DE10230152C5 - Energy supply of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Elektrische Energieversorgung eines Kraftfahrzeuges, mit einer Batterie (1) und zumindest einem Kondensator (3), gekennzeichnet durch einen Kondensator in Form eines Doppelschicht-Kondensators und dass die Batterie (1) und der zumindest eine Doppelschicht-Kondensator (3) thermisch derart miteinander gekoppelt sind, dass zwischen der Batterie und dem Doppelschicht-Kondensator eine Wärmeübertragung über eine Oberfläche der Batterie und eine Oberfläche des Doppelschicht-Kondensators von der Batterie auf den Doppelschicht-Kondensator oder umgekehrt durch Vorsehen eines gut wärmeleitenden Materials erfolgt, wobei die Oberflächen für eine vollflächig zueinander liegende Anordnung der Oberflächen der Batterie und des Doppelschicht-Kondensators ausgeformt sind.Electrical power supply of a motor vehicle, comprising a battery (1) and at least one capacitor (3), characterized by a capacitor in the form of a double-layer capacitor and in that the battery (1) and the at least one double-layer capacitor (3) are thermally coupled together are that between the battery and the double-layer capacitor, a heat transfer via a surface of the battery and a surface of the double-layer capacitor from the battery to the double-layer capacitor or vice versa by providing a good heat conducting material, wherein the surfaces for a full surface to each other lying arrangement of the surfaces of the battery and the double-layer capacitor are formed.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Energieversorgung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Straßenfahrzeuges mit Verbrennungsmotor, wobei die Energieversorgung eine Batterie und zumindest einen Doppelschicht-Kondensator aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Energieversorgung.The invention relates to an electrical power supply of a motor vehicle, in particular a road vehicle with an internal combustion engine, wherein the power supply comprises a battery and at least one double-layer capacitor. The invention further relates to a method for operating such a power supply.

Aus EP 1 013 506 A2 ist ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug bekannt, das eine Batterie, einen Gleichspannungswandler und einen Doppelschicht-Kondensator aufweist. Der Doppelschicht-Kondensator ist über den Gleichspannungswandler mit der Batterie verbunden. Durch geeignete Wahl von Ausgangspannungen des Gleichspannungswandlers kann gesteuert werden, ob der Doppelschicht-Kondensator geladen oder entladen wird. Bei winterlichen Bedingungen unmittelbar nach einem Motorstart ist die Ladefähigkeit der Batterie begrenzt. In dieser Situation wird vorzugsweise der Doppelschicht-Kondensator geladen, um die gespeicherte Energie zu einem späteren Zeitpunkt auf die dann durch Motorabwärme erwärmte Batterie abzugeben.Out EP 1 013 506 A2 a vehicle electrical system is known which comprises a battery, a DC-DC converter and a double-layer capacitor. The double-layer capacitor is connected to the battery via the DC-DC converter. By suitable selection of output voltages of the DC-DC converter, it can be controlled whether the double-layer capacitor is charged or discharged. In winter conditions immediately after an engine start, the battery capacity is limited. In this situation, preferably, the double-layer capacitor is charged to deliver the stored energy at a later time to the then heated by engine waste heat battery.

Aus EP 1 044 852 A2 ist ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug bekannt, in dem eine Batterie und ein Kondensator parallel geschaltet sind. Zwischen der Batterie und dem Kondensator ist ein steuerbarer Schalter angeordnet, der in Abhängigkeit von dem Ladezustand der Batterie und/oder der Betriebstemperatur betätigbar ist. Gemäß der EP 1 044 852 A2 hat diese Anordnung den Vorteil, dass auf eine Temperaturregelung einer Generatorspannung zum Schutz der Batterie bei höheren Betriebstemperaturen verzichtet werden kann, wenn die Batterie durch den Schalter vom Bordnetz getrennt wird.Out EP 1 044 852 A2 is known a vehicle electrical system for a motor vehicle, in which a battery and a capacitor are connected in parallel. Between the battery and the capacitor, a controllable switch is arranged, which is operable in dependence on the state of charge of the battery and / or the operating temperature. According to the EP 1 044 852 A2 this arrangement has the advantage that can be dispensed with a temperature control of a generator voltage to protect the battery at higher operating temperatures when the battery is disconnected by the switch from the electrical system.

Unter anderem aus den obengenannten Druckschriften ist bekannt, dass die Nutzung von üblicherweise in Kraftfahrzeugen verwendeten Typen von Batterien, insbesondere Blei-Batterien, aber auch Lithium-Ionen-Batterien, temperaturabhängig ist. Darüber hinaus führt eine unsachgemäße Nutzung zu einer kürzeren Lebensdauer der Batterie. Ferner offenbart die DE 36 26 593 A1 einen Stromerzeuger mit einer Batterie und einer Endstufe, die zur Verminderung von Störimpulsen zu einer Baueinheit zusammengefasst sind.Among other things, from the above-mentioned documents is known that the use of types of batteries commonly used in motor vehicles, especially lead-acid batteries, but also lithium-ion batteries, is temperature-dependent. In addition, improper use will result in a shorter battery life. Further, the DE 36 26 593 A1 a power generator with a battery and a power amplifier, which are combined to reduce glitches to a unit.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Energieversorgung und ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, die eine bessere Nutzung von Batterien bei langer Lebensdauer ermöglichen. Die Aufgabe wird mit einer elektrischen Energieversorgung gemäß Anspruch 1 sowie einem Verfahren nach Anspruch 6 gelöst.Object of the present invention is to provide a power supply and a method of the type mentioned above, which allow better use of batteries with a long life. The object is achieved with an electrical power supply according to claim 1 and a method according to claim 6.

Es wird vorgeschlagen, die Batterie und zumindest einen Doppelschicht-Kondensator durch ein gut wärmeleitendes Material thermisch zu koppeln. Es sind dabei Oberflächen der Batterie und des Doppelschicht-Kondensators so ausgeformt, dass sie vollflächig aneinander liegend angeordnet werden können. Auf diese Weise kann Wärme von dem Doppelschicht-Kondensator zu der Batterie und/oder umgekehrt übertragen werden.It is proposed to thermally couple the battery and at least one double-layer capacitor by a good heat-conducting material. In this case, surfaces of the battery and the double-layer capacitor are shaped so that they can be arranged over the entire surface lying against each other. In this way, heat can be transferred from the double-layer capacitor to the battery and / or vice versa.

Insbesondere besteht die Möglichkeit, durch Aufladung und/oder Entladung des Doppelschicht-Kondensators entstandene Wärme auf die Batterie zu übertragen. Vor allem bei niedrigen Temperaturen, z. B. unter -10 Grad Celsius, steigert dies die Leistungsfähigkeit der Batterie. Die Erfindung wird besonders vorteilhaft bei einer Anordnung der Batterie fernab von einem Verbrennungsmotor eingesetzt, etwa bei Anordnung im Kofferraum, da die Batterie hierbei auch während des Betriebes des Verbrennungsmotors niedrige Temperaturen haben kann.In particular, it is possible to transfer heat which has been generated by charging and / or discharging the double-layer capacitor to the battery. Especially at low temperatures, eg. B. below -10 degrees Celsius, this increases the performance of the battery. The invention is particularly advantageous in an arrangement of the battery far away from an internal combustion engine used, such as when placed in the trunk, since the battery can also have low temperatures during operation of the internal combustion engine.

Vor allem bei hohen Temperaturen wird der zumindest eine Doppelschicht-Kondensator dadurch vor Beschädigung oder Zerstörung geschützt.Especially at high temperatures, the at least one double-layer capacitor is thus protected from damage or destruction.

Umgekehrt führt eine Wärmeübertragung von der Batterie auf den Doppelschicht-Kondensator vor allem bei hohen Temperaturen ebenfalls zu einer Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Batterie. Insbesondere bei Verwendung einer Blei-Batterie kann diese folglich bei höheren Generatorspannungen geladen werden.Conversely, heat transfer from the battery to the double-layer capacitor also improves the performance of the battery, especially at high temperatures. In particular, when using a lead battery, this can therefore be charged at higher generator voltages.

Insgesamt ergänzen sich durch thermische Kopplung eine üblicherweise in Kraftfahrzeugen eingesetzte Batterie und Doppelschicht-Kondensatoren hinsichtlich der verschiedenen Temperaturabhängigkeit ihrer elektrischen Eigenschaften. Weiterhin nimmt die effektive Wärmekapazität zu. Auf Grund der damit verbundenen geringeren Temperaturschwankungen verlängert sich die Lebensdauer der Batterie.Overall, supplemented by thermal coupling usually used in motor vehicles battery and double-layer capacitors with regard to the different temperature dependence of their electrical properties. Furthermore, the effective heat capacity increases. Due to the associated lower temperature fluctuations extends the life of the battery.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass durch den Betrieb der Batterie in Temperaturbereichen, in denen ihre Leistungsfähigkeit größer ist, eine Batterie mit geringerer Ladungskapazität verwendet werden kann. Dadurch können Kosten und Gewicht gespart werden.Another advantage of the present invention is that by operating the battery in temperature ranges where its performance is greater, a battery of lower charge capacity can be used. This can save costs and weight.

Unter Doppelschicht-Kondensatoren werden Kondensatoren verstanden, bei denen im geladenen Zustand an zumindest einer Elektrode eine elektrische Doppelschicht aus der Elektrode und elektrisch entgegengesetzt geladenen angelagerten Teilchen ausgebildet ist. Bei einer bevorzugten Art von Doppelschicht-Kondensatoren mit besonders hoher erreichbarer Kapazität pro Volumeneinheit, auch Superkondensatoren genannt, befindet sich zwischen den Elektroden eine elektrisch isolierende, jedoch für Ionen durchlässige Membran.Double-layer capacitors are understood as meaning capacitors in which, in the charged state, an electrical double layer of the electrode and electrically oppositely charged accumulated particles is formed on at least one electrode. In a preferred type of double-layer capacitors with a particularly high achievable capacity per unit volume, also called supercapacitors, is located between the electrodes an electrically insulating, but permeable to ions membrane.

Der Doppelschicht-Kondensator und die Batterie können in aus dem vorbekannten Stand der Technik bekannter Weise oder auf andere Weise elektrisch in die Energieversorgung eingebunden sein.The double-layer capacitor and the battery may be electrically incorporated into the power supply in a manner known in the art known in the art or otherwise.

Die thermische Kopplung der Batterie und des zumindest einen Doppelschicht-Kondensators wird durch vorsehen eines gut wärmeleitendes Materials zwischen der Oberfläche der Batterie und des Doppelschicht-Kondensators ausgeführt. Bevorzugt wird, den effektiven Wärmeübergangskoeffizienten für den Wärmeübergang von dem Doppelschicht-Kondensator auf die Batterie und/oder umgekehrt so einzustellen, dass er mindestens 2 * 104 W/(m2 * K), vorzugsweise mindestens 5 * 104 W/(m2 * K) beträgt.The thermal coupling of the battery and the at least one double layer capacitor is performed by providing a good heat conductive material between the surface of the battery and the double layer capacitor. It is preferred to set the effective heat transfer coefficient for the heat transfer from the double-layer capacitor to the battery and / or vice versa such that it is at least 2 * 104 W / (m2 * K), preferably at least 5 * 104 W / (m2 * K) is.

Weiterhin wird bevorzugt, dass ein die Oberfläche der Batterie und/oder des Doppelschicht-Kondensators bildendes Material gut wärmeleitend ist, insbesondere einen Wärmeleitkoeffizienten von mindestens 20 W/(m * K), vorzugsweise von mindestens 50 W/(m * K) hat. Es kann noch eine dünne Schicht gut wärmeleitendes Material zwischen der Batterie und dem Doppelschicht-Kondensator liegen.Furthermore, it is preferred that a material forming the surface of the battery and / or the double-layer capacitor has good thermal conductivity, in particular a heat conduction coefficient of at least 20 W / (m * K), preferably of at least 50 W / (m * K). There may still be a thin layer of good heat conducting material between the battery and the double-layer capacitor.

Unabhängig von der Ausgestaltung des Wärmetransports wird als mögliche zusätzliche Maßnahme vorgeschlagen, das System aktiv kühlen und/oder erwärmen zu können, etwa durch steuerbare Ankopplung an den Wärmehaushalt des Kraftfahrzeuges, z. B. an den Verbrennungsmotor (Wärmequelle), einen Kraftstofftank, einen Flüssigkeitsbehälter einer Scheibenwaschanlage (Wärmesenke) und/oder in einen Fahrgastraum bzw. dessen Heizungssystem. Darüber hinaus kann die abgeführte Wärme auch thermodynamisch genutzt werden, z.B. in einem Stirlingmotor.Regardless of the design of the heat transport is proposed as a possible additional measure to actively cool the system and / or can, for example by controllable coupling to the heat balance of the motor vehicle, z. B. to the internal combustion engine (heat source), a fuel tank, a liquid container of a windshield washer (heat sink) and / or in a passenger compartment or its heating system. In addition, the dissipated heat can also be used thermodynamically, e.g. in a Stirling engine.

Ein weiterer Gedanke der vorliegenden Erfindung betrifft die Steuerung einer Stärke einer Wärmeerzeugung des Doppelschicht-Kondensators. Es wird vorgeschlagen, die Häufigkeit und/oder den Grad und/oder die Geschwindigkeit elektrischer Auf- und Entladungen des Doppelschicht-Kondensators zu beeinflussen, sodass dementsprechend eine erzeugte Wärmemenge und/oder eine Wärmeleistung des Doppelschicht-Kondensators eingestellt wird. Eine entsprechende Steuerungseinrichtung kann mit einem EDV-Bordnetz des Kraftfahrzeuges verbunden sein.Another aspect of the present invention relates to the control of a strength of heat generation of the double-layer capacitor. It is proposed to influence the frequency and / or the degree and / or the speed of electrical charging and discharging of the double-layer capacitor, so that accordingly a generated quantity of heat and / or a heat output of the double-layer capacitor is adjusted. A corresponding control device may be connected to a computer electrical system of the motor vehicle.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung geht von einer Mehrzahl von elektrischen Verbrauchern des Kraftfahrzeuges aus, die jeweils über eine unterbrechbare Gleichspannungsversorgung mit elektrischer Energie versorgt werden, z. B. Fensterscheiben-Antriebsmotoren und/oder andere elektrische Motoren, Die effektive, aus der Unterbrechung resultierende Spannung an dem jeweiligen Verbraucher wird insbesondere im Wege der Pulsweitenmodulation eingestellt. Es wird vorgeschlagen, die zeitliche Lage und/oder Dauer von Unterbrechungen der Gleichspannungsversorgung zumindest eines der Verbraucher einzustellen, sodass die Stärke der Wärmeerzeugung in der gewünschten Weise gesteuert wird. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die relative Lage von Schaltvorgängen der Gleichspannungsversorgung von verschiedenen der Verbraucher sich auf Ladungswechselvorgänge des zumindest einen Doppelschicht-Kondensators und damit auf die Wärmeerzeugung auswirkt. Insbesondere können die Schaltvorgänge derart (insbesondere gleichzeitig) ausgeführt werden, dass zumindest Teile von Unterbrechungszeiträumen entweder zusammenfallen oder sich abwechseln. Dementsprechend finden entweder mehr oder weniger mit der Wärmeerzeugung verbundene Ladungs- bzw. Entladungsvorgänge in dem Doppelschicht-Kondensator statt. An Stelle der Unterbrechungen der Gleichspannungsversorgung können auch oder alternativ Verringerungen der an dem Verbraucher anliegenden Spannung vorgenommen werden.A particularly preferred embodiment is based on a plurality of electrical consumers of the motor vehicle, which are each supplied via an interruptible DC power supply with electrical energy, for. B. window drive motors and / or other electric motors, the effective, resulting from the interruption voltage to the respective consumer is set in particular by way of pulse width modulation. It is proposed to adjust the timing and / or duration of interruptions of the DC power supply of at least one of the consumers, so that the strength of the heat generation is controlled in the desired manner. This is based on the finding that the relative position of switching operations of the DC voltage supply of various consumers affects charge exchange processes of the at least one double-layer capacitor and thus heat generation. In particular, the switching operations can be carried out in such a way (in particular simultaneously) that at least parts of interruption periods either coincide or alternate. Accordingly, either more or less charge generation or discharge processes associated with heat generation take place in the double layer capacitor. Instead of interruptions of the DC voltage supply, or alternatively, reductions of the voltage applied to the load can be made.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei wird Bezug auf die einzige Figur der beigefügten Zeichnung genommen:

  • 1 zeigt eine Anordnung mit einer Batterie und einer Mehrzahl von Superkondensatoren.
The invention will now be explained in more detail with reference to exemplary embodiments. Reference is made to the single figure of the attached drawing:
  • 1 shows an arrangement with a battery and a plurality of supercapacitors.

Eine besonders bevorzugte Anordnung von Superkondensatoren 3 an einer Oberfläche einer Batterie 1 (z. B. eines Blei-Akkumulators) zeigt 1. Die Oberfläche wird z. B. von einem Batteriegehäuse gebildet. Die Superkondensatoren 3 haben in einem Kontaktbereich zu der Batterie 1 ebenso wie die Batterie 1 eine ebene Außenfläche, sodass die Superkondensatoren 3 vollflächig an der Batterie 1 anliegen.A particularly preferred arrangement of supercapacitors 3 on a surface of a battery 1 (eg a lead accumulator) 1 , The surface is z. B. formed by a battery case. The supercapacitors 3 have in a contact area to the battery 1 as well as the battery 1 a flat outer surface, so the supercapacitors 3 full surface of the battery 1 issue.

Für andere Ausgestaltungen und/oder kleine Zwischenräume zwischen der Batterie 1 und den Superkondensatoren 3 wird vorgeschlagen, die Zwischenräume mit gut wärmeleitendem Material oder einer dünnen Schicht eines Materials auszufüllen, etwa mit pastösem Material, um den Wärmeübergang zu verbessern. Das wärmeleitende Material ist insbesondere ein Klebstoff.For other configurations and / or small spaces between the battery 1 and the supercapacitors 3 It is proposed to fill the gaps with good heat conducting material or a thin layer of a material, such as pasty material, to improve the heat transfer. The heat-conducting material is in particular an adhesive.

Außer durch Verkleben können die Superkondensatoren 3 beispielsweise durch Verschweißen und/oder unter Verwendung mechanischer Befestigungsmittel wie Schrauben und/oder Klemmen an der Batterie 1 befestigt werden.Except by gluing the supercapacitors 3 for example, by welding and / or using mechanical fasteners such as screws and / or terminals on the battery 1 be attached.

Ein Gleichspannungswandler 5 ist unterhalb der Batterie 1 und an diese angrenzend angeordnet. Somit ist auch der Gleichspannungswandler 5 thermisch an die Batterie 1 angekoppelt. Hierdurch werden entsprechende Vorteile wie durch die Ankopplung der Superkondensatoren 3 erzielt. Insbesondere erhöht bei niedrigen Temperaturen eine Wärmeerzeugung des Gleichspannungswandlers 5 die Temperatur und damit die Leistungsfähigkeit der Batterie 1. Die elektrische Verschaltung der Batterie 1, des Gleichspannungswandlers 5 und der Superkondensatoren 3 ist beispielsweise so wie in der EP 1 013 506 A2 beschrieben ausgeführt.A DC-DC converter 5 is below the battery 1 and arranged adjacent to this. Thus, also the DC-DC converter 5 thermally coupled to the battery 1. As a result, corresponding advantages as by the coupling of the supercapacitors 3 achieved. In particular, at low temperatures, heat generation of the DC-DC converter increases 5 the temperature and thus the performance of the battery 1 , The electrical connection of the battery 1 , the DC-DC converter 5 and the supercapacitors 3 is for example like in the EP 1 013 506 A2 described executed.

Die Batterie 1, die Superkondensatoren 3 und der Gleichspannungswandler 5 sind innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses 7 angeordnet, welches der thermischen Isolierung dient. Somit kommt die von einer der Komponenten 1, 3, 5 innerhalb des Gehäuses 7 erzeugte Wärme in effizienter Weise zunächst den anderen Komponenten 1, 3, 5 zugute. Um die Temperatur des Systems der Komponenten 1, 3, 5 insgesamt steuern zu können, ist optional ein Flüssigkeitskreislauf durch das Innere des Gehäuses 7 hindurch vorgesehen: in 1 sind ein Einlauf 11 in das Gehäuse 7 und ein Auslauf 13 aus dem Gehäuse 7 dargestellt. Eine Flüssigkeit 9 füllt den gesamten zur Verfügung stehenden Innenraum des Gehäuses 7. Durch Steuerung des Flüssigkeitsdurchsatzes kann dem System Wärme (z. B. Abwärme eines Verbrennungsmotors) zugeführt werden und/oder z. B. Wärme zu einer Wärmesenke abgeführt werden (z. B. über einen Wärmetauscher in einen Kraftstofftank). Auch ist es möglich, zusätzlich eine (z. B. elektrische) Heizung zur bedarfsgesteuerten Erwärmung der Batterie 1 vorzusehen, die vorzugsweise mit der in den Superkondensatoren 3 gespeicherten elektrischen Energie betrieben wird.The battery 1 , the supercapacitors 3 and the DC-DC converter 5 are within a common housing 7 arranged, which serves the thermal insulation. Thus, that comes from one of the components 1 . 3 . 5 inside the case 7 generated heat in an efficient manner first of all the other components 1 . 3 . 5 benefit. To the temperature of the system of components 1 . 3 . 5 Being able to control the total is optionally a fluid circulation through the interior of the housing 7 provided by: in 1 are an enema 11 in the housing 7 and an outlet 13 out of the case 7 shown. A liquid 9 fills the entire available interior of the housing 7 , By controlling the liquid flow rate, heat (eg, waste heat from an internal combustion engine) can be supplied to the system and / or, for example, to the heat exchanger. For example, heat may be dissipated to a heat sink (eg, via a heat exchanger into a fuel tank). It is also possible, in addition, a (eg electric) heating for demand-controlled heating of the battery 1 to be provided, preferably with the in the supercapacitors 3 stored electrical energy is operated.

Claims (6)

Elektrische Energieversorgung eines Kraftfahrzeuges, mit einer Batterie (1) und zumindest einem Kondensator (3), gekennzeichnet durch einen Kondensator in Form eines Doppelschicht-Kondensators und dass die Batterie (1) und der zumindest eine Doppelschicht-Kondensator (3) thermisch derart miteinander gekoppelt sind, dass zwischen der Batterie und dem Doppelschicht-Kondensator eine Wärmeübertragung über eine Oberfläche der Batterie und eine Oberfläche des Doppelschicht-Kondensators von der Batterie auf den Doppelschicht-Kondensator oder umgekehrt durch Vorsehen eines gut wärmeleitenden Materials erfolgt, wobei die Oberflächen für eine vollflächig zueinander liegende Anordnung der Oberflächen der Batterie und des Doppelschicht-Kondensators ausgeformt sind.Electrical power supply of a motor vehicle, comprising a battery (1) and at least one capacitor (3), characterized by a capacitor in the form of a double-layer capacitor and that the battery (1) and the at least one double-layer capacitor (3) thermally coupled together are that between the battery and the double-layer capacitor, a heat transfer via a surface of the battery and a surface of the double-layer capacitor from the battery to the double-layer capacitor or vice versa by providing a good heat conducting material, wherein the surfaces for a full surface to each other lying arrangement of the surfaces of the battery and the double-layer capacitor are formed. Energieversorgung nach Anspruch 1, wobei das gut wärmeleitende, Material zwischen dem Doppelschicht-Kondensator (3) und der Batterie (1) vorgesehen ist, das sowohl an die Oberfläche des Doppelschicht-Kondensators (3) als auch an die Oberfläche der Batterie (1) angrenzt.Energy supply after Claim 1 , wherein the highly thermally conductive, material between the double-layer capacitor (3) and the battery (1) is provided, which is adjacent both to the surface of the double-layer capacitor (3) and to the surface of the battery (1). Energieversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der Doppelschicht-Kondensator (3) und die Batterie (1) in einem gemeinsamen Gehäuse (7) angeordnet sind.Energy supply to one of the Claims 1 to 2 wherein the double-layer capacitor (3) and the battery (1) are arranged in a common housing (7). Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Energieversorgung eines Kraftfahrzeuges gemäß Anspruch 1, wobei Wärme von dem zumindest einemn Doppelschicht-Kondensator (3) zu der Batterie (1) übertragen wird und/oder Wärme von der Batterie (1) zu dem Doppelschicht-Kondensator (3) übertragen wird.Method for operating an electrical power supply of a motor vehicle according to Claim 1 wherein heat is transferred from the at least one double layer capacitor (3) to the battery (1) and / or heat is transferred from the battery (1) to the double layer capacitor (3). Verfahren nach Anspruch 4, wobei durch Beeinflussung einer Häufigkeit und/oder eines Grades und/oder einer Geschwindigkeit elektrischer Auf- und Entladungen des Doppelschicht-Kondensators (3) eine Stärke einer Wärmeerzeugung des Doppelschicht-Kondensators (3) gesteuert wird.Method according to Claim 4 wherein, by influencing a frequency and / or a degree and / or a speed of electrical charging and discharging of the double-layer capacitor (3), a strength of heat generation of the double-layer capacitor (3) is controlled. Verfahren nach Anspruch 5, wobei eine Mehrzahl von elektrischen Verbrauchern an den zumindest einen Doppelschicht-Kondensator (3) angeschlossen ist, wobei die Verbraucher durch eine unterbrechbare und/oder hinsichtlich einer Spannungshöhe verringerbare Gleichspannungsversorgung mit elektrischer Energie versorgt werden und wobei durch Einstellung der zeitlichen Lage und/oder Dauer von Unterbrechungen der Gleichspannungsversorgung zumindest eines der Verbraucher und/oder von Verringerungen der Spannungshöhe an dem Verbraucher die Stärke der Wärmeerzeugung gesteuert wird.Method according to Claim 5 in which a plurality of electrical consumers are connected to the at least one double-layer capacitor (3), the consumers being supplied with electrical energy by an interruptible and / or DC voltage supply which is reducible with respect to a voltage level, and by adjusting the temporal position and / or duration is controlled by interruptions of the DC power supply of at least one of the consumers and / or by reducing the voltage level at the consumer, the strength of the heat generation.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3626593A1 (en) 1986-08-06 1988-02-11 Bosch Gmbh Robert Device for supplying the electric system, in particular of motor vehicles
DE19641254A1 (en) 1996-10-07 1998-04-16 Daimler Benz Ag Electric powered commercial vehicle
US6041255A (en) 1998-04-16 2000-03-21 Kroll; Mark W. Disposable external defibrillator
EP1013506A2 (en) 1998-12-21 2000-06-28 Audi Ag Vehicle power supply network
EP1044852A2 (en) 1999-04-16 2000-10-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Power supply network for vehicles
WO2001017054A1 (en) 1999-09-02 2001-03-08 Eveready Battery Company, Inc. An energy system for delivering intermittent pulses
US20020041174A1 (en) 2000-10-10 2002-04-11 Bruce Purkey Apparatus for providing supplemental power to an electrical system and related methods

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3626593A1 (en) 1986-08-06 1988-02-11 Bosch Gmbh Robert Device for supplying the electric system, in particular of motor vehicles
DE19641254A1 (en) 1996-10-07 1998-04-16 Daimler Benz Ag Electric powered commercial vehicle
US6041255A (en) 1998-04-16 2000-03-21 Kroll; Mark W. Disposable external defibrillator
EP1013506A2 (en) 1998-12-21 2000-06-28 Audi Ag Vehicle power supply network
EP1044852A2 (en) 1999-04-16 2000-10-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Power supply network for vehicles
WO2001017054A1 (en) 1999-09-02 2001-03-08 Eveready Battery Company, Inc. An energy system for delivering intermittent pulses
US20020041174A1 (en) 2000-10-10 2002-04-11 Bruce Purkey Apparatus for providing supplemental power to an electrical system and related methods

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