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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugbordnetz, das einen ersten Bordnetzteil aufweist, der einer ersten Spannungslage zugeordnet ist, und einen zweiten Bordnetzteil aufweist, der einer zweiten Spannungslage zugeordnet ist, die höher ist als die erste Spannungslage, wobei der erste Bordnetzteil eine erste Batterie aufweist und der zweite Bordnetzteil eine zweite Batterie aufweist, wobei die erste Batterie über eine bestimmte Energiequelle aufladbar ist und Energie von der ersten Batterie in die zweite Batterie ladbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Laden einer Batterie eines Fahrzeugbordnetzes.
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Bei dem ersten Bordnetzteil kann es sich zum Beispiel um ein Niedervolt-Bordnetz eines Kraftfahrzeugs handeln und beim zweiten Bordnetzteil um ein Hochvolt-Bordnetz des Kraftfahrzeugs, wobei dann die erste Batterie eine Niedervolt-Batterie und die zweite Batterie eine Hochvolt-Batterie darstellen kann. Hochvolt-Batterien, insbesondere von Elektrofahrzeugen, können üblicherweise über eine externe Energiequelle geladen werden. Beim Laden solcher Hochvolt-Batterien kommen üblicherweise relativ hohe Ladeleistungen zum Einsatz. Übliche Ladeleistungen bei AC (Wechselstrom)-Ladevorgängen sind z.B. zwischen 3,6 Kilowatt und 22 Kilowatt und beim DC (Gleichstrom)-Laden zwischen 50 Kilowatt und 250 Kilowatt.
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Weiterhin ist es auch bekannt, dass eine Hochvolt-Batterie durch Energie aus einem Niedervolt-Bordnetz mit einer Niedervolt-Batterie gespeist werden kann. Beispielsweise beschreibt die
DE 10 2007 047 619 A1 ein Verfahren zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs mit Hybridantrieb, wobei bei entladener Hochvolt-Batterie Energie aus dem Niedervolt-Bordnetz über einen DC/DC-Wandler in das Hochvolt-Bordnetz übertragen wird.
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Des Weiteren beschreibt die
DE 10 2015 224 842 A1 ein elektrisches Spannungsnetzwerk für ein Kraftfahrzeug mit einer Hochvolt-Batterie und einer Niedervolt-Batterie, zwischen denen mindestens ein DC/DC-Wandler angeordnet ist, so dass die Hochvolt-Batterie die Niedervolt-Batterie laden kann, wobei ein Solarmodul über einen DC/DC-Wandler mit der Niedervolt-Batterie verbunden ist und wobei bei einem Fahrzeugstillstand bzw. bei abgestelltem Fahrzeug die Hochvolt-Batterie aus der Niedervolt-Batterie über den DC/DC-Wandler geladen wird. Während des Fahrbetriebs wird die vom Solarmodul gelieferte Energie zur Versorgung der Bordnetzverbraucher und zum Laden der Niedervolt-Batterie verwendet.
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Das Laden der über das Solarmodul aufgenommenen Energie über die Niedervolt-Batterie in die Hochvolt-Batterie gestaltet sich jedoch aufgrund der zusätzlichen Wandlungsverluste energetisch sehr ineffizient. Wünschenswert wäre es daher, einen solchen Ladevorgang energieeffizienter gestalten zu können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren bereitzustellen, die ein möglichst energieeffizientes Laden einer zweiten Batterie, wie beispielsweise einer Hochvolt-Batterie, über eine bestimmte Energiequelle mittelbar über eine weitere Batterie, wie beispielsweise eine Niedervolt-Batterie, ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung, sowie der Figuren.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein Fahrzeugbordnetz, das einen ersten Bordnetzteil aufweist, der einer ersten Spannungslage zugeordnet ist, und einen zweiten Bordnetzteil aufweist, der einer zweiten Spannungslage zugeordnet ist, die höher ist als die erste Spannungslage, wobei der erste Bordnetzteil eine erste Batterie aufweist, und der zweite Bordnetzteil eine zweite Batterie aufweist, wobei die erste Batterie über eine bestimmte Energiequelle aufladbar ist, und Energie von der ersten Batterie in die zweite Batterie ladbar ist. Dabei ist das Kraftfahrzeug dazu ausgelegt, wenn die bestimmte Energiequelle mit dem Fahrzeugbordnetz elektrisch gekoppelt ist, die erste Batterie in einem inaktiven Zustand des zweiten Bordnetzteils mit einer ersten Ladeleistung durch die bestimmte Energiequelle zumindest zum Teil zu laden, und die zweite Batterie in einem aktiven Zustand des zweiten Bordnetzteils mit einer im Vergleich zur ersten Ladeleistung größeren zweiten Ladeleistung durch die erste Batterie zu laden.
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Die Erfindung beruht dabei auf mehreren Erkenntnissen: Zum einen gibt es bestimmte Energiequellen, durch die sich keine sonderlich große Ladeleistung bereitstellen lässt, sondern zum Beispiel eine Ladeleistung im Bereich von wenigen 100 Watt, wenn überhaupt. Gerade bei solchen Energiequellen gestaltet sich ein direktes Laden der zweiten Batterie, zum Beispiel einer Hochvolt-Batterie, mit einer solch geringen Ladeleistung sehr ineffizient, da beim Laden einer Hochvolt-Batterie weitere Nebenverbraucher aktiv sind, zum Beispiel solche, die für Hochvolt-Sicherheitsaspekte zuständig sind, zum Beispiel Verbraucher zur Durchführung von Isolationsmessungen, zur Batterieüberwachung, und so weiter. Gerade diese Nebenverbraucher mindern dabei die Effizienz des Ladens einer Hochvolt-Batterie durch eine Energiequelle mit sehr niedriger Ladeleistung. Die Erfindung beruht weiterhin auf der Erkenntnis, dass durch das Laden der ersten Batterie durch die bestimmte Energiequelle solche Energieverluste vermieden werden können, wenn dabei zum einen zumindest temporär während des Ladens der ersten Batterie der zweite Bordnetzteil inaktiv ist. Ist der zweite Bordnetzteil mit der zweiten Batterie inaktiv, so ist beispielsweise auch keine Hochvolt-Sicherheitsüberwachung oder Ähnliches erforderlich.
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Beim Laden der ersten Batterie ergeben sich aufgrund der niedrigeren Spannungslage also keine beziehungsweise geringere Sicherheitsanforderungen beim Laden, wodurch beim Laden der ersten Batterie durch die bestimmte Energiequelle Energieverlust eingespart werden können. Dadurch kann dann, z.B. trotz eventueller Wandlungsverluste, deutlich Energie gespart werden. Wird dann die zweite Batterie durch Energie aus der ersten Batterie geladen, so kann dies nun außerdem vorteilhafterweise mit einer gegenüber der ersten Ladeleistung erhöhten zweiten Ladeleistung erfolgen, wodurch sich die Ladezeit zum Laden der zweiten Batterie im Vergleich zu einem Laden mit der ersten Ladeleistung verkürzt. Beim Laden der zweiten Batterie mit Energie aus der ersten Batterie ist dann zwar der erste Bordnetzteil aktiv, jedoch für deutlich kürzere Zeit als dies möglich wäre, wenn die zweite Batterie mit der ersten Ladeleistung direkt durch die bestimmte Energiequelle geladen werden würde. Es kann also zunächst die erste Batterie, zum Beispiel eine Niedervolt-Batterie, mit niedriger Ladeleistung langsam geladen, z.B. vollgeladen, werden, und dann kann die erste Batterie, zum Beispiel über einen DC/DC-Wandler, in die zweite Batterie, zum Beispiel eine Hochvolt-Batterie, umgeladen werden, wobei dies dann mit höherer Ladeleistung erfolgen kann. Dadurch können auf energieeffiziente Weise auch Energiequellen, die grundsätzlich nur eine sehr geringe Ladeleistung bereitstellen können, effizient zum Laden der Hochvolt-Batterie genutzt werden.
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Bei dem zweiten Bordnetzteil handelt es sich bevorzugt um ein Hochvolt-Bordnetz des Kraftfahrzeugs. Die dem zweiten Bordnetzteil zugeordnete zweite Spannungslage beträgt daher bevorzugt mindestens 60 Volt oder mehr, z.B. 400 Volt oder 800 Volt. Entsprechend handelt es sich bei der zweiten Batterie bevorzugt um eine Hochvolt-Batterie. Beim ersten Bordnetzteil kann es sich um ein Niedervolt-Bordnetz und/oder Mittelvolt-Bordnetz des Kraftfahrzeugs handeln. Die erste Spannungslage kann z.B. 12 Volt oder 48 Volt betragen. Entsprechend kann es sich bei der ersten Batterie um eine Niedervolt-Batterie, zum Beispiel eine 12-Volt-Batterie, und/oder eine Mittelvolt-Batterie, zum Beispiel eine 48-Volt-Batterie, handeln.
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Wenngleich auch zur Vereinfachung und besseren Veranschaulichung der nachfolgend beschriebenen Beispielen der erste Bordnetzteil zum Teil als Niedervolt-Bordnetz, die erste Batterie als Niedervolt-Batterie, der zweite Bordnetzteil als Hochvolt-Bordnetz und die zweite Batterie als Hochvolt-Bordnetz beschrieben wird, so lassen sich diese Beispiele analog auf jedes beliebige Fahrzeugbordnetz mit mindestens zwei Bordnetzteilen unterschiedlicher Spannungslagen übertragen.
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Der erste Bordnetzteil und der zweite Bordnetzteil können zum Beispiel über eine Wandlereinrichtung, zum Beispiel einen DC/DC-Wandler, miteinander gekoppelt sein. Dass die zweite Batterie im aktiven Zustand des zweiten Bordnetzteils mit der zweiten Ladeleistung durch die erste Batterie geladen wird, soll dabei umfassen, dass Energie aus dem ersten Bordnetzteil über die Wandlereinrichtung in den zweiten Bordnetzteil zum Laden der zweiten Batterie gespeist wird.
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Zum Steuern der Ladevorgänge kann das Kraftfahrzeug zudem eine entsprechende Steuereinrichtung umfassen.
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Bei der zweiten Batterie kann es sich zudem um eine Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs handeln. Außerdem kann das Kraftfahrzeug zusätzlich dazu ausgebildet sein, dass die zweite Batterie über eine Ladeeinrichtung des Kraftfahrzeugs mit einer fahrzeugexternen Energiequelle aufladbar ist, nämlich ohne den Umweg über die erste Batterie. Mit anderen Worten kann eine fahrzeugexterne Energiequelle auch an das Kraftfahrzeug angeschlossen und dabei direkt mit dem zweiten Bordnetzteil elektrisch gekoppelt werden, um Energie in die zweite Batterie einzuspeisen. Die zweite Batterie wird dabei also geladen, ohne dass dabei die erste Batterie geladen wird oder geladen werden muss.
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Bei der bestimmten Energiequelle handelt es sich bevorzugt um eine Energiequelle, die nur eine sehr geringe Ladeleistung bereitstellen kann, zum Beispiel eine maximale Ladeleistung von 1 Kilowatt, insbesondere eine maximale Ladeleistung von 500 Watt, z.B. zwischen 100 Watt und 500 Watt, oder sogar weniger. Diese bestimmte Energiequelle kann zudem Teil des Kraftfahrzeugs sein oder eine externe Energiequelle darstellen. Gerade bei derart geringen Ladeleistungen der Energiequelle lassen sich besonders große Vorteil der Erfindung erzielen.
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Unter einem inaktiven Zustand des zweiten Bordnetzteils kann zum Beispiel verstanden werden, dass die zweite Batterie vom restlichen Fahrzeugbordnetz elektrisch abgekoppelt ist, zum Beispiel über Hochvoltschütze, die im inaktiven Zustand des zweiten Bordnetzteils geöffnet sind. In diesem Zustand kann also der zweite Bordnetzteil nicht über die zweite Batterie mit Energie versorgt werden. Das Kraftfahrzeug befindet sich dann zum Beispiel in einem Stillstand beziehungsweise in einem abgestellten Zustand. Auch weitere optionale Hochvoltverbraucher, die Teil des zweiten Bordnetzteils sind, befinden sich dann in einem inaktiven Zustand. Entsprechend kann der aktive Zustand des zweiten Bordnetzteils dadurch definiert sein, dass in diesem aktiven Zustand die zweite Batterie elektrisch mit dem restlichen zweiten Bordnetzteil und insbesondre den an diesem zweiten Bordnetzteil angeschlossenen Verbrauchern, insbesondere Hochvoltverbrauchern, verbunden ist. Die oben genannten Hochvoltschütze können sich dann also in einem geschlossenen Zustand befinden. Das Kraftfahrzeug muss sich bei aktivem zweiten Bordnetzteil nicht notwendigerweise in einem Fahrbetrieb befinden. Während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs ist jedoch der zweite Bordnetzteil insbesondere immer in einem aktiven Zustand.
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Die erste Ladeleistung kann nur temporär oder im Mittel oder permanent kleiner sein als die zweite Ladeleistung. Insbesondere kann es sich bei der ersten und der zweiten Ladeleistung auch um einen Mittelwert der jeweiligen Ladeleistungen handeln, gemäß welchem die erste beziehungsweise die zweite Batterie geladen wird. Mit anderen Worten kann es vorgesehen sein, dass die mittlere zweite Ladeleistung, gemäß welcher die zweite Batterie aus der ersten Batterie geladen wird, größer als die mittlere erste Ladeleistung, gemäß welcher die erste Batterie aus der bestimmten Energiequelle geladen wird, ist. Der Mittelwert kann sich dabei auf die Zeitdauer des jeweiligen Ladevorgangs beziehen. Es kann also auch sein, dass temporär die erste Ladeleistung größer ist als die zweite Ladeleistung. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die erste Ladeleistung während der gesamten Ladedauer des Ladens der ersten Batterie kleiner ist als die zweite Ladeleistung während des Ladens der zweiten Batterie aus der erste Batterie.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Kraftfahrzeug eine Ladeschnittstelle auf, über welche die bestimmte Energiequelle mit dem Kraftfahrzeug und dem Fahrzeugbordnetz elektrisch koppelbar ist. Die elektrische Kopplung kann dabei induktiv oder konduktiv sein. Z.B. kann die Ladeschnittstelle als Steckanschluss ausgeführt sein. Dadurch kann die bestimmte Energiequelle auf einfache Weise elektrisch mit dem Kraftfahrzeug in dem Fahrzeugbordnetz gekoppelt werden. Die bestimmte Energiequelle muss also nicht permanent mit dem Kraftfahrzeug mitgeführt werden oder in das Kraftfahrzeug integriert sein. Dies ermöglicht besonders flexible Einsatz- und Verwendungsmöglichkeiten. Insbesondere können als Energiequellen dabei auch jegliche Art von kraftfahrzeugexternen Energiequellen genutzt werden, selbst wenn diese also nur sehr geringe Ladeleistungen zur Verfügung stellen können. Bei einer solchen Energiequelle kann es sich im Allgemeinen zum Beispiel um eine Solaranlage und/oder Photovoltaikanlage und/oder Windkraftanlage oder ähnliches handeln. Insbesondere kann es sich bei der Energiequelle auch um eine kleinere, zum Beispiel mobile, PV-Anlage oder eine kleine Windkraftanlage ähnlich einem Balkonkraftwerk handeln oder es kann als Energiequelle auch ein Puffer im Verbund mit einem Hausanschluss genutzt werden. Durch derartige bestimmte Energiequellen lassen sich typischerweise nur sehr geringe Ladeleistungen bereitstellen. Auch diese können nunmehr vorteilhaft und energieeffizient genutzt werden, um die zweite Batterie zu laden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Kraftfahrzeug dazu ausgelegt zu detektieren, wenn die bestimmte Energiequelle über die Ladeschnittstelle gekoppelt ist, insbesondere wobei die bestimmte Energiequelle eine Energiequelle darstellt, die zur Bereitstellung einer maximalen Ladeleistung von 1 Kilowatt, insbesondere von maximal 500 Watt oder weniger ausgelegt ist.
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Das Kraftfahrzeug kann also einerseits dazu ausgelegt sein zu detektieren, wenn eine Energiequelle mit der Ladeschnittstelle gekoppelt ist, sowie andererseits auch dazu ausgelegt sein zu detektieren, wenn eine Energiequelle, die mit der Ladeschnittstelle gekoppelt ist, eine bestimmte Energiequelle darstellt, die also zur Bereitstellung einer nur sehr kleinen maximalen Ladeleistung ausgelegt ist. Beispielsweise kann für solche bestimmten Energiequellen mit einer solch geringen Ladeleistung eine separate Ladeschnittstelle am Kraftfahrzeug vorgesehen sein. Denkbar wäre auch die Nutzung eines Zigarettenanzünders als solche Ladeschnittstelle. Denkbar wäre es auch, als Ladeschnittstelle den Ladeanschluss zu nutzen, über welchen sich die zweite Batterie direkt über eine fahrzeugexterne Energiequelle mit höherer Ladeleistung laden lässt. In diesem Fall ist es dann vorteilhaft, wenn das Fahrzeug dazu ausgelegt ist zu erkennen, welche Art von Energiequelle an der Ladeschnittstelle angeschlossen ist, insbesondere hinsichtlich der maximal durch die angeschlossene Energiequelle bereitstellbare Ladeleistung. Dies kann dann z.B. analog zur Kodierung der maximalen Stromtragfähigkeit des Ladekabels mittels eines in das Ladekabel zwischen einem PP(Proximity Pilot)-Kontakt und einem PE(Protective Earth)-Kontakt integrierten Widerstandsbauteils mit einem bestimmten Widerstandswert ebenfalls mit einem für solche bestimmte Energiequellen mit niedriger Leistung definierten Widerstandswert kodiert werden. Das Kraftfahrzeug kann dann erfassen, ob es sich bei der angeschlossenen Energiequelle um eine bestimmte Energiequelle mit niedriger Ladeleistung handelt oder nicht und/oder zum Beispiel in Abhängigkeit von der maximal durch die angeschlossene Energiequelle bereitstellbare Ladeleistung entscheiden, ob die zweite Batterie direkt durch die Energiequelle geladen wird oder indirekt über die erste Batterie.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Kraftfahrzeug die bestimmte Energiequelle. Die bestimmte Energiequelle kann also beispielsweise auch in das Kraftfahrzeug integriert sein. Auch hierbei kann es sich zum Beispiel um ein Solarmodul oder eine PV-Anlage oder ähnliches handeln. Die bestimmte Energiequelle kann dann zum Beispiel auch als Teil des Fahrzeugbordnetzes aufgefasst werden. Die bestimmte Energiequelle kann dann zum Beispiel über eine Schalteinrichtung, z.B. mittels eines elektronisch steuerbaren Schalters, mit der ersten Batterie beziehungsweise dem ersten Bordnetzteil gekoppelt werden und/oder von diesem entkoppelt werden.
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Die oben beschriebenen Beispiele sind auch beliebig miteinander kombinierbar, das heißt das Kraftfahrzeug kann sowohl eine integrierte erste bestimmte Energiequelle als Teil des Kraftfahrzeugs umfassen, als auch über die oben beschriebene Ladeschnittstelle mit einer externen zweiten bestimmten Energiequelle koppelbar sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Kraftfahrzeug eine Steuereinrichtung, die dazu ausgelegt ist, das Laden der ersten Batterie durch die bestimmte Energiequelle nur unter der Voraussetzung zu aktivieren, dass sich das Kraftfahrzeug im Stillstand und insbesondere der zweite Bordnetzteil im inaktiven Zustand befindet. Gerade unter diesen Voraussetzungen lässt sich ein besonders effizientes und verlustarmes Laden der zweiten Batterie indirekt über die erste Batterie und die bestimmte Energiequelle ermöglichen. Gerade dann, wenn nämlich der zweite Bordnetzteil nicht aktiv ist, kann die erste Batterie sehr verlustarm durch die bestimmte Energiequelle selbst bei geringer erster Ladeleistung geladen werden. Durch die höhere zweite Ladeleistung, mit der die zweite Batterie durch die erste Batterie, insbesondere über die Wandlereinrichtung, geladen wird, können insgesamt Energieverluste im Vergleich zu einem direkten Laden der zweiten Batterie durch die bestimmte Energiequelle eingespart werden. Außderdem ist dies besonders vorteilhaft, wenn die bestimmte Energiequelle eine fahrzeugexterne Energiequelle ist, die an das Kraftfahrzeug über ein Ladekabel angeschlossen ist.
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Befindet sich das Kraftfahrzeug beispielsweise in einem Fahrbetrieb, so ist in diesem Zustand des Kraftfahrzeugs der zweite Bordnetzteil typischerweise ohnehin aktiv sowie insbesondere auch die dem zweiten Bordnetzteil zugeordnete Sicherheitsmechanismen und entsprechende Nebenverbraucher. In diesem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs kann es dann entsprechend vorgesehen sein, zum Beispiel wenn es sich bei der bestimmten Energiequelle um eine mobile durch das Kraftfahrzeug mitgeführte Energiequelle oder eine in das Kraftfahrzeug integrierte Energiequelle handelt, die zweite Batterie über die bestimmte Energiequelle direkt, insbesondere über eine weitere Wandlereinrichtung, zu laden, aber ohne den Umweg über die erste Batterie.
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Nichtsdestoweniger kann es auch vorgesehen sein, dass auch im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs die erste Batterie durch die bestimmte Energiequelle geladen werden kann und die zweite Batterie, insbesondere indirekt über die oben beschriebene Wandlereinrichtung, durch die erste Batterie. Dadurch ist es auch möglich, die bestimmte Energiequelle auch während der Fahrt nutzen zu können und es kann eine zusätzliche Wandlereinrichtung gespart werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Kraftfahrzeug derart eingerichtet, dass die zweite Batterie nur dann aus der ersten Batterie geladen wird, insbesondere über oben genannte Wandlereinrichtung, wenn ein Ladezustand der ersten Batterie größer ist als ein vorbestimmter erster Grenzwert. Dies hat den Vorteil, dass gewährleistet werden kann, dass immer eine gewisse Restenergie in der ersten Batterie verbleibt bzw. diese nicht vollständig entladen wird. Der vorbestimmte erste Grenzwert kann dabei jedoch grundsätzlich beliebig größer als 0 % SOC (State of Charge, Ladezustand) gewählt sein, zum Beispiel bei mindestens 2 % oder mindestens 5 % oder mindestens 10 % SOC oder auch höher.
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Wird die zweite Batterie beispielsweise aus der ersten Batterie geladen, so kann dieser Ladevorgang zum Beispiel abgebrochen werden, sobald der Ladezustand der ersten Batterie diesen vorbestimmten ersten Grenzwert erreicht. Die zweite Batterie wird also maximal nur so lange aus der ersten Batterie geladen, wie der Ladezustand der ersten Batterie größer als dieser vorbestimmte erste Grenzwert ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Kraftfahrzeug derart eingerichtet, dass ein Laden der zweiten Batterie durch die erste Batterie erst initiiert wird, wenn der Ladezustand der ersten Batterie einen bestimmten zweiten Grenzwert erreicht oder überschreitet, der größer ist als der erste Grenzwert. Dadurch kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass eine ausreichend hohe Energiemenge in der ersten Batterie vorhanden ist, um das Laden der zweiten Batterie aus der ersten Batterie insgesamt effizient gestalten zu können. Ein ständiges Initiieren und Abbrechen des Ladevorgangs zum Laden der zweiten Batterie aus der ersten Batterie kann dadurch vorteilhafterweise vermieden werden. Der zweite Grenzwert kann dabei grundsätzlich beliebig größer als der erste Grenzwert gewählt sein und zum Beispiel mindestens 20 % SOC betragen oder mindestens 50 % SOC betragen oder mindestens 70 % SOC betragen oder auch 100 % SOC betragen. Es kann also auch vorgesehen sein, dass die zweite Batterie erst dann aus der ersten Batterie geladen wird, wenn die erste Batterie durch die bestimmte Energiequelle vollgeladen wurde.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Kraftfahrzeug derart eingerichtet, dass ein Laden der zweiten Batterie durch die erste Batterie erst initiiert wird, wenn die erste Batterie für eine vorbestimmte Mindestzeitdauer durch die bestimmte Energiequelle geladen wurde. Auch hierdurch kann es vorteilhafterweise erreicht werden, dass ein ständiger Wechsel zwischen dem Laden der zweiten Batterie durch die erste Batterie und ein Abbrechen dieses Ladevorgangs, weil der erste Grenzwert erreicht oder unterschritten wird, vermieden werden kann. Durch die Vorgabe einer Mindestzeitdauer kann also ebenso erreicht werden, dass bereits ausreichend viel Energie in die erste Batterie geladen wurde, bevor die zweite Batterie aus der ersten Batterie geladen wird, um ein effizientes Laden der zweiten Batterie aus der ersten Batterie zu ermöglichen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Kraftfahrzeug dazu ausgelegt, das Laden der ersten Batterie durch die bestimmte Energiequelle und das Laden der zweiten Batterie durch die erste Batterie zeitlich nacheinander und zeitlich nicht überschneidend auszuführen und/oder teilweise zeitlich überschneidend auszuführen. Da das Laden der zweiten Batterie aus der ersten Batterie mit einer höheren Ladeleistung erfolgt als das Laden der ersten Batterie aus der bestimmten Energiequelle, dauert es länger, um die gleiche Energiemenge von der bestimmten Energiequelle in die erste Batterie zu laden als die gleiche Energiemenge von der ersten Batterie in die zweite Batterie zu laden. Dies bedeutet jedoch nicht, dass das Laden der zweiten Batterie zumindest nicht temporär auch zeitgleich mit dem Laden der ersten Batterie aus der bestimmten Energiequelle erfolgen kann. Während also die erste Batterie durch die bestimmte Energiequelle geladen wird, befindet sich der zweite Bordnetzteil zumindest temporär in einem inaktiven Zustand. Dabei kann es also vorgesehen sein, dass sich der zweite Bordnetzteil während die erste Batterie durch die bestimmte Energiequelle geladen wird, permanent in einem inaktiven Zustand befindet und die zweite Batterie aus der ersten Batterie erst dann geladen wird, wenn der Ladevorgang zum Laden der ersten Batterie aus der bestimmten Energiequelle beendet ist. Das Laden der ersten Batterie durch die bestimmte Energiequelle und das Laden der zweiten Batterie durch die erste Batterie kann dabei auch im zeitlichen Wechsel erfolgen, ohne dass sich die jeweiligen Ladevorgänge dabei zeitlich überlappen. Nichts desto weniger kann es aber auch vorgesehen sein, dass, wenn beispielsweise die erste Batterie einen bestimmten Ladezustand erreicht hat, Energie aus der ersten Batterie in die zweite Batterie geladen wird, wenn gleichzeitig die erste Batterie weiterhin durch die bestimmte Energiequelle geladen wird. Das Kraftfahrzeug kann auch dazu ausgelegt sein, je nach Situation beide dieser Ladestrategien umzusetzen.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Laden einer Batterie eines Fahrzeugbordnetzes, das einen ersten Bordnetzteil aufweist, der einer ersten Spannungslage zugeordnet ist, und einen zweiten Bordnetzteil aufweist, der einer zweiten Spannungslage zugeordnet ist, die höher ist als die erste Spannungslage, wobei der erste Bordnetzteil eine erste Batterie aufweist und der zweite Bordnetzteil eine zweite Batterie aufweist, wobei die erste Batterie über eine bestimmte Energiequelle aufladbar ist und Energie von der ersten Batterie in die zweite Batterie ladbar ist. Dabei wird, wenn die bestimmte Energiequelle mit dem Fahrzeugbordnetz elektrisch gekoppelt ist, die erste Batterie in einem inaktiven Zustand des zweiten Bordnetzes mit einer ersten Ladeleistung durch die bestimmte Energiequelle zumindest zum Teil geladen und die zweite Batterie wird in einem aktiven Zustand des zweiten Bordnetzteils mit einer im Vergleich zur ersten Ladeleistung größeren zweiten Ladeleistung durch die erste Batterie geladen.
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Die für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und seine Ausführungsformen beschriebenen Vorteile gelten in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Verfahren.
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Zu der Erfindung gehört auch die Steuereinrichtung für das Kraftfahrzeug. Die Steuereinrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Als Mikroprozessor kann insbesondere jeweils eine CPU (Central Processing Unit), eine GPU (Graphical Processing Unit) oder eine NPU (Neural Processing Unit) verwendet werden. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein. Die Prozessoreinrichtung kann z. B. auf zumindest einer Schaltungsplatine und/oder auf zumindest einem SoC (System on Chip) basieren.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs während eines Ladevorgangs zum Laden einer ersten Batterie über eine bestimmte Energiequelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs aus 1 während des Ladens einer zweiten Batterie über die erste Batterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 3 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Laden einer Batterie eines Fahrzeugbordnetzes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Kraftfahrzeug 10 weist dabei ein Fahrzeugbordnetz 12 auf. Dieses umfasst einen ersten Bordnetzteil 14, das zum Beispiel als Niedervolt-Bordnetz 14 ausgebildet sein kann, und einen zweiten Bordnetzteil 16, der zum Beispiel als Hochvolt-Bordnetz ausgebildet sein kann. Der erste Bordnetzteil 14 umfasst eine erste Batterie 18, zum Beispiel eine Niedervolt-Batterie, und der zweite Bordnetzteil 16 umfasst eine zweite Batterie 20, die in diesem Beispiel eine Hochvolt-Batterie 20 darstellt. Das Hochvolt-Bordnetz 16 kann dabei noch weitere Hochvoltverbraucher umfassen, die vorliegend jedoch nicht explizit dargestellt sind. Auch das Niedervolt-Bordnetz 14 kann noch zahlreiche weitere Verbraucher umfassen, die aus Gründen der Übersichtlichkeit vorliegend jedoch ebenfalls nicht dargestellt sind. Über eine Schalteinrichtung 22, zum Beispiel zwei Hochvoltschütze, kann die Hochvolt-Batterie 20 mit dem restlichen Hochvolt-Bordnetz gekoppelt werden und von diesem entkoppelt werden. Im vorliegenden Beispiel ist die Hochvolt-Batterie 20 vom restlichen Hochvolt-Bordnetz 16 entkoppelt. Das Hochvolt-Bordnetz 16 befindet sich daher in diesem Beispiel in einem inaktiven Zustand Z1. Das Niedervolt-Bordnetz 14 und das Hochvolt-Bordnetz 16 sind über eine Wandlereinrichtung 24, zum Beispiel einem DC/DC-Wandler 24, miteinander gekoppelt. Die Wandlereinrichtung 24 kann optional auch als bidirektionale Wandlereinrichtung 24 ausgeführt sein. Über die Wandlereinrichtung 24 ist es möglich, Energie aus dem Niedervolt-Bordnetz 14, insbesondere aus der ersten Batterie 18, dem Hochvolt-Bordnetz 16, insbesondere der zweiten Batterie 20 zuzuführen.
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Außerdem weist in diesem Beispiel das Kraftfahrzeug 10 eine Ladeschnittstelle 26, zum Beispiel einen Steckanschluss 26, auf, über welche eine bestimmte Energiequelle 28 mit dem Fahrzeug 10 und dessen Fahrzeugbordnetz 12 gekoppelt werden kann. Bei dieser Energiequelle 28 kann es sich zum Beispiel um eine mobile PV-Anlage, eine Windkraftanlage, zum Beispiel ähnlich einem Balkonkraftwerk, oder ähnliches handeln. Eine solche bestimmte Energiequelle 28 kann dabei optional auch Teil des Kraftfahrzeugs 10 selbst sein. Auch kann das Kraftfahrzeug 10 so ausgebildet sein, dass es einerseits eine solche integrierte Energiequelle 28 umfasst, sowie auch zusätzlich einen Anschluss 26 zum Koppeln einer weiteren solchen Energiequelle 28. Die Energiequelle 28 ist dazu ausgelegt, eine bestimmte maximale Ladeleistung PM bereitzustellen, die zum Beispiel zwischen 100 Watt und 500 Watt liegt oder noch geringer ist.
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Darüber hinaus umfasst das Kraftfahrzeug 10 eine Steuereinrichtung 30, zum Steuern der nachfolgend beschriebenen Ladevorgänge.
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Außerdem kann das Kraftfahrzeug 10 eine optionale weitere Ladeschnittstelle umfassen, um über diese den Hochvoltspeicher, das heißt die Hochvolt-Batterie 20 direkt zu laden, das heißt nicht über den Umweg der Niedervolt-Batterie 18. Dies ist jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit vorliegend nicht dargestellt.
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Ladevorgänge für Elektrofahrzeuge, wie das vorliegende Fahrzeug 10, werden oftmals mit relativ hoher Leistung und direktem Anschluss an eine Infrastruktur, zum Beispiel eine Ladesäule, eine Wallbox, eine Ladestation oder ähnliches, durchgeführt. Durch die hohen Ladeleistungen und kurzen Ladedauern sind weitere Nebenverbraucher, das heißt neben dem Ladegerät des Kraftfahrzeugs 10 und der Hochvolt-Batterie 10, nicht wirklich relevant, insbesondere auch solche, die unter Umständen betrieben werden, um gewisse Hochvolt-Sicherheitsaspekte zu berücksichtigen. Beispielsweise können während eines normalen Ladevorgangs zum Laden der Hochvolt-Batterie 20 bestimmte Verbraucher des Fahrzeugbordnetzes 12 aktiv sein, um beispielsweise Isolationsmessungen durchzuführen, eine Batterieüberwachung zur Überwachung der Hochvolt-Batterie 20 auszuführen, und so weiter. Bei niedrigen Ladeleistungen nehmen derartige Verbraucher, die bei aktivem Hochvolt-Bordnetz 16 also ebenfalls aktiv sind, einen relativ hohen Anteil ein. Der Wirkungsgrad des Ladevorgangs sinkt daher sehr stark bei herkömmlichen Ladevorgängen zum Laden einer solchen Hochvolt-Batterie mit sehr geringen Ladeleistungen. Des Weiteren sind herkömmliche Hochvolt-Batterien nicht für deutlich längere Betriebsbeziehungsweise Ladedauern ausgelegt, wodurch es teilweise gar nicht möglich oder sinnvoll ist, solche auch mit sehr kleinen Ladeleistungen zu laden.
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Die Erfindung und ihre Ausführungsformen ermöglichen es nun vorteilhafterweise, auch sehr kleine Ladeleistungen, wie diese zum Beispiel durch die bestimmte Energiequelle 28 bereitgestellt werden, zum Laden der Hochvolt-Batterie 20 zu nutzen. Dies wird unter anderem dadurch erreicht, dass die Hochvolt-Batterie 20 nicht direkt über die bestimmte Energiequelle 28 geladen wird, sondern indirekt und/oder zeitlich entkoppelt. Insbesondere wird bei an das Fahrzeugbordnetz 12 angeschlossener bestimmter Energiequelle 28 Energie von der Energiequelle 28 zunächst in die erste Batterie 18 geladen, und zwar gemäß einer ersten Ladeleistung P1, die insbesondere maximal so groß ist wie durch die Energiequelle 28 bereitstellbare Ladeleistung PM. Dieser erste Ladevorgang kann zum Beispiel durch Schließen eines entsprechenden Schalters 32 initiiert werden. Optional kann sich eine weitere Wandlereinrichtung zwischen der ersten Batterie 18 und der Energiequelle 28 befinden, die insbesondere auch in die Energiequelle 28 und/oder die Batterie 18 integriert sein kann. Während die Niedervolt-Batterie 18 durch die bestimmte Energiequelle 28 geladen wird, kann sich nun vorteilhafterweise das Hochvolt-Bordnetz 16 im inaktiven Zustand Z1 befinden. Durch die niedrige Spannung des Niedervolt-Bordnetzes 14, zum Beispiel 12 Volt, ergeben sich keine beziehungsweise geringere Sicherheitsanforderungen beim Laden. Daher sind die Ladeverluste beim Laden der Niedervolt-Batterie 18 über die angeschlossene Energiequelle 28 auch deutlich geringer, da eine Aktivierung des Hochvolt-Bordnetzes 16 hierfür nicht erforderlich ist. Somit lässt sich also sehr energieeffizient Energie von der Energiequelle 28 an die Niedervolt-Batterie 18 übertragen. Anschließend oder auch zeitlich überlappend kann dann, zum Beispiel wenn der Ladezustand der Niedervolt-Batterie 18 einen bestimmten Schwellwert erreicht hat, die zweite Batterie 20 durch die erste Batterie 18, insbesondere über die Wandlereinrichtung 24 geladen werden, wie dieses Situation in 2 veranschaulicht ist.
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2 zeigt dabei insbesondere das Kraftfahrzeug 10 aus 1, wobei sich nunmehr das Hochvolt-Bordnetz 16 in einem aktiven Zustand Z2 befindet und die Schalteinrichtung 22, insbesondere die Hochvoltschütze 22, entsprechend geschlossen sind und damit die Hochvolt-Batterie 20 mit dem restlichen Hochvolt-Bordnetz 16 verbunden ist. Über die Wandlereinrichtung 24, die das Niedervolt-Bordnetz 14 mit dem Hochvolt-Bordnetz 16 koppelt, kann also nun vorteilhafterweise Energie aus dem Niedervolt-Bordnetz 14, insbesondere aus der Batterie 18, in das Hochvolt-Bordnetz 16 und insbesondere in die Hochvolt-Batterie 20 eingespeist werden. Dies erfolgt dabei vorteilhafterweise mit einer zweiten Ladeleistung P2, die größer ist als die erste Ladeleistung P1, zumindest im zeitlichen Mittel. Während dieses zweiten Ladevorgangs zum Laden der Hochvolt-Batterie 20 aus der Niedervolt-Batterie 18 muss aufgrund der erhöhten zweiten Ladeleistung P2 das Hochvolt-Bordnetz 16 deutlich weniger lang aktiv sein, als wenn dieses zum Beispiel gemäß der ersten Ladeleistung P1 direkt durch die Energiequelle 28 geladen werden würde. Dadurch können insgesamt Energieverluste deutlich reduziert werden und es wird ein effizientes Laden der Hochvolt-Batterie 20 durch diese leistungsschwache Energiequelle 28 indirekt über die Niedervolt-Batterie 18 ermöglicht.
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Während die Hochvolt-Batterie 20 durch die Niedervolt-Batterie 18 geladen wird, muss die Energiequelle 28 nicht mehr notwendigerweise mit dem Fahrzeug 10 gekoppelt sein, kann dies aber. Auch muss in dieser Situation nicht notwendigerweise ein zusätzliches Laden der Niedervolt-Batterie 18 durch die Energiequelle 28 erfolgen, was jedoch dennoch möglich ist. Mit anderen Worten kann das Laden der Hochvolt-Batterie 20 aus der Niedervolt-Batterie 18 zeitlich entkoppelt vom Laden der Niedervolt-Batterie 18 aus der Energiequelle 28 oder auch zeitlich überlappend erfolgen. Je nach Situation kann also der Schalter 32 geöffnet oder geschlossen sein, während die Hochvolt-Batterie 20 aus der Niedervolt-Batterie 18 geladen wird.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Laden einer Batterie 18, 20 eines Fahrzeugbordnetzes 12 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei kann es sich um ein Fahrzeugbordnetz 12 eines Kraftfahrzeugs 10 handeln, wie dieses bereits im Zusammenhang mit 1 und 2 beschrieben wurde. Das Verfahren ist dabei in diesem Beispiel durch drei Verfahrensschritte S10, S12, S14 illustriert. Für jeden der Verfahrensschritte S10, S12, S14 sind zum einen die beiden Batterien 18, 20 sowie die bestimmte Energiequelle 28 dargestellt. Exemplarisch wird als Energiequelle 28 hier ein kleines Windrad 28 angenommen, das die Niedervolt-Batterie 18 lädt.
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In Schritt S10 weist die Niedervolt-Batterie 18 einen ersten Ladezustand SOC1 und die Hochvolt-Batterie 20 ebenfalls einen zugeordneten ersten Ladezustand SOC1' auf. Der Ladezustand SOC1 der Niedervolt-Batterie 18 ist dabei von einer Vollladung verschieden und beträgt zum Beispiel 10 %. Der erste Ladezustand SOC1' der Hochvolt-Batterie 20 ist ebenfalls von einer Vollladung verschieden und beträgt zum Beispiel 5 %. Die bestimmte Energiequelle 28 ist dabei nunmehr mit der Niedervolt-Batterie 18 gekoppelt und lädt die Niedervolt-Batterie 18 gemäß der ersten Ladeleistung P1. Währenddessen sind die Niedervolt-Batterie 18 und die Hochvolt-Batterie 20 voneinander elektrisch entkoppelt. Insbesondere befindet sich zu diesem Zeitpunkt zum Beispiel das Hochvolt-Bordnetz 16 im inaktiven Zustand Z1.
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Hat der Ladezustand SOC2 der Niedervolt-Batterie 18 einen bestimmten Grenzwert G2 erreicht, wie dies in Schritt S12 veranschaulicht ist, so wird die Niedervolt-Batterie 18 mit der Hochvolt-Batterie 20, insbesondere über die beschriebene Wandlereinrichtung 24, elektrisch gekoppelt, um die Hochvolt-Batterie 20 durch die Niedervolt-Batterie 18 gemäß der zweiten Ladeleistung P2 zu laden, die größer ist als die erste Ladeleistung P1. Währenddessen kann der Ladevorgang zum Laden der Niedervolt-Batterie 18 durch die Energiequelle 28 unterbrochen sein oder optional weiter laufen, zumindest sofern die Energiequelle 28 immer noch mit dem Fahrzeugbordnetz 12 gekoppelt ist. In diesem Beispiel korrespondiert der zweite Ladezustand SOC2 der Niedervolt-Batterie 18 zum vollgeladenen Zustand, das heißt 100 % SOC. Zu Beginn dieses zweiten Ladevorgangs weist die Hochvolt-Batterie 20 also immer noch ihren initialen Ladezustand SOC1' auf, das heißt zum Beispiel 5 % SOC. Nachdem die Hochvolt-Batterie 20 durch die Niedervolt-Batterie 18 geladen wurde, weist diese einen zugeordneten zweiten Ladezustand SOC2' auf, zum Beispiel 8 %.
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Die Hochvolt-Batterie 20 kann dabei so lange aus der Niedervolt-Batterie 18 geladen werden, bis deren Ladezustand SOC3 der Niedervolt-Batterie 18 einen bestimmten weiteren Grenzwert G1 erreicht, der auch als erster Grenzwert G1 bezeichnet wird, oder ein anderes Beendigungskriterium erfüllt ist, z.B. die Hochvolt-Batterie 20 vollgeladen ist. Im in 3 dargestellten Schritt S14 hat nunmehr die Niedervolt-Batterie 18 diesen ersten Grenzwert G1 erreicht. Entsprechend wird der Ladevorgang zum Laden der Hochvolt-Batterie 20 aus der Niedervolt-Batterie 18 beendet. Ist die Energiequelle 28 immer noch mit dem Fahrzeugbordnetz 12 verbunden, so kann die Niedervolt-Batterie 18 wieder durch die Energiequelle 28 geladen werden, zum Beispiel bis wieder der zweite Grenzwert G2 erreicht wird, um dann wieder die Hochvolt-Batterie 20 aus der Niedervolt-Batterie 18 zu laden. Diese Vorgehensweise kann so lange fortgesetzt werden, bis die Hochvolt-Batterie 20 vollständig geladen ist oder die Energiequelle 28, sofern diese nicht in das Fahrzeug 10 selbst integriert ist, vom Fahrzeugbordnetz 12 entkoppelt wird oder keine Energie mehr liefern kann oder ein anderes Beendigungskriterium erfüllt wird, zum Beispiel ein Benutzer den Ladevorgang manuell beendet.
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Über eine niedrigere Ladeleistung P1 und dafür sehr lange Zeit wird also zunächst die Niedervolt-Batterie 18 des Fahrzeugs 10 geladen. Ist die 12-Volt-Batterie 18 beispielsweise voll, kann die Hochvolt-Batterie 20 über die Niedervolt-Batterie 18 geladen werden. Ist die 12-Volt-Batterie 18 wieder leer oder erreicht den ersten Grenzwert G1, kann das Hochvoltladen beendet werden und die Niedervolt-Batterie 18 wieder aufgeladen werden und das Verfahren beginnt beispielsweise von vorne.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung energieoptimierte Ladevorgänge für Energy-Harvesting oder Ladevorgänge mit minimaler Leistung bereitgestellt werden können. Dabei kann zum Beispiel die 12-Volt-Batterie mit niedrigen Ladeleistungen langsam vollgeladen werden. Sobald eine Zeit oder ein gewisser Ladezustand der 12-Volt-Batterie erreicht ist, kann die LV-Batterie über einen DC/DC-Wandler in die Hochvolt-Batterie umgeladen werden. Dieser Ladevorgang kann dann mit höherer Ladeleistung erfolgen. Hierdurch wird es ermöglicht, das Fahrzeug sinnvoll mit niedrigeren Ladeleistungen zu laden. Es ergeben sich signifikante Vorteile, wenn zum Beispiel regenerativ nachgeladen werden kann und/oder soll. Kleinere, insbesondere mobile PV-Anlagen, Windkraftanlagen oder die Nutzung des Puffers im Verbund mit dem Hausanschluss können hierdurch wirtschaftlich sinnvoll sein beziehungsweise werden. Durch die Auftrennung sind auch Ladevorgänge bei kleineren Ladeleistungen wirtschaftlich sinnvoll und effizient. Des Weiteren werden die teuren Hochvolt-Komponenten nicht übermäßig lange betrieben, wodurch die Komponenten wirtschaftlicher ausgelegt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10 2007 047 619 A1 [0003]
- DE 10 2015 224 842 A1 [0004]