Erfinderaktivitäten 2011 - DPMA

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Wandler 11 des Sekundärsystems 1b entsprechend in
das Bordnetz 1 geschaltet sind.
Die Batterie 4 sowie der Doppelschichtkondensator
8 werden von dem Generator 2 geladen, wobei auch
Rekuperationsenergie aus Schub- oder Bremsphasen
des Fahrzeugs 1 genutzt werden kann.
Im Betrieb kann der Hochleistungsverbaucher 7 be-
darfsgerecht über den DC / DC-Wandler 11 aus dem
Doppelschichtkondensator 8 gespeist werden. Für
die redundante Versorgung des Verbrauchers 7 steht
zudem die Fahrzeugbatterie 4 über die Diode 10 zur
Verfügung. Dadurch kann Spannungseinbrüchen
im Bordnetz 1 auch bei pulsartigen Belastungen ent-
gegen getreten werden.
Der zusätzliche Energiespeicher 8 ist hier doppelfunk-
tional nutzbar, das heißt es kann darin durch den
Generator 2 bereitgestellte Energie aus Rekuperations-
vorgängen gespeichert und zur redundanten Versor-
gung eines sicherheitsrelevanten Hochleistungsver-
brauchers 7 verwendet werden. Alternativ kann zudem
auch die gespeicherte Energie des Doppelschichtkon-
densators 8 nach Bedarf an das Primärsystem 1a über
den DC / DC-Wandler 5 abgegeben werden.
2.4 Reihenschaltung eines Energiespeichers zur
Fahrzeugbatterie
An Stelle der bisher erläuterten Parallelanordnungen
von Energiespeichern können Spannungseinbrüche
Figur 4: Schaltungssystem nach der DE 10 2005 042 154 A1.
DPMA – Erfinderaktivitäten 2011
in Bordnetzen auch durch gezielte Spannungsanhe-
bungen verhindert werden. Die Offenlegungsschrift
DE 10 2005 042 154 A1 liefert hierzu ein Schaltungs-
system, vergleiche Figur 4, in dem elektrische Hoch-
leistungsverbraucher 10, 11 mit der Summe der beiden
Spannungen aus Bordnetz, das heißt aus der durch ei-
nen Generator 21 gespeisten Fahrzeugbatterie 20, und
zusätzlichem Energiespeicher 19 versorgt werden.
Hierzu ist der zusätzliche elektrische Energiespeicher
19 zu dem vorhandenen 12 Volt-Bordnetz beziehungs-
weise zur Fahrzeugbatterie 20 als Speicher des Bord-
netzes in Reihe geschaltet. Der zusätzliche elektrische
Energiespeicher 19 wird über eine Ladeschaltung 22
geladen. Die elektrischen Hochleistungsverbraucher
10, 11, die beispielsweise als elektrische Servolenkun-
gen und / oder elektromechanische Wankstabilisato-
ren realisiert sein können, werden mit der Summe der
beiden Spannungen aus der Fahrzeugbatterie 20 und
dem Energiespeicher 19 versorgt. Die Versorgungs-
spannung ist gegenüber der Bordnetzspannung etwa
um 30 % erhöht, das heißt sie beträgt rund 16 Volt. Hier-
bei eignet sich als zusätzlicher elektrischer Energie-
speicher neben einer weiteren Batterie vorzugsweise
ein Doppelschichtkondensator. Diese Kondensatoren
ermöglichen es, den gesamten Spannungshub des
Energiespeichers zu durchlaufen, so dass eine vollstän-
dige Energieentnahme möglich ist. Dabei verbleibt
immer die Bordnetzspannung als Rückfallebene.
Dienen Doppelschichtkondensatoren als mehrstu-
fige Energiespeicher, so werden wesentlich weniger
Einzelelemente als bei einer Parallelschaltung zum
Bordnetz benötigt. Der Grund liegt darin, dass bei
der Parallelschaltung zum Bordnetz bereits einige
in Reihe geschaltete Einzelelemente des Kondensa-
tors benötigt werden, um die Bordnetzspannung
zu erreichen, und nur der darüber hinausgehende
Teil der Elemente kann für den Spannungshub
verwendet werden. Weiterhin ist bei einer Serien-
schaltung aufgrund erhöhter Ausgangsspannung
im Vergleich zur Parallelschaltung eines zusätzli-
chen Energiespeichers bei gleichem Verbraucher-