汽車車載電網及其運行方法和用于實施該方法的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及汽車車載電網及其運行方法和用于實施該方法的裝置。提出一種汽車車載電網（1、2、3、4、5），該汽車車載電網具有至少能以發(fā)電機方式運行的電機（G）、第一蓄能器（B1）和第二蓄能器（B2），并且在該汽車車載電網中設置有裝置（S1、S2、S3、S4、D1、10），借助這些裝置能夠可選地相互交替地設定所有隨后被說明的開關狀態(tài)a）到c）：a）或者僅僅第一蓄能器（B1）或者僅僅第二蓄能器（B2）連接到電機（G）上；b）第一蓄能器（B1）和第二蓄能器（B2）并聯地連接到電機（G）上；c）第一蓄能器（B1）和第二蓄能器（B2）串聯地連接到電機（G）上。用于運行相應的汽車車載電網的方法和用于實施所述方法的裝置同樣是本發(fā)明的主題。
【專利說明】汽車車載電網及其運行方法和用于實施該方法的裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有至少兩個蓄能器的汽車車載電網、用于運行這樣的汽車車載電網 的方法以及用于實施該方法的裝置。

【背景技術】
[0002] 汽車中的制動能通過所謂的余熱利用（Rekuperation)的回收是已知的。在這種 情況下所使用的余熱利用系統(tǒng)中，在制動期間制動能通過電機、例如爪極發(fā)電機被轉換為 電能并且被存儲在電池或其它蓄能器中。該能量被用于供應耗電器，由此可以節(jié)省燃料。
[0003] 如果駕駛員所要求的機械制動功率小于或等于余熱利用系統(tǒng)的生產率，則制動典 型地僅僅借助該余熱利用系統(tǒng)來實現。而如果駕駛員所需要的制動功率更高，為了制動附 加地使用常規(guī)的(例如液壓的）制動系統(tǒng)。在該情況下，總機械制動能不能被轉換為電能。
[0004] 通過余熱利用的可能的燃料節(jié)省因此不僅依賴于行駛周期和駕駛員行為，而且依 賴于余熱利用系統(tǒng)的生產率。余熱利用系統(tǒng)的生產率受電機的最大再生功率和汽車車載電 網中的一個或多個蓄能器的最大電容量限制。
[0005] 此外，作為燃料節(jié)省措施，所謂的滑行運行（Segelbetr ieb )是已知的。在這種情況 下，內燃機在所謂的滑行階段期間與剩余的傳動系分離。通過內燃機的分離，發(fā)動機牽引力 矩在滑行階段期間不再對剩余的傳動系產生影響。因此車輛的滑行階段相對于利用所耦合 的內燃機的所謂的推進運行（Schubbetrieb)顯著地被延長。如果內燃機在滑行階段期間被 關掉，則這根據行駛周期和駕駛員行為導致燃料的節(jié)省。在具有常規(guī)的傳動系的車輛中，耗 電器在滑行階段期間僅僅由所述一個或多個蓄能器供電，因為發(fā)電機不再被內燃機驅動。
[0006] 滑行和余熱利用相互并不排斥，而是可以互補。如果駕駛員既不操作油門也不操 作制動器，那么例如可以開始滑行運行。如果駕駛員操作制動器，則可以實現制動能的余熱 利用。
[0007] 生產率通常在汽車（PKW)中使用的具有用于余熱利用的被動B6橋式整流的14V爪 極發(fā)電機的效率由于低輸出電壓而是受限制的。盡管可以根據DE 197 33 221 A1提高爪 極發(fā)電機的輸出電壓，其中借助DC/DC轉換器使電壓適配于14V汽車車載電網。然而，DC/ DC轉換器的使用導致成本的提高。此外，已知的汽車車載電網具有其它的問題并且經常不 能或不能足夠有效地被利用來執(zhí)行余熱利用和滑行運行，如下面所解釋的。
[0008] 因此需要可靈活地用于余熱利用和滑行運行的汽車車載電網，這些汽車車載電網 特別是也可以提供足夠的余熱利用功率并且是故障安全的。


【發(fā)明內容】

[0009] 在該背景下，本發(fā)明建議具有獨立權利要求的特征的具有至少兩個蓄能器的汽車 車載電網、用于運行這樣的汽車車載電網的方法以及用于實施該方法的裝置。優(yōu)選的擴展 方案是從屬權利要求以及以下描述的主題。
[0010] 本發(fā)明的優(yōu)點 本發(fā)明通過以下方式來解決相較于已知的14V汽車車載電網能夠實現高效的余熱利 用的任務，即本發(fā)明提供具有至少兩個蓄能器的汽車車載電網。所述至少兩個蓄能器可以 可選地單獨地、串聯或并聯地與被設置在汽車車載電網中的至少能以發(fā)電機方式運行的電 機連接。因此同時為滑行運行提供冗余的電能供應。本發(fā)明附加地能夠實現，在內燃機起 動期間防止汽車車載電網中的干擾的電壓擾動。同時提高所使用的發(fā)電機的效率。
[0011] 能以發(fā)電機方式運行的電機隨后也被簡稱為"發(fā)電機"。發(fā)電機是僅能以發(fā)電機方 式運行的，然而本發(fā)明也可以例如利用所謂的起動器發(fā)電機被使用，這些起動器發(fā)電機也 能以電動機方式運行并且在此可以產生相應的轉矩，例如用于電動機起動或用于支持內燃 機(例如用于補償渦輪遲滯或一般在所謂的加速運行（Boostbetrieb)中）。該發(fā)電機或能 以發(fā)電機方式運行的電機和至少兩個蓄能器、例如傳統(tǒng)的汽車電池分別通過一些機電的或 基于半導體的開關元件(例如繼電器或晶體管）和二極管相互互連。
[0012] 如已經解釋的，關于余熱利用在傳統(tǒng)的汽車車載電網中存在不足。因為對于在此 典型地被使用的14V發(fā)電機在帶傳動時僅有限的結構空間可供使用，所以發(fā)電機(典型地 爪極發(fā)電機)的電功率是有限的。這相較于混合動力或電動車輛導致降低的余熱利用功率。 此外，在使用具有高功率的14V發(fā)電機的情況下成本增加。在14V水平上的高電功率的情 況下出現大電流。這些大電流需要具有大的橫截面的導線，這些導線引起附加的成本和重 量。
[0013] 已知的具有PKW典型的電池容量的汽車電池的最大可能的電功率消耗也限制相 應的汽車車載電網中的最大可能的余熱利用。
[0014] 如先前所談及的，然而傳統(tǒng)的車輛也具有關于滑行運行的不足。在內燃機作為唯 一的驅動裝置時，發(fā)電機典型地通過帶傳動與內燃機耦合。如果在滑行階段期間內燃機被 關掉并且與剩余的傳動系去耦合，那么發(fā)電機不能提供電能。汽車車載電網于是只還由汽 車電池供電。如果該汽車電池由于錯誤而失效，那么所有的耗電器不再被供電。這導致幾 乎所有車輛功能、例如電助力轉向、燈、駕駛艙顯示、刮雨器等等的失效。
[0015] 與此相對，本發(fā)明的優(yōu)點包括通過余熱利用而提高燃料節(jié)省，該余熱利用能夠通 過提高發(fā)電機電壓實現。因此得出作為制動功率可供使用的發(fā)電機功率的提高。根據本發(fā) 明的解決方案在此包括至少兩個蓄能器、例如至少兩個汽車電池的可變的互連，由此得出 電存儲系統(tǒng)的最大充電功率或容量的提高。該解決方案能夠實現在較高的發(fā)電機功率的情 況下所產生的電流或電壓也被饋入到汽車車載電網中并且因此總體上在余熱利用的情況 下能夠實現燃料節(jié)省的提高。
[0016] 根據發(fā)電機的相應的運行點、例如轉速或輸出功率，通過切換到另外的發(fā)電機輸 出電壓可以實現發(fā)電機效率的改進。發(fā)電機輸出電壓因此可以根據運行點來設定。此外， 至少兩個蓄能器冗余地可供用于滑行運行，由此提高故障安全性。與安全相關的耗電器在 一個蓄能器失效時不再失效。
[0017] 通過至少兩個蓄能器的可變的互連，在內燃機起動時所述蓄能器中的至少一個可 以連接到起動器上并且至少一個另外的存儲器可以與此獨立地連接到耗電器上。因此創(chuàng)建 起動器電路和耗電器電路。在內燃機起動時，由于去耦合的起動器電路在耗電器電路中不 出現干擾的電壓擾動。這特別是在已知的起動-停止系統(tǒng)中(例如在信號燈停止之后)在熱 起動中是有利的。
[0018] 而在電壓擾動典型地作為較小干擾的被覺察到的冷起動的情況下，可以通過至少 兩個蓄能器的并聯來提高可用的電功率。
[0019] 本發(fā)明也能夠實現發(fā)電機錯誤的封閉，即防止從發(fā)電機到供電電網中的錯誤傳 播。因此附加地提高故障安全性。
[0020] 本發(fā)明提供比例如所提及的DE 197 33 221 A1成本更低的解決方案，因為該解決 方案沒有DC/DC轉換器也行。
[0021] 本發(fā)明的優(yōu)點如所提及的那樣通過汽車車載電網中的至少兩個蓄能器(例如兩個 電池）的可變的互連來實現?；ミB中的可變性在此通過使用相應的開關元件和/或二極管 來實現。根據行駛狀態(tài)和汽車車載電網狀態(tài)，電池相互耦合，使得得出根據本發(fā)明的優(yōu)點。
[0022] 在具有至少一個能以發(fā)電機方式運行的電機、第一蓄能器和第二蓄能器的相應的 汽車車載電網中，在此根據本發(fā)明設置有裝置，借助這些裝置可以可選地相互交替地設定 所有隨后被說明的開關狀態(tài)： a) 或者僅僅第一蓄能器或者僅僅第二蓄能器被連接到電機上； b) 第一蓄能器和第二蓄能器并聯地連接到電機上； c) 第一蓄能器和第二蓄能器串聯地連接到電機上。
[0023] 根據本發(fā)明的方法在此包括這些開關狀態(tài)相互交替的設定。特別是在此電機以發(fā) 電機方式被運行并且在開關狀態(tài)c)中電機的輸出電壓比在開關狀態(tài)a)和/或b)中更高 地被設定。
[0024] 根據本發(fā)明的計算單元、例如用于汽車車載電網的控制裝置作為用于實施根據本 發(fā)明的方法的裝置特別是在程序技術上被設立用于執(zhí)行根據本發(fā)明的方法。
[0025] 該方法以軟件形式實施也是有利的，因為這特別是在進行實施的控制裝置還被用 于其它的任務并且因此總歸存在時引起特別少的成本。這樣的控制裝置配備有用于存儲相 應的計算機程序的合適的數據載體、例如硬盤和/或閃存。
[0026] 本發(fā)明的其它優(yōu)點和擴展方案由說明書和附圖得出。
[0027] 易于理解的是，上面所提到的并且隨后還要解釋的特征不僅可以以分別被說明的 組合而且以其它組合或單獨地被使用，而不離開本發(fā)明的范圍。
[0028] 本發(fā)明借助實施例在附圖中示意性地被示出并且在下文中參考附圖詳細地被描 述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1闡明針對14V和28V的輸出電壓具有被動B6橋式整流的14V爪極發(fā)電機的 最大輸出功率關于發(fā)電機轉速的變化曲線。
[0030] 圖2以簡化的示意圖示出根據本發(fā)明的一種實施方式的汽車車載電網。
[0031] 圖3示出在根據本發(fā)明的一種實施方式所設置的一種開關狀態(tài)下的根據圖2的汽 車車載電網。
[0032] 圖4示出在根據本發(fā)明的一種實施方式所設置的另一開關狀態(tài)下的根據圖2的汽 車車載電網。
[0033] 圖5示出在根據本發(fā)明的一種實施方式所設置的另一開關狀態(tài)下的根據圖2的汽 車車載電網。
[0034] 圖6示出在根據本發(fā)明的一種實施方式所設置的另一開關狀態(tài)下的根據圖2的汽 車車載電網。
[0035] 圖7示出在根據本發(fā)明的一種實施方式所設置的另一開關狀態(tài)下的根據圖2的汽 車車載電網。
[0036] 圖8以簡化的示意圖示出根據本發(fā)明的另一種實施方式的汽車車載電網。
[0037] 圖9以簡化的示意圖示出根據本發(fā)明的另一種實施方式的汽車車載電網。
[0038] 圖10以簡化的示意圖示出根據本發(fā)明的另一種實施方式的汽車車載電網。
[0039] 圖11以簡化的示意圖示出根據本發(fā)明的另一種實施方式的汽車車載電網。

【具體實施方式】
[0040] 在圖1中示例性地針對輸出電壓A = 14V和U2 = 28V關于橫坐標上的發(fā)電機轉 速在縱坐標上示出了具有被動B6橋式整流的14V爪極發(fā)電機的最大輸出功率P的變化曲 線。
[0041] 如果發(fā)電機給14V汽車車載電網饋電，那么發(fā)電機可以從發(fā)電機轉速起提供電 功率。而在向28V汽車車載電網饋入的情況下相同的發(fā)電機從轉速11。 2起才可以提供電功 率。
[0042] 在U2 = 28V的發(fā)電機的輸出電壓的情況下從發(fā)電機轉速n>n12起得出比在供應 14V汽車車載電網的情況下明顯更高的最大輸出功率。該效應通過本發(fā)明被利用，以便在余 熱利用期間提高發(fā)電機的輸出功率。
[0043] 在圖2中以電路圖的形式簡化地示意性地示出了根據本發(fā)明的一種實施方式的 汽車車載電網。該汽車車載電網總體上以1來表示。
[0044] 該汽車車載電網1具有第一蓄能器&和第二蓄能器B2，這兩個蓄能器可以以同樣 的或不同的汽車電池的形式、例如以兩個12V汽車電池的形式被構造。蓄能器&和B 2可以 借助開關元件31、52、53和5 4可變地被互連。耗電器以電阻札到1^的形式被闡明。發(fā)電機 G將電功率饋入到汽車車載電網1中。電起動裝置S、例如起動器與第二蓄能器B2連接?？?制設備在該圖和圖8到11中以10來表示并且被構造用于控制開關元件SpS 2、S3和S4 (只 要存在)。
[0045] 在下文中，以Sn = 0表示打開的開關元件，以Sn = 1表示閉合的開關元件。汽車 車載電網1的在圖3到7中被示出的并且隨后進一步被解釋的開關狀態(tài)借助開關元件Si到 3 4來設定。
[0046] 以Si = 0、S2 = 1、S3 = 0和S4 = 1得出根據圖3的開關狀態(tài)。
[0047] 兩個蓄能器&和B2根據圖3被串聯。發(fā)電機G在此將具有大約28V的輸出電壓 的電功率饋入到汽車車載電網1中，其中該輸出電壓相應地被設定。第二蓄能器B 2和發(fā)電 機G給耗電器&到Rn供應14V的電壓。
[0048] 如果兩個蓄能器&和氏應該同時被充電，那么可以選擇根據圖3的開關狀態(tài)。然 而，根據圖3的開關狀態(tài)優(yōu)選地在余熱利用的情況下被選取。發(fā)電機G的較高的輸出電壓 對于發(fā)電機轉速n>n 12也得出較高的輸出功率(參看圖1)。通過兩個蓄能器&和氏的串聯， 最大可能的功率消耗相對于唯一的蓄能器&或B 2 (例如唯一的汽車電池）被加倍。
[0049] 在余熱利用期間，第一蓄能器&比第二蓄能器B2更強地被充電，因為耗電器札到 Rn與第二蓄能器B2并聯。如果第一蓄能器達到其充電狀態(tài)的上限，那么該第一蓄能器 必須又被放電，以便能夠實現其它的余熱利用過程。第一蓄能器&的放電優(yōu)選地通過設定 圖4中被示出的開關狀態(tài)來實現。
[0050] 以Si = 1、S2 = 0、S3 = 1和S4 = 0得出根據圖4的開關狀態(tài)。
[0051] 發(fā)電機G根據圖4只與第一蓄能器&連接。發(fā)電機G在大約14V的輸出電壓的 情況下將電功率饋入到汽車車載電網1中。如果發(fā)電機功率小于耗電器&到R n的耗電器 功率，那么第一蓄能器&被放電。如果發(fā)電機功率大于耗電器&到1^的耗電器功率，那么 第一蓄能器&被充電。
[0052] 如果例如由于具有在圖3中被示出的開關狀態(tài)的余熱利用過程第一蓄能器&已 經達到其高的允許的充電狀態(tài)，那么有利地利用根據圖4的開關狀態(tài)。在該情況下，發(fā)電機 功率被減少，直到第一蓄能器&通過耗電器&到R n被放電的時候。第一蓄能器&又可以 在圖4中被示出的開關狀態(tài)下被放電，直到其它的余熱利用過程可以利用圖3中被示出的 開關狀態(tài)進行的時候。
[0053] 在根據圖4的開關狀態(tài)下，第一蓄能器氏可以被充電，而不影響第二蓄能器B2的 充電狀態(tài)。如果發(fā)電機電流大于耗電器&到R n的耗電器電流，那么第一蓄能器&被充電。
[0054] 在圖4中被示出的開關狀態(tài)也可以在低發(fā)電機轉速n〈n12的情況下被用于余熱利 用（參看圖1)。在該情況下，電余熱利用功率也可以在低發(fā)電機轉速的情況下被存儲在第一 蓄能器&中。
[0055] 以Si = 1、S2 = 0、S3 = 0和S4 = 1得出根據圖5的開關狀態(tài)。
[0056] 發(fā)電機G根據圖5只與第二蓄能器B2連接。發(fā)電機G在大約14V的輸出電壓的 情況下將電功率饋入到汽車車載電網中。如果發(fā)電機電流小于耗電器凡到R n的耗電器電 流，那么第二蓄能器B2被放電。如果發(fā)電機電流大于耗電器&到R n的耗電器電流，那么第 二蓄能器B2被充電。該開關狀態(tài)也可以在低發(fā)電機轉速n〈n12的情況下被用于余熱利用（參 看圖1)。在該情況下，電余熱利用功率也可以在低發(fā)電機轉速的情況下被存儲在第二蓄能 器氏中。
[0057] 以Si = 1、S2 = 0、S3 = 1和S4 = 1得出根據圖6的開關狀態(tài)。
[0058] 兩個蓄能器&和B2根據圖6被并聯。如果兩個蓄能器&和B 2應該同時被充電或 被放電，那么可以有利地使用該開關狀態(tài)。如果為了借助起動裝置S、例如起動器起動內燃 機而需要高的電起動功率，那么得出另一可能的應用情況。這于是例如可以是下述情況，即 在低溫的情況下，內燃機、例如具有較大的沖程容積的柴油發(fā)動機第一次被起動(所謂的冷 起動或鑰匙起動)。
[0059] 另一應用情況是具有被關掉的內燃機的滑行運行。在該情況下，耗電器札到1^如 所解釋的那樣只通過蓄能器&和B 2供電，因為發(fā)電機G沒有被驅動。在具有高功率的耗電 器札到Rn的車輛中，可以通過下述方式防止太高的電壓擾動，即蓄能器&和B 2被并聯。
[0060] 另一應用情況是在低發(fā)電機轉速n〈n12的情況下的余熱利用（參看圖1)。在該情況 下，電余熱利用功率也可以在低發(fā)電機轉速的情況下被存儲在兩個蓄能器&和氏中。通過 兩個蓄能器&和B 2的并聯，最大可能的充電功率相對于僅僅一個蓄能器&或B2被加倍。
[0061] 以Si = 1、S2 = 0、S3 = 1和S4 = 0得出根據圖7的開關狀態(tài)。
[0062] 根據圖7,在內燃機起動期間，第一蓄能器&給耗電器&到Rn供電。第二蓄能器 B2被去耦合并且僅被用于給起動裝置S供電。該開關狀態(tài)有利地在起動-停止系統(tǒng)中在熱 起動中或在車輛的滑行階段之后起動的情況下被使用。通過起動器電池(在此第二蓄能器 B2)和供電電池(在此第一蓄能器Bi)的去耦合，實現在起動過程期間在耗電器Ri到Rn中沒 有電壓擾動?？蛇x地，起動裝置S也可以與第一蓄能器&連接。在該情況下，開關元件S 3 必須根據起動器電流被設計。
[0063] 在圖8中以電路圖的形式簡化地示意性地示出了根據本發(fā)明的另一種實施方式 的汽車車載電網并且總體上以2來表示。該汽車車載電網2與圖2的汽車車載電網1的區(qū) 別在于，開關元件S 4和第二蓄能器B2被交換。本發(fā)明的先前所解釋的優(yōu)點也可以在這樣的 汽車車載電網2中以相應的方式來實現。
[0064] 在滑行階段期間冗余的供電根據本發(fā)明的一種實施方式能夠如下實現： 如果在滑行階段期間內燃機被關掉并且從剩余的傳動系去耦合，那么發(fā)電機G不能提 供電能。耗電器&到1^在具有僅僅一個蓄能器的傳統(tǒng)的汽車車載電網中僅還通過這一個 蓄能器被供電。如果該蓄能器由于錯誤而失效，那么所有的耗電器不再被供電。
[0065] 對于該錯誤情況，根據本發(fā)明的裝置在滑行階段期間提供冗余的供電。如果在滑 行階段期間根據圖4的開關狀態(tài)被設定并且第一蓄能器氏失效，那么被切換到根據圖5的 開關狀態(tài)。在該開關狀態(tài)中，作為冗余的能量源的第二蓄能器B2給耗電器&到Rn供電。 [0066] 而如果在滑行階段期間根據圖5的開關狀態(tài)被設定并且第二蓄能器B 2失效，那么 被切換到根據圖4的開關狀態(tài)。在該開關狀態(tài)下，第一蓄能器&給耗電器&到Rn供電。 [0067] 借助根據圖4和圖5的開關狀態(tài)以及蓄能器&和B2因此保障冗余的供電。根據 圖4和圖5的開關狀態(tài)之間的切換可能性也可以被利用，以便在滑行階段之外實現與安全 相關的耗電器的冗余的供電。
[0068] 在發(fā)電機錯誤、例如太高的輸出電壓的情況下，耗電器&到Rn的供電可以從發(fā)電 機G去耦合，使得耗電器不被損壞。
[0069] 以 Si = 0、S2 = 0、S3 = 1 和 S4 = 1 或以 Si = 0、S2 = 0、S3 = 0 和 S4 = 1，發(fā)電機 G在錯誤情況下在圖2和圖8中被示出的車載電網1和2中與耗電器札到Rn分離并且因 此防止錯誤傳播到供電電網中。
[0070] 根據發(fā)電機G的相應的運行點、例如轉速和輸出功率，通過切換到另外的發(fā)電機 輸出電壓可以實現發(fā)電機效率的改進。如果發(fā)電機G在輸出電壓&的情況下在確定的工 作范圍內有較高的效率，那么在根據圖4、5或6的開關狀態(tài)之一下運行發(fā)電機。如果輸出 電壓U 2得出較高的效率，那么根據圖3的開關狀態(tài)被設定。
[0071] 如果在根據圖2的實施方式中第二開關元件S2由二極管Di代替，那么得出本發(fā)明 的汽車車載電網的另一種實施方式。這另一種實施方式在圖9中被示出。車載電網在此總 體上以3來表示。在該實施方式中，有利地僅還需要三個開關元件5 1、&和&。就開關元 件S2不必再被控制的區(qū)別來說，該實施方式按意義對應于根據圖2的實施方式（即車載電 網1)。
[0072] 本發(fā)明的汽車車載電網的另一種實施方式在圖10中被示出并且總體上以4來表 示。圖2的汽車車載電網1的解釋和根據本發(fā)明的優(yōu)點按意義適用于該實施方式的開關狀 態(tài)： Si = 0、S2 = 1、S3 = 1和S4 = 0得出根據圖3的開關狀態(tài)。
[0073] Si = 1、S2 = 0、S3 = 0和S 4 = 1得出根據圖4的開關狀態(tài)。
[0074] Si = 1、S2 = 1、S3 = 0和S 4 = 0得出根據圖5的開關狀態(tài)。
[0075] Si = 1、S2 = 1、S3 = 0和S 4 = 1得出根據圖6的開關狀態(tài)。
[0076] Si = 1、S2 = 0、S3 = 0和S 4 = 1得出根據圖7的開關狀態(tài)。
[0077] 本發(fā)明的汽車車載電網的另一種實施方式在圖11中被示出并且總體上以5來表 示。如果在根據圖10的實施方式中第三開關元件S 3由二極管Di代替，那么得出該實施方 式。在該實施方式中，因此有利地僅還需要三個開關元件31、5 2和54。就開關元件&不必再 被控制的區(qū)別來說，該實施方式功能上對應于根據圖10的實施方式（即汽車車載電網4)。
[0078] 在圖2到圖11中被示出的實施方式和開關狀態(tài)僅應理解為示例性的并且應該僅 僅闡明本發(fā)明的基本構思：借助開關元件并且必要時借助附加的二極管建立在圖3到圖7 中被示出的開關狀態(tài)。通過這些開關狀態(tài)可以實現本發(fā)明的優(yōu)點。
[0079] 替代地，對于所有的實施方式，不僅可以使用例如12V鉛電池作為蓄能器&或氏 而且可以使用鋰離子電池或其它的電存儲器類型。替代于此，對于所有的實施方式，不僅 12V蓄能器而且具有其它電壓的蓄能器可以被使用。
[0080] 替代地，發(fā)電機G可以由電機代替，該電機不僅能夠以電動機方式工作而且能夠 以發(fā)電機方式工作。該電機可以在該情況下可選地也配備用于控制的附加的功率電子設 備。
[0081] 可選地，內燃機的起動于是可以借助電機來實現。該電機也可以可選地支持在牽 引情況下的內燃機。如果為了電機的電動機運行而設定根據圖3的開關狀態(tài)，那么較高的 電壓可供該電動機運行使用。這特別是在機器的較高的所要求的電動機功率的情況下是有 利的。然而，在該情況下不能利用汽車車載電網3 (圖9)和5 (圖11)，因為在此所使用的 二極管A阻止這一點。
[0082] 根據圖3的開關狀態(tài)也可以被用于給耗電器供應較高的電壓。該耗電器被耦合到 發(fā)電機G的輸出端上。當該耗電器、例如前窗玻璃電加熱裝置激活時，被切換到根據圖3的 開關狀態(tài)。于是前窗玻璃加熱裝置被供應較高的電壓。如果這些耗電器在發(fā)電機不提供功 率或提供不夠的功率(例如在關掉內燃機的情況下）時也應該被供電，那么必須實現來自電 池的供電。然而，在該情況下不能利用汽車車載電網3 (圖9)和5 (圖11)，因為在此所使 用的二極管A阻止這些耗電器的供電。
[0083] 開關元件Si到S4例如可以通過晶體管或其它的電子器件來實現。
【權利要求】
1. 汽車車載電網（1、2、3、4、5)，所述汽車車載電網具有至少能以發(fā)電機方式運行的電 機（G)、第一蓄能器（BJ和第二蓄能器（B 2)，并且在所述汽車車載電網中設置有裝置（SpS2、 S3、S4、DplO)，借助這些裝置能夠可選地相互交替地設定所有隨后所說明的開關狀態(tài)a)到 c)： a) 或者僅僅第一蓄能器（BJ或者僅僅第二蓄能器（B2)連接到電機（G)上； b) 第一蓄能器（BJ和第二蓄能器（B2)并聯地連接到電機（G)上； c) 第一蓄能器（BJ和第二蓄能器（B2)串聯地連接到電機（G)上。
2. 根據權利要求1所述的汽車車載電網（1、2、3、4、5)，所述汽車車載電網具有至少一 個耗電器（? 一 Rn)，所述耗電器能夠可選地借助第一蓄能器（BJ的輸出電壓或借助第二蓄 能器（B2)的輸出電壓來饋電。
3. 根據權利要求1或2所述的汽車車載電網（1、2、3、4、5)，所述汽車車載電網此外具 有高負載耗電器，所述高負載耗電器能夠在開關狀態(tài)c)下至少暫時地借助電機（G)的輸出 電壓來饋電。
4. 根據上述權利要求之一所述的汽車車載電網（1、2、3、4、5)，所述汽車車載電網此外 具有起動裝置（S)，所述起動裝置能夠可選地或者借助第一蓄能器（BJ或者借助第二蓄能 器（B 2)或者借助第一蓄能器（BJ和第二蓄能器（B2)共同地來饋電。
5. 根據權利要求1或2所述的汽車車載電網（1、2、4)，其中所述電機（G)能以發(fā)電機方 式和以電動機方式運行，其中所述電機（G)為了以電動機方式運行能夠至少暫時地借助第 一蓄能器（BJ和第二蓄能器（B 2)來饋電。
6. 根據上述權利要求之一所述的汽車車載電網（1、2、3)，其中能夠設定開關狀態(tài)a)到 c)所借助的所述裝置（Sp S2、S3、S4、DplO)包括分別具有第一和第二電壓端子的第一開關 元件（SJ、第二開關元件或二極管（S 2、DP、第三開關元件（S3)和第四開關元件（S4)以及控 制裝置（10)，并且其中如果設置有二極管（DP，那么所述二極管允許電流在其第一電壓端 子和其第二電壓端子之間通過并且相反地截止。
7. 根據權利要求6所述的汽車車載電網（1、3)，其中以下的電壓端子分別相互導電連 接： 電機（G)的第一電壓端子、第一蓄能器（BJ的第一電壓端子和第一開關元件（SJ的第 一電壓端子； 電機（G)的第二電壓端子、第二蓄能器（B2)的第二電壓端子和第三開關元件（S3)的第 二電壓端子； 第一蓄能器（BJ的第二電壓端子、第二開關元件或二極管（S2、Di)的第一電壓端子和第 三開關元件（S3)的第一電壓端子； 第一開關元件（Si)的第二電壓端子、第二開關元件或二極管（S2、Di)的第二電壓端子和 第四開關元件（S4)的第一電壓端子； 第四開關元件（S4)的第二電壓端子和第二蓄能器（B2)的第一電壓端子。
8. 根據權利要求6所述的汽車車載電網（2)，其中以下的電壓端子分別相互導電連 接： 電機（G)的第一電壓端子、第一蓄能器（BJ的第一電壓端子和第一開關元件（SJ的第 一電壓端子； 電機（G)的第二電壓端子、第三開關元件（S3)的第二電壓端子和第四開關元件（S4)的 第二電壓端子； 第一蓄能器（BJ的第二電壓端子、第二開關元件或二極管（S2、Di)的第一電壓端子和第 三開關元件（S3)的第一電壓端子； 第一開關元件（Si)的第二電壓端子、第二開關元件或二極管（S2、Di)的第二電壓端子和 第二蓄能器（B2)的第一電壓端子； 第四開關元件（S4)的第一電壓端子和第二蓄能器（B2)的第二電壓端子。
9. 根據權利要求1到3之一所述的汽車車載電網（4、5)，其中能夠設定開關狀態(tài)a)到 c)所借助的所述裝置（Sp S2、S3、S4、Dp 10)至少包括分別具有第一和第二電壓端子的第一 開關元件（SJ、第二開關元件（S2)、第三開關元件或二極管（S 3、Di)和第四開關元件（S4)以 及控制裝置（10)，并且其中如果設置有二極管（DJ，那么所述二極管允許電流在第一和第 二電壓端子之間通過并且相反地截止。
10. 根據權利要求9所述的汽車車載電網（4、5)，其中以下的電壓端子分別相互導電連 接： 電機（G)的第一電壓端子、第一蓄能器（BJ的第一電壓端子和第一開關元件（SJ的第 一電壓端子； 電機（G)的第二電壓端子、第二蓄能器（B2)的第二電壓端子和第四開關元件（S4)的第 二電壓端子； 第一蓄能器（)的第二電壓端子、第三開關元件或二極管（S3、Di)的第一電壓端子和第 四開關元件（S4)的第一電壓端子； 第二蓄能器（B2)的第一電壓端子、第三開關元件或二極管（S3、Di)的第二電壓端子和第 二開關元件（S2)的第一電壓端子； 第一開關元件（SJ的第二電壓端子和第二開關元件（S2)的第二電壓端子。
11. 根據權利要求6到10之一所述的汽車車載電網（1、2、3、4、5)，其中為了設定開關 狀態(tài)a)到c)，能夠借助所述控制裝置（10)來設定所述開關元件$、S 2、S3、S4)。
12. 用于運行根據上述權利要求之一所述的汽車車載電網（1、2、3、4、5)的方法，所述 方法包括可選地設定所述開關狀態(tài)a)到c)。
13. 根據權利要求12所述的方法，其中所述電機（G)以發(fā)電機方式被運行并且所述電 機（G)的輸出電壓在開關狀態(tài)c)下比在開關狀態(tài)a)和/或b)下更高地被設定。
14. 用于根據上述權利要求之一所述的汽車車載電網（1、2、3、4、5)的控制裝置（10)， 所述控制裝置被設立用于執(zhí)行根據權利要求12或13所述的方法。
15. 具有程序代碼裝置的計算機程序，當所述程序代碼裝置在計算單元上、特別是在根 據權利要求14所述的控制裝置（10)上被實施時，所述程序代碼裝置促使所述計算單元執(zhí) 行根據權利要求12或13所述的方法。
16. 機器可讀的存儲介質，具有被存儲在其上的根據權利要求15的計算機程序。
【文檔編號】H02J7/34GK104057900SQ201410101631
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權日:2013年3月20日
【發(fā)明者】W.米勒 申請人:羅伯特·博世有限公司