DE102022000417A1 - Elektrisches Bordnetz für ein Fahrzeug und Verfahren zu dessen Betrieb - Google Patents

Elektrisches Bordnetz für ein Fahrzeug und Verfahren zu dessen Betrieb Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bordnetz (1) für ein Fahrzeug, aufweisend mindestens einen Hochvoltbordnetzbereich (2), mindestens einen Niedervoltbordnetzbereich (3), mindestens einen Gleichspannungswandler (4) und mindestens ein Solarmodul (5), wobei der Gleichspannungswandler (4) mit dem Hochvoltbordnetzbereich (2) elektrisch leitfähig verbunden ist.Erfindungsgemäß ist ein Wechselschalter (7) vorgesehen, über welchen entweder das Solarmodul (5) oder der Niedervoltbordnetzbereich (3) mit dem Gleichspannungswandler (4) elektrisch leitfähig verbunden ist.Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb des elektrischen Bordnetzes (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bordnetz für ein Fahrzeug nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu dessen Betrieb.
  • Aus dem Stand der Technik sind, wie in der DE 10 2021 005 548 A1 beschrieben, ein Gleichspannungswandler und eine Komponentenanordnung für ein elektrisches Hochvoltbordnetz eines Fahrzeugs bekannt. Der Gleichspannungswandler weist mehrere Gleichspannungswandlermodule mit voneinander abweichenden elektrischen Eingangsspannungen und Ausgangsspannungen auf, welche als eine gemeinsame integrierte Baueinheit ausgebildet sind und in mehreren Subsystemen derart miteinander elektrisch verschaltbar sind, dass eine elektrische Hochvoltspannung in verschiedene elektrische Niedervoltspannungen wandelbar ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes elektrisches Bordnetz für ein Fahrzeug und ein Verfahren zu dessen Betrieb anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein elektrisches Bordnetz für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu dessen Betrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 4.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Ein elektrisches Bordnetz für ein Fahrzeug weist mindestens einen Hochvoltbordnetzbereich, mindestens einen Niedervoltbordnetzbereich, mindestens einen, insbesondere batterielosen, Gleichspannungswandler und mindestens ein Solarmodul auf, wobei der Gleichspannungswandler mit dem Hochvoltbordnetzbereich elektrisch leitfähig verbunden ist.
  • Erfindungsgemäß ist ein Wechselschalter vorgesehen, über welchen entweder das Solarmodul oder der Niedervoltbordnetzbereich mit dem Gleichspannungswandler elektrisch leitfähig verbunden ist.
  • Alternativ kann dabei natürlich der Wechselschalter durch eine Schalteranordnung mit zwei parallelgeschalteten Schaltern, insbesondere Einzelschalter zum einfachen Öffnen und Schließen der elektrischen Verbindung, ersetzt werden.
  • Gemäß der Erfindung können diese beiden parallelen Schalter dann in einem Modul angeordnet sein und sich die Schalter nur wechselseitig öffnen und schließen lassen, so dass das Modul dann ebenfalls wieder als Wechselschalter fungiert.
  • Alternativ können die Schalter aber auch anders angeordnet sein und das Solarmodul und den Niedervoltnetzbereich einzeln mit dem Gleichspannungswandler verbinden, wobei dies dann eben auch der gleiche oder jeweils eigenständige Gleichspannungswandler sein können.
  • Durch die erfindungsgemäße Lösung wird es ermöglicht, ein Solarmodul, insbesondere mit Niederspannung, über den Gleichspannungswandler mit dem Hochvoltbordnetzbereich elektrisch zu verschalten und dadurch eine Hochvoltbatterie des Hochvoltbordnetzbereichs zu laden, wobei hierfür kein zusätzlicher Gleichspannungswandler und auch kein dauerverschaltetes Gleichspannungswandlermodul des Gleichspannungswandlers erforderlich ist, sondern es wird hierfür ein bereits vorhandener Gleichspannungswandler verwendet, über welchen im Stand der Technik ausschließlich der Niedervoltbordnetzbereich mit dem Hochvoltbordnetzbereich elektrisch verschaltet ist. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird somit dieser Gleichspannungswandler, je nach Schaltstellung des Wechselschalters, entweder für den Niedervoltbordnetzbereich oder für das Solarmodul verwendet. Dadurch werden Synergieeffekte erreicht, da ein zusätzlicher Gleichspannungswandler eingespart wird, wodurch Kosten und Gewicht reduziert werden. Zudem wird durch diese mittels der erfindungsgemäßen Lösung ermöglichte kompakte Integration der Solarmoduleinspeisung kein zusätzlicher Bauraum im Fahrzeug benötigt, da der zusätzliche Gleichspannungswandler entfällt. Des Weiteren entfallen durch die erfindungsgemäße Lösung Hochvoltkomponenten, die bei einem zusätzlichen Gleichspannungswandler erforderlich wären. Zudem sind keine verschiedenen Varianten des Hochvoltsystems des Fahrzeugs für den Verbau bzw. für den Nichtverbau des Solarmoduls im Fahrzeug erforderlich.
  • In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb des elektrischen Bordnetzes ist daher vorgesehen, dass der Niedervoltbordnetzbereich über den Wechselschalter mit dem Gleichspannungswandler elektrisch leitfähig verbunden wird, wenn der Niedervoltbordnetzbereich benötigt wird, und das Solarmodul über den Wechselschalter mit dem Gleichspannungswandler elektrisch leitfähig verbunden wird, wenn der Niedervoltbordnetzbereich nicht benötigt wird.
  • Beispielsweise wird der Niedervoltbordnetzbereich während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs über den Wechselschalter mit dem Gleichspannungswandler elektrisch leitfähig verbunden und das Solarmodul wird während eines Ruhezustands des Fahrzeugs, insbesondere während eines Stillstands, insbesondere während eines Parkens, über den Wechselschalter mit dem Gleichspannungswandler elektrisch leitfähig verbunden.
  • In einer möglichen Ausführungsform weist der Gleichspannungswandler mehrere Gleichspannungswandlermodule auf, wobei mindestens eines oder genau eines der Gleichspannungswandlermodule zur bidirektionalen Gleichspannungswandlung ausgebildet ist. Dadurch wird es ermöglicht, mittels dieses Gleichspannungswandlermoduls sowohl vom Solarmodul erzeugte elektrische Energie in den Hochvoltbordnetzbereich einzuspeisen als auch den Niedervoltbordnetzbereich durch den Hochvoltbordnetzbereich mit elektrischer Energie zu versorgen, je nach Schaltstellung des Wechselschalters. Bei dieser Ausführungsform ist der Gleichspannungswandler beispielsweise ausgebildet wie in der DE 10 2021 005 548 A1 beschrieben.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Solarmodul über einen weiteren Gleichspannungswandler mit dem Niedervoltbordnetzbereich oder mit einem weiteren Niedervoltbordnetzbereich gekoppelt ist. Dadurch wird es ermöglicht, das Solarmodul auch dann zur elektrischen Energieerzeugung zu verwenden, wenn es nicht über den Wechselschalter mit dem Gleichspannungswandler elektrisch leitfähig verbunden ist, d. h. insbesondere auch dann, wenn der Niedervoltbordnetzbereich benötigt wird. In diesem Fall, d. h. wenn das Solarmodul nicht über den Wechselschalter mit dem Gleichspannungswandler elektrisch leitfähig verbunden ist, wird die vom Solarmodul erzeugte elektrische Energie über den weiteren Gleichspannungswandler in den Niedervoltbordnetzbereich oder in den weiteren Niedervoltbordnetzbereich eingespeist. Dadurch wird eine Maximierung einer Energieausbeute des Solarmoduls ermöglicht.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
    • 1 schematisch eine Ausführungsform eines elektrischen Bordnetzes für ein Fahrzeug,
    • 2 schematisch eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Bordnetzes für ein Fahrzeug,
    • 3 schematisch eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Bordnetzes für ein Fahrzeug, und
    • 4 schematisch eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Bordnetzes für ein Fahrzeug.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die 1 bis 4 zeigen beispielhaft verschiedene Ausführungsformen eines elektrischen Bordnetzes 1 für ein Fahrzeug. Dabei zeigt 1 das Grundprinzip des hier beschriebenen elektrischen Bordnetzes 1 und die 2 bis 4 zeigen verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen.
  • Das elektrische Bordnetz 1 weist in allen Ausführungsformen mindestens einen Hochvoltbordnetzbereich 2, mindestens einen Niedervoltbordnetzbereich 3, mindestens einen Gleichspannungswandler 4, auch als DC-DC-Wandler bezeichnet, und mindestens ein Solarmodul 5 auf. Es können auch mehrere solcher Solarmodule 5 vorgesehen sein. Das Solarmodul 5 oder das jeweilige Solarmodul 5 ist beispielsweise auf einem Dach oder einem anderen Bereich des Fahrzeugs angeordnet.
  • Der Gleichspannungswandler 4 ist mit dem Hochvoltbordnetzbereich 2, insbesondere mit einer Hochvoltbatterie 6 des Hochvoltbordnetzbereichs 2, elektrisch leitfähig verbunden.
  • Mittels des Gleichspannungswandlers 4 ist eine Spannungswandlung zwischen mindestens einer Niedervoltspannung und mindestens einer Hochvoltspannung, beispielsweise 800 V, möglich. Das Solarmodul 5 oder die mehreren Solarmodule 5 liefert/liefern beispielsweise eine Niedervoltspannung von 8 V bis 15 V. Der Niedervoltbordnetzbereich 3 weist beispielsweise eine Niedervoltbordnetzspannung von 12 V bis 14 V auf.
  • Des Weiteren ist in allen Ausführungsformen ein Wechselschalter 7 vorgesehen, über welchen entweder das Solarmodul 5 oder der Niedervoltbordnetzbereich 3 mit dem Gleichspannungswandler 4 elektrisch leitfähig verbunden ist. Dadurch wird eine Synergienutzung dieses, insbesondere direkt an die Hochvoltbatterie 6 gekoppelten, Gleichspannungswandlers 4 erreicht, da dieser Gleichspannungswandler 4 sowohl vom Niedervoltbordnetzbereich 3 als auch vom Solarmodul 5 genutzt werden kann, je nach Schaltstellung des Wechselschalters 7.
  • In einem Verfahren zum Betrieb des elektrischen Bordnetzes 1 ist insbesondere vorgesehen, dass der Niedervoltbordnetzbereich 3 über den Wechselschalter 7 mit dem Gleichspannungswandler 4 elektrisch leitfähig verbunden wird, wenn der Niedervoltbordnetzbereich 3 benötigt wird, insbesondere während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs, und das Solarmodul 5 über den Wechselschalter 7 mit dem Gleichspannungswandler 4 elektrisch leitfähig verbunden wird, wenn der Niedervoltbordnetzbereich 3 nicht benötigt wird, insbesondere während eines Ruhezustands des Fahrzeugs, somit beispielsweise während eines Stillstands, insbesondere während eines Parkens, des Fahrzeugs.
  • Bei der beschriebenen Lösung wird somit der Gleichspannungswandler 4, welcher vorteilhafterweise im Fahrzeug zur elektrischen Energieversorgung von Niedervoltkomponenten ohnehin bereits vorhanden ist, während des Ruhezustands und somit während entsprechender Standzeiten des Fahrzeugs, in denen das Fahrzeug nicht in Betrieb ist, zur elektrischen Energieeinspeisung der vom mindestens einen Solarmodul 5 erzeugten elektrischen Energie in die Hochvoltbatterie 6 verwendet.
  • Um dies zu ermöglichen, ist der Gleichspannungswandler 4 derart ausgebildet, dass eine Rückspeisefähigkeit vorhanden ist. Dies wird beispielsweise durch eine Verwendung von MOSFETs an Stelle von Dioden auf einer sekundären Halbbrücke des Gleichspannungswandlers 4 ermöglicht. Des Weiteren ist der Gleichspannungswandler 4 derart ausgebildet, dass er während des Ruhezustands des Fahrzeugs betreibbar ist.
  • Dies wird beispielsweise durch einen so genannten Hochvolt-Flybackbetrieb des Gleichspannungswandlers 4 oder durch eine Niedervoltenergieversorgung des Gleichspannungswandlers 4 aus Solarenergie des mindestens einen Solarmoduls 5 ermöglicht. In einer möglichen Ausführungsform ist zudem vorgesehen, dass der Wechselschalter 7 vorgegebene Sicherheitsmerkmale erfüllt, um eine Zuverlässigkeit des elektrischen Bordnetzes 1 sicherzustellen.
  • Durch die beschriebene Lösung wird kein zusätzlicher Gleichspannungswandler zur Hochvolteinspeisung der Solarenergie in die Hochvoltbatterie 6 benötigt. Dadurch wird eine kostengünstigere und kompaktere Integration, insbesondere des Hochvoltbereichs, in das Fahrzeug ermöglicht. Zudem sind keine Varianten der Hochvoltkomponenten in Abhängigkeit vom Verbau oder Nichtverbau von Solarmodulen 5 erforderlich.
  • Bei der hier beschriebenen Lösung wird das mindestens eine Solarmodul 5 oder werden die mehreren Solarmodule 5, wenn der Niedervoltbordnetzbereich 3 benötigt wird, d. h. insbesondere während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs, vom Hochvoltbordnetzbereich 2, insbesondere von der Hochvoltbatterie 6, getrennt, da dann der Wechselschalter 7 in die Schaltstellung geschaltet ist, in welcher der Niedervoltbordnetzbereich 3 mit dem Gleichspannungswandler 4 elektrisch leitfähig verbunden ist und somit vom Hochvoltbordnetzbereich 2 mit elektrischer Energie versorgt wird. Wenn dies der Fall ist, ist somit keine Einspeisung von Solarenergie in den Hochvoltbordnetzbereich 2, insbesondere in die Hochvoltbatterie 6, möglich. Dies stellt jedoch nur einen kleinen Nachteil dar, da Fahrzeuge, insbesondere als PKW ausgebildete Fahrzeuge, sich einen weitaus längeren Teil der Zeit im Ruhezustand befinden, in welchem das mindestens eine Solarmodul 5 über den Wechselschalter 7 mit dem Gleichspannungswandler 4 elektrisch leitfähig verbunden ist, wodurch die elektrische Energieeinspeisung der Solarenergie des mindestens einen Solarmoduls 5 in den Hochvoltbordnetzbereich 2, insbesondere in die Hochvoltbatterie 6, ermöglicht ist.
  • 2 zeigt eine mögliche Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes 1, insbesondere für die Hochvolt-Niedervolt-Wandlung für einen Niedervoltbordnetzbereich 3 ohne Niedervoltbatterie 8. Bei dieser Ausführungsform ist der Gleichspannungswandler 4 aus mehreren, insbesondere elektrisch parallel geschalteten, Gleichspannungswandlermodulen 9, insbesondere mit gleicher Leistung, aufgebaut. Beispielsweise ist der Gleichspannungswandler 4 ausgebildet wie in der DE 10 2021 005 548 A1 beschrieben. Dadurch wird es ermöglicht, dass eines dieser Gleichspannungswandlermodule 9, in 2 beispielsweise das rechte Gleichspannungswandlermodul 9, für das Solarmodul 5 verwendet wird, d. h. während des Ruhezustands des Fahrzeugs kann dieses Gleichspannungswandlermodul 9 die Solarenergie in die Hochvoltbatterie 6 einspeisen. Durch diese Ausgestaltung des Gleichspannungswandlers 4 muss nur dieses Gleichspannungswandlermodul 9 zur bidirektionalen Gleichspannungswandlung ausgebildet sein. Zudem wird dadurch ein hoher Wirkungsgrad beim Einspeisen der Solarenergie in die Hochvoltbatterie 6 erreicht, da dieses Gleichspannungswandlermodul 9 auf eine Nennleistung des mindestens einen Solarmoduls 5 oder der mehreren Solarmodule 5 ausgelegt werden kann und vorteilhafterweise auch ausgelegt ist.
  • In den Ausführungsformen gemäß den 3 und 4 wird in den hier dargestellten Beispielen ebenfalls ein derart ausgebildeter Gleichspannungswandler 4 verwendet. Es kann dort jedoch alternativ auch jeweils ein anders ausgebildeter Gleichspannungswandler 4 verwendet werden.
  • Im Verfahren zum Betrieb des elektrischen Bordnetzes 1 ist bei den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs vorgesehen, dass der Niedervoltbordnetzbereich 3 über den Wechselschalter 7 mit dem Gleichspannungswandler 4 elektrisch leitfähig verbunden wird. Hierzu wird im dargestellten Beispiel das Schalterpaar des Wechselschalters 7 nach links geschaltet. Somit wird der Niedervoltbordnetzbereich 3 zur elektrischen Energieversorgung der Niedervoltkomponenten in deren elektrischem Spannungsbereich betrieben. Während des Ruhezustands des Fahrzeugs ist vorgesehen, dass das mindestens eine Solarmodul 5 über den Wechselschalter 7 mit dem Gleichspannungswandler 4 elektrisch leitfähig verbunden wird. Hierzu wird im dargestellten Beispiel das Schalterpaar des Wechselschalters 7 nach rechts geschaltet. Hierdurch wird die Solarenergie in den Hochvoltbordnetzbereich 2, insbesondere in die Hochvoltbatterie 6, eingespeist.
  • Die 3 und 4 zeigen zwei weitere Ausführungsformen, welche eine Nutzung des mindestens einen Solarmoduls 5 oder der mehreren Solarmodule 5 auch dann ermöglichen, wenn der Niedervoltbordnetzbereich 3 benötigt wird, d. h. insbesondere während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs, und daher über den Wechselschalter 7, durch dessen entsprechende Schaltstellung, mit dem Gleichspannungswandler 4 elektrisch leitfähig verbunden ist. Wie bereits beschrieben, ist in diesem Fall das mindestens eine Solarmodul 5 vom Gleichspannungswandler 4 entkoppelt, so dass keine Einspeisung der Solarenergie in den Hochvoltbordnetzbereich 2, insbesondere in die Hochvoltbatterie 6, möglich ist.
  • Um diese Solarenergie auch in diesem Fall dennoch zu nutzen, ist daher vorgesehen, dass das Solarmodul 5 über einen weiteren Gleichspannungswandler 10 mit dem Niedervoltbordnetzbereich 3 gekoppelt ist, wie in 3 gezeigt, oder über den weiteren Gleichspannungswandler 10 mit einem weiteren Niedervoltbordnetzbereich 11 gekoppelt ist, wie in 4 gezeigt. Dabei ist der Niedervoltbordnetzbereich 3 der Ausführungsform gemäß 3 ein batterieloser Niedervoltbordnetzbereich 3, wie auch bei den Ausführungsformen gemäß den 1 und 2. Der weitere Niedervoltbordnetzbereich 11 der Ausführungsform gemäß 4 weist eine Niedervoltbatterie 8 auf.
  • Bei diesen Ausführungsformen wird somit dann, wenn der Niedervoltbordnetzbereich 3 benötigt wird, d. h. insbesondere während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs, und daher über den Wechselschalter 7, durch dessen entsprechende Schaltstellung, mit dem Gleichspannungswandler 4 elektrisch leitfähig verbunden ist, so dass die Solarenergie nicht zum Laden der Hochvoltbatterie 6 verwendet werden kann, diese Solarenergie bei der Ausführungsform gemäß 3 über den weiteren Gleichspannungswandler 10 in den Niedervoltbordnetzbereich 3 eingespeist und bei der Ausführungsform gemäß 4 über den weiteren Gleichspannungswandler 10 in den weiteren Niedervoltbordnetzbereich 11 eingespeist. Im Niedervoltbordnetzbereich 3 der Ausführungsform gemäß 3 bzw. im weiteren Niedervoltbordnetzbereich 11 der Ausführungsform gemäß 4 wird diese eingespeiste Solarenergie üblicherweise nicht gespeichert, sondern sofort verbraucht. Der weitere Gleichspannungswandler 10 muss daher nur eine Niedervoltgleichspannung, welche vom Solarmodul 5 oder von den mehreren Solarmodulen 5 bereitgestellt wird, in eine andere Niedervoltgleichspannung wandeln, die bei der Ausführungsform gemäß 3 dem Spannungsniveau der Niedervoltbordnetzspannung des Niedervoltbordnetzbereichs 3 entspricht bzw. bei der Ausführungsform gemäß 4 dem Spannungsniveau der Niedervoltbordnetzspannung des weiteren Niedervoltbordnetzbereichs 11 entspricht.
  • Bei diesen Ausführungsformen gemäß den 3 und 4 ist somit eine Einspeisung und somit eine Nutzung der Solarenergie auch während des Fahrbetriebs möglich. Der hierfür erforderliche weitere Gleichspannungswandler 10 ist kleiner und kostengünstiger als ein im Stand der Technik verwendeter zusätzlicher Gleichspannungswandler zur Einspeisung der Solarenergie in den Hochvoltbordnetzbereich 2. Die beschriebene Lösung ermöglicht eine sehr effiziente Einspeisung der Solarenergie während des Fahrbetriebs, da ein Spannungsniveau nur einmal gewandelt wird und die Energie nicht zwischengespeichert wird. Wie erwähnt, erfolgt diese Einspeisung während des Fahrbetriebs nicht in die Hochvoltbatterie 6, sondern bei der Ausführungsform gemäß 3 in den Niedervoltbordnetzbereich 3 und bei der Ausführungsform gemäß 4 in den weiteren Niedervoltbordnetzbereich 11.
  • Im Verfahren zum Betrieb des elektrischen Bordnetzes 1 ist bei den in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs vorgesehen, dass der Niedervoltbordnetzbereich 3 über den Wechselschalter 7 mit dem Gleichspannungswandler 4 elektrisch leitfähig verbunden wird. Hierzu wird im dargestellten Beispiel das Schalterpaar des Wechselschalters 7 nach links geschaltet. Somit wird der Niedervoltbordnetzbereich 3 zur elektrischen Energieversorgung der Niedervoltkomponenten in deren elektrischem Spannungsbereich betrieben. Des Weiteren wird das mindestens eine Solarmodul 5 oder werden die mehreren Solarmodule 5 betrieben, wobei das Spannungsniveau bei der Ausführungsform gemäß 3 mittels des weiteren Gleichspannungswandlers 10 auf das Spannungsniveau der Niedervoltbordnetzspannung des Niedervoltbordnetzbereichs 3 angepasst wird und die Solarenergie dort eingespeist wird, bzw. bei der Ausführungsform gemäß 4 mittels des weiteren Gleichspannungswandlers 10 auf das Spannungsniveau der Niedervoltbordnetzspannung des weiteren Niedervoltbordnetzbereichs 11 angepasst wird und die Solarenergie dort eingespeist wird.
  • Während des Ruhezustands des Fahrzeugs ist, analog zu den Ausführungsformen gemäß den 1 und 2, auch bei den Ausführungsformen gemäß den 3 und 4 vorgesehen, dass das mindestens eine Solarmodul 5 über den Wechselschalter 7 mit dem Gleichspannungswandler 4 elektrisch leitfähig verbunden wird. Hierzu wird in den dargestellten Beispielen das Schalterpaar des Wechselschalters 7 nach rechts geschaltet. Hierdurch wird die Solarenergie in das Hochvoltbordnetz 2, insbesondere in die Hochvoltbatterie 6, eingespeist.
  • Alternativ kann bei der Ausführungsform gemäß 3 während des Ruhezustands des Fahrzeugs eine Einspeisung von Solarenergie aus dem Solarmodul 5 in die Hochvoltbatterie 6 auch über das Niedervoltbordnetzbereichs 3 erfolgen, indem der Wechselschalter 7 den Niedervoltbordnetzbereich 3 mit dem Gleichspannungswandler 4 elektrisch leitfähig verbindet und die Solarenergie aus dem Solarmodul 5 mittels des Gleichspannungswandlers 10 zuerst auf das Spannungsniveau des Niedervoltbordnetzbereichs 3 angepasst wird.
  • In einer allgemeinen alternativen Ausführung, welche sich an die Ausführungsform der 3 angelehnt, könnte dann auf den Wechselschalter 7 verzichtet werden und so der Niedervoltbordnetzbereich 3 dauerhaft mit dem Gleichspannungswandler 4 elektrisch leitfähig verbunden sein und die Solarenergie aus dem Solarmodul 5 immer über den Gleichspannungswandler 10 und den Niedervoltbordnetzbereich 3 in die Hochvoltbatterie 6 eingespeist werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Bordnetz
    2
    Hochvoltbordnetzbereich
    3
    Niedervoltbordnetzbereich
    4
    Gleichspannungswandler
    5
    Solarmodul
    6
    Hochvoltbatterie
    7
    Wechselschalter
    8
    Niedervoltbatterie
    9
    Gleichspannungswandlermodul
    10
    weiterer Gleichspannungswandler
    11
    weiterer Niedervoltbordnetzbereich
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102021005548 A1 [0002, 0014, 0030]

Claims (6)

  1. Elektrisches Bordnetz (1) für ein Fahrzeug, aufweisend mindestens einen Hochvoltbordnetzbereich (2), mindestens einen Niedervoltbordnetzbereich (3), mindestens einen Gleichspannungswandler (4) und mindestens ein Solarmodul (5), wobei der Gleichspannungswandler (4) mit dem Hochvoltbordnetzbereich (2) elektrisch leitfähig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wechselschalter (7) vorgesehen ist, über welchen entweder das Solarmodul (5) oder der Niedervoltbordnetzbereich (3) mit dem Gleichspannungswandler (4) elektrisch leitfähig verbunden ist.
  2. Elektrisches Bordnetz (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (4) mehrere Gleichspannungswandlermodule (9) aufweist, wobei mindestens eines oder genau eines der Gleichspannungswandlermodule (9) zur bidirektionalen Gleichspannungswandlung ausgebildet ist.
  3. Elektrisches Bordnetz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarmodul (5) über einen weiteren Gleichspannungswandler (10) mit dem Niedervoltbordnetzbereich (3) oder mit einem weiteren Niedervoltbordnetzbereich (11) gekoppelt ist.
  4. Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Bordnetzes (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - der Niedervoltbordnetzbereich (3) über den Wechselschalter (7) mit dem Gleichspannungswandler (4) elektrisch leitfähig verbunden wird, wenn der Niedervoltbordnetzbereich (3) benötigt wird, und - das Solarmodul (5) über den Wechselschalter (7) mit dem Gleichspannungswandler (4) elektrisch leitfähig verbunden wird, wenn der Niedervoltbordnetzbereich (3) nicht benötigt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Niedervoltbordnetzbereich (3) während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs über den Wechselschalter (7) mit dem Gleichspannungswandler (4) elektrisch leitfähig verbunden wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarmodul (5) während eines Ruhezustands des Fahrzeugs über den Wechselschalter (7) mit dem Gleichspannungswandler (4) elektrisch leitfähig verbunden wird.
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DE102023003217A1 (de) 2023-08-04 2024-08-01 Mercedes-Benz Group AG Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs

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