[发明专利]用于给汽车中的用电设备供电的系统

说明书

本发明涉及给汽车的车载电力网络中的用电设备供电的系统。

在已知系统中用于产生电压所需的发电机具有显著的功率消耗， 所消耗的功率必须由汽车的发动机提供。

本发明的目的在于降低由汽车发动机所提供的功率，为汽车的车 载电力网络供给足够的电能。

上述任务由具有权利要求1所述特征的供电系统完成。从属权利 要求的主题给出本发明具有优点的实施例。

本发明的主要内容在于，将汽车的车载电力网络中的用电设备划 分为至少两种类型的用电设备组。第一组(不敏感)用电设备在电压 相对剧烈波动和/或当电压相对较低时，例如在12伏车载电力网络中， 当电压下降到10伏以下和/或在约9伏与16伏之间波动时仍能可靠地 工作。

第二组(敏感)用电设备只在电压围绕额定电压只有相对较小的 波动时，例如在12伏车载电力网络中，电压在约11伏与13伏之间波 动时才可靠地工作。根据本发明，车载电力网络被划分为至少两个车 载电力网络区域；在第一车载电力网络中放置不敏感的用电设备，在 第二车载电力网络中放置敏感的用电设备。

从第二车载电力网络区域流入第一车载电力网络区域的电流根 据本发明被第一和第二车载电力网络区域之间的一个隔断装置、最好 是半导体二极管所阻断。在第一车载电力网络区域中发电机和汽车电 池并联到第一组用电设备上，在第二车载电力网络区域中储能器、电 池或电容器，最好是双层电容器或所谓的超级电容，并联在第二组用 电设备上。双层电容器在汽车运行时被持续地充电到一个电压上，此 电压在电容器放电时维持敏感的用电设备工作。

在双层电容器不需要充电的阶段，发电机的电压降低到使得仍能 保证第一组用电设备的工作(参见DE2006002985)。这时双层电容 器上的电压高于第一组(不敏感)用电设备上的电压，并且隔断装置 或二极管阻止双层电容器通过第一车载电力网络区域的用电设备放 电。反之，当为了重新给双层电容器充电而发电机输出电压提高时， 隔断装置使得电流可以从发电机经过隔断装置或二极管流入第二车载 电力网络区域。

双层电容器的充电状态或输出电压的监控通过充电控制装置完 成，它如此控制发电机，使得发电机在电容器上的电压低于一个门限 电压时提高用于充电的电压，接着重又降低此电压。

与现有技术不同，发电机可以如此被控制：它在汽车运行时只给 不敏感的用电设备提供其工作所需的较低电压。而在现有技术中此电 压一直要升高到能给敏感的用电设备提供足够的工作电压。

通过本发明所述的解决方案，发电机的功率消耗可以在长时间内 被降低，并从而使汽车的燃料消耗和二氧化碳排放量明显降低。

在本发明的一个优选的实施方式中，第二车载电力网络区域中电 压提升的持续时间和/或提升的高度取决于第二车载电力网络区域中 的一个或多个第二类用电设备的能量消耗和/或电容器的容量。

作为替代或补充，在本发明的另一优选的实施例中，电压提升的 持续时间和/或提升的高度正比于一个或多个第二类用电设备的能量 消耗和/或正比于电容器的容量。

通过这些措施，充电过程特别是在进一步降低二氧化碳排放量方 面得到优化。

在本发明的另一个优选的实施方式中，第一类用电设备工作所需 的工作电压在第一个电压范围内，第二类用电设备工作所需的工作电 压在第二个电压范围内，第二个电压范围最好比第一个电压范围窄， 即相对于第一类用电设备而言，第二类用电设备是所谓的敏感的汽车 用电设备。

作为替代或补充，在本发明的一个优选的实施方式中，不敏感的 第一类用电设备装置尽量被设置在汽车的第一车载电力网络区域中， 敏感的第二类用电设备尽量被设置在汽车的第二车载电力网络区域 中。

通过这个措施本发明在技术上可以简单地实现。

在本发明针对常规的12伏车载电力网络的具体实施例中，在汽 车运行时第一车载电力网络区域中占优势的电压范围包括从约10伏 至16伏的电压，在汽车运行时第二车载电力网络区域中占优势的电压 范围包括从约11伏至13伏的电压。

在本发明的另一实施例中，在汽车运行之后，电容器从第二车载 电力网络区域脱离，然后最好被放电，并且在汽车重新运行时再次被 充电并与该车载电力网络区域电气连接和加载。