DE102009043878A1

DE102009043878A1 - Method for short-term auxiliary energy supply of onboard energy storage, such as rechargeable battery or battery of vehicle on-board electrical system, involves measuring charge condition of on-board energy storage

Info

Publication number: DE102009043878A1
Application number: DE102009043878A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Kalfhaus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-01-08
Filing date: 2009-08-27
Publication date: 2010-07-15

Abstract

The method involves measuring the charge condition of an on-board energy storage (BAT). A residual energy of the onboard energy storage is unloaded in a dynamic energy storage (HC) when the charge condition lies below a specified minimum value. The electrical system voltage (U-BN) of a vehicle on-board electrical system (BN) is measured. An independent claim is also included for a circuit arrangement for short-term auxiliary energy supply of an on-board energy storage, such as a rechargeable battery or a battery of a vehicle on-board electrical system.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kurzzeitig unterstützenden Energieversorgung eines bordseitigen Energiespeichers wie Akku oder Batterie eines Bordnetzes, insbesondere eines Fahrzeug-Bordnetzes, während einer kurzzeitigen Belastung des Bordnetzes durch beispielsweise Starten eines Motors, wobei ein dynamischer Energiespeicher, wie Kondensator bei Belastung des bordseitigen Energiespeichers mittels zumindest eines Schaltelementes parallel oder in Reihe zu dem bordseitigen Energiespeicher zugeschaltet wird sowie auf eine Schaltungsanordnung zur unterstützenden Energieversorgung eines bordseitigen Energiespeichers wie Akku oder Batterie eines Bordnetzes, insbesondere eines Fahrzeug-Bordnetzes, umfassend einen dynamischen Energiespeicher, wie Kondensator der bei Belastung des bordseitigen Energiespeichers mittels zumindest eines Schaltelementes parallel oder in Reihe zu diesem zuschaltbar ist.The The invention relates to a method for short-term support Power supply of an on-board energy storage such as battery or Battery of a vehicle electrical system, in particular of a vehicle electrical system, during a short-term load on the electrical system by For example, starting an engine, wherein a dynamic energy storage, Like condenser with load of the on-board energy storage by means of at least one switching element in parallel or in series the onboard energy storage is switched on and on a Circuit arrangement for supporting power supply an onboard energy storage such as battery or battery one Vehicle electrical system, in particular a vehicle electrical system, comprising a dynamic energy storage, such as capacitor of the load on-board energy storage by means of at least one switching element parallel or in series with this is switchable.

Eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ist beispielsweise in der DE 10 2005 018 620 A1 beschrieben. Dabei handelt es sich um eine Energieversorgungsschaltung, wobei insbesondere im Startmoment eines Motors eine weitere Energiequelle, wie Energiespeicher, einem Bordnetz unter Vermeidung einer zweiten Spannungsebene zugeschaltet wird und bei der Motorabschaltung ein Wegschalten der Energiequellen vor genommen wird. Der Energiespeicher ist als Kondensator in Form von Ultra-Caps ausgebildet. Die Zuschaltung der Energiespeicher erfolgt bei jedem Start über einen Startschalter des Motors, unabhängig von der Spannung des Bordnetzes.A circuit arrangement of the type mentioned is, for example, in the DE 10 2005 018 620 A1 described. This is a power supply circuit, wherein in particular at the starting torque of a motor, a further energy source, such as energy storage, a vehicle electrical system while avoiding a second voltage level is switched on and off the power sources is taken before the engine shutdown. The energy store is designed as a capacitor in the form of ultra-caps. The connection of the energy storage takes place at each start via a start switch of the engine, regardless of the voltage of the electrical system.

Die DE 103 05 058 B3 beschreibt eine Energieversorgungsschaltung für ein Kraftfahrzeug-Bordnetz. Das Kraftfahrzeug-Bordnetz umfasst einen Starter-Generator, eine Leistungselektronik, mindestens eine Batterie, mindestens einen dynamischen Energiespeicher und einen DC/DC-Wandler. Die Energieversorgungsschaltung weist einen ersten mit dem DC/DC-Wandler versehenen und mit einem Anschluss des dynamischen Energiespeichers verbundenen Verbindungszweig und einen zweiten mit einem Anschluss der Batterie verbundenen Verbindungszweig auf. Beide Verbindungszweige sind über steuerbare Schalter vom Starter-Generator trennbar. Eine Steuereinrichtung steuert den Schalter in dem ersten und zweiten Verbindungszweig sowie den DC/DC-Wandler entsprechend auf einen Ladezustand der Batterie und des Energiespeichers sowie einen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs derart an, dass vorhandene Rekuperationsenergie im Energiespeicher gespeichert wird. Eine Antriebsunterstützung durch Energie aus dem Energiespeicher erfolgt, sobald dieser geladen ist. Bis zur Ladung des Energiespeichers erfolgt die Energieentnahme aus der Batterie. Beim Starten erfolgt die Energieentnahme entweder aus der Batterie oder aus dem dynamischen Energiespeicher.The DE 103 05 058 B3 describes a power supply circuit for a motor vehicle electrical system. The motor vehicle electrical system includes a starter-generator, power electronics, at least one battery, at least one dynamic energy storage and a DC / DC converter. The power supply circuit has a first connection branch provided with the DC / DC converter and connected to a terminal of the dynamic energy accumulator, and a second connection branch connected to a terminal of the battery. Both connection branches are separable via controllable switch from the starter generator. A control device controls the switch in the first and second connection branch and the DC / DC converter according to a state of charge of the battery and the energy storage and an operating state of the motor vehicle such that existing recuperation energy is stored in the energy storage. A drive support by energy from the energy storage takes place as soon as it is charged. Until the charge of the energy storage, the energy is removed from the battery. When starting the energy is taken either from the battery or from the dynamic energy storage.

Aus Obigem ist bekannt, dass zur Unterstützung eines Bordnetzes Energiespeicher in Form von Ultra-Caps bzw. High-Caps eingesetzt werden. Diese können entweder ständig an der Batterie liegen oder bei jedem Startvorgang zugeschaltet werden. Eine Unterstützung ist insbesondere bei Batterien notwendig, die im Tief-Temperaturbereich ihre Kapazität verlieren bzw. hochohmig werden oder durch Alterung bzw. falscher Lagerung „weich” geworden sind.Out The above is known to support a vehicle electrical system Energy storage in the form of ultra-caps or high-caps used become. These can either be constantly on the battery lie or be switched on every startup. A support is particularly necessary for batteries that are in the low-temperature range lose their capacity or become high-ohmic or through Aging or incorrect storage has become "soft" are.

Da High-Caps bzw. Ultra-Caps durch dynamisch hohe Lade- bzw. Entladeströme alter, ist es nicht sinnvoll, diese bewusst dem ständigen Ladungsausgleich zwischen Batterie und Kondensator auszusetzen bzw. den hohen Ladeströmen des Generators. Bei kaskadierter Anordnung der Kondensatoren haben diese auch nicht die Zeit, eine durch hohe Lade- bzw. Entladeströme erzeugte Zellen-Unsymmetrie durch eine Symmetrie-Schaltung auszugleichen, wie folgende Formel zeigt

mit I gleich Lade-/Entladestrom für alle Zellen gleich;
t = Lade-/Entladezeit für alle Zellen gleich;
ΔC = unterliegt den Fertigungs- und Alterungstoleranzen und für alle Zellen ungleich.Since high-caps or ultra-caps age by dynamically high charging and discharging, it makes no sense to suspend this aware of the constant charge balance between the battery and capacitor or the high charging currents of the generator. In cascaded arrangement of the capacitors, these also do not have the time to compensate for a cell asymmetry caused by high charge or discharge currents by a symmetry circuit, as the following formula shows

equal to I charge / discharge current for all cells;
t = charge / discharge time equal for all cells;
ΔC = is subject to manufacturing and aging tolerances and unequal for all cells.

Durch Überladung einzelner Zellen mit niedrigerem C-Wert kann es zusätzlich zu Alterungserscheinungen kommen.By overcharge In addition, single cells with a lower C value can do so come to aging.

Auch Batterien können durch die extremen Ausgleichströme beim Zusammenschalten leiden. Ein typischer Innenwiderstand einer gesunden 24 V-Fahrzeugbatterie liegt bei RIBAT = 4 mΩ und ein Innenwiderstand von beispielsweise 12 kaskadierten High-Caps bei ca. RICAP = 5 mΩ.Also Batteries can through the extreme balancing currents to suffer when interconnecting. A typical internal resistance of a healthy 24 V vehicle battery is RIBAT = 4 mΩ and an internal resistance of, for example, 12 cascaded high-caps at approx. RICAP = 5 mΩ.

Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die Lebensdauer sowohl der Energiequelle des Bordnetzes als auch des Energiespeichers verlängert werden.Based on this, the present invention is based on the problem, a method and a circuit arrangement of the type mentioned in such a way that the life of both the energy source of the electrical system and the energy storage are extended.

Das Problem wird erfindungsgemäß unter anderem dadurch gelöst, dass der Ladezustand des bordseitigen Energiespeichers gemessen wird und dass dann, wenn der Ladezustand unterhalb eines vorgegebenen Mindestwertes liegt eine Restenergie des bordseitigen Energiespeichers in den dynamischen Energiespeicher umgeladen wird, wobei die Bordnetzspannung des Bordnetzes gemessen und bei Unterschreiten der Bordnetzspannung unter einen vorgegebenen Mindestspannungswert der dynamische Energiespeicher dynamisch parallel oder in Reihe zu dem bordseitigen Energiespeicher zugeschaltet wird.The Problem is inventively among other things solved that the state of charge of the on-board energy storage is measured and that if the state of charge is below a given minimum value is a residual energy of the onboard Energy storage is reloaded into the dynamic energy storage, wherein the vehicle electrical system voltage of the electrical system measured and falls below the vehicle electrical system voltage below a predetermined minimum voltage value the dynamic energy storage dynamically in parallel or in series is switched to the onboard energy storage.

Vorzugsweise kann dieser Energieaustausch bidirektional über ein und dasselbe Kontaktpaar erfolgen.Preferably This energy exchange can be bidirectionally over and the same contact pair done.

Auch kann es erforderlich sein, die Ladung des dynamischen Energiespeichers von einem Fremdenergieversorger vorzunehmen. Dies kann über ein langes Kabel oder mittels direkter Ankupplung an ein Fremdnetz mit gegebenenfalls unterschiedlichen Nominalspannungen erfolgen.Also It may be necessary to charge the dynamic energy storage from a foreign utility company. This can be over a long cable or by direct coupling to a foreign network possibly with different nominal voltages.

Die in dem dynamischen Energiespeicher gespeicherte Energie kann stationär bzw. mobil dem schwachen Bordnetz dynamisch beim Startvorgang zur Verfügung gestellt werden.The Energy stored in the dynamic energy store can be stationary or mobile the weak electrical system dynamically during the startup process Will be provided.

In der Praxis kann es vorkommen, dass sich Batterien bzw. Akkus während einer langen Ruhephase selbst entladen oder durch Restströme permanent betriebener elektronischer Schaltungen entladen werden.In In practice, it can happen that batteries or rechargeable batteries during a long rest phase itself discharged or by residual currents permanently operated electronic circuits are discharged.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet die Möglichkeit, dass die Energie und auch Restenergie sämtlicher Energiequellen, d. h. bordseitige Energiequellen wie Akku oder Batterie oder aber auch fremde Energiequellen wie Fremdnetze in die dynamischen Fremdspeicher umgeladen werden kann.The method according to the invention offers the possibility that the energy and also residual energy of all energy sources, d. H. on-board energy sources such as battery or battery or also foreign energy sources such as foreign networks in the dynamic foreign memory can be reloaded.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass bei dynamischer Unterstützung des Bordnetzes beim Startvorgang die Stromrichtung aus dem dynamischen Energiespeicher in das Bordnetz bzw. vom Bordnetz in den dynamischen Energiespeicher erfasst wird. Somit kann der dynamische Energiespeicher zeitlich und gemäß Stromrichtung dann wieder vom Bordnetz genommen werden, wenn das Bordnetz durch den Starter-Generator wieder eigenständig den Belastungen besteht und das Bordnetz den dynamischen Energiespeicher lädt.Of It is also envisaged that with dynamic support of the electrical system during startup, the current direction of the dynamic Energy storage in the electrical system or from the electrical system in the dynamic Energy storage is detected. Thus, the dynamic energy storage temporally and according to current direction then again from Electrical system to be taken when the electrical system by the starter generator independently the loads and the electrical system loads the dynamic energy store.

Gemäß einer bevorzugten Verfahrensweise ist vorgesehen, dass der Energiespeicher mittels eines Regenerators wie DC/DC-Wandlers auf Bordnetzspannung aufgeladen wird und/oder dass die Spannung des ersten Energiespeichers mittels Stromsenke auf eine der Bordspannung entsprechende Ladeschlussspannung entladen wird.According to one preferred procedure is provided that the energy storage by means of a regenerator such as DC / DC converter on vehicle electrical system voltage is charged and / or that the voltage of the first energy storage by means of current sink to a charging voltage corresponding to the on-board voltage unloaded.

Dadurch wird der Einsatzbereich der Schaltungsanordnung erweitert. Wenn beispielsweise ein Fuhrpark Fahrzeuge mit unterschiedlichen Bordspannungen, beispielsweise 12 V, 24 V oder 42 V aufweist, kann die Schaltungsanordnung flexibel eingesetzt werden.Thereby the range of application of the circuit arrangement is extended. If for example, a fleet of vehicles with different on-board voltages, For example, 12 V, 24 V or 42 V, the circuit arrangement be used flexibly.

Der DC/DC-Wandler als integrierte Ladevorrichtung ist in der Lage, die Bordnetzspannung zu erkennen. Soll das eigene Bordnetz unterstützt werden, so wird der Energiespeicher, wie High-Cap, auf den maximal erlaubten Spannungswert dieses Bordnetzes mittels des DC/DC-Wandlers geladen bzw. mittels der Stromsenke auf die Ladeschlussspannung als Funktion der Batterie-Temperatur entladen. Dabei kann die Stromsenke stromkaskadiert ausgebildet sein.Of the DC / DC converter as an integrated charging device is capable of Detect vehicle electrical system voltage. Should the own electrical system supported energy storage, such as high-cap, will be maximally allowed Voltage value of this vehicle electrical system loaded by means of the DC / DC converter or by means of the current sink to the end-of-charge voltage as a function discharge the battery temperature. In this case, the current sink can be power cascaded be educated.

Gemäß einer bevorzugten Verfahrensweise ist vorgesehen, dass bei Fehlschlag eines ersten Startversuchs die Vorrichtung im so genannten BOOST-Betrieb oberhalb der Ladeschlussspannung betrieben wird.According to one preferred procedure is provided that in case of failure a first start attempt the device in the so-called BOOST operation is operated above the end-of-charge voltage.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Schaltungsanordnung unabhängig von einem Startvorgang ständig mit dem Bordnetz verbunden ist. Dazu wird die Schaltungsanordnung in einen „Sleep”-Mode versetzt, in dem der DC/DC-Wandler nach Beendigung eines Ladevorgangs einen Ruhe-Strom im Bereich ≤ 1,0 mA aufweist.Of Furthermore, it is provided that the circuit arrangement is independent from a startup constantly connected to the electrical system is. For this, the circuit arrangement is in a "sleep" mode in which the DC / DC converter after completion of a charging process has a quiescent current in the range ≤ 1.0 mA.

Die Schaltungsanordnung kann als Fremdstartvorrichtung eingesetzt werden, wobei die Energie zum Aufladen der CAP's nicht aus dem eigenen Bordnetz kommt. Dabei ist vorgesehen, dass ein Vergleich zwischen der ermittelten Bordspannung und der Ladeschlussspannung der ersten Energiespeicher erfolgt und dass bei Übereinstimmung von Bordspannung und Ladeschlussspannung eine Freigabe zum Zuschalten der ersten Energiespeicher erfolgen kann.The Circuit arrangement can be used as a jump start device, the energy for charging the CAP's not from the own electrical system comes. It is envisaged that a comparison between the determined On-board voltage and the charging end voltage of the first energy storage takes place and that in agreement of on-board voltage and Charge end voltage a release for connecting the first energy storage can be done.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Leistung bzw. der Eingangsstrom der Schaltungsanordnung proportional der Bordnetzspannung reduziert wird oder über die Zeit der zweite Energiespeicher des Bordnetzes entladen wird. Dies bedeutet, dass die Restkapazität der Batterie auf die ersten Energiespeicher transformiert wird.Of Furthermore, it is provided that the power or the input current the circuit arrangement is reduced proportional to the vehicle electrical system voltage or over time the second energy store of the On-board network is unloaded. This means that the residual capacity the battery is transformed to the first energy storage.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Schaltungsanordnung zur unterstützenden Energieversorgung eines bordseitigen Energiespeichers wie Akku oder Batterie eines Bordnetzes, insbesondere eines Fahrzeug-Bordnetzes, umfassend einen dynamischen Energiespeicher, wie Kondensator der bei Belastung des bordseitigen Energiespeichers mittels zumindest eines Schaltelementes parallel oder in Reihe zu diesem zuschaltbar ist. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass die Schaltanordnung Mittel zur Erfassung des Ladezustandes des bordseitigen Energiespeichers und Mittel zur Erfassung der Bordnetzspannung aufweist, und dass der Energiespeicher dann, wenn die Bordnetzspannung eine vorgegebene Mindestspannung unterschreitet, dynamisch parallel oder in Reihe zu der Batterie zuschaltbar ist.Further The invention relates to a circuit arrangement for supporting Power supply of an on-board energy storage such as battery or Battery of a vehicle electrical system, in particular of a vehicle electrical system, comprising a dynamic energy storage, such as capacitor of when loading the onboard energy storage by means of at least a switching element in parallel or in series with this switchable is. This is characterized in that the switching arrangement means for detecting the state of charge of the on-board energy storage and means for detecting the vehicle electrical system voltage, and that the energy storage device when the vehicle electrical system voltage is a predetermined Minimum voltage below, dynamically parallel or in series to the battery is switchable.

Um die Notstarteinrichtung für Bordnetze mit unterschiedlichen Bordnetzspannungen verwenden zu können, ist vorgesehen, dass diese eine Ladeeinheit für den Energiespeicher in Form eines Hoch-/Tiefsetzstellers aufweist. Der Hoch-/Tiefsetzsteller ist vorzugsweise als Sepic-Wandler bzw. Regenerator ausgebildet.Around the emergency start device for electrical systems with different To be able to use vehicle electrical system voltages is provided that this is a charging unit for the energy storage in Form of a buck-boost converter. The up / down converter is preferably designed as Sepic converter or regenerator.

In bevorzugter Ausführungsform ist ein Eingang des DC/DC-Wandlers mit dem Bordnetz verbunden und liegt an der Bordnetzspannung, wobei parallel zu dem Ausgang des DC/DC-Wandlers der erste Energiespeicher angeschlossen ist.In preferred embodiment is an input of the DC / DC converter connected to the electrical system and is connected to the vehicle electrical system voltage, wherein parallel to the output of the DC / DC converter, the first energy storage connected.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass parallel zu dem ersten Energiespeicher eine Stromsenke angeschlossen ist, über die der erste Energiespeicher, vorzugsweise als Funktion der Batterie-Temperatur, auf eine Ladeschlussspannung entladbar ist. Die Stromsenke kann strom-kaskadiert ausgeführt sein.A Another preferred embodiment is characterized from that parallel to the first energy storage a current sink connected via which the first energy storage, preferably as a function of the battery temperature, to a charge end voltage is dischargeable. The current sink can be carried out in a cascaded manner be.

Zur Erfassung der Bordnetzspannung, der an dem ersten Energiespeicher anliegenden Spannung, zur Steuerung des Schaltkontaktes sowie des DC/DC-Wandlers ist eine Steuereinheit vorgesehen.to Detecting the vehicle electrical system voltage, the at the first energy storage voltage applied, for controlling the switching contact and the DC / DC converter, a control unit is provided.

Damit im mobilen Bereich Bedienfehler, wie Verpolfehler, nicht zur Zerstörung der Vorrichtung führen, ist ein Verpolschutz, vorzugsweise strom-kaskadierter aktiver Verpolschutz, vorgesehen. Dieser umfasst einen in dem Verbindungszweig zwischen Eingangs klemme und Eingang des DC/DC-Wandlers liegendes elektronisches Schaltelement, wobei parallel zu einer Leitstrecke des elektronischen Schaltelementes eine Diode geschaltet ist. Ein Steuereingang des elektronischen Schaltelementes ist mit der Steuereinheit verbunden.In order to in the mobile area operator error, such as Verpollerehler, not to destruction lead the device is a polarity reversal protection, preferably Current-cascaded active polarity reversal protection, provided. This includes one in the connection branch between input terminal and input the DC / DC converter lying electronic switching element, wherein parallel to a Leitstrecke the electronic switching element a diode is connected. A control input of the electronic Switching element is connected to the control unit.

Zur Absorbierung fahrzeugspezifischer Langzeittransienten, etwa im ms-Bereich, zur Transienten-Eliminierung und zur Begrenzung des Aufschaltstromes (Inrush Current Limiting) ist ein aktiver Transientenschutz vorgesehen. Dieser ist dem DC/DC-Wandler vorgeschaltet, vorzugsweise in Reihe mit dem aktiven Verpolschutz.to Absorption of vehicle-specific long-term transients, for example in the ms range, for transient elimination and limiting the Aufschaltstromes (Inrush Current Limiting), an active transient protection is provided. This is upstream of the DC / DC converter, preferably in series with active reverse polarity protection.

Der DC/DC-Wandler ist vorzugsweise als Sepic-Wandler bzw. Regenerator ausgebildet und umfasst einen Schwebekondensator im Längszweig, durch den ein Durchgriff der beiden Energieträger, nämlich einerseits der Batterie des Bordnetzes und des Energiespeichers in Form der High-Caps vermieden wird.Of the DC / DC converter is preferably a Sepic converter or regenerator formed and comprises a levitation capacitor in the longitudinal branch, through the penetration of the two energy sources, namely on the one hand the battery of the electrical system and the energy storage in the form of high-caps is avoided.

Das Bordnetz kann ein Bordnetz eines Pkw's, Lkw's, Motorrads, einer Bahn, eines Flugzeugs oder eines Schiffs sein.The Electrical system can be an electrical system of a car, truck, motorcycle, one Railway, an airplane or a ship.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination –, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung einer der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsform.Further Details, advantages and features of the invention do not arise only from the claims, the features to be taken from them - for itself and / or in combination - but also from the following Description of a drawing to be taken preferred embodiment.

Die einzige Figur zeigt ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Energieanordnungseinheit zur Unterstützung der Energieversorgung eines Energiespeichers wie Batterie BAT eines Bordnetzes BN. Die Schaltungsanordnung wird im Folgenden „Notstarteinheit” NSE genannt. Die Notstarteinheit NSE ist über Anschlussklemmen PUE, MUE mit dem Bordnetz BN verbindbar. Die Anschlussklemmen können Bestandteile einer Ein-Stecker-Verbindung (nicht dargestellt) sein.The single figure shows a schematic diagram of an inventive Energy arrangement unit for supporting the energy supply an energy storage such as battery BAT of a vehicle electrical system BN. The circuit arrangement is called "emergency start unit" NSE in the following. The emergency starting unit NSE is connected via terminals PUE, MUE can be connected to the on-board network BN. The terminals can Be part of a one-connector connection (not shown).

Die Notstarteinheit NSE weist einen Energiespeicher HC auf, der über einen Schaltkontakt SK parallel zu der Batterie BAT des Bordnetzes BN schaltbar ist, um diese zu unterstützen, wenn das Bordnetz BN beispielsweise beim Startvorgang eines an der Batterie BAT ange schlossenen Verbrauchers wie Startvorrichtung eines Motors einbricht. Der Energiespeicher HC umfasst in Reihe liegende Kondensatoren HC1, HC2, die über den Schaltkontakt SK parallel zu der Batterie BAT schaltbar sind. Die Kondensatoren HC1, HC2 sind als High-Caps ausgebildet, welche sich dadurch auszeichnen, dass diese Energie langsam speichern und dynamisch bzw. kurzzeitig wieder mit extrem hohen Strömen zur Verfügung stellen können.The emergency starting unit NSE has an energy store HC, which can be switched via a switching contact SK in parallel to the battery BAT of the on-board network BN, in order to support this when the vehicle electrical system BN is at For example, during the starting process of a connected to the battery BAT connected consumer breaks as starting a motor. The energy storage HC comprises capacitors lying in series HC1, HC2, which are connected via the switching contact SK parallel to the battery BAT switchable. The capacitors HC1, HC2 are designed as high-caps, which are characterized by the fact that they can store energy slowly and provide dynamically or briefly again with extremely high currents available.

Ferner umfasst die Notstarteinheit einen Regenerator REG, der als Hoch-/Tiefsetzsteller mit SEPIC-Topologie ausgebildet ist. Ein Eingang E des Regenerator REG ist über einen Sicherungsautomat AUT, einen aktiven Verpolschutz AVS sowie einen aktiven Transientenschutz ATS mit der Eingangsklemme PUB verbunden und liegt somit an Bordnetzspannung UBN, welche gleichzeitig Energiespender für die Energiespeicher HC1, HC2 ist.Further The emergency start unit includes a regenerator REG, which acts as a step-up / step-down converter is designed with SEPIC topology. An input E of the regenerator REG is via an automatic circuit breaker AUT, an active one Polarity reversal protection AVS and an active transient protection ATS with the Input terminal PUB connected and thus is connected to the vehicle electrical system voltage UBN, which at the same time energy source for energy storage HC1, HC2 is.

Ein Ausgang A des Regenerators REG ist parallel zu dem Energiespeicher HC geschaltet, so dass der Energiespeicher HC mittels des Regenerators REG aufladbar ist. Parallel zu dem Energiespeicher HC ist eine Stromsenke SE geschaltet, über die der Energiespeicher HC entladen werden kann.One Output A of the regenerator REG is parallel to the energy store HC, so that the energy storage HC by means of the regenerator REG is chargeable. Parallel to the energy storage HC is a current sink SE, over which the energy storage HC discharged can be.

Die Steuerung der Notstarteinheit NSE erfolgt über eine Steuereinheit STE.The Control of the emergency starting unit NSE via a control unit STE.

Nachfolgend wird die Funktion der Notstarteinheit NSE erläutert.following the function of the emergency starting unit NSE is explained.

Die Notstarteinheit NSE ist über die Eingangsklemmen PUE, MUE mit dem Bordnetz BN verbunden, so dass an den Eingangsklemmen PUE, MUE eine Bordnetzspannung UBN anliegt. Die verschiedenen Bordnetzspannungen UBN werden über die Steuereinheit STE erfasst und mit jeweils einem vorgegebenen minimalen Spannungswert UMIN verglichen. Unterschreitet die Bordnetzspannung UBN den jeweils vorgegebenen minimalen Spannungswert UMIN beispielsweise bei Befehl des Startvorgangs wird der Schaltkontakt SK über ein Relais K mittels der Steuereinheit STE angesteuert, so dass der Energiespeicher HC parallel zu der Batterie BAT des Bordnetzes BN geschaltet ist und diese unterstützt.The Emergency start unit NSE is via the input terminals PUE, MUE connected to the electrical system BN, so that at the input terminals PUE, MUE a vehicle electrical system voltage UBN is applied. The various electrical system voltages UBN are recorded via the control unit STE and with each a predetermined minimum voltage value UMIN compared. falls below the vehicle electrical system voltage UBN the respectively predetermined minimum voltage value For example, UMIN command at startup becomes the switch contact SK controlled via a relay K by means of the control unit STE, so that the energy storage HC parallel to the battery BAT of the On-board network BN is connected and supports this.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der Energiespeicher HC aus in Serie geschalteten High-Caps HC1, HC2, wobei die zwischen den High-Caps HC1 und HC2 anliegende Spannung USYM sowie die über der Serienschaltung der High-Caps HC1 und HC2 anliegende Spannung UCAP durch die Steuereinheit STE erfasst und überwacht wird. Ferner wird ein durch den Energiespeicher HC fließender Strom ICAP mittels eines Stromsensors IHC gemessen und der Steuereinheit STE zugeführt.in the present embodiment, the energy storage HC from in series high-cap HC1, HC2, where the between the high-cap HC1 and HC2 voltage USYM and the over the series connection of the high-cap HC1 and HC2 voltage applied UCAP is detected and monitored by the control unit STE becomes. Further, a flowing through the energy storage HC Current ICAP measured by means of a current sensor IHC and the control unit STE supplied.

Sobald die Bordnetzspannung UBN die Minimalspannung UMIN beispielsweise im Fahrbetrieb wieder überschritten hat, wird der Schaltkontakt SK geöffnet, so dass der Energiespeicher HC von dem Bordnetz BN nach Zeit und Stromrichtung getrennt ist.As soon as the vehicle electrical system voltage UBN, the minimum voltage UMIN for example when driving again exceeded, the switching contact SK opened so that the energy storage HC of the electrical system BN is separated according to time and current direction.

Aus Obigem ergibt sich, dass das Bordnetz BN bzw. die Batterie BAT nur dann unterstützt wird, wenn dies durch zu großen Spannungseinbruch erforderlich wird.Out The above shows that the electrical system BN or the battery BAT only then supported if this is too big Voltage drop is required.

Die beschriebene Notstarteinheit NSE kann zur zeitverzögerten Unterstützung des Bordnetzes BN beliebiger Bordnetzspannungen UBN eingesetzt werden. Mittels des Regenerators REG besteht die Möglichkeit, den Energiespeicher HC auf die Bordnetzspannung UBN aufzuladen, an der die Notstarteinheit NSE angeschlossen ist. Somit kann die Notstarteinheit für Fahrzeuge mit einer Bordnetzspannung UBN von 12 V, 24 V, 42 V und/oder in Hochvoltzwischenkreisen von 450 V/> 600 V eingesetzt werden.The described emergency start unit NSE can be delayed Support of the on-board network BN of any on-board network voltages UBN be used. By means of the regenerator REG is the Possibility of the energy storage HC on the vehicle electrical system voltage UBN to which the emergency starting unit NSE is connected. Thus, the emergency starting unit for vehicles with a On-board voltage UBN of 12 V, 24 V, 42 V and / or in high-voltage intermediate circuits from 450V /> 600V be used.

Wie zuvor erläutert wird der Energiespeicher HC mittels des Regenerators REG auf den Spannungswert des angeschlossenen Bordnetzes BN geladen. Mittels der Stromsenke SE besteht ebenfalls die Möglichkeit, den Energiespeicher HC auf eine Ladeschlussspannung ULS als Funktion der Batterietemperatur TBAT zu entladen.As previously explained the energy storage HC by means of Regenerators REG to the voltage value of the connected vehicle electrical system BN loaded. By means of the current sink SE is also possible the energy storage HC to a charge end voltage ULS as a function the battery temperature TBAT to discharge.

Die Batterietemperatur TBAT wird über einen Temperatursensor TS gemessen und der Steuereinheit STE zugeführt. Die Stromsenke STS umfasst ein elektronisches Schaltelement TSS, dessen Steuereingang GS mit der Steuereinheit STE verbunden ist. Eine Leitstrecke des Schaltelementes TSS liegt in Reihe mit einem Widerstand RSS parallel zu dem Energiespeicher HC. Eine an RSS abfallende Spannung, welche dem Strom IS durch die Stromsenke STS proportional ist, wird der Steuereinheit STE zugeführt.The Battery temperature TBAT is via a temperature sensor TS measured and supplied to the control unit STE. The current sink STS comprises an electronic switching element TSS whose control input GS is connected to the control unit STE. A Leitstrecke the switching element TSS is in series with a resistor RSS in parallel with the energy store HC. A drop in RSS voltage, the current IS through the Current sink STS is proportional, the control unit STE is supplied.

Im Einzelfall wird bei Bedarf oberhalb der Ladeschlussspannung ULS im BOOST-Betrieb gearbeitet. Dies insbesondere dann, wenn zum Beispiel der erste Startversuch fehlschlägt. Die BOOST-Spannung UBOOST kann auf einen Wert von z. B. 45/30/15 V oder 450 V/> 600 V vorgewählt bzw. eingestellt werden, insbesondere bei Zweitstartvorgängen.In individual cases, if required, work is carried out above the end-of-charge voltage ULS in BOOST mode. This especially if, for example, the first start attempt fails. The BOOST voltage UBOOST can be set to a value of z. B. 45/30/15 V or 450 V /> 600 V can be preselected or set, especially during secondary starts.

Durch den Einsatz des Regenerators REG besteht die Möglichkeit der Entnahme und Rückspeisung aus und in verschiedene Bordnetze BN, wie beispielsweise 12 V nach 24 V und umgekehrt sowie ≥ 200 V nach 24 V und umgekehrt, da der Regenerator REG als SEPIC-Wandler sowohl als Hochsetz- als auch als Tiefsetz-Spannungswandler einsetzbar ist.By the use of the regenerator REG is possible the removal and recovery from and into various electrical systems BN, such as 12V to 24V and vice versa, and ≥ 200 V to 24 V and vice versa, since the regenerator REG as a SEPIC converter can be used both as a step-up and as a step-down voltage converter is.

Der Ausgangsstrom IA des Regenerators REG folgt einer leistungsreduzierenden Formel und sinkt mit der Eingangsspannung UE bzw. Bordnetzspannung UBN, damit auch noch eine „weiche” Batterie BAT die Energiespeicher HC über die verlängerte Zeit auflädt. Der Ausgangsstrom IA ergibt sich wie folgt:

The output current IA of the regenerator REG follows a power-reducing formula and decreases with the input voltage UE or vehicle electrical system voltage UBN, so that even a "soft" battery BAT charges the energy storage HC over the extended time. The output current IA is as follows:

Gleichzeitig wird der Ausgangsstrom IA auf einen Wert y begrenzt (y ≤ x) ab einer Ausgangsspannung UA ≤ ((x – y)/y)·UE. Über den Faktor Z mit 0 ≤ Z ≤ 1 kann der Zustand der Batterie BAT bzw. der Bordnetzspannung UBN berücksichtigt werden, wobei einer weichen Batterie BAT kleine Z-Werte zugeordnet sind.simultaneously the output current IA is limited to a value y (y ≤ x) from an output voltage UA ≤ ((x-y) / y) · UE. about the factor Z with 0 ≤ Z ≤ 1, the state of Battery BAT or the vehicle electrical system voltage UBN considered be associated with a soft battery BAT small Z values are.

Zur Verhinderung einer schnellen Alterung der High-Caps HC1, HC2 und der Batterie BAT werden die niederohmigen Energiequellen, einerseits die Batterie BAT mit RBAT >> 4 mΩ und die Energiespeicher HC mit RHC ≈ 5 mΩ nur bei weichem Verhalten der Bordnetzspannung UBN aufeinander geschaltet. Hierbei ist zu beachten, dass sich durch Alterung der Batterie, eine falsch geladene Batterie oder eine auf Tiefsttemperatur abgekühlte Batterie der Innenwiderstand dieser hochohmiger sein kann, so dass sich bei (UCAP – UBN)/(RBN + RCAP) ein begrenzter Ausgleichstrom ergeben kann.to Preventing rapid aging of high-caps HC1, HC2 and the battery BAT become the low-impedance energy sources, on the one hand the battery BAT with RBAT >> 4 mΩ and the energy storage HC with RHC ≈ 5 mΩ only at soft behavior of the vehicle electrical system voltage UBN connected to each other. It should be noted that aging of the battery, an incorrectly charged battery or one that has cooled to its lowest temperature Battery may be the internal resistance of this high impedance, so that at (UCAP-UBN) / (RBN + RCAP) a limited balance current can result.

Eine weiche Batterie gibt sich hochohmig. Das bedeutet, dass entsprechend dem Trennwiderstand der Batterie umgekehrt proportional der entnommene Strom adaptiv begrenzt wird.A soft battery gives high impedance. That means that accordingly the separation resistance of the battery inversely proportional to the removed Power is adaptively limited.

Mittels eines sicherheitsverriegelten Tasters kann die Funktion der Steuereinheit STE überbrückt werden und in Reihe mit einem Kontakt des Motorsstarts wird das Schütz KS geschaltet.through a safety-locked pushbutton can be the function of the control unit STE are bridged and in series with a contact When the engine starts, the contactor KS is switched.

Durch drastisches Absenken des Aufnahmestroms bei sinkender Eingangsspannung durch den Innenwiderstand der Batterie oder Strombegrenzung einer Quelle wird die Notstarteinheit NSE in einen Sparmodus geschaltet und durch Verlängerung der Ladezeit des dynamischen Energiespeichers HC wird der Eingangsstrom drastisch reduziert.By drastic lowering of the recording current with decreasing input voltage by the internal resistance of the battery or current limiting a Source the emergency starting unit NSE is switched into a saving mode and by extending the charging time of the dynamic energy storage HC, the input current is drastically reduced.

Die beschriebene Notstarteinheit NSE liegt im dargestellten Ausführungsbeispiel ständig an dem Bordnetz BN und somit an der Bordnetzspannung UBN. Um die Belastung des Bordnetzes BN möglichst gering zu halten, wird die Notstarteinheit NSE, insbesondere der Regenerator REG, in einen Sleep-Mode versetzt, wenn ein Ladevorgang beendet ist. Somit wird der Ruhestrom auf ≤ 1,0 mA beschränkt. Der Sleep-Mode wird nach Erreichen einer vorgegebenen Soll-Wert-Spannung UA, die der Spannung UCAP entspricht, aktiviert, damit die Notstarteinheit ständig am Bordnetz BN angeschaltet bleiben kann.The described emergency start unit NSE is in the illustrated embodiment constantly on the electrical system BN and thus on the vehicle electrical system voltage UBN. To minimize the load on the on-board network BN The emergency starting unit NSE, in particular the regenerator, is to be kept REG, put into a sleep mode when a charging process ends is. Thus, the quiescent current is limited to ≤ 1.0 mA. The sleep mode becomes after reaching a predetermined setpoint voltage UA, which corresponds to the voltage UCAP, activates to allow the emergency start unit can remain switched on constantly on the electrical system BN.

Die Notstarteinheit NSE wird bei Unterschreiten der Bordnetzspannung UBN unter einen vorgegebenen Wert automatisch aus dem Sleep-Mode aufgeweckt. Dazu wird die Bordnetzspannung UBN bzw. Eingangsspannung UE vor dem Startvorgang mit der Bordnetzspannung UBN während des Startvorgangs verglichen. Bricht die Bordnetzspannung UBN, beispielsweise eine Spannung von 24 V bzw. 12 V, unter zum Beispiel 22 V bzw. 11 V ein, wird der Energiespeicher HC zugeschaltet. Die Grenzwerte können über eine Bedieneroberfläche frei ausgewählt und eingegeben werden.The Emergency starting unit NSE is at falling below the vehicle electrical system voltage UBN below a predetermined value automatically from sleep mode awakened. For this purpose, the vehicle electrical system voltage UBN or input voltage UE before starting with the vehicle electrical system voltage UBN during compared to the startup process. Breaks the vehicle electrical system voltage UBN, for example a voltage of 24 V or 12 V, below, for example 22 V or 11 V on, the energy storage HC is switched on. The limits can be free via a user interface be selected and entered.

Der Ausgangsstrom IA sowie die Ausgangsspannung UA des Regenerators REG werden von der Steuereinheit STE erfasst und geregelt. Beispielsweise wird der Ausgangsstrom IA auf einen sinnvollen von den Bauteilen verträglichen Wert begrenzt, wobei der Energiespeicher HC jedoch mit maximaler Leistung geladen wird.Of the Output current IA and the output voltage UA of the regenerator REG are detected and controlled by the control unit STE. For example the output current IA is on a meaningful of the components acceptable value limited, the energy storage HC is loaded with maximum power.

Bei Abschaltung des Motors wird die Batterie nicht mehr über den Generator geladen. Bordnetzverbraucher wie Bordrechner, Beleuchtung u. a. müssen aber weiter arbeiten. Damit das Fahrzeug sicher starten kann, soll die Nennkapazität nicht auf weniger als z. B. 40% entladen werden. Jedoch bei dynamischer Unterstützung durch die Notstarteinheit NSE beim Startvorgang kann die Restkapazität auch z. B. < 20% entladen werden.When the motor is switched off, the battery is no longer charged via the generator. On-board consumers, such as on-board computers, lighting, etc. must continue to work. For the vehicle to start safely, the nominal capacity should not be less than z. B. 40% are discharged. However, at dynamic sub supported by the emergency starting unit NSE during the start process, the residual capacity can also be z. B. <20% are discharged.

Zum Schutz gegen Verpolung weist die Notstarteinheit NSE den aktiven Verpolschutz AVS auf, der als elektronisches Schaltelement, wie Transistor TAVS ausgebildet ist, dessen Leitstrecke in einem Verbindungszweig zwischen der Eingangsklemme PUE und einem Eingang E des Regenerators REG liegt. Eine Steuerelektrode des Transistors TAVS ist mit der Steuereinheit STE verbunden. Parallel zu der Leitstrecke des Transistors TAVS ist eine Diode DAVS geschaltet. Eine Spannung UE1 am Eingang des Transistors TAVS wird ebenfalls von der Steuereinheit STE erfasst.To the Protection against reverse polarity, the emergency starting unit NSE indicates the active Polarity reversal AVS on, as an electronic switching element, such as Transistor TAVS is formed whose Leitstrecke in a connection branch between the input terminal PUE and an input E of the regenerator REG is located. A control electrode of the transistor TAVS is connected to the Control unit STE connected. Parallel to the conduction path of the transistor TAVS is a diode DAVS switched. A voltage UE1 at the input of the transistor TAVS is also detected by the control unit STE.

Ferner umfasst die Notstarteinheit NSE den aktiven Transientenschutz ATS zur Absorbierung fahrzeugspezifischer Langzeittransienten, insbesondere in ms-Bereich, um Transienten zu absorbieren (Transienten Kill) und zur Begrenzung des Aufschaltstroms (Inrush Current Limiting).Further the emergency starting unit NSE comprises the active transient protection ATS for the absorption of vehicle-specific long-term transients, in particular in ms range to absorb transients (transient kill) and limiting inrush current limiting.

Der Regenerator REG ist in SEPIC-Topologie ausgebildet, umfassend in einem Längszweig eine Eingangsdrossel L1, einen Schwebekondensator CS sowie eine Ausgangsdiode DA. In einem Querzweig zwischen der Eingangsdrossel L1 und dem Schwebekondensator CS ist ein elektronisches Schaltelement T nach Massepotenzial, im vorliegenden Fall die zweite Eingangsklemme MUE geschaltet. In einem zweiten Querzweig zwischen dem Schwebekondensator CS und der Ausgangsdiode DA ist eine zweite Drosselspule L2 in Serie mit einem Widerstand RS geschaltet, an dem eine zum Ausgangsstrom IA proportionale Größe messbar ist. Eine Verbindungsstelle zwischen der zweiten Drossel L2 und dem Widerstand RS ist mit einem Eingang IA zur Kurzschlussstrombegrenzung der Steuereinheit STE verbunden.Of the Regenerator REG is designed in SEPIC topology, comprising in a longitudinal branch an input inductor L1, a floating capacitor CS and an output diode DA. In a transverse branch between the Input choke L1 and the fly capacitor CS is an electronic Switching element T to ground potential, in the present case, the second Input terminal MUE switched. In a second transverse branch between the fly capacitor CS and the output diode DA is a second Reactor L2 connected in series with a resistor RS, on a variable proportional to the output current IA size measurable is. A joint between the second throttle L2 and the resistor RS is connected to an input IA for short-circuit current limiting the control unit STE connected.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren sowie die zugehörige Schaltungsanordnung wird erreicht, dass eine kurzzeitige Unterstützung der Batterie eines Bordnetzes nur erfolgt, wenn das Bordnetz unter einen Spannungswert einbricht. Dabei erfolgt die Ladung der dynamischen Energiespeicher durch Umladung von Energie bzw. Restenergie aus der einen Bordnetzbatterie und/oder auch aus fremden Energiequellen wie fremden Bordnetzbatterien.By the inventive method and the associated Circuit arrangement is achieved that a short-term support the battery of a vehicle electrical system only takes place when the electrical system under breaks a voltage value. The charge is the dynamic Energy storage by transhipment of energy or residual energy the on-board battery and / or foreign energy sources like foreign electrical system batteries.

Insbesondere kann die Ladung der dynamischen Energiespeicher durch Bereitstellung beliebiger Spannungsquellen mit begrenzter Leistung durch Verlängerung der Ladezeit erfolgen. Dabei können die Bordnetze, aus denen die Umladung erfolgt, und das zu unterstützende Bordnetz unterschiedlich sein.Especially can charge the dynamic energy storage by providing any voltage source with limited power by extension the loading time. This can be the electrical systems, from the transhipment takes place, and the on-board network to be supported be different.

Die Stromaufnahme verhält sich proportional zu dem Spannungseinbruch bzw. zu dem Faktor Z mit 0 ≤ Z ≤ 1.The Current consumption is proportional to the voltage dip or to the factor Z with 0 ≦ Z ≦ 1.

Der Betrieb der Notstarteinheit kann über zwei Klemmen bidirektional erfolgen, wobei eine integrale Energieaufnahme und dynamische Energieabgabe über die Klemmen erfolgt.Of the Operation of the emergency start unit can be bidirectional via two terminals take place, with an integral energy intake and dynamic energy output via the terminals are made.

Eine Sicherheitsmaßnahme sieht vor, dass dann, wenn die Bordnetzspannung und die Spannung des dynamischen Energiespeichers nicht zusammenpassen, die Aktivierung des Schützes KS unterbunden ist. Insbesondere wird das Schütz KS in Abhängigkeit von Zeit und Stromfluss von dem Bordnetz in die dynamischen Energiespeicher abgeschaltet.A Safety measure provides that if the vehicle electrical system voltage and the voltage of the dynamic energy store do not match, the activation of the contactor KS is prevented. Especially is the contactor KS depending on time and Current flow from the electrical system in the dynamic energy storage switched off.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102005018620 A1 [0002] - DE 102005018620 A1 [0002]
- DE 10305058 B3 [0003] - DE 10305058 B3 [0003]

Claims

Verfahren zur kurzzeitig unterstützenden Energieversorgung eines bordseitigen Energiespeichers (BAT) wie Akku oder Batterie eines Bordnetzes (BN), insbesondere eines Fahrzeug-Bordnetzes, während einer kurzzeitigen Belastung des Bordnetzes durch beispielsweise Starten eines Motors, wobei ein dynamischer Energiespeicher (HC), wie Kondensator (HC1, HC2) bei Belastung des bordseitigen Energiespeichers mittels zumindest eines Schaltelementes (SK) parallel oder in Reihe zu dem bordseitigen Energiespeicher (BAT) zugeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladezustand des bordseitigen Energiespeichers (BAT) gemessen wird und dass dann, wenn der Ladezustand unterhalb eines vorgegebenen Mindestwertes liegt eine Restenergie des bordseitigen Energiespeichers (BAT) in den dynamischen Energiespeicher (HC) umgeladen wird, dass die Bordnetzspannung (UBN) des Bordnetzes (BN) gemessen wird, und dass bei Unterschreiten der Bordnetzspannung (UBN) unter einen vorgegebenen Mindestspannungswert (UMIN) der dynamische Energiespeicher (HC) dynamisch parallel oder in Reihe zu dem bordseitigen Energiespeicher (BAT) zugeschaltet wird.Method for briefly supporting energy supply of an on-board energy store (BAT) such as battery or battery of a vehicle electrical system (BN), in particular a vehicle electrical system, during a brief load on the electrical system by, for example, starting an engine, wherein a dynamic energy store (HC), such as capacitor ( HC1, HC2) when the onboard energy storage is loaded by means of at least one switching element (SK) connected in parallel or in series with the onboard energy storage (BAT), characterized in that the state of charge of the onboard energy storage (BAT) is measured and that if Charging state below a predetermined minimum value is a residual energy of the onboard energy storage (BAT) in the dynamic energy storage (HC) is reloaded that the electrical system voltage (UBN) of the electrical system (BN) is measured, and that falls below the vehicle electrical system voltage (UBN) below a predetermined Minimum voltage value (U MIN) of the dynamic energy storage (HC) dynamically in parallel or in series with the on-board energy storage (BAT) is switched on.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dynamische Energiespeicher (HC) mittels eines Regenerators (REG) auf Bordnetzspannung (UBN) aufgeladen wird.Method according to claim 1, characterized in that that the dynamic energy storage (HC) by means of a regenerator (REG) is charged to vehicle electrical system voltage (UBN).

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladung des dynamischen Energiespeichers (HC) aus dem bordseitigen Energiespeicher (BAT) sowie die Entladung des dynamischen Energiespeichers (HC) in das Bordnetz (BN) über ein und dasselbe Kontaktpaar (PUE, MUE) erfolgt.Method according to claim 1 or 2, characterized that the charging of the dynamic energy store (HC) from the on-board energy storage (BAT) and the discharge of the dynamic Energy storage (HC) in the electrical system (BN) via a and the same contact pair (PUE, MUE) takes place.

Verfahren nach zumindest einem der vorgehenden der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladung des dynamischen Energiespeichers (HC) aus einem Fremdnetz mit gegebenenfalls unterschiedlichen Nominalspannungen erfolgt.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the charging of the dynamic energy storage (HC) from a foreign network with, if necessary different nominal voltages.

Verfahren nach zumindest einem der vorgehenden der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dynamischer Unterstützung des Bordnetzes (BN), z. B. bei einem Startvorgang, die Stromrichtung aus dem dynamischen Energiespeicher (HC) in das Bordnetz (BN) und/oder von dem Bordnetz (BN) in den dynamischen Energiespeicher (HC) erfasst wird, und dass der dynamische Energiespeicher (HC) zeitlich und entsprechend der Stromrichtung von dem Bordnetz (BN) getrennt wird, wenn das Bordnetz (BN) beispielsweise durch einen Starter-Generator wieder eigenständig der Belastung besteht und der dynamische Energiespeicher (HC) anschließend wieder durch das Bordnetz (BN) aufgeladen wird.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that at dynamic Support of the electrical system (BN), z. B. at a startup, the current direction from the dynamic energy storage (HC) in the On-board network (BN) and / or from the electrical system (BN) in the dynamic Energy storage (HC) is detected, and that the dynamic energy storage (HC) in time and according to the current direction of the electrical system (BN) is disconnected when the electrical system (BN), for example, by a Starter generator again independently of the load exists and then the dynamic energy storage (HC) again is charged by the electrical system (BN).

Verfahren nach zumindest einem der vorgehenden der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine automatische Erkennung der Bordnetz-Nennspannung (UBN-NENN) erfolgt, und dass der Energiespeicher (HC) auf eine Ladeschlussspannung (ULS) der Nennspannung (UBN-NENN) bzw. einer vorgewählten Nennspannung (UNENN) erfolgt.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that an automatic Detection of the vehicle electrical system nominal voltage (UBN-NENN) takes place, and that the energy store (HC) to a charge end voltage (ULS) of Rated voltage (UBN-NENN) or a preselected nominal voltage (UNENN) takes place.

Verfahren nach zumindest einem der vorgehenden der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Zweit-Startvorgang eine Vorwahl bzw. Einstellung auf eine BOGST-Spannung (UBOOST) auf z. B. 30 V bzw. 15 V erfolgt.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that in a second startup process a preselection or setting to a BOGST voltage (UBOOST) z. B. 30 V or 15 V occurs.

Verfahren nach zumindest einem der vorgehenden der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (HC) mittels einer Stromsenke (STS), vorzugsweise mit geregelter Strom-Kaskadierung, definiert auf eine Ladeschlussspannung (ULS) entladen wird.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the energy storage (HC) by means of a current sink (STS), preferably with regulated Current cascading, defined to a charge-end voltage (ULS) unloaded.

Verfahren nach zumindest einem der vorgehenden der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Inaktivstellen eines Fahrzeuges bzw. Flugzeugs der Energiespeicher (HC) mittels der Stromsenke (STS) entladen wird.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that at inactive sites a vehicle or aircraft of energy storage (HC) means the current sink (STS) is discharged.

Verfahren nach zumindest einem der vorgehenden der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangsstrom (UA) des Regenerators (REG) einer leistungsreduzierenden Formel sinkend mit der Bordnetzspannung (UBN) folgt.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that an output current (UA) of the regenerator (REG) of a power-reducing formula sinking with the vehicle electrical system voltage (UBN) follows.

Verfahren nach zumindest einem der vorgehenden der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei funktionsgefährtedem weichen Bordnetz (BN) bei drastischer Senkung des Aufnahmestroms bei sinkender Eingangsspannung/Bordnetzspannung (UBN) ein Sparmodus aktiviert wird.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that at funktionsgefährtedem soft on-board network (BN) with a drastic reduction in the intake current with decreasing input voltage / vehicle electrical system voltage (UBN) a saving mode is activated.

Verfahren nach zumindest einem der vorgehenden der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erreichen einer Sollwertspannung automatisch ein Sleep-Mode aktiviert wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that after reaching a setpoint voltage automatically a sleep mode is activated.

Verfahren nach zumindest einem der vorgehenden der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bordseitige Energiespeicher (BAT) bzw. die bordseitigen Energiespeicher des Bordnetzes bei Stillsand des Verbrauchers wie Motors bis z. B. unter 40% der Nennkapazität des normalen Bordnetzbetriebs entladen werden.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the on-board Energy storage (BAT) or the onboard energy storage of On-board network at Stillsand of the consumer such as engines to z. More colorful 40% of the rated capacity of the normal on-board electrical system discharge become.

Schaltungsanordnung (NSE) zur unterstützenden Energieversorgung eines bordseitigen Energiespeichers (BAT) wie Akku oder Batterie eines Bordnetzes (BN), insbesondere eines Fahrzeug-Bordnetzes, umfassend einen dynamischen Energiespeicher (HC), wie Kondensator (HC1, HC2) der bei Belastung des bordseitigen Energiespeichers (BAT) mittels zumindest eines Schaltelementes (SK) parallel oder in Reihe zu diesem (BAT) zuschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltanordnung (NSE) Mittel zur Erfassung des Ladezustandes des bordseitigen Energiespeichers (BAT) und Mittel zur Erfassung der Bordnetzspannung (UBN) aufweist, und dass der Energiespeicher (HC) dann, wenn die Bordnetzspannung (UBN) eine vorgegebene Mindestspannung (UMIN) unterschreitet, dynamisch parallel oder in Reihe zu der Batterie (BAT) zuschaltbar ist.Circuitry (NSE) for supporting Energy supply of an on-board energy storage (BAT) like Battery or battery of a vehicle electrical system (BN), in particular of a vehicle electrical system, comprising a dynamic energy store (HC), such as a capacitor (HC1, HC2) of the load on the on-board energy store (BAT) by means of at least one switching element (SK) in parallel or in series to this (BAT) is switchable, characterized in that the Switching arrangement (NSE) means for detecting the state of charge of the on-board energy storage (BAT) and means for detecting the Has vehicle electrical system voltage (UBN), and that the energy store (HC) then, when the vehicle electrical system voltage (UBN) a predetermined minimum voltage (UMIN), dynamically in parallel or in series with the battery (BAT) is switchable.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung einer Ladeeinheit (REG) für den dynamischen Energiespeicher (HC) aufweist.Circuit arrangement according to Claim 14, characterized that the circuit arrangement of a charging unit (REG) for having the dynamic energy storage (HC).

Schaltungsanordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeineinheit (REG) als kurzschlussfester DC-/DC-Wandler wie Hoch-/Tiefsetzsteller (REG) ausgebildet ist, welcher eine Ausgangsspannung kontinuierlich ab OV bis UAMAX bereitstellt.Circuit arrangement according to claim 14 or 15, characterized characterized in that the charging unit (REG) as a short-circuit proof DC / DC converter such as step-up / step-down converter (REG) is formed, which provides an output voltage continuously from OV to UAMAX.

Schaltungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinheit als Regenerator (REG) mit SEPIC-Topologie ausgebildet ist.Circuit arrangement according to at least one of the claims 14 to 16, characterized in that the loading unit as a regenerator (REG) is designed with SEPIC topology.

Schaltungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang des Regenerators (REG) mit Bordnetzspannung (UBN) des eigenen Bordnetzes (BN), eines Fremdfahrzeuges und/oder eines stationären bzw. mobilen Energieträgers, vorzugsweise über eine Einsteckdose verbindbar ist.Circuit arrangement according to at least one of the claims 14 to 17, characterized in that the input of the regenerator (REG) with vehicle electrical system voltage (UBN) of its own electrical system (BN), a foreign vehicle and / or a stationary or mobile energy carrier, preferably connectable via a socket.

Schaltungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (HC) ein kapazitiver Energiespeicher ist, vorzugsweise ein oder mehrere in Reihe liegende Kondensatoren wie High-Caps (HC1, HC2) aufweist.Circuit arrangement according to at least one of the claims 14 to 18, characterized in that the energy store (HC) is a capacitive energy storage, preferably one or more in series capacitors such as high-cap (HC1, HC2) has.

Schaltungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (HC) über einen Schaltkontakt (SK) parallel zu der Batterie (BAT) schaltbar ist.Circuit arrangement according to at least one of the claims 14 to 19, characterized in that the energy store (HC) via a switching contact (SK) parallel to the battery (BAT) switchable is.

Schaltungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu dem Energiespeicher (HC) eine Stromsenke (STS) zur Entladung des Energiespeichers (HC) angeordnet ist.Circuit arrangement according to at least one of the claims 14 to 20, characterized in that parallel to the energy storage (HC) a current sink (STS) for discharging the energy store (HC) is arranged.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung einen sicherheitsverriegelten Taster zur Überbrückung der Prozessorfunktion aufweist.Circuit arrangement according to claim 14 to 21, characterized characterized in that the circuit arrangement is a safety-locked Button for bridging the processor function having.

Schaltungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladeeinheit (RED) ein vorzugsweise strom-kaskadierter aktiver Verpolschutz (AVS) vorgeschaltet ist.Circuit arrangement according to at least one of the claims 14 to 22, characterized in that the loading unit (RED) a preferably upstream cascaded active reverse polarity protection (AVS) upstream is.

Schaltungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass dem Regenerator (REG) ein aktiver Transientenschutz (ATS) vorgeschaltet ist.Circuit arrangement according to at least one of the claims 14 to 23, characterized in that the regenerator (REG) a active transient protection (ATS) is connected upstream.