用于供能的设备、用于供给至少一个电消耗器的方法和车辆与流程

本方法涉及一种用于车辆的用于供能的设备、一种用于供给车辆的至少一个电消耗器的方法和一种车辆。

背景技术：

1、为了车辆的车载电网的冗余供能，可以设置附加的电池，或者在电动卡车的情况下借助于dc/dc转换器从不同的电池单池生成电压。

技术实现思路

1、在该背景下，本方案的任务是提供一种改进的设备、一种改进的用于供给至少一个电消耗器的方法和一种改进的车辆。

2、该任务通过根据独立权利要求的设备、用于供给至少一个电消耗器的方法和车辆来解决。

3、借助所提出的方案可实现的优点在于，通常已经安装在车辆中的串联的两个电池可以用于确保对车辆的车载电网的供能。

4、为此，用于车辆的相应的设备具有以下特征：

5、第一电池和第二电池；

6、故障识别装置，其构造为用于识别电池中的至少一个电池的有故障状态并且提供指明所述有故障状态的故障信号；以及

7、切换装置，其具有第一电池接口、第二电池接口、第三电池接口、第四电池接口和用于将至少一个电消耗器连接到所述设备上的消耗器接口，其中，所述第一电池接口与第一电池的第一电极连接，所述第二电池接口与第一电池的第二电极连接，所述第三电池接口与第二电池的第一电极连接，并且所述第四电池接口与第二电池的第二电极连接，其中，所述切换装置构造为用于在正常状态下将第二电池接口与消耗器接口断开、将第二电池接口与第三电池接口连接并且将第四电池接口与消耗器接口连接，其中，所述切换装置构造为用于在应急状态下将第二电池接口与第三电池接口断开并且根据故障信号或者将第二电池接口与消耗器接口连接或者将第四电池接口与消耗器接口连接。

8、所述车辆可以是用于人员输送的车辆或者是载重车。所述设备可以是车辆的车载电网或者是这种车载电网的一部分。所述电消耗器例如可以是车辆的控制器、传感器或电动机。所述电池可以用于提供用于运行至少一个电消耗器所需的电能。至少一个电消耗器可以构造为用于不仅以正常电压而且以较低的应急电压来运行。在此，正常电压可以是应急电压的两倍。正常状态可以代表设备的一种状态，在该状态下，包括电池的电池装置是无故障的。在正常状态下，两个电池可以串联互连，并以这种方式提供正常电压。这种串联例如常常在载重车中出现。应急状态可以表示所述设备的一种状态，在该状态下电池装置具有故障。例如，第一电池或第二电池可能是有故障的。在应急状态下，两个电池中的仅一个电池能够用于供给电消耗器。以这种方式，仅可以提供较低的应急电压。切换装置可以包括多个电切换器，例如以功率晶体管的形式。在正常状态下，切换装置可以构造为用于将所述设备的电线路互连为使得通过串联的两个电池为至少一个电消耗器供给电能。相反，在应急状态下，切换装置可以构造为用于切断两个电池的串联并且或者仅仅通过第一电池或者仅仅通过第二电池为至少一个电消耗器供给电能。故障识别装置可以包括用于检测至少一个电池的有故障状态的传感器或者与这种传感器耦合。

9、切换装置可以相应地构造为用于当故障信号指明有故障状态时采用应急状态。这可以与哪个电池有故障无关。

10、切换装置可以构造为用于在应急状态下当故障信号指明第二电池的有故障状态时将第二电池接口与消耗器接口连接并且将第四电池接口与消耗器接口断开。有利地，以这种方式能够继续将可能仍完好的第一电池用于至少一个电消耗器的供能。

11、相应地，切换装置可以构造为用于在应急状态下当故障信号指明第一电池的有故障状态时将第四电池接口与消耗器接口连接并且将第二电池接口与消耗器接口断开。有利地，以这种方式能够继续将可能仍完好的第二电池用于至少一个电消耗器的供能。

12、第一电池和第二电池可以是相同的类型。两个电池可以具有相同的额定电压，例如电池中的每一个可以具有12v的额定电压。以这种方式可以利用通常安装在车辆中的电池。

13、所述设备可以具有发电机，所述发电机构造为用于在应急状态下将其充电电压匹配为12v电池的充电电压并且仅仅对电池中的无故障的电池充电。因此，发电机的充电电压在应急运行中不再处于24v范围内，并且仅对无故障的电池充电。这意味着，必须将基准电位施加到无故障的电池上。

14、降级的12v充电电压应通过匹配励磁电流、使用两个充电调节器或使用两个交流发电机来确保。

15、此外，所述设备可以具有充电调节器，所述充电调节器构造为用于在使用基准电位的情况下提供调节信号。在此，这可以是在车辆领域中已知的充电调节器。基准电位取决于电池的状态。

16、根据一种实施方式，切换装置可以具有与第一电池的第二电极连接的用于提供基准电位的电位端子和用于接收充电信号的发电机端子。

17、根据一种替代的实施方式，使用两个独立的充电调节器或两个交流发电机。例如，具有两个电极对的交流发电机可以用于电分离地对电池充电。这例如对于半导体在整流器中的设计是有利的，因为截止电压可以保持得小并且可以利用高容量的12v技术。以这种方式，也可以通过发电机足够独立地对电池再充电。

18、所述设备可以有利地在车辆中使用。相应的车辆除了所述设备之外还具有至少一个电消耗器，所述电消耗器与所述设备的消耗器接口连接。

19、在此，电消耗器可以实施为用于安全关键的电消耗器的控制器。例如，控制器可以实施为用于制动系统的控制器和/或实施为用于自动化地控制车辆的控制器和/或实施为用于发动机的起动器。有利地，当在电池的区域中出现有故障状态时，以这种方式也能够可靠地为对于车辆的安全运行所需的电消耗器供给电能。

20、所述车辆可以包括发动机，所述发动机与所述设备的发电机机械耦合。在此，所述发动机可以是用于驱动车辆的发动机。

21、一种相应的用于给车辆的至少一个电消耗器供给电能的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

22、响应于第一电池和第二电池的无故障状态，将第一电池的第二电极与电消耗器的消耗器接口断开并且将第一电池的第二电极与第二电池的第一电极连接以及将第二电池的第二电极与消耗器接口连接；以及

23、响应于第二电池的有故障状态，将第一电池的第二电极与第二电池的第一电极断开并且将第一电池的第二电极与消耗器接口连接，或者响应于第一电池的有故障状态，将第一电池的第二电极与第二电池的第一电极断开并且将第二电池的第二电极与消耗器接口连接。

24、例如，所述方法的步骤可以在使用所述切换装置的情况下实施。

技术特征：

1.一种用于车辆(100)的用于供能的设备(102)，其中，所述设备(102)具有以下特征：

2.根据权利要求1所述的设备(102)，其中，所述切换装置(118)构造为用于当所述故障信号(126)指明所述有故障状态时采用所述应急状态。

3.根据前述权利要求中任一项所述的设备(102)，其中，所述切换装置(118)构造为用于在所述应急状态下：

4.根据前述权利要求中任一项所述的设备(102)，其中，所述第一电池(122)和所述第二电池(123)实施为具有相同额定电压的电池。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备(102)，所述设备具有至少一个发电机(114)，所述发电机构造为用于在所述应急状态下将所述发电机的充电电压匹配为一个12v电池的充电电压并且仅对所述电池(122、123)中的无故障的电池充电。

6.一种车辆(100)，具有以下特征：

7.根据权利要求6所述的车辆(100)，其中，所述电消耗器(104、108)实施为用于所述车辆(100)的安全关键的电消耗器的控制器。

8.根据权利要求6或7所述的车辆(100)，所述车辆具有发动机(106)，所述发动机与所述设备(102)的发电机(114)机械耦合。

9.一种用于给车辆(100)的至少一个电消耗器(104、108)供给电能的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种用于车辆(100)的用于供能的设备(102)，所述设备包括第一电池(122)、第二电池(123)、用于识别所述电池(122、123)中的至少一个电池的有故障状态的故障识别装置(120)以及切换装置(118)，所述切换装置具有四个电池接口(130、132、134、136)和用于将至少一个电消耗器(104、108)连接到所述设备(102)上的消耗器接口(112)。第一电池接口(130)与所述第一电池(122)的第一电极连接，第二电池接口(132)与所述第一电池(122)的第二电极连接，第三电池接口(136)与所述第二电池(123)的第一电极连接，并且第四电池接口(138)与所述第二电池(123)的第二电极连接。所述切换装置(118)构造为用于在正常状态下将所述第二电池接口(132)与所述第三电池接口(134)连接以及在应急状态下将所述第二电池接口(132)与所述第三电池接口(134)断开并且将所述第二电池接口(132)或所述第四电池接口(138)与所述消耗器接口(112)连接。

技术研发人员：C·考夫曼,A·马特
受保护的技术使用者：克诺尔商用车制动系统有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11