DE10112921A1

DE10112921A1 - Ladekreis einer Fahrzeugbatterie

Info

Publication number: DE10112921A1
Application number: DE10112921A
Authority: DE
Inventors: Gerd Hoppe
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2002-09-26

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ladekreis (1) einer Fahrzeugbatterie (2), umfassend einen Generator (3) und eine räumlich vom Generator (3) getrennte Fahrzeugbatterie (2), die über eine Ladeleitung (4) miteinander elektrisch verbunden sind, wobei zwischen Generator (3) und Fahrzeugbatterie (2) eine Einrichtung angeordnet ist, die einen Stromfluß von der Fahrzeugbatterie (2) in Richtung des Generators (3) verhindert.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ladekreis einer Fahrzeugbatterie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Der Ladekreis einer Fahrzeugbatterie umfaßt üblicherweise einen Generator, der über eine Ladeleitung mit der Fahrzeugbatterie verbunden ist. Dabei erzeugt der Generator an seinem Ausgang eine etwas höhere Spannung als die Nennspannung der Fahrzeugbatterie, so daß aufgrund der Spannungsdifferenz ein gerichteter Stromfluß vom Generator zur Fahrzeugbatterie fließt. Solange Generator und Fahrzeugbatterie räumlich direkt beieinander sind, ist die Ladeleitung sehr kurz und befindet sich in unfallgeschützten Bereichen des Kraftfahrzeuges. Aufgrund der Tatsache, daß die Anzahl der elektrischen Verbraucher in einem Kraftfahrzeug stetig zunimmt, wird es immer schwieriger, alle Verbraucher im Motorraum anzuordnen. Hinzu kommt die Tendenz, verstärkt zwei Batterien in Kraftfahrzeugen zu verwenden, wobei im Regelfall der Bauraum im Motorraum nur für eine Batterie ausreicht. Somit kommt es zu einer räumlichen Trennung zwischen Generator und Fahrzeugbatterie, was eine Verlängerung der Ladeleitung zur Folge hat. Damit nimmt jedoch die Gefahr zu, daß es beispielsweise in Folge eines Unfalls zu einem Kurzschluss auf der Ladeleitung kommt, wodurch Fahrzeugbrände verursacht werden können. Eine Lösung für dieses Problem wäre die Verlegung der Ladeleitung in unfallgeschützten Bereichen des Kraftfahrzeuges, was jedoch den Verkabelungsaufwand erhöht.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, einen Ladekreis einer Fahrzeugbatterie mit räumlich getrenntem Generator zu schaffen, der ohne größeren Verkabelungsaufwand gegen Kurzschlüsse gesichert ist.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Hierzu wird zwischen Generator und Fahrzeugbatterie eine Einrichtung angeordnet, die einen Stromfluß von der Fahrzeugbatterie in Richtung des Generators verhindert. Dabei wird ausgenutzt, daß aufgrund der Differenz zwischen Generatorausgangsspannung und der Nennspannung der Fahrzeugbatterie bei intakter Ladeleitung der Strom nur in Richtung der Fahrzeugbatterie fließt. Fließt hingegen ein Strom aus der Fahrzeugbatterie in Richtung Generator, so kann die Ursache nur in einem Kurzschluss liegen, so daß somit durch die Sperrung des Stromflusses die Brandgefahr vermieden wird. Hierdurch wird die Ladeleitung reversibel gegen Kurzschlußströme aus der Fahrzeugbatterie abgesichert.

Ein möglicher Stromfluß vom erregten Generator zum Kurzschluß wird durch eine Motorabschaltung erreicht. Hierzu erfaßt beispielsweise ein Crash-Sensor einen Unfall und schaltet den Motor ab oder aber der Unfall selbst hat einen Ausfall des Motors zur Folge. Bei einem abgestellten Kraftfahrzeug ist der Generator ohnehin nicht erregt, so daß vom Generator zum Kurzschluß kein Strom fließen kann. Der mögliche Kurzschlußstrom vom Generator wird also durch zusätzliche Maßnahmen verhindert bzw. tritt gar nicht erst auf.

Vorzugsweise wird die Einrichtung unmittelbar an der Fahrzeugbatterie angeordnet, da ansonsten durch weitere Schutzmaßnahmen sichergestellt werden muß, daß Kurzschlüsse zwischen der Einrichtung und der Fahrzeugbatterie zuverlässig erfasst werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Einrichtung als Leistungsdiode ausgebildet. Der Vorteil einer Leistungsdiode ist, daß diese bereits funktionell bei Vernachlässigung des Sperrstroms einen Stromfluß von der Fahrzeugbatterie zum Generator verhindert. Nachteilig ist hingegen der Spannungsabfall über der Diode.

In einer alternativen Ausführungsform ist daher die Einrichtung als Leistungsschalter mit Stromrichtungserkennung ausgebildet. Vorzugsweise ist dabei der Leistungsschalter als Leistungs- MOSFET ausgebildet.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist, wenn die Fahrzeugbatterie im Heck und der Generator im Motorraum angeordnet ist. In diesem Fall muß die Ladeleitung durch das gesamte Kraftfahrzeug verlegt werden, wobei aufgrund der Absicherung die Ladeleitung nicht in den crashgesicherten Bereichen verlegt werden muß, was eine verbesserte Flexibilität in der Montage ermöglicht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figur zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild mit einer Leistungsdiode und

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild mit einem Leistungs- MOSFET.

Der Ladekreis 1 einer Fahrzeugbatterie 2 umfaßt einen Generator 3 und eine Ladeleitung 4, die den Generator 3 mit der Fahrzeugbatterie 2 verbindet. Zwischen Generator 3 und Fahrzeugbatterie 2 ist eine Leistungsdiode 5 angeordnet. Die Leistungsdiode 5 ist im Normalbetrieb mit erregtem Generator in Flußrichtung gepolt, da die Generatorausgangsspannung über der Nennspannung der Fahrzeugbatterie 2 liegt. Tritt nun auf der Ladeleitung 4 ein Kurzschluss auf, so sperrt die Leistungsdiode 5 und verhindert einen Stromfluß von der Fahrzeugbatterie 2 in Richtung Generator 3 zum Kurzschluss.

In der Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform mit einem Leistungs- MOSFET 6 mit Stromrichtungserkennung anstelle der Leistungsdiode 5 dargestellt. Die Stromrichtungserkennung mißt dabei die Spannung zwischen Source und Drain und schaltet je nach Vorzeichen der Drainsource-Spannung den MOSFET 6 über das Gate durch oder sperrt diesen.

Claims

1. Ladekreis einer Fahrzeugbatterie umfassend einen Generator und eine räumlich vom Generator getrennte Fahrzeugbatterie, die über eine Ladeleitung miteinander elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Generator (3) und Fahrzeugbatterie (2) eine Einrichtung angeordnet ist, die einen Stromfluß von der Fahrzeugbatterie (2) in Richtung des Generators (3) verhindert.

2. Ladekreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung unmittelbar an der Fahrzeugbatterie (2) angeordnet ist.

3. Ladekreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung als Leistungsdiode (5) ausgebildet ist.

4. Ladekreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung als Leistungsschalter mit Stromrichtungserkennung ausgebildet ist.

5. Ladekreis nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugbatterie (2) im Heck eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist.