EP4162284A1 - Verfahren und spannungswandleranordnung zur energieversorgung von wenigstens einer elektrischen fahrzeugbaugruppe - Google Patents

Verfahren und spannungswandleranordnung zur energieversorgung von wenigstens einer elektrischen fahrzeugbaugruppe

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Publication number
EP4162284A1
EP4162284A1 EP21718105.6A EP21718105A EP4162284A1 EP 4162284 A1 EP4162284 A1 EP 4162284A1 EP 21718105 A EP21718105 A EP 21718105A EP 4162284 A1 EP4162284 A1 EP 4162284A1
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EP
European Patent Office
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voltage
input voltage
supply source
vehicle assembly
evaluation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP21718105.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ruediger Karner
Eugen WANG
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter

Definitions

  • the invention is based on a method for supplying energy to at least one electrical vehicle assembly according to the preamble of independent claim 1.
  • the present invention also relates to a corresponding voltage converter arrangement for supplying energy to at least one electrical vehicle assembly, with an evaluation and control unit which is implemented to carry out one for supplying energy to at least one electrical vehicle assembly.
  • a scarf device part which converts an externally provided supply voltage to other voltage potentials required within the assembly.
  • Such a circuit part is also referred to as a voltage converter and delivers within the specified input voltage one or more defined output voltages for supplying the subsequent assemblies.
  • a minimum input voltage value is required, from which the voltage converter is able to deliver the required output voltage. In current practice, this minimum input voltage value is only tied to a certain first voltage value; if this is exceeded, the voltage converter starts with the voltage conversion, if a certain, matching second voltage value is not reached, then the voltage conversion is deactivated again.
  • a device with a plurality of sensors for a vehicle and a generic method for the energy supply of at least one vehicle assembly are known.
  • the device comprises an interface with which the device communicates with control units of the vehicle.
  • the device furthermore has a generic voltage converter arrangement which can be connected to the energy network of the vehicle and to the at least one control device for supplying energy to the at least one control device and includes means for voltage conversion.
  • the means for voltage conversion convert an input voltage from the energy network into at least one output voltage for supplying energy to the at least one control device.
  • the procedure checks whether the input voltage from the energy network is available. If this is the case, the input voltage continues to be converted into the at least one output voltage. If this is not the case, however, then an energy reserve is used in order to supply the plurality of sensors and the at least one control device with energy for a certain period of self-sufficiency.
  • the method for supplying energy to at least one electrical vehicle assembly with the features of independent claim 1 and the voltage converter arrangement for supplying energy to at least one electrical vehicle assembly each have the advantage that the load capacity of a supply source that provides the input voltage for voltage conversion is checked before the voltage conversion of the input voltage into at least one output voltage is carried out.
  • the invention is based on the fact that an internal resistance of the supply source is assessed before the at least one voltage converter is activated and only when this falls below a certain value, the at least one voltage converter is activated.
  • This method can be used to ensure that the input voltage does not collapse as a result of the load when the at least one voltage converter is activated and thus deactivates the voltage converter. This means that when the voltage converters are activated, there is enough input power to ensure that the voltage converters can continue to work. This means that sporadic switching on and off, which is critical for subsequent stages, can no longer occur.
  • Embodiments of the present invention provide a method for supplying energy to at least one electrical vehicle assembly, in which an input voltage provided by at least one supply source is monitored and converted into at least one output voltage which is applied to the at least one vehicle assembly.
  • the supply source is loaded with a specifiable current level when the applied input voltage exceeds a predeterminable setpoint voltage, the input voltage being converted or converted into the at least one output voltage if the input voltage remains above the specifiable setpoint voltage despite the load on the supply source.
  • a voltage converter arrangement for supplying energy to at least one electrical vehicle assembly with at least one voltage converter, which is designed to convert or convert an input voltage, which is provided by at least one supply source, into at least one predeterminable output voltage, which is to be used the at least one vehicle assembly is applied, a voltage monitor, which is designed to detect the input voltage, and an evaluation and control unit proposed, which is designed to carry out the method for energy supply of at least one electrical vehicle assembly.
  • the predetermined current level enables a simple and quick check as to whether the internal resistance of the supply source has a sufficiently small value so that the supply source can provide the power required to operate the at least one voltage converter.
  • the current level for checking the load can advantageously be adapted to the specifications of the supply sources and voltage converters used.
  • the evaluation and control unit can be understood to mean an electrical assembly which processes or evaluates sensed sensor signals.
  • the evaluation and control unit can have at least one processing unit for processing signals or data, at least one storage unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or another assembly for reading in sensor signals or for outputting control signals and / or have at least one communication interface for reading in or outputting data that is embedded in a communication protocol.
  • the at least one interface can be designed in terms of hardware and / or software. In the case of hardware development, the interfaces can, for example, be part of a so-called system ASIC (ASIC: application-specific integrated circuit), which contains a wide variety of functions of the evaluation and control unit.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the evaluation and control unit itself can be designed as a system ASIC (ASIC: application-specific integrated circuit).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the interfaces are separate, integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces can be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules.
  • the computing unit can be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, wherein the storage unit can be a flash memory, an EEPROM or a magnetic storage unit.
  • the communication interface can be designed to read in or output data wirelessly and / or wired.
  • a computer program product with program code that is stored on a machine-readable carrier such as a semicon- ductor, a hard disk or an optical memory and is used to carry out the evaluation when the program is executed by the evaluation and control unit.
  • the load on the supply source can be switched off before the input voltage is converted into the at least one output voltage. This can prevent the supply source from being subjected to additional loads during voltage conversion.
  • the input voltage cannot be converted into the at least one output voltage if the input voltage drops below the preset nominal voltage value due to the load on the supply source. This enables reliable voltage conversion or voltage conversion to be achieved, since sporadic switching on and off is prevented.
  • the supply source can be loaded with the specifiable current level, for example, for a specifiable period of time. If the input voltage does not drop during this period, the supply source is sufficiently stable.
  • the period of time can advantageously be adapted to the specifications of the supply sources and voltage converters used.
  • the load on the supply source can be switched off when the input voltage falls below the predeterminable setpoint voltage value. In this way, further damage to the supply source can be prevented or at least reduced.
  • the evaluation and control unit can be designed to activate the at least one voltage converter as a function of specifiable criteria.
  • the voltage monitor can also be designed to continuously compare the detected input voltage with a specifiable setpoint voltage value and to output the comparison result to the evaluation and control unit. The ver at the same time as a predetermined setpoint voltage value enables monitoring of the input voltage that can be implemented very easily.
  • the evaluation and control unit can also be designed to activate a switchable current sink, which loads the at least one supply source with a specifiable current level when the input voltage is above the specifiable threshold value. The use of a switchable current sink enables the load capacity of the supply source to be checked quickly and easily.
  • the evaluation and control unit can activate the at least one voltage converter if the detected input voltage remains above the predeterminable threshold value after activating the current sink, or not activate it if the input voltage falls below the predeterminable nominal voltage value due to the load on the supply source. This enables reliable voltage conversion or voltage conversion to be achieved, since sporadic switching on and off can be reliably prevented.
  • the setpoint voltage value of the voltage monitor can be specified as a fixed or freely selectable threshold value.
  • a freely selectable threshold value enables better adaptation to the specifications of the supply sources and voltage converters used, while a fixed, predetermined threshold value can be implemented more easily and cost-effectively.
  • the current level of the switchable current sink can be specified as a fixed or freely selectable current value.
  • a freely selectable current level enables better adaptation to the specifications of the supply sources and voltage converters used, while a fixed current level can be implemented more easily and cost-effectively.
  • the evaluation and control unit and the voltage monitor and the switchable current sink can be combined to form a monitoring device.
  • the monitoring device can preferably be designed as an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FIG. 1 shows a schematic flow diagram of an exemplary embodiment of a method according to the invention for supplying energy to at least one electrical vehicle assembly.
  • FIG. 2 shows a schematic block diagram of an exemplary embodiment of a voltage converter arrangement according to the invention for supplying energy to at least one electrical vehicle assembly.
  • the illustrated exemplary embodiment of the method 100 according to the invention for supplying energy to at least one electrical vehicle assembly includes a step S100 in which an input voltage UE provided by at least one supply source 5 is monitored. In a step S110 it is checked whether the applied input voltage UE exceeds a predetermined setpoint voltage value. If this is not the case, then the method 100 continues with step S100. If the input voltage UE exceeds the setpoint voltage value, then the supply source 5 is loaded with a specifiable current level in a step S120.
  • a step 130 it is checked whether the input voltage UE remains above the predeterminable setpoint voltage value despite the load on the supply source 5. If this is not the case, then the method 100 continues with a step S160, in which the load on the supply source 5 is deactivated. The method is then continued with step S100. This means that the input voltage UE is not converted into the at least one output voltage UA is when the input voltage UE drops below the predeterminable setpoint voltage value due to the load on the supply source 5. If the input voltage UE remains above the setpoint voltage value despite the load on the supply source 5, then in a step S150 the input voltage UE is converted into at least one output voltage UA, which is applied to the at least one vehicle assembly.
  • the load on supply source 5 is switched off in a step not shown before the input voltage UE is converted into the at least one output voltage UA in step S150.
  • the supply source 5 is loaded for a predefinable period of time with the predefinable current level.
  • the illustrated embodiment of the voltage converter arrangement 1 according to the invention for supplying energy to at least one electrical vehicle assembly comprises at least one voltage converter 3, which is designed to convert the input voltage UE, which is provided by the at least one supply source 5, into the to convert at least one predeterminable output voltage UA, which is applied to the least one vehicle assembly, not shown, a voltage monitor 14, which is designed to detect the input voltage UE, and an evaluation and control unit 12, which is designed according to the fiction method 100 for supplying energy to at least one electrical vehicle assembly.
  • the evaluation and control unit 12 activates the at least one voltage converter 3 depending on predeterminable criteria, the voltage monitor 14 continuously comparing the detected input voltage UE with the predeterminable target voltage value and the comparison result to the evaluation and control unit 12 outputs.
  • the evaluation and control unit 12 activates a switchable current sink 16, which loads the at least one supply source 5 with the predeterminable current level when the input voltage UE is above the predeterminable threshold value.
  • the evaluation and control unit 12 activates the At least one voltage converter 3 if the detected input voltage UE remains above the predeterminable threshold value after the activation of the current sink 16, or does not activate the at least one voltage converter if the input voltage UE falls below the predeterminable setpoint voltage value due to the load on the supply source 5.
  • the target voltage value of the voltage monitor 14 is vorgege enclosed as a fixed threshold value.
  • the target voltage value is a freely selectable threshold value and can be specified as a function of the specifications of the supply source 5 used and of the at least one voltage converter 3.
  • the current level of the switchable current sink 16 is vorgege ben in the illustrated embodiment of the voltage converter arrangement 1 as a fixed current value.
  • the current level is a freely selectable current value and can be specified as a function of the specifications of the supply source 5 used and of the at least one voltage converter 3.
  • the evaluation and control unit 12 and the voltage monitor 14 and the switchable current sink 16 are combined to form a monitoring device 10.
  • This monitoring device 10 is preferably designed as an application-specific integrated circuit ASIC.
  • the method 100 according to the invention for supplying energy to at least one electrical vehicle assembly can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in the evaluation and control unit 12.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Energieversorgung von wenigstens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe, wobei eine von mindestens einer Versorgungsquelle (5) bereitgestellte Eingangsspannung (UE) überwacht und in mindestens eine Ausgangsspannung (UA) gewandelt wird, welche an die wenigstens eine Fahrzeugbaugruppe angelegt wird, sowie eine Spannungswandleranordnung (1) zur Energieversorgung von wenigstens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe, mit mindestens einem Spannungswandler (3), welcher ausgeführt ist, eine Eingangsspannung (UE), welche von mindestens einer Versorgungsquelle (5) bereitgestellt ist, in mindestens eine vorgebbare Ausgangsspannung (UA) zu wandeln, welche an die wenigstens eine Fahrzeugbaugruppe angelegt wird, einem Spannungsmonitor (14), welcher ausgeführt ist, die Eingangsspannung (UE) zu erfassen, und einer Auswerte- und Steuereinheit (12), welche ausgeführt ist, das Verfahren zur Energieversorgung von wenigstens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe auszuführen. Hierbei wird die Versorgungsquelle (5) mit einem vorgebbaren Strompegel belastet, wenn die anliegende Eingangsspannung (UE) einen vorgebaren Sollspannungswert überschreitet wobei die Eingangsspannung (UE) in mindestens eine Ausgangsspannung (UA) umgewandelt wird, wenn die Eingangsspannung (UE) trotz Belastung der Versorgungsquelle (5) über dem vorgebaren Sollspannungswert bleibt.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Spannungswandleranordnung zur Energieversorgung von wenigstens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Energieversorgung von wenigs tens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch korrespon dierende Spannungswandleranordnung zur Energieversorgung von wenigstens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe, mit einer Auswerte- und Steuereinheit, welche ausgeführt ist, ein solches zur Energieversorgung von wenigstens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe durchzuführen.
Fast alle elektronischen Baugruppen eines Fahrzeugs besitzen einen Schal tungsteil, welcher eine von außen zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung auf andere, innerhalb der Baugruppe erforderliche Spannungspotentiale umsetzt. Ein solches Schaltungsteil wird auch als Spannungswandler bezeichnet und lie fert innerhalb der spezifizierten Eingangsspannung eine oder mehrere definierte Ausgangsspannungen zur Versorgung der nachfolgenden Baugruppen. Um eine sichere Funktion des Spannungswandlers zu gewährleisten, ist ein minimaler Eingangsspannungswert erforderlich, ab welcher der Spannungswandler in der Lage ist die geforderte Ausgangsspannung zu liefern. In der gängigen Praxis wird dieser minimale Eingangsspannungswert lediglich an einem bestimmten ersten Spannungswert festgemacht, wird dieser überschritten, startet der Span nungswandler mit der Spannungsumsetzung, wird ein bestimmter, dazu passen der zweiter Spannungswert unterschritten, dann wird die Spannungsumsetzung wieder deaktiviert. Diese Methode wird problematisch, wenn die Eingangsspan nung sehr nahe der Aktivierungsgrenze ist und einen hohen Innenwiderstand aufweist, wodurch die Spannung bei Belastung wieder einbricht und den Span nungswandler wieder deaktiviert wird. Durch das dadurch verursachte sporadi- sehe Ein- und Ausschalten der Ausgangsspannung können nachfolgende Bau gruppen, insbesondere Mikrocontroller und Mikroprozessoren, ein problemati sches, unvorhersehbares Verhalten aufweisen. Durch eine einfache Hysterese der Ein- und Ausschaltschwelle lässt sich das Problem des unerwünschten spo radischen Ein- und Ausschaltens der Spannungswandlung nicht verhindern.
Aus der DE 102007001 573 Al sind eine Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Sensoren für ein Fahrzeug und ein gattungsgemäßes Verfahren zur Energiever sorgung von wenigstens einer Fahrzeugbaugruppe bekannt. Die Vorrichtung um fasst eine Schnittstelle, mit welcher die Vorrichtung mit Steuergeräten des Fahr zeugs kommuniziert. Die Vorrichtung weist weiterhin eine gattungsgemäße Spannungswandleranordnung auf, welche mit dem Energienetz des Fahrzeugs und mit dem wenigstens einen Steuergerät zur Energieversorgung des wenigs tens einen Steuergeräts verbindbar ist und Mittel zur Spannungswandlung um fasst. Hierbei wandeln die Mittel zur Spannungswandlung eine Eingangsspan nung aus dem Energienetz in mindestens eine Ausgangsspannung zur Energie versorgung des wenigstens einen Steuergeräts. Das Verfahren überprüft, ob die Eingangsspannung aus dem Energienetz vorliegt. Ist das der Fall, dann erfolgt weiterhin die Wandlung der Eingangsspannung in die mindestens eine Aus gangsspannung. Ist das jedoch nicht der Fall, dann wird eine Energiereserve verwendet, um für eine bestimmte Autarkiezeit die Mehrzahl von Sensoren und das wenigstens eine Steuergeräte mit Energie zu versorgen.
Offenbarung der Erfindung
Das Verfahren zur Energieversorgung von wenigstens einer elektrischen Fahr zeugbaugruppe mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und die Spannungswandleranordnung zur Energieversorgung von wenigstens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe haben jeweils den Vorteil, dass die Belastbar keit einer Versorgungsquelle, welche die Eingangsspannung zur Spannungs wandlung zur Verfügung stellt, überprüft wird, bevor die Spannungswandlung der Eingangsspannung in mindestens eine Ausgangsspannung durchgeführt wird.
Die Erfindung beruht darauf, dass vor der Aktivierung des mindestens einen Spannungswandlers ein Innenwiderstand der Versorgungsquelle bewertet wird und nur wenn dieser einen gewissen Wert unterschreitet, wird der mindestens eine Spannungswandler aktiviert. Mit dieser Methode kann sichergestellt werden, dass die Eingangsspannung bei Aktivierung des mindestens einen Spannungs wandlers nicht in Folge der Belastung einbricht und so zu einer Deaktivierung der Spannungswandler führt. Das heißt, wenn die Spannungswandler aktiviert wer den, ist auch genug Eingangsleistung vorhanden, die ein Weiterarbeiten der Spannungswandler gewährleistet. So kann es nicht mehr zu dem für nachfolgen de Stufen kritischen, sporadischen Ein- und Ausschalten kommen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren zur Ener gieversorgung von wenigstens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe zur Verfü gung, bei welchem eine von mindestens einer Versorgungsquelle bereitgestellte Eingangsspannung überwacht und in mindestens eine Ausgangsspannung um gewandelt wird, welche an die wenigstens eine Fahrzeugbaugruppe angelegt wird. Hierbei wird die Versorgungsquelle mit einem vorgebbaren Strompegel be lastet, wenn die anliegende Eingangsspannung einen vorgebaren Sollspan nungswert überschreitet, wobei die Eingangsspannung in die mindestens eine Ausgangsspannung gewandelt bzw. umgesetzt wird, wenn die Eingangsspan nung trotz Belastung der Versorgungsquelle über dem vorgebbaren Sollspan nungswert bleibt.
Zudem wird eine Spannungswandleranordnung zur Energieversorgung von we nigstens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe, mit mindestens einem Span nungswandler, welcher ausgeführt ist, eine Eingangsspannung, welche von min destens einer Versorgungsquelle bereitgestellt ist, in mindestens eine vorgebba- re Ausgangsspannung zu wandeln bzw. umzusetzen, welche an die wenigstens eine Fahrzeugbaugruppe angelegt wird, einem Spannungsmonitor, welcher aus geführt ist, die Eingangsspannung zu erfassen, und einer Auswerte- und Steuer einheit vorgeschlagen, welche ausgeführt ist, das Verfahren zur Energieversor gung von wenigstens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe auszuführen.
Durch den vorgegebenen Strompegel ist eine einfache und schnelle Überprüfung möglich, ob der Innenwiderstand der Versorgungsquelle einen ausreichend klei nen Wert aufweist, so dass die Versorgungsquelle die erforderliche Leistung zum Betrieb des mindestens einen Spannungswandlers bereitstellen kann. Der Strompegel zur Belastungsüberprüfung kann in vorteilhafter Weise an die Spezi fikationen der verwendeten Versorgungsquellen und Spannungswandler ange passt werden.
Unter der Auswerte- und Steuereinheit kann vorliegend eine elektrische Bau gruppe verstanden werden, welches erfasste Sensorsignale verarbeitet bzw. auswertet. Hierzu kann die Auswerte- und Steuereinheit zumindest eine Rechen einheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speicherein heit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu ei nem Sensor oder einer anderen Baugruppe zum Einlesen von Sensorsignalen oder zum Ausgeben von Steuersignalen und/oder zumindest eine Kommunikati onsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die mindestens eine Schnittstelle kann hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein. Bei einer hardwaremäßi gen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs (ASIC: anwendungsspezifische integrierte Schaltung) sein, der verschiedenste Funktionen der Auswerte- und Steuereinheit beinhaltet. Zudem kann die Auswerte- und Steuereinheit selbst als System-ASIC (ASIC: anwen dungsspezifische integrierte Schaltung) ausgeführt sein. Es ist jedoch auch mög lich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnitt stelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden ein zulesen oder auszugeben. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halblei terspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespei chert ist und zur Durchführung der Auswertung verwendet wird, wenn das Pro gramm von der Auswerte- und Steuereinheit ausgeführt wird.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiter bildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentan- spruch 1 angegebenen Verfahrens zur Energieversorgung von wenigstens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe und der im unabhängigen Patentanspruch 6 angegebenen Spannungswandleranordnung zur Energieversorgung von wenigs tens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Belastung der Versorgungsquelle abgeschaltet werden kann, bevor die Eingangsspannung in die mindestens eine Ausgangs spannung umgewandelt wird. Dadurch kann verhindert werden, dass die Versor gungsquelle bei der Spannungswandlung zusätzlich belastet wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann die Eingangsspannung nicht in die mindestens eine Ausgangsspannung umgewandelt werden, wenn die Ein gangsspannung durch die Belastung der Versorgungsquelle unter den vorgeba ren Sollspannungswert absinkt. Dadurch kann eine sichere Spannungswandlung bzw. Spannungsumsetzung erreicht werden, da das sporadische Ein- und Aus schalten verhindert wird.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann die Versorgungs quelle beispielsweise für eine vorgebbare Zeitspanne mit dem vorgebbaren Strompegel belastet werden. Bricht die Eingangsspannung während dieser Zeit spanne nicht ein, ist die Versorgungsquelle ausreichend stabil. Die Zeitspanne kann in vorteilhafter Weise an die Spezifikationen der verwendeten Versor gungsquellen und Spannungswandler angepasst werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann die Belastung der Versorgungsquelle abgeschaltet werden, wenn die Eingangsspannung den vor gebbaren Sollspannungswert unterschreitet. Dadurch kann eine weitere Beschä digung der Versorgungsquelle verhindert oder zumindest reduziert werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Spannungswandleranordnung kann die Aus- werte- und Steuereinheit ausgeführt werden, den mindestens einen Spannungs wandler in Abhängigkeit von vorgebbaren Kriterien zu aktivieren. Der Span nungsmonitor kann weiter ausgeführt werden, die erfasste Eingangsspannung fortlaufend mit einem vorgebbaren Sollspannungswert zu vergleichen und das Vergleichsergebnis an die Auswerte- und Steuereinheit auszugeben. Der Ver- gleich mit einer vorgegebenen Sollwertspannungswert ermöglicht eine sehr ein fach implementierbare Überwachung der Eingangsspannung. Die Auswerte- und Steuereinheit kann weiter ausgeführt sein, eine schaltbare Stromsenke zu akti vieren, welche die mindestens eine Versorgungsquelle mit einem vorgebbaren Strompegel belastet, wenn die Eingangsspannung über dem vorgebbaren Schwellwert liegt. Die Verwendung einer schaltbaren Stromsenke ermöglicht eine einfache und schnelle Überprüfung der Belastbarkeit der Versorgungsquelle. Zu dem kann die Auswerte- und Steuereinheit den mindestens einen Spannungs wandler aktivieren, wenn die erfasste Eingangsspannung nach der Aktivierung der Stromsenke über dem vorgebbaren Schwellwert bleibt, oder nicht aktivieren, wenn die Eingangsspannung durch die Belastung der Versorgungsquelle unter den vorgebaren Sollspannungswert absinkt. Dadurch kann eine sichere Span nungswandlung bzw. Spannungsumsetzung erreicht werden, da das sporadische Ein- und Ausschalten sicher verhindert werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Spannungswandleranordnung kann der Sollspannungswert des Spannungsmonitors als fester oder frei wählbarer Schwellwert vorgegeben werden. Ein frei wählbarer Schwellwert ermöglicht eine bessere Anpassung an die Spezifikationen der verwendeten Versorgungsquellen und Spannungswandler, während ein fest vorgegebener Schwellwert einfacher und kostengünstiger realisiert werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Spannungswandleranordnung kann der Strompegel der schaltbaren Stromsenke als fester oder frei wählbarer Stromwert vorgegeben werden. Ein frei wählbarer Strompegel ermöglicht eine bessere Anpassung an die Spezifikationen der verwendeten Versorgungsquellen und Spannungswandler, während ein fest vorgegebener Strompegel einfacher und kostengünstiger realisiert werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Spannungswandleranordnung können die Auswerte- und Steuereinheit und der Spannungsmonitor und die schaltbare Stromsenke zu einer Überwachungsvorrichtung zusammengefasst werden. Die Überwachungsvorrichtung kann vorzugsweise als anwendungsspezifische inte grierte Schaltung (ASIC) ausgeführt werden. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und wer den in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung be zeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels ei nes erfindungsgemäßen Verfahrens zur Energieversorgung von wenigstens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe.
Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Spannungswandleranordnung zur Energieversorgung von wenigstens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe.
Ausführungsformen der Erfindung
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 wird das dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zur Energieversorgung von wenigstens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe beschrieben. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ver fahrens 100 zur Energieversorgung von wenigstens einer elektrischen Fahrzeug baugruppe einen Schritt S100, in welchem eine von mindestens einer Versor gungsquelle 5 bereitgestellte Eingangsspannung UE überwacht wird. In einem Schritt S110 wird überprüft, ob die anliegende Eingangsspannung UE einen vor gebaren Sollspannungswert überschreitet. Ist dies nicht der Fall, dann wird das Verfahren 100 mit dem Schritt S100 fortgesetzt. Überschreitet die Eingangs spannung UE den Sollspannungswert, dann wird die Versorgungsquelle 5 in ei nem Schritt S120 mit einem vorgebbaren Strompegel belastet. In einem Schritt 130 wird überprüft, ob die Eingangsspannung UE trotz Belastung der Versor gungsquelle 5 über dem vorgebaren Sollspannungswert bleibt. Ist dies nicht der Fall, dann wird das Verfahren 100 mit einem Schritt S160 fortgesetzt, in welchem die Belastung der Versorgungsquelle 5 deaktiviert wird. Anschließend wird das Verfahren mit dem Schritt S100 fortgesetzt. Das bedeutet, dass die Eingangs spannung UE nicht in die mindestens eine Ausgangsspannung UA umgewandelt wird, wenn die Eingangsspannung UE durch die Belastung der Versorgungsquel le 5 unter den vorgebaren Sollspannungswert absinkt. Bleibt die Eingangsspan nung UE trotz Belastung der Versorgungsquelle 5 über dem Sollspannungswert, dann wird in einem Schritt S150 die Eingangsspannung UE in mindestens eine Ausgangsspannung UA umgewandelt, welche an die wenigstens eine Fahrzeug baugruppe angelegt wird.
Zudem wird die Belastung der Versorgungsquelle 5 im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel in einem nicht dargestellten Schritt abgeschaltet, bevor die Ein gangsspannung UE im Schritt S150 in die mindestens eine Ausgangsspannung UA umgewandelt wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Versor gungsquelle 5 für eine vorgebbare Zeitspanne mit dem vorgebbaren Strompegel belastet.
Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spannungswandleranordnung 1 zur Energieversorgung von wenigstens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe mindestens einen Span nungswandler 3, welcher ausgeführt ist, die Eingangsspannung UE, welche von der mindestens einen Versorgungsquelle 5 bereitgestellt ist, in die mindestens eine vorgebbare Ausgangsspannung UA umzuwandeln, welche an die wenigs tens eine nicht dargestellte Fahrzeugbaugruppe angelegt wird, einen Span nungsmonitor 14, welcher ausgeführt ist, die Eingangsspannung UE zu erfassen, und eine Auswerte- und Steuereinheit 12, welche ausgeführt ist, das erfindungs gemäß Verfahren 100 zur Energieversorgung von wenigstens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe auszuführen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Spannungswandleranordnung 1 akti viert die Auswerte- und Steuereinheit 12 den mindestens einen Spannungswand ler 3 in Abhängigkeit von vorgebbaren Kriterien, wobei der Spannungsmonitor 14 die erfasste Eingangsspannung UE fortlaufend mit dem vorgebbaren Sollspan nungswert vergleicht und das Vergleichsergebnis an die Auswerte- und Steuer einheit 12 ausgibt. Die Auswerte- und Steuereinheit 12 aktiviert eine schaltbare Stromsenke 16, welche die mindestens eine Versorgungsquelle 5 mit dem vor gebbaren Strompegel belastet, wenn die Eingangsspannung UE über dem vor gebbaren Schwellwert liegt. Die Auswerte- und Steuereinheit 12 aktiviert den mindestens einen Spannungswandler 3, wenn die erfasste Eingangsspannung UE nach der Aktivierung der Stromsenke 16 über dem vorgebbaren Schwellwert bleibt, oder aktiviert den mindestens einen Spannungswandler nicht, wenn die Eingangsspannung UE durch die Belastung der Versorgungsquelle 5 unter den vorgebaren Sollspannungswert absinkt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Spannungswandleranordnung 1 ist der Sollspannungswert des Spannungsmonitors 14 als fester Schwellwert vorgege benen. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Spannungswand leranordnung 1 ist der Sollspannungswert ein frei wählbarer Schwellwert und kann in Abhängigkeit von den Spezifikationen der verwendeten Versorgungs quelle 5 und des mindestens einen Spannungswandlers 3 vorgegeben werden.
Auch der Strompegel der schaltbaren Stromsenke 16 ist im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel der Spannungswandleranordnung 1 als fester Stromwert vorgege ben. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Spannungswandler anordnung 1 ist der Strompegel ein frei wählbarer Stromwert und kann in Abhän gigkeit von den Spezifikationen der verwendeten Versorgungsquelle 5 und des mindestens einen Spannungswandlers 3 vorgegeben werden.
Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, sind die Auswerte- und Steuereinheit 12 und der Spannungsmonitor 14 und die schaltbare Stromsenke 16 zu einer Überwa chungsvorrichtung 10 zusammengefasst. Diese Überwachungsvorrichtung 10 ist vorzugsweise als anwendungsspezifische integrierte Schaltung ASIC ausgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren 100 zur Energieversorgung von wenigstens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in der Auswerte- und Steuereinheit 12 implementiert sein.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren (100) zur Energieversorgung von wenigstens einer elektri schen Fahrzeugbaugruppe, wobei eine von mindestens einer Versor gungsquelle (5) bereitgestellte Eingangsspannung (UE) überwacht und in mindestens eine Ausgangsspannung (UA) gewandelt wird, welche an die wenigstens eine Fahrzeugbaugruppe angelegt wird, dadurch ge kennzeichnet, dass die Versorgungsquelle (5) mit einem vorgebbaren Strompegel belastet wird, wenn die anliegende Eingangsspannung (UE) einen vorgebaren Sollspannungswert überschreitet wobei die Eingangs spannung (UE) in die mindestens eine Ausgangsspannung (UA) gewan delt wird, wenn die Eingangsspannung (UE) trotz Belastung der Versor gungsquelle (5) über dem vorgebaren Sollspannungswert bleibt.
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Belastung der Versorgungsquelle (5) abgeschaltet wird, bevor die Ein gangsspannung (UE) in die mindestens eine Ausgangsspannung (UA) gewandelt wird.
3. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsspannung (UE) nicht in die mindestens eine Ausgangs spannung (UA) gewandelt wird, wenn die Eingangsspannung (UE) durch die Belastung der Versorgungsquelle (5) unter den vorgebaren Soll spannungswert absinkt.
4. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Versorgungsquelle (5) für eine vorgebbare Zeitspan ne mit dem vorgebbaren Strompegel belastet wird.
5. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Belastung der Versorgungsquelle (5) abgeschaltet wird, wenn die Eingangsspannung (UE) den vorgebbaren Sollspan nungswert unterschreitet.
6. Spannungswandleranordnung (1) zur Energieversorgung von wenigs tens einer elektrischen Fahrzeugbaugruppe, mit mindestens einem Spannungswandler (3), welcher ausgeführt ist, eine Eingangsspannung (UE), welche von mindestens einer Versorgungsquelle (5) bereitgestellt ist, in mindestens eine vorgebbare Ausgangsspannung (UA) zu wan deln, welche an die wenigstens eine Fahrzeugbaugruppe angelegt wird, einem Spannungsmonitor (14), welcher ausgeführt ist, die Eingangs spannung (UE) zu erfassen, und einer Auswerte- und Steuereinheit (12), welche ausgeführt ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auszuführen.
7. Spannungswandleranordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (12) ausgeführt ist, den mindestens einen Spannungswandler (3) in Abhängigkeit von vorgebba ren Kriterien zu aktivieren, wobei der Spannungsmonitor (14) weiter ausgeführt ist, die erfasste Eingangsspannung (UE) fortlaufend mit ei nem vorgebbaren Sollspannungswert zu vergleichen und das Vergleich sergebnis an die Auswerte- und Steuereinheit (12) auszugeben, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (12) weiter ausgeführt ist, eine schalt bare Stromsenke (16) zu aktivieren, welche die mindestens eine Versor gungsquelle (5) mit einem vorgebbaren Strompegel belastet, wenn die Eingangsspannung (UE) über dem vorgebbaren Schwellwert liegt, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (12) den mindestens einen Span nungswandler (3) aktiviert, wenn die erfasste Eingangsspannung (UE) nach der Aktivierung der Stromsenke (16) über dem vorgebbaren Schwellwert bleibt, oder nicht aktiviert, wenn die Eingangsspannung (UE) durch die Belastung der Versorgungsquelle (5) unter den vorgeba ren Sollspannungswert absinkt.
8. Spannungswandleranordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, dass der Sollspannungswert des Spannungsmonitors (14) als fester oder frei wählbarer Schwellwert vorgebbar ist.
9. Spannungswandleranordnung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge kennzeichnet, dass der Strompegel der schaltbaren Stromsenke (16) als fester oder frei wählbarer Stromwert vorgebbar ist.
10. Spannungswandleranordnung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (12) und der Spannungsmonitor (14) und die schaltbare Stromsenke (16) zu einer Überwachungsvorrichtung (10) zusammengefasst sind.
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