[go: up one dir, main page]

DE10020302A1 - Kraftfahrzeugbordnetz für Strompeak-Verbraucher - Google Patents

Kraftfahrzeugbordnetz für Strompeak-Verbraucher

Info

Publication number
DE10020302A1
DE10020302A1 DE10020302A DE10020302A DE10020302A1 DE 10020302 A1 DE10020302 A1 DE 10020302A1 DE 10020302 A DE10020302 A DE 10020302A DE 10020302 A DE10020302 A DE 10020302A DE 10020302 A1 DE10020302 A1 DE 10020302A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrical system
vehicle electrical
motor vehicle
consumers
peak
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10020302A
Other languages
English (en)
Inventor
Andreas Luebke
Friedrich Stock
Bernd Rech
Dieter Van Gerpen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE10020302A priority Critical patent/DE10020302A1/de
Publication of DE10020302A1 publication Critical patent/DE10020302A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/46—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ICE-powered road vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugbordnetz (2) für Strompeak-Verbraucher (6,7), umfassend einen Generator (4), mindestens eine Batterie (3) und mindestens einen Strompeak-Verbraucher (6, 7), wobei dem Strompeak-Verbraucher (6, 7) ein lokaler Kurzzeit-Energiespeicher (8, 9) zugeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugbordnetz für Strompeak-Verbraucher.
In Zukunft werden verstärkt hydraulische und mechanische Systeme wie Bremse und Lenkung durch elektromechanische Lösungen ersetzt. Wegen der hohen Anforderungen an die Dynamik müssen die eingesetzten Elektromotoren schnell losgebrochen und beschleunigt werden. Dafür werden sehr hohe Peakströme benötigt, die anschließend auf eine deutlich geringere Grundlast abfallen. Durch zusätzliche Regelungsmaßnahmen wie ABS wird dieses Problem weiter verschärft, da dann gegebenenfalls innerhalb kürzester Zeit mehrere Peaks benötigt werden, um schnell die Drehrichtung der Elektromotoren zu ändern.
Dabei stellt sich das Problem, dass die vorhandenen Energiequellen bzw. -speicher diese Aufgabe nur unzureichend erfüllen können. Der Dynamik des Generators sind durch die Forderung, Schläge auf die Kurbelwelle zu vermeiden, Grenzen gesetzt. Die Batterie ist zwar prinzipiell in der Lage, diese Peakströme zu liefern, jedoch verkürzen derartige Peakströme die Lebensdauer der Batterie.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Kraftfahrzeugbordnetz für Strompeak-Verbraucher zu schaffen, das bei hoher Dynamik die zuvor beschriebenen Probleme vermeidet.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierzu wird den Strompeak-Verbrauchern ein lokaler Kurzzeit-Energiespeicher zugeordnet. Das Speichervermögen des lokalen Kurzzeit-Energiespeichers wird dabei derart dimensioniert, dass dieser den oder die am Verbraucher auftretenden Peaks mit hoher Dynamik liefern kann und anschließend in der Grundlastphase wieder aufgeladen werden kann. Aufgrund der lokalen Zuordnung werden darüber hinaus die Verluste auf den Zuleitungen vermieden, die bei diesen großen Stromstärken nicht zu vernachlässigen sind.
Vorzugsweise ist der lokale Kurzzeit-Energiespeicher als Kondensator ausgebildet.
Das erfindungsgemäße Grundprinzip lässt sich auch auf sicherheitsrelevante Strompeak-Verbraucher anwenden, die in einem beispielsweise über einem DC/DC-Wandler entkoppelten Teilbordnetz angeordnet sind.
Zur Verringerung der Dynamikanforderungen an den DC/DC-Wandler wird in einer bevorzugten Ausführungsform in dem Teilbordnetz eine Notbatterie angeordnet, die einerseits bei Defekt des DC/DC-Wandlers oder des Kraftfahrzeugbordnetzes die Grundlastversorgung der sicherheitsrelevanten Verbraucher und die andererseits kurzzeitig durch DC/DC-Wandler und Kurzzeit-Energiespeicher nicht abgedeckte Energiebeträge übernimmt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigen:
Fig. 1 eine beispielhaften Stromverlauf an einem Strompeak- Verbraucher,
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Kraftfahrzeugbordnetzes mit Kurzzeit- Energiespeichern und
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Kraftfahrzeugbordnetzes mit Kurzzeit- Energiespeichern in einem Teilbordnetz mit sicherheitsrelevanten Verbrauchern.
In der Fig. 1 ist ein beispielhafter Stromverlauf 1 an einem Strompeak- Verbraucher wie beispielsweise einem Radaktuator einer elektromechanischen Bremsanlage dargestellt, so dass trotz der hohen Leistungen nur eine verhältnismäßig geringe Energie benötigt wird. Bevor der Verlauf in Fig. 1 weiter erläutert wird, soll zunächst das Kraftfahrzeugbordnetz 2 erläutert werden, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.
Das Kraftfahrzeugbordnetz 2 umfasst eine Batterie 3, einen Generator 4, Bordnetzverbraucher 5, Strompeak-Verbraucher 6, 7 sowie jeweils lokal den Strompeak-Verbrauchern 6, 7 zugeordnete Kurzzeit-Energiespeicher 8, 9, die als Kondensatoren ausgebildet sind. Wird nun einer der Strompeak- Verbraucher 6, 7 aktiviert, so wird der Peakstrom durch den zugeordneten Kondensator 8, 9 geliefert. Die anschließende Grundlast einschließlich der Wiederaufladung der Kondensatoren 8, 9 erfolgt dann über die Batterie 3 und den Generator 4. Dies ist anschaulich anhand der unterschiedlichen Schraffuren in Fig. 1 dargestellt, d. h. die gesamte Dynamik der Energieversorgung wird durch die Kondensatoren 8, 9 zur Verfügung gestellt, so dass weitere Modifikationen am Kraftfahrzeugbordnetz entbehrlich sind.
In Fig. 3 ist eine erweiterte Ausführungsform dargestellt. Dabei sind die Strompeak-Verbraucher 6, 7 als sicherheitsrelevante Verbraucher in einem Teilbordnetz 10 angeordnet, das über einen DC/DC-Wandler 11 vom übrigen Kraftfahrzeugbordnetz entkoppelt ist. Des weiteren ist dem Teilbordnetz 10 eine Notbatterie 12 zugeordnet. Der DC/DC-Wandler 11 stellt trotz möglicher Spannungsschwankungen im Kraftfahrzeugbordnetz 2 eine konstante Ausgangsspannung zur Verfügung, wobei über den DC/DC-Wandler 11 ein gerichteter Energiefluss vom Kraftfahrzeugbordnetz 2 zum Teilbordnetz 10 gewährleistet ist. Um die Dynamikanforderungen an den DC/DC-Wandler 11 gering zu halten, übernehmen wieder die Kondensatoren 8, 9 die Energieversorgung im Peakbereich, so dass der DC/DC-Wandler 11 nur die Grundlast übernimmt. Dabei kann es vorkommen, dass beim Übergang vom Peakbereich in die Grundlast die Kondensatoren 8, 9 bereits stark entladen sind, jedoch der DC/DC-Wandler 11 sich noch in der Anstiegszeit befindet. In diesem Fall übernimmt die Notbatterie 12 kurzzeitig die Energieversorgung der Strompeak-Verbraucher 6, 7. Anschließend übernimmt dann der DC/DC- Wandler 11 die Energieversorgung der Strompeak-Verbraucher 6, 7 und lädt die Kondensatoren 8, 9 sowie die Notbatterie 12 auf

Claims (5)

1. Kraftfahrzeugbordnetz für Strompeak-Verbraucher, umfassend einen Generator, mindestens eine Batterie und mindestens einen . Strompeak-Verbraucher, dadurch gekennzeichnet, dass dem Strompeak-Verbraucher (6, 7) ein lokaler Kurzzeit- Energiespeicher zugeordnet ist.
2. Kraftfahrzeugbordnetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurzzeit-Energiespeicher als Kondensator (8, 9) ausgebildet ist.
3. Kraftfahrzeugbordnetz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strompeak-Verbraucher (6, 7) in einem sicherheitsrelevanten Teilbordnetz (10) angeordnet sind, wobei das Teilbordnetz (10) durch eine Entkopplungsschaltung mit dem übrigen Kraftfahrzeugbordnetz (2) verbunden ist.
4. Kraftfahrzeugbordnetz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkopplungsschaltung als DC/DC-Wandler (11) ausgebildet ist.
5. Kraftfahrzeugbordnetz nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Teilbordnetz (10) eine Notbatterie (12) zugeordnet ist.
DE10020302A 2000-04-17 2000-04-17 Kraftfahrzeugbordnetz für Strompeak-Verbraucher Withdrawn DE10020302A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10020302A DE10020302A1 (de) 2000-04-17 2000-04-17 Kraftfahrzeugbordnetz für Strompeak-Verbraucher

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10020302A DE10020302A1 (de) 2000-04-17 2000-04-17 Kraftfahrzeugbordnetz für Strompeak-Verbraucher

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10020302A1 true DE10020302A1 (de) 2001-10-25

Family

ID=7639914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10020302A Withdrawn DE10020302A1 (de) 2000-04-17 2000-04-17 Kraftfahrzeugbordnetz für Strompeak-Verbraucher

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10020302A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10224389A1 (de) * 2002-05-28 2003-12-11 Volkswagen Ag Kraftfahrzeug mit einem elektromotorischen Peakstromverbraucher
EP1909371A2 (de) * 2006-10-04 2008-04-09 General Electric Company Verfahren, Vorrichtung und Computerprogrammprodukt zur Inbetriebnahme einer Windturbine und Betrieb ohne Netzleistung
EP2117098A2 (de) * 2008-05-07 2009-11-11 Northern Lights Semiconductor Corp. Energiespeicher-System
DE102011011800A1 (de) * 2011-02-19 2012-08-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Spannungsversorgung für ein Fahrzeug sowie entsprechende Vorrichtung und Fahrzeug
DE10160889B4 (de) * 2001-12-12 2015-04-23 Volkswagen Ag Betriebsbremsen mit elektromechanischen Bremsbetätigungen

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19540265A1 (de) * 1995-10-28 1997-04-30 Continental Ag Energieversorgungseinrichtung für eine elektrische Fahrzeugbremse
DE19755050A1 (de) * 1997-12-11 1999-07-01 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur Energieversorgung in einem Kraftfahrzeugbordnetz

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19540265A1 (de) * 1995-10-28 1997-04-30 Continental Ag Energieversorgungseinrichtung für eine elektrische Fahrzeugbremse
DE19755050A1 (de) * 1997-12-11 1999-07-01 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur Energieversorgung in einem Kraftfahrzeugbordnetz

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10160889B4 (de) * 2001-12-12 2015-04-23 Volkswagen Ag Betriebsbremsen mit elektromechanischen Bremsbetätigungen
DE10224389A1 (de) * 2002-05-28 2003-12-11 Volkswagen Ag Kraftfahrzeug mit einem elektromotorischen Peakstromverbraucher
DE10224389B4 (de) * 2002-05-28 2014-02-13 Volkswagen Ag Kraftfahrzeug mit einem elektromotorischen Peakstromverbraucher
EP1909371A2 (de) * 2006-10-04 2008-04-09 General Electric Company Verfahren, Vorrichtung und Computerprogrammprodukt zur Inbetriebnahme einer Windturbine und Betrieb ohne Netzleistung
EP2117098A2 (de) * 2008-05-07 2009-11-11 Northern Lights Semiconductor Corp. Energiespeicher-System
EP2117098A3 (de) * 2008-05-07 2011-04-13 Northern Lights Semiconductor Corp. Energiespeicher-System
DE102011011800A1 (de) * 2011-02-19 2012-08-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Spannungsversorgung für ein Fahrzeug sowie entsprechende Vorrichtung und Fahrzeug
DE102011011800B4 (de) * 2011-02-19 2015-09-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Spannungsversorgung für ein Fahrzeug sowie entsprechende Vorrichtung und Fahrzeug

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2047580B1 (de) System zur spannungsversorgung von elektrischen verbrauchern eines kraftfahrzeugs
EP2501588B1 (de) Bordnetz und verfahren und vorrichtung zum betreiben des bordnetzes
EP1302371A2 (de) Redundante Energieversorgung für sicherheitsrelevante Verbraucher in einem Bordnetz
DE102010062362A1 (de) Schnellladestation
DE102017215289A1 (de) Elektro-mechanischer Bremsaktuator mit interner Leistungselektronik und Energiespeicher
DE102021005548A1 (de) Gleichspannungswandler und Komponentenanordnung für ein elektrisches Hochvoltbordnetz eines Fahrzeugs
WO2018172239A1 (de) Zweispannungsbatterie
DE102011051623A1 (de) Elektrisch antreibbares Fahrzeug mit mehreren Elektroenergiespeichern
DE10042524A1 (de) Spannungsversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102008061583A1 (de) Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug
DE10020302A1 (de) Kraftfahrzeugbordnetz für Strompeak-Verbraucher
DE19540265A1 (de) Energieversorgungseinrichtung für eine elektrische Fahrzeugbremse
DE102017221621A1 (de) Vorrichtung zur redundanten Energieversorgung zumindest eines Verbrauchers eines Kraftfahrzeugs aus einem Bordnetz, Bordnetz sowie Kraftfahrzeug
DE10020304A1 (de) Bordnetzsystem
DE102016208148A1 (de) Energiespeichersystem für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug
DE10324250B4 (de) Spannungsversorgungssystem für sicherheitsrelevante elektrische Verbraucher
DE102016210153A1 (de) Kraftfahrzeug-Bordnetz und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes
DE102014104946A1 (de) Schaltungsanordnung zur Stromversorgung
EP1427605B1 (de) Stabilisierung eines bordnetzes durch erzeugung kurzfristig verfügbarer energie
DE102015117766A1 (de) Bordnetzsystem für ein Fahrzeug sowie Fahrzeug mit einem solchen Bordnetzsystem
EP1423300B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bordnetzstabilisierung eines kraftfahrzeugbordnetzes
DE10232416B4 (de) Schaltungsanordnung und Verfahren zum Stabilisieren einer Versorgungsspannung
DE102018209464A1 (de) Notenergiespeicher für ein Fahrzeug
DE102022001268A1 (de) Energiebordnetz für ein Fahrzeug
EP1995843B1 (de) Energiespeicheranordnung für Kraftfahrzeuge

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8141 Disposal/no request for examination