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Die Erfindung betrifft eine Bordnetzvorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Kontrolle einer Bordnetzspannung eines Kraftfahrzeuges.
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Die Bordnetzspannung bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen mit einer Verbrennungskraftmaschine kann typischerweise im Bereich von 12V bis 48V liegen. Im Betriebsmodus des Kraftfahrzeuges wird diese Spannung meistens von einem von der Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Generator bzw. einer Lichtmaschine geliefert. Somit können einzelne Verbraucher im Kraftfahrzeug mit Spannung versorgt werden.
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Typischerweise wird ein 12V Bordnetz von zwei unabhängigen Quellen versorgt. Dadurch kann insbesondere die Funktionsweise von sicherheitsrelevanten Verbrauchern des Bordnetzes, wie beispielsweise Airbags, Antiblockiersysteme, Stabilitätssysteme, elektrische Lenkungen oder verstellbare Dämpfer, sichergestellt werden. Die erste Quelle wird bekanntermaßen durch eine 12V Batterie gebildet. Diese kann von einem Steuergerät hinsichtlich ihrer Funktionsweise überwacht werden. Die zweite Quelle bildet typischerweise die Lichtmaschine, welche das 12V Bordnetz bei Betrieb der Verbrennungskraftmaschine bzw. im Betrieb des Kraftfahrzeuges mit der notwendigen Spannung versorgt. Bei einem Kraftfahrzeug mit einer Start-Stopp Funktion wird die Verbrennungskraftmaschine abgeschaltet, wodurch die Lichtmaschine keine Energie mehr erbringt. Ein Abschalten der Verbrennungskraftmaschine ist daher nur im Stand des Kraftfahrzeuges oder bei sehr kleinen Geschwindigkeiten möglich.
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Bei dualen Bordnetzen, bei denen parallel zu einem 12V Bordnetz noch ein weiteres Bordnetz vorgesehen ist, werden die beiden Bordnetze über einen Wandler miteinander verbunden. Mittels des Wandlers kann die elektrische Energie des einen Bordnetzes, beispielsweise aus der Batterie, in das andere Bordnetz einspeist werden. Beispielhaft ist ein derartiges duales Bordnetz aus der
DE 19952334 C2 bekannt. Hierbei ist eine Batterie sowie eine Lichtmaschine als Spannungsversorgung vorgesehen.
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Wenn in einem Kraftfahrzeug die Verbrennungskraftmaschine auch bei höheren Geschwindigkeiten ausgeschaltet werden soll, beispielsweise um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren, ist es notwendig, die Spannungsversorgung des dualen Bordnetzes durch eine weitere unabhängige Quelle sicherzustellen. Hierbei wird bekanntermaßen eine weitere Batterie zur bereits vorhandenen Batterie und der Lichtmaschine parallelgeschaltet. Auch diese weitere Batterie muss hinsichtlich ihrer Funktionsweise durch ein Steuergerät überwacht werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bordnetzvorrichtung mit einer verbesserten und effizienten Kontrolle der Bordnetzspannung bereitzustellen. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zur Kontrolle einer Bordnetzspannung bereitzustellen.
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Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Bordnetzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 5 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8. 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 Bordnetzvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Bordnetzvorrichtung für eine Kontrolle einer Bordnetzspannung eines Kraftfahrzeuges, wobei die Bordnetzvorrichtung wenigstens zwei Teilbordnetze auf unterschiedlichen Spannungsebenen aufweist. Ein erstes Teilbordnetz ist auf einer höheren Spannungsebene als ein zweites Teilbordnetz betreibbar und weist wenigstens eine Batterie auf. Das zweite Teilbordnetz ist batteriefrei ausgebildet. Das erste Teilbordnetz und das zweite Teilbordnetz sind über einen Wandler verbunden. Das erste Teilbordnetz weist ferner eine elektromagnetische Kopplungsvorrichtung auf, welche für eine mechanische Kopplung mit wenigstens einem Rad des Kraftfahrzeuges zur Erzeugung von elektrischer Energie für das erste Teilbordnetz vorgesehen ist.
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Im Rahmen der Anmeldung bezeichnet der Begriff der Spannungsebene die Spannung, mit welcher das jeweilige Teilbordnetz versorgt wird bzw. die Betriebsspannung des Teilbordnetzes. Insbesondere kann die Spannungsebene des ersten Teilbordnetzes beispielhaft 48V und die Spannungsebene des zweiten Teilbordnetzes 12V betragen. Die beiden Teilbordnetze liegen daher auf unterschiedlichen Spannungsebenen, wobei die Spannung des ersten Teilbordnetzes auf einer höheren Spannungsebene als jene des zweiten Teilbordnetzes liegt. Die beiden Teilbordnetze bilden eine duale Bordnetzvorrichtung.
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Weiterhin sind die beiden Teilbordnetze mittels eines Wandlers miteinander verbunden. Der Wandler kann beispielsweise als DC/DC-Wandler ausgebildet sein. Das erste Teilbordnetz weist eine Batterie auf. Das zweite Teilbordnetz ist batteriefrei ausgebildet. Mit anderen Worten wird für das zweite Teilbordnetz keine Batterie als Spannungsquelle benötigt.
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Ferner kann es sich im Rahmen der Anmeldung bei der elektromagnetischen Kopplungsvorrichtung bevorzugt um einen Elektromotor oder einen Generator handeln. Die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung versorgt das erste Teilbordnetz mit elektrischer Energie, insbesondere mit Strom. Dazu ist die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung vorzugsweise direkt mit einem Rad des Kraftfahrzeuges verbunden bzw. mechanisch gekoppelt.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass mittels der elektromagnetischen Kopplungsvorrichtung das erste Teilbordnetz bei einer Bewegung des Kraftfahrzeuges und einer damit einhergehenden Bewegung des Rades kontinuierlich mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Über den Wandler kann somit auch das zweite Teilbordnetz kontinuierlich mit elektrischer Energie versorgt werden. Die elektrische Energie wird dabei mittels der Kopplungsvorrichtung über die Bewegungsenergie des Rades erzeugt. Mit anderen Worten findet eine Rekuperation der Bewegungsenergie des Rades statt. Die Bordnetzvorrichtung kann daher auch in Situationen, in denen die Verbrennungskraftmaschine im Betrieb des Kraftfahrzeuges abgeschaltet wird, beispielsweise bei höheren Fahrgeschwindigkeiten, und die Batterie des ersten Teilbordnetzes ausfallen sollte, weiterhin mit elektrischer Energie zur nötigen Spannungsversorgung versorgt werden. Insbesondere ermöglicht die kontinuierliche Versorgung mit elektrischer Energie der Bordnetzvorrichtung auch das erneute Starten der Verbrennungskraftmaschine. Es kann demnach auf die weitere Batterie als weitere Spannungsversorgungsquelle im zweiten Teilbordnetz verzichtet werden. Daher ist erfindungsgemäß das zweite Teilbordnetz batteriefrei ausgebildet. Es lassen sich folglich Materialkosten für die weitere Batterie einsparen und eine Gewichtsreduzierung der Bordnetzvorrichtung ermöglichen. Ebenso kann auf ein zusätzliches Steuergerät für die weitere Batterie verzichtet werden. Die Bordnetzvorrichtung kann daher insgesamt kompakter ausgestaltet sein und platzsparend im Kraftfahrzeug angeordnet werden.
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Die erfindungsgemäße Bordnetzvorrichtung mit der elektromagnetischen Kopplungsvorrichtung kann sowohl für duale Bordnetze mit wenigstens zwei Teilbordnetzen als auch für ein einzelnes Bordnetz verwendet werden. Eine vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen Bordnetzvorrichtung ist beispielsweise das Parken und Fahren in Parkhäusern oder geschwindigkeitsreduzierten Bereichen. Eine ebenso vorteilhafte Anwendung ist das Abschalten der Verbrennungskraftmaschine bei hohen Fahrgeschwindigkeiten zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauches oder des Kohlenstoffdioxid-Ausstoßes. Durch die Erzeugung von elektrischer Energie mittels der mit dem Rad verbundenen elektromagnetischen Kopplungsvorrichtung kann die Bordnetzvorrichtung zu jeder Fahrsituation, also auch bei abgeschalteter Verbrennungskraftmaschine, mit der nötigen Spannung versorgt werden. Die Funktionsweise der sicherheitsrelevanten Verbraucher ist daher im Betrieb des Kraftfahrzeuges kontinuierlich gewährleistet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Bordnetzvorrichtung eine Sensorvorrichtung zum Erkennen wenigstens eines Betriebsstatus des Kraftfahrzeuges aufweist. Insbesondere kann die Sensorvorrichtung derart ausgebildet sein, dass erkannt wird, ob die Verbrennungskraftmaschine bzw. der Motor des Kraftfahrzeuges angeschaltet oder ausgeschaltet ist. Generell ist die Sensorvorrichtung bevorzugt datenkommunizierend zur Weiterleitung von Informationen, insbesondere hinsichtlich des Betriebsstatus, mit der Bordnetzvorrichtung verbunden. Die Sensorvorrichtung kann durch mehrere Sensoren gebildet sein. Mittels der Sensorvorrichtung können insbesondere Betriebssituationen des Kraftfahrzeuges ermittelt werden, in denen es notwendig ist, dass die Bordnetzvorrichtung mittels der elektromagnetischen Kopplungsvorrichtung mit elektrischer Energie versorgt wird.
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Vorzugsweise ist es denkbar, dass die Bordnetzvorrichtung eine Sensorvorrichtung zum Erkennen einer Bewegung des Kraftfahrzeuges aufweist. Beispielsweise kann die Sensorvorrichtung hierzu als Beschleunigungssensor ausgebildet sein, wodurch eine Bewegungsänderung bzw. eine beschleunigte Bewegung des Kraftfahrzeuges ermittelt werden kann. Die Sensorvorrichtung kann hierzu am Kraftfahrzeug angeordnet werden. Vorteilhafterweise kann so sichergestellt werden, dass die Bordnetzvorrichtung aufgrund der Bewegungsenergie des Rades des Kraftfahrzeuges und der damit einhergehenden erzeugten elektrischen Energie mittels der elektromagnetischen Kopplungsvorrichtung mit der notwendigen Spannung versorgt werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Bordnetzvorrichtung eine Sensorvorrichtung zur Überwachung der Spannungsebenen der Teilbordnetze aufweist. Insbesondere kann jedem Teilbordnetz eine Sensorvorrichtung zugeordnet sein. Die Sensorvorrichtung kann bevorzugt mit der Batterie des ersten Teilbordnetzes gekoppelt sein. Somit kann erfasst werden, ob ein Teilbordnetz aufgrund einer möglich abfallenden Spannung mit elektrischer Energie versorgt werden muss. Bevorzugt kann die Sensorvorrichtung zur Überwachung des ersten Teilbordnetzes als Sensorvorrichtung zur Batterieüberwachung ausgebildet sein. Beispielsweise kann hierzu die Sensorvorrichtung zur Erfassung der Zustandsdaten der Batterie, wie beispielsweise Temperatur, Spannung, Strom oder einer auftretenden Leckage ausgebildet sein. Weiterhin können ein Ladezustand der Batterie und der Ladezustand jeder einzelnen Zelle der Batterie, ein Innenwiderstand oder ein Alterungszustand der Batterie erfasst werden. Somit kann insbesondere eine fehlerhafte Funktion der Batterie festgestellt werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine und einer Bordnetzvorrichtung zur Kontrolle einer Bordnetzspannung des Kraftfahrzeuges, wobei die Bordnetzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen ausgebildet ist. Da hierbei die elektrische Energie für die Bordnetzvorrichtung mittels der elektromagnetischen Kopplungsvorrichtung über die Bewegungsenergie des Rades erzeugt wird, kann die Bordnetzvorrichtung auch in Situationen, in denen die Verbrennungskraftmaschine im Betrieb des Kraftfahrzeuges abgeschaltet wird, weiterhin mit elektrischer Energie zur nötigen Spannungsversorgung versorgt werden. Es kann demnach auf eine zusätzliche Batterie als weitere Spannungsquelle verzichtet werden, wodurch sich sowohl Materialkosten einsparen lassen, als auch eine Gewichtsreduzierung der Bordnetzvorrichtung sowie eine kompakte Ausgestaltung ermöglicht wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung mit wenigstens einer Radachse verbunden ist. Aufgrund der Verbindung zur Radachse ist eine Verbindung zu zwei Rädern des Kraftfahrzeuges hergestellt. Somit kann eine besonders effiziente Energierückgewinnung bzw. Rekuperation aus der Bewegungsenergie der beiden Räder zur Erzeugung elektrischer Energie erfolgen. Mit anderen Worten kann die Bewegungsenergie von beiden Rädern an der Radachse genutzt werden, um mittels der elektrischen Kopplungsvorrichtung in elektrische Energie umgewandelt zu werden. Bevorzugt ist die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung mit beiden Radachsen, insbesondere der vorderen und hinteren Radachse, des Kraftfahrzeuges verbunden. Dadurch kann die Bewegungsenergie von allen Rädern des Kraftfahrzeuges zur Umwandlung in elektrische Energie für die Bordnetzvorrichtung genutzt werden.
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Vorzugsweise ist die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung mit wenigstens einer Antriebsachse verbunden. Je nach Ausgestaltung des Kraftfahrzeuges mit verschiedenen Antrieben, insbesondere einem Vorder- oder Heckantrieb oder einem Allradantrieb, kann mittels der Antriebsachse eine Verbindung der elektromagnetischen Kopplungsvorrichtung zu allen Rädern des Kraftfahrzeuges hergestellt werden.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Kontrolle einer Bordnetzspannung eines Kraftfahrzeuges mittels einer Bordnetzvorrichtung, welche insbesondere nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen ausgebildet ist. Die Bordnetzvorrichtung weist wenigstens zwei Teilbordnetze auf unterschiedlichen Spannungsebenen auf, wobei ein erstes Teilbordnetz auf einer höheren Spannungsebene betrieben wird als ein zweites Teilbordnetz und wenigstens eine Batterie aufweist. Das zweite Teilbordnetz ist batteriefrei ausgebildet. Das erste Teilbordnetz und das zweite Teilbordnetz sind über einen Wandler verbunden. Ferner weist das erste Teilbordnetz eine elektromagnetische Kopplungsvorrichtung auf, welche durch eine mechanische Kopplung mit wenigstens einem Rad des Kraftfahrzeuges elektrische Energie für das erste Teilbordnetz erzeugt.
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Damit bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf die erfindungsgemäße Bordnetzvorrichtung und das Kraftfahrzeug beschrieben worden sind.
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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. Die Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch:
- 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Bordnetzvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Bordnetzvorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel;
- 3 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 4 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Bordnetzvorrichtung 10 nach einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Bordnetzvorrichtung 10 ist für eine Kontrolle einer Bordnetzspannung eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges 20 vorgesehen.
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Die Bordnetzvorrichtung 10 weist zwei Teilbordnetze 11, 12 auf unterschiedlichen Spannungsebenen auf. Das erste Teilbordnetz 11 wird durch ein 48V Bordnetz gebildet. Das zweite Teilbordnetz 12 wird durch ein 12V Bordnetz gebildet. Daher ist das erste Teilbordnetz 11 auf einer höheren Spannungsebene als das zweite Teilbordnetz 12 betreibbar.
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Das erste Teilbordnetz weist eine 48V-Batterie 14 auf, welche beispielhaft mittels einer Sensorvorrichtung 16 verbunden ist. Die Sensorvorrichtung 16 ist an die Batterie 14 datenkommunizierend gekoppelt. Insbesondere liest die Sensorvorrichtung 16 Analogwerte der Batterie 14 ein, wie beispielsweise der Spannung der Batterie bzw. der Spannung der einzelnen Zellen der Batterie, dem Strom oder der Temperatur. Weiterhin weist die Bordnetzvorrichtung 10 ein Steuergerät 27 zur Überwachung der Spannungsebenen der Teilbordnetze 11, 12 auf. Das Steuergerät 27 ist hierzu mit beiden Teilbordnetzen 11, 12 datenkommunizierend verbunden. Das Steuergerät 27 ist weiterhin datenkommunizierend mit der Sensorvorrichtung 16 verbunden. Die Sensorvorrichtung 16 ist weiterhin vorzugsweise zur Erfassung der Zustandsdaten der Batterie 14, wie einer auftretenden Leckage ausgebildet. Weiterhin können ein Ladezustand der Batterie 14 sowie der einzelnen Zellen der Batterie 14, ein Innenwiderstand oder ein Alterungszustand der Batterie 14 erfasst werden. Somit kann insbesondere eine fehlerhafte Funktion der Batterie 14 festgestellt werden.
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Das zweite Teilbordnetz 12 ist batteriefrei ausgebildet. An das zweite Teilbordnetz 12 sind Verbraucher 23, wie beispielsweise eine Heizung für die im Fahrzeug vorhandenen Sitze, für die Scheiben des Fahrzeuges oder für zusätzliche Komponenten, ein Infotainment, ein Gebläse, Scheinwerfer oder weitere verschiedene elektronische Einheiten, und sicherheitsrelevante Verbraucher 24, wie beispielsweise Airbags oder Stabilitätssysteme angeschlossen.
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Weiterhin sind das erste Teilbordnetz 11 und das zweite Teilbordnetz 12 über einen Wandler 13 verbunden. Der Wandler 13 ist beispielhaft als Gleichspannungswandler oder DC/DC-Wandler ausgebildet. Mittels des Wandlers kann elektrische Energie von dem ersten Teilbordnetzen 11 auf das zweite Teilbordnetz 12 übertragen bzw. eingespeist werden. Zwischen dem ersten Teilbordnetz 11 und dem zweiten Teilbordnetz 12 ist ein weiterer Gleichspannungswandler 28 als DC/DC-Wandler vorgesehen. Dieser Gleichspannungswandler 28 ist für sicherheitsrelevante Steuergeräte vorgesehen.
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Weiterhin weist das erste Teilbordnetz 11 einen Starter-Generator 26 auf. Der Starter-Generator 26 kann beispielhaft als integrierter Starter-Generator (ISG) oder als Riemen-Starter-Generator (RSG) ausgebildet sein. Der Starter-Generator 26 ermöglicht die Funktionsweise eines Anlassers und einer Lichtmaschine innerhalb eines Bauteils. Somit kann einerseits die Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs im Starterbetrieb beschleunigt werden, als auch elektrischer Strom generiert werden.
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Weiterhin weist das erste Teilbordnetz 11 eine elektromagnetische Kopplungsvorrichtung 15 auf, welche für eine mechanische Kopplung mit einem Rad 21 des Kraftfahrzeuges 20 zur Erzeugung von elektrischer Energie für das erste Teilbordnetz 11 vorgesehen ist. Die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung 15 ist beispielhaft über einen Inverter 25 an das erste Teilbordnetz 11 angeschlossen. Die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung 15 ist als Elektromotor ausgebildet. Mittels der elektromagnetischen Kopplungsvorrichtung 15 kann die Bewegungsenergie des Rades 21 in elektrische Energie umgewandelt werden. Mit anderen Worten kann eine elektrische Energie aus der Bewegungsenergie des Rades für die Bordnetzvorrichtung 10 erzeugt werden. Dazu ist die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung 15 direkt mit dem Rad 21 des Kraftfahrzeuges verbunden bzw. mechanisch gekoppelt.
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Das erste Teilbordnetz 11 kann bei einer Bewegung des Kraftfahrzeuges und einer damit einhergehenden Bewegung des Rades 21 kontinuierlich mit elektrischer Energie versorgt werden. Über den Wandler 13 kann somit auch das zweite Teilbordnetz 12 kontinuierlich mit elektrischer Energie versorgt werden.
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2 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Bordnetzvorrichtung 10 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die Bordnetzvorrichtung 10 ist gemäß 1 ausgebildet. Im Unterschied zu 1 ist bei der Bordnetzvorrichtung 10 gemäß 2 zwischen dem Wandler 13 und dem zweiten Teilbordnetz 12 eine Diode 29 angeordnet. Insbesondere ist die Diode 29 als Trenndiode ausgebildet. Dabei kann die Diode Strom in einer vorgegebenen Durchlassrichtung durchfließen lassen und in der entgegengesetzten Richtung sperren. Somit können beispielsweise das erste Teilbordnetz 11 und das zweite Teilbordnetz 12 im Bedarfsfall getrennt voneinander betrieben werden.
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3 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges 20 nach einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Kraftfahrzeug 20 weist eine nicht dargestellte Verbrennungskraftmaschine und eine Bordnetzvorrichtung 10 zur Kontrolle einer Bordnetzspannung des Kraftfahrzeuges 20 auf. Die Bordnetzvorrichtung 10 weist zwei Teilbordnetze 11 und 12 auf, und ist im Detail gemäß 1 ausgebildet.
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Das Kraftfahrzeug 20 weist vier Räder 21 auf, wobei jeweils zwei Räder 21 mittels einer Radachse 22 verbunden sind. Die Radachse 22, insbesondere die vordere und die hintere Radachse 22, des Kraftfahrzeuges ist jeweils mit der gestrichelten Linie dargestellt.
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Gemäß 3 ist die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung 15 des ersten Teilbordnetzes 11 direkt mit einem Rad 21 des Kraftfahrzeuges 20 verbunden. Es kann daher eine direkte und unmittelbare Übertragung der Bewegungsenergie des Rades 21 beim Betrieb des Kraftfahrzeuges 20 auf die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung 15 erfolgen. Somit kann auf effiziente Weise aus der Bewegungsenergie des Rades 21 die elektrische Energie für die Bordnetzvorrichtung 10 bzw. das erste Teilbordnetz 11 erzeugt werden.
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4 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges 20 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Das Kraftfahrzeug 20 ist im Detail in 3 beschrieben. Im Gegensatz zu 3 ist die elektromagnetische Kopplungsvorrichtung 15 des ersten Teilbordnetzes 11 mit einer Radachse 22 verbunden. Aufgrund der Verbindung zur Radachse 22 ist eine Verbindung zu zwei Rädern 21 des Kraftfahrzeuges 20 hergestellt. Somit kann eine besonders effiziente Energierückgewinnung bzw. Rekuperation aus der Bewegungsenergie der beiden Räder 21 zur Erzeugung elektrischer Energie erfolgen. Mit anderen Worten kann die Bewegungsenergie von beiden Rädern 21 an der Radachse 22 genutzt werden, um mittels der elektrischen Kopplungsvorrichtung 15 in elektrische Energie für die Bordnetzvorrichtung 10 umgewandelt zu werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bordnetzvorrichtung
- 11
- erstes Teilbordnetz
- 12
- zweites Teilbordnetz
- 13
- Wandler
- 14
- Batterie
- 15
- elektromagnetische Kopplungsvorrichtung
- 16
- Sensorvorrichtung
- 20
- Kraftfahrzeug
- 21
- Rad
- 22
- Radachse
- 23
- Verbraucher
- 24
- sicherheitsrelevante Verbraucher
- 25
- Inverter
- 26
- Starter-Generator
- 27
- Steuergerät
- 28
- Gleichspannungswandler
- 29
- Diode
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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