DE102017104977A1 - Bordnetzanordnung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Bordnetzanordnung für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Bordnetzanordnung (10) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Batterievorrichtung (20) an welche ein Primär-Bordnetz (30) und wenigstens ein Sekundär-Bordnetz (40) elektrisch leitend angeschlossen sind, wobei das Primär-Bordnetz (30) eine Primär-Verbrauchermenge (32) und das Sekundär-Bordnetz (40) eine Sekundär-Verbrauchermenge (42) aufweist, wobei weiter eine Stützbatterie (50) über eine Schaltvorrichtung (60) mit dem Primär-Bordnetz (30) und mit dem Sekundär-Bordnetz (40) verbunden ist und die Schaltvorrichtung (60) zumindest eine Primär-Schaltstellung (PS) für eine elektrisch leitende Verbindung mit dem Primär-Bordnetz (30) und eine Sekundär-Schaltstellung (SS) für eine elektrisch leitende Verbindung mit dem Sekundär-Bordnetz (40) aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bordnetzanordnung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Bordnetzanordnung.
  • Bordnetzanordnungen sowie Verfahren zum Betrieb einer Bordnetzanordnung für Kraftfahrzeuge sind grundsätzlich bekannt. Insbesondere bei der immer stärker werdenden Automatisierung des Fahrbetriebs von Fahrzeugen ist die Redundanz der Netzversorgung von einzelnen elektrischen Verbrauchern mit immer höherer Sicherheit zu gewährleisten. Eine Möglichkeit, eine solche Redundanz zur Verfügung zu stellen, ist es dabei, unterschiedliche Bordnetze in Form eines Primär-Bordnetzes und in Form eines Sekundär-Bordnetzes auszubilden. Beim Ausfall des Primär-Bordnetzes kann dies dazu führen, dass das Sekundär-Bordnetz die Funktion von sicherheitsrelevanten elektrischen Verbrauchern aufrechterhalten kann.
  • Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es jedoch, dass für jedes Bordnetz in einem Kraftfahrzeug eine sogenannte Stützbatterie notwendig ist. Eine solche Stützbatterie dient dazu, die schwankende Leistungsabnahme über eine Spannungsumrichtvorrichtung abzustützen bzw. Spannungsvariationen auszugleichen. Wird nun für die Ausbildung eines redundanten Bordsystems in Form einer Bordnetzanordnung ein Primär-Bordnetz und ein Sekundär-Bordnetz zur Verfügung gestellt, so muss bei den bekannten redundanten Ausführungsformen auch eine zweite und zusätzliche Stützbatterie zur Verfügung gestellt werden. Neben dem notwendigen Platzbedarf für die zweite Stützbatterie sind das zusätzliche Gewicht und die zusätzlichen Kosten ein hoher nachteilhafter Faktor bei der Ausbildung der Redundanz auf diese Weise.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Probleme zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Redundanz in einer Bordnetzanordnung zur Verfügung zu stellen und insbesondere hinsichtlich Gewicht, Kosten und/oder Platzbedarf eine Verbesserung zu erzielen.
  • Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Bordnetzanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Bordnetzanordnung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
  • Erfindungsgemäß ist eine Bordnetzanordnung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen. Diese Bordnetzanordnung weist eine Batterievorrichtung auf, an welcher ein Primär-Bordnetz und wenigstens ein Sekundär-Bordnetz elektrisch leitend angeschlossen sind. Das Primär-Bordnetz ist mit einer Primär-Verbrauchermenge ausgestattet und das Sekundär-Bordnetz mit einer Sekundär-Verbrauchermenge. Weiter ist eine Stützbatterie über eine Schaltvorrichtung mit dem Primär-Bordnetz und mit dem Sekundär-Bordnetz verbunden. Die Schaltvorrichtung weist zumindest eine Primär-Schaltstellung für eine elektrisch leitende Verbindung mit dem Primär-Bordnetz und eine Sekundär-Schaltstellung für eine elektrisch leitende Verbindung mit dem Sekundär-Bordnetz auf.
  • Eine erfindungsgemäße Bordnetzanordnung zielt also darauf ab, ebenfalls eine Redundanz zur Verfügung zu stellen. Hierfür sind zwei separate Bordnetze in Form eines Primär-Bordnetzes und in Form eines Sekundär-Bordnetzes vorgesehen. Beide Bordnetze, also das Primär-Bordnetz und das Sekundär-Bordnetz, sind elektrisch leitend an die Batterievorrichtung angeschlossen. Dies kann sowohl direkt, als auch in indirekter Weise über weitere elektrische Einsatzvorrichtungen zur Verfügung gestellt sein. Insbesondere ist der elektrisch leitende Anschluss über den später noch näher erläuterten elektrischen Wandler für das jeweilige Bordnetz vorgesehen.
  • Darüber hinaus ist in jedem Bordnetz neben der elektrischen Verkabelung der entsprechende Anschluss an eine Vielzahl von elektrischen Verbrauchern vorgesehen. Die elektrischen Verbraucher des Primär-Bordnetzes sind dabei in einer Primär-Verbrauchermenge zusammengefasst. Die elektrischen Verbraucher des Sekundär-Bordnetzes werden in ihrer Summe als Sekundär-Verbrauchermenge bezeichnet. Für die Funktionsfähigkeit der Bordnetzanordnung ist für die Primär-Verbrauchermenge und die Sekundär-Verbrauchermenge jeweils zumindest ein elektrischer Verbraucher vorgesehen. Üblicherweise sind jedoch insbesondere zumindest zwei elektrische Verbraucher für die Primär-Verbrauchermenge und zumindest zwei elektrische Verbraucher für die Sekundär-Verbrauchermenge vorgesehen.
  • Ein erfindungsgemäßer Kerngedanke zeichnet sich nun dadurch aus, dass eine Stützbatterie als gemeinsame Stützbatterie für das Primär-Bordnetz und für das Sekundär-Bordnetz zur Verfügung gestellt werden kann. Je nach tatsächlicher Funktionssituation kann nun die Stützbatterie zum einen für die Unterstützung des Primär-Bordnetzes und zum anderen für die Unterstützung des Sekundär-Bordnetzes zur Verfügung gestellt werden. Im Standardfall wird die Schaltvorrichtung zugehörig zur Stützbatterie sich in der Primär-Schaltstellung befinden und damit die Stützbatterie eine elektrische Unterstützung für das Primär-Bordnetz zur Verfügung stellen. Für den Ausfall des Sekundär-Bordnetzes kann ein Umschalten mithilfe der Schaltvorrichtung in die Sekundär-Schaltstellung erfolgen, so dass nun eine elektrische Unterstützung des Sekundär-Bordnetzes mithilfe der Stützbatterie möglich wird.
  • Durch das Verwenden einer einzigen gemeinsamen Stützbatterie für die Unterstützung eines Primär-Bordnetzes und eines Sekundär-Bordnetzes kann auf eine separate zweite Stützbatterie für die Unterstützung des Sekundär-Bordnetzes verzichtet werden. Der Verzicht auf eine zweite separate Stützbatterie führt zu einem hohen Einsparungspotenzial hinsichtlich Kosten und Gewicht und reduziert darüber hinaus den Platzbedarf einer solchen Bordnetzanordnung. Die Redundanz durch das Vorsehen von zwei separaten Bordnetzen, nämlich in Form des Primär-Bordnetzes und des Sekundär-Bordnetzes, bleibt jedoch in gleicher Weise wie bei den bekannten Lösungen erhalten.
  • Bei der Ausbildung der Bordnetzanordnung wird insbesondere darauf geachtet, dass die einzelnen elektrischen Verbraucher sinnvoll bzw. vorteilhaft auf die beiden Verbrauchermengen und damit die beiden Bordnetze verteilt werden. Insbesondere werden elektrisch wichtige bzw. sicherheitsrelevante elektrische Verbraucher vorzugsweise an dem Primär-Bordnetz und damit als Teil der Primär-Verbrauchermenge angeschlossen. Bei Redundanzanforderungen ist insbesondere ein Anschluss an beide Bordnetze möglich.
  • Weiter ist darauf hinzuweisen, dass die einzelnen elektrischen Verbraucher insbesondere Funktionsverbraucher des Fahrzeugs sind und gerade keine Antriebsmotoren in elektrischer Weise für elektrisch angetriebene Fahrzeuge. Ein elektrischer Verbraucher kann zum Beispiel ein Sensor, ein Aktor oder ein Steuergerät sein, um eine automatisierte oder teilautomatisierte Fahrfunktionalität für das Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen. Hierfür kann die Batterievorrichtung die entsprechende elektrische Leistung in Form einer Hochvoltbatterie zur Verfügung stellen.
  • Es kann vorteilhaft sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Bordnetzanordnung die Schaltvorrichtung eine Überwachungsvorrichtung aufweist, zur Überwachung der Funktionsfähigkeit beider Bordnetze und zur Kontrolle der Primär-Schaltstellung und der Sekundär-Schaltstellung. Mithilfe einer Überwachungsvorrichtung wird insbesondere die Spannungssituation und/oder die Stromflusssituation in beiden Bordnetzen überwacht. Sobald nun die Funktionsfähigkeit des Sekundär-Bordnetzes eingeschränkt ist und dies durch die Überwachungsvorrichtung auch erkennbar wird, kann mithilfe der Kontrollfunktionalität, welche als Steuer- und/oder als Regelfunktion ausgebildet sein kann, die Schaltvorrichtung mithilfe der Überwachungsvorrichtung von der Primär-Schaltstellung in die Sekundär-Schaltstellung umgeschaltet werden. In dieser Sekundär-Schaltstellung ist also die Stützbatterie nun Teil des zweiten Bordnetzes und dient dazu, in diesem Sonderfall bzw. in diesem Fehlerfall das Sekundär-Bordnetz elektrisch zu unterstützen.
  • Ein weiterer Vorteil ist erzielbar, wenn bei einer erfindungsgemäßen Bordnetzanordnung das Primär-Bordnetz über einen Primär-Wandler und das Sekundär-Bordnetz über einen Sekundär-Wandler mit der Batterievorrichtung elektrisch leitend verbunden sind. Insbesondere handelt es sich bei den Wandlern um elektrische Wandler, welche vorzugsweise als DC/DC-Wandler ausgebildet sind. Die beiden Wandler sind dabei separate Wandler für die beiden Netze und sind insbesondere dazu geeignet, die entsprechende Leistungsabnahme zu kontrollieren bzw. zu steuern und/oder zu regeln.
  • Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einer erfindungsgemäßen Bordnetzanordnung der Primär-Wandler und/oder der Sekundär-Wandler eine Abgleichvorrichtung zum Abgleich der Spannung zwischen dem Primär-Bordnetz und dem Sekundär-Bordnetz aufweist. Eine solche Abgleichvorrichtung dient also insbesondere ebenfalls der Überwachung einer Funktionalität der beiden Bordnetze, insbesondere der Überwachung der Spannung in diesen beiden Bordnetzen. Um sicherzustellen, dass für den Fehlerfall ein einfaches, schnelles und vor allem sicheres Umschalten der Schaltvorrichtung der Stützbatterie möglich wird, ist es ein Ziel, dass die Spannungsabweichung zwischen dem Primär-Bordnetz und dem Sekundär-Bordnetz nicht zu groß wird. Die Abgleichvorrichtung dient dazu, diesen Spannungsunterschied auszugleichen bzw. abzugleichen und vorzugsweise unterhalb eines vordefinierten Abgleichschwellwertes zu halten. Dabei kann die Abgleichvorrichtung Teil eines oder beider Wandler sein, aber auch als separate Vorrichtung ausgebildet werden.
  • Darüber hinaus von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Bordnetzanordnung wenigstens ein elektrischer Verbraucher der Sekundär-Verbrauchermenge redundant zu einem korrespondierenden elektrischen Verbraucher der Primär-Verbrauchermenge ausgebildet ist. Zusätzlich oder alternativ zu der Lösung, wie sie im voranstehenden Absatz erläutert worden ist, kann ein sicherheitsrelevanter elektrischer Verbraucher auch in doppelter und damit redundanter Weise in beiden Verbrauchermengen vorgesehen sein. Somit wird die Redundanz nicht nur für die Anschlussmöglichkeit an das jeweilige Bordnetz, sondern auch für die Funktionsfähigkeit des jeweils sicherheitsrelevanten elektrischen Verbrauchers zur Verfügung gestellt.
  • Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn bei einer erfindungsgemäßen Bordnetzanordnung die maximale Leistungsabnahme der elektrischen Verbraucher der Sekundär-Verbrauchermenge kleiner als eine zugehörige Leistungsübergabe des elektrischen Anschlusses an die Batterievorrichtung ist. Die Leistungsübergabe dieses elektrischen Anschlusses wird insbesondere durch den bereits erläuterten Wandler in elektrischer Weise definiert. Dadurch, dass nun im Standardbetrieb das Sekundär-Bordnetz nicht mit der Stützbatterie verbunden ist, wird durch die intelligente Reduktion der maximalen Leistungsabnahme der elektrischen Verbraucher der Sekundär-Verbrauchermenge sichergestellt, dass eine Stützsituation, welche eine Stützbatterie erfordern würde, im Regelfall auch nicht im Sekundär-Bordnetz eintritt. Sobald jedoch im Störfall des Primär-Bordnetzes eine erhöhte Leistungsabnahme auch im Sekundär-Bordnetz zu verzeichnen ist, wird dieses Problem durch das entsprechende Umschalten der Schaltvorrichtung auf die Sekundär-Schaltstellung behoben.
  • Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Bordnetzanordnung, aufweisend die folgenden Schritte:
    • - Überwachen der Funktion beider Bordnetze,
    • - Umschalten der Schaltvorrichtung von der Primär-Schaltstellung in die Sekundär-Schaltstellung bei Erkennung einer Funktionsstörung des Sekundär-Bordnetzes.
  • Durch die Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens auf den Betrieb einer erfindungsgemäßen Bordnetzanordnung werden die gleichen Vorteile erzielt, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Bordnetzanordnung erläutert worden sind.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren lässt sich dahingehend weiterbilden, dass die Überwachung der Spannung im Primär-Bordnetz und im Sekundär-Bordnetz sowie der Abgleich der beiden überwachten Spannungen erfolgt. Damit werden Spannungssprünge beim Umschalten der Schaltvorrichtung zwischen dem Primär-Bordnetz einerseits und dem Sekundär-Bordnetz andererseits vermieden. Dieser Abgleich kann zum Beispiel korreliert werden mit einem Schwellwert, welcher einen maximalen Spannungsunterschied zwischen der Spannung des Primär-Bordnetzes und der Spannung des Sekundär-Bordnetzes vordefiniert bzw. zulässt.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
    • 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bordnetzanordnung, und
    • 2 die Ausführungsform der 1 in Sekundär-Schaltstellung,
  • Die 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bordnetzanordnung 10. In dieser Bordnetzanordnung 10 ist eine Batterievorrichtung 20 in Form einer Hochvoltbatterie vorgesehen, welche ausreichend elektrische Leistung für eine Vielzahl von elektrischen Verbrauchern 12 zur Verfügung stellt. Die einzelnen elektrischen Verbraucher 12 sind dabei in intelligenter Weise auf zwei unterschiedliche Bordnetze, nämlich das Primär-Bordnetz 30 und das Sekundär-Bordnetz 40 verteilt. Sicherheitsrelevante elektrische Verbraucher 12 sind insbesondere Teil der Primär-Verbrauchermenge 32 und damit dem Primär-Bordnetz 30 zugeordnet. Um eine entsprechende Leistungsabnahme von der Batterievorrichtung 20 zu gewährleisten, ist das Primär-Bordnetz 30 über einen Primär-Wandler 34 und das Sekundär-Bordnetz 40 über einen Sekundär-Wandler 44 mit der Batterievorrichtung 20 elektrisch leitend verbunden. Im normalen Betriebsfall ist eine Stützbatterie 50 über eine Schaltvorrichtung 60 mit Primär-Schaltstellung PS gemäß 1 als Stützmöglichkeit für das Primär-Bordnetz 30 vorgesehen.
  • Im normalen Betrieb, wie ihn die 1 zeigt, wird also die Stützmöglichkeit in elektrischer Weise durch die Stützbatterie 50 dem Primär-Bordnetz 30 zur Verfügung gestellt. Wird jedoch mithilfe einer Überwachungsvorrichtung 62 eine Funktionsstörung, z.B. ein Spannungsabfall, in dem Sekundär-Bordnetz 40detektiert, so erfolgt über eine Schaltvorrichtung 60 ein Umschalten in die Sekundär-Schaltstellung SS. Die entsprechende Schaltposition zeigt für die Ausführungsform der 1 nun die 2. Hier befindet sich die Schaltvorrichtung 60 in der Sekundär-Schaltstellung SS, so dass nunmehr die elektrische Stützfunktionalität über die Stützbatterie 50 auf die Sekundär-Verbrauchermenge 42 und das Sekundär-Bordnetz 40 wirkt.
  • Zusätzlich zur reinen Umschaltfunktionalität ist bei der Ausführungsform der 1 und 2 eine Abgleichvorrichtung 70 zwischen dem Primärwandler 34 und dem Sekundär-Wandler 44 vorgesehen. Diese Abgleichvorrichtung 70 dient dazu, den Spannungsunterschied zwischen dem Primär-Bordnetz 30 und dem Sekundär-Bordnetz 40 zu reduzieren und insbesondere unterhalb eines vordefinierten Abgleichschwellwertes zu halten. Bei der Umschaltbewegung der Schaltvorrichtung 60, wie sie mit Bezug auf die 1 und 2 bereits erläutert worden ist, wird damit sichergestellt, dass ein unerwünscht hoher Spannungssprung während des Umschaltens zwischen der Primär-Schaltstellung PS in die Sekundär-Schaltstellung SS vermieden wird.
  • Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die Erfindung nur anhand von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims (9)

  1. Bordnetzanordnung (10) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Batterievorrichtung (20) an welche ein Primär-Bordnetz (30) und wenigstens ein Sekundär-Bordnetz (40) elektrisch leitend angeschlossen sind, wobei das Primär-Bordnetz (30) eine Primär-Verbrauchermenge (32) und das Sekundär-Bordnetz (40) eine Sekundär-Verbrauchermenge (42) aufweist, wobei weiter eine Stützbatterie (50) über eine Schaltvorrichtung (60) mit dem Primär-Bordnetz (30) und mit dem Sekundär-Bordnetz (40) verbunden ist und die Schaltvorrichtung (60) zumindest eine Primär-Schaltstellung (PS) für eine elektrisch leitende Verbindung mit dem Primär-Bordnetz (30) und eine Sekundär-Schaltstellung (SS) für eine elektrisch leitende Verbindung mit dem Sekundär-Bordnetz (40) aufweist.
  2. Bordnetzanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung (60) eine Überwachungsvorrichtung (62) aufweist zur Überwachung zumindest der Funktionsfähigkeit beider Bordnetze (30, 40) und zur Kontrolle der Primär-Schaltstellung (PS) und der Sekundär-Schaltstellung (SS).
  3. Bordnetzanordnung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Primär-Bordnetz (30) über einen Primär-Wandler (34) und das Sekundär-Bordnetz (40) über einen Sekundär-Wandler (44) mit der Batterievorrichtung (20) elektrisch leitend verbunden sind.
  4. Bordnetzanordnung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Primär-Wandler (34) und/oder der Sekundär-Wandler (44) eine Abgleichvorrichtung (70) zum Abgleich der Spannung zwischen dem Primär-Bordnetz (30) und dem Sekundär-Bordnetz (40) aufweist.
  5. Bordnetzanordnung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elektrischer Verbraucher (12) der Sekundär-Verbrauchermenge (42) redundant zu einem korrespondierenden elektrischen Verbraucher (12) der Primär-Verbrauchermenge (32) ausgebildet ist.
  6. Bordnetzanordnung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Leistungsabnahme der elektrischen Verbraucher (12) der Sekundär-Verbrauchermenge (42) kleiner als eine zugehörige Leistungsübergabe des elektrischen Anschlusses an die Batterievorrichtung (20) und/oder des Sekundärwandlers (44) ist.
  7. Verfahren zum Betrieb einer Bordnetzanordnung (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 6, aufweisend die folgenden Schritte: - Überwachen der Funktion des Primär-Bordnetzes (30), - Umschalten der Schaltvorrichtung (60) von der Primär-Schaltstellung (PS) in die Sekundär-Schaltstellung (SS) bei Erkennung einer Funktionsstörung des Sekundär-Bordnetzes (30).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, aufweisend die Überwachung der Spannung im Primär-Bordnetz (30) und im Sekundär-Bordnetz (40) und den Abgleich der beiden überwachten Spannungen.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8, aufweisend ein Umschalten der Stützbatterie (50) auf das Sekundär-Bordnetz (40) mit dem Umschalten der Schaltvorrichtung (60) in die Sekundär-Schaltstellung (SS), zur Stützung der elektrischen Verbraucher (12) der Sekundär-Verbrauchermenge (42) im Fall einer Störung des Sekundär-Bordnetzes (40), insbesondere durch Spannungsabfall im Sekundär-Wandler (44).
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US15/913,201 US11046265B2 (en) 2017-03-09 2018-03-06 Vehicle electrical system arrangement for a motor vehicle
CN201810185232.7A CN108569232B (zh) 2017-03-09 2018-03-07 用于机动车辆的车辆电力***布置
JP2018041419A JP6596526B2 (ja) 2017-03-09 2018-03-08 自動車のための車両電気システム装置

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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019101314A1 (de) * 2019-01-18 2020-07-23 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Nutzung von Komponenten eines Fahrzeugs
JP7287017B2 (ja) * 2019-03-14 2023-06-06 株式会社デンソー 移動体用電源システム
DE102019210793A1 (de) * 2019-07-22 2021-01-28 Robert Bosch Gmbh Elektrisches Energiespeichersystem und Verfahren zu dessen Betreiben
CN110492595A (zh) * 2019-08-01 2019-11-22 神华（福建）能源有限责任公司 一种直流电源自动切换装置及***
JP7176497B2 (ja) * 2019-10-15 2022-11-22 株式会社デンソー 電源システム

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3502100A1 (de) 1985-01-23 1986-07-31 Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH, 3000 Hannover Druckmittelbremsanlage fuer kraftfahrzeuge
DE10014243A1 (de) 2000-03-22 2001-10-04 Volkswagen Ag Zwei-Batteriensystem
DE10317362A1 (de) 2003-04-15 2004-11-18 Siemens Ag Fahrzeugbordnetz und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugbordnetzes
US20080006491A1 (en) 2006-06-23 2008-01-10 Paul Degoul Energy distribution box
DE102012003309A1 (de) 2012-02-18 2013-08-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Elektrisches Energiesystem in einem Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Energiesystems
DE102012207624A1 (de) 2012-05-08 2013-11-14 Siemens Aktiengesellschaft Moduleinheit, Verbund und Verfahren zum Überwachen eines Energieversorgungsnetzes

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4479083B1 (en) * 1982-09-30 1998-09-01 Vanner Weldon Inc DC power system having battery voltage equalizer circuit
JP3432640B2 (ja) * 1995-06-27 2003-08-04 三菱電機株式会社 変換器保護装置
JP2001119856A (ja) * 1999-10-15 2001-04-27 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 車両における給電方法及び装置
JP3763126B2 (ja) * 2002-02-18 2006-04-05 矢崎総業株式会社 負荷駆動装置
JP2004222404A (ja) * 2003-01-14 2004-08-05 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 車両の給電回路
WO2005110814A1 (ja) * 2004-05-13 2005-11-24 Hitachi, Ltd. 電動ブレーキシステム
GB2415839B (en) * 2004-06-29 2007-08-29 Ford Global Tech Llc Dual battery vehicle electrical systems
JP4867619B2 (ja) * 2006-07-10 2012-02-01 パナソニック株式会社 電源装置
US8490593B2 (en) * 2009-06-19 2013-07-23 Tai-Her Yang Split-type auxiliary power combustion and emergency starting system
ES2392390T3 (es) * 2010-05-25 2012-12-10 Fiat Group Automobiles S.P.A. Gestión del funcionamiento del sistema eléctrico de un automóvil durante la marcha en el punto muerto y/o cuando el motor está parado
KR101397023B1 (ko) * 2012-03-23 2014-05-20 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 배터리 팩의 제어 방법
TW201341233A (zh) * 2012-04-12 2013-10-16 Radiq Corp 車用監控裝置及其電源管理模組（ｍ１）
DE102013225020A1 (de) * 2013-12-05 2015-06-11 Robert Bosch Gmbh Bordnetz zur fehlertoleranten und redundanten Versorgung
CN103825351B (zh) * 2014-02-24 2016-03-23 广西电网公司电力科学研究院 一种智能化储能式应急电源***
JP2016007993A (ja) * 2014-06-26 2016-01-18 株式会社オートネットワーク技術研究所 車両用電源システム
DE102014214103A1 (de) * 2014-07-21 2016-01-21 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Versorgung zumindest eines Verbrauchers

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3502100A1 (de) 1985-01-23 1986-07-31 Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH, 3000 Hannover Druckmittelbremsanlage fuer kraftfahrzeuge
DE10014243A1 (de) 2000-03-22 2001-10-04 Volkswagen Ag Zwei-Batteriensystem
DE10317362A1 (de) 2003-04-15 2004-11-18 Siemens Ag Fahrzeugbordnetz und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugbordnetzes
US20080006491A1 (en) 2006-06-23 2008-01-10 Paul Degoul Energy distribution box
DE102012003309A1 (de) 2012-02-18 2013-08-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Elektrisches Energiesystem in einem Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Energiesystems
DE102012207624A1 (de) 2012-05-08 2013-11-14 Siemens Aktiengesellschaft Moduleinheit, Verbund und Verfahren zum Überwachen eines Energieversorgungsnetzes

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