DE102007039346A1 - Device and method for safe power supply - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur sicheren Spannungsversorgung, beispielsweise für vorgebbare Verbraucher in einem Kraftfahrzeugbordnetz, beschrieben, bei dem eine Batterie zur Versorgung der Verbraucher dient. Weiterhin wird aus der Batterie über eine Ladeeinrichtung ein zweiter Energiespeicher geladen und dieser dient zur Versorgung der Verbraucher bei hohem Leistungsbedarf sowie bei abgetrennter Hauptbatterie.The invention relates to a device and a method for a secure power supply, for example for predefinable loads in a motor vehicle electrical system, in which a battery is used to supply the consumers. Furthermore, a second energy store is charged from the battery via a charging device and this serves to supply the consumer with high power consumption and with separated main battery.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur sicheren Spannungsversorgung sowie ein zugehöriges Verfahren zur sicheren Spannungsversorgung von Verbrauchern, insbesondere in einem Fahrzeugbordnetz.The The invention relates to a device for safe power supply and an associated method for safe power supply of Consumers, in particular in a vehicle electrical system.

Beim Übergang von mechanisch-hydraulischen Systemen zu elektromechanischen Systemen und der Einführung neuer Sicherheitssysteme im Automotive-Bereich bestehen erweiterte Anforderungen an das elektrische Versorgungssystem. Die erweiterten Anforderungen umfassen einerseits eine Erhöhung der maximal möglichen Leistung und andererseits die Bereitstellung von Energie, unabhängig von Batterie und Generator.At the transition from mechanical-hydraulic systems to electromechanical systems and the introduction of new safety systems in the automotive sector There are more requirements for the electrical supply system. The extended requirements include an increase on the one hand the maximum possible power and on the other hand the provision of energy, independent of battery and generator.

Das derzeit eingesetzte elektrische Versorgungssystem für Verbraucher in einem Fahrzeugbordnetz ist u. a. durch die maximale Abgabeleistung des Generators begrenzt. Weiterhin durch Übertragungsverluste in den Zuleitungen usw. Elektromechanische Systeme hoher Leistungsanforderungen wie beispielsweise elektrische Lenksysteme oder elektrische Stabilisatoren sind elektrische Verbraucher mit hohem kurzzeitigem Spitzenbedarf, jedoch geringem mittlerem Leistungsbedarf.The currently used electrical supply system for consumers in a vehicle electrical system is u. a. by the maximum power output of the Generators limited. Furthermore by transmission losses in the supply lines etc. Electromechanical systems of high performance requirements such as For example, electric steering systems or electrical stabilizers are electrical consumers with high short-term peak demand, but low average power requirement.

Die Sicherheitssysteme im Automotive-Bereich benötigen in bestimmten Betriebszuständen elektrische Energie für eine begrenzte Zeit, unabhängig von der Energiebereitstellung der Batterie und/oder des Generators. Eine Möglichkeit, für einige Verbraucher Energie auch bei Ausfall der Batterie bereitzustellen, wird in der DE-OS 37 14 193 beschrieben. Die Spannungsversorgung für Verbraucher bzw. elektronische Geräte, beispielsweise sicherheitsrelevante Geräte im Kraftfahrzeug, wird dort mit Hilfe einer Zusatzbatterie erhalten, die den Verbraucher bei Ausfall der Hauptbatterie oder bei Abtrennen der Hauptbatterie mit Hilfe eines Schalters für eine gewisse Zeit weiterversorgt.The safety systems in the automotive sector require in certain operating conditions electrical energy for a limited time, regardless of the energy supply of the battery and / or the generator. One way for some consumers to provide energy even in the event of battery failure is in the DE-OS 37 14 193 described. The power supply for consumers or electronic devices, such as safety-related devices in the motor vehicle, there is obtained with the help of an additional battery that supplies the consumer in case of failure of the main battery or when disconnecting the main battery by means of a switch for a certain time.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Lösung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat den Vorteil, dass Verbraucher, beispielsweise Verbraucher in einem Fahrzeugbordnetz, die zeitweilig eine höhere Leistungsanforderung aufweisen, zuverlässig mit dieser höheren Leistungsanforderung versorgt werden können. Dabei ist es in vorteilhafter Weise möglich, zusätzlich die Bereitstellung einer elektrischen Energieversorgung unter bestimmten Betriebsbedingungen unabhängig von der Batterie und vom Generator zu gewährleisten.The inventive solution with the features the independent claims has the advantage that Consumers, for example consumers in a vehicle electrical system, who temporarily have a higher power requirement, reliable with this higher power requirement can be supplied. It is possible in an advantageous manner, in addition the provision of an electrical energy supply under certain operating conditions regardless of the Battery and from the generator to ensure.

Erzielt werden diese Vorteile durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Dabei wird der gleiche elektrische Energiespeicher für zwei unabhängige Systeme, insbesondere im Bereich der automobilen Sicherheitssysteme verwendet. Die Bereitstellung einer elektrischen Zusatzleistung zur kurzzeitigen Erhöhung der maximalen Aufnahmeleistung von beispielsweise elektromechanischen Systemen ist in vorteilhafter Weise gegeben. Weiterhin ist die Bereitstellung einer elektrischen Energie für eine begrenzte Zeit unabhängig von Batterie und Generator zur Aufrechterhalten der Funktion von aktiven Sicherheitssystemen sichergestellt.achieved These advantages are brought about by a device and a method the features of the independent claims. In this case, the same electrical energy storage for two independent systems, especially in the automotive sector Security systems used. The provision of an electrical Additional service for short-term increase of the maximum Recording power of, for example, electromechanical systems is given in an advantageous manner. Furthermore, the provision is independent of electrical energy for a limited time of battery and generator to maintain the function of active security systems ensured.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert.One Embodiment of the invention is in the drawing and will be explained below.

Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel versorgt eine Batterie 10 erste Verbraucher 11 sowie zweite Verbraucher 12. Als Batterie werden hier alle möglichen geeigneten elektrischen Energiespeicher bezeichnet. Die ersten Verbraucher 11 sind beispielsweise ein elektromechanisches System oder elektromechanische Systeme mit hoher Leistungsanforderung und die zweiten Verbraucher 12 umfassen ein Sicherheitssystem oder mehrere Sicherheitssysteme mit Energiebedarf unabhängig von der Batterie 10. Die Batterie 10 ist weiter über eine Ladeeinheit 13 mit einem weiteren elektrischen Speicher 14 verbunden. Der elektrische Speicher 14 ist ebenfalls mit den ersten Verbrauchern 11 und den zweiten Verbrauchern 12 verbunden.In the embodiment according to the invention, a battery supplies 10 first consumer 11 as well as second consumers 12 , As a battery all possible suitable electrical energy storage are referred to here. The first consumers 11 are, for example, an electromechanical system or electromechanical systems with high power requirement and the second consumer 12 include a safety system or multiple safety systems with energy needs independent of the battery 10 , The battery 10 is still on a charging unit 13 with another electrical storage 14 connected. The electric storage 14 is also with the first consumers 11 and the second consumers 12 connected.

Beim Einsatz im Kraftfahrzeugbordnetz wird die Batterie 10 vom nicht dargestellten Generator in üblicher Weise geladen. Der elektrische Energiespeicher 14 mit der dazugehörigen Ladeeinheit 13 wird von der Batterie 10 geladen. Der elektrische Speicher 14 versorgt die ersten Verbraucher 11 und die zweiten Verbraucher 12 in gewünschter Weise.When used in the motor vehicle electrical system, the battery 10 loaded by the generator, not shown in the usual way. The electrical energy storage 14 with the associated charging unit 13 gets from the battery 10 loaded. The electric storage 14 supplies the first consumers 11 and the second consumer 12 in the desired manner.

Das erfindungsgemäße System beinhaltet zwei Betriebsbedingungen. In der ersten Betriebsbedingung wird der elektrische Speicher 14 kontinuierlich geladen und bei erhöhten Anforderungen eines Verbrauchers, beispielsweise eines elektrischen Lenksystems, wird Energie aus dem Speicher 14 dem Lenksystem zugeführt. In der zweiten Betriebsbedingung wird die gespeicherte Energie zur Aufrechterhaltung der Sicherheitsfunktion verwendet.The system according to the invention includes two operating conditions. In the first operating condition, the electric storage becomes 14 is continuously charged and increased demands of a consumer, such as an electric steering system, energy from the memory 14 supplied to the steering system. In the second operating condition, the stored energy is used to maintain the safety function.

Der elektrische Speicher 14 kann beispielsweise als großer Kondensator, Super-Cap oder schnellentladbare Speicherzelle ausgestaltet sein. Die Ladeeinheit sollte in der Lage sein, den elektrischen Speicher 14 auch auf eine höhere Spannung als die Batteriespannung aufzuladen.The electric storage 14 For example, it can be configured as a large capacitor, super-cap or fast-dischargeable memory cell. The charging unit should be able to use the electrical storage 14 also to a higher voltage than to charge the battery voltage.

Mit Hilfe des elektrischen Speichers 14 können die ersten Verbraucher 11 und die zweiten Verbraucher 12 auch dann noch mit Spannung versorgt werden, wenn die Batterie 10 defekt ist oder nach einem Unfall abgetrennt ist.With the help of electrical storage 14 can be the first consumer 11 and the second consumer 12 even then be powered when the battery 10 is broken or disconnected after an accident.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• - DE 3714193 [0004] - DE 3714193 [0004]

Claims (4)

Vorrichtung zur sicheren Spannungsversorgung mit einer Batterie (10), die mit ersten Verbrauchern (11) und zweiten Verbrauchern (12) in Verbindung steht, mit einer Ladeeinheit (13), die mit der Batterie (10) und einem weiteren elektrischen Speicher (14) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Speicher (14) mit den ersten Verbrauchern (11) und den zweiten Verbrauchern (12) verbunden ist.Device for safe power supply with a battery ( 10 ) with first consumers ( 11 ) and second consumers ( 12 ) is connected to a charging unit ( 13 ) connected to the battery ( 10 ) and another electrical memory ( 14 ), characterized in that the electrical memory ( 14 ) with the first consumers ( 11 ) and second consumers ( 12 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Verbraucher (11) ein elektromechanisches System mit hoher Leistungsanforderung und die zweiten Verbraucher (12) ein Sicherheitssystem mit Energiebedarf unabhängig von der Batterie umfassen.Device according to claim 1, characterized in that the first consumers ( 11 ) a high power electromechanical system and the second consumers ( 12 ) comprise a safety system with energy requirements independent of the battery. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Speicher 14 ein Kondensator oder ein Super Cap ist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the electrical memory 14 is a capacitor or a super cap. Verfahren zur sicheren Spannungsversorgung für eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Betriebsbedingungen berücksichtigt werden, wobei in der ersten Betriebsbedingung der elektrische Speicher (14) kontinuierlich geladen und bei erhöhten Anforderungen Energie aus dem Speicher 14 entnommen wird und in der zweiten Betriebsbedingung die gespeicherte Energie zur Aufrechterhaltung der Sicherheitsfunktion verwendet wird.Method for safe power supply for a device according to one of the preceding claims, characterized in that two operating conditions are taken into account, wherein in the first operating condition the electrical memory ( 14 ) continuously charged and with increased demands energy from the memory 14 is removed and used in the second operating condition, the stored energy to maintain the safety function.