WO2023099060A1 - Verfahren und gleichspannungswandler zur anregung von spannungsschwankungen in einem bordnetz - Google Patents

Verfahren und gleichspannungswandler zur anregung von spannungsschwankungen in einem bordnetz Download PDF

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Abstract

Verfahren (100) zur Anregung von Spannungsschwankungen in einem Bordnetz (220), mit einem Gleichspannungswandler (210), der eingangsseitig an ein erstes elektrisches Netz (250) anschließbar ist und ausgangsseitig an das Bordnetz (220) anschließbar ist, wobei der Gleichspanungswandler (210) eine Regeleinheit (212) umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine elektrische Spannung in dem Bordnetz (220) in Abhängigkeit eines Sollwertes zu regeln, mit den Schritten: Einlesen (110) eines vorgebbaren ersten Spannungswertes (W), Vorgeben (120) eines Sollwertes für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des ersten Spannungswertes (W). Das Verfahren (100) umfasst die weiteren Schritte: Einlesen (130) eines vorgebbaren Spannungsmusters (M), Vorgeben (140) eines Sollwertes für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters (M).

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Gleichspannungswandler zur Anregung von Spannungsschwankungen in einem Bordnetz
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Gleichspannungswandler zur Anregung von Spannungsschwankungen in einem Bordnetz. Ferner betrifft die Erfindung ein elektrisches System mit einem Gleichspannungswandler und ein Fahrzeug mit einem elektrischen System sowie ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.
Stand der Technik
Insbesondere im Winter zählen Ausfälle durch Entladen oder vorzeitig gealterte Batterien nach wie vor zu den häufigsten Fehlerursachen. Eine immer größer werdende Anzahl von elektronischen Funktionen in einem Fahrzeug, wie bspw. Sitz- oder Standheizung, und deren gleichzeitiger Betrieb erfordern ein gut entwickeltes Batterie- bzw. Energiemanagement. Ein wichtiger Teil eines derartigen Batteriemanagements ist ein elektronischer Batteriesensor, wie er aus der EP 2 828 672 Bl bekannt ist. Der elektronische Batteriesensor ermittelt den Strom und die Spannung von 12V Blei-Säure-Batterien in einem Bordnetz mit hoher Genauigkeit. Aufgrund der sich stetig ändernden Last der Verbraucher und des Zustands der Batterie resultieren unterschiedliche Wertepaare von Spannung und Strom beziehungsweise Spannungs- und Stromgradienten bei aufeinanderfolgenden Messungen. In Abhängigkeit mehrerer Messungen errechnet ein Batte- riezustandserkennungs-Algorithmus aus diesen Primärgrößen einen Innenwiderstand der Batterie und daraus unter anderem den Ladezustand sowie die Leistungsfähigkeit der Batterie und gibt Auskunft über Batterie-Alterungseffekte. Diese Informationen werden an ein übergeordnetes Steuergerät, wie z. B. das elektrische Energiemanagement übertragen. Dieses leitet bei Bedarf geeignete Maßnahmen ein, um die Energieversorgung wichtiger bzw. sicherheitsrelevanter Verbraucher sicherzustellen. Bevorzugt werden in Abhängigkeit des Zustands weitere Aktionen durchgeführt, bevorzugt wird die Energieversorgung nicht sicherheitsrelevanter Verbraucher beschränkt oder abgeschaltet. Der Sensor ist folglich eine wichtige Komponente bei der Auslegung von sicheren und zuverlässigen Bordnetztopologien und unterstützt die kontinuierlich zunehmende Elektrifizierung und Automatisierung von Fahrzeugen sowie weitere Applikationen wie beispielweise Firmware Over-the-Air, Predictive Diagnostics und Predictive Maintenance.
Mit dem Wechsel von Fahrzeugen, die mit Verbrennungsmotor angetrieben werden, zu Fahrzeugen, die elektrisch angetrieben werden, ändert sich die Versorgung des Bordnetzes. Bei Fahrzeugen, die mit einem Verbrennungsmotor angetrieben werden, wird das Bordnetz mittels eines Generators mit elektrischer Energie versorgt, der von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird. Die erzeugte elektrische Energie ist abhängig von der Drehzahl des Verbrennungsmotors. Mit zunehmender Drehzahl erzeugt der Generator mehr elektrische Energie. Überschüssige erzeugte elektrische Energie wird zum Aufladen der Batterie des Bordnetzes verwendet. Falls zeitweise mittels des Generators nicht ausreichend Energie zur Versorgung der Verbraucher des Bordnetzes bereitgestellt wird, stellt die Batterie des Bordnetzes puffernd diese Energie zur Verfügung. Bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen wird das Bordnetz über einen Gleichspannungswandler aus einem Traktionsnetz versorgt. Das Traktionsnetz ist üblicherweise ein Hochspannungsnetz. Die Spannung in einem Hochspannungsnetz ist größer als 60 Volt. Übliche Spannungen in einem Traktionsnetz sind z.B. 250 Volt, 400 Volt oder 800 Volt. Das Traktionsnetz umfasst üblicherweise eine Hochvoltbatterie. Die Hochvoltbatterie speist einen Wechselrichter zur Versorgung einer elektrischen Maschine für den elektrischen Antrieb des Fahrzeugs. Der Gleichspannungswandler, der bevorzugt zwischen der Hochvoltbatterie des Traktionsnetzes und dem Bordnetz des Fahrzeugs angeordnet ist, regelt die Spannung im Bordnetz auf eine konstante Spannung. Die in dem Bordnetz weiterhin vorhandene Batterie wird dabei auch geladen. Hierzu wird der Gleichspannungswandler als Tiefsetzsteller betrieben. Die Batterie ist zur Pufferung des Bordnetzes bei Lastschwankungen und für den Start des Systems weiterhin notwendig. Aufgrund der guten Regelbarkeit des Gleichspannungswandlers und der stets ausreichend vorhandenen elektrischen Energie im Traktionsnetz unterliegt die Spannung im Bordnetz eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs sehr viel geringeren Spannungsschwankungen als die Spannung im Bordnetz eines verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeugs. Diese Spannungsschwankungen sind jedoch notwendig, damit mittels eines Batteriesensors unter anderem der Ladezustand, die Leistungsfähigkeit der Batterie und Batterie-Alterungseffekte ermittelt werden können.
Daher besteht bei Fahrzeugen, die insbesondere nicht verbrennungsmotorisch angetrieben werden, der Bedarf an Lösungen, in einem Bordnetz Spannungsschwankungen bereitzustellen.
Offenbarung der Erfindung
Es wird ein Verfahren zur Anregung von Spannungsschwankungen in einem Bordnetz bereitgestellt. Ein Gleichspannungswandler, der eingangsseitig an ein erstes elektrisches Netz anschließbar ist und ausgangsseitig an das Bordnetz anschließbar ist, umfasst eine Regeleinheit, die dazu eingerichtet ist, eine elektrische Spannung in dem Bordnetz in Abhängigkeit eines Sollwertes zu regeln. Das Verfahren umfasst die Schritte:
Einlesen eines vorgebbaren ersten Spannungswertes; Vorgeben eines Sollwertes für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des ersten Spannungswertes. Das Verfahren kennzeichnet sich durch die Schritte:
Einlesen eines vorgebbaren Spannungsmusters; Vorgeben eines Sollwertes für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters.
Es wird ein Verfahren zur Anregung von Spannungsschwankungen in einem Bordnetz bereitgestellt. Bevorzugt ist das Bordnetz ein Bordnetz eines elektrischen Systems eines Fahrzeugs. Bevorzugt ist das elektrische System ein Niederspannungssystem, ein 12- oder 48-Volt Bordnetz eines Fahrzeugs mit mehreren Verbrauchern, bevorzugt Steuergeräten. Bevorzugt beträgt entsprechend die Betriebsspannung eines solchen Bordnetzes 12- bis 14- oder 48-Volt. Bevorzugt ist an das Bordnetz eine Batterie und ein Batteriesensor anschliessbar oder angeschlossen. Anschließbar oder angeschlossen soll gleichbedeutend sein mit elektrisch verbindbar, elektrisch kontaktierbar oder elektrisch verbunden oder elektrisch kontaktiert sein. Ein Gleichspannungswandler ist eingangsseitig an ein erstes elektrisches Netz anschließbar oder angeschlossen. Bevorzugt ist das erste elektrische Netz ein Traktionsnetz, welches bevorzugt mindestens eine Hochvoltbatterie umfasst, welche bevorzugt über einen Wechselrichter bevorzugt eine elektrische Maschine bevorzugt für den Antrieb eines Fahrzeugs speist. Bevorzugt ist das Traktionsnetz ein Hochspannungsnetz. Der Gleichspannungswandler ist ausgangsseitig an das Bordnetz anschließbar oder angeschlossen. Der Gleichspannungswandler umfasst eine Regeleinheit, die dazu eingerichtet ist, eine elektrische Spannung in dem Bordnetz in Abhängigkeit eines Sollwertes zu regeln. Bevorzugt ist die zu regelnde elektrische Spannung die Betriebsspannung des Bordnetzes. Bevorzugt wird der Gleichspannungswandler hierzu als Tiefsetzsteller betrieben, wobei auch der Betrieb als Hochsetzsteller möglich ist, insbesondere bei ausreichend geladener Batterie des Bordnetzes. Das Verfahren umfasst die Schritte: Einlesen eines vorgebbaren ersten Spannungswertes; Vorgeben eines Sollwertes für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des ersten Spannungswertes. Bevorzugt liest die Regeleinheit einen vorgebbaren ersten Spannungswert als Sollwert ein und regelt entsprechend die ausgangsseitig anliegende Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers auf den vorgebbaren ersten Spannungswert zur elektrischen Versorgung der Verbraucher im Bordnetz ein. Bevorzugt entspricht dabei der erste Spannungswert einer Betriebsspannung des Bordnetzes. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch die Schritte: Einlesen eines vorgebbaren Spannungsmusters; Vorgeben eines Sollwertes für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters. Bevorzugt liest die Regeleinheit ein vorgebbares Spannungsmuster als Sollwert oder Sollwertfolge ein und regelt entsprechend die ausgangsseitig anliegende Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers auf das vorgebbare Spannungsmuster im Bordnetz ein. Ein Spannungsmuster ist hierbei ein vorgebbarer Spannungsverlauf, beispielsweise eine Pulsfolge oder entsprechend anderer Beispiele wie weiter unten näher erläutert. Das Einlesen eines Spannungsmusters kann als ein einmaliger Verfahrensschritt ausgeführt werden oder als eine Vielzahl nacheinander folgender Verfahrensschritte, bei denen jeweils nacheinander Spannungswerte eingelesen werden, die ein Spannungsmuster ergeben, wenn sie zeitlich hintereinander als eine Folge von Spannungswerten angeordnet werden. Vorteilhaft wird ein Verfahren bereitgestellt, mit dem Spannungsschwankungen in einem an einen Gleichspannungswandler angeschlossenen Bordnetz erzeugt werden.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Vorgeben des Sollwertes für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters das Vorgeben eines Sollwertes in Abhängigkeit einer Überlagerung des ersten Spannungswertes und des vorgebbaren Spannungsmusters. Bevorzugt liest die Regeleinheit ein vorgebbares Spannungsmuster als Sollwert oder Sollwertfolge ein, wobei hierzu der erste Spannungswert und das Spannungsmuster überlagert werden. Weiter regelt die Regeleinheit entsprechend die ausgangsseitig anliegende Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers auf eine Überlagerung des vorgebbaren Spannungswertes und des vorgebbaren Spannungsmusters im Bordnetz ein.
Vorteilhaft wird ein Verfahren bereitgestellt, mit dem Spannungsschwankungen in einem an einen Gleichspannungswandler angeschlossenen Bordnetz erzeugt werden, die um die Betriebsspannung des Bordnetzes schwanken.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren folgende weitere Schritte: Bereitstellen der resultierenden Spannungsschwankungen im Bordnetz in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters; Ermitteln einer Spannung und eines Stroms in dem Bordnetz in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters; Ermitteln mindestens eines physikalischen Parameters der Batterie in Abhängigkeit der ermittelten Spannung und des Stroms. Bevorzugt regelt die Regeleinheit in Abhängigkeit des vorgegebenen Spannungsmusters die resultierenden Spannungsschwankungen im Bordnetz ein. Bevorzugt werden mindestens einmal eine Spannung und ein Strom oder ein Spannungsgradient und ein Stromgradient ermittelt während der Spannungsschwankungen. Bevorzugt erfolgt die elektrische Messung des Stroms bzw. des Stromgradienten an einer elektrischen Anschlussleitung möglichst nah an der anschließbaren oder angeschlossenen Batterie. Bevorzugt kann diese Strommessung auch innerhalb des Gleichspannungswandlers erfolgen. Bevorzugt erfolgt die elektrische Messung der Spannung bzw. des Spannungsgradienten an den Anschlussleitungen möglichst nah an der anschließbaren oder angeschlossenen Batterie. Bevorzugt kann diese Spannungsmessung auch innerhalb des Gleichspannungswandlers erfolgen. In Abhängigkeit der ermittelten Größen wird mindestens ein physikalischer Parameter der Batterie im Bordnetz ermittelt, bevorzugt der Innenwiderstand der Batterie.
Vorteilhaft wird ein Verfahren bereitgestellt, mit dem unter anderem die Ermittlung von Ladezustand sowie die Leistungsfähigkeit der Batterie ermöglicht wird.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das vorgebbare Spannungsmuster rechteckförmige, dreieckförmige und oder sinusförmige Pulse, insbesondere mit regelmäßig alternierenden Vorzeichen. Aufgrund der Form der Muster des Spannungsmusters werden unterschiedlich starke Schwankungen der Spannung und des Stroms, bevorzugt unterschiedlich starke Spannungsgradienten und Stromgradienten, erzeugt. Bevorzugt sind die Pulse mit alternierenden Vorzeichen nacheinander innerhalb eines Spannungsmusters angeordnet. In Abhängigkeit der resultierenden Schwankungen und oder Gradienten im Bordnetz wird bevorzugt mittels eines Batteriesensors oder mittels des Verfahrens unter anderem der Ladezustand und oder die Leistungsfähigkeit der Batterie ermittelt.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Frequenz der Pulse des vorgebbaren Spannungsmusters zwischen 50 und 300 Hz. Bevorzugt resultieren von diesen Frequenzen der Pulse innerhalb eines Spannungsmusters signifikante Spannungs- und Stromschwankungen und -gradienten im Bordnetz, die für eine Ermittlung unter anderem des Ladezustands und oder der Leistungsfähigkeit der Batterie besonders geeignet sind.
In einer Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Spannungsschwankung des vorgebbaren Spannungsmusters zwischen 50mV und 2 Volt, bevorzugt von Peak zu Peak, also Spitze zu Spitze, des Spannungsmusters. Bevorzugt resultieren aus diesen Spannungsschwankungen der Spannungsmuster signifikante Spannungsund Stromschwankungen und -gradienten im Bordnetz, die für eine Ermittlung unter anderem des Ladezustands und oder der Leistungsfähigkeit der Batterie besonders geeignet sind. In einer Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Dauer des Vorgebens des Sollwertes für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters 2 bis 120 Sekunden. Bevorzugt resultieren aus dieser Dauer signifikante Spannungs- und Stromschwankungen und -gradienten im Bordnetz, die für eine Ermittlung unter anderem des Ladezustands und oder der Leistungsfähigkeit der Batterie besonders geeignet sind.
In einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Vorgeben des Sollwertes für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters in Abhängigkeit eines Signals oder wiederkehrend nach einer vorgebbaren Zeitdauer, insbesondere beträgt die Zeitdauer zwischen 2 und 20 Minuten. Bevorzugt resultieren signifikante Spannungs- und Stromschwankungen und -gradienten im Bordnetz, die für eine Ermittlung unter anderem des Ladezustands und oder der Leistungsfähigkeit der Batterie besonders geeignet sind.
Vorteilhaft werden Verfahren bereitgestellt, mit dem signifikante Spannungsschwankungen in einem an einen Gleichspannungswandler angeschlossenen Bordnetz erzeugt werden.
Ferner betrifft die Erfindung einen Gleichspannungswandler zur Anregung von Stromschwankungen oder Spannungsschwankungen in einem Bordnetz, wobei der Gleichspannungswandler eingangsseitig an ein erstes elektrisches Netz anschließbar ist und ausgangsseitig an das Bordnetz anschließbar ist, wobei der Gleichspannungswandler eine Regeleinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine elektrische Spannung in dem Bordnetz in Abhängigkeit eines Sollwertes zu regeln, wobei die Regeleinheit dazu eingerichtet ist, einen vorgebbaren ersten Spannungswert einzulesen und einen Sollwert für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des ersten Spannungswertes vorzugeben. Der Gleichspannungswandler kennzeichnet sich dadurch, dass die Regeleinheit dazu eingerichtet ist, ein vorgebbares Spannungsmuster einzulesen und einen Sollwert für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters vorzugeben. Es wird ein Gleichspannungswandler zur Anregung von Stromschwankungen o- der Spannungsschwankungen in einem Bordnetz bereitgestellt. Bevorzugt ist das Bordnetz ein Bordnetz eines elektrischen Systems eines Fahrzeugs. Bevorzugt ist das Bordnetz ein Niederspannungsnetz, ein 12- oder 48-Volt Bordnetz eines Fahrzeugs mit mehreren Verbrauchern, bevorzugt Steuergeräten. Bevorzugt beträgt entsprechend die Betriebsspannung eines solchen Bordnetzes 12- bis 14- oder 48-Volt. Bevorzugt ist an das Bordnetz eine Batterie und ein Batteriesensor anschließbar oder angeschlossen. Der Gleichspannungswandler ist eingangsseitig an ein erstes elektrisches Netz anschließbar oder angeschlossen. Bevorzugt ist das erste elektrische Netz ein Traktionsnetz, welches bevorzugt mindestens eine Hochvoltbatterie umfasst, welche bevorzugt über einen Wechselrichter bevorzugt eine elektrische Maschine bevorzugt für den Antrieb eines Fahrzeugs speist. Der Gleichspannungswandler ist ausgangsseitig an das Bordnetz anschließbar oder angeschlossen. Der Gleichspannungswandler umfasst eine Regeleinheit, die dazu eingerichtet ist, eine elektrische Spannung in dem Bordnetz in Abhängigkeit eines Sollwertes zu regeln. Weiter ist die Regeleinheit dazu eingerichtet, einen vorgebbaren ersten Spannungswert einzulesen und einen Sollwert für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des ersten Spannungswertes vorzugeben. Bevorzugt ist die Regeleinheit dazu eingerichtet, einen vorgebbaren ersten Spannungswert als Sollwert einzulesen und entsprechend die ausgangsseitig anliegende Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers auf den vorgebbaren ersten Spannungswert einzuregeln zur elektrischen Versorgung der Verbraucher im Bordnetz. Bevorzugt entspricht dabei der erste Spannungswert einer Betriebsspannung des Bordnetzes. Der Gleichspannungswandler kennzeichnet sich dadurch, dass die Regeleinheit dazu eingerichtet ist, ein vorgebbares Spannungsmuster einzulesen und einen Sollwert für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters vorzugeben. Bevorzugt wird das vorgebbare Spannungsmuster als Sollwert oder Sollwertfolge mittels der Regeleinheit eingelesen. Entsprechend wird ausgangsseitig die anliegende Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers auf das vorgebbare Spannungsmuster im Bordnetz eingeregelt.
Vorteilhaft wird ein Gleichspannungswandler bereitgestellt, mit dem Spannungsschwankungen in einem an den Gleichspannungswandler anschließbaren Bordnetz erzeugt werden. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Regeleinheit die beschriebenen Verfahrensschritte ausführt.
Ferner betrifft die Erfindung ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch die Regeleinheit diese veranlassen, die beschriebenen Verfahrensschritte auszuführen.
Ferner betrifft die Erfindung ein elektrisches System, wobei das elektrische System ein erstes elektrisches Netz, einen Gleichspannungswandler und ein Bordnetz umfasst, wobei das Bordnetz bevorzugt einen Batteriesensor und oder eine Batterie umfasst und das erste elektrische Netz insbesondere eine Energiequelle umfasst. Bevorzugt ist der Gleichspannungswandler eingangsseitig mit dem ersten elektrischen Netz und ausgangsseitig mit dem Bordnetz elektrisch verbunden. Ein derartiges System dient beispielsweise der elektrischen Versorgung eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges. Mittels des Verfahrens und des Gleichspannungswandlers werden Spannungsschwankungen mittels des Gleichspannungswandlers in dem angeschlossenen Bordnetz erzeugt.
Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, mit einem beschriebenen elektrischen System. Vorteilhaft wird somit ein Fahrzeug bereitgestellt, bei dem mittels des Gleichspannungswandlers Spannungsschwankungen in dem angeschlossenen Bordnetz erzeugt werden.
Es versteht sich, dass die Merkmale, Eigenschaften und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend auf den Gleichspannungswandler bzw. das elektrische System und das Fahrzeug und umgekehrt zutreffen bzw. anwendbar sind.
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung Im Folgenden soll die Erfindung anhand einiger Figuren näher erläutert werden, dazu zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Systems mit einem Gleichspannungswandler, einem ersten elektrischen Netz und einem Bordnetz,
Figur 2 ein Diagramm mit einem schematisch dargestellten Sollwertverlauf über der Zeit,
Figur 3 ein schematisch dargestelltes Ablaufdiagramm für ein zur Anregung von Spannungsschwankungen in einem Bordnetz,
Figur 4 ein schematisch dargestelltes Fahrzeug mit einem elektrischen Antriebsstrang.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Figur 1 zeigt ein elektrische System 200. Das elektrische System 200 umfasst ein erstes elektrisches Netz 250, einen Gleichspannungswandler 210 und ein Bordnetz 220. Bevorzugt ist das Bordnetz 220 ein Gleichspannungsnetz. Bevorzugt ist das Bordnetz in einem Fahrzeug zur Versorgung der Niederspannungsverbaucher, insbesondere der Steuergeräte des Fahrzeugs, eingerichtet. Bevorzugt umfasst das Bordnetz 220 einen Batteriesensor 240 und oder eine Batterie 230. Das erste elektrische Netz 250 ist bevorzugt ein Traktionsnetz. Bevorzugt umfasst das erste elektrische Netz eine Energiequelle 260. Die Energiequelle 260 ist bevorzugt eine Hochvoltbatterie und oder eine Brennstoffzelle. Der Gleichspannungswandler 210 ist zur Anregung von Stromschwankungen oder Spannungsschwankungen in dem Bordnetz 220 eingerichtet. Der Gleichspannungswandler 210 ist eingangsseitig an das erste elektrische Netz 250 und ausgangsseitig an das Bordnetz 220 anschließbar oder angeschlossen. Der Gleichspannungswandler 210 umfasst eine Regeleinheit 212, die dazu eingerichtet ist, eine elektrische Spannung in dem Bordnetz 220 zu regeln. Weiter ist die Regeleinheit 212 dazu eingerichtet, einen vorgebbaren ersten Spannungswert W einzulesen und einen Sollwert für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des ersten Spannungswertes W vorzugeben. Weiter ist die Regeleinheit 212 dazu eingerichtet, ein vorgebbares Spannungsmusters M einzulesen und einen Sollwert für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters M vorzugeben.
Figur 2 zeigt ein Diagramm mit einem schematisch dargestellten Sollwertverlauf über der Zeit. In y-Richtung ist ein Absolutwert, in x-Richtung ist eine Zeit t(s) aufgetragen. Die gestrichelte gerade Linie zeigt einen Sollwertverlauf, wenn ein erster Spannungswert W, bevorzugt kontinuierlich, eingelesen wird. Die Regeleinheit gibt in Abhängigkeit des ersten Spannungswertes W einen Sollwert vor, sodass sich bevorzugt ein Spannungswert von 12- bis 14-Volt oder 48 Volt in dem Bordnetz einstellt. Die durchgezogene Linie zeigt einen Sollwertverlauf oder eine Sollwertfolge, wenn ein Spannungsmuster M eingelesen wird. Beispielhaft ist ein Sollwertverlauf mit rechteckförmigen Pulsen Pl, P2 dargestellt, deren Vorzeichen alternierend wechselt. Die Regeleinheit gibt in Abhängigkeit des Spannungsmusters M eine Sollwertfolge vor, sodass sich bevorzugt Spannungswerte entsprechend dem eingelesenen Muster in dem Bordnetz einstellen. Bevorzugt überlagert die Regeleinheit den eingelesenen ersten Spannungswert W und das Spannungsmuster M und regelt entsprechend die ausgangsseitig anliegende Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers auf eine Überlagerung des vorgebbaren Spannungswertes und des vorgebbaren Spannungsmusters im Bordnetz. Bevorzugt ergibt sich eine um die Betriebsspannung des Bordnetzes schwankende Spannung analog zu dem in dem Diagramm dargestellten Sollwertverlauf über der Zeit.
Die Figur 3 zeigt einen schematischen Ablauf eines Verfahrens 100 zur Anregung von Spannungsschwankungen in einem Bordnetz 220. Ein Gleichspannungswandler 210 ist eingangsseitig an ein erstes elektrisches Netz 250 anschließbar und ausgangsseitig an das Bordnetz 220 anschließbar. Der Gleichspanungswandler 210 umfasst eine Regeleinheit 212, die dazu eingerichtet ist, eine elektrische Spannung in dem Bordnetz 220 in Abhängigkeit eines Sollwertes zu regeln. Das Verfahren startet mit Schritt 105. In Schritt 110 wird ein vorgebbarer erster Spannungswert W eingelesen. In Schritt 120 wird ein Sollwert für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des ersten Spannungswertes W vorgegeben. In Schritt 130 wird ein vorgebbares Spannungsmuster M eingelesen. In Schritt 140 wird ein Sollwert für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters M vorgegeben. Be- vorzugt werden in Schritt 150 die resultierenden Spannungsschwankungen im
Bordnetz 220 in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters M bereitgestellt. Bevorzugt werden in Schritt 160 eine Spannung und ein Strom in dem Bordnetz 220 in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters M ermittelt. Bevorzugt wird in Schritt 170 mindestens ein physikalischer Parameter der Batte- rie 230 in Abhängigkeit der ermittelten Spannung und des Stroms ermittelt. Mit
Schritt 175 endet das Verfahren.
Figur 4 zeigt ein schematisch dargestelltes Fahrzeug 300 mit einem elektrischen System 200. Bevorzugt ist ein Wechselrichter an das erste elektrische Netz 250 angeschlossen zur Versorgung einer elektrischen Maschine für den Antrieb des
Fahrzeugs 300. Die Darstellung zeigt beispielhaft ein Fahrzeug mit vier Rädern 302, wobei die Erfindung gleichermaßen in beliebigen Fahrzeugen mit einer beliebigen Anzahl an Rädern zu Lande, zu Wasser und in der Luft einsetzbar ist.

Claims

Ansprüche Verfahren (100), zur Anregung von Spannungsschwankungen in einem Bordnetz (220), mit einem Gleichspannungswandler (210), der eingangsseitig an ein erstes elektrisches Netz (250) anschließbar ist und ausgangsseitig an das Bordnetz (220) anschließbar ist, wobei der Gleichspanungswandler (210) eine Regeleinheit (212) umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine elektrische Spannung in dem Bordnetz (220) in Abhängigkeit eines Sollwertes zu regeln, mit den Schritten:
Einlesen (110) eines vorgebbaren ersten Spannungswertes (W);
Vorgeben (120) eines Sollwertes für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des ersten Spannungswertes (W), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) die weiteren Schritte umfasst:
Einlesen (130) eines vorgebbaren Spannungsmusters (M);
Vorgeben (140) eines Sollwertes für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters (M). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vorgeben (140) des Sollwertes für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters (M) das Vorgeben eines Sollwertes in Abhängigkeit einer Überlagerung des ersten Spannungswertes (W) und des vorgebbaren Spannungsmusters (M) umfasst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem weiteren Schritt: Bereitstellen (150) der resultierenden Spannungsschwankungen im Bordnetz (220) in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters (M);
Ermitteln (160) einer Spannung und eines Stroms in dem Bordnetz (220) in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters (M);
Ermitteln (170) mindestens eines physikalischen Parameters der Batterie (230) in Abhängigkeit der ermittelten Spannung und des Stroms. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das vorgebbare Spannungsmuster (M) rechteckförmige, dreieckförmige und oder sinusförmige Pulse, insbesondere mit regelmäßig alternierenden Vorzeichen, umfasst. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Frequenz der Pulse des vorgebbaren Spannungsmusters (M) zwischen 50 und 300 Hz beträgt. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Spannungsschwankung des vorgebbaren Spannungsmusters (M) zwischen 50mV und 2 Volt beträgt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vorgeben (140) des Sollwertes für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters (M) für eine Dauer von 2 bis 120 Sekunden erfolgt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vorgeben (140) des Sollwertes für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters (M) in Abhängigkeit eines Signals oder wiederkehrend nach einer vorgebbaren Zeitdauer erfolgt, die insbesondere zwischen 2 und 20 Minuten beträgt. Gleichspannungswandler (210) zur Anregung von Stromschwankungen oder Spannungsschwankungen in einem Bordnetz (220), wobei der Gleichspannungswandler (210) eingangsseitig an ein erstes elektrisches Netz (250) anschließbar ist und ausgangsseitig an das Bordnetz (220) anschließbar ist, - 15 - wobei der Gleichspannungswandler (210) eine Regeleinheit (212) umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine elektrische Spannung in dem Bordnetz (220) in Abhängigkeit eines Sollwertes zu regeln, wobei die Regeleinheit (212) dazu eingerichtet ist, einen vorgebbaren ersten Spannungswert (W) einzulesen, einen Sollwert für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des ersten Spannungswertes (W) vorzugeben, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit (212) dazu eingerichtet ist, ein vorgebbares Spannungsmusters (M) einzulesen, einen Sollwert für die Regelung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit des vorgebbaren Spannungsmusters (M) vorzugeben. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Regeleinheit nach Anspruch 9 die Verfahrensschritte nach Anspruch 1 bis 8 ausführt. Computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch die Regeleinheit nach Anspruch 9 diese veranlassen, die Verfahrensschritte nach Anspruch 1 bis 8 auszuführen. Elektrisches System (200), wobei das elektrische System (200) ein erstes elektrisches Netz (250), einen Gleichspannungswandler (210) gemäß Anspruch 9 und ein Bordnetz (220) umfasst, wobei das Bordnetz (220) insbesondere einen Batteriesensor (240) und oder eine Batterie (230) umfasst und das erste elektrische Netz (250) insbesondere eine Energiequelle (260) umfasst. Fahrzeug (300) mit einem elektrischen System (200) nach Anspruch 12.
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