Es wird aufgezeigt, inwiefern die veränderten Rahmenbedingungen bei elektromotorisch betriebenen Fahrzeugen das "altbekannte" 12V-Bordnetz beeinflussen und welche Auswirkungen und Potentiale dies bei der Auslegung und dem Betrieb des 12V-Energiebordnetzes hat. Insbesondere kann durch das Vorhandensein eines großen HV-Energiespeichers in Zusammenhang mit einem leistungsfähigen DC/DC-Wandler die 12V-Batterie deutlich kleiner und damit vor allem leichter als herkömmlich dimensioniert werden, was zu einer signifikanten Gewichtseinsparung und damit Reichweitenerhöhung führt. Durch geänderte Anforderungen sowie Änderungen der 12 V-Komponenten kommt es zu einer Verschiebung der auslegungsrelevanten Punkte im Vergleich zu verbrennungsmotorischen Fahrzeugen. Ein grundlegender Unterschied ist die Möglichkeit des Nachladens des 12 V-Speichers durch den Hoch-Volt-(HV-)Speicher, welche den notwendigen Energieinhalt des 12 V-Speichers reduziert. Die entscheidenden Auslegungskriterien werden aufgezeigt: Die minimale Energiemenge des Speichers ergibt sich aus der zeitlichen Dauer der Warnblinkanforderung. Die minimale Leistung des Speichers ergibt sich durch die Anforderung nach sicherem Anhalten des Fahrzeugs nach HV-Ausfall. Zur Gewährleistung der Bordnetzstabilität ist die Kombination der DC/DC-Wandler-Spitzenleistung mit der maximalen Stromtragfähigkeit der Batterie ausschlaggebend. Die nötige DC/DC-Wandler-Dauerleistung ergibt sich aus der Forderung nach einer positiven Ladebilanz des 12 V-Energiebordnetzes.
Main contribution of this paper is the development of a design process for 12 V power net in battery electric vehicles. Design relevant criteria are different compared to internal combustion engine vehicles because of the possibility to recharge the 12 V energy storage from to the high voltage energy storage. As a result of the possibility of charging the 12 V accumulator by a high voltage accumulator the design relevant items are displaced according to a combustion engine vehicle. The following four essential criteria are defined by calculating, HIL-measurements and simulations using Modelica/Dymola: The smallest energy quantity of the storage results from the necessary duration of hazard flash. The smallest power of the storage is defined by stopping the vehicle safely after HV (high voltage)-failure. The combination of the DC/DC-converter peak power and the peak power of the storage defines the overall peak power to ensure power net stability. The required continuous power of the DC/DC-converter results out of the demand of a positive battery energy integration.
Auslegung des 12 V-Energiebordnetzes in batterie-elektrischen Fahrzeugen
2010
13 Seiten, 7 Bilder, 1 Tabelle, 8 Quellen
Conference paper
German
Adaptive Software für sicherheitskritische Funktionen in Batterie-elektrischen Fahrzeugen
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