[发明专利]具有大功率负载的微混合动力机动车的蓄电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的蓄电池系统，该蓄电池系统以相同的工作电压供给多个不同类型的电力负载。此外本发明的主题是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，为了为用于内燃机的电动启动器或启动装置以及机动车的其他电动装置供电，设置了所谓的车载电气系统，该车载电气系统依据标准采用14V驱动(参见图1)。在启动内燃机(未示出)时，取决于为供电而设置的启动蓄电池10的充电状态的电压通过车载电气系统被提供给启动内燃机的启动器11(在图1的实施例中：如果开关12通过相应的启动信号闭合的话)。如果内燃机启动，那么该内燃机驱动发电机13-1(“机动车发电机”)，该发电机然后产生大约14V的电压并通过车载电气系统将其提供给机动车上的不同的电力负载14-1。在此，发电机13-1还为承受了由启动过程引起的负荷的启动蓄电池10重新充电。

能够预料的是，所谓的微混合动力机动车在不远的将来会得到广泛推广。相对于“纯”混合动力机动车，这种类型的机动车仅使用内燃机用于驱动。例如在制动时，设置用于回收动能的装置(再生(Rekuperation))，然而以电的形式回收的能量却不是用于驱动，而是用于例如起止自动装置和其他电动子系统，以便尽可能少地必须使用由内燃机驱动的发电机，这减少了内燃机的负荷并且由此减少了其燃料消耗。

但目前已经批量生产的微混合动力机动车在常用的铅酸蓄电池的使用寿命方面存在严重问题，因为与传统的机动车相比这种车辆施加了很大地附加的充气流量。在此原因是，电力负载在内燃机断开的停止阶段期间必须由蓄电池供电。另一方面，按照这种方式快速放电的蓄电池在再生的相对较短的阶段期间重新充电，这也是蓄电池的一种负荷。这就导致了微混合动力机动车上的蓄电池部分使用寿命不到两年。经常需要更换蓄电池导致机动车的可靠性方面出现问题并招致客户的不满。

在如今装配的机动车上的另一个问题是，在14V驱动的车载电气系统情况下，像例如电动空调压缩机或电加热系统等电力大功率负载的供电会出现问题，因为这些负载由于电压比较低而必须供给非常高的电流，以便能够提供所需的功率。

发明内容

本发明的第一方面引入了用于具有内燃机的机动车的蓄电池系统，其中，该蓄电池系统至少具有启动电路、低压车载电气系统和具有增高电压的车载电气系统。启动电路包括启动蓄电池和与启动蓄电池连接的或能够连接的启动器，该启动器被构造为根据启动信号启动内燃机。低压车载电气系统包括车载电气系统蓄电池和至少一个电力负载，该车载电气系统蓄电池被构造为产生第一电压并将其输出到低压车载电气系统。具有增高电压的车载电气系统包括至少一个发电机，该发电机能够由内燃机驱动并被构造为产生高于第一电压的第二电压和并将其输出到具有增高电压的车载电气系统。具有增高电压的车载电气系统通过第一耦合单元与低压车载电气系统连接，该第一耦合单元被构造为从具有增高电压的车载电气系统提取电能并将其输送到低压车载电气系统。低压车载电气系统通过第二耦合单元与启动电路连接，该第二耦合单元被构造为从低压车载电气系统提取电能并将其输送到启动电路。

依据本发明的车载电气系统或蓄电池系统所使用的蓄电池具有更长的使用寿命并更适用于向大功率负载的供电。

本发明的优点是，能够通过低压车载电气系统进一步地驱动根据低(第一)电压设计的电力负载。而具有增高电压的车载电气系统可供大功率负载使用，该车载电气系统由于更高的第二电压而能够以更低的电流供给大功率负载。此外，启动电路与低压车载电气系统分开，并且启动电路以及低压车载电气系统各自具有自身的蓄电池，即一方面是启动蓄电池和另一方面是车载电气系统蓄电池。由此稳定低压车载电气系统，并对于由于微混合动力机动车的起止自动装置而频繁的启动过程更不敏感。在启动时，尤其是低压车载电气系统的电压将不中断或至少明显较少地中断，这确保了在低压车载电气系统中驱动的电力负载的无故障，并因此确保其可靠的功能。

依据本发明，发电机设置在具有增高电压的车载电气系统内并在内燃机完成启动后向该车载电气系统提供电能，这种电能也能够至少部分地输送到低压车载电气系统用于启动蓄电池的充电。发电机设置在具有增高电压的车载电气系统中的优点是，在具有增高电压的车载电气系统内产生电能，在具有增高电压的车载电气系统内也设置有具有最大功率消耗的负载。仅较少部分的电能必须通过耦合单元输送到低压车载电气系统，这改善了总体设置的效率。启动电路也具有单独的蓄电池(启动蓄电池)，该蓄电池能够在没有干扰的中间部件情况下向启动器提供启动所需的大电流。