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技術 消費ユニットのためのエネルギー供給システムおよび消費ユニットにエネルギーを供給するための方法

出願人 ディール、シュティフトゥング、ウント、コンパニー、コマンディート、ゲゼルシャフト
発明者 ローベルト、ベストファル
出願日 2019年10月9日 (9ヶ月経過) 出願番号 2019-185999
公開日 2020年5月21日 (2ヶ月経過) 公開番号 2020-078233
状態 未査定
技術分野 電池等の充放電回路
主要キーワード 一改良形態 コンデンサーバンク 電気消費機器 電気加熱システム 非常用バッテリー 消費ユニット エネルギー貯蔵庫 全自動運転
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図面 (2)

課題

安全関連の電気消費機器を有する消費ユニットのための改善されたエネルギー供給システムを提供する。

解決手段

安全関連の電気消費機器14a〜14xを有する消費ユニットのためのエネルギー供給システムは、安全関連の電気消費機器と接続されたエネルギー供給ネットワーク12と、電気エネルギーをエネルギー供給ネットワークに供給するためのメインエネルギー供給源10と、第1エネルギー検出デバイス18と、電気エネルギーをエネルギー供給ネットワークに供給するための少なくとも一つのサーマルバッテリー26a〜26nと、第1エネルギー検出デバイスによって検出されたエネルギーが所定の制限値に達しない場合に、エネルギー供給システムを緊急動作モードに切り替えて、サーマルバッテリーをアクティブ化するためのコントローラー20と、を備える。

概要

背景

概要

安全関連の電気消費機器を有する消費ユニットのための改善されたエネルギー供給システムを提供する。安全関連の電気消費機器14a〜14xを有する消費ユニットのためのエネルギー供給システムは、安全関連の電気消費機器と接続されたエネルギー供給ネットワーク12と、電気エネルギーをエネルギー供給ネットワークに供給するためのメインエネルギー供給源10と、第1エネルギー検出デバイス18と、電気エネルギーをエネルギー供給ネットワークに供給するための少なくとも一つのサーマルバッテリー26a〜26nと、第1エネルギー検出デバイスによって検出されたエネルギーが所定の制限値に達しない場合に、エネルギー供給システムを緊急動作モードに切り替えて、サーマルバッテリーをアクティブ化するためのコントローラー20と、を備える。

目的

本発明の目的は、安全関連の電気消費機器を有する消費ユニットのための改善されたエネルギー供給システムを提供する

効果

実績

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請求項1

一つ以上の安全関連の電気消費機器(14a..x)を有する消費ユニットのためのエネルギー供給システムにおいて、少なくとも一つの安全関連の電気消費機器(14a..x)と接続され得る、または、接続された、エネルギー供給ネットワーク(12)と、前記エネルギー供給システムの通常動作モードにおいて、電気エネルギーを前記エネルギー供給ネットワーク(12)に供給するためのメインエネルギー供給源(10)と、前記メインエネルギー供給源(10)によって前記エネルギー供給ネットワーク(12)に供給される電気エネルギーを検出するための第1エネルギー検出デバイス(18)と、前記メインエネルギー供給源(10)によって前記エネルギー供給ネットワーク(12)に供給され得る電気エネルギーが不足している場合に、前記エネルギー供給システムの緊急動作モードにおいて、電気エネルギーを前記エネルギー供給ネットワーク(12)に供給するための少なくとも一つのサーマルバッテリー(26a..n)と、前記第1エネルギー検出デバイス(18)によって検出されたエネルギーが所定の制限値に達しない場合に、前記エネルギー供給システムを前記緊急動作モードに切り替えて、前記少なくとも一つのサーマルバッテリー(26a..n)をアクティブ化するためのコントローラー(20)と、を備えるエネルギー供給システム。

請求項2

前記少なくとも一つのサーマルバッテリー(26a..n)が、前記消費ユニットの熱源に接続された熱交換器(42a..n)に結合されている、請求項1に記載のエネルギー供給システム。

請求項3

前記少なくとも一つのサーマルバッテリー(26a..n)が、前記サーマルバッテリー(26a..n)をアクティブ化するために前記コントローラー(20)によってアクティブ化される複数の点火器(40a..n)を備える、請求項1または2に記載のエネルギー供給システム。

請求項4

複数のサーマルバッテリー(26a..n)が設けられていて、前記コントローラー(20)が、前記エネルギー供給システムの前記緊急動作モードにおいて、前記複数のサーマルバッテリー(26a..n)を順次アクティブ化するように構成されている、請求項1ないし3のいずれか一項に記載のエネルギー供給システム。

請求項5

前記少なくとも一つのサーマルバッテリー(26a..n)と並列に接続されていて、前記エネルギー供給システムの前記通常動作モードにおいて、前記メインエネルギー供給源(10)によって充電され得る、少なくとも一つのコンデンサー(28)もまた備える請求項1ないし4のいずれか一項に記載のエネルギー供給システム。

請求項6

前記エネルギー供給システムが、前記消費ユニットの少なくとも一つの動作パラメーターを検出するための動作パラメーター検出デバイス(24)もまた備え、前記コントローラー(20)は、前記動作パラメーター検出デバイス(24)によって検出された動作パラメーターが所定の制限値を超えるかまたは達しない場合にのみ、前記エネルギー供給システムを前記緊急動作モードに切り替えて、前記少なくとも一つのサーマルバッテリー(26a..n)をアクティブ化するように構成されている、請求項1ないし5のいずれか一項に記載のエネルギー供給システム。

請求項7

前記少なくとも一つのサーマルバッテリー(26a..n)が、交換可能な態様で、前記消費ユニット内に、または、前記消費ユニットと接触して、取り付けられている請求項1ないし6のいずれか一項に記載のエネルギー供給システム。

請求項8

少なくとも一つの非安全関連の電気消費機器(16a..y)もまた、前記エネルギー供給ネットワーク(12)と接続され得る、または、接続されていて、スイッチ(17a..y)が前記非安全関連の電気消費機器(16a..y)と直列に設けられ、前記コントローラーが、前記エネルギー供給システムの前記緊急動作モードにおいて、前記非安全関連の電気消費機器(16a..y)の前記スイッチ(17a..y)を開けるように構成されている、請求項1ないし7のいずれか一項に記載のエネルギー供給システム。

請求項9

少なくとも一つのコンデンサー(28)が、前記少なくとも一つのサーマルバッテリー(26a..n)と並列に接続されており、スイッチ(15a..x)が、前記少なくとも一つの安全関連の電気消費機器(14a..x)と、直列に設けられ、第2エネルギー検出デバイス(30)が、前記少なくとも一つのサーマルバッテリー(26a..n)によって前記エネルギー供給ネットワーク(12)に供給される電気エネルギーを検出するために、設けられ、前記コントローラーが、前記第2エネルギー検出デバイス(30)によって検出されたエネルギーが所定の制限値に達しない場合に、前記エネルギー供給システムの前記緊急動作モードにおいて、前記少なくとも一つのコンデンサー(28)を充電するために、前記安全関連の電気消費機器(14a..x)の前記スイッチ(15a..x)を開けるように構成されている、請求項1ないし8のいずれか一項に記載のエネルギー供給システム。

請求項10

エネルギー供給ネットワーク(12)に接続された少なくとも一つの安全関連の電気消費機器(14a..x)によって消費ユニットにエネルギーを供給するための方法において、エネルギー供給システムの通常動作モードにおいて、メインエネルギー供給源(10)によって、前記エネルギー供給ネットワーク(12)に電気エネルギーが供給され、前記メインエネルギー供給源(10)によって前記エネルギー供給ネットワーク(12)に供給される電気エネルギーが監視され、前記メインエネルギー供給源(10)によって前記エネルギー供給ネットワーク(12)に供給されるエネルギーが、所定の制限値に達しない場合に、前記エネルギー供給システムの緊急動作モードへの切り替えが行われ、前記エネルギー供給システムの前記緊急動作モードにおいて、少なくとも一つのサーマルバッテリー(26a..n)が、前記エネルギー供給ネットワーク(12)に電気エネルギーを供給するために、アクティブ化される、方法。

請求項11

前記少なくとも一つのサーマルバッテリー(26a..n)が、前記エネルギー供給システムの前記通常動作モードにおいて、前記消費ユニットの熱源によって予め熱せられる請求項10に記載の方法。

請求項12

前記少なくとも一つのサーマルバッテリー(26a..n)が、複数の点火器(40a..n)によってアクティブ化される請求項10または11に記載の方法。

請求項13

複数のサーマルバッテリー(26a..n)が設けられ、前記複数のサーマルバッテリー(26a..n)が、前記エネルギー供給システムの前記緊急動作モードにおいて、順次アクティブ化される請求項10ないし12のいずれか一項に記載の方法。

請求項14

前記サーマルバッテリー(26a..n)のアクティベーション期間において、電気エネルギーが、少なくとも一つのコンデンサー(28)から、前記エネルギー供給ネットワーク(12)へ供給され、前記コンデンサー(28)が、前記少なくとも一つのサーマルバッテリー(26a..n)と並列に接続されていて、前記エネルギー供給システムの前記通常動作モードにおいて前記メインエネルギー供給源(10)によって充電されるものである、請求項10ないし13のいずれか一項に記載の方法。

請求項15

前記消費ユニットの少なくとも一つの動作パラメーターもまた監視され、前記エネルギー供給システムが前記緊急動作モードへ切り替わり、前記少なくとも一つのサーマルバッテリー(26a..n)が、当該動作パラメーターが所定の制限値を超えるかまたは達しない場合にのみ、アクティブ化される請求項10ないし14のいずれか一項に記載の方法。

請求項16

少なくとも一つの非安全関連の電気消費機器(16a..y)もまた、前記エネルギー供給ネットワーク(12)に接続されており、この少なくとも一つの非安全関連の電気消費機器(16a..y)が、前記エネルギー供給システムの前記緊急動作モードにおいて、前記エネルギー供給ネットワーク(12)から切り離される請求項10ないし15のいずれか一項に記載の方法。

請求項17

前記少なくとも一つのサーマルバッテリー(26a..n)によって前記エネルギー供給ネットワーク(12)に供給されるエネルギーが、所定の制限値に達しない場合に、前記少なくとも一つのサーマルバッテリー(26a..n)と並列に接続されている、少なくとも一つのコンデンサー(28)が、前記エネルギー供給システムの前記緊急動作モードにおいて、前記少なくとも一つのサーマルバッテリー(26a..n)によって充電される請求項10ないし16のいずれか一項に記載の方法。

技術分野

0001

本発明は、一つ以上の安全関連の電気消費機器を有する消費ユニットのためのエネルギー供給システム、および、少なくとも一つの安全関連の電気消費機器を有する消費ユニットにエネルギーを供給するための方法、に関する。

0002

安全関連の電気消費機器のエネルギー供給は、そのエネルギー供給の失敗が生命脅かす状況を引き起こし得るため、例えば、自動車エレベーター医療技術システムなどといった、多くの消費ユニットに関連する。従来のエネルギー供給システムで使用されている非常用バッテリーは、一般にエネルギー密度が低く、それゆえ、大きくて重く、定期的に充電される必要がある。

0003

本発明の目的は、安全関連の電気消費機器を有する消費ユニットのための改善されたエネルギー供給システムを提供することである。

0004

この目的は、独立請求項の教示によって達成される。本発明の特に有利な改良および開発は、従属請求項主題である。

0005

本発明による、一つ以上の安全関連の電気消費機器を有する消費ユニットのためのエネルギー供給システムは、少なくとも一つの安全関連の電気消費機器と接続され得る、または接続された、エネルギー供給ネットワークと、エネルギー供給システムの通常動作モードにおいて、エネルギー供給ネットワークに電気エネルギーを供給するためのメインエネルギー供給源と、メインエネルギー供給源によってエネルギー供給ネットワークに供給される電気エネルギーを検出するための第1エネルギー検出デバイスと、を備える。本発明によれば、エネルギー供給システムは、メインエネルギー供給源によってエネルギー供給ネットワークに供給可能な電気エネルギーが不足している場合に、エネルギー供給システムの緊急動作モードにおいて、エネルギー供給ネットワークに電気エネルギーを供給するための、少なくとも一つのサーマルバッテリーと、第1エネルギー検出デバイスによって検出されたエネルギーが所定の制限値に達しない場合に、エネルギー供給システムを緊急動作モードに切り替えて、少なくとも一つのサーマルバッテリーをアクティブ化するためのコントローラーと、も備える。

0006

本発明によれば、メインエネルギー供給が失敗または不足している場合、緊急動作モードにおいて、エネルギー供給のためにサーマルバッテリーを使用することが提案される。サーマルバッテリーは、コンパクトさ、軽量、メンテナンスフリー信頼性、高電力密度高エネルギー密度、および低製造コストによって名高い。したがって、それらは、本発明に応じた、緊急エネルギー供給としての使用に、特に適している。少なくとも一つのサーマルバッテリーは、緊急事態に必要なエネルギーを一定時間供給する独立したエネルギー貯蔵庫として機能します。サーマルバッテリーの本発明に応じた使用は、例えば一次電池よる駆動の補償、または、例えば電気自動車用の一次電池の始動補助、とは、区別されるべきである。

0007

消費ユニットとしての典型的な用途例の自動車では、メインエネルギー供給源は、例えば、自動車の一次電池であり、エネルギー供給ネットワークは、例えば、自動車のオンボード電源ステムであり、安全関連の電気消費機器は、例えば、ステアリングシステムブレーキエレクトロニックスタビリティコントロールシステム(ESP)、エアバッグコントローラー、緊急通報システム、点滅警告灯システムステアバイワイヤ機能ブレーキバイワイヤー機能などである。しかし、本発明のエネルギー供給システムは、例えば、エレベーター、ケーブルレスエレベーター、索道医療技術製品およびシステム、緊急災害用の製品およびシステムなどといった、その他の消費ユニットにも有利に用いることができる。

0008

本発明の一改良形態では、少なくとも一つのサーマルバッテリーは、消費ユニットの熱源に接続された熱交換器に結合される。この措置により、サーマルバッテリーはエネルギー供給システムの通常動作モードにおいて予め熱せられ得るし、そのアクティベーション期間点火と、安定した供給電圧の到達と、の間の時間)は短縮され得るし、サーマルバッテリーは要求されたエネルギーをより迅速に利用可能にする。本発明の用途に応じて、サーマルバッテリーは、例えば、自動車の、モーター電気加熱システム冷却水回路オイル回路、または排気ガスシステム余熱により、予め熱せられ得る。サーマルバッテリーは、好ましくは、約300°Cまで予め熱せられる。

0009

本発明の一改良形態では、少なくとも一つのサーマルバッテリーは、複数の点火器、それは好ましくは分散方式で配置されてあって、サーマルバッテリーをアクティブ化するためにコントローラーによってアクティブ化される、を備える。この措置により、サーマルバッテリーが要求されたエネルギーをより迅速に利用可能にすることができるように、サーマルバッテリーのアクティベーション期間を短縮することもまた可能である。

0010

また、サーマルバッテリー自身は本発明の主題ではない。本発明のエネルギー供給システムは、サーマルバッテリーの特定の設計、または、サーマルバッテリーの機能についての特定の方法にむしろ限定されない。

0011

エネルギー供給システムには、複数のサーマルバッテリーが設けられていることが好ましい。この場合、コントローラーは、エネルギー供給システムの緊急動作モードにおいて、複数のサーマルバッテリーを順次アクティブ化するように、好ましくは構成される。このようにして、エネルギー供給システムの緊急動作モードにおいて、安全関連の電気消費機器に対するエネルギー供給が可能な期間が延長され得る。

0012

本発明のこの実施形態では、コントローラーは、第1エネルギー検出デバイスによって検出されたエネルギーが所定の制限値を再び超えた場合に、エネルギー供給システムを通常動作モードに切り替えて、いずれのサーマルバッテリーももはやアクティブ化されないように、好ましくは構成される。言い換えれば、まだアクティブ化されていないサーマルバッテリーは、メインエネルギー供給源によって消費ユニットに対するエネルギー供給が短時間の中断後に再び利用可能になった場合に、将来の緊急事態の状況のために保留され得る。

0013

本発明の一改良形態では、エネルギー供給システムは、少なくとも一つのサーマルバッテリーと並列に接続されていて、エネルギー供給システムの通常動作モードにおいてメインエネルギー供給源によって充電でされ得るコンデンサーもまた含む。この少なくとも一つのコンデンサーで、充電されたコンデンサーからの電気エネルギーを安全な関連の消費者に即座に供給するため、サーマルバッテリーのアクティベーション期間はカバーされ得る。複数のコンデンサーおよび/またはコンデンサーバンクが設けられることが好ましい。

0014

本発明のさらなる改良において、エネルギー供給システムは、消費ユニットの少なくとも一つの動作パラメーターを検出するための動作パラメーター検出デバイスも備える。この場合、コントローラーは、エネルギー供給システムを緊急動作モードに切り替えるように、また、動作パラメーター検出デバイスによって検出された動作パラメーターが所定の制限値を超えるかまたは達しない場合にのみ、少なくとも一つのサーマルバッテリーをアクティブ化するように、好ましくは構成される。この措置により、消費ユニットの特定の動作状態(例えば、自動車の定常状態燃焼エンジン始動など)は、エネルギー供給システムの緊急動作モードにより不必要に引き起こされることを防がれ得る。この目的のために監視される消費ユニットの動作パラメーターは、例えば自動車の速度などである。

0015

本発明のさらなる改良において、少なくとも一つのサーマルバッテリーは、交換可能な態様で、消費ユニット内に、または、消費ユニットと接触して、取り付けられている。例えば、サーマルバッテリーは、例えば閉めることが可能な蓋の下に、バヨネットクロージャーまたはスクリュークロージャーによって取り付けられ得る。したがって、自動車の用途においては、サーマルバッテリーは、例えば、ワークショップまたは燃料補給ステーションで、オイルフィルターと同様に、簡単に交換できる。

0016

本発明のさらなる改良において、また少なくとも一つの非安全関連の電気消費機器は、エネルギー供給ネットワークに、接続され得る、または、接続されている。この実施形態では、スイッチは、好ましくは、この非安全関連の電気消費機器と直列に設けられ、コントローラーは、エネルギー供給システムの緊急動作モードにおいて、安全関連の電気消費機器のみが、少なくとも一つのサーマルバッテリーによって電気エネルギーを供給されるように、エネルギー供給システムの緊急動作モードにおいて、非安全関連の電気エネルギーのスイッチを開けて、エネルギー供給ネットワークからそれを切り離すように、好ましくは構成される。

0017

少なくとも一つのコンデンサーが少なくとも一つのサーマルバッテリーと並列に接続されている際の本発明の別の改良においては、スイッチは、少なくとも一つの安全関連の電気消費機器と直列に設けられ、また、少なくとも一つのサーマルバッテリーによってエネルギー供給ネットワークに供給される電気エネルギーを検出するための第2エネルギー検出デバイスが設けられ、コントローラーは、第2エネルギー検出デバイスによって検出されたエネルギーが所定の制限値に達しない場合に、少なくとも一つのコンデンサーを充電するために、エネルギー供給システムの緊急動作モードにおいて、安全関連の電気消費機器のスイッチを開けるように構成される。つまり、特定の期間の後、サーマルバッテリーが安全関連の消費機器のための十分な高エネルギーを利用可能にできなくなった場合は、少なくともコンデンサーが残留エネルギーで再び充電される。

0018

本発明の別の改良においては、エネルギー供給システムは、エネルギー供給システムの動作状態を消費ユニットのユーザーに表示するために、コントローラーに接続された表示デバイスも備える。特に、現在の動作モード(通常動作モードもしくは緊急動作モード)または、メインエネルギー供給源の低エネルギーレベル、サーマルバッテリーによる残りのエネルギー供給時間、サーマルバッテリーなどの必要なリプレイスを、表示デバイスで、ユーザーに表示することが可能である。

0019

エネルギー供給ネットワークに接続された少なくとも一つの安全関連の電気消費機器を有する消費ユニットにエネルギーを供給するための、本発明に応じた方法では、エネルギー供給システムの通常動作モードにおいて、電気エネルギーは、メインエネルギー供給源によってエネルギー供給ネットワークに供給され、メインエネルギー供給源によってエネルギー供給ネットワークに供給された電気エネルギーは、監視され、エネルギー供給システムの緊急動作モードへの切り替えは、メインエネルギー供給源によってエネルギー供給ネットワークに供給されたエネルギーが所定の制限値に達しなかった場合に行われ、エネルギー供給システムの緊急動作モードにおいて少なくとも一つのサーマルバッテリーが、エネルギー供給ネットワークに電気エネルギーを供給するために、アクティブ化される。

0020

このエネルギー供給方法で、上記で説明した本発明のエネルギー供給システムと同じ利点を達成することが可能である。エネルギー供給システムに関する上記の説明に加えて、利点、好ましい実施形態、および概念に関して、さらに言及がなされる。

0021

本発明の一改良形態では、少なくとも一つのサーマルバッテリーが、エネルギー供給システムの通常動作モードにおいて、消費ユニットの熱源によって予め熱せられる。あるいは、または、さらに、少なくとも一つのサーマルバッテリーは、好ましくは分散方式で配置される複数の点火器により、アクティブ化される。

0022

本発明の一改良形態では、複数のサーマルバッテリーが設けられる。この場合、この複数のサーマルバッテリーは、エネルギー供給システムの緊急動作モードにおいて、好ましくは順次アクティブ化される。この実施形態では、エネルギー供給システムは、好ましくは、通常動作モードに切り戻され、好ましくは、メインエネルギー供給源によってエネルギー供給ネットワークに供給され得るエネルギーが所定の制限値を再び超えた場合、さらなるサーマルバッテリーがこれ以上アクティブ化されない。

0023

本発明の一改良形態では、サーマルバッテリーのアクティベーション期間において、電気エネルギーは、少なくとも一つのコンデンサーからエネルギー供給ネットワークに供給され、前記コンデンサーは少なくとも一つのサーマルバッテリーと並列に接続されていて、エネルギー供給システムの通常動作モードにおいてメインエネルギー供給源によって充電される。

0024

また、本発明のさらなる改良において、消費ユニットの少なくとも一つの動作パラメーターは監視される。この場合、エネルギー供給システムは、緊急動作モードに切り替えられ、少なくとも一つのサーマルバッテリーは、動作パラメーターが所定の制限値を超えるかまたは達しないときに、好ましくはアクティブ化される。

0025

また、本発明のさらなる改良において、少なくとも一つの非安全関連の電気消費機器は、エネルギー供給ネットワークに接続される。この実施形態では、この少なくとも一つの非安全関連の電気消費機器は、エネルギー供給システムの緊急動作モードにおいて、好ましくは、エネルギー供給ネットワークから切り離される。

0026

本発明の別の実施形態では、エネルギー供給システムの緊急動作モードにおいて、少なくとも一つのサーマルバッテリーによってエネルギー供給ネットワークに供給されるエネルギーが所定の制限値に達しない場合に、少なくとも一つのコンデンサーは、それは少なくとも一つのサーマルバッテリーと並列に接続されているが、少なくとも一つのサーマルバッテリーによって充電される。

0027

本発明のさらなる改良においては、エネルギー供給システムの動作状態は、消費ユニットのユーザーに表示され得る。

図面の簡単な説明

0028

本発明の上記の、および、さらなる特徴および利点は、添付の図面を参照しつつ、好ましく非限定的な例示的実施形態についての以下の説明から、より容易に理解可能になる。前記図面において、
単一の図1は、大部分が概略的な形態で、本発明の例示的な実施形態に係るエネルギー供給システムの回路図を示す。

実施例

0029

図1を参照して、本発明に係るエネルギー供給システムの例示的な実施形態は、消費ユニットとして自動車の例を用いて、以下により詳細に説明される。

0030

自動車の分野では、ISO26262標準が、安全関連のシステムの様々な安全要件ベル(自動車安全度レベル、ASIL)を定義している。ASIL3までの自動車では、ドライバーが引き続き責任を負い、車両のステアリングを実行する。緊急時において、自動車を道路の端で安全に停止させるために、エネルギー供給が、10から30秒間、要求される。ASIL4(自動化された車両ガイダンス)またはASIL5(完全自動運転)に係る自動車では、緊急時において、ドライバーの注意を引き、自動車を安全に停止させるために、エネルギー供給が、約5分間、要求される。快適機能を実装するために、緊急時において、自動車をワークショップまたは安全な場所に運転するために、エネルギー供給が、15から30分間、要求される。本発明のエネルギー供給システムはまた、高い安全要件レベルを有するモダンな自動車を実現することができるのにも適する。

0031

図1におけるエネルギー供給システムは、例えば、自動車の一次バッテリーであって、通常動作モードにおいてエネルギー供給ネットワーク12に電気エネルギーを供給する、例えば自動車のオンボードの電源システムといった、メインエネルギー供給源10を含む。例えばステアリングシステム、ブレーキ、エレクトロニックスタビリティコントロールシステム(ESP)、エアバッグコントローラー、緊急通報システム、点滅警告灯システム、ステアバイワイヤ機能、ブレーキバイワイヤー機能など、の複数の安全関連の電気消費機器14a..xは、例えば空調システム、エンターテイメントメディアなど、の複数の非安全関連の電気消費機器16a..yと同じく、エネルギー供給ネットワーク12に接続される。安全関連の消費機器14..xは、オプション的には、スイッチ15a..xを介して、それぞれがエネルギー供給ネットワーク12に接続されており、必要時には、それらはそこから切り離され得る。非安全関連の消費機器16..yは、スイッチ17a..yを介して、それぞれがネルギー供給ネットワーク12に接続されており、必要時、そして特にはエネルギー供給システムの緊急動作モードにおいて、それらはエネルギー供給ネットワーク12から切り離され得る。

0032

メインエネルギー供給源10によってエネルギー供給ネットワーク12に供給されるエネルギーは、第1エネルギー検出デバイス18により監視される。第1エネルギー検出デバイス18は、エネルギー供給システムと、消費機器14a..x,16a..yのスイッチ15a..x,17a..yと、を作動させるため、コントローラー20に接続される。コントローラー20は、追加的には、エネルギー供給システムの動作状態についての情報(視覚的および/または音響的)を自動車のユーザーに表示できるようにするために、表示デバイス22に接続される。コントローラー20は、例えば、車の速度などといった自動車の動作パラメーターを検出するために、好ましくは、動作パラメーター検出デバイス24にも接続される。コントローラー20は、どのような場合も自動車に存在するECU(電気制御ユニット)でも、エネルギー供給システムの適切な電子機器でも、あり得る。

0033

図1に示すように、エネルギー供給システムは、エネルギー供給システムの緊急動作モードにおいて、電気エネルギーをエネルギー供給ネットワーク12に供給するための複数のサーマルバッテリー26a..nも含む。サーマルバッテリーは、コンパクトさ、軽量、メンテナンスフリー、信頼性、高電力密度、高エネルギー密度、および低製造コストによって名高い。サーマルバッテリー26a..nは、交換可能な態様で、自動車内にまたは自動車と接触して、例えば自動車のエンジンキャビティ内に、閉めることが可能な蓋の下に、例えばバヨネットクロージャーまたはスクリュークロージャーによって、取り付けられている。したがって、サーマルバッテリー26a..nは、例えば、ワークショップまたは燃料補給ステーションで、オイルフィルターと同様に、簡単に交換できる。

0034

サーマルバッテリーの設計と、サーマルバッテリーの機能についての方法と、は、基本的に当業者に知られており、そのため、これに関して、より詳細な説明は行わない。基本的に、いずれの所望のサーマルバッテリーも、本発明のエネルギー供給システムに用いられ得る。

0035

さらに、エネルギー供給システムは、サーマルバッテリー26a..nと並列に接続された少なくとも一つのコンデンサー28を含む。この少なくとも一つのコンデンサー28は、エネルギー供給システムの通常動作モードにおいて、メインエネルギー供給源10により充電され、エネルギー供給システムの緊急動作モードにおいて、例えば、約50msから500msの、サーマルバッテリー26a..nのアクティベーション期間(点火と、安定した供給電圧の到達と、の間の時間)をカバーするために、電気エネルギーをエネルギー供給ネットワーク12に、供給することができる。50ms未満の電圧低下は、例えば、高速で高出力の電力と、広い動作温度範囲と、によって名高いアルミニウム電解コンデンサーでカバーされ得る。秒の範囲のカバーのため、二重層のコンデンサー(スーパーコンデンサーまたはウルトラコンデンサー)が好ましくは用いられ得るし、複数秒のため、コンデンサーバンクが好ましくは用いられ得る。このエネルギー供給システムの少なくとも一つのコンデンサー28のため、既に存在する可能性のある回復コンデンサーバンクを用いることもまた、オプション的に可能である。

0036

エネルギー供給システムは、サーマルバッテリー26a..nによってエネルギー供給ネットワーク12に供給される電気エネルギーを監視するための第2エネルギー検出デバイス30を、好ましくは含む。エネルギー供給システムは、コンデンサー28の充電状態を監視するための電圧検出デバイス32もまた、好ましくは含む。

0037

図1に示されるように、エネルギー供給ネットワーク12において、ダイオード34が、メインエネルギー供給源10とサーマルバッテリー26a..nとの間に、設けられており、ダイオード36が、サーマルバッテリー26a..nと電気消費機器14a..x,16a..yとの間に、設けられている。さらに、オプション的には、エネルギー供給システムの緊急動作モードにおいて、エネルギー供給ネットワーク12からメインエネルギー供給源10を切り離すことができるように、エネルギー供給ネットワーク12において、スイッチング素子38が、メインエネルギー供給源10とサーマルバッテリー26a..nとの間に、設けられる。

0038

図1に示されるように、サーマルバッテリー26a..nは、サーマルバッテリー26a..nをアクティブ化するために分散方式で配置されてあってコントローラー20によって作動され得る複数の点火器40a..nを、好ましくはそれぞれ備える。この複数の点火器40a..nによって、サーマルバッテリー26a..nのアクティベーション期間は短縮することができ、サーマルバッテリー26a..nが、緊急動作モードにおいて、より迅速に要求されたエネルギーを利用可能とすることができる。あるいは、または、さらに、サーマルバッテリー26a..nも、消費ユニットの熱源、例えば、自動車の、モーター、電気加熱システム、冷却水回路、オイル回路、または排気ガスシステム、に接続された熱交換器42a..nに結合され、サーマルバッテリー26a..nは、エネルギー供給システムの通常動作モードにおいて、その後に緊急動作モードに切り替わったときにそれらのアクティベーション期間を短縮するために、予め熱せられ得る。サーマルバッテリー26a..nは、例えば約300°Cまで、予め熱せられ得る

0039

このエネルギー供給システムの機能についての方法は、例えば、以下のとおりである。メインエネルギー供給源10の故障または電力不足という事態、それは第1エネルギー検出デバイス18によって検出されるが、において、コントローラー20は、500ms以上の間、エネルギー供給システムを緊急動作モードに切り替える。しかし、これに関しては、例えば、車両の定常状態、燃焼エンジンの始動などといった車両の特定の動作状態が、緊急動作モードを引き起こすといったことは意図されておらず、それは、動作パラメーター検出デバイス24で、対応する動作パラメーターを監視することにより、達成され得る。

0040

エネルギー供給システムの緊急動作モードへの切り替えが行われると、コントローラーは、対応するスイッチ38および/または17a..yを開けることにより、メインエネルギー供給源10と非安全関連の消費機器16a..yを、エネルギー供給ネットワーク12から切り離し、それらの点火器40aを作動させることにより、第1のサーマルバッテリー26aをアクティブ化する。第1のサーマルバッテリー26aのアクティベーション期間中、電気エネルギーは、少なくとも一つのコンデンサー28からエネルギー供給ネットワーク12に供給され、そして、次いで第1のサーマルバッテリー26aから供給される。第1のサーマルバッテリー26aのアクティベーションの時間は、電圧検出デバイス32によって、少なくとも一つのコンデンサー28の充電状態を監視することにより、最適化され得る。

0041

複数のサーマルバッテリー26a..nは、エネルギー供給システムの緊急動作モードにおいて、コントローラー20によって順次アクティブ化される。エネルギー供給ネットワーク12へのエネルギーの途切れない供給を可能な限り確保するために、アクティブなサーマルバッテリーの電力の終了前の良いタイミングで、コントローラー20によって次のサーマルバッテリーがアクティブ化される。その間に、メインエネルギー供給源10が十分なエネルギーを再び利用可能とすることができるようになったならば、それは第1エネルギー検出デバイス18によって検出されるが、さらなるサーマルバッテリーはもはやアクティブ化されず、代わりにエネルギー供給システムへの切り戻しが行われる。

0042

アクティブ化されたサーマルバッテリー26a..nが、例えば約300秒といった特定期間の後に、もはや高電力を十分に出力できないならば、それは第2エネルギー検出デバイス30によって検出されるが、少なくとも一つのコンデンサー28は、引き続き、このサーマルバッテリーの残留エネルギーで再び充電され得る。この段階では、安全関連の消費機器14a..xもまた、スイッチ15a..xによって、エネルギー供給ネットワーク12から短時間で切り離される。

0043

10メインエネルギー供給源
12エネルギー供給ネットワーク
14a..x 安全関連の電気消費機器
15a..x スイッチ
16a..y 非安全関連の電気消費機器
17a..y スイッチ
18 第1エネルギー検出デバイス
20コントローラー
22表示デバイス
24動作パラメーター検出デバイス
26a..nサーマルバッテリー
28コンデンサーまたはコンデンサーバンク
30 第2エネルギー検出デバイス
32電圧検出デバイス
34ダイオード
36 ダイオード
38スイッチング素子
40a..n点火器
42a..n 熱交換器

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