[发明专利]用于具有高功率耗电器的微型混合动力机动车的蓄电池系统

说明书

技术领域

本发明基于一种用于机动车的蓄电池系统，此机动车以相同的工作电压给多个不同种类的耗电器供能。本发明还涉及一种具有相应的蓄电池系统的机动车。

背景技术

在具有内燃机的机动车中设置所谓的车载电网，以便向用于内燃机的电气启动机或启动装置以及机动车的其他电气设备供能，依据标准，以14V驱动此车载电网(见图1)。在内燃机(未示出)启动时，通过此车载电网向启动装置11提供电压，该电压取决于为了供能而设置的启动蓄电池10的充电状态，此启动装置启动内燃机(在图1的示例中：当通过相应的启动信号闭合开关12时)。如果内燃机已经启动，则其驱动发电机13-1(“照明发电机”)，然后，此发电机产生大约为14V的电压并将其通过车载电网提供给机动车内的各种耗电器14-1。其中，发电机13-1也为在启动过程中加载的启动蓄电池10再次充电。

可以预见，在不远的将来，所谓的微型混合动力机动车将经历进一步的发展。相较于“纯”混合动力汽车，这种类型的机动车还具有内燃机用于驱动。尽管设置了用于例如在制动时回收动能(能量回收)的装置，但以电形式回收的能量并没有用于驱动，而是用于自动启停和其他电气子系统等，以尽量少用由内燃机驱动的发电机，从而减轻内燃机的负担并由此减少其燃料消耗。

然而，如今在批量生产的微型混合动力机动车中已经有很多关于通常使用的铅酸蓄电池的使用寿命的问题，因为相较于传统的机动车，这种机动车需要巨大的额外充电量。原因在于：耗电器在内燃机关闭的停止阶段必须由蓄电池供能。另一方面，以此种方式迅速放电的蓄电池在相对短的能量回收阶段又被充电，这是蓄电池的负担。这导致了部分微型混合动力机动车中的蓄电池使用寿命低于两年。必须经常更换蓄电池导致了机动车的可靠性问题和顾客的不满。

另一个如今设计的机动车的问题是：当车载电网运行在14V时，诸如电气空调压缩机或电气取暖系统的电气高功率耗电器的供能是有问题的，因为鉴于相对低的电压必须向这些耗电器供给非常高的电流，以提供所需的功率。

发明内容

因此，本发明引入一种车载电网或蓄电池系统，其所使用的蓄电池具有更长的使用寿命，且其更适合于向高功率耗电器供能。

本发明的第一方面提出一种用于具有内燃机的机动车的蓄电池系统，其中此蓄电池系统至少具有启动电路、低压车载电网和具有提高了的电压的车载电网。该启动电路具有第一蓄电池和与第一蓄电池相连接或可连接的启动机，此启动机被构造为根据启动信号启动内燃机。低压车载电网具有第二蓄电池和至少一个耗电器，此第二蓄电池被构造为产生第一电压且将其输出给低压车载电网。具有提高了的电压的车载电网具有第三蓄电池和发电机，此第三蓄电池被构造为产生高于第一电压的第二电压且将其输出给具有提高了的电压的车载电网，此发电机可由内燃机驱动且被构造为产生高于第二电压的第三电压(并且能够由此作为用于第三蓄电池的充电电压)且将其输出给具有提高了的电压的车载电网。具有提高了的电压的车载电网通过第一耦合单元与低压车载电网相连接，此第一耦合单元被构造为从具有提高了的电压的车载电网获取电能并将其引入至低压车载电网。低压车载电网通过第二耦合单元与启动电路相连接，第二耦合单元被构造为从低压车载电网获取电能且将其引入至启动电路。

本发明具有如下优点，即低压车载电网能够进一步驱动设计在低(第一)电压上的耗电器。然而，具有提高了的电压的车载电网用于高功率耗电器，由于第三电压较高，该车载电网能够以相对小的电流向高功率耗电器供能。此外，启动电路和低压车载电网是分开的，且启动电路和低压车载电网分别拥有一个自己的蓄电池。这样能够稳定低压车载电网且使其对于由微型混合动力机动车的自动启停引起的经常性启动过程较不敏感。尤其地，低压车载电网的电压在启动时不会骤降或者至少骤降量明显减小，这就确保了低压车载电网中运行的耗电器无差错地并由此可靠地工作。具有提高了的电压的车载电网也具有一个自己的蓄电池，从而在发电机没有打开的停止阶段确保了高功率耗电器的运行。