DE10208982A1 - Kraftfahrzeug mit zwei Bordnetzen - Google Patents

Kraftfahrzeug mit zwei Bordnetzen

Info

Publication number
DE10208982A1
DE10208982A1 DE10208982A DE10208982A DE10208982A1 DE 10208982 A1 DE10208982 A1 DE 10208982A1 DE 10208982 A DE10208982 A DE 10208982A DE 10208982 A DE10208982 A DE 10208982A DE 10208982 A1 DE10208982 A1 DE 10208982A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
motor vehicle
vehicle according
voltage
consumers
electrical system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10208982A
Other languages
English (en)
Inventor
Heinz Leiber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intedis GmbH and Co KG
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE10208982A priority Critical patent/DE10208982A1/de
Publication of DE10208982A1 publication Critical patent/DE10208982A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/14Balancing the load in a network
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/08Three-wire systems; Systems having more than three wires
    • H02J1/082Plural DC voltage, e.g. DC supply voltage with at least two different DC voltage levels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/46The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ICE-powered road vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

Es wird ein Kraftfahrzeug mit zwei Bordnetzen unterschiedlicher Spannung beschrieben. DOLLAR A Es geht darum, Kurzschlüsse zwischen den beiden Bordnetzen zu vermeiden, wozu die beiden Bordnetze weitgehend voneinander getrennt verlegt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des An­ spruchs 1.
Wegen des verstärkten Einsatzes von elektrisch betriebenen Systemen, wie Servo­ lenkung, elektrische Bremse, elektromagnetische Ventilsteuerung, Rekuperation usw. und der Vorteile für das Bordnetz wird die Einführung eines 42 V-Bordnetzes vorbereitet. Hierbei ist es möglich nur ein 42 V-Bordnetz vorzusehen oder parallel ein 42 V-Bordnetz und ein 14 V-Bordnetz (sh, z. B. VDI-Berichte Nr. 1547,2000, S. 477ff) einzusetzen; es gibt eine Reihe von Vorteilen für die Verwendung zweier Bordnetze, wobei das eine eine 14 V Betriebsspannung aufweist. Diese sind:
  • - eine 12 V-Batterie ist kostengünstiger, kleiner und geringer im Gewicht als eine 36 V-Batterie bei gleicher Speicherkapazität
  • - viele Steuergeräte, wie Kombiinstrumente, Airbag, Displays benötigen 12 V oder weniger. Nur ca. 10% der Verbraucher sind prädestiniert für 42 V.
  • - Motoren mit geringer Leistung < 5 W sind für 42 V in der Wickeltechnik zu aufwen­ dig oder nicht darstellbar.
  • - Glühlampen benötigen Spannungen < 12 V.
  • - DC-Konverter 42/12 V für Steuergeräte mit relativ geringer Leistung sind aufwen­ dig.
  • - Die Infrastruktur im Service und bei Fahrzeugherstellern ist auf 12 V eingestellt, nämlich bei
  • - den Prüfgeräten in der Endmontage
  • - den Servicegeräten und für den
  • - Fremdstart und
  • - die Umstellung erfordert einen langen Zeitraum
  • - die 42 V-Technik ist für Relais aufwendiger, die 12 V-Relais haben sich in Kosten und Zuverlässigkeit etabliert
  • - die 42 V-Technik erfordert wegen Lichtbogenbildung bei Steckern, Schaltern und Relais spezielle Maßnahmen
Die elektrische Bremse, brake by wire, erfordert 2 Batterien und 12 V für leistungs­ schwächere Hinterachsbremse (ggf. 12 V-Versorung nur bei Ausfall der 36 V-Batterie).
Die Erfindung geht von der Verwendung zweier Bordnetze aus. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde eine Strukturierung der Verbrauchsleitungen der beiden Bordnetze vorzu­ schlagen, bei der Kurzschlüsse zwischen den Leitungen der beiden verschiedenen Bordnetze zumindest weitgehend vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausge­ staltungen der Erfindung sind in den Unteransprüche beschrieben.
Anhand des Ausführungsbeispiels der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 die mögliche Strukturierung der beiden Bordnetze
Fig. 2 u. 3 mögliche Ausbildungen der Stromverteiler der beiden Bordnetze
Fig. 4 eine mögliche Versorgung der Verbraucher im Motor raum
In der Fig. 1 ist der Umriss 1 eines Fahrzeugs gezeigt, das Räder 2, einen Motor 3, Türen 4 und 5, einen Motorraum 6, einen Fahrzeuginnenraum 7 und einen Koffer­ raum 8 aufweist. Das gezeigte Fahrzeug weist ein 42 V-Bordnetz mit einem Stromver­ teiler 15 und einer 36 V-Batterie 15a auf. Die zugehörigen Verbindungsleitungen die­ ses Bordnetzes sind voll ausgezogen dargestellt. Sie sind besonders geschützte Lei­ tungen. Das Fahrzeug weist auch ein 14 V-Bordnetz auf, das einen Stromverteiler 30 mit einer Batterie 30a aufweist. Die zugehörigen Verbindungsleitungen einschließlich der 14 V-Verbindungsleitung zwischen dem Stromverteiler 15 und dem Stromverteiler 30, die zur Versorgung des zweiten Bordnetzes und zur Ladung der Batterie 30a dient, sind gestrichelt eingezeichnet. Zur Umsetzung der 42 V des einen Bordnetzes auf die 14 V des andern Bordnetzes dient ein im Stromverteiler 15 enthaltener Span­ nungsumsetzer. Stromverteiler 30 und die Batterie 30a sind im hinteren Teil des Fahrzeugs in der Zeichnung unter der Rückbank oder alternativ im Kofferraum 8, und somit in Längsrichtung gesehen, entfernt vom Verteiler 15 und gegenüber dem Ver­ teiler 15 auf der anderen Wagenseite untergebracht.
Die Zeichnung zeigt eine Konzentration der 42 V-Verbraucher im Motorraum 6 und in der Nähe davon, wie z. B. die Frontscheibe evt. mit Heizung und Scheibenwischer 16. Die 42 V-Verbraucher im Motorraum sind der Motor 3, Innenraumlüftermotore 12, die Servolenkung 13, und der ABS-Motor 14. Dazu gehören auch die Motorsteue­ rung, der Motor und die Kupplung des Klimakompressors und eine Luftpumpe. Im Motorraum ist auch ein im Motor integrierter Startermotor/Generator 18 unterge­ bracht, wobei der Generator die Betriebsspannung liefert und die Batterie 15a lädt.
Ein Versorgungsstrang des 42 V-Bordnetzes führt auch zum Kofferraum 8 und ver­ sorgt dort die Heckscheibenheizung 10, die Tankpumpe 19 und den Heckscheiben­ wischer 20.
Das auf der andern Seite des Fahrzeugs 1 angeordnete 14 V-Bordnetz versorgt Verbraucher mit geringerem Leistungsbedarf. Vom Stromverteiler 30 führt dort ein Versorgungsstrang 21 zu den rechten Fahrzeugtüren, ein weiterer Strang 23 zum rechten und weiter (Leitung 23a) zum linken vorderen Motorraum (Scheinwerfer, Scheinwerferscheibenwischer) und ein weiterer Strang 24 zum Kofferraum 8 mit den Heckleuchten und den Audio- oder Telematikgeräten. Ein weiterer Versorgungs­ strang 25 führt zum Cockpit, ein weiterer 26 zur Mittenkonsole und zu den Sitzen (Verstellung, Heizung) und einer 27 zum Dach (Schiebedachmotor, Innenraumleuch­ ten, usw.). Nicht eingezeichnet ist ein Strang, der zu den Sicherheitssystemen führt. Dieser hat im Cockpitinnenraum und Kofferraum seine Anschlüsse.
Wichtig für die beschriebenen Strukturen sind die intelligenten Stromverteiler 15 und 30. Von diesen werden die gesamten Bordnetze auf Funktion und Stromverbrauch überwacht, wozu die Eingangs-, Ausgangs- und/oder Verbraucherströme gemessen und in einem MC zu Steuersignale für die einzelnen Netzfeile und Stränge verarbeitet werden. Auch der Ladezustand der Batterien 15a und 30a wird überwacht.
In der Zeichnung werden auch die linken Türen 4 und 5 von dem 12 V-Bordnetz über einen Strang 22 versorgt. Hier kommt es zu den einzigen Kreuzungen x der 42 V- und 12 V-Leitungen. Hier werden besondere Maßnahmen zur Isolation der Netze gegen­ einander vorgenommen. Um auch diese Kreuzungen x zu vermeiden, wird alternativ die Versorgung dieser Türen durch das 42 V-Netz vorgeschlagen, was eine gewisse Redundanz bezüglich der Spannungsversorgung für die Türen bedeutet.
Die 42 V-Versorgung der Türen macht allerdings die Elektronik aufwendiger, weil ne­ ben einem Hochstromverbraucher, nämlich dem Fensterhebermotor mit 150 W, viele kleine Verbraucher, z. B. Motoren von Außenspiegel und im Türschloss und Leuch­ ten versorgt werden müssen. Wegen der kleinen Leistung dieser Türschloss- und Außenspiegelmotore lassen diese sich nicht mit einer 42 V-Wicklung ausführen. Es wird also ein 42/14 V-Spannungskonverter im Steuergerät für die Tür benötigt.
Andererseits ist es vorteilhaft, Strukturen und entsprechende Steuergeräte, die vor­ wiegend nur mit Hochstromverbrauchern bestückt sind, an das 42 V-Netz anzuschlie­ ßen. Typisches Beispiel ist der Sitz, der neben der Sitzheizung (200 W) bis zu 8 Ver­ stellmotore (insges. 100 W) enthalten kann. Die Elektronik der Sitzbelegung oder z. B. Display im Sitz für Multimedia kann dann von einem DC-Konverter geringer Leistung im Sitzsteuergerät versorgt werden.
In Fig. 2 ist ein erster Stromverteiler 41 für hohe Spannung (42/36 V) und ein zweiter Stromverteiler 60 für niedrige Spannung 14/12 V dargestellt. Beide Verteiler 41 und 60 sind direkt an ihre 36 V-, bzw. 12 V-Batterie 41a, bzw. 60a angebaut, wodurch ein Kurzschluss zwischen Batterie und Stromverteiler ausgeschlossen ist. An der Klem­ me 43 des ersten Stromverteilers 41 ist der 42 V-Generator angeschlossen. Im Stromverteiler 41 wird der Eingangsstrom über einen Shunt 42 zur Messung des Eingangsstromes geführt. Die Eingangsleitung führt zu mehreren Endverstärkern 44 über die Verbraucher 45 versorgt werden. Außerdem führt sie zu einer Sicherung 47 und weiter zu einem Steuergerät 48, z. B. für die elektrische Servolenkung. Weiterhin ist die Eingangsleitung mit einem Microcomputer (MC) 49 verbunden und schließlich noch mit einem Eingang eines Spannungskonverters, 50, der am Ausgang 14 V ab­ gibt.
Die Endstufen und der Strompfad zum Steuergerät 48 können beliebig erweitert sein. Bei den Endverstärkern 44 ist je ein integrierter Widerstand zugrunde gelegt; über diesen und über der Sicherung 47 und über dem Shunt 42 werden die jeweiligen Ströme gemessen und dem MC49 mitgeteilt, was durch die Pfeile 51 angedeutet ist. Im Stromverteiler 41 wird somit der Eingangsstrom (über Shunt 42) und die Aus­ gangsströme (über Sicherung 47 und Endstufen 44) gemessen und dem Powerma­ nagement MC49 mitgeteilt. Die ansteuerbaren Endstufen 44, z. B. Mosfeds stellen zugleich eine elektronische Sicherung dar. Hier kann durch die Strommessung auch ein Teilkurzschluss erkannt werden, wenn der Nennstrom überschritten wird. Die Endstufe wird dann vom MC 49 gesperrt. Man sieht trotz der Sicherungswirkung der Endstufen Sicherungen 46 im Strompfad vor, um bei dem seltenen Fall eines Kurz­ schlusses und des gleichzeitigen Durchlegierens der Endstufe, einem Brand vorzu­ beugen. Man kann hier jedoch eine nicht auswechselbare Schmelzsicherung oder eine regenerierbare Sicherung (z. B. Polyswitch) verwenden. Den Stromverteiler 41 samt Batterie 41a wird man vorzugsweise im Motorraum unterbringen, da dort ja auch die Verbraucher hoher Leistung untergebracht sind, die vorzugsweise mit 42 V betrieben werden (wie z. B. Motorgebläse, Innenluftgebläse, Frontscheibenwischer), evt. Frontscheibenheizung, ABS-Motor). Der Strompfad mit der Sicherung 47 ist ty­ pisch für die Versorgung eines externen Steuergeräts 48 mit hoher Leistung, wie z. B. die elektrische Servolenkung. Die Aufgabe der Sicherung 47 ist, einen seltenen Kurzschluss in der Verbindungsleitung, z. B. bei einem Crash abzusichern. Daher muss diese nicht auswechselbar realisiert werden.
Der MC 49 ist mit den externen Steuergeräten, z. B. 48, z. B. mittels eines Datenbus 52, z. B. Can verbunden und erhält alle Informationen über die extern geschalteten Verbraucher und den 12 V-Stromverteiler 60 und kann umgekehrt dort eingreifen.
Der Spannungskonverter 50 versorgt den Verteiler 60 über eine Leitung 53.
Am Eingang und Ausgang des Stromverteilers 60, nämlich an einem Shunt 61 und hinter dem Anschluss der Batterie 60a am Shunt 62 wird der Eingangs- und Aus­ gangsstrom der Batterie und des Verteilers gemessen und einem zweiten MC 63 mitgeteilt, der seinerseits mit dem MC 49 über den Datenbus korrespondiert. Entspre­ chend wird durch Steuerung des Spannungskonverters 50 der Ein- und Ausgangs­ strom im Gleichgewicht gehalten, wobei Stromspitzen von der Batterie abgedeckt werden.
Die beiden MC 49 und 63 stellen gleichzeitig eine gegenseitige Redundanz dar, das heißt jeder kann bei Ausfall des andern MC das Management übernehmen, sofern nicht ein Totalausfall des MC vorliegt.
Der Stromverteiler ist in der Baugröße klein und ist mit vielen Funktionen ausgestat­ tet und kann daher als intelligenter Stromverteiler bezeichnet werden.
Der 12 V-Stromverteiler 60 hat, wie gesagt, am Eingang ebenfalls einen Shunt 61, dessen Ein- und Ausgang mit dem MC 63 verbunden sind. Die 12 V-Stromversorgung geht zunächst zur 12 V-Batterie 60a. Die weiterführende Stromleitung 64 geht wieder über einen Shunt 62, so dass Ein- und Ausgangsstrom im 12 V-Stromverteiler 60 ge­ messen werden können. Kurzzeitige Belastungen, die der Gleichstromkonverter 50 nicht abdeckt, können somit vom Powermanagement erfasst werden. Als Alternative zum Shunt sind auch strommessende Elemente, wie z. B. Hallelemente denkbar.
An die 12 V-Stromversorgungsleitung 64 sind eine Reihe von Sicherungen 65 ange­ schlossen. Hier schließen sich Leitungsstränge 66 des 12 V-Bordnetzes mit Steuer­ geräten 66a an, z. B. die Versorgung des Fahrzeugs links, des Fahrzeugs rechts, die 12 V-Verbraucher des Motorraums, Sicherheitssysteme, Kofferraum, Motor und Ge­ triebe. Die Sicherungen können auch hier regenerierbare Sicherungen sein.
Die eingezeichneten Abzweigungen 67 führen zu weiteren Verbrauchern. Diese an die Leitungsstränge 66 angeschalteten Steuergeräte 66a melden dem Powermana­ gement im MC 63 über den Datenbus 52 die Leistungen des angeschalteten Ver- Verbrauchers. Dieser wird dann wiederum im Powermanagement verglichen mit dem gemessenen Strom am Shunt 62.
An die 12 V-Leitung 64 sind auch Verbraucher 68 angeschaltet, die über Schalter 69 betrieben werden. Dies sind z. B. Zigarrenanzünder und dgl. Hier lohnt sich kein Busknoten, wie er bei den Steuergeräten vorgesehen ist. Über eine hier im Strom­ pfad eingebaute Sicherung 70 kann der Strom gemessen werden und dem MC 63 gemeldet werden. Über einen weiteren Strompfad 71 kann alternativ zu den Endstu­ fen 44 im 42 V-Stromverteiler 41 eine Endstufe 72 zum Schalten von Verbrauchern 73 eingesetzt werden. Wegen des kleineren Stromes wird hier auf eine Absicherung verzichtet.
Die Leitung 64 führt zum MC 63 und zu einem Gleichstromkonverter 74. Dieser setzt die Spannung auf 42 V herauf zum Laden der 36 V-Batterie 41a oder eines startrele­ vanten Energiespeichers über die Leitung 74a, wenn ein 42 V-Starter vorgesehen ist. Wird ein Schwungradstarter mit 12 V Betriebsspannung verwendet, wird die Mo­ torsteuerung mit 42 V über die Leitung 75 versorgt.
Der Fremdstartstützpunkt 76 ist mit dem 12 V-Kreis und dem Pulswechselrichter 77 des Schwungradstarters verbunden.
Auch beim 12 V-Stromverteiler 60 gilt, dass das gesamte Bordnetz in der Strom- und auch Spannungsbilanz überwacht wird. Damit können vom Powermanagement in einfacher Weise die Zustände SOC und SOH der Batterien erfasst werden.
Fig. 3 zeigt eine Alternative zum 12 V-Stromverteiler 60. Der Unterschied liegt ledig­ lich darin, dass in diesem 12 V-Stromverteiler 80 Relais 81 mit Sicherungen 82 in den, den Leitungssträngen 46 der Fig. 1 entsprechenden Leitungssträngen 83 ver­ wendet werden. Deren Schalter werden im Falle eines Kurzschlusses geöffnet. Der Vorteil liegt darin, dass im Kurzschlussfall die Sicherungen 82 nicht ausgewechselt werden müssen. Hier sind ähnlich wie beim 42 V-Stromverteiler 41 nicht auswechsel­ bare Sicherung 82 für den unwahrscheinlichen Fall des Relaisklebens im Kurz­ schlussfall vorgesehen. Der Ausgangsstrom zu den Leitungssträngen 83 wird ge­ messen. Der große Vorteil der Relais 81 liegt aber im Verpolschutz für die nachge­ schalteten Leitungsstränge 83, der beim Fremdstart nicht auszuschließen ist.
Außerdem hat das Relais den Vorteil, dass bei einem kurzzeitigen Kurzschluss der Leitungsstrang bald wieder betriebsfähig ist.
Bei den Leitungssträngen 83 mit Verzweigungen 84 (entsprechend 50 in Fig. 1) ist es auch denkbar in den Kabelbaum regenerierbare Sicherungen vor oder nach den Steuergeräten 87 einzubauen. Das hat den Vorteil, dass im Kurzschlussfall nicht der gesamte Strang, sondern nur ein Zweig abgeschaltet werden kann. Die Versorgung aller Ausgänge über Relais hat den Vorteil, dass der gesamte Verteiler verpolsicher ist, da die Relais vom MC nur angesteuert werden, wenn die richtige Polung vorliegt. Ein weiteres Relais 88 ist in einem Strompfad 89 mit Schaltern verwendet. Dieses Relais versorgt zusätzlich eine Endstufe 90 und einen Gleichspannungskonverter 91, die damit einen Verpolschutz haben.
Der MC 92 ist durch einen einfachen Verpolschutz 93 abgesichert.
Dieses Konzept für den Stromverteiler 80 ist dem Stromverteiler 60 der Fig. 2 überle­ gen und trotz der Relais 81 dem 42 V-Verteiler ebenbürtig.
Mit diesem Stromverteiler ist weitestgehend das gesamte Bordnetz einschließlich der Batterie 94 überwachbar. Der Einbauraum ist kleiner als bei den heutigen Siche­ rungskästen und es wird erreicht, dass kein Fahrzeug mehr liegen bleibt, weil der Fahrer die Sicherung nicht wechseln kann. Das Powermanagement (MC) kann über ein Display im Fahrzeug einen kritischen Zustand im Bordnetz melden und dieser kann sogar über Telematic weiteren Diensten zugeleitet werden. Das Konzept kann z. B. im Crashfall außer den sicherheitsrelevanten Funktionen den Rest abschalten oder nur den kurzgeschlossenen Teil. Das Powermanagement erfasst auch den Ge­ nerator, dessen Ausgangsstrom bedarfsabhängig gesteuert wird.
Fig. 4 zeigt eine gegenüber Fig. 1 etwas geänderte Versorgung der Verbraucher im Motorraum. Der intelligente Stromverteiler ist auch hier mit 15 bezeichnet. In diesem Beispiel versorgt er auch die Leuchteinheiten 100 und 100a über getrennte Stränge wobei hier Pulsweitenmodulatoren, die sich in den Blöcken 101 und 101a befinden, zwischengeschaltet sind, die die hohe Spannung des Stromverteilers 15, z. B. 42 V in eine der Befeuchtung entsprechende mittlere Spannung von z. B. 12 V herabsetzen. Auch benachbarte Verbraucher 102, wie Leuchtweitenverstellung, Waschwasserhei­ zung, Horn und Scheinwerferreinigung werden mittels dieser herabgesetzten Span­ nung der Blöcke 101, 101a versorgt. Vorzugsweise sind die Blöcke 101 und 101a als Busknoten ausgebildet, die, da sie zeitunkritisch sind, z. B. über 1-Draht-Bus, z. B. einen LIN-Bus LB bedient werden können. Auch der Luftpumpe 102a, dem Innen­ raumgebläse 102b und dem Scheibenwischermotor 102c sind Busknoten zugeord­ net. Sie über einen 1-Draht-Bus z. B. LIN-Bus LB bedient werden. Zeit- und/oder si­ cherheitsrelevante Verbraucher wie z. B. die Motorsteuerung 103, die Lenkhilfe 104 und die Bremshilfe EPS 105 sind ebenfalls Busknoten zugeordnet, die jedoch mittels "Timetriggered Protokoll" TB arbeiten.
In der Fig. 2 sind zwei Spannungswandler 50 und 74 vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich nur einen bidirektionalen Spannungswandler vorzusehen, der die Funktio­ nen der beiden Spannungswandler übernimmt. Dieser wird vorzugsweise dem zwei­ ten Stromverteiler mit der niedrigeren Spannung zugeordnet. Er setzt also die Span­ nung der Niederspannungsbatterie (12 V) in die Versorgungsspannung des 42 V- Bordnetzes um. Diese Versorgung wird gebraucht und ist gegebenenfalls kurzzeitig überlastbar, wenn der integrierte Startergenerator z. B. bei seiner Verwendung als elektrischer Antrieb, z. B. bei Rekuperation keinen ausreichenden Strom ins 42 V- Bordnetz liefert und im 42 V-Bordnetz leistungsstarke Verbraucher, z. B. der Motor der Servolenkung, z. B. bei einem Lenkmanöver, stärker beansprucht werden.
Mittels der intelligenten Stromverteiler und ist der Spannungskonverter verpolge­ schützt, was auch für die beiden Spannungskonverter der Fig. 2 gilt.
Wird der intelligente Stromverteiler mit der niedrigen Spannung, wie in Fig. 1 gezeigt, im hinteren Teil des Fahrzeugs untergebracht, so kann man die 42 V-Verbraucher, die in der Nähe angeordnet sind, von dem Eingang des bidirektionalen Spannungs­ wandlers versorgen. Auch hier kann der Spannungswandler durch den intelligenten Stromverteiler gegen Verpolung am Fremdstartanschluss geschützt sein.

Claims (21)

1. Kraftfahrzeug mit zwei Bordnetzen mit unterschiedlicher Spannung, von denen das erste, das die höhere Spannung aufweist, einen Generator (18) und eine Batterie und/oder einen relevanten Energiespeicher (15a) und das zweite eine Batterie (30a) aufweist und bei dem den beiden Bordnetzen unterschiedliche Verbraucher zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bord­ netze je einen intelligenten Stromverteiler (15, 30) aufweisen, von denen aus jeweils die zugeordneten Verbraucher über Leitungen versorgt werden und die, die zugeordneten Bordnetze auf Kurzschluss überwachen und von denen ge­ gebenenfalls der Stromverteiler (30) des zweiten Bordnetzes zusätzlich sein Bordnetz auf Verpolschutz überwacht, dass wenigstens im zweiten Bordnetz ein Spannungskonverter (74) vorgesehen ist, dessen Ausgang mit dem Bord­ netz mit der höheren Spannung verbunden ist und dass die Leitungen der bei­ den Bordnetze wenigstens weitgehend voneinander getrennt verlegt sind.
2. Kraftfahrzeug Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die intelligenten Stromverteiler durch Strom- und/oder Spannungsmessung von Eingangs- und Ausgangsströmen und Stromregelung mittels Microcomputern MC (49, 63) die Bordnetze auf Funktion und Verbrauch überwachen.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ver­ sorgungsleitungen der beiden Bordnetze weitgehend auf unterschiedlichen Fahrzeughälften verlaufen.
4. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (15a) und/oder der relevante Energiespeicher und der Strom­ verteiler (15) des ersten Bordnetzes in einem Einbauraum, vorzugsweise im Motorraum (6) untergebracht sind.
5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbraucher (11 bis 14 und 16) für die höhere Spannung wenigstens weitgehend in einem Einbauraum, vorzugsweise im Motorraum (6) untergebracht sind und mittels geschützter Leitungen mit dem ersten Stromverteiler (15) verbunden sind.
6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (30a) und der Stromverteiler (30) des zweiten Bordnetzes im Fahrzeuginnenraum (7) oder Kofferraum (8) unterbracht sind.
7. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromverteiler (15, 30) in Batterienähe angeordnet sind, insbesondere an den Batterien (15a, 30a) angebaut sind.
8. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromverteiler (15, 30) für die einzelnen Verbraucherstrompfade Si­ cherungen, vorzugsweise in Ansteuerendstufen integrierte Sicherungen und gegebenenfalls zusätzliche Schmelzsicherungen aufweisen.
9. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an notwendigen Kreuzungen (x) von Leitungen der beiden Bordnetze zu­ sätzliche elektrische Isolierungen vorgesehen sind.
10. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung von Kreuzungen von Leitungen der beiden Bordnetze Verbraucher für die niedrige Spannung dem Bordnetz für die höhere Spannung zugeordnet werden.
11. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromverteiler (30) des zweiten Bordnetzes mit wenigstens einem der Versorgungsstränge zu den rechten Fahrzeugtüren (Strang 21), zum Motor­ raum (Strang 23), zum Kofferraum (Strang 24), zum Cockpit (Strang 25), zu den Sitzen (Strang 26), zum Dach und/oder zu den Sicherheitssystemen verbunden ist.
12. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbraucher (100, 100a) im Motorraum oder dazu benachbart mit niedriger Betriebsspannung vom ersten Stromverteiler (15) unter Einschaltung von wenigstens einem Pulsweitenmodulator (101, 101a) zur Herabsetzung des Mittelwerts der Versorgungsspannung versorgt werden.
13. Kraftfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtein­ heiten (100, 100a) des Kraftfahrzeugs durch getrennte Stränge mit dem ersten Stromverteiler (15) verbunden sind und dass die Pulsweitenmodulatoren (101, 101a) den Leuchteinheiten (100, 100a) zugeordnet sind.
14. Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zu den Leuchteinheiten (100, 100a) benachbarte Verbraucher (102) mit niedriger Be­ triebsspannung von den Pulsweitenmodulatoren (101, 101a) der Leuchteinhei­ ten mitversorgt werden.
15. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgung der an den ersten Stromverteiler (15) angeschlossenen Verbraucher über Busknoten (105, 105a) von Busverbindungen (LB, TB) er­ folgt.
16. Kraftfahrzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zeitunkritische Busknoten (105) für entsprechende Verbraucher (100, 100a, 102) über 1-Draht- Bus (z. B. LIN-Bus LB) versorgt werden.
17. Kraftfahrzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Zeit- und/oder sicherheitsrelevante Busknoten (105a) für entsprechende Verbraucher (103, 104, 105) mittels Bus mit "Time Triggered Protokol" (TB) (z. B Flexray) versorgt werden.
18. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein bidirektional ausgelegter Spannungswandler vorgesehen ist, der die Spannungen der beiden Bordnetze jeweils in die Spannung des andern Bord­ netzes umsetzt.
19. Kraftfahrzeug nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Span­ nungswandler dem zweiten Stromverteiler mit der niedrigen Spannung zuge­ ordnet ist.
20. Kraftfahrzeug, nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass Verbraucher mit hoher Betriebsspannung, die in der Nähe des zweiten Stromverteilers mit der niedrigen Spannung angeordnet sind, vom Hochspannungseingang des Spannungswandlers versorgt werden.
21. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsumsetzer gegenüber Verpolung am Fremdstartanschluss durch den intelligenten Spannungsverteiler geschützt ist.
DE10208982A 2001-03-23 2002-02-28 Kraftfahrzeug mit zwei Bordnetzen Withdrawn DE10208982A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10208982A DE10208982A1 (de) 2001-03-23 2002-02-28 Kraftfahrzeug mit zwei Bordnetzen

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10114675 2001-03-23
DE10208982A DE10208982A1 (de) 2001-03-23 2002-02-28 Kraftfahrzeug mit zwei Bordnetzen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10208982A1 true DE10208982A1 (de) 2002-09-26

Family

ID=7678993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10208982A Withdrawn DE10208982A1 (de) 2001-03-23 2002-02-28 Kraftfahrzeug mit zwei Bordnetzen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10208982A1 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005005187A1 (de) * 2003-07-08 2005-01-20 Robert Bosch Gmbh Mehrspannungs-bordnetz mit einem mehrspannungsgeneratormotor
DE102005027081A1 (de) * 2005-06-11 2006-05-04 Daimlerchrysler Ag Symmetrisches Zweispannungsbordnetz
DE102005029081A1 (de) * 2005-06-23 2007-01-11 Audi Ag Bordnetz für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines derartigen Bordnetzes
DE102010046616A1 (de) * 2010-09-25 2012-03-29 Volkswagen Ag System und Verfahren zum Versorgen elektrisch betriebener Verbraucher und Kraftfahrzeuge
WO2011080001A3 (de) * 2009-12-28 2012-08-09 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und verfahren zur erkennung einer verpolung auf einer niedervoltseite eines gleichspannungswandlers in einem zweispannungsbordnetz
WO2018137764A1 (en) * 2017-01-26 2018-08-02 HELLA GmbH & Co. KGaA Converter circuit for a two-voltage motor vehicle network, two-voltage motor vehicle network and motor vehicle
EP1783890B1 (de) 2005-11-02 2019-04-24 NEXTER Systems Vorrichtung zur Sicherstellung Bedienungseinrichtungen

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005005187A1 (de) * 2003-07-08 2005-01-20 Robert Bosch Gmbh Mehrspannungs-bordnetz mit einem mehrspannungsgeneratormotor
DE102005027081A1 (de) * 2005-06-11 2006-05-04 Daimlerchrysler Ag Symmetrisches Zweispannungsbordnetz
DE102005029081A1 (de) * 2005-06-23 2007-01-11 Audi Ag Bordnetz für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines derartigen Bordnetzes
DE102005029081B4 (de) * 2005-06-23 2009-10-08 Audi Ag Bordnetz für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines derartigen Bordnetzes
EP1783890B1 (de) 2005-11-02 2019-04-24 NEXTER Systems Vorrichtung zur Sicherstellung Bedienungseinrichtungen
WO2011080001A3 (de) * 2009-12-28 2012-08-09 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und verfahren zur erkennung einer verpolung auf einer niedervoltseite eines gleichspannungswandlers in einem zweispannungsbordnetz
US9287704B2 (en) 2009-12-28 2016-03-15 Robert Bosch Gmbh Device and method for detecting a polarity reversal on a low voltage side of a DC voltage transformer in a dual-voltage vehicle electrical system
DE102010046616A1 (de) * 2010-09-25 2012-03-29 Volkswagen Ag System und Verfahren zum Versorgen elektrisch betriebener Verbraucher und Kraftfahrzeuge
WO2018137764A1 (en) * 2017-01-26 2018-08-02 HELLA GmbH & Co. KGaA Converter circuit for a two-voltage motor vehicle network, two-voltage motor vehicle network and motor vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1411364B1 (de) Fahrzeugbordnetz mit Batteriezustandserkennung am Pluspol der Batterie
DE102011005729B4 (de) Fahrzeugenergiesystem
DE19755050C2 (de) Einrichtung zur Energieversorgung in einem Kraftfahrzeugbordnetz
DE102015216311B4 (de) Fahrzeug-Stromverteilungssystem
EP1561269B1 (de) Bordnetz zur versorgung mindestens eines verbrauchers mit erhöhten anforderungen an die verfügbarkeit des bordnetzes
DE102018210943B4 (de) Bordnetz für ein Fahrzeug sowie Fahrzeug
DE10023088B4 (de) Kraftfahrzeug-Verteilerkasten und -System
DE10235788B4 (de) Elektrisches Verbindungssystem für ein Kraftfahrzeug
EP1302371A2 (de) Redundante Energieversorgung für sicherheitsrelevante Verbraucher in einem Bordnetz
DE10208981A1 (de) Kraftfahrzeug mit zwei Bordnetzen
DE102014105106B4 (de) Intelligente Leistungsverteilungseinheit
EP1542885B1 (de) Sicherung für bordnetz eines kraftfahrzeuges
WO2004080764A1 (de) Vorrichtung für ein daten- und energiemanagement in einem fahrzeug
DE10305939B4 (de) Kraftfahrzeug
EP0417480B1 (de) Verkabelungssystem für Fahrzeuge
EP1846268A1 (de) Vorrichtung zur spannungsversorgung für sicherheitsrelevante verbraucher
DE102008010097A1 (de) Anordnung elektrischer Energiespeicher und Verfahren zum Betrieb der Energiespeicheranordnung in einem Elektrofahrzeug
DE10033317B4 (de) Kraftfahrzeugbordnetz mit sicherheitsrelevanten Verbrauchern
DE19739410C1 (de) Elektrische Schaltungsanordnung für das Bordnetz eines Kraftfahrzeuges
DE19547403B4 (de) Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Anlage
DE10208982A1 (de) Kraftfahrzeug mit zwei Bordnetzen
DE19922408B4 (de) Bus-System mit bei Störungen automatisch abschaltbaren Teilnetzen
EP0992400A2 (de) Verfahren und Steuereinrichtung zur Reduzierung der Bordnetzbelastung eines Kraftfahrzeugs
EP1581412A2 (de) Bordnetz eines kraftfahrzeugs
EP1244191A2 (de) Kraftfahrzeug mit zwei Bordnetzen

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: INTEDIS GMBH & CO. KG, 97084 WUERZBURG, DE

8181 Inventor (new situation)

Inventor name: LEIBER, HEINZ, 71739 OBERRIEXINGEN, DE

8141 Disposal/no request for examination