DE10232539A1 - Energy/load management in on-board electrical system involves determining available peak power before load switch-on, delaying switch-on if insufficient power, increasing power and/or reducing load - Google Patents

Energy/load management in on-board electrical system involves determining available peak power before load switch-on, delaying switch-on if insufficient power, increasing power and/or reducing load Download PDF

Info

Publication number
DE10232539A1
DE10232539A1 DE10232539A DE10232539A DE10232539A1 DE 10232539 A1 DE10232539 A1 DE 10232539A1 DE 10232539 A DE10232539 A DE 10232539A DE 10232539 A DE10232539 A DE 10232539A DE 10232539 A1 DE10232539 A1 DE 10232539A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
power
electrical system
pmax
consumer
available
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.)
Ceased
Application number
DE10232539A
Other languages
German (de)
Inventor
Oliver Luz
Reinhard Rieger
Holger Fink
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE10232539A priority Critical patent/DE10232539A1/en
Publication of DE10232539A1 publication Critical patent/DE10232539A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/14—Balancing the load in a network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1438—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle in combination with power supplies for loads other than batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

The method involves supplying a peak power level to the loads in a first phase and rated power in a second phase after switch-on. A controller (14) determines the available peak power before the load (8) is switched on, switch on time is delayed if there is insufficient peak or rated power available, power increasing and/or load reducing measures are carried out and the new load is only switched on if sufficient rated and peak power is available. AN Independent claim is also included for the following: (a) an -board electrical system, especially for a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verwaltung elektrischer Energie in einem Bordnetz, insbesondere einem Kfz-Bordnetz, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 5.The invention relates to a method and a device for managing electrical energy in one Vehicle electrical system, in particular a motor vehicle electrical system, according to the preamble of the patent claim 1 or 5.

Durch die zunehmende Ausstattung von Fahrzeugen mit sicherheitsrelevanten elektrischen Verbrauchern, wie z.B. Steuergeräten für eine ASR, elektrohydraulischen Bremsen (EHB) etc., wird die Stabilität und insbesondere die Ausfallsicherheit elektrischer Fahrzeug-Bordnetze immer wichtiger.Due to the increasing equipment of vehicles with safety-relevant electrical consumers, such as. ECUs for one ASR, electrohydraulic brakes (EMS) etc., the stability and in particular The reliability of electrical vehicle electrical systems is becoming increasingly important.

Beim Einsatz sicherheitskritischer Verbraucher muß die Energieversorgung im Bordnetz ständig überwacht werden, um einen Ausfall rechtzeitig erkennen und Gegenmaßnahmen einleiten zu können. Aus diesem Grund umfassen moderne Bordnetze ein Energie- bzw. Verbrauchermanagementsystem, mit dem im Falle unzureichender Energieversorgung, z.B. auf Grund eines defekten Generators oder einer zu schwachen Batterie, entweder verbrauchsmindernde oder die Versorgungsleistung erhöhende Maßnahmen eingeleitet werden können.When using safety-critical Consumer must Power supply in the on-board network constantly monitored be able to detect a failure in time and take countermeasures to initiate. For this reason, modern electrical systems include an energy or consumer management system, with the in case of insufficient energy supply, e.g. on reason a defective generator or a low battery, either measures to reduce consumption or increase supply can be initiated.

Zu den verbrauchsmindernden Maßnahmen gehören dabei insbesondere das Abschalten oder Dimmen von Komfortverbrauchern wie z.B. von Heizungen, Lüftungen, etc. Zu den leistungserhöhenden Maßnahmen zählen insbesondere die Erhöhung der Leerlaufdrehzahl des Motors oder das automatische Umschalten auf eine niedrigere Getriebeübersetzung während der Fahrt, um die Motordrehzahl und damit die Generatorleistung zu erhöhen.The measures to reduce consumption include in particular switching off or dimming comfort consumers such as. of heating, ventilation, etc. On the measures to increase performance counting especially the increase the engine idling speed or automatic switching to a lower gear ratio during the Drive to increase the engine speed and thus the generator power.

Bisher bekannte Energie- und Verbrauchermanagement-Systeme arbeiten nach einem Verfahren, bei dem die Bordnetzspannung ständig überwacht wird und bestimmte Verbraucher bei Unterschreiten vorgegebener Schwellenwerte ausgeschaltet bzw. gedimmt werden, um Spannungseinbrüche zu verhindern. Dabei gilt es insbesondere Spannungseinbrüche zu vermeiden, bei denen die Netzspannung unter eine Mindestspannung fällt, die z.B. wegen der sicherheitsrelevanten Steuereinrichtungen nicht unterschritten werden darf.Previously known energy and consumer management systems work according to a process in which the vehicle electrical system voltage is constantly monitored and certain consumers when falling below predetermined threshold values be switched off or dimmed to prevent voltage dips. It is particularly important to avoid voltage dips in which the mains voltage falls below a minimum voltage, e.g. because of security-related Control devices must not be undercut.

Dieses Verfahren ist gerade bei Spitzenbelastungen, wie sie z.B. durch das Einschalten großer Verbraucher entstehen können, zu unzuverlässig, da dieses Verfahren nur eine Reaktion auf eine bereits durch das Zuschalten verursachte Belastung bewirkt und somit ein rein korrigierendes Verfahren darstellt. Gerade bei einer schwachen oder defekten Batterie, die keine ausreichende Pufferwirkung mehr hat, kann es somit zu Spannungseinbrüchen und folglich zu sicherheitskritischen Situationen kommen.This procedure is especially useful for peak loads, such as by turning on large consumers unreliable, since this procedure is only a response to one already through the Switching on causes stress and thus a purely corrective Represents procedure. Especially when the battery is weak or defective is no longer sufficiently buffered, voltage dips and consequently, safety-critical situations arise.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verwaltung elektrischer Energie zu schaffen, mit dem bzw. der die Spannungsstabilität in elektrischen Bordnetzen weiter verbessert werden kann.It is therefore the object of the present invention a method and a device for managing electrical To create energy with which the voltage stability in electrical systems can be further improved.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 bzw. 5 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.This task is solved by the features specified in claim 1 or 5. Other configurations the invention are the subject of dependent claims.

Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht darin, einen Verbraucher nur dann einzuschalten, wenn genügend Spitzenleistung und Nennleistung vom Bordnetz zur Verfügung gestellt werden kann, und andernfalls den Einschaltzeitpunkt zu verzögern, sowie Versorgungsleistung erhöhende Maßnahmen und/oder verbrauchsmindernde Maßnahmen einzuleiten, bis genügend Leistung verfügbar ist. Der neue Verbraucher wird erst dann eingeschaltet, wenn soviel Nenn- und Spitzenleistung verfügbar ist, dass die Bordnetzspannung beim Zuschalten des Verbrauchers einen vorgegebenen Schwellenwert nicht unterschreitet.The main idea of the invention consists in only switching on a consumer when there is sufficient peak power and nominal power can be provided by the vehicle electrical system, and otherwise delay the switch-on time, as well as supply power increasing activities and / or measures to reduce consumption initiate until sufficient Performance is available. The new consumer is only switched on when so much nominal and peak performance is available that the vehicle electrical system voltage is one when the consumer is switched on does not fall below the predetermined threshold.

Im einzelnen wird nach einer Einschalt-Anforderung eines Verbrauchers (z.B. Einschaltwunsch des Fahrers oder einer Steuerung), noch vor dem tatsächlichen Zuschalten des Verbrauchers, vorzugsweise zunächst die im Bordnetz verfügbare Spitzenleistung mit der vom Verbraucher angeforderten Spitzenleistung verglichen und der tatsächliche Einschaltzeitpunkt verzögert, wenn nicht genügend Spitzenleistung bereitgestellt werden kann, und in einem weiteren Verfahrensschritt, für den Fall ausreichender Spitzenleistung, die vom Bordnetz zur Verfügung stellbare Nennleistung mit der vom Verbraucher angeforderten Nennleistung verglichen und der tatsächliche Einschaltzeitpunkt verzögert, sowie Versorgungsleistung erhöhende Maßnahmen und/oder verbrauchsmindernden Maßnahmen eingeleitet, falls nicht genügend Nennleistung vom Bordnetz zur Verfügung gestellt werden kann. Der neue Verbraucher wird erst dann eingeschaltet, wenn genügend Nenn- und Spitzenleistung verfügbar ist.In particular, after a switch-on request a consumer (e.g. driver's request to switch on or one Control), even before the actual Switching on the consumer, preferably first the peak power available in the vehicle electrical system compared to the peak power demanded by the consumer and the actual Switch-on time delayed, if not enough Excellence can be provided, and in another Procedural step, for the case of sufficient peak power, which can be provided by the vehicle electrical system Nominal power with the nominal power requested by the consumer compared and the actual Switch-on time delayed, as well as increasing utility performance activities and / or measures to reduce consumption, if not enough Nominal power can be provided by the vehicle electrical system. The new consumer will only be switched on when there are enough nominal and Top performance available is.

Zur Abschätzung des Verhaltens der Bordnetzspannung während der Entnahme von Spitzenleistung ist vorzugsweise ein Bordnetzmodell vorgesehen. Dabei handelt es sich um ein im System hinterlegtes mathematisches Modell, bei dem insbesondere die Kapazitäten im Bordnetz, sowie vorzugsweise auch die Oberflächenladung der Batterie bei der Abschätzung des Verhaltens der Bordnetzspannung berücksichtigt wird. Durch Simulation des Einschaltvorgangs eines vorgegebenen Verbrauchers kann das Bordnetzmodell eine Vorhersage über den zu erwartenden Spannungseinbruch unter den gegebenen Umständen abgeben.To estimate the behavior of the vehicle electrical system voltage while the removal of peak power is preferably an electrical system model intended. It is a stored in the system mathematical model, in which in particular the capacities in the vehicle electrical system, and preferably also the surface charge of the battery the estimate the behavior of the vehicle electrical system voltage is taken into account. Through simulation the on-board electrical system model can be used to switch on a given consumer a prediction about give the expected voltage drop under the given circumstances.

Die langfristig im Bordnetz zur Verfügung stehende Leistung kann beispielsweise durch Auswertung der Generator- und Batterieausgangsleistung und Aufstellung einer Leistungsbilanz ermittelt werden. Die jeweiligen Ausgangsleistungen können dabei entweder gemessen oder ebenfalls mittels eines Generator- bzw. Batteriemodells ermittelt werden.The long-term available in the electrical system Performance can, for example, by evaluating the generator and Battery output power and drawing up a power balance can be determined. The respective output powers can either be measured or also determined by means of a generator or battery model become.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Batterizustandserkennung vorgesehen, die die Batterie überwacht und in der Lage ist, den Ladezustand und/oder die Leistungsfähigkeit der Batterie festzustellen. Die Steuereinheit zur Durchführung des elektrischen Energie- und Verbrauchermanagements, die über eine Datenleitung mit der Batteriezustandserkennung verbunden ist, kann somit den aktuellen Batteriezustand bei der Berechnung der zur Verfügung stehenden Spitzen- oder Nennleistung berücksichtigen.According to one embodiment According to the invention, a battery status detection is provided, which monitors the battery and is capable of charging status and / or performance the battery. The control unit for performing the electrical energy and consumer management via a Data line connected to the battery status detection can thus the current battery status when calculating the available ones Take peak or nominal power into account.

Bei Verbrauchern, deren Spitzenleistungsanforderung länger dauert als eine vorgegebene Zeitdauer, wie z.B. einen Rechenzyklus der Steuereinheit, wird die Spitzenleistung für die Auswertung vorzugsweise als Nennleistung betrachtet und daher von der Steuereinheit mit der im Bordnetz zur Verfügung stehenden Nennleistung verglichen.For consumers whose top performance requirement longer lasts as a predetermined period of time, e.g. a computing cycle the control unit, the peak power is preferred for the evaluation considered as nominal power and therefore by the control unit the available in the electrical system standing power compared.

Bei der Durchführung verbrauchsmindernder Maßnahmen werden die Verbraucher vorzugsweise in einer vorgegebenen Reihenfolge – die Verbraucher können beispielsweise in Klassen aufgeteilt sein – ausgeschaltet bzw. gedimmt, wobei vorzugsweise zunächst solche Verbraucher ausgeschaltet bzw. gedimmt werden, deren ausschalten vom Fahrer nicht oder erst nach einiger Zeit bemerkt wird, wie z.B. Sitzheizung, Heckscheibenheizung, Zigarettenanzünder etc. Erst danach werden Verbraucher ausgeschaltet bzw. gedimmt, die vom Fahrer sofort oder relativ schnell bemerkt werden, wie z.B. das Heizgebläse, Radio, Sitzverstellung, Klimaanlage etc..When implementing consumption-reducing measures the consumers are preferably in a predetermined order - the consumers can for example be divided into classes - switched off or dimmed, preferably first such consumers are switched off or dimmed, switch off theirs not noticed by the driver or only noticed after some time, e.g. Heated seats, Rear window heating, cigarette lighter etc. Only after that Consumer switched off or dimmed by the driver immediately or can be noticed relatively quickly, e.g. the heater fan, radio, Seat adjustment, air conditioning etc.

Verbraucher, die für den sicheren Betrieb des Fahrzeugs oder die Sicherheit des Fahrers zwingend notwendig sind, werden selbstverständlich nicht ausgeschaltet.Consumers for the safe Operation of the vehicle or driver safety is absolutely essential are taken for granted not turned off.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: The invention is as follows based on the attached Exemplary drawings closer explained. Show it:

1 ein Flußdiagramm zur Darstellung der einzelnen Verfahrensschritte bei einem elektrischen Energie- und Verbrauchermanagement in einem Bordnetz; 1 a flowchart showing the individual process steps in an electrical energy and consumer management in an electrical system;

2 eine schematische Darstellung eines elektrischen Fahrzeugbordnetzes; und 2 a schematic representation of an electrical vehicle electrical system; and

3 den Verlauf des Leistungsbedarfs verschiedener Verbraucher. 3 the course of the power requirements of different consumers.

1 zeigt die wesentlichen Verfahrensschritte bei der Durchführung eines elektrischen Energie- und Verbrauchermanagements in einem Kfz-Bordnetz in Form eines Flußdiagramms. Das Verfahren umfaßt dabei im wesentlichen folgende Schritte:
Nach einer Einschaltanforderung, die beispielsweise vom Fahrer oder einer Steuereinrichtung im Kfz-Bordnetz abgegeben und an eine Steuereinrichtung 14 übermittelt wurde, wird in einem ersten Schritt 1 zunächst ermittelt, ob die im Bordnetz vorhandene Leistung ausreicht, um die kurzfristige Spitzenleistung Pmax des Verbrauchers decken zu können. 1 shows the essential process steps in the implementation of electrical energy and consumer management in a vehicle electrical system in the form of a flow chart. The process essentially comprises the following steps:
After a switch-on request made, for example, by the driver or a control device in the vehicle electrical system and sent to a control device 14 In a first step 1, it is first determined whether the power available in the vehicle electrical system is sufficient to cover the short-term peak power Pmax of the consumer.

Die Spitzenleistung Pmax elektrischer Verbraucher, wie z.B. Anlaufströme elektrischer Antriebe oder Ströme, die in der Anfangsphase nach dem Einschalten des Verbrauchers fließen, wird vollständig aus Kurzzeit-Energiespeichern, wie z. B. Kapazitäten im Bordnetz oder der Oberflächenladung der Batterie gedeckt.The peak power Pmax electrical Consumers such as starting currents electric drives or currents, which will flow in the initial phase after the consumer is switched on completely out Short-term energy storage, such as B. Capacities in the electrical system or surface charge the battery is covered.

Das Entscheidungskriterium für die Verfügbarkeit der Spitzenleistung Pmax im Bordnetz ist die minimal zulässige Bordnetzspannung. D.h., es wird ermittelt, ob beim Zuschalten des Verbrauchers die Bordnetzspannung unter einen vorgegebenen Schwellenwert fallen würde.The decision criterion for availability the peak power Pmax in the vehicle electrical system is the minimum permissible vehicle electrical system voltage. In other words, it is determined whether the vehicle electrical system voltage is switched on when the consumer is switched on would fall below a predetermined threshold.

Zur Abschätzung der Bordnetzspannung während der Entnahme von Spitzenleistung Pmax ist ein Bordnetzmodell (mathematisches Simulationsmodell des Bordnetzes) vorgesehen, mit dem das Verhalten des Bordnetzes bzw. der Bordnetzspannung simuliert werden kann. Das Bordnetzmodell berücksichtigt bei der Berechnung wenigstens die Kapazitäten im Bordnetz sowie die Oberflächenladung (Kapazität) der Batterie.To estimate the electrical system voltage during the Withdrawal of peak power Pmax is an electrical system model (mathematical Simulation model of the electrical system) provided with which the behavior of the vehicle electrical system or the vehicle electrical system voltage can be simulated. The wiring system model is taken into account when calculating at least the capacities in the vehicle electrical system and the surface charge (capacity) of the battery.

Ist die Spitzenleistung Pmax im Bordnetz verfügbar, so erfolgt in Schritt 4 die Überprüfung der verfügbaren Nennleistung Pnenn.If the peak power Pmax is available in the vehicle electrical system, so the available nominal power is checked in step 4 Pnom.

Ist die Spitzenleistung Pmax dagegen nicht im Bordnetz verfügbar, so wird in Schritt 2 der Einschaltzeitpunkt des Verbrauchers zeitlich verzögerrt und in Schritt 3 Versorgungsleistung erhöhende und/oder verbrauchsmindernde Maßnahmen eingeleitet, bis ausreichend Spitzenleistung Pmax bereitgestellt werden kann.The peak power Pmax is against it not available in the electrical system, in step 2, the switch-on time of the consumer is timed delayed and in step 3 increasing supply and / or reducing consumption activities initiated until sufficient peak power Pmax is provided can be.

Wie erwähnt, wird in Schritt 4 überprüft, ob die vom Verbraucher geforderte Nennleistung Pnenn auf Dauer, ohne signifikanten Spannungseinbruch, zur Verfügung gestellt werden kann. Hierzu wird beispielsweise die Ausgangsleistung des Generators 11 und der Batterie 9 (vgl. 2) ermittelt und eine Leistungsbilanz aufgestellt. Kann die Nennleistung Pnenn nicht zur Verfügung gestellt werden, so wird der Einschaltzeitpunkt wiederum verzögert (Schritt 5) und leistungserhöhende und/oder verbrauchsmindernde Maßnahmen werden eingeleitet (Schritt 6).As mentioned, a check is carried out in step 4 as to whether the nominal power Pnenn required by the consumer can be made available in the long term without a significant drop in voltage. For example, the output power of the generator 11 and the battery 9 (see. 2 ) determined and drawn up a current account. If the nominal power Pnenn cannot be made available, the switch-on time is delayed again (step 5) and power-increasing and / or consumption-reducing measures are initiated (step 6).

Im Falle des Abschaltens von Verbrauchern zu Zwecken der Verbrauchsminderung werden bevorzugt zunächst solche Verbraucher ausgeschaltet, deren Ausfall vom Fahrer nicht oder erst nach einiger Zeit bemerkt wird, wie z.B. die Sitzheizung, Heckscheibenheizung, Zigarettenanzünder etc.. Erst danach werden Verbraucher ausgeschaltet, deren Zu- bzw. Abschalten der Fahrer sofort oder schnell bemerkt, wie z.B. Gebläse, Klimaanlage, Innenbeleuchtung etc.In case of switching off consumers too For the purposes of reducing consumption, preference is given to those first Consumer switched off, the failure of the driver not or only is noticed after some time, e.g. the seat heating, rear window heating, cigarette lighter etc .. Only then are consumers switched off whose connections or Switching off the driver noticed immediately or quickly, e.g. Blower Air Conditioning, Interior lighting etc.

Für das Zu- und Abschalten von Verbrauchern kann z.B. eine Kategorisierung der Verbraucher in Klassen unterschiedlicher Priorität vorgenommen werden. Diese Kategorisierung gilt vorzugsweise nicht nur für das Abschalten, sondern auch für das Zuschalten von Verbrauchern. Soll beispielsweise das Radio eingeschaltet werden, so kann als verbrauchsmindernde Maßnahme z.B. die Sitzheizung ausgeschaltet werden (das Radio hat z.B. eine höhere Priorität als die Sitzheizung). Umgekehrt wird dagegen die Sitzheizung nicht zugeschaltet, wenn nur solche Verbraucher ausgeschaltet werden können, die eine höhere Priorität aufweisen als die Sitzheizung.For example, for switching consumers on and off, the consumers can be categorized into classes with different priorities. This categorization preferably applies not only for switching off, but also for switching on consumers. For example, if the radio is to be switched on, the seat heating can be switched off as a measure to reduce consumption (for example, the radio has a higher priority than the seat heating). Conversely, the seat heating is not switched on if only those consumers can be switched off that have a higher priority than the seat heating.

Eine Energie-Unterversorgung im elektrischen Bordnetz wird dem Fahrer vorzugsweise optisch oder akustisch mitgeteilt.An energy undersupply in the electrical On-board electrical system is preferably communicated to the driver optically or acoustically.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines KfzBordnetzes mit mehreren Verbrauchern, die hier als ein Verbraucher 8 dargestellt sind. Das Bordnetz wird von einer Batterie 9 und einem Generator 11 mit elekarischer Energie versorgt, wobei der Generator 11 vom Verbrennungsmotor 12 des Fahrzeugs angetrieben wird. 2 shows a schematic representation of a vehicle electrical system with several consumers, here as one consumer 8th are shown. The vehicle electrical system is powered by a battery 9 and a generator 11 supplied with electrical energy, the generator 11 from the internal combustion engine 12 of the vehicle is driven.

Das Bordnetz umfaßt ferner eine Steuereinrichtung 14 zur Durchführung eines elektrischen Energie- und Verbrauchermanagements, die mit den vorstehend genannten Einrichtungen 8–13 in Verbindung steht. Die Steuereinrichtung 14 erhält somit Informationen über den aktuellen Betriebszustand (ein/aus) der elektrischen Verbraucher 8, sowie darüber, ob einer der Verbraucher 8 ein- oder ausgeschaltet werden soll (Schaltanforderungen). Die Steuereinrichtung 14 ist zur Durchführung des in 1 dargestellten Verfahrens eingerichtet und insbesondere in der Lage, eine Leistungsbilanz für das elektrische Bordnetz zu berechnen.The vehicle electrical system also includes a control device 14 to carry out electrical energy and consumer management with the above facilities 8th - 13 communicates. The control device 14 thus receives information about the current operating state (on / off) of the electrical consumers 8th , as well as whether one of the consumers 8th should be switched on or off (switching requirements). The control device 14 is to carry out the in 1 illustrated method set up and in particular able to calculate a power balance for the electrical system.

Bei der Abschätzung der im Bordnetz verfügbaren Spitzenleistung Pmax berücksichtigt die Steuereinrichtung 14 den Zustand der Batterie 9, der von einer Batteriezustandserkennung 10 ermittelt wird.The control device takes into account when estimating the peak power Pmax available in the vehicle electrical system 14 the condition of the battery 9 by a battery condition detection 10 is determined.

Die Steuereinrichtung 14 ist ferner in der Lage, den Ausgangsstrom des Generators 11 zu erhöhen, indem die Erregung im Generatorregler 13 erhöht wird. Wahlweise kann auch die Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 12 erhöht werden, um die Generator-Ausgangsleistung zu erhöhen.The control device 14 is also able to control the output current of the generator 11 increase by the excitation in the generator regulator 13 is increased. Optionally, the idle speed of the internal combustion engine 12 be increased to increase the generator output power.

3 zeigt den Leistungsbedarf zweier verschiedener Verbraucher 8. Der obere Graph zeigt den Leistungsbedarf einer Heckscheibenheizung mit einem relativ kurzen. Spitzenverbrauch Pmax auf den der Nennleistungsverbrauch Pnenn folgt. 3 shows the power requirements of two different consumers 8th , The upper graph shows the power requirement of a rear window heater with a relatively short one. Peak consumption Pmax followed by the nominal power consumption Pnenn.

Der untere der beiden Graphen zeigt dagegen den Leistungsverbrauch eines Gebläsemotors mit einem relativ langen Spitzenleistungsverbrauch Pmax.The lower of the two graphs shows the power consumption of a blower motor with a relative long peak power consumption Pmax.

Dauert der Verbrauch an Spitzenleistung Pmax länger als eine Zykluszeit der Steuereinrichtung 14 (in dieser Zeit wird eine Energiemanagement-Routine von 1 einmal durchgerechnet) von z.B. 100 ms, so wird die Spitzenleistung Pmax von der Steuereinrichtung 14 als Nennleistung Pnenn betrachtet und für den Nennleistungsvergleich herangezogen. Die Reserve im Bordnetz an kurzfristig verfügbarer Energie Pmax kann meist nicht länger als 100 ms zur Verfügung gestellt werden.If the consumption of peak power Pmax lasts longer than a cycle time of the control device 14 (During this time, an energy management routine from 1 once calculated) of 100 ms, for example, the peak power Pmax from the control device 14 considered as nominal power Pnenn and used for the nominal power comparison. The reserve in the on-board network of short-term available energy Pmax can usually not be made available for longer than 100 ms.

Ein länger anhaltender Bedarf an Spitzenleistung Pmax muß daher aus Energiequellen zur Versorgung von Nennleistung Pnenn (Generator, Batterie) bereitgestellt werden.A longer lasting need Peak power Pmax must therefore from energy sources to supply nominal power Pnenn (generator, battery) to be provided.

1–71-7
Verfahrensschrittesteps
88th
Verbraucherconsumer
99
Batteriebattery
1010
BatteriezustandserkennungBattery state detection
1111
Generatorgenerator
1212
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
1313
Generatorreglerregulator
1414
Steuereinrichtungcontrol device
SS
Schalterswitch
PmaxPmax
SpitzenleistungTop performance
PnennPnenn
Nennleistungrated capacity

Claims (5)

Verfahren zur Verwaltung elektrischer Energie in einem Bordnetz, insbesondere einem Kfz-Bordnetz, mit mehreren elektrischen Verbrauchern (8) die von einem Generator (11) und einer Batterie (9) mit elektrischer Energie versorgt werden, wobei die Verbraucher (8) in einer ersten Phase nach dem Einschalten eine Spitzenleistung (Pmax) und in einer zweiten Phase nach dem Einschalten eine Nennleistung (Pnenn) anfordern, sowie einer Steuereinrichtung (14) zur Durchführung eines Energie- und Verbrauchermanagements, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Ermitteln der im Bordnetz verfügbaren Spitzen- (Pmax) und Nennleistung (Pnenn), noch bevor der Verbraucher (8) tatsächlich zugeschaltet wird; – Verzögern des Einschaltzeitpunkts des Verbrauchers (8), wenn nicht genügend Spitzenleistung (Pmax) oder Nennleistung (Pnenn) im Bordnetz zur Verfügung steht; – Durchführen Versorgungsleistung erhöhender und/oder verbrauchsmindernder Maßnahmen, – Einschalten des neuen Verbrauchers (8) nur dann, wenn ausreichend Nenn- und Spitzenleistung (Pnenn, Pmax) im Bordnetz verfügbar ist.Method for managing electrical energy in an electrical system, in particular a motor vehicle electrical system, with several electrical consumers ( 8th ) from a generator ( 11 ) and a battery ( 9 ) are supplied with electrical energy, with the consumers ( 8th ) request a peak power (Pmax) in a first phase after switching on and a nominal power (Pnenn) in a second phase after switching on, as well as a control device ( 14 ) to carry out energy and consumer management, characterized by the following steps: - Determination of the peak (Pmax) and nominal power (Pnenn) available in the on-board electrical system, even before the consumer ( 8th ) is actually switched on; - Delaying the switch-on time of the consumer ( 8th ), if not enough peak power (Pmax) or nominal power (Pnenn) is available in the vehicle electrical system; - Carrying out supply-increasing and / or consumption-reducing measures, - Switching on the new consumer ( 8th ) only if sufficient nominal and peak power (Pnenn, Pmax) is available in the vehicle electrical system. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bordnetzmodell zur Abschätzung der Bordnetzspannung während der Entnahme von Spitzenleistung (Pmax) oder Nennleistung (Pnenn) vorgesehen ist.Method according to claim 1, characterized in that an electrical system model to estimate the Vehicle electrical system voltage during the extraction of peak power (Pmax) or nominal power (Pnenn) is. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Batteriemodell zur Simulation des Batterieverhaltens während der Leistungsentnahme vorgesehen ist.Method according to claim 1 or 2, characterized in that a battery model to simulate battery behavior during power draw is provided. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einem Verbraucher (8) angeforderte Spitzenleistung (Pmax), die länger als eine vorgegebene Dauer benötigt wird, von der Steuereinrichtung (14) als Nennleistung betrachtet wird und mit der im Bordnetz zur Verfügung stehenden Nennleistung verglichen wird.Method according to one of the preceding Claims, characterized in that one of a consumer ( 8th ) requested peak power (Pmax), which is required longer than a predetermined duration, by the control device ( 14 ) is regarded as the nominal power and is compared with the nominal power available in the vehicle electrical system. Elektrisches Bordnetz, insbesondere für Kfz, mit mehreren elektrischen Verbrauchern (8), die von einem Generator (11) und einer Batterie (9) mit elektrischer Energie versorgt werden, wobei die Verbraucher (8) in einer ersten Phase nach dem Einschalten eine Spitzenleistung (Pmax), und in einer zweiten Phase nach dem Einschalten eine Nennleistung (Pnenn) anfordern, sowie einer Steuereinrichtung (14) zur Durchführung eines Energie- und Verbrauchermanagements, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (14) – die im Bordnetz verfügbare Spitzen- (Pmax) und Nennleistung (Pnenn) ermittelt, noch bevor der Verbraucher (8) tatsächlich zugeschaltet wird; – den Einschaltzeitpunkt des Verbrauchers (8) verzögert, wenn nicht genügend Spitzenleistung (Pmax) oder Nennleistung (Pnenn) im Bordnetz zur Verfügung steht; – Versorgungsleistung erhöhende und/oder verbrauchsmindernde Maßnahmen durchführt, und – den neuen Verbraucher (8) nur dann einschaltet, wenn ausreichend Nenn- und Spitzenleistung (Pnenn, Pmax) im Bordnetz verfügbar ist.Electrical vehicle electrical system, in particular for motor vehicles, with several electrical consumers ( 8th ) generated by a generator ( 11 ) and a battery ( 9 ) are supplied with electrical energy, with the consumers ( 8th ) request a peak power (Pmax) in a first phase after switching on, and a nominal power (Pnenn) in a second phase after switching on, and a control device ( 14 ) for performing energy and consumer management, characterized in that the control device ( 14 ) - determines the peak (Pmax) and nominal power (Pnenn) available in the vehicle electrical system, even before the consumer ( 8th ) is actually switched on; - the switch-on time of the consumer ( 8th ) delayed if there is not enough peak power (Pmax) or nominal power (Pnenn) available in the vehicle electrical system; - measures to increase supply and / or reduce consumption, and - the new consumer ( 8th ) only switches on if sufficient nominal and peak power (Pnenn, Pmax) is available in the vehicle electrical system.
DE10232539A 2002-07-18 2002-07-18 Energy/load management in on-board electrical system involves determining available peak power before load switch-on, delaying switch-on if insufficient power, increasing power and/or reducing load Ceased DE10232539A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10232539A DE10232539A1 (en) 2002-07-18 2002-07-18 Energy/load management in on-board electrical system involves determining available peak power before load switch-on, delaying switch-on if insufficient power, increasing power and/or reducing load

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10232539A DE10232539A1 (en) 2002-07-18 2002-07-18 Energy/load management in on-board electrical system involves determining available peak power before load switch-on, delaying switch-on if insufficient power, increasing power and/or reducing load

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10232539A1 true DE10232539A1 (en) 2004-02-05

Family

ID=30010138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10232539A Ceased DE10232539A1 (en) 2002-07-18 2002-07-18 Energy/load management in on-board electrical system involves determining available peak power before load switch-on, delaying switch-on if insufficient power, increasing power and/or reducing load

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10232539A1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005057306A1 (en) * 2005-12-01 2007-06-14 Bayerische Motoren Werke Ag Direct-current voltage-on-board electrical system stabilization method for motor vehicle, involves compensating electrical load variations on system using control units by varying voltage and/or electrical load on electrical system
DE102009054133A1 (en) * 2009-11-20 2011-05-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Power supply device for motor vehicle, comprises multiple dynamic consumers, which have interface and are designed to carry out assigned predetermined function
US8148924B2 (en) 2006-10-11 2012-04-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrical motor load controller and control methods therefor
DE102011112742A1 (en) * 2011-09-07 2013-03-07 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Method for operating e.g. passenger car, involves performing switching of switching elements of loads based on values of switching time parameters of loads, where switching elements of loads are switched at different switching time dots
DE102012020008A1 (en) * 2012-10-12 2014-04-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for maintaining predetermined threshold value of current in electrical network in onboard of motor car, involves determining resulting current value in line section of predetermined electrical consumer group
DE102015012415A1 (en) 2015-09-25 2017-03-30 Audi Ag Predicting a voltage dip in a motor vehicle
DE102015226061A1 (en) * 2015-12-18 2017-06-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for a dynamic energy management in a motor vehicle and a related system and motor vehicle
DE102006006149B4 (en) 2005-03-26 2018-07-26 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method for controlling a displacement machine of a brake system

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006006149B4 (en) 2005-03-26 2018-07-26 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method for controlling a displacement machine of a brake system
DE102005057306B4 (en) * 2005-12-01 2017-01-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and device for stabilizing a DC electrical system
DE102005057306A1 (en) * 2005-12-01 2007-06-14 Bayerische Motoren Werke Ag Direct-current voltage-on-board electrical system stabilization method for motor vehicle, involves compensating electrical load variations on system using control units by varying voltage and/or electrical load on electrical system
US8148924B2 (en) 2006-10-11 2012-04-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrical motor load controller and control methods therefor
DE112007002392B4 (en) 2006-10-11 2018-09-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device and control method for electromotive consumers
DE102009054133A1 (en) * 2009-11-20 2011-05-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Power supply device for motor vehicle, comprises multiple dynamic consumers, which have interface and are designed to carry out assigned predetermined function
DE102009054133B4 (en) 2009-11-20 2022-03-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vehicle electrical system, method and device for operating the vehicle electrical system
DE102011112742A1 (en) * 2011-09-07 2013-03-07 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Method for operating e.g. passenger car, involves performing switching of switching elements of loads based on values of switching time parameters of loads, where switching elements of loads are switched at different switching time dots
DE102012020008A1 (en) * 2012-10-12 2014-04-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for maintaining predetermined threshold value of current in electrical network in onboard of motor car, involves determining resulting current value in line section of predetermined electrical consumer group
DE102012020008B4 (en) 2012-10-12 2023-11-09 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for maintaining a predetermined threshold value of current in an electrical network
US10670640B2 (en) 2015-09-25 2020-06-02 Audi Ag Prediction of a voltage dip in a motor vehicle
CN108028534A (en) * 2015-09-25 2018-05-11 奥迪股份公司 The prediction of Voltage Drop in motor vehicle
DE102015012415B4 (en) * 2015-09-25 2021-06-10 Audi Ag Prediction of a voltage drop in a motor vehicle
WO2017050404A1 (en) * 2015-09-25 2017-03-30 Audi Ag Prediction of a voltage dip in a motor vehicle
DE102015012415A1 (en) 2015-09-25 2017-03-30 Audi Ag Predicting a voltage dip in a motor vehicle
DE102015226061A1 (en) * 2015-12-18 2017-06-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for a dynamic energy management in a motor vehicle and a related system and motor vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3936638C1 (en) Ensuring electrical power supply in motor vehicle - grouping electrical appliances according to their importance for safety of vehicle
DE10354279B4 (en) Power supply system
EP1054789B1 (en) Method for switching consumers on or off
DE60116578T2 (en) Vehicle battery charge control
DE102013014151B4 (en) Power source device for a vehicle, control method therefor, and computer program product
DE19931144B9 (en) Method for operating an electrical vehicle electrical system
EP3743733A1 (en) Method for monitoring the supply of energy to a motor vehicle with an automated driving function
DE102013108290B4 (en) power delivery system
DE10229018A1 (en) Electrical energy availability determination device for automobile dual-battery electrical network using microprocessor for evaluating charge algorithms
WO2013092020A1 (en) Method and device for power management of an electrical drive for a hybrid vehicle
DE102006001201A1 (en) Battery e.g. twelve volt battery, charging process controlling method for e.g. hybrid vehicle, involves adjusting charging amount of battery to existing recuperation phase, in which state of charge-level is adjusted to charge current
DE102016109337B4 (en) METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING THE CHARGING OF A LOW VOLTAGE BATTERY
DE102013225097A1 (en) Energy management method for operating an electrical system of a motor vehicle and motor vehicle
DE102004008147A1 (en) Onboard power supply system
DE112004002540T5 (en) Hybrid system
DE112017000360T5 (en) VEHICLE ENERGY SUPPLY SYSTEM AND BATTERY STATE DETECTION METHOD CONTAINED IN VEHICLE ENERGY SUPPLY SYSTEM
DE102015206878B4 (en) Method for operating a battery
DE10232539A1 (en) Energy/load management in on-board electrical system involves determining available peak power before load switch-on, delaying switch-on if insufficient power, increasing power and/or reducing load
DE10150378A1 (en) Determining available power from on-board battery and generator system in vehicle, using models to determine reserve power available from each, and adding results
EP1946433B1 (en) Pulse-width modulation rectifier in generator emergency mode
DE102012210916A1 (en) Method for providing negative drive torque of rotary current generator of electric car, involves providing recuperation of energy by driving motor with negative driving torque while charging energy storage with recuperation energy
EP1603773B1 (en) Method and system for early detecting the defects of an electrically controlled brake system
WO2012034818A2 (en) Method and device for operating a generator in a recuperation system of a motor vehicle
EP1427605A1 (en) Stabilisation of a vehicle network by generating short-term available power
DE102015203525A1 (en) Temperature determination of shooters

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20120105