten Verbraucherschnittstelle 112 zu verbinden. Auf diese Weise kann über den elektrischen Verbraucher 104 ein Stromkreis über die erste Verbraucherschnittstelle 110 die zweite Batterie 123 und die zweite Verbraucherschnittstelle 112 geschlossen werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Laderegler 124 ausgebildet, um den Betrieb des Generators 114 unter Verwendung eines Regelsignals 150 zu regeln. Beispielsweise ist der Generator 114 ausgebildet, um ein Ladesignal 152 zum Laden der Batterieeinrichtung 116 zu generieren und eine Charakteristik des Ladesignals 152 unter Verwendung des Regelsignals 150 anzupassen. Das Ladesignal 152 stellt beispielsweise eine elektrische Spannung oder einen elektrischen Strom dar. Der Laderegler 124 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um das Regelsignal 150 unter Verwendung des an dem Potentialanschluss 138 bereitgestellten Bezugspotentials zu erzeugen und bereitzustellen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Schalteinrichtung 118 ausgebildet, um den Potentialanschluss 138 zur Generierung des Bezugspotentials fix oder schaltbar mit der zweiten Batterieschnittstelle 132 und/oder der vierten Batterieschnittstelle 136 zu verbinden.
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Der Generator 114 ist ausgebildet, um im fehlerfreien Zustand beide Batterien 122, 123 mit einer Nennspannung von 24 V zu laden und bei einer fehlerhaften Batterie 122, 123 die Ladespannung auf 12 V umzustellen. Dazu wird die Verschaltung angepasst, indem einerseits das Bezugspotential umgestellt wird und anderseits die Ladeleitung 140 entweder mit der erste Batterieschnittstelle 130 oder der dritten Batterieschnittstelle 134 verbunden wird.
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Optional ist die Schalteinrichtung 118 ausgebildet ist, um in dem Notzustand ein Abschaltsignal 154 zum Abschalten zumindest eines Verbrauchers 104, 108 bereitzustellen, der nicht zum Betrieb mit der niedrigeren Notspannung geeignet ist.
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Optional ist der zumindest eine elektrische Verbraucher 104 über eine Sicherungseinrichtung 160, hier einen zwischengeschalteten Sicherungskasten, mit den Verbraucherschnittstellen 110, 112 verbunden.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Generator 114 über eine elektrische Leitung mit dem Generatoranschluss 140 und optional dem Starter 108 verbunden. Der zumindest eine elektrische Verbraucher 104 ist über eine elektrische Leitung und optional eine Sicherungseinrichtung 160, hier einen zwischengeschalteten Sicherungskasten, mit der ersten Verbraucherschnittstelle 110 verbunden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind zwei elektrische Leitungen gezeigt, beispielsweise zum Verbinden von zwei separaten elektrischen Verbrauchers 104 mit der Schalteinrichtung 118. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein zweiter Verbraucheranschluss der zweiten Verbraucherschnittstelle 112 über eine elektrische Leitung mit dem Starter 108 und dem Motor 106 verbunden. Beispielhafthaft ist dazu die Masseverbindung des Generators 114 mit dem Motor 106 verbunden. Ferner sind weitere zwei Verbraucheranschlüsse der zweiten Verbraucherschnittstelle 112 über zwei elektrische Leitungen über die optionale Sicherungseinrichtung 160 mit dem zumindest einen elektrischen Verbraucher 104 verbunden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Fahrzeug 100 ein redundantes Bordnetz durch eine degradierte Spannung auf. Redundanzen zu schaffen ist beispielsweise im Zuge des automatisierten oder autonomen Fahrens von Fahrzeugen aller Art notwendig oder zumindest sinnvoll. Diese Redundanzen sind so auszulegen, dass das Fahrzeug 100 nicht in einen sicherheitskritischen oder unbeherrschbaren Zustand geraten kann. Es wird somit dazu übergegangen, Systeme wie zum Beispiel das elektrische Bremssystem EBS oder ABS (Antiblockiersystem), die beispielhaft durch den zumindest einen elektrischen Verbraucher 104 angedeutet sind, mehrfach im Fahrzeug 100 zu platzieren. Damit dies bei einem Einfachfehler nicht zu einem verketteten Ausfall kommt, werden die Stromversorgungen der Steuergeräte, wie des zumindest einen elektrischen Verbrauchers 104, hinreichend unabhängig ausgelegt. Gemäß dem beschriebenen Ansatz ist es dazu vorteilhafterweise nicht erforderlich eine zusätzliche Batterie einzuplanen, oder im Falle eines E-Trucks als Fahrzeug 100 die Spannung aus unterschiedlichen Zellen mittels DC/DC Wandler zu generieren.
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Stattdessen wird die Gegebenheit ausgenutzt, dass in einigen Fahrzeugen, insbesondere bei Lastkraftwagen, die Bordnetzspannung durch zwei 12 V Batterien in Reihenschaltung miteinander betrieben wird. Durch Nutzung der Schalteinrichtung 118, die als ein spezieller Batterieschalter angesehen werden kann, kann im Fehlerfall eine der Batterien 122, 123 vom Bordnetz isoliert werden, jedoch das Bordnetz auf einer degradierten halben Spannung weiter zur Verfügung stehen.
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Das Bezugspotential ist abhängig vom Zustand der Batterien. Im fehlerfreien Zustand ist das Bezugspotential die vierte Batterieschnittstelle 136, sowie bei fehlerhafter Batterie 122. Bei fehlerhafter Batterie 123 ist die zweite Batterieschnittstelle 132 der Bezug.
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Durch den beschriebenen Ansatz kann die Verfügbarkeit des Bordnetzes erhöht werden, insofern die Steuergeräte, wie der zumindest eine elektrische Verbraucher 104, mit dieser „Unterspannungssituation“ noch in der Lage sind Sensoren und Aktuatoren zu versorgen.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Versorgen zumindest eines elektrischen Verbrauchers gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren kann beispielsweise im Zusammenhang mit der anhand von 1 beschriebenen Vorrichtung umgesetzt werden.
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Ansprechend oder während eines fehlerfreien Zustands der Batterieeinrichtung wird in einem Schritt 201 der zweite Pol der ersten Batterie von der Verbraucherschnittstelle zu dem elektrischen Verbraucher getrennt und in einem Schritt 203 der zweite Pols der ersten Batterie mit dem ersten Pol der zweiten Batterie sowie der zweite Pol der zweiten Batterie mit der Verbraucherschnittstelle verbunden.
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Ansprechend oder während eines fehlerhaften Zustands der zweiten Batterie wird in einem Schritt 205 der zweite Pol der ersten Batterie von dem ersten Pol der zweiten Batterie getrennt und in einem Schritt 207 der zweite Pols der ersten Batterie mit der Verbraucherschnittstelle verbunden. Ansprechend oder während eines fehlerhaften Zustands der ersten Batterie wird in dem Schritt 205 ebenfalls der zweite Pol der ersten Batterie von dem ersten Pol der zweiten Batterie getrennt, jedoch in dem Schritt 207 der erste Pol der zweiten Batterie mit der Verbraucherschnittstelle verbunden.
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Wenn der fehlerhafte Zustand behoben wird, können erneut der Schritt 201, 203 ausgeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Fahrzeug
- 102
- Vorrichtung
- 104
- elektrischer Verbraucher
- 106
- Motor
- 108
- Starter
- 110
- erste Verbraucherschnittstelle
- 112
- zweite Verbraucherschnittstelle
- 114
- Generator
- 116
- Batterieeinrichtung
- 118
- Schalteinrichtung
- 120
- Fehlererkennungseinrichtung
- 122
- erste Batterie
- 123
- zweite Batterie
- 124
- Laderegler
- 126
- Fehlersignal
- 130
- erste Batterieschnittstelle
- 132
- zweite Batterieschnittstelle
- 134
- dritte Batterieschnittstelle
- 136
- vierte Batterieschnittstelle
- 138
- Potentialanschluss
- 140
- Generatoranschluss
- 150
- Regelsignal
- 152
- Ladesignal
- 154
- Abschaltsignal
- 160
- Sicherungskasten
- 201
- Schritt des Trennens
- 203
- Schritt des Verbindens
- 205
- Schritt des Trennens
- 207
- Schritt des Verbindens
