DE102011105971A1 - Bordnetzanordnung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Bordnetzanordnung (10) für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten Bordnetz (12) zum Bereitstellen einer ersten elektrischen Spannung, einem zweiten Bordnetz (14) zum Bereitstellen einer zweiten elektrischen Spannung, wobei die zweite elektrische Spannung im Vergleich zu der ersten elektrischen Spannung einen höheren Wert aufweist, und einer Begrenzungseinrichtung (26) mit einem Lastzweig (40), der mit dem zweiten Bordnetz (14) koppelbar ist und über den zum Begrenzen des Werts der zweiten elektrischen Spannung ein Spannungsabfall erzeugbar ist, wobei der Lastzweig (40) einen Spannungsabgriff (44) aufweist, der mit dem ersten Bordnetz (12) verbindbar ist und an dem über den Spannungsabfall an dem zweiten Bordnetz (14) eine elektrische Spannung mit dem Wert der ersten elektrischen Spannung zur Versorgung des ersten Bordnetzes (12) bereitstellbar ist.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bordnetzanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- In Bordnetzanordnungen für zukünftige Kraftfahrzeuge können Bordnetze mit zwei bzw. drei Spannungsebenen zur Versorgung der elektrischen Verbraucher vorhanden sein. Hierbei kann ein Niedervoltbordnetz, das eine elektrische Gleichspannung mit einer Nennspannung von 14 Volt bereitstellt, und ein Mittelvoltbordnetz, das eine elektrische Gleichspannung mit einer Nennspannung von 48 Volt bereitstellt, vorgesehen sein. Ebenso kann eine entsprechende Hochvoltquelle in der Bordnetzanordnung vorgesehen sein, die eine elektrische Gleichspannung mit einer Nennspannung über 60 Volt zur Verfügung stellt. Hierbei stellen die angegebenen Nennspannungswerte für die Bordnetze nur typische Werte dar. In der Praxis schwanken die Spannungswerte des Niedervoltnetzes üblicherweise zwischen 10 und 16 Volt. Dies gilt in gleicher Weise für das Mittelvoltbordnetz.
- Bei Bordnetzen, die mit einer elektrischen Spannung unter 60 Volt betrieben werden, müssen normative bzw. gesetzliche Anforderungen bezüglich eines Berührungsschutzes erfüllt werden. Zudem müssen für das Niedervoltbordnetz mindestens zwei Energiequellen vorhanden sein, sobald sicherheitsrelevante Systeme auf diese Spannungsebene zurückgreifen. In heutigen Niederspannungsbordnetzen werden beispielsweise ein 14 Volt-Generator und eine 14 Volt-Starterbatterie verwendet. Bei einem Entfall des 14 Volt-Generators missen neben dem 14 Volt-Speicher noch weitere 14 Volt-Quellen installiert sein. Dies kann je nach Topologie dazu führen, dass ein zusätzlicher Speicher, ein weiterer Generator oder ein entsprechender Spannungswandler, beispielsweise ein DC/DC-Wandler, im Kraftfahrzeug verbaut werden müssen, um die 14 Volt-Versorgung im Fehlerfall gewährleisten zu können. Das bedeutet, dass mehr Bauraum für die zusätzlichen Komponenten im Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt werden muss.
- Die
DE 10 2008 027 062 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeug mit einem Bordnetz, einem elektrischen Verbraucher und einem kapazitiven Energiespeicher. Der elektrische Widerstand des elektrischen Verbrauchers nimmt hierbei zumindest über einen Teilbereich mit abnehmender am Verbraucher abfallender Spannung ab. Der kapazitive Energiespeicher wird hierbei über den Verbraucher vorgeladen, wobei auf diese Weise ein gleichmäßiger Vorladestrom erreicht werden kann. - Die
DE 197 10 073 A1 betrifft eine Überspannungsschutzvorrichtung zum Schutz einer elektrischen Anlage vor Überspannungen. Die elektrische Anlage weist ein von einem elektrischen Generator gespeistes Bordnetz und daran angeschlossene elektrische Einrichtungen auf. Dabei wird der Spannungswert am Generatorausgang überwacht. Tritt hier eine Überspannung auf, so wird diese überschüssige elektrische Spannung in zumindest zwei elektrischen Widerständen umgesetzt. - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bordnetzanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche besonders effektiv betrieben werden kann.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Bordnetzanordnung gemäß Patentanspruch 1. Demnach wird erfindungsgemäß bereitgestellt eine Bordnetzanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten Bordnetz zum Bereitstellen einer ersten elektrischen Spannung, einem zweiten Bordnetz zum Bereitstellen einer zweiten elektrischen Spannung, wobei die zweite elektrische Spannung im Vergleich zu der ersten elektrischen Spannung einen höheren Wert aufweist, und einer Begrenzungseinrichtung mit einem Lastzweig, der mit dem zweiten Bordnetz koppelbar ist und über den zum begrenzen des Werts der zweiten elektrischen Spannung ein Spannungsabfall erzeugbar ist, wobei der Lastzweig einen Spannungsabgriff aufweist, der mit dem ersten Bordnetz verbindbar ist und an dem über den Spannungsabfall an dem zweiten Bordnetz eine elektrische Spannung mit einem Wert der ersten elektrischen Spannung zur Versorgung des ersten Bordnetzes bereitstellbar ist.
- Das erste Bordnetz kann beispielsweise ein Niedervoltbordnetz sein, des mit einer elektrischen Gleichspannung mit einer Nennspannung von 14 Volt betrieben wird. Das zweite Bordnetz kann beispielsweise ein Mittelvoltbordnetz sein, das mit einer elektrischen Gleichspannung mit einer Nennspannung von 48 Volt, insbesondere einer Nennspannung kleiner 60 Volt, betrieben wird. Das zweite Bordnetz bzw. das Mittelvoltbordnetz umfasst üblicherweise eine Begrenzungseinrichtung, mit der die elektrische Spannung, die in dem zweiten Bordnetz bereitgestellt wird, gegenüber einer erhöhten elektrischen Spannung bzw. gegenüber Spannungsspitzen begrenzt wird. Zu diesem Zweck ist üblicherweise ein entsprechender Lastzweig parallel zwischen den Versorgungsanschluss und den Masseanschluss des zweiten Bordnetzes schaltbar. Tritt eine erhöhte elektrische Spannung in dem zweiten Bordnetz auf, so kann dieser Lastzweig zugeschaltet werden, damit über den Lastzweig ein entsprechender Spannungsabfall erzeugt wird. Ein solcher Lastzweig beinhaltet üblicherweise ein Widerstandselement oder mehrere elektrische Widerstandselemente, welche einen linearen oder einen nicht-linearen elektrischen Widerstand aufweisen können.
- In dem Lastzweig wird ein zusätzlicher Spannungsabgriff bereitgestellt, der mit dem ersten Bordnetz verbunden werden kann. Durch eine entsprechende Dimensionierung der elektrischen Widerstandselemente in dem Lastzweig kann ein solcher Spannungsabfall erzeugt werden, der an dem Spannungsabgriff eine elektrische Spannung bereitstellt, deren Wert dem der ersten elektrischen Spannung entspricht, mit der das erste Bordnetz versorgt wird. Somit kann auf besonders einfache und effektive Weise eine zusätzliche Spannungsversorgung für das erste Bordnetz bzw. das Niedervoltbordnetz bereitgestellt werden. Hierbei wird die Begrenzungseinrichtung so modifiziert, dass sie einerseits zur Spannungsbegrenzung des zweiten Bordnetzes begrenzt werden kann und unabhängig davon eine elektrische Spannung für das erste Bordnetz bei Bedarf zur Verfügung gestellt werden kann. Somit kann der Einbau von zusätzlichen Energiequellen in dem ersten Bordnetz entfallen, da durch den Spannungsabgriff eine redundante Energieversorgung über einen unabhängigen Pfad zur Verfügung gestellt wird.
- Bevorzugt weist die Begrenzungseinrichtung eine Stabilisierungseinrichtung auf, mit der der Wert der elektrischen Spannung zur Versorgung des ersten Bordnetzes stabilisierbar ist. Um das erste Bordnetz bei einem Ausfall einer dortigen Energiequelle besonders sicher und redundant mit elektrischer Energie versorgen zu können, wird mit Hilfe der Begrenzungseinrichtung eine stabilisierte elektrische Spannung bereitgestellt. Die dazu verwendete Stabilisierungseinheit kann mit Hilfe von bekannten elektrischen Bauelementen entsprechend einfach und kompakt aufgebaut werden. Die Stabilisierungseinheit kann ebenso zur Stabilisierung der elektrischen Spannung in dem zweiten Bordnetz verwendet werden.
- In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Begrenzungseinrichtung eine Messeinrichtung zum Erfassen des Werts der ersten elektrischen Spannung des ersten Bordnetzes und/oder der zweiten elektrischen Spannung des zweiten Bordnetzes. Üblicherweise umfasst die Begrenzungseinrichtung eine entsprechende Messeinrichtung, mit der die elektrische Spannung in dem zweiten Bordnetz gemessen bzw. erfasst werden kann. Hierbei umfasst die Begrenzungseinrichtung zusätzlich eine entsprechende Messungseinrichtung, mit der die elektrische Spannung in dem ersten Bordnetz überprüft bzw. erfasst werden kann. Ebenso kann eine bereits vorhandene Messeinrichtung so ausgebildet sein, dass sie die elektrische Spannung in dem ersten Bordnetz erfassen kann. Somit kann auf besonders einfache Weise festgestellt werden, ob eine ausreichende elektrische Versorgung in dem ersten Bordnetz vorhanden ist. Unterschreitet beispielsweise die elektrische Spannung in dem ersten Bordnetz einen entsprechenden Schwellwert, so kann mit der Begrenzungseinrichtung an deren Spannungsabgriff eine elektrische Spannung für das erste Bordnetz zur Verfügung gestellt werden. Somit kann sowohl die elektrische Spannung in dem ersten Bordnetz als auch in dem zweiten Bordnetz besonders einfach und sicher überwacht werden.
- In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Bordnetzanordnung einen Spannungswandler, mit dem die elektrische Spannung einer Hochvoltquelle in die erste elektrische Spannung zur Versorgung des ersten Bordnetzes und/oder in die zweite elektrische Spannung zur Versorgung des zweiten Bordnetzes wandelbar ist. Eine solche Hochvoltquelle, die eine elektrische Gleichspannung mit einer Nennspannung über 60 Volt bereitstellt, wird üblicherweise in Fahrzeugen mit Elektro- bzw. Hybridantrieb verwendet. Hierbei kann durch den Spannungswandler besonders einfach die elektrische Spannung zur Versorgung des ersten Bordnetzes und/oder die elektrische Spannung zur Versorgung des zweiten Bordnetzes zur Verfügung gestellt werden.
- Bevorzugt sind die Begrenzungseinrichtung und der Spannungswandler in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Ebenso ist es denkbar, dass die Begrenzungseinrichtung in den Spannungswandler integriert wird. Auf diese Weise kann eine besonders Bauraum sparende Anordnung erreicht werden.
- In einer weiteren Ausführungsform sind das erste Bordnetz und das zweite Bordnetz mit einem elektrischen Energiespeicher, insbesondere einer Mehrspannungsbatterie, verbunden. Dadurch, dass die beiden Bordnetze jeweils mit einem elektrischen Energiespeicher verbunden sind, kann eine Stabilisierung der elektrischen Spannung in dem jeweiligen Bordnetz erreicht werden. Hierbei sind die jeweiligen Bordnetze bevorzugt mit einer so genannten Mehrspannungsbatterie verbunden, die einen Anschluss für das jeweilige Bordnetz aufweist.
- Schließlich weist die Bordnetzanordnung eine Kommunikationsleitung zum Datenaustausch des ersten Bordnetzes, des zweiten Bordnetzes und der Begrenzungseinrichtung auf. Die Kommunikationsleitung kann zusätzlich mit den Energiequellen des ersten und des zweiten Bordnetzes und der Hochvoltquelle verbunden sein. Somit können die elektrischen Energieflüsse innerhalb der Bordnetze durch eine übergeordnete Steuereinrichtung überwacht und gesteuert werden. Auf diese Weise kann die Bordnetzanordnung besonders sicher und effektiv betrieben werden.
- Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Bordnetzanordnung mit einem ersten Bordnetz, einem zweiten Bordnetz, einer Begrenzungseinrichtung und einer Energiequelle, die über eine Kommunikationsleitung mit einer Steuereinrichtung verbunden sind; -
2 eine ausschnittsweise, schematische Darstellung der Begrenzungseinrichtung der Bordnetzanordnung; -
3 eine Bordnetzanordnung, die einen Spannungswandler aufweist; und -
4 eine Bordnetzanordnung, die eine Mehrspannungsbatterie umfasst. - Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Bordnetzanordnung10 für ein Kraftfahrzeug, die ein erstes Bordnetz12 und ein zweites Bordnetz14 umfasst. Hierbei wird in dem ersten Bordnetz12 eine elektrische Spannung von einer ersten Energiequelle16 bereitgestellt, mit der ein entsprechender Verbraucher18 in dem ersten Bordnetz12 betrieben werden kann. Ebenso weist das zweite Bordnetz14 eine entsprechende Energiequelle20 auf, mit der ein entsprechender Verbraucher22 in dem zweiten Bordnetz14 betrieben werden kann. Die Energiequellen16 und20 können beispielsweise in Form von entsprechenden Batterien bzw. Akkumulatoren realisiert werden. - In der Bordnetzanordnung
10 weist die elektrische Spannung des zweiten Bordnetzes14 eine im Vergleich zu der elektrischen Spannung in dem ersten Bordnetz12 eine elektrische Spannung mit einem höheren Wert auf. Beispielsweise kann das erste Bordnetz12 ein Niedervoltbordnetz sein, das mit einer elektrischen Gleichspannung von 14 Volt betrieben wird. Das zweite Bordnetz14 ist bevorzugt ein Mittelvoltbordnetz, das mit einer elektrischen Gleichspannung von 48 Volt, insbesondere einer elektrischen Gleichspannung unter 60 Volt, betrieben wird. Die Bordnetzanordnung10 weist zusätzlich eine Energiequelle24 auf, mit der eine elektrische Spannung für das zweite Bordnetz14 bereitgestellt wird. Die elektrische Energiequelle24 kann beispielsweise ein entsprechender Generator sein. Des Weiteren weist die Bordnetzanordnung10 eine Begrenzungseinrichtung26 auf, mit der die elektrische Spannung am Ausgang der Energiequelle24 begrenzt werden kann. - Das erste Bordnetz
12 , das zweite Bordnetz14 , die Energiequelle24 und die Begrenzungseinrichtung26 sind über eine Kommunikationsleitung28 mit einer Steuereinrichtung30 verbunden. Die Kommunikationsleitung28 kann hierbei als entsprechendes Bus-System oder als diskrete Datenleitung ausgebildet sein. Über diese Kommunikationsleitung28 erfolgt mit Hilfe der Steuereinrichtung30 bzw. einer Einrichtung des Bordnetzmanagements die Koordination der Energieflüsse zwischen den einzelnen Komponenten der Bordnetzanordnung10 . Die Steuereinrichtung30 kann, wie in1 dargestellt, zentral angeordnet sein. Ebenso ist es denkbar, dass die Steuereinrichtung30 dezentral auf die einzelnen Komponenten der Bordnetzanordnung10 aufgeteilt ist. -
2 zeigt eine ausschnittsweise, schematische Darstellung der Begrenzungseinrichtung26 der Bordnetzanordnung10 . Mit der Begrenzungseinrichtung26 kann die elektrische Spannung einer Versorgungsleitung32 des zweiten Bordnetzes14 im Bezug zu einer Masseleitung34 überwacht werden. Zu diesem Zweck umfasst die Begrenzungseinrichtung26 eine entsprechende Messeinrichtung36 , die elektrisch mit der Versorgungsleitung32 verbunden ist. Sobald von der Messeinrichtung36 an der Versorgungsleitung32 eine erhöhte elektrische Spannung bzw. entsprechende Spannungsspitzen festgestellt werden, wird durch eine Ansteuereinrichtung38 ein Schaltelement52 angesteuert. Durch das Schließen des Schaltelements52 wird ein Lastzweig40 der Begrenzungseinrichtung26 parallel zwischen die Versorgungsleitung32 und die Masseleitung34 des zweiten Bordnetzes14 geschaltet. Dadurch wird ein Spannungsabfall an einem Lastelement42 des Lastzweiges40 erzeugt. Dieses Lastelement42 kann aus einem oder mehreren elektrischen Widerstandselementen bestehen, wobei die elektrischen Widerstände der Widerstandselemente linear oder nicht-linear sein können. - Zudem umfasst die Begrenzungseinrichtung
26 einen Spannungsabgriff44 , der über das Schaltelement S1 mit einer Versorgungsleitung44 des ersten elektrischen Bordnetzes12 verbunden werden kann. Um eine entsprechende elektrische Spannung zur Versorgung des ersten Bordnetzes12 bereitzustellen, ist der elektrische Widerstand des Lastelements42 so ausgebildet, dass durch einen Spannungsabfall an dem Lastelement42 am Spannungsabgriff44 eine elektrische Spannung mit einem Wert bereitgestellt wird, die dem Wert der elektrischen Spannung des ersten Bordnetzes12 entspricht. Auf diese Weise kann mit Hilfe der Begrenzungseinrichtung26 , beispielsweise bei einem Ausfall der Energiequelle16 , das erste Bordnetz12 mit elektrischer Energie versorgt werden. Zudem weist die Begrenzungseinrichtung26 eine Stabilisierungseinheit48 auf, mit der die elektrische Spannung an dem Spannungsabgriff44 stabilisiert werden kann. Mit der Stabilisierungseinheit48 kann ebenso die elektrische Spannung in dem zweiten Bordnetz14 stabilisiert werden. Die Stabilisierungseinheit48 kann mit bekannten Bauelementen kostengünstig und kompakt aufgebaut werden. - Sollte es nun notwendig sein, das erste Bordnetz
12 mit elektrischer Energie zu versorgen, so wird der Lastzweig40 durch Schließen des Schaltelements S2 aktiviert und zusätzlich das Schaltelement S1 geschlossen. Die Schaltelemente S1 und S2 werden hierbei von der Ansteuereinrichtung38 angesteuert. Die Schaltelemente S1 und S2 können beispielsweise mit Hilfe von Halbleiterschaltern bzw. Transistoren realisiert werden. Die Messeinrichtung36 ist zusätzlich mit der Versorgungsleitung46 verbunden, um den Wert der Spannung in dem ersten Bordnetz12 zu überwachen. Fällt die elektrische Spannung der Versorgungsleitung46 unter einen vorgegebenen Schwellwert, so kann, wie zuvor beschrieben, durch Zuschalten des Lastzweigs40 und der Stabilisierungseinheit48 eine elektrische Spannung an den Spannungsabgriff44 bereitgestellt werden. Ebenso ist es denkbar, dass die Begrenzungseinrichtung26 eine Kommunikationseinrichtung50 aufweist, die mit der Kommunikationsleitung28 verbunden ist. Somit kann Kommunikationseinrichtung50 über die Kommunikationsleitung28 entsprechende Steuerbefehle an der Steuereinrichtung30 erhalten, durch eine entsprechende Ansteuerung der Schaltelemente S1 und S2 durch die Ansteuereinrichtung38 bewirkt werden kann. -
3 zeigt eine weitere Variante einer Bordnetzanordnung10 , wobei die Begrenzungseinrichtung26 mit einem zusätzlichen Spannungswandler52 in einem gemeinsamen Gehäuse54 angeordnet ist. Die in3 dargestellte Bordnetzanordnung10 stellt ein so genanntes Dreispannungsbordnetz dar, das eine zusätzliche Hochvoltquelle56 aufweist. Solche Dreispannungsbordnetze werden üblicherweise in Elektrofahrzeugen verwendet. Die elektrische Spannung am Ausgang der Hochvoltquelle56 wird mittels des Spannungswandlers52 in eine elektrische Spannung mit einem Wert gewandelt, der dem Wert der elektrischen Spannung in dem zweiten Bordnetz14 entspricht. - Der Spannungswandler
52 kann beispielsweise ein entsprechender Gleichspannungswandler bzw. DC/DC-Wandler sein. Die Begrenzungseinrichtung26 begrenzt die elektrische Spannung am Ausgang des Spannungswandlers52 . Auf diese Weise kann durch die Begrenzungseinrichtung26 sichergestellt werden, dass an der Versorgungsleitung32 des zweiten Bordnetzes14 keine unbegrenzten elektrischen Spannungen auftreten. In der Versorgungsleitung32 ist zusätzlich ein Sicherungstrennelement58 vorgesehen, dass bei entsprechenden Fehlerfällen eine unter Umständen notwendige Trennung der Versorgungsleitung32 und dem zweiten Bordnetz14 vornehmen kann. Die Bordnetzanordnung10 weist den Vorteil auf, dass in einem Fehlerfall, wenn die Versorgungsleitung32 durch das Sicherheitstrennelement58 von dem zweiten Bordnetz14 getrennt wurde, trotzdem mit Hilfe der Begrenzungseinrichtung26 eine elektrische Spannung zur Versorgung des ersten Bordnetzes12 bereitgestellt werden kann. -
4 zeigt eine Bordnetzanordnung10 gemäß3 , wobei die Versorgungsleitung32 des zweiten Bordnetzes14 , die Versorgungsleitung46 des ersten Bordnetzes12 und der gemeinsame Masseanschluss34 mit den jeweiligen Anschlüssen einer Mehrspannungsbatterie60 verbunden sind. Durch die jeweilige elektrische Spannung, welche an den Teilspannungsabgriffen der Mehrspannungsbatterie60 bereitgestellt wird, können die elektrischen Spannungen in dem ersten Bordnetz12 und dem zweiten Bordnetz14 gestützt werden. Durch die Begrenzungseinrichtung kann zudem eine entsprechende Stabilisierung der elektrischen Spannung in dem ersten Bordnetz12 und dem zweiten Bordnetz14 garantiert werden. - Durch die Verwendung der Begrenzungseinrichtung
26 muss in der Bordnetzanordnung10 keine zusätzliche Spannungsversorgung für das erste Bordnetz12 bereitgestellt werden. Somit können Kosten reduziert werden und Bauraum kann eingespart werden. Die Begrenzungseinrichtung26 kann sowohl in Zweispannungsbordnetzen als auch in Dreispannungsbordnetzen eingesetzt werden. - Bezugszeichenliste
-
- 10
- Bordnetzanordnung
- 12
- Bordnetz
- 14
- Bordnetz
- 16
- Energiequelle
- 18
- Verbraucher
- 20
- Energiequelle
- 22
- Verbraucher
- 24
- Energiequelle
- 26
- Begrenzungseinrichtung
- 28
- Kommunikationsleitung
- 30
- Steuereinrichtung
- 32
- Versorgungsleitung
- 34
- Masseleitung
- 36
- Messeinrichtung
- 38
- Ansteuereinrichtung
- 40
- Lastzweig
- 42
- Lastelement
- 44
- Spannungsabgriff
- 46
- Versorgungsleitung
- 48
- Stabilisierungseinheit
- 50
- Kommunikationseinrichtung
- 52
- Spannungswandler
- 54
- Gehäuse
- 56
- Hochvoltquelle
- 58
- Sicherungstrennelement
- 60
- Mehrspannungsbatterie
- S1
- Schaltelement
- S2
- Schaltelement
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102008027062 A1 [0004]
- DE 19710073 A1 [0005]
Claims (7)
- Bordnetzanordnung (
10 ) für ein Kraftfahrzeug mit – einem ersten Bordnetz (12 ) zum Bereitstellen einer ersten elektrischen Spannung, – einem zweiten Bordnetz (14 ) zum Bereitstellen einer zweiten elektrischen Spannung, wobei die zweite elektrische Spannung im Vergleich zu der ersten elektrischen Spannung einen höheren Wert aufweist, und – einer Begrenzungseinrichtung (26 ) mit einem Lastzweig (40 ), der mit dem zweiten Bordnetz (14 ) koppelbar ist und über den zum Begrenzen des Werts der zweiten elektrischen Spannung ein Spannungsabfall erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – der Lastzweig (40 ) einen Spannungsabgriff (44 ) aufweist, der mit dem ersten Bordnetz (12 ) verbindbar ist und an dem über den Spannungsabfall an dem zweiten Bordnetz (14 ) eine elektrische Spannung mit dem Wert der ersten elektrischen Spannung zur Versorgung des ersten Bordnetzes (12 ) bereitstellbar ist. - Bordnetzanordnung (
10 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungseinrichtung (26 ) eine Stabilisierungseinheit (48 ) aufweist, mit der der Wert der elektrischen Spannung zur Versorgung des ersten Bordnetzes (12 ) stabilisierbar ist. - Bordnetzanordnung (
10 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungseinrichtung (26 ) eine Messeinrichtung (36 ) zum Erfassen des Werts der ersten elektrischen Spannung des ersten Bordnetzes (12 ) und/oder der zweiten elektrischen Spannung des zweiten Bordnetzes (14 ) umfasst. - Bordnetzanordnung (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bordnetzanordnung (10 ) einen Spannungswandler (52 ) umfasst, mit dem die elektrische Spannung einer Hochvoltquelle (56 ) in die erste elektrische Spannung zur Versorgung des ersten Bordnetzes (12 ) und/oder in die zweite elektrische Spannung zur Versorgung des zweiten Bordnetzes (14 ) wandelbar ist. - Bordnetzanordnung (
10 ) nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungseinrichtung (26 ) und der Spannungswandler (52 ) in einen gemeinsamen Gehäuse (54 ) angeordnet sind. - Bordnetzanordnung (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bordnetz (12 ) und das zweite Bordnetz (14 ) mit einem elektrischen Energiespeicher, insbesondere einer Mehrspannungsbatterie (60 ), verbunden sind. - Bordnetzanordnung (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bordnetzanordnung (10 ) eine Kommunikationsleitung (28 ) zum Datenaustausch des ersten Bordnetzes (12 ), des zweiten Bordnetzes (14 ) und der Begrenzungseinrichtung (26 ) mit einer Steuereinrichtung (30 ) aufweist.
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012010711A1 (de) | 2012-05-30 | 2013-03-28 | Daimler Ag | Bordnetzanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zu deren Betrieb |
DE102014209267A1 (de) | 2014-05-15 | 2015-11-19 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Heizeinrichtung und Verfahren zum Abbau einer Überspannung in einem Bordnetz eines Fortbewegungsmittels |
WO2018019509A1 (de) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | Festo Ag & Co. Kg | Reihenmodul, funktionsmodulanordnung und modular ausgebildete steuerungsanordnung |
DE102014115800B4 (de) | 2013-11-01 | 2021-08-05 | Infineon Technologies Ag | Elektronischer Sicherheitspfad |
DE102020111244A1 (de) | 2020-04-24 | 2021-10-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Integriertes Energieversorgungsystem für ein Fahrzeug |
DE102021200414A1 (de) | 2021-01-18 | 2022-07-21 | Vitesco Technologies GmbH | Fahrzeugbordnetz mit einem Hochvoltzweig, einem Niedervoltzweig und einer niedervoltseitige Isolationsfehlererkennung |
DE102022133579A1 (de) | 2022-12-16 | 2024-06-27 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Abbauen von transienten Überspannungen in einem Energiebordnetz |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19710073A1 (de) | 1997-03-12 | 1998-10-01 | Daimler Benz Ag Intellectual P | Vorrichtung und Verfahren zum Überspannungsschutz |
DE102008027062A1 (de) | 2008-06-05 | 2009-12-10 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Kraftfahrzeug |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4110495A1 (de) | 1991-03-30 | 1992-10-01 | Teves Gmbh Alfred | Schaltungsanordnung zum schutz vor ueberspannungen |
DE102004041511A1 (de) | 2004-08-27 | 2006-03-02 | Robert Bosch Gmbh | Spannungsregler mit Überspannungsschutz |
-
2011
- 2011-06-29 DE DE102011105971.0A patent/DE102011105971B4/de active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19710073A1 (de) | 1997-03-12 | 1998-10-01 | Daimler Benz Ag Intellectual P | Vorrichtung und Verfahren zum Überspannungsschutz |
DE102008027062A1 (de) | 2008-06-05 | 2009-12-10 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Kraftfahrzeug |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012010711A1 (de) | 2012-05-30 | 2013-03-28 | Daimler Ag | Bordnetzanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zu deren Betrieb |
DE102014115800B4 (de) | 2013-11-01 | 2021-08-05 | Infineon Technologies Ag | Elektronischer Sicherheitspfad |
DE102014209267A1 (de) | 2014-05-15 | 2015-11-19 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Heizeinrichtung und Verfahren zum Abbau einer Überspannung in einem Bordnetz eines Fortbewegungsmittels |
WO2018019509A1 (de) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | Festo Ag & Co. Kg | Reihenmodul, funktionsmodulanordnung und modular ausgebildete steuerungsanordnung |
US10841129B2 (en) | 2016-07-26 | 2020-11-17 | Festo Se & Co. Kg | Series module, functional module arrangement and modular control arrangement |
DE102020111244A1 (de) | 2020-04-24 | 2021-10-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Integriertes Energieversorgungsystem für ein Fahrzeug |
DE102021200414A1 (de) | 2021-01-18 | 2022-07-21 | Vitesco Technologies GmbH | Fahrzeugbordnetz mit einem Hochvoltzweig, einem Niedervoltzweig und einer niedervoltseitige Isolationsfehlererkennung |
DE102022133579A1 (de) | 2022-12-16 | 2024-06-27 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Abbauen von transienten Überspannungen in einem Energiebordnetz |
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