WO2001056033A2 - Intermediate storage device - Google Patents

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WO2001056033A2
WO2001056033A2 PCT/EP2001/000250 EP0100250W WO0156033A2 WO 2001056033 A2 WO2001056033 A2 WO 2001056033A2 EP 0100250 W EP0100250 W EP 0100250W WO 0156033 A2 WO0156033 A2 WO 0156033A2
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WO
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intermediate storage
unit
energy
storage device
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Volker Bönig
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Volkswagen Aktiengesellschaft
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    • G11C—STATIC STORES
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    • G11C5/14—Power supply arrangements, e.g. power down, chip selection or deselection, layout of wirings or power grids, or multiple supply levels
    • G11C5/141—Battery and back-up supplies
    • G—PHYSICS
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
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    • G—PHYSICS
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
    • G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks

Definitions

  • the invention relates to a temporary storage device, in particular for a vehicle, for storing electrical energy, with a temporary storage unit which can be connected to at least one supply unit for the absorption of energy and to at least one consumer unit for the supply of energy, according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to provide a generic intermediate storage device which, if necessary, ensures a reliable energy supply to the consumer unit or consumer units.
  • a buffer device of the type mentioned here which has a monitoring unit for monitoring the absorption of energy by comparing at least one predeterminable target absorption function with an actual absorption function and the delivery of energy by comparing at least one predeterminable target discharge function with an actual delivery function and for delivering a signal and / or information in the presence of a predeterminable deviation between the soil pick-up function and the actual pick-up function or between the target delivery function and the actual delivery function.
  • the buffer device according to the invention stands out from the prior art due to the presence of a monitoring unit.
  • the uptake and release of energy by the intermediate storage device are each characterized by an actual function, namely the actual uptake function and the actual release function, into each of which the amount of energy absorbed or released is included.
  • the monitoring unit also stores target functions, namely at least one target recording function and at least one target delivery function.
  • the target functions characterize the absorption or delivery of energy in the case of a fully functional intermediate storage device.
  • the monitoring unit has information about which deviations between the actual functions and the assigned target functions can still be tolerated and for which this is no longer the case. While the intermediate storage device absorbs or releases energy, the monitoring unit determines the deviations between the actual and target functions.
  • the monitoring unit emits a message which can be, for example, an optical and / or acoustic signal that the driver can perceive.
  • the message can also be stored as information in the electrical device of the vehicle and can be called up by a technician in a workshop.
  • a switchover to a second buffer unit which is provided for reasons of resonance, can also take place. This measure ensures reliable energy transmission to the consumer units.
  • the target recording function and / or the target delivery function are each a reference band function.
  • the reference band function each has an upper and a lower limit function, between which the actual functions must be located during the absorption or delivery of energy by the intermediate storage device. This configuration makes a particularly simple technical implementation of the monitoring unit possible.
  • a further preferred exemplary embodiment provides that the target recording function and the actual recording function as well as the target delivery function and the actual delivery function are respectively voltage-time functions or current-time functions.
  • the actual recording function and the actual delivery function are then determined in each case by measuring the change over time of an electrical voltage or an electrical current.
  • the circuit implementation of this measurement is particularly simple and reliable.
  • an actuating unit having at least one actuating element, the actuating element of which can be adjusted by the monitoring unit, is connected between the supply unit and the intermediate storage unit, and that the control element is designed as at least one electrical switching element.
  • the intermediate storage unit has at least one capacitor serving as a memory.
  • the absorption of energy corresponds to the charging of the capacitor
  • the discharge of energy corresponds to the discharge of the capacitor.
  • the supply unit is a battery, in particular a vehicle battery, or the supply unit is a generator, in particular a vehicle alternator.
  • the intermediate storage device for receiving energy uses supply units already present in the vehicle.
  • the consumer unit is a vehicle drive electric motor, since in the case of an electric or electric hybrid vehicle the drive motor particularly frequently requires amounts of energy which the supply device alone cannot apply.
  • Figure 1 shows a buffer device in a schematic representation
  • Figure 2a shows two target recording functions and an actual recording function of the
  • Figure 2b two target delivery functions and an actual delivery function
  • FIG 3 shows an embodiment of the buffer device.
  • the same parts are provided with the same reference numerals. The parts are described when they are first mentioned.
  • FIG. 1 shows an intermediate storage device 1 which can be used in a vehicle, in particular an electric or electric hybrid vehicle, for storing electrical energy.
  • the intermediate storage device 1 has an intermediate storage unit 2, which receives electrical energy from a supply unit 3 (arrow 4), temporarily stores it and delivers it to a consumer unit 5 (arrow 6).
  • a battery 7 of the vehicle serves as the supply unit 3.
  • a generator in particular a vehicle alternator, can also be provided for this.
  • the consumer unit 5 is a vehicle drive electric motor 8.
  • the intermediate storage unit 2 has a capacitor 10 for the temporary storage of energy.
  • the intermediate storage device 1 also has a monitoring unit 11, which monitors both the absorption of electrical energy from the supply unit 3 (arrow 12) and the delivery of electrical energy to the consumer unit 5 (arrow 13).
  • the monitoring unit 11 has an output via which a message can be issued (arrow 14).
  • the absorption of energy by the intermediate storage device 1 is characterized by an actual absorption function 15, the discharge of energy by the intermediate storage device 1 by an actual discharge function 16.
  • the actual functions 15, 16 are shown in diagrams 17, 18 in FIG. They describe the amount of energy absorbed or released by the intermediate storage device 1 and in the present case are designed as exponentially increasing or decreasing functions.
  • a target recording function 19 and a target delivery function 20 are stored, which are shown in FIG. 1 in diagrams 21 and 22.
  • the two desired functions 19 and 20 characterize the case of the absorption or release of energy according to which there is a defect in the intermediate storage device 1.
  • the monitoring unit 9 monitors the absorption or delivery of energy by the Buffer device 1 by comparing the target functions 19 and 20 with the actual functions 15 and 16. If the deviation between the actual functions 15 and 16 and the associated target functions 19 and 20 exceeds a predetermined size, the monitoring unit 9 issues a message. This takes the form of an acoustic and / or optical signal that the driver can perceive. Additionally or alternatively, it can also consist of information that can be called up in the electrical device of the vehicle. Finally, it can also be provided that the submission of the message causes the switchover to a second, redundant intermediate storage unit.
  • FIGS. 2a and 2b each show a diagram 23 and 24.
  • the diagram 23 shows the actual recording function 15 and the target recording function 19. It thus combines the functions shown in diagrams 17 and 19 of FIG. 1.
  • the soli recording function 19 and the actual recording function 15 are voltage-time functions 25, which is why the time is plotted on the abscissa of the coordinate system of diagram 23 and an electrical voltage dependent on time is plotted on the ordinate of the coordinate system.
  • the target recording function 19 represents a reference band function 26, that is to say it has an upper limit function 27 and a lower limit function 28.
  • the monitoring unit 9 monitors the absorption of electrical energy by the intermediate storage device 1 by comparing the actual recording function 15 with the target recording function 19 during a time interval 29 limited by times t 2 and t 2 and the deviation between the two functions 15 and 19 determined. If the deviation exceeds a predetermined size, the monitoring unit 9 issues an error message.
  • the actual delivery function 16 and the target delivery function 20 are shown in the diagram 24 in FIG. 2b. Both functions 16 and 20 are current-time functions 30, which is why the time t is plotted on the abscissa of the coordinate system of diagram 24 and the electrical current is plotted on the ordinate of the coordinate system.
  • the target delivery function 20 is a reference band function 26 with an upper limit function 27 and a lower limit function 28.
  • the output of electrical energy is monitored by the intermediate storage device 1 during a time t 3 and t 4 Defined time interval 31 analogous to the monitoring of the absorption of electrical energy as executed in the description of Figure 2a.
  • the two times t., And t 3 or t 2 and t 4 can each be the same, but also different, that is to say the monitoring of the absorption of energy and the monitoring of its release can take place both simultaneously and not simultaneously.
  • the recording and delivery can also be monitored during different time intervals 29 and 31.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the intermediate storage device 1.
  • circuitry-specific specifications of the supply unit 3 and the intermediate storage unit 2 and an actuating unit 32 are shown, which are connected in series between the supply unit 3 and the intermediate storage unit 2.
  • the supply unit 3 represents an active one-port having the battery of the vehicle, the actuating unit 32 a passive two-port having several switching elements 33 and a resistor 24, the intermediate storage unit 2 a passive two-port having a parallel connection of the capacitors 10 and the consumer unit 5 a passive two-port , whose implementation in terms of circuitry will not be discussed further.
  • the supply unit 3, the actuating unit 32, the intermediate storage unit 2 and the consumer unit 5 are connected in series.
  • the absorption of energy by the intermediate storage device 1 consists in the battery 7 of the supply unit 3 charging the capacitors 10 of the intermediate storage unit 2.
  • the monitoring unit 9 switches the electrical switching elements 33 of the actuating unit 32 in such a way that the capacitors 10 of the actuating unit 2 are charged as gently as possible.

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Abstract

The invention relates to an intermediate storage device (1), especially for a vehicle, for storing electrical energy. The device comprises an intermediate storage unit (2), which can be connected to at least one supply unit (3) for receiving energy and at least one consumer unit (5) for releasing energy. A monitoring unit (9) is provided for monitoring the receiving of energy by comparing at least one predetermined theoretical receiving function (19) with an actual receiving function (15) and for monitoring the release of energy by comparing at least one predetermined theoretical release function (20) with an actual release function (16). Said unit releases a signal and/or information if there is a predetermined deviation between the theoretical receiving function (19) and the actual receiving function (15) or between the theoretical release function (20) and the actual release function (16).

Description

Zwischenspeichereinrichtung Latch means
Die Erfindung betrifft eine Zwischenspeichereinrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, zur Speicherung elektrischer Energie, mit einer Zwischenspeichereinheit, die zur Aufnahme von Energie mit mindestens einer Versorgungseinheit und zur Abgabe von Energie mit mindestens einer Verbrauchereinheit verbindbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a temporary storage device, in particular for a vehicle, for storing electrical energy, with a temporary storage unit which can be connected to at least one supply unit for the absorption of energy and to at least one consumer unit for the supply of energy, according to the preamble of claim 1.
Üblicherweise werden elektrische Verbraucher (Verbrauchereinheiten) eines Fahrzeugs, wie Beleuchtung, Scheibenwischvorrichtung oder dergleichen, direkt durch die Versorgungseinheit, meist eine Batterie und/oder ein Generator, mit Energie versorgt. Es kann der Fall auftreten, dass zu viele Verbrauchereinheiten gleichzeitig Energie von der Versorgungseinheit aufnehmen. Dies kann zu einer Überlastung der Versorgungseinheit führen. Zur Vermeidung dieser Überlastung finden im Stand der Technik Zwischenspeichereinrichtungen Verwendung. Diese nehmen Energie von der Versorgungseinheit auf, speichern sie vorübergehend und geben sie im Bedarfsfall an die Verbrauchereinheiten ab. Trotz der Bereitstellung einer Zwischenspeichereinrichtung ist die Energieübertragung an die Verbrauchereinheiten und somit deren Energieversorgung nicht immer in zuverlässiger Weise gewährleistet.Electrical consumers (consumer units) of a vehicle, such as lighting, windshield wiper devices or the like, are usually supplied with energy directly by the supply unit, usually a battery and / or a generator. It can happen that too many consumer units simultaneously consume energy from the supply unit. This can overload the supply unit. To avoid this overload, buffer devices are used in the prior art. These absorb energy from the supply unit, store it temporarily and, if necessary, pass it on to the consumer units. Despite the provision of an intermediate storage device, the energy transfer to the consumer units and thus their energy supply is not always guaranteed in a reliable manner.
Aufgabe der Erfindung ist es eine gattungsgemäße Zwischenspeichereinrichtung bereitzustellen, die im Bedarfsfall eine zuverlässige Energieversorgung der Verbrauchereinheit beziehungsweise Verbrauchereinheiten gewährleistet.The object of the invention is to provide a generic intermediate storage device which, if necessary, ensures a reliable energy supply to the consumer unit or consumer units.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Zwischenspeichereinrichtung der hier angesprochenen Art gelöst, die eine Überwachungseinheit aufweist zur Überwachung der Aufnahme von Energie durch Vergleich mindestens einer vorbestimmbaren Soll- Aufnahmefunktion mit einer Ist-Aufnahmefunktion und der Abgabe von Energie durch Vergleich mindestens einer vorbestimmbaren Soll-Abgabefunktion mit einer Ist- Abgabefunktion und zur Abgabe eines Signals und/oder einer Information bei Vorliegen einer vorbestimmbaren Abweichung zwischen der Soil-Aufnahmefunktion und der Ist- Aufnahmefunktion oder zwischen der Soll-Abgabefunktion und der Ist-Abgabefunktion. Die erfindungsgemäße Zwischenspeichereinrichtung hebt sich durch das Vorhandensein einer Überwachungseinheit vom Stand der Technik ab. Die Aufnahme und die Abgabe von Energie durch die Zwischenspeichereinrichtung werden jeweils durch eine Ist- Funktion, nämlich die Ist-Aufnahmefunktion und die Ist-Abgabefunktion charakterisiert, in die jeweils die aufgenommene beziehungsweise abgegebene Energiemenge eingeht. In der Überwachungseinheit sind ferner Soll-Funktionen, nämlich mindestens eine Soll- Aufnahmefunktion und mindestens eine Soll-Abgabefunktion, gespeichert. Die Soll- Funktionen charakterisieren die Aufnahme beziehungsweise Abgabe von Energie für den Fall einer voll funktionsfähigen Zwischenspeichereinrichtung. Des weiteren verfügt die Überwachungseinheit über Informationen darüber, welche Abweichungen zwischen den Ist-Funktionen und den zugeordneten Soll-Funktionen noch tolerierbar sind und für welche dies nicht mehr der Fall ist. Während die Zwischenspeichereinrichtung Energie aufnimmt beziehungsweise abgibt, ermittelt die Überwachungseinheit die Abweichungen zwischen den Ist- und Soll-Funktionen. Sind diese Abweichungen nicht mehr tolerierbar, so gibt die Überwachungseinheit eine Meldung ab, welche beispielsweise ein für den Fahrzeugführer wahrnehmbares optisches und/oder akustisches Signal sein kann. Die Meldung kann des weiteren als Information in der elektrischen Einrichtung des Fahrzeugs für einen Techniker einer Werkstatt abrufbar abgespeichert werden. Schließlich kann mit der Abgabe der Meldung auch ein Umschalten auf eine zweite, aus Resonanzgründen vorhandene Zwischenspeichereinheit erfolgen. Mittels dieser Maßnahme wird eine zuverlässige Energieübertragung an die Verbrauchereinheiten gewährleistet.The object is achieved according to the invention by a buffer device of the type mentioned here, which has a monitoring unit for monitoring the absorption of energy by comparing at least one predeterminable target absorption function with an actual absorption function and the delivery of energy by comparing at least one predeterminable target discharge function with an actual delivery function and for delivering a signal and / or information in the presence of a predeterminable deviation between the soil pick-up function and the actual pick-up function or between the target delivery function and the actual delivery function. The buffer device according to the invention stands out from the prior art due to the presence of a monitoring unit. The uptake and release of energy by the intermediate storage device are each characterized by an actual function, namely the actual uptake function and the actual release function, into each of which the amount of energy absorbed or released is included. In The monitoring unit also stores target functions, namely at least one target recording function and at least one target delivery function. The target functions characterize the absorption or delivery of energy in the case of a fully functional intermediate storage device. Furthermore, the monitoring unit has information about which deviations between the actual functions and the assigned target functions can still be tolerated and for which this is no longer the case. While the intermediate storage device absorbs or releases energy, the monitoring unit determines the deviations between the actual and target functions. If these deviations are no longer tolerable, the monitoring unit emits a message which can be, for example, an optical and / or acoustic signal that the driver can perceive. The message can also be stored as information in the electrical device of the vehicle and can be called up by a technician in a workshop. Finally, with the submission of the message, a switchover to a second buffer unit, which is provided for reasons of resonance, can also take place. This measure ensures reliable energy transmission to the consumer units.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Zwischenspeichereinrichtung sind die Soll-Aufnahmefunktion und/oder die Soll-Abgabefunktion jeweils eine Referenzbandfunktion. Die Referenzbandfunktion weist jeweils eine obere und eine untere Grenzfunktion auf, zwischen denen sich die Ist-Funktionen während der Aufnahme beziehungsweise Abgabe von Energie durch die Zwischenspeichereinrichtung befinden müssen. Diese Ausgestaltung macht eine besonders einfache technische Realisierung der Überwachungseinheit möglich.In a preferred exemplary embodiment of the intermediate storage device, the target recording function and / or the target delivery function are each a reference band function. The reference band function each has an upper and a lower limit function, between which the actual functions must be located during the absorption or delivery of energy by the intermediate storage device. This configuration makes a particularly simple technical implementation of the monitoring unit possible.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Soll-Aufnahmefunktion und die Ist-Aufnahmefunktion sowie die Soll-Abgabefunktion und die Ist-Abgabefunktion jeweils Spannungs-Zeit-Funktionen oder Strom-Zeit-Funktionen sind. Die Ermittlung der Ist-Aufnahmefunktion und der Ist-Abgabefunktion erfolgt dann jeweils durch Messung der zeitlichen Änderung einer elektrischen Spannung oder eines elektrischen Stroms. Die schaltungstechnische Realisierung dieser Messung ist besonders einfach und zuverlässig.A further preferred exemplary embodiment provides that the target recording function and the actual recording function as well as the target delivery function and the actual delivery function are respectively voltage-time functions or current-time functions. The actual recording function and the actual delivery function are then determined in each case by measuring the change over time of an electrical voltage or an electrical current. The circuit implementation of this measurement is particularly simple and reliable.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass zwischen die Versorgungseinheit und die Zwischenspeichereinheit eine mindestens ein Stellelement aufweisende Stelleinheit geschaltet ist, deren Stellelement durch die Überwachungseinheit stellbar ist, und dass das Stellelement als mindestens ein elektrisches Schaltelement ausgebildet ist. Hierdurch wird ermöglicht, dass die Überwachungseinheit in den Prozess der Aufnahme von Energie durch die Zwischenspeichereinheit eingreifen kann. Diese Eingriffsmöglichkeit lässt sich vorteilhafterweise dazu nutzen, die Aufnahme von Energie für die Zwischenspeichereinheit besonders schonend zu gestalten.Furthermore, it is preferably provided that an actuating unit having at least one actuating element, the actuating element of which can be adjusted by the monitoring unit, is connected between the supply unit and the intermediate storage unit, and that the control element is designed as at least one electrical switching element. This enables the monitoring unit to intervene in the process of absorbing energy by the intermediate storage unit. This possibility of intervention can advantageously be used to make the absorption of energy for the intermediate storage unit particularly gentle.
Eine Weiterbildung der Zwischenspeichereinrichtung sieht vor, dass die Zwischenspeichereinheit mindestens einen als Speicher dienenden Kondensator aufweist. Die Aufnahme von Energie entspricht in diesem Fall dem Laden des Kondensators, die Abgabe von Energie dem Entladen des Kondensators.A further development of the intermediate storage device provides that the intermediate storage unit has at least one capacitor serving as a memory. In this case, the absorption of energy corresponds to the charging of the capacitor, the discharge of energy corresponds to the discharge of the capacitor.
Des weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Versorgungseinheit eine Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie, oder die Versorgungseinheit ein Generator, insbesondere eine Fahrzeuglichtmaschine, ist. Bei diesen Ausgestaltungen sind keine zusätzlichen Versorgungseinheiten notwendig; vielmehr greift die Zwischenspeichereinrichtung zur Aufnahme von Energie auf im Fahrzeug bereits vorhandene Versorgungseinheiten zurück.Furthermore, it is preferably provided that the supply unit is a battery, in particular a vehicle battery, or the supply unit is a generator, in particular a vehicle alternator. In these configurations, no additional supply units are necessary; rather, the intermediate storage device for receiving energy uses supply units already present in the vehicle.
Schließlich ist bevorzugt vorgesehen, dass die Verbrauchereinheit ein Fahrzeugantriebs- Elektromotor ist, da der Antriebsmotor im Falle eines Elektro- oder Elektrohybridfahrzeugs besonders häufig Energiemengen benötigt, die die Versorgungseinrichtung allein nicht aufbringen kann.Finally, it is preferably provided that the consumer unit is a vehicle drive electric motor, since in the case of an electric or electric hybrid vehicle the drive motor particularly frequently requires amounts of energy which the supply device alone cannot apply.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie deren Vorteile ergeben sich aus der Zeichnung.Further exemplary embodiments and their advantages are shown in the drawing.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer schematischen Zeichnung erläutert. Es zeigen:The invention is explained below using a schematic drawing. Show it:
Figur 1 eine Zwischenspeichereinrichtung in schematischer Darstellung;Figure 1 shows a buffer device in a schematic representation;
Figur 2a zwei Soll-Aufnahmefunktionen und eine Ist-Aufnahmefunktion derFigure 2a shows two target recording functions and an actual recording function of the
Zwischenspeichereinrichtung in einem Diagramm;Buffer device in a diagram;
Figur 2b zwei Soll-Abgabefunktionen und eine Ist-Abgabefunktion derFigure 2b two target delivery functions and an actual delivery function of
Zwischenspeichereinrichtung in einem Diagramm undCache device in a diagram and
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel der Zwischenspeichereinrichtung. In sämtlichen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Eine Beschreibung der Teile erfolgt bei deren Erstnennung.Figure 3 shows an embodiment of the buffer device. In all figures of the drawing, the same parts are provided with the same reference numerals. The parts are described when they are first mentioned.
Figur 1 zeigt eine Zwischenspeichereinrichtung 1 , die in einem Fahrzeug, insbesondere einem Elektro- oder Elektrohybridfahrzeug, zur Speicherung elektrischer Energie eingesetzt werden kann. Die Zwischenspeichereinrichtung 1 weist eine Zwischenspeichereinheit 2 auf, die von einer Versorgungseinheit 3 elektrische Energie aufnimmt (Pfeil 4), diese vorübergehend speichert und an eine Verbrauchereinheit 5 abgibt (Pfeil 6).FIG. 1 shows an intermediate storage device 1 which can be used in a vehicle, in particular an electric or electric hybrid vehicle, for storing electrical energy. The intermediate storage device 1 has an intermediate storage unit 2, which receives electrical energy from a supply unit 3 (arrow 4), temporarily stores it and delivers it to a consumer unit 5 (arrow 6).
Als Versorgungseinheit 3 dient eine Batterie 7 des Fahrzeugs. Es kann jedoch hierfür auch ein Generator, insbesondere eine Fahrzeuglichtmaschine, vorgesehen sein. Die Verbrauchereinheit 5 ist ein Fahrzeugantriebs-Elektromotor 8.A battery 7 of the vehicle serves as the supply unit 3. However, a generator, in particular a vehicle alternator, can also be provided for this. The consumer unit 5 is a vehicle drive electric motor 8.
Zur vorübergehenden Speicherung von Energie weist die Zwischenspeichereinheit 2 einen Kondensator 10 auf.The intermediate storage unit 2 has a capacitor 10 for the temporary storage of energy.
Die Zwischenspeichereinrichtung 1 weist des weiteren eine Überwachungseinheit 11 auf, die sowohl die Aufnahme von elektrischer Energie von der Versorgungseinheit 3 (Pfeil 12) als auch die Abgabe von elektrischer Energie an die Verbrauchereinheit 5 (Pfeil 13) überwacht. Die Überwachungseinheit 11 weist einen Ausgang auf, über den eine Meldung abgegeben werden kann (Pfeil 14).The intermediate storage device 1 also has a monitoring unit 11, which monitors both the absorption of electrical energy from the supply unit 3 (arrow 12) and the delivery of electrical energy to the consumer unit 5 (arrow 13). The monitoring unit 11 has an output via which a message can be issued (arrow 14).
Die Aufnahme von Energie durch die Zwischenspeichereinrichtung 1 wird durch eine Ist- Aufnahmefunktion 15, die Abgabe von Energie durch die Zwischenspeichereinrichtung 1 durch eine Ist-Abgabefunktion 16 charakterisiert. Die Ist-Funktionen 15, 16 sind in Figur 1 in Diagrammen 17, 18 dargestellt. Sie beschreiben die durch die Zwischenspeichereinrichtung 1 aufgenommene beziehungsweise abgegebene Energiemenge und sind im vorliegenden Falle als exponenziell steigende beziehungsweise fallende Funktionen ausgebildet.The absorption of energy by the intermediate storage device 1 is characterized by an actual absorption function 15, the discharge of energy by the intermediate storage device 1 by an actual discharge function 16. The actual functions 15, 16 are shown in diagrams 17, 18 in FIG. They describe the amount of energy absorbed or released by the intermediate storage device 1 and in the present case are designed as exponentially increasing or decreasing functions.
In der Überwachungseinheit 9 sind jeweils eine Soll-Aufnahmefunktion 19 und eine Soll- Abgabefunktion 20 gespeichert, die in Figur 1 in Diagrammen 21 und 22 dargestellt sind. Die beiden Soll-Funktionen 19 und 20 charakterisieren denjenigen Fall der Aufnahme beziehungsweise Abgabe von Energie, gemäß welchem in der Zwischenspeichereinrichtung 1 ein Defekt vorliegt. Die Überwachungseinheit 9 überwacht die Aufnahme beziehungsweise Abgabe von Energie durch die Zwischenspeichereinrichtung 1 , indem sie die Soll-Funktionen 19 und 20 mit den Ist- Funktionen 15 und 16 vergleicht. Überschreitet die Abweichung zwischen den Ist- Funktionen 15 und 16 und den zugehörigen Soll-Funktionen 19 und 20 eine vorbestimmte Größe, so gibt die Überwachungseinheit 9 eine Meldung ab. Dies erfolgt in Form eines für den Fahrzeugführer wahrnehmbaren akustischen und/oder optischen Signals. Sie kann zusätzlich oder alternativ hierzu auch in einer in der elektrischen Einrichtung des Fahrzeugs abrufbar gehaltenen Information bestehen. Schließlich kann zusätzlich auch vorgesehen sein, dass die Abgabe der Meldung das Umschalten auf eine zweite, redundante Zwischenspeichereinheit bewirkt.In the monitoring unit 9, a target recording function 19 and a target delivery function 20 are stored, which are shown in FIG. 1 in diagrams 21 and 22. The two desired functions 19 and 20 characterize the case of the absorption or release of energy according to which there is a defect in the intermediate storage device 1. The monitoring unit 9 monitors the absorption or delivery of energy by the Buffer device 1 by comparing the target functions 19 and 20 with the actual functions 15 and 16. If the deviation between the actual functions 15 and 16 and the associated target functions 19 and 20 exceeds a predetermined size, the monitoring unit 9 issues a message. This takes the form of an acoustic and / or optical signal that the driver can perceive. Additionally or alternatively, it can also consist of information that can be called up in the electrical device of the vehicle. Finally, it can also be provided that the submission of the message causes the switchover to a second, redundant intermediate storage unit.
Die Figuren 2a und 2b zeigen jeweils ein Diagramm 23 beziehungsweise 24. In dem Diagramm 23 sind die Ist-Aufnahmefunktion 15 und die Soll-Aufnahmefunktion 19 dargestellt. Es vereint also die in den Diagrammen 17 und 19 der Figur 1 dargestellen Funktionen. Die Soli-Aufnahmefunktion 19 und die Ist-Aufnahmefunktion 15 sind jeweils Spannungs-Zeit-Funktionen 25, weshalb auf der Abszisse des Koordinatensystems des Diagramms 23 die Zeit und auf der Ordinate des Koordinatensystems eine von der Zeit abhängige elektrische Spannung aufgetragen sind. Die Soll-Aufnahmefunktion 19 stellt eine Referenzbandfunktion 26 dar, das heißt, sie weist eine obere Grenzfunktion 27 und eine untere Grenzfunktion 28 auf.FIGS. 2a and 2b each show a diagram 23 and 24. The diagram 23 shows the actual recording function 15 and the target recording function 19. It thus combines the functions shown in diagrams 17 and 19 of FIG. 1. The soli recording function 19 and the actual recording function 15 are voltage-time functions 25, which is why the time is plotted on the abscissa of the coordinate system of diagram 23 and an electrical voltage dependent on time is plotted on the ordinate of the coordinate system. The target recording function 19 represents a reference band function 26, that is to say it has an upper limit function 27 and a lower limit function 28.
Die Überwachungseinheit 9 überwacht die Aufnahme von elektrischer Energie durch die Zwischenspeichereinrichtung 1 , indem sie während eines durch Zeitpunkte t-, und t2 begrenzten Zeitintervalls 29 die Ist-Aufnahmefunktion 15 mit der Soll-Aufnahmefunktion 19 vergleicht und die Abweichung zwischen den beiden Funktionen 15 und 19 ermittelt. Überschreitet die Abweichung eine vorbestimmte Größe, so gibt die Überwachungseinheit 9 eine Fehlermeldung ab.The monitoring unit 9 monitors the absorption of electrical energy by the intermediate storage device 1 by comparing the actual recording function 15 with the target recording function 19 during a time interval 29 limited by times t 2 and t 2 and the deviation between the two functions 15 and 19 determined. If the deviation exceeds a predetermined size, the monitoring unit 9 issues an error message.
In Figur 2b sind die Ist-Abgabefunktion 16 und die Soll-Abgabefunktion 20 in dem Diagramm 24 dargestellt. Beide Funktionen 16 und 20 sind Strom-Zeit-Funktionen 30, weshalb auf der Abszisse des Koordinatensystems des Diagramms 24 die Zeit t und auf der Ordinate des Koordinatensystems der elektrische Strom aufgetragen sind. In Entsprechung zur Soll-Aufnahmefunktion 19 ist die Soll-Abgabefunktion 20 eine Referenzbandfunktion 26 mit einer oberen Grenzfunktion 27 und einer unteren Grenzfunktion 28.The actual delivery function 16 and the target delivery function 20 are shown in the diagram 24 in FIG. 2b. Both functions 16 and 20 are current-time functions 30, which is why the time t is plotted on the abscissa of the coordinate system of diagram 24 and the electrical current is plotted on the ordinate of the coordinate system. Corresponding to the target recording function 19, the target delivery function 20 is a reference band function 26 with an upper limit function 27 and a lower limit function 28.
Die Überwachung der Abgabe von elektrischer Energie durch die Zwischenspeichereinrichtung 1 erfolgt während eines durch Zeitpunkte t3 und t4 definierten Zeitintervalls 31 analog zu der Überwachung der Aufnahme von elektrischer Energie wie bei der Beschreibung der Figur 2a ausgeführt.The output of electrical energy is monitored by the intermediate storage device 1 during a time t 3 and t 4 Defined time interval 31 analogous to the monitoring of the absorption of electrical energy as executed in the description of Figure 2a.
Die beiden Zeitpunkte t., und t3 beziehungsweise t2 und t4 können jeweils gleich, aber auch verschieden sein, das heißt, die Überwachung der Aufnahme von Energie und die Überwachung von deren Abgabe kann sowohl gleichzeitig als auch nicht gleichzeitig erfolgen. Zudem kann die Überwachung von Aufnahme und Abgabe auch während verschieden langer Zeitintervalle 29 und 31 erfolgen.The two times t., And t 3 or t 2 and t 4 can each be the same, but also different, that is to say the monitoring of the absorption of energy and the monitoring of its release can take place both simultaneously and not simultaneously. In addition, the recording and delivery can also be monitored during different time intervals 29 and 31.
Die Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Zwischenspeichereinrichtung 1. In diesem Ausführungsbeispiel sind schaltungstechnische Konkretisierungen der Versorgungseinheit 3 und der Zwischenspeichereinheit 2 sowie eine Stelleinheit 32 dargestellt, die zwischen die Versorgungseinheit 3 und die Zwischenspeichereinheit 2 in Reihe geschaltet ist.FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the intermediate storage device 1. In this exemplary embodiment, circuitry-specific specifications of the supply unit 3 and the intermediate storage unit 2 and an actuating unit 32 are shown, which are connected in series between the supply unit 3 and the intermediate storage unit 2.
Die Versorgungseinheit 3 stellt ein aktives, die Batterie des Fahrzeugs aufweisendes Eintor, die Stelleinheit 32 ein passives mehrere Schaltelemente 33 und einen Widerstand 24 aufweisendes Zweitor, die Zwischenspeichereinheit 2 ein passives, eine Parallelschaltung der Kondensatoren 10 aufweisendes Zweitor und die Verbrauchereinheit 5 ein passives Zweitor dar, auf dessen schaltungstechnische Realisierung nicht weiter eingegangen werden soll. Die Versorgungseinheit 3, die Stelleinheit 32, die Zwischenspeichereinheit 2 und die Verbrauchereinheit 5 sind in Reihe geschaltet.The supply unit 3 represents an active one-port having the battery of the vehicle, the actuating unit 32 a passive two-port having several switching elements 33 and a resistor 24, the intermediate storage unit 2 a passive two-port having a parallel connection of the capacitors 10 and the consumer unit 5 a passive two-port , whose implementation in terms of circuitry will not be discussed further. The supply unit 3, the actuating unit 32, the intermediate storage unit 2 and the consumer unit 5 are connected in series.
In dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 besteht die Aufnahme von Energie durch die Zwischenspeichereinrichtung 1 darin, dass die Batterie 7 der Versorgungseinheit 3 die Kondensatoren 10 der Zwischenspeichereinheit 2 lädt. Während dieses Ladevorgangs schaltet die Überwachungseinheit 9 die elektrischen Schaltelemente 33 der Stelleinheit 32 derart, dass die Kondensatoren 10 der Stelleinheit 2 möglichst schonend geladen werden. In the exemplary embodiment in FIG. 3, the absorption of energy by the intermediate storage device 1 consists in the battery 7 of the supply unit 3 charging the capacitors 10 of the intermediate storage unit 2. During this charging process, the monitoring unit 9 switches the electrical switching elements 33 of the actuating unit 32 in such a way that the capacitors 10 of the actuating unit 2 are charged as gently as possible.

Claims

A N S P R Ü C H E EXPECTATIONS
1. Zwischenspeichereinrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, zur Speicherung elektrischer Energie, mit einer Zwischenspeichereinheit, die zur Aufnahme von Energie mit mindestens einer Versorgungseinheit und zur Abgabe von Energie mit mindestens einer Verbrauchereinheit verbindbar ist, gekennzeichnet durch eine Überwachungseinheit (9) zur Überwachung der Aufnahme von Energie durch Vergleich mindestens einer vorbestimmbaren Soll-Aufnahmefunktion (19) mit einer Ist-Aufnahmefunktion (15) und der Abgabe von Energie durch Vergleich mindestens einer vorbestimmbaren Soll-Abgabefunktion (20) mit einer Ist- Abgabefunktion (16) und zur Abgabe eines Signals und/oder einer Information bei Vorliegen einer vorbestimmbaren Abweichung zwischen der Soll- Aufnahmefunktion (19) und der Ist-Aufnahmefunktion (15) oder zwischen der Soll- Abgabefunktion (20) und der Ist-Abgabefunktion (16).1. Intermediate storage device, in particular for a vehicle, for storing electrical energy, with an intermediate storage unit which can be connected to at least one supply unit for the absorption of energy and to at least one consumer unit for the discharge of energy, characterized by a monitoring unit (9) for monitoring the recording of energy by comparing at least one predeterminable target recording function (19) with an actual recording function (15) and the delivery of energy by comparing at least one predeterminable target delivery function (20) with an actual delivery function (16) and for delivering a signal and / or information in the presence of a predeterminable deviation between the target recording function (19) and the actual recording function (15) or between the target dispensing function (20) and the actual dispensing function (16).
2. Zwischenspeichereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Aufnahmefunktion (19) und/oder die Soll-Abgabefunktion (20) jeweils eine Referenzbandfunktion (26) sind.2. Intermediate storage device according to claim 1, characterized in that the target recording function (19) and / or the target delivery function (20) are each a reference band function (26).
3. Zwischenspeichereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die SoII-Aufnahmefunktion (19) und die Ist-Aufnahmefunktion (15) sowie die Soll- Abgabefunktion (20) und die Ist-Abgabefunktion (16) jeweils Spannungs-Zeit- Funktionen (25) oder Strom-Zeit-Funktionen (30) sind.3. Buffer device according to claim 1, characterized in that the SoII recording function (19) and the actual recording function (15) and the target delivery function (20) and the actual delivery function (16) each have voltage-time functions (25 ) or current-time functions (30).
4. Zwischenspeichereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Versorgungseinheit (3) und die Zwischenspeichereinheit (2) eine mindestens ein Stellelement aufweisende Stelleinheit (32) geschaltet ist, deren Stellelement durch die Überwachungseinheit stellbar ist.4. Intermediate storage device according to one of the preceding claims, characterized in that between the supply unit (3) and the intermediate storage unit (2) an actuating unit (32) having at least one actuating element is connected, the actuating element of which can be adjusted by the monitoring unit.
5. Zwischenspeichereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement als mindestens ein elektrisches Schaltelement (33) ausgebildet ist. 5. Buffer device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating element is designed as at least one electrical switching element (33).
6. Zwischenspeichereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenspeichereinheit (2) mindestens einen als Speicher dienenden Kondensator (10) aufweist.6. Intermediate storage device according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate storage unit (2) has at least one capacitor (10) serving as a memory.
7. Zwischenspeichereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheit (3) eine Batterie (7), insbesondere eine Fahrzeugbatterie, ist.7. Intermediate storage device according to one of the preceding claims, characterized in that the supply unit (3) is a battery (7), in particular a vehicle battery.
8. Zwischenspeichereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheit (3) ein Generator, insbesondere eine Fahrzeuglichtmaschine, ist.8. Intermediate storage device according to one of the preceding claims, characterized in that the supply unit (3) is a generator, in particular a vehicle alternator.
9. Zwischenspeichereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrauchereinheit (5) ein Fahrzeugantriebs- Elektromotor (8) ist. 9. Intermediate storage device according to one of the preceding claims, characterized in that the consumer unit (5) is a vehicle drive electric motor (8).
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