[发明专利]车辆的车载电网和用于节约能量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于车辆、尤其是汽车的车载电网（Bordnetz）。车载电网具有至少被构造用于发电机运行的电机。车载电网也具有在输入侧与该电机至少间接连接的电压转换器和在输出侧与电压转换器相连的第一蓄能器、尤其是蓄电池。

背景技术

由本申请人的DE 103 30 703 A1公知一种带有多级电压（Mehrspannung）发电机电动机的多级电压车载电网，其中在发电机运行期间可以产生电能并且该电能可以被馈入到用于为负载供电的子电网（Teilnetz）。多级电压车载电网也具有第二子电网，其中第二负载与第二子电网连接。

发明内容

根据本发明，电机被构造用于回收运行（Rekuperationsbetrieb）。电压转换器被构造来检测或者限制第一蓄能器的充电状态并且被构造来调节第一蓄能器的充电状态，使得第一蓄能器在发电机运行期间、优选地在车辆消耗能量地行驶时具有备有容量。电压转换器还被构造来根据在输入侧接收到的表示车辆的回收运行的回收信号而给第一蓄能器的备用容量充电。

第一蓄能器优选是蓄电池，尤其是起动电池或者用于车辆前进的驱动电池。

通过前述类型的车载电网可以有利地在汽车中节约能量。在传统的电压转换器、尤其是用于给汽车的蓄电池、尤其是起动电池充电的充电调节器给蓄电池长时间地充电直至蓄电池充满电并且（尤其是借助对输出电压的限制）防止蓄电池被过量充电期间，在前述类型的车载电网的情况下有利地在蓄电池中保留如下备用容量：该备用容量只有当由电机、尤其是发电机或者构造为驱动电动机和发电机的电机产生的电能在回收运行期间（例如在车辆制动时）被产生时才被充电。否则，在车辆制动时的能量（在蓄电池充满电时）会借助车辆或者驱动电动机刹车被转换成损耗热。存储在备用容量中的能量接着可以有利地被用于使电负载运转或者用于起动车辆。前述类型的车载电网因此可以（当被连续地采用在多个车辆中时）有效地有助于改进的环境保护。

在车载电网的有利的实施形式中，车载电网具有第二蓄能器、尤其是电容器、优选地双层电容器。第二蓄能器与电机相连并且被构造来存储由电机在发电机运行和/或回收运行中所产生的电荷。电压转换器在该实施形式中被构造来检测第二蓄能器的充电状态并且根据第二蓄能器的充电状态、尤其是电压而给备用容量充电。由此，（尤其是在车载电网作为多级电压车载电网的实施形式中）当第二蓄能器、尤其是双层电容器充满电时，才给备用容量充电。车载电网可以进一步有利地被构造来选择性地由第一蓄能器或者第二蓄能器为车辆的至少一个电负载供给电能。这样，有利地可以为两个负载提供在回收时产生的电能，这两个负载可以分别以彼此不同的工作电压来运行。这样，例如可以给第二蓄能器、尤其是双层电容器以大于第一蓄能器的电压的电压来充电。进一步有利地，车载电网这样可以具有带有彼此不同的车载电压的两个子电网。

例如，第二蓄能器可以具有电荷的容量，使得车辆以在第二蓄能器中储备的（vorraetiggehalten）电能来起动（例如车辆的内燃机借助起动器来起动）或者行驶（例如具有附加的电动机的电动车辆或混合动力车辆）。

在优选的实施形式中，电压转换器被构造来根据回收信号改变在输出侧产生的用于给第一蓄能器充电的充电电压。电压转换器这样可以有利地产生备用容量。优选地，电压转换器被构造来根据回收信号产生与发电机运行相比增大的充电电压，并且被构造来以增大的充电电压给备用容量充电。例如，电压在发电机运行期间（当例如车辆加速或者以始终不变的速度行驶时）在12V到14V之间。增大的充电电压接着例如可以大于14V、优选地在14.5V到15V之间。

第二蓄能器优选是双层电容器、超级电容器或者超级电容（Supercap）。第一蓄能器优选是铅蓄电池、尤其是铅酸蓄电池。第一蓄能器的其他示例性实施形式是镍镉蓄电池、镍金属混合蓄电池、钠硫磺蓄电池、锂离子蓄电池或者锂聚合物蓄电池。