DE2648372A1

DE2648372A1 - Stromversorgungseinrichtung fuer eine zweispannungsanlage in einem kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE2648372A1
Application number: DE19762648372
Authority: DE
Inventors: Istvan Dipl Ing Ragaly
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-10-26
Filing date: 1976-10-26
Publication date: 1978-04-27
Also published as: FR2369715A1; BR7707097A; US4161684A; GB1579496A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Stromversorgungseinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind schon verschiedene Kraftfahrzeuge bekannt, die mit einem Zweispannungssystem ausgestattet sind. Die beiden Spannungen können z.B. 12 Volt und 2k Volt betragen. Bei diesen Fahrzeugen dient das 12-Volt-Bordsystem in bekannter Weise zur Versorgung der im Kraftfahrzeug üblichen Verbraucher wie Scheinwerfer und Signalgeber. Das 24-Volt-Bordsystem kann in vorteilhafter Weise dazu verwendet werden, um Verbraucher besonders hoher Leistung zu betreiben, insbesondere den Anlasser eines Kraftfahrzeuges. Bei Verbrauchern hoher Leistung werden um so höhere Betriebsströme benötigt, je geringer die Batteriespannung ist. Die hohen Betriebsströme bringen jedoch zahlreiche Probleme mit sich, wie z.B. Erwärmung der elektrischen.Zuleitungen und Störungen durch schadhafte Kontaktstellen. Auf der anderen Seite ist die Verwendung einer hohen Bordspannung in einem Kraftfahrzeug nicht für alle Verbraucher von Vorteil, da die Lebensdauer mancher Verbraucher im Kraftfahrzeug mit der Höhe der Nennspannung abnimmt, außerdem treten Isolationsprobleme, insbesondere bei Feuchtigkeit, auf.

Aus diesem Grunde ist es bekannt, Kraftfahrzeuge mit einer Zweispannungsanlage auszustatten, bei der eine normale Fahrzeugbatterie zur Versorgung der üblichen Verbraucher in dem Kraftfahrzeug dient. Nur bei Zuschalten von Verbrauchern besonders hoher Leistung wird eine zw.eite Batterie zur ersten in Reihe geschaltet und der Verbraucher hoher Leistung von der Reihenschaltung beider Batterien versorgt. Diese Verfahrensweise wirft jedoch eine Reihe von Problemen auf, da für die verschiedenen Betriebsarten des Kraftfahrzeuges entsprechende Umschaltungen der Batterien vorgenommen werden müssen; außerdem bedarf es besonderer schaltungstechnischer Hilfsmittel, um beide Batterien d.urch den Generator des Kraftfahrzeuges laden zu lassen, der normalerweise für die Spannung einer Batterie ausgelegt ist. Dabei ist zu berück-

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sichtigen, daß für den normalen Fährbetrieb eines Kraftfahrzeuges eine Batterie ausreichend ist und die zweite zu ihr in Reihe geschaltete Batterie, die im wesentlichen beim Anlassen des Kraftfahrzeuges verwendet wird, im normalen Betrieb nicht belastet wird. Dies bedeutet für die Ladeschaltung, daß für die zweite Batterie nur eine Ladung entsprechend geringerer Leistung vorgesehen werden muß.

In dem Buch Kierdorf, "Praxis der Autoelektrik¹/, Band IV, Seite 195, 1970, ist eine Schaltung beschrieben und dargestellt, bei der zwei Batterien durch einen Batterieumsehalter in der oben beschrieben Weise umgeschaltet werden. Nachteil dieser Anordnung ist, daß ein Hochstromumschalter notwendig ist, um die Batterien je nach Betriebsweise des Kraftfahrzeuges umzuschalten, und diese Umschalter sowohl störanfällig als auch teuer ist. Außerdem ist vorgeschlagen worden, zur Erzeugung einer zweiten, doppelt so hohen Spannung aus der gleichgerichteten Spannung des Drehstromgenerators in einem Kraftfahrzeug eine Spannungsverdoppelungsschaltung anzuwenden. Diese an sich bekannte Schaltung kann in diesem Falle eingesetzt werden, weil die Zusatzbatterie nur einen" relativ geringen Ladestrom erfordert. Nachteil einer elektronischen Spannungsverdoppelungsschaltung ist jedoch, daß zusätzliche Einrichtungen am Drehstromgleichrichter erforderlich sind und die Schaltung entsprechend kostenaufwendig ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Stromversorgungseinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, bereits vorhandene Baugruppen zu verwenden und nur geringfügige Schaltungsänderungen zu erfordern. Der Drehstromgenerator des Kraftfahrzeuges bleibt dabei unverändert und die Schaltung der beiden Batterien in Reihe könnte durch das bereits in einem Kraftfahrzeug vorhandene Anlasserrelais betätigt werden, das hierzu lediglich mit einem weiteren

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Schließkontakt ausgestattet werden müßte. Damit wird eine besonders wirtschaftliche Fertigung von Zweispannungsanlagen für Kraftfahrzeuge möglich, ohne den bisherigen Fertigungsvorgang in größerem Maße ändern zu müssen.

Zeichnungen

Das Schaltbild einer Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt das Schaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ladegerätes mit einer Drehstromanlage.

Beschreibung der Erfindung

Das in der Figur dargestellte Prinzipschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung weist einen Generator 1 auf, dessen Ausgänge mit einem ersten Brückengleichriehter 2 und einem zweiten Brückengleichrichter 3, die zueinander parallel geschaltet sind, abgeschlossen sind. An den Gleichspannungsausgang des ersten Brückengleichrichters 2 ist eine erste Batterie 4, an den Gleichspannungsausgang des zweiten Gleichrichters 3 ist eine zweite Batterie angeschlossen. Die Ausgänge des Generators 1 sind zudem mit einem Gleichrichter 6 verbunden, dessen Gleichspannungsausgang in bekannter Weise über einen hier nicht näher beschriebenen Regler 7 mit einer Feldwicklung 8 des Generators 1 sowie über eine Ladekontrolleuchte 9 und einen Schalter mit dem Pluspol des Gleichspannungsausganges des ersten Brückengleichrichters 2 verbunden ist. Parallel zur ersten Batterie 4 kann über einen Schalter 11 ein erster Verbraucher 12 zugeschaltet werden. Weiterhin kann durch die Spannung der ersten Batterie 4 über einen Schalter 13 ein Schaltrelais 14 erregt werden, das einen ersten Schließkontakt 15 und einen zweiten Schließkontakt 16 aufweist. Zieht das

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Schaltrelais 14 an, werden die Batterien 4 und 5 in Reihe geschaltet; der Pluspol der ersten Batterie 4 wird mit dem Minuspol der zweiten Batterie 5 und der Pluspol der zweiten Batterie 5 wird über einen zweiten Verbraucher 17 mit dem Minuspol der ersten Batterie 4 verbunden.

Der Generator 1, vorzugsweise ein Drehstromgenerator in einem Kraftfahrzeug, speist mit seinem Wechselspannungsausgang die zueinander parallel geschalteten Brückengleichrichter 2 und 33 an deren Gleichspannungsausgänge die Batterien 4 und 5 angeschlossen sind. Die Aus gangs spannung des Generators 1 wird in bekannter Weise über den Gleichrichter 6 und den Regler 7 durch Einstellung des Stromes in der Feldwicklung 8 geregelt. Die erste Batterie 4, vorzugsweise die Fahrzeugbatterie eines Kraftfahrzeuges, wird über den Schalter 11 an den ersten elektrischen Verbraucher 12 geschaltet, der hier die elektrischen Verbraucher niedriger Leistung während des Betriebes des Kraftfahrzeuges zusammenfaßt. Während dieser Betriebsweise werden die erste Batterie 4 durch den ersten Brückengleichrichte.r 2 und die zweite Batterie 5 durch den zweiten Brückengleichrichter aufgeladen. Soll der zweite Verbraucher 17, beispielsweise der Anlasser eines Kraftfahrzeuges, in Betrieb gesetzt werden, so wird der Schalter 13 geschlossen. Dadurch wird das Schaltrelais 14 erregt und die Schließkontakte 15 und 16 geschlossen. Dann liegt der zweite Verbraucher 17 an der Reihenschaltung der ersten Batterie 4 und der zweiten Batterie 5· Diese Betriebsweise ist in der Regel nur kurzzeitig erforderlich, so daß der Schalter 13 alsbald wieder geöffnet werden kann, wobei die Schließkontakte 15 und 16 wieder geöffnet werden und damit den Stromkreis der Reihenschaltung von erster Batterie 4, zweiter Batterie 5 und zweitem Verbraucher 17 unterbrechen. Die zum kurzzeitigen Betrieb des zweiten Verbrauchers 17 erforderliche Ladungsmenge, die den Batterien 4 und entnommen wurde, kann nun durch die Brückengleichrichter 2 und 3 wieder nachgeladen werden. Da die zweite Batterie 5 nur kurzzeitig zugeschaltet wird, ist ihre Belastung im zeit-

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lichen Mittel wesentlich kleiner als die der ersten Batterie 4, die zusätzlichen den ersten Verbraucher 12 versorgen muß. Aus diesem Grunde ist es möglich, den zweiten Brückengleichrichter 3 durch bauliche Maßnahmen entsprechend geringer zu dimensionieren als den ersten Brückengleichrichter 2. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den zweiten Brüekengleichr·. richter 3 um einen Brückenzweig 18 zu vermindern, so daß eine Zweiphasengleichrichtung für die Aufladung der zweiten Batterie 5 zur Verfügung steht.

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Claims

3 5 t 0"

Patentansprüche

l.j Stromversorgungseinrichtung für eine Zweispannungsanlage

in einem Kraftfahrzeug mit einem Generator, einem ersten Brückengleichrichter, an den eine erste Batterie angeschlossen ist, und einem dazu parallel geschalteten zweiten Brükkengleichrichter, an den eine zweite Batterie angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Batterien (4, 5) mittels einer Schaltvorrichtung (14, 15_s 16) in Reihe schaltbar sind.
2. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (1) ein Drehstromgenerator ist und die Brückengleichrichter (2, 3) Drehstrombrückengleichrichter sind.
3. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur ersten Batterie (4) ein erster Verbraucher (12) schaltbar ist.
4. Stromversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Reihenschaltung der ersten Batterie (4) und der zweiten Batterie (5) ein zweiter Verbraucher (17) schaltbar ist.
5. Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,. dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Drehstrombrükkengleichrichter (3) durch einen Zweiphasenbrückengleichrichter ersetzt ist. 809817/0499

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6. Stromversorgungsexnrichtung nach einem der Ansprüche oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltvorrichtung ein Schaltrelais (14) mit zwei Schließkontakten (15, 16) vorgesehen ist und daß mit dem einen Schließkontakt (15) der Pluspol der ersten Batterie (4) mit dem Minuspol der zweiten Batterie (5) und mit dem zweiten Sehließkontakt (16) der Pluspol der zweiten Batterie (5) über den zweiten Verbraucher (17) mit Masse verbindbar ist.

7· Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 6₃ dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrelais (14) das Anlasserrelais und der zweite Verbraucher (17) der.Anlasser eines Kraftfahrzeuges ist.

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