车载电网和用于运行车载电网的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于机动车的车载电网(1)，其具有用于至少一个低压负载(29)的低压子电网(21)和用于至少一个高压负载(25)的高压子电网(20)和发电机(23)，其中，高压子电网(20)具有蓄电池(40)，所述蓄电池设置用于产生高电压并且输出到高压子电网(20)上，并且所述蓄电池具有至少两个蓄电池单元(41)，所述蓄电池单元具有单电压抽头(42)，其中，高压子电网(20)通过耦合单元(33)与低压子电网(21)连接，所述耦合单元设置用于提取能量并且供应给低压子电网(21)。在此，耦合单元(33)设置用于选择性地将蓄电池单元(41)接通到低压子电网(21)。此外，本发明专利技术涉及一种用于运行车载电网的方法、一种机动车，以及一种蓄电池管理系统和一种设置用于执行所述方法的计算机程序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种车载电网，以及一种用于运行用于机动车的车载电网的方法。此外，提出一种具有所述车载电网的机动车，以及一种蓄电池管理系统和一种设置用于执行所述方法的计算机程序。
技术介绍
在具有内燃机的机动车中，车载电网设置用于给内燃机的电起动机或起动机以及机动车的其他电子装置供电，所述车载电网根据标准地以12伏运行。在内燃机起动时，通过车载电网由起动机蓄电池给起动机提供电压，当例如通过相应的启动信号使开关闭合时，所述起动机使内燃机起动。如果内燃机被起动，那么所述内燃机驱动发电机，所述发电机接着产生大约12伏的电压并且通过车载电网提供给车辆中的不同负载。在此，发电机也再次给通过起动过程而负荷的起动蓄电池充电。如果蓄电池经由车载电网来充电，那么实际的电压也可以超过额定电压、例如处于14V或者处于14.4V。具有12V或14V的车载电网在本公开文件的范围内也称为低压车载电网。已知的是，在电动车和混合动力车中使用具有48V的额定电压的一个另外的车载电网，所述另外的车载电网在本专利技术中也称为高压车载电网。
技术实现思路
根据本专利技术，一种用于机动车的车载电网包括用于至少一个低压负载的低压子电网和用于至少一个高压负载的高压子电网和发电机，其中，高压子电网通过耦合单元与低压子电网连接，所述耦合单元设置用于提取能量并且输送至低压子电网，其中，高压子电网具有蓄电池，所述蓄电池设置用于产生高电压并且输出到高压子电网，并且所述蓄电池具有至少两个带有单电压抽头的蓄电池单元，单电压抽头被引导到耦合单元。在此设置，耦合单元设置用于选择性地将蓄电池单元接通到所述低压子电网。本专利技术具有的优点是，即通过低压子电网可以使负载运行，所述负载设计处于低的第一电压上，并且高压子电网、即具有相对于第一电压增高的电压的车载子电网准备好用于高功率负载。低压子电网的供电是将高压子电网中的充电过程和放电过程进行叠加。通过高压子电网对低压子电网的供电在此单向地进行，也就是说，耦合单元优选地仅仅沿着一个方向提供能量切换。概念“蓄电池”和“蓄电池单元”在本说明书中调整通常的语言惯用法地被用作蓄能池或者蓄能池单元。蓄电池包括一个或多个蓄电池单元，所述蓄电池单元可以称为单体蓄电池、蓄电池模块、模块组或蓄电池组。在此，单体蓄电池优选地空间上组合并且电路技术上彼此连接、例如串联或并联成模块。因此，多个模块可以构成所谓的蓄电池直接换流器(BDC，battery direct converter)，多个蓄电池直接换流器构成蓄电池直接逆变器(BDI，battery direct inverter)。车载电网可以不仅在静态应用中、例如在风力设备中而且在车辆中、例如在混合动力车和电动车中使用。车载电网特别是可以使用在具有起停(Stop-Start)系统的车辆中。所述系统、即车载电网和蓄电池管理系统特别是适用于使用在具有48伏发电机和14伏起动机的车辆中，其中，14伏起动机优选地设计用于起停系统。所述系统特别是适用于使用在具有助力分配回收系统(Boost-Rekuperationssystem，BRS)的车辆中。在助力回收系统(BRS)中，电能在制动过程中、在下坡行驶中或者在滑行运行中被获得，以便由此给负载供电。BRS提高了系统的效率，从而可以节省燃料或者可以减少废气排放。在此，高压子电网中的蓄电池可以支持内燃机，这称为所谓的助力(Boost)，或者在低的速度下用于短的路程甚至用于纯电动行驶，例如在电动地停车和驶出停车场时被使用。在独立权利要求中给出的内容的有利的进一步方案和改进方案通过从从属权利要求中执行的措施实现。因此有利的是，选择性地接通的蓄电池单元分别设计用于提供电压。蓄电池单元由此可以交替地被要求用于提供低压，例如以便支持起停系统，这导致提高了蓄电池单元的使用寿命。根据一个优选的实施方式，耦合单元具有至少一个能反向截止的开关。能反向截止的开关优选地适用于接通和断开一个能选择性接通的蓄电池单元。所述开关具有下述的特性，即所述开关在“接通”状态中实现仅仅沿着一个方向的电流并且在“断开”状态中可以在两极上获得闭锁电压。根据一个优选的实施方式，低压子电网具有至少一个蓄能器，所述蓄能器设置用于产生低电压并且输出到低压子电网上。蓄能器也可以设计为双层电容器。因为根据一些实施方式可以仅仅利用高压子电网的蓄电池单元运行低压子电网，所以布置在低压子电网中的蓄能器在用于车载电网的原理中是冗余的。然而即使当高压子电网的蓄电池单元包括锂离子蓄电池时，对布置在低压子电网中的蓄能器的使用也是特别有利的。锂离子蓄电池具有的缺点是，即所述锂离子蓄电池在确定的应用领域或情况中、特别是在低的温度下不能提供最优的功率。布置在低压子电网中的蓄能器可以对其进行补偿，从而供应持续处于极端情况中的系统。根据一个优选的实施方式，低压子电网具有至少一个电容器。电容器优选地设置用于在变换被接通的蓄电池单元时使低电压稳定。在此，电容器的大小优选地根据 C = I max · t umschalt ΔU max , ]]>来选择，其中，Imax是在切换过程期间可以在车载电网中流动的最大车载电网电流，tumschalt是没有蓄电池单元41用于供电的持续时间，并且ΔUmax是车载电网电压在切换过程期间的最大允许改变量。此外，电容器也优选地适合作为蓄能器，所述蓄能器设置用于短时间地产生低电压并且输出到低压子电网。根据一个优选的实施方式，低压子电网具有起动器。起动器优选地设计用于起停系统并且设置用于操控开关以使内燃机起动。在根据本专利技术的用于运行用于机动车的车载电网的方法中，其中，车载电网具有用于至少一个低压负载的低压子电网和用于至少一个高压负载的高压子电网和发电机，其中，高压子电网通过耦合单元与低压子电网连接，所述耦合单元设置用于提取能量并且供应给低压子电网，其中，高压子电网具有蓄电池，所述蓄电池设置用于产生高电压并且输出到高压子电网上，并且所述蓄电池具有至少两个蓄电池单元，所述蓄电池单元具有单电压抽头，所述单电压抽头被引导到耦合单元上，其中，耦合单元设置用于选择性地将蓄电池单元接通到低压子电网，所述方法设置为，将具有最高充电状态的蓄电池单元接通到低压子电网。根据本专利技术的方法具有的优点是，在运行中出现一个下述的状态，在所述状态中，蓄电池单元具有几乎相同的充电状态。因此特别是实现了，单体蓄电池相同程度地老化，也就是说，例如具有相等的内电阻和相等的电容。给低压子电网的供电从一个蓄电池单元变换到下述的蓄电池单元，该蓄电池单元具有相应地比当前用于给低压子电网供电的蓄电池单元高的充电状态。一个另外的优点是，始终实现用于低压子电网中的起动过程的要求，因为相应地使用当前具有最好性能的蓄电池单元。因为给低压子电网的供电是将高压子电网中的充电过程和放电过程进行叠加，并且给低压子电网的供电单向地进行，所以通过根据本专利技术的方法确保了，始终使具有最高充电状态的蓄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机动车的车载电网(1)，具有用于至少一个低压负载(29)的低压子电网(21)和用于至少一个高压负载(25)的高压子电网(20)和发电机(23)，其中，所述高压子电网(20)通过耦合单元(33)与所述低压子电网(21)连接，所述耦合单元设置用于提取能量并且输送至所述低压子电网(21)，其中，所述高压子电网(20)具有蓄电池(40)，所述蓄电池设置用于产生高电压并且输出至所述高压子电网(20)，并且所述蓄电池具有至少两个带有单电压抽头(42)的蓄电池单元(41)，所述单电压抽头被引导到所述耦合单元(33)，其特征在于，所述耦合单元(33)设置用于选择性地将所述蓄电池单元(41)接通到所述低压子电网(21)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.27 DE 102014201345.31.一种用于机动车的车载电网(1)，具有用于至少一个低压负载(29)的低压子电网(21)和用于至少一个高压负载(25)的高压子电网(20)和发电机(23)，其中，所述高压子电网(20)通过耦合单元(33)与所述低压子电网(21)连接，所述耦合单元设置用于提取能量并且输送至所述低压子电网(21)，其中，所述高压子电网(20)具有蓄电池(40)，所述蓄电池设置用于产生高电压并且输出至所述高压子电网(20)，并且所述蓄电池具有至少两个带有单电压抽头(42)的蓄电池单元(41)，所述单电压抽头被引导到所述耦合单元(33)，其特征在于，所述耦合单元(33)设置用于选择性地将所述蓄电池单元(41)接通到所述低压子电网(21)。2.根据权利要求1所述的车载电网(1)，其特征在于，能选择性接通的蓄电池单元(41)分别设置用于提供低电压。3.根据前述权利要求中任一项所述的车载电网(1)，其特征在于，所述耦合单元(33)具有能反向截止的开关(44，45)。4.根据前述权利要求中任一项所述的车载电网(1)，其特征在于，所述低压子电网(21)具有至少一个蓄能器(28)，所述蓄能器设置用于产生低电压并且输出到所述低压子电网(21)上。5.根据前述权利要求中任一项所述的车载电网(1)，其特征在于，所述低压子电网(21)具有起动器(26)。6.一种用于运行用于机动车的车载电网(1)的方法，其中，所述车载电网(1)具有用于至少一个低压负载(29)的低压子电网(21)和用于至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·芬克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：德国;DE