DE10213105A1 - Drive for a motor vehicle - Google Patents

Drive for a motor vehicle

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DE10213105A1
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Abstract

Es wird ein Antrieb für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor beschrieben, das folgende Komponenten aufweist: DOLLAR A - einen integrierten Startergenerator (1) DOLLAR A - ein Hochspannungsbordnetz (5) DOLLAR A - einen Energiespeicher (4) DOLLAR A - wenigstens eine Batterie (3). DOLLAR A Es sind Schaltelemente und eine Steuerung vorgesehen, die die Komponenten in Abhängigkeit vom Fahrzeug verhalten, bzw. der Spannung/Ladung des Energiespeichers zwischen verschiedenen Schaltzuständen der Komponenten umschalten.A drive for a motor vehicle with an internal combustion engine is described, which has the following components: DOLLAR A - an integrated starter generator (1) DOLLAR A - a high-voltage electrical system (5) DOLLAR A - an energy store (4) DOLLAR A - at least one battery (3 ). DOLLAR A Switching elements and a controller are provided which behave the components depending on the vehicle or switch the voltage / charge of the energy store between different switching states of the components.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des O­ berbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a drive for a motor vehicle with the features of the O Preamble of claim 1.

Ein derartiger Antrieb mit diesen Komponenten ist aus der MTZ 3/2001 und zwar aus dem Editorial bekannt.Such a drive with these components is from MTZ 3/2001 known to the editorial.

Aus der DE 197 49 548A1 ist ein Antrieb bekannt, bei dem zusätzlich zu einer übli­ chen Batterie ein Energiespeicher eingesetzt wird, der während des Schubbetriebs des Fahrzeugs von dem Generator aufgeladen wird. Diese geladene Energie wird in Fahrsituationen mit hohem Verbrauch ins Bordnetz eingespeist und zusätzlich wird der Generator entregt.From DE 197 49 548A1 a drive is known in which in addition to a übli Chen battery an energy storage device is used during the overrun mode of the vehicle is charged by the generator. This charged energy is in Driving situations with high consumption are fed into the vehicle electrical system and additionally the generator is de-energized.

Mit der Einführung eines Kurbelwellenstartergenerators (KSG) oder, was gleichbe­ deutend ist, eines integrierten Startergenerators (ISG) steht für das 42 V-Bordnetz ein starker Generator zur Verfügung, der auch als starker Elektromotor betrieben werden kann. Ein solcher Startergenerator kann auch durch Riemenantrieb angetrieben sein. Dieser wird mit RSG bezeichnet. Integriert bedeutet, ausgerüstet zur Verwendung als Generator und als Motor.With the introduction of a crankshaft starter generator (KSG) or whatever It is clear that an integrated starter generator (ISG) stands for the 42 V electrical system strong generator available, which can also be operated as a strong electric motor can. Such a starter generator can also be driven by a belt drive. This is called RSG. Integrated means equipped for use as Generator and as motor.

Verschiedene Untersuchungen aus letzer Zeit zeigen bei heute üblichen Fahrzyklen eine Verbrauchsersparnis durch Rückgewinnung der Bremsenergie, der sogenann­ ten Rekuperation von 15-25%.Various studies from recent times show the usual driving cycles today a saving in consumption by recovering the braking energy, the so-called recuperation of 15-25%.

Bei der Durchführung der Rekuperation stellt der Energiespeicher ein Problem dar und zwar hinsichtlich der Zyklenbelastung und des Wirkungsgrads beim Laden und Entladen. Die VDI-Berichte zeigen im Heft 1547 des Jahres 2000 Seite 492 eine Übersicht über die möglichen elektrischen Speicher. Danach ist nur der Doppel­ schichtkondensator DLC in der Lage eine genügende Reichweite zu erzielen. Prob­ lem ist bei DLC seine relativ geringe Energiespeicherung. Im Gegensatz hierzu hat die 12 V-Batterie hat diese einen höheren Innenwiderstand, was insbesondere bei tiefen Temperaturen zu hohen Spannungsabfällen führt, so dass nur eine erheblich reduzierte Startleistung zur Verfügung steht. Andererseits benötigt der KSG, bzw. ISG eine höhere Startleistung, um den Motor auf eine höhere Startdrehzahl zu brin­ gen, was eine geringere Schadstoffemission zur Folge hat. Auch hierfür bietet der Doppelschichtkondensator bei richtiger Schaltung Vorteile und es ist bekannt, ihn deshalb als separaten Startspeicher einzusetzen. Darüber hinaus ist bei einem 42 V- Bordnetz der Fremdstart zu beachten. Die Infrastruktur stellt bei der Einführung des 42 V-Bordnetzes keine externe Spannungsversorgung zur Verfügung. Daher muss über einen 12/36 V DC/DC-Konverter die 36 V-Batterie geladen werden. Bei einer lee­ ren, z. B. 25 Ah 36 V-Batterie muss zum Starten mindestens 30% Ladung = 7,6 Ah vorhanden sein. Dies dauert bei einem teuren 1,4 kW-Konverter elf Minuten, was dem Fahrzeugbetreiber nicht zugemutet werden kann.Energy storage is a problem when performing recuperation with regard to the cycle load and the efficiency during loading and Discharged. The VDI reports show in issue 1547 of the year 2000 page 492 one Overview of the possible electrical storage. After that, it's just the double  Layer capacitor DLC is able to achieve a sufficient range. prob lem is with DLC its relatively low energy storage. In contrast The 12 V battery has a higher internal resistance, which is particularly the case with low temperatures leads to high voltage drops, so only one significantly reduced starting power is available. On the other hand, the KSG or ISG has a higher starting power to bring the engine to a higher starting speed conditions, which results in lower pollutant emissions. Here too the Double layer capacitor when properly switched advantages and it is known to him therefore use as a separate start memory. In addition, with a 42 V The on-board electrical system must be observed. The infrastructure represents the introduction of the 42 V vehicle electrical system no external power supply available. Therefore must The 36 V battery can be charged via a 12/36 V DC / DC converter. With a lee ren, e.g. B. 25 Ah 36 V battery must have at least 30% charge = 7.6 Ah to start to be available. With an expensive 1.4 kW converter, this takes eleven minutes, which is Vehicle operators can not be expected.

Es ist bereits vorgeschlagen worden ein Fahrzeug mit zwei Bordnetzen und entspre­ chend zwei Batterien auszurüsten, von denen das eine 42 V und das andere 14 V Be­ triebsspannung und entsprechend 36 V und 12 V Batteriespannung aufweist (sh. z. B. VDI-Berichte Nr. 1547, 2000 S. 477ff).It has already been proposed a vehicle with two electrical systems and corresponds equip two batteries, one 42 V and the other 14 V Be drive voltage and correspondingly 36 V and 12 V battery voltage (see e.g. VDI reports No. 1547, 2000 p. 477ff).

Aus dem Buch "The New Automotive 42 V- Power Net" von Alfons Graf erschienen im Expert Verlag, Seiten 59ff ist ein Antrieb bekannt, bei dem dem integrierten Star­ tergenerator als Energiespeicher ein Ultra Cap zugeordnet ist. Startergenerator und Ultra Cap sind mit einem Hochspannungsbordnetz (30 bis 48 V) verbunden. Es ist auch ein Niederspannungsbordnetz (12 bis 14 V) vorgesehen. Dieses Niederspan­ nungsbordnetz weist eine 12 V-Batterie auf und es ist über einen Gleichspannungs­ konverter (DC/DC) mit dem Hochspannungsbordnetz verbunden.Published from the book "The New Automotive 42 V-Power Net" by Alfons Graf in the Expert Verlag, pages 59ff, a drive is known in which the integrated star An Ultra Cap is assigned to the generator as an energy store. Starter generator and Ultra Cap are connected to a high-voltage electrical system (30 to 48 V). It is a low-voltage electrical system (12 to 14 V) is also provided. This low chip On-board electrical system has a 12 V battery and it is via a DC voltage converter (DC / DC) connected to the high-voltage electrical system.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem eingangs geschilder­ ten Grundaufbau durch geschickten Einsatz der Elemente dieses Aufbaus die Spei­ cherenergie besser zu nutzen, bzw. insgesamt Antriebsenergie einzusparen.The invention is based on the object, starting from the above th basic structure through skilful use of the elements of this structure better use of cherenergy, or to save overall drive energy.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. This object is achieved by the features of patent claim 1.  

Die Unteransprüche enthalten Weiterbildungen.The sub-claims contain further training.

Der Ausdruck Fahrbetrieb kann hierbei ein Fahren mit einer gleichbleibenden oder ansteigenden Geschwindigkeit bedeuten. Bei einer anschließenden Bremsung, bzw. Fahrzeugverzögerung auf z. B. Stillstand soll der Speicher über das Powermanage­ ment möglichst voll geladen werden.The expression driving operation can mean driving with a constant or mean increasing speed. During a subsequent braking or Vehicle deceleration to z. B. The memory should come to a standstill via the power management fully loaded.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zei­ gen:Exemplary embodiments of the invention are explained with the aid of the drawing. It shows gene:

Fig. 1 den Aufbau des Antriebs mit einer Batterie, Fig. 1 shows the structure of the drive with a battery,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktion, Fig. 2 is a time chart for explaining the function,

Fig. 3 die Lade-/Entladekurve des Ultra Cap, Fig. 3, the charge / discharge curve of the ultra-cap,

Fig. 4 die räumliche Anordnung des Energiespeichers, Fig. 4 shows the spatial arrangement of the energy store,

Fig. 5 eine Gegenüberstellung verschiedener bekannter und vor­ geschlagener Konzepte mit der erfindungsgemäßen Aus­ bildung, Fig. 5 is a comparison of various known and education before batted concepts with the inventive Off,

Fig. 6 bis 8 Aufbauten des Antriebs mit zwei Batterien, bzw. einer Batterie im 42 V-Bordnetz, Fig. 6 to 8 constructions of the drive with two batteries, or a battery in the 42 V power supply,

Fig. 9 einen Aufbau mit einer Doppelbatterie, Fig. 9 shows a configuration with a dual battery,

Fig. 10 einen Aufbau, bei dem sich nur der Energiespeicher im Hochspannungsbordnetz befindet und alle Verbraucher im Niederspannungsbordnetz untergebracht sind. Fig. 10 shows a structure in which only the energy storage is in the high-voltage electrical system and all consumers are housed in the low-voltage electrical system.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem integrierten Startergenerator (ISG) 1, einer 12 V-Batterie 3, sowie einen Doppelschichtkondensator 4, z. B. einen Ultra Cap. Der ISG 1 versorgt über die Verbindung 5 das 42 V-Bordnetz und über einen 42/12 V- Konverter 6 das 12 V-Netz 5a. An den Netzen sind Verbraucher 7a und 7b und 8 angeschlossen. Mit 9 ist die Motorsteuerung bezeichnet. Der Ultra Cap 4 hat:
einen guten Wirkungsgrad (<95%),
eine hohe Strombelastung und
einen geringen Innenwiderstand. Fig. 1 shows an embodiment with an integrated starter generator (ISG) 1 , a 12 V battery 3 , and a double-layer capacitor 4 , z. B. an ultra cap. The ISG 1 supplies the 42 V vehicle electrical system via the connection 5 and the 12 V network 5 a via a 42/12 V converter 6 . Consumers 7 a and 7 b and 8 are connected to the networks. With 9 the engine control is designated. The Ultra Cap 4 has:
good efficiency (<95%),
a high current load and
a low internal resistance.

Er kann über einen Schalter 2 mit dem ISG 1 und dem 42 V-Bordnetz verbunden werden. Eine wichtige Funktion in diesem Konzept kommt der als Powermanage­ ment 10 bezeichneten Steuerung zu, die folgende Aufgaben hat:
It can be connected to the ISG 1 and the 42 V electrical system via a switch 2 . An important function in this concept is played by the controller, known as power management 10 , which has the following tasks:

  • - Steuerung des Bremsmanagements 11 in der Weise, dass der Fahrerwunsch zur Abbremsung umgesetzt wird und zwar teilweise durch die mechanische Reib­ kraftbremse und teilweise durch die elektrische Bremse mittels des Startergene­ rators 1, wobei der elektrische Speicher 4 vom Generator aufgeladen wird.- Control of the brake management 11 in such a way that the driver's request for braking is implemented partly by the mechanical friction brake and partly by the electric brake by means of the starter generator 1 , the electrical storage 4 being charged by the generator.
  • - Steuerung des Motormanagements 9, während der Entladung des Speichers in den elektrischen Antrieb (ISG 1) dergestalt, dass der Fahrerwunsch in elektri­ schen Antrieb und Antrieb über den Verbrennungsmotor aufgeteilt wird.- Control of the engine management 9 , during the discharge of the memory in the electric drive (ISG 1 ) such that the driver's request is divided into electric drive and drive over the internal combustion engine.
  • - die Batterie 3 hinsichtlich der Zustände SOH (Batteriezustands) und SOC (Lade­ zustands) zu überwachen und den Generator entsprechend der notwendigen Stromversorgung zu steuern.- Monitor the battery 3 with regard to the states SOH (battery state) and SOC (state of charge) and to control the generator according to the necessary power supply.
  • - Auswertung der verschiedenen Messstellen und Einschaltung des Spannungs­ konverters 6.- Evaluation of the various measuring points and switching on the voltage converter 6 .
  • - den Ultra Cap und das Bordnetz über die Schalter 2 und den Schalter 1a zu schalten.- Switch the Ultra Cap and the vehicle electrical system using switches 2 and 1 a.
  • - die DC-Konverter bedarfsabhängig zu steuern.- Control the DC converter as required.
  • - bei abgestelltem Fahrzeug durch ein Ruhestrommanagement den Entladestrom des Ultra Cap 4 durch kurzzeitiges Zuschalten der Batterie auszugleichen und gegebenenfalls andere Steuergeräte abzuschalten.- when the vehicle is parked, compensate for the discharge current of the Ultra Cap 4 by briefly switching on the battery and, if necessary, switch off other control units by means of a quiescent current management.
  • - die verschiedenen Schaltungen von Ultra Cap und Bordnetz vorzunehmen und die Ladung und Entladung des Ultra Cap einzuleiten.- carry out the various circuits of Ultra Cap and vehicle electrical system and initiate the charging and discharging of the Ultra Cap.

Tritt ein Bremsvorgang ein, so wird der ISG 1 durch den Pulswechselrichter im Block 1a kurzzeitig auf nahezu 0 Ausgangsstrom geschaltet und anschließend wird der Schalter 2 geschlossen. Daraufhin wird der ISG 1 auf volle Generatorleistung zur Ladung des Ultra Cap 4 geschaltet. Nach Abschluss des Bremsvorganges oder bei vollem Speicher wird der ISG 1 abgeschaltet. Im anschließenden Fahrbetrieb wird der ISG 1 als Elektromotor betrieben, wobei die Ladung des Ultra Cap 4 zu dessen Antrieb und für das Bordnetz benutzt wird. Ist die Ladung umgesetzt, z. B. Entladung bis auf 30 Volt, so wird der Strom zum Motor durch den Schaltblock 1a abgeschaltet. Anschließend wird der Schalter 2 geöffnet und der Generator versorgt dann gesteu­ ert vom Powermanagement 10 das Bordnetz. Hier zeigt sich der Vorteil der getrenn­ ten An- und Abschaltung des Ultra Cap 4, wobei nahezu der volle Spannungsbereich umgesetzt wird. Die kurzzeitige Abschaltung ist notwendig, damit die Hochstrom­ schalter durch den Schaltvorgang nur wenig belastet werden. Man könnte für diese Schalter auch Relais verwenden, da deren Übergangswiderstand erheblich kleiner als der von Mosfets ist. Dieser Vorgang wird anhand der Fig. 2 noch näher beschrie­ ben.Enters a braking operation, the ISG 1 is switched by the pulse-controlled inverter in the block 1 a briefly to near 0 output current, and then the switch 2 is closed. The ISG 1 is then switched to full generator power for charging the Ultra Cap 4 . The ISG 1 is switched off after the braking process has been completed or when the memory is full. In the subsequent driving operation, the ISG 1 is operated as an electric motor, the charge of the Ultra Cap 4 being used to drive it and for the electrical system. Is the charge implemented, e.g. B. discharge up to 30 volts, the current to the motor is switched off by the switching block 1 a. Subsequently, the switch 2 is opened and the generator then supplies the vehicle electrical system with power management 10 . This shows the advantage of switching the Ultra Cap 4 on and off separately, whereby almost the full voltage range is implemented. The short-term shutdown is necessary so that the high-current switch is only slightly loaded by the switching process. Relays could also be used for these switches, since their contact resistance is considerably smaller than that of Mosfets. This process is described in more detail with reference to FIG. 2.

Bei der Ausbildung der Fig. 1 ist der Gleichstromkonverter 6 bidirektional ausgebildet und wird alternativ zum Laden der Batterie 3, bzw. zur Aufladung des Ultra Cap 4 benutzt. Hierfür ist ein Schalter 12 vorgesehen.In the formation of FIG. 1, the DC power converter 6 is designed bi-directional and is alternatively used to charge the battery 3, or for charging the Ultra Cap 4. A switch 12 is provided for this.

Der Konverter 6 ist im Normalfall über den Schalter 12 an die Generatorleitung 5 an­ geschlossen. Zur Nutzung der Rekuperationsenergie bis zu niedrigen Spannungen, bzw. zur Aufladung des Energiespeichers 4 zum Starten wird er umgeschaltet.The converter 6 is normally closed via the switch 12 to the generator line 5 . To use the recuperation energy up to low voltages, or to charge the energy store 4 for starting, it is switched over.

Der DC-Konverter kann für die Umschaltung des Speichers 4 auch kurzzeitig ausge­ schaltet werden.The DC converter can also be switched off briefly for switching the memory 4 .

Von der Generatorleitung 5 werden neben dem Konverter 6 auch die 42-48 V Verbraucher versorgt. Hier sind zwei unterschiedliche Verbraucherklassen zu unter­ scheiden:
In addition to the converter 6 , the 42-48 V consumers are also supplied by the generator line 5 . There are two different consumer classes:

  • a) solche 7a, die in einem höheren Spannungsbereich arbeiten, z. B. die elektro­ magnetische Ventilsteuerung (30-48 V). Für diese wird für die Phase der Re­ kuperation mit kleinerer Versorgungsspannung (<30 V) die Energie für eine hö­ here Spannungsversorgung in einem Kondensator 15 gepuffert und über eine Diode 13 getrennt. Alternativ könnten diese über den umgeschalteten DC- Konverter mit 42 V aus dem 12 V-Batteriespeicher versorgt werdena) those 7a that work in a higher voltage range, e.g. B. the electro-magnetic valve control (30-48 V). For this, the energy for a higher voltage supply is buffered in a capacitor 15 for the phase of recuperation with a smaller supply voltage (<30 V) and separated by a diode 13 . Alternatively, these could be supplied with 42 V from the 12 V battery storage via the switched DC converter
  • b) solche 7b, die auch im Bereich <30, z. B. 15-20 V noch betrieben werden kön­ nen, wie z. B. Heizung und Lüftermotoren. Diese können auch kurzzeitig wäh­ rend der Rekuperation abgeschaltet werden oder mit kleinerer Leistung betrie­ ben werden.b) those 7b, which also in the range <30, z. B. 15-20 V can still be operated NEN, such as B. heating and fan motors. These can also temporarily be switched off during recuperation or operated at a lower power be.

Bei Bedarf kann an die zu den Lasten 7a und 7b führende Leitung ein Pufferkonden­ sator 17 eingebaut werden, um Spitzenfasten in der Rekuperationsphase auszuglei­ chen und die Welligkeit der Versorgungsspannung zu glätten.If necessary, a buffer capacitor 17 can be installed on the line leading to the loads 7 a and 7 b in order to compensate for peak fasting in the recuperation phase and to smooth the ripple of the supply voltage.

Man kann dem Energiespeicher 4 einen weiteren Energiespeicher parallel schalten und diesen nur zur Fahrzeugbeschleunigung einsetzen. Auch kann man die Entla­ dungssteuerung so auslegen, dass der Energiespeicher eine Restladung für eine folgende Beschleunigungsphase behält.Another energy store 4 can be connected in parallel to the energy store 4 and used only for vehicle acceleration. The discharge control can also be designed so that the energy store retains a residual charge for a subsequent acceleration phase.

Fig. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf der Spannung während der Rekuperation. Zum Zeitpunkt T1 kommt vom Powermanagement das Rekuperationssignal. Danach wird kurzzeitig (10-20 ms) der Generator 1 von den 42 V Lasten abgeschaltet und der Schalter 2 zum Ultra Cap geschlossen. Hierbei fällt die Versorgungsspannung 4 des 42-49 V Netzes auf die untere Spannung (z. B. 20 V) des Ultra Cap. Nach der danach erfolgenden Einschaltung des Startergenerators 1 erfolgt eine Aufladung des Ultra Cap 4 bis 48 V, wenn genügend Bremsenergie geliefert wird. Ist diese Spannung er­ reicht oder wird vorher die Energieeinspeisung beendet, so wird der Startergenerator abgeschaltet und die gespeicherte Energie wird bis zum Erreichen einer unteren Spannungsgrenze von z. B. 30 V dem 42-48 V Netz zugeführt. Nunmehr wird der Startergenerator 1 bei T2 wieder eingeschaltet und das 42 V Hochspannungsnetz wird z. B. mit der oberen erlaubten Spannung mit 48 V betrieben. In der Phase der Ener­ gieabgabe durch den Ultra Cap 4 wird der integrierte Startergenerator 1 als Elektro­ motor wirksam gemacht. Eine Zeitspanne ΔT bevor bei T2 die Einschaltung des Ge­ nerators 1 erfolgt, werden kurzzeitig die 42 V Verbraucher 7a und 7b abgeschaltet, damit der Schalter 2 beim Umschalten nicht belastet ist. Hierzu kann in der Genera­ torleitung 5 gegebenenfalls zusätzlich ein Schalter 15 eingebaut sein, damit der Zu­ stand "nahezu kein Stromfluss" während der Umschaltung sichergestellt ist. Dieser Schalter hat auch den Vorteil, dass die 42 V-Verbraucher 7a und 7b in der Rekupera­ tionsphase von dem Konverter 6 mit 42 V versorgt werden. Wegen der begrenzten Leistung können nicht alle Verbraucher eingeschaltet werden. Die Speicherkonden­ satoren 14 und 17 können damit sehr klein bemessen werden. Bei 48 V Spannung ist ein erheblich besserer Wirkungsgrad von Synchronmaschinen und allen indirekten Lasten inklusive Motoren gegeben, wenn Sie mit gleicher Leistung betrieben werden, da bei entsprechend kleinerem Strom und gleichem Widerstand die Verlustleistung der Gleichung 1% = i2.R folgt. Außerdem kann auch eine höhere Leistung mit höhe­ rer Spannung genutzt werden, was Vorteile für die Scheibenheizung beim Starten bringt. Wenn z. B. bei tiefen Temperaturen der Ultra Cap 4 über den DC-Konverter auf 48 V geladen ist, so ist die Starterspannung aufgrund des kleineren Innenwider­ stands im Vergleich zur Batterie nahe zu doppelt so hoch. Mit 8 sind weitere Verbraucher bezeichnet, die dem Niederspannungsbordnetz zugeordnet sind. Mit 16 ist der Punkt bezeichnet, über den ein Fremdstart erfolgen kann. Fig. 2 shows the time course of the voltage during the recuperation. At time T 1 , the recuperation signal comes from the power management. Then the generator 1 is briefly switched off by the 42 V loads (10-20 ms) and the switch 2 to the ultra cap is closed. The supply voltage 4 of the 42-49 V network drops to the lower voltage (e.g. 20 V) of the Ultra Cap. After the starter generator 1 is then switched on, the Ultra Cap 4 to 48 V is charged if sufficient braking energy is supplied. If this voltage is sufficient or if the energy supply is ended beforehand, the starter generator is switched off and the stored energy is used until a lower voltage limit of z. B. 30 V supplied to the 42-48 V network. Now the starter generator 1 is turned on again at T 2 and the 42 V high voltage network is z. B. operated with the upper allowed voltage of 48 V. In the phase of energy delivery by the Ultra Cap 4 , the integrated starter generator 1 is made effective as an electric motor. A period of time ΔT before the switch-on of the generator 1 takes place at T 2 , the 42 V loads 7 a and 7 b are briefly switched off, so that the switch 2 is not loaded when switching. For this purpose, a switch 15 may optionally be installed in the generator line 5 , so that the state "almost no current flow" is ensured during the switchover. This switch also has the advantage that the 42 V consumers 7 a and 7 b are supplied with 42 V by the converter 6 in the recuperation phase. Not all consumers can be switched on due to the limited power. The memory capacitors 14 and 17 can thus be dimensioned very small. At 48 V voltage, the efficiency of synchronous machines and all indirect loads including motors is considerably better if they are operated with the same power, since with a correspondingly lower current and the same resistance, the power loss follows the equation 1% = i 2 .R. In addition, higher power with higher voltage can be used, which brings advantages for the window heating when starting. If e.g. B. at low temperatures the Ultra Cap 4 is charged to 48 V via the DC converter, the starter voltage is almost twice as high due to the smaller internal resistance compared to the battery. With 8 other consumers are designated, which are assigned to the low-voltage electrical system. The point 16 is designated by means of which an external start can take place.

Zum Zeitpunkt T2 wird der Konverter 6 mit dem Ultra Cap 4 verbunden, um die ge­ speicherte Energie weiter bis ca. 15-20 V zu nutzen. Nach Erreichung dieser Span­ nung wird der DC-Konverter 6 wieder an die Leitung 5, also auf die höhere Span­ nung geschaltet, um das 12 V-Netz zu versorgen. Auch hier kann zur Entlastung der Kontakte der DC-Konverter kurzzeitig abgeschaltet werden. Als Alternative zum Schalter können auch Mosfet verwendet werden. Nach dem Stand der Technik ist der Übergangs- oder Verlustwiderstand allerdings um das 20-50-fache höher.At time T 2 , the converter 6 is connected to the Ultra Cap 4 in order to continue to use the stored energy up to approximately 15-20 V. After this voltage has been reached, the DC converter 6 is switched back to line 5 , that is to say to the higher voltage, in order to supply the 12 V network. Here too, the DC converter can be switched off briefly to relieve the contacts. Mosfet can also be used as an alternative to the switch. According to the state of the art, however, the contact or loss resistance is 20-50 times higher.

Zum Zeitpunkt T1' erfolgt die nächste Rekuperation. Man kann im günstigsten Fall davon ausgehen, dass der mittlere Zeitabstand bis zur nächsten Rekuperation um den Faktor 10 größer ist als die Rekuperationsphase R.The next recuperation takes place at time T 1 '. In the best case, it can be assumed that the mean time interval until the next recuperation is 10 times larger than the recuperation phase R.

In der Rekuperationsphase R ist gestrichelt der Spannungsverlauf der Verbraucher 7a mit dem Puffer 13/14 eingezeichnet. Strichpunktiert ist der Verlauf gezeichnet, wenn bei der Rekuperation beim Aufladen nicht die maximale Spannung erreicht wird. Der Ablauf ist dabei derselbe: Nach Ende der Einspeisung in den Ultra Cap, z. B. nach Zurücknahme des Bremspedals wird der Generator 1 abgeschaltet und erst wieder eingeschaltet, wenn die obengenannte Spannungsgrenze von z. B. 30 V er­ reicht ist.In the recuperation phase R, the voltage profile of the consumer with the buffer 7 a 13/14 is shown in dashed lines. The course is drawn in dash-dot lines if the maximum voltage is not reached during recuperation during charging. The process is the same: After feeding into the Ultra Cap, e.g. B. after withdrawal of the brake pedal, the generator 1 is switched off and only switched on again when the above voltage limit of z. B. 30 V it is sufficient.

Liegt das Ende der Rekuperation unter 30 V, so wird nur kurzzeitig der ISG 1 und die 42 V Verbraucher abgeschaltet, damit der Schalter 2 stromlos umgeschaltet werden kann. Auch wenn der Schalter 15 verwendet wird, ist in der Umschaltphase der ISG 1 abgeschaltet. Sobald Schalter 2 offen ist, wird der Schalter 15 wieder geschlossen.If the end of the recuperation is below 30 V, the ISG 1 and the 42 V consumers are only switched off briefly so that the switch 2 can be switched over without power. Even if the switch 15 is used, the ISG 1 is switched off in the switchover phase. As soon as switch 2 is open, switch 15 is closed again.

Sollte innerhalb der Rekuperation ein Verbraucher mit hoher Priorität, z. B. die Servolenkung in der Phase niedriger Spannung z. B. bei T3 mit hoher Leistung, z. B. bei entsprechendem Lenkmanöver versorgt werden müssen, so erfolgt unmittelbar nach der kurzzeitigen Abschaltung des Generators 1 und der 42 V Lasten die Abschaltung des Ultra Caps 4 und Umschaltung auf volle Generatorspannung im Bordnetz. In der Phase der Umschaltung wird die Servolenkung über einen Kondensator 17 entsprechend dem der Verbraucher 7a versorgt.If a consumer with high priority, e.g. B. the power steering in the low voltage phase z. B. at T 3 with high performance, for. B. must be supplied with appropriate steering maneuvers, the Ultra Caps 4 is switched off and the generator voltage in the vehicle electrical system is switched off immediately after the generator 1 and the 42 V loads are briefly switched off. In the phase of switching, the power steering is supplied via a capacitor 17 corresponding to that of the consumer 7 a.

Fig. 3 zeigt die Entlade/Ladekennlinie des Ultra Cap 4. Hier ist deutlich die größere nutzbare Energiemenge E2 bei großem Spannungshub (48 V-20 V) im Vergleich zu E1 zu sehen. Wenn nach dem Stand der Technik der Ultra Cap parallel zu Batterie geschaltet ist, kann er nur in einem schmalen Spannungsbereich, z. B. 42-36 V ge­ nutzt werden wegen der oberen und unteren Spannungsgrenze der Batterie. Fig. 3 shows the charge / discharge characteristics of Cap 4 Ultra. Here you can clearly see the larger usable amount of energy E2 with a large voltage swing (48 V-20 V) compared to E1. If, according to the prior art, the Ultra Cap is connected in parallel to the battery, it can only be used in a narrow voltage range, e.g. B. 42-36 V ge be used because of the upper and lower voltage limit of the battery.

Fig. 4 zeigt die örtliche Anordnung des Ultra Cap 4 im Ansaugrohr 20 und in der Nä­ he des Startergenerators 1'. Da bei der Rekuperation große Ströme fließen, ist es vorteilhaft den Ultra Cap in der Nähe des Generators 1' anzubringen. Hier bietet sich besonders das Saugrohr 20 an, da die Ansaugluft relativ kühl ist. Der Ultra Cap kann auf einer Aluminiumplatte 21 z. B. mit Kühlrippen montiert werden. Fig. 4 shows the local arrangement of the Ultra Cap 4 in the intake pipe 20 and in the vicinity of the starter generator 1 '. Since large currents flow during the recuperation, it is advantageous to attach the ultra cap in the vicinity of the generator 1 '. The suction pipe 20 is particularly suitable here, since the intake air is relatively cool. The Ultra Cap can on an aluminum plate 21 z. B. with cooling fins.

Fig. 5a bis 5c zeigen verschiedene Speicherkonzepte für die Rekuperation im Ver­ gleich mit der Erfindung (Fig. 5d). FIGS. 5a to 5c show various storage concepts for the recuperation in comparison with the same of the invention (Fig. 5d).

Fig. 5a zeigt eine Lösung nur mit einer Batterie. Bei der Rekuperation fällt die Span­ nung von 42 V auf ca. 37 V ab. Die obere Spannung ist durch die Belastbarkeit der Batterie gegeben und liegt im Bereich 42 V. Fig. 5a shows a solution with only one battery. During recuperation, the voltage drops from 42 V to approx. 37 V. The upper voltage is given by the load capacity of the battery and is in the range 42 V.

Fig. 5b zeigt eine Lösung entsprechend der älteren Anmeldung 101 158 34. In der Rekuperationsphase werden hier die Verbraucher von einer 36 V Batterie 30 ver­ sorgt. In der Rekuperationsphase ist die Spannung des Ultra Cap 34 niedriger. Der Energieverbrauch erfolgt vorwiegend über den Motor. Fig. 5b shows a solution according to the older application 101 158 34. In the recuperation phase, the consumers are supplied by a 36 V battery 30 ver. The voltage of the Ultra Cap 34 is lower during the recuperation phase. Energy is mainly consumed by the engine.

Fig. 5c zeigt die im Stand der Technik beschriebenen Lösung mit Ultra Cap 35 im 42 V Netz. Hier wird bei der Rekuperation der Ultra Cap 35 auf die maximale Span­ nung von 48 V geladen und anschließend bei abgeschaltetem Generator die Energie rückgeführt bis 42 V erreicht sind. Es wäre auch möglich wie gestrichelt gezeichnet den Ultra Cap auf eine niedrige Spannung zu entladen und erst bei der nächsten Re­ kuperation wieder zu laden. Hier wäre aber über längere Zeit eine niedrige Bordnetz­ spannung mit schlechten Wirkungsgrad gegeben, wenn gleiche Leistung verlangt wird. Dies ist für viele Verbraucher, wie elektrische Servolenkung oder elektromagne­ tische Ventilsteuerung ungünstig. Fig. 5c illustrates the solution described in the prior art with Ultra Cap 35 in the 42 V network. When recuperating, the Ultra Cap 35 is charged to the maximum voltage of 48 V and then the energy is returned to 42 V when the generator is switched off. It would also be possible to discharge the Ultra Cap to a low voltage as shown in dashed lines and only to recharge it the next time it is recuperated. Here, however, a low vehicle electrical system voltage with poor efficiency would exist over a long period if the same power is required. This is unfavorable for many consumers, such as electric power steering or electromagnetic valve control.

Fig. 5d zeigt die in Fig. 1 und 2 beschriebene, erfindungsgemäße Lösung, welche die Energie wegen des großen Spannungshubs (48 V bis 15 V), erheblich besser um­ setzt, da hier keine Batterie im 42 V Netz die Spannung begrenzt. Sie weist eine hohe mittlere Nennspannung von ca. 48 V und damit einen hohen Wirkungsgrad des Star­ tergenerators und z. B. der elektromagnetischen Ventilsteuerung auf. Bei Fremdstart ist die Ladezeit des Energiespeichers weniger als 20% im Vergleich zur Batterie. Die Verwendung des Ultra Cap zum Starten anstatt einer Batterie bringt eine hohe Leis­ tungsverbesserung. Fig. 5d shows in Fig. 1 and described solution, according to the invention 2, which is (48 V to 15 V), substantially better to set the energy because of the large voltage swing, as there is no battery in the 42 V network limits the voltage. It has a high average nominal voltage of approximately 48 V and thus a high efficiency of the starter generator and z. B. the electromagnetic valve control. The charge time of the energy storage device is less than 20% compared to the battery if it is started externally. Using the Ultra Cap for starting instead of a battery brings a great improvement in performance.

Bei dem Konzept der Fig. 5c wird im Gegensatz zur Erfindung die Speicherenergie schlecht genutzt, da nur ein geringer Spannungshub ausgenutzt wird. Außerdem ist für die Speicherung der Energie hier ein größerer Speicher notwendig, was ein grö­ ßeres Gewicht und größeres Volumen bedeutet. Gegenüber dem Konzept der Fig. 5b wird bei der Erfindung eine Batterie eingespart, also die Kosten, das Gewicht und das Einbauvolumen reduziert. Auch wird bei der Erfindung, da keine 42 V Batterie vorgesehen ist, die Betriebsspannung nicht auf 42 V begrenzt.In contrast to the invention, the storage energy is poorly used in the concept of FIG. 5c, since only a small voltage swing is used. In addition, a larger storage is necessary for the storage of energy, which means a greater weight and a larger volume. Compared to the concept of FIG. 5b, a battery is saved in the invention, that is to say the costs, the weight and the installation volume are reduced. In the invention, since no 42 V battery is provided, the operating voltage is not limited to 42 V.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit integriertem Startergenerator (ISG) 41, eine 36 V-Batterie 42, eine 12 V-Batterie 43, sowie einen Doppelschichtkondensator 44, z. B. einen Ultra Cap. Der ISG 41 versorgt über die Verbindung 45 das 42 V-Bordnetz und über einen 42/14 V-Konverter 46 das 14 V-Netz. An den Netzen sind Verbraucher 47 und 48 angeschlossen. Mit 49 ist die Motorsteuerung bezeichnet, welche über den Schalter Sm mit dem 42 V-Netz verbunden werden kann. Der Ultra Cap 44 kann über Schalter SR und SG mit dem ISG 1 und dem 42 V-Bordnetz verbunden werden. Eine wichtige Funktion in diesem Konzept kommt, wie vorn beschrieben der als Po­ wermanagement 50 bezeichneten Steuerung zu. Fig. 6 shows an embodiment with an integrated starter generator (ISG) 41 , a 36 V battery 42 , a 12 V battery 43 , and a double-layer capacitor 44 , for. B. an ultra cap. The ISG 41 supplies the 42 V on-board network via the connection 45 and the 14 V network via a 42/14 V converter 46 . Consumers 47 and 48 are connected to the networks. With 49 the motor control is designated, which can be connected to the 42 V network via the switch S m . The Ultra Cap 44 can be connected to the ISG 1 and the 42 V electrical system via switches S R and S G. An important function in this concept, as described above, is the control referred to as power management 50 .

Tritt ein Bremsvorgang ein, so wird der ISG 41 durch den Block 41a kurzzeitig auf nahezu 0 Ausgangsstrom geschaltet und anschließend wird der Schalter SR ge­ schlossen und der Schalter SG geöffnet. Daraufhin wird der ISG 41 auf volle Leistung zur Ladung des Ultra Cap 44 geschaltet. Nach Abschluss des Bremsvorganges oder bei vollem Speicher wird der ISG 41 durch Öffnen von SR wieder abgeschaltet. Im anschließenden Fahrbetrieb wird der ISG 41 als Elektromotor betrieben, wobei die Ladung des Ultra Cap 44 zu dessen Antrieb und gegebenenfalls für das Bordnetz benutzt wird. Ist die Ladung umgesetzt, z. B. Entladung bis auf wenige Volt, so wird der Strom zum Motor im Schaltblock 41a kurzzeitig abgeschaltet. Anschließend wird der Schalter SR geöffnet und SG geschlossen, so dass der Generator wieder das Bordnetz bedarfsgesteuert vom Powermanagement versorgt. Auch hier zeigt sich der Vorteil der getrennten An- und Abschaltung des Ultra Cap 44, wobei nahezu der volle Spannungsbereich umgesetzt wird.If braking occurs, the ISG 41 is briefly switched to almost 0 output current by block 41 a and then switch S R is closed and switch S G is opened. The ISG 41 is then switched to full power for charging the Ultra Cap 44 . After the braking process has been completed or when the memory is full, the ISG 41 is switched off by opening S R. In the subsequent driving operation, the ISG 41 is operated as an electric motor, the charge of the Ultra Cap 44 being used to drive it and possibly for the vehicle electrical system. Is the charge implemented, e.g. B. discharge down to a few volts, the current to the motor in switching block 41 a is briefly switched off. The switch S R is then opened and S G closed, so that the generator again supplies the on-board electrical system as required by the power management. The advantage of switching the Ultra Cap 44 on and off separately can also be seen here, whereby almost the full voltage range is implemented.

Während der Rekuperation versorgen beide Batterien 42 und 43 ihre Verbraucher 47 bzw. 48. Da die Rekuperationsphase kurz gegenüber dem Normalbetrieb ist, ist die Energieaufnahme aus den Batterien im Mittel nur ca. 0,1 Ah, was die Batterie in der sogenannten Zyklentiefe wenig beansprucht. Darüber hinaus können starke Verbraucher, wie die Heizungen in dieser Rekuperationsphase gedrosselt oder gar abgeschaltet und anschließend gegebenenfalls als Ausgleich mit mehr Leistung ver­ sorgt werden, was durch entsprechende Änderung des getakteten Betriebes möglich ist.During recuperation, both batteries 42 and 43 supply their consumers 47 and 48, respectively. Since the recuperation phase is short compared to normal operation, the energy consumption from the batteries is on average only approx. 0.1 Ah, which means that the battery takes up little in the so-called cycle depth. In addition, strong consumers, such as the heating in this recuperation phase, can be throttled or even switched off and then, if necessary, provided with more power to compensate, which is possible by changing the clocked operation accordingly.

Es ist auch möglich durch entsprechende Schaltung der Schalter SR und SG in der Antriebsphase des Motors mittels des Ultra Cap das 42 V-Bordnetz vom Ultra Cap abzuschalten. Dagegen kann beim Laden das 42 V-Bordnetz über eine nicht darge­ stellte Diode oder einen Mosfet versorgt werden, bis der Ultra Cap geladen ist. It is also possible to switch off the 42 V electrical system from the Ultra Cap by switching the switches S R and S G appropriately in the drive phase of the engine using the Ultra Cap. On the other hand, the 42 V on-board electrical system can be supplied with power via a diode (not shown) or a Mosfet until the Ultra Cap is charged.

Anstelle der vollen Entladung über den elektrischen Antriebsmotor kann auch über die Leitung 45 der DC/DC-Konverter 46 und damit die Batterie 43 teilweise vom Ultra Cap 44 versorgt werden. Es ist auch denkbar, dass beide Bordnetze in Abhängigkeit von der Spannungslage vom Ultra Cap versorgt werden.Instead of the full discharge via the electric drive motor, the DC / DC converter 46 and thus the battery 43 can also be partially supplied by the Ultra Cap 44 via the line 45 . It is also conceivable that both on-board networks are supplied by the Ultra Cap depending on the voltage level.

Der Ultra Cap 44 wird auch zum Starten verwendet. Ist der Fahrzeugmotor stillge­ setzt, so kann über die Endstufe 53 oder einen entsprechenden Schalter der Ultra Cap 44 von der Batterie 42 aufgeladen werden. Bei längerem Stand wird der relativ kleine Entladestrom von ca. 1 mA in größeren Zeitabständen von der Batterie 42 ausgeglichen. Wird hierdurch eine gewisse Entladung erreicht, z. B. 50%, so erfolgt der Ausgleich nachfolgend aus der Batterie 43 und zwar über einen vom Powerma­ nagement gesteuerten DC/DC-Konverter 54. Ist auch in dieser Batterie 43 nur noch ca. 50% Ladung vorhanden, so wird auch hier der Ausgleich abgeschaltet. Dies ist erst nach ca. 24 Monaten Stillstand der Fall. Bei der Entladung ist zusätzlich der Ru­ hestromverbrauch der z. B. sicherheitsrelevanten Systeme, wie Diebstahlwarnung usw. zu berücksichtigen.The Ultra Cap 44 is also used for starting. If the vehicle engine is stopped, the battery 42 can be charged via the output stage 53 or a corresponding switch of the Ultra Cap 44 . In the longer state, the relatively small discharge current of approximately 1 mA is compensated for by the battery 42 at larger time intervals. If a certain discharge is achieved, z. B. 50%, the compensation takes place subsequently from the battery 43 , namely via a DC / DC converter 54 controlled by the power management. If only about 50% charge is still present in this battery 43 , the compensation is also switched off here. This is only the case after a standstill of approx. 24 months. When unloading is also the rest of the current consumption. B. security-relevant systems, such as theft warning, etc. to be considered.

Abhängig vom Ladezustand werden die Ruhestromverbraucher durch ein Ruhe­ strommanagement in einer festgelegten Reihenfolge abgeschaltet, wobei als letzte System, z. B. die Diebstahlsicherung abgeschaltet wird. Diese Abschaltung wird vom Powermanagement 50 durchgeführt, wobei intelligente Stromverteiler zur Durchfüh­ rung notwendig sind.Depending on the state of charge, the quiescent current consumers are switched off by a quiescent current management in a defined order, the last system, e.g. B. the anti-theft device is switched off. This shutdown is carried out by the power management 50 , whereby intelligent power distributors are necessary for the implementation.

Die Ausführungen zeigen, dass auch beim Ausfall einer Batterie der Ultra Cap 44 immer startfähig ist. In Anbetracht des kleinen Innenwiderstands des Ultra Cap 44 genügt eine Auslegung mit weniger Zellen auf eine niedrige Klemmenspannung von z. B. 30 V. Damit ist bei entsprechender Kapazität immer, insbesondere aber bei tie­ fen Temperaturen, eine deutlich höhere, z. B. 2-fache Startleistung im Vergleich zur konventionellen 36 V-Batterie gegeben, da hier die Klemmenspannung bei den hohen Startströmen des ISG viel stärker abfällt als beim Ultra Cap.The explanations show that the Ultra Cap 44 can always be started even if one battery fails. In view of the small internal resistance of the Ultra Cap 44 , a design with fewer cells is sufficient for a low terminal voltage of e.g. B. 30 V. This is always with a corresponding capacity, but especially at deep temperatures, a significantly higher, z. B. 2 times the starting power compared to the conventional 36 V battery, since here the terminal voltage drops much more with the high starting currents of the ISG than with the Ultra Cap.

Der Ultra Cap 44 ist in seiner Speicherkapazität auf eine Rekuperation ausgelegt, die z. B. 0,8 Ah entsprechend 5 kW über 20 s Abbremsung entspricht. Dies entspricht ei­ nem Spannungsbereich vom 0-30 V. Dies hat den Vorteil, dass die Speicherladezeit bei Ausfall beider Batterien nur ca. eine Minute dauert, im Vergleich zu 11 Minuten beim eingangs erwähnten Fall. Dies eröffnet auch die Möglichkeit einen erheblich kostengünstigeren DC-Konverter mit geringerer Leistung einzusetzen. Sind beide Batterien ausgefallen, so wird über den Fremdstartstützpunkt 55 eine externe Span­ nungsquelle angeschlossen. Hierbei muss eine mögliche Verpolung berücksichtigt werden. Bei richtiger Polung wird über den DC/DC-Konverter 54 der Ultra Cap 44 aufgeladen. In diesem Fall wird beim Starten die Motorsteuerung 49 vom Speicher 44 versorgt, damit beim Starten die Motorsteuerung funktionsfähig ist. Der Speicher 56 ist, insbesondere bei elektromagnetischer Ventilsteuerung für den impulsartigen Betrieb der Aktuatoren notwendig. Zum Starten ist der Schalter SG geöffnet, um zu verhindern, dass die Ladung in das 42 V-Netz gelangt.The Ultra Cap 44 is designed for recuperation in its storage capacity. B. 0.8 Ah corresponds to 5 kW over 20 s braking. This corresponds to a voltage range of 0-30 V. This has the advantage that the storage charging time in the event of failure of both batteries only lasts about one minute, compared to 11 minutes in the case mentioned at the beginning. This also opens up the possibility of using a significantly cheaper DC converter with lower power. If both batteries have failed, an external voltage source is connected via the jump-start point 55 . Possible polarity reversal must be taken into account here. If the polarity is correct, the Ultra Cap 44 is charged via the DC / DC converter 54 . In this case, the engine control 49 is supplied by the memory 44 when starting, so that the engine control is functional when starting. The memory 56 is necessary, in particular in the case of electromagnetic valve control, for the pulsed operation of the actuators. To start, the switch S G is open to prevent the charge from entering the 42 V network.

Läuft der Motor und es wird Generatorstrom geliefert, so erfolgt ein Umschalten mit­ tels des Schalters SG auf Bordnetzversorgung.If the engine is running and generator power is supplied, the switch S G switches to the on-board power supply.

Auch ist es denkbar das 12 V-Netz direkt vom Speicher 44, z. B. im Spannungsbe­ reich 18-12 V zu versorgen. Dazu ist die gestrichelt eingezeichnete Verbindung mit Schalter SL oder ein entsprechender Mosfet notwendig.It is also conceivable the 12 V network directly from the memory 44 , for. B. in the range 18-12 V to supply. This requires the connection shown in dashed lines with switch S L or a corresponding Mosfet.

Weiterhin kann bereits während der Ladung und Entladung des Ultra Caps 44 das 12 V-Bordnetz über den Gleichspannungskonverter 46 mit variabler Tiefsetzung im Bereich 16-30 V mit der Spannung des Ultra Cap 44 versorgt werden. Hierzu kann ein nicht gezeigter Schalter vor dem Konverter 46 von 42 V-Versorgung auf Ultra Cap umgeschaltet werden.Furthermore, the 12 V vehicle electrical system can be supplied with the voltage of the Ultra Cap 44 via the DC voltage converter 46 with variable bucking in the range 16-30 V while the Ultra Caps 44 is being charged and discharged. For this purpose, a switch (not shown) in front of converter 46 can be switched from 42 V supply to Ultra Cap.

Für das Powermanagement 50 ist es notwendig, die Messgrößen Spannung und Strom zu verarbeiten. Deshalb ist ein strommessendes Element 57 vorgesehen. Die entsprechenden, nicht vollständig eingezeichneten Messstellen, sind mit Pfeilen 58 markiert, ebenso die entsprechenden Eingänge zum Powermanagement 50.For the power management 50 , it is necessary to process the measured variables voltage and current. Therefore, a current measuring element 57 is provided. The corresponding measuring points, which are not shown completely, are marked with arrows 58 , as are the corresponding inputs for power management 50 .

Bei dieser Schaltung der Rekuperation ist berücksichtigt, dass bei kurz hintereinan­ der folgenden Bremsungen der Speicher 44 möglichst häufig genutzt wird, wozu er aufnahmefähig sein soll. Daher wird auch im normalen Fahrbetrieb die Energie mög­ lichst bald wieder entladen. Da häufig nach Abbremsungen sich ein Fahren mit kon­ stanter Geschwindigkeit anschließt und der elektrische Antrieb dabei eingesetzt wird, wird hierdurch der elektrische Antrieb des Verbrennungsmotors stark entlastet. Fin­ det anschließend eine Beschleunigung des Fahrzeugs statt, so kann bei vorausge­ gangener Konstantfahrt im Grenzfall bei bereits leerem Speicher 4 kein elektrischer Zusatzantrieb genutzt werden, um den Verbrennungsmotor zu unterstützen (kein Boosten).With this circuit of the recuperation it is taken into account that the memory 44 is used as often as possible for a short time after the subsequent braking, for which purpose it should be capable of receiving. Therefore, the energy will be discharged as soon as possible, even in normal driving. Since driving at constant speed often follows after braking and the electric drive is used, the electrical drive of the internal combustion engine is greatly relieved. If an acceleration of the vehicle then takes place, then in the case of previous constant driving in the limit case when the memory 4 is already empty, no additional electrical drive can be used to support the internal combustion engine (no boost).

Sollte dieses Boosten auch hier erwünscht sein, so könnte wie in Fig. 6 gezeigt ein zweiter Speicher 44a vorgesehen werden, welcher für diesen Fall des Boostbetriebs immer geladen ist. Hier erfolgt die Schaltung über SR' und SG.If this boosting is also desired here, a second memory 44a could be provided, as shown in FIG. 6, which is always loaded for this case of boosting operation. Here the switching takes place via S R 'and S G.

Auch ist es denkbar einen Speicher größerer Kapazität einzusetzen, der so gesteuert wird, dass er durch den elektrischen Antrieb nur auf ca. 60% entladen wird und die Restladung für Boosten zur Verfügung steht. Der Nachteil besteht darin, dass hier die Spannung im Vergleich zum getrennten Boostspeicher geringer ist.It is also conceivable to use a memory of greater capacity, which is controlled in this way is that it is only discharged to about 60% by the electric drive and the Remaining cargo for boosting is available. The downside is that here the voltage is lower compared to the separate boost memory.

Es wurde oben erläutert, dass der Schalter SG beim Entladen des Ultra Cap 44 zwecks Antreiben des ISG 41 geöffnet wird. In der Aufladephase des Ultra Cap 44 kann man alternativ wie folgt verfahren:
It was explained above that the switch S G is opened when the Ultra Cap 44 is being discharged in order to drive the ISG 41 . In the charging phase of the Ultra Cap 44 , you can alternatively proceed as follows:

  • - man öffnet SG, wenn der Generatorstrom für eine kurze Zeit auf einen kleinen Wert abgesunken ist und schließt danach SR, so dass der Generatorstrom voll zum Ultra Cap gelangt.- One opens S G when the generator current has dropped to a small value for a short time and then closes S R so that the generator current fully reaches the Ultra Cap.
  • - man bildet den Schalter SG als Diode oder als steuerbare Einheit, z. B. als Mosfet aus, so dass kein Rückströmen der Ladung der Batterie 42 zum Ultra Cap 44 möglich ist. Auch hier kann man beim Laden den Mosfet öffnen und SR schließen. Hier treten in der Diode, bzw. dem Mosfet, elektrische Verluste auf.- One forms the switch S G as a diode or as a controllable unit, for. B. from Mosfet, so that no backflow of the charge of the battery 42 to the Ultra Cap 44 is possible. Here, too, you can open the Mosfet and close S R while loading. Here electrical losses occur in the diode or the Mosfet.
  • - man überbrückt den Schalter SG mit einer steuerbaren Einheit, z. B. einem Mosfet 53. Ist hier SG während der Ladung geöffnet, so entsteht nur während dieser Phase der Aufladung Verlustleistung im Mosfet. Im Normalfall bei Versorgung des Bordnetzes durch den Generator ISG ist SG geschlossen, so dass nur sehr gerin­ ge Verluste entstehen.- Bridging the switch S G with a controllable unit, for. B. a Mosfet 53 . If S G is open here during charging, power loss in the Mosfet only arises during this charging phase. Normally, when the on-board electrical system is supplied by the ISG generator, S G is closed, so that only very low losses occur.

Das vorgeschlagene Speicherkonzept ist auch bei einem ausschließlich 42 V- Bordnetz entsprechend Fig. 7 anwendbar. Die Schaltung des Ultra Cap ist identisch. The proposed memory concept can also be used in the case of an exclusively 42 V vehicle electrical system according to FIG. 7. The circuit of the Ultra Cap is identical.

Es fehlt nur die 12 V-Batterie. Wegen der oben genannten Fakten ist der Fremdstart über 12 V-Stützpunkt 56' und den Gleichspannungskonverter 54' möglich. Die Spei­ cherladung erfolgt wie in Fig. 1.Only the 12 V battery is missing. Because of the facts mentioned above, an external start is possible via 12 V base 56 'and the DC voltage converter 54 '. The storage charge takes place as in FIG. 1.

Alternativ wäre auch ein Fremdstart über 42 V möglich. Die Schalter SR und SG kön­ nen über entsprechende Relais als einfacher Verpolschutz verwendet werden.Alternatively, an external start above 42 V would also be possible. Switches S R and S G can be used as simple reverse polarity protection via appropriate relays.

Fig. 8 entspricht weitgehend der Fig. 6. Um die Unterbrechung der Stromzuführung durch den Generator während der Rekuperation zu vermeiden, ist hier ein zweikana­ liger ISG 41' mit 2-kanaligem Pulswechselrichter vorgesehen. Hierbei erfolgt die Re­ kuperation und der Start über einen getrennten Kanal 45'. Außerdem ist es denkbar über einen zusätzlichen Schalter SG1 außerhalb der Rekuperation beide Kanäle zu­ sammen zu schalten. Dieselbe Schaltung ist auch in Fig. 7 nur für 42 V-Netz möglich. Fig. 8 largely corresponds to Fig. 6. To avoid the interruption of the power supply by the generator during recuperation, a two-channel ISG 41 'with 2-channel pulse inverter is provided here. The recuperation and the start take place via a separate channel 45 '. In addition, it is conceivable to switch both channels together via an additional switch S G1 outside of recuperation. The same circuit is also possible in FIG. 7 only for a 42 V network.

Anstelle des Doppelschichtkondensators 4 ist auch eine andere Technologie des Speicherns möglich, welche folgende Forderungen erfüllt:
Instead of the double-layer capacitor 4 , another storage technology is also possible, which fulfills the following requirements:

  • - guter Wirkungsgrad beim Laden und Entladen- good efficiency when loading and unloading
  • - hochzyklenfest (<300 000)- highly cycle-resistant (<300,000)
  • - akzeptable Baugröße, Gewicht und Volumen.- acceptable size, weight and volume.

Die Verwendung des Ultra Cap oder eines entsprechenden Speichers zur Rekupera­ tion und zum Starten entlastet die konventionelle Batterie sehr stark, so dass für die­ se kleinere Baugrößen möglich sind. Auch sind neue Batterietechnologien anwend­ bar, da der kleine Innenwiderstand zum Starten mit der hohen Strombelastung nicht mehr notwendig ist.The use of the Ultra Cap or a suitable memory for the Rekupera tion and for starting the conventional battery is very relieved, so that for the Smaller sizes are possible. New battery technologies are also used bar because the small internal resistance to start with the high current load is not is more necessary.

Die Schalter SR, SG, SM, SL, können Halbleiterschalter sein, vorzugsweise sind es Relais.The switches S R , S G , S M , S L can be semiconductor switches, preferably they are relays.

Die Ausbildung der Fig. 9 unterscheidet sich von der der Fig. 1 dadurch, dass die Batterie 3 als Doppelbatterie 63a und 63b ausgebildet ist. Den Batterien sind je ein Gleichspannungskonverter 66a und 66b zugeordnet, deren Ausgänge, bzw. Eingän­ ge zum, bzw. vom Schalter 72 parallelgeschaltet sind. Man kann durch Schalter SB1 und SB1' die beiden Batterien 63a und 63b in Reihe schalten und deren Spannung über einen Schalter SB2 direkt an den Startergenerator 61 anlegen. Hiermit kann bei Ausfall des Energiespeichers 64 der Startergenerator 61 mit einer 24 V-Batterie zu­ mindest bei nicht zu tiefen Temperaturen gestartet, bzw. der Elektromotor des Star­ tergenerators 61 z. B. zum Stop- and Go-Betrieb angetrieben werden. Auch könnte man bei Ausfall des Gleichspannungskonverters 66a/66b über diese Verbindung und den Schalter 75 den Energiespeicher neu laden.The design of FIG. 9 differs from that of FIG. 1 in that the battery 3 is designed as a double battery 63 a and 63 b. The batteries are each assigned a DC converter 66 a and 66 b, the outputs, or inputs to, or from the switch 72 are connected in parallel. You can switch the two batteries 63 a and 63 b in series with switches S B1 and S B1 'and apply their voltage directly to the starter generator 61 via a switch S B2 . This may in case of failure of the energy accumulator 64, the starter generator 61 is not started with a 24 volt battery to at least down to low temperatures, or the electric motor of the Star tergenerators 61 z. B. driven to stop and go operation. In the event of failure of the DC voltage converter 66 a / 66 b, one could also reload the energy store via this connection and the switch 75 .

In Fig. 9 sind den beiden Batterien 63a und 63b getrennte Gruppen von Verbrau­ chern IIa und IIb zugeordnet. Die beiden Batterien können durch einen Schalter SP parallel geschaltet werden.In Fig. 9, the two batteries 63 a and 63 b are assigned separate groups of consumers IIa and IIb. The two batteries can be connected in parallel by a switch S P.

Wenn die elektrische Servolenkung ESP im Verbraucherkreis zum Einsatz kommt, und gleichzeitig der Energiespeicher 64 im Bremsfall geladen wird oder zur Antriebs­ unterstützung entladen wird, so kann die Servolenkung, die hohe Leistung erfordert, nicht ausreichend versorgt werden. Es wird hierfür ein steuerbarer Schalter 76, z. B. ein Mosfet in eine Verbindungsleitung zwischen Energiespeicher 64 und die Servo­ lenkung ESP eingeschaltet, der dann auf Durchlass geschaltet wird. Man kann in diesem Fall den DC-Konverter auch kurzzeitig überlasten.If the electric power steering ESP is used in the consumer circuit, and at the same time the energy store 64 is charged in the event of a brake or is discharged to assist the drive, the power steering, which requires high power, cannot be adequately supplied. There is a controllable switch 76 , for. B. a Mosfet in a connecting line between energy storage 64 and the servo steering ESP turned on, which is then switched to pass. In this case, the DC converter can also be temporarily overloaded.

Man wird vorzugsweise Verbraucher mit hoher Ruhestrompriorität, z. B. die Dieb­ stahlsicherung dem Verbraucherkreis I zuordnen.One is preferably consumer with high quiescent current priority, e.g. B. the thief assign steel protection to consumer group I.

In Fig. 10 ist ein alternativer Aufbau des Antriebs gezeigt. Hier sind nur 14 V- Verbraucher 80 und 81 vorgesehen. Der Energiespeicher 84 ist auch hier im Bereich von 12 bis höheren Spannungen z. B. 48 V aufladbar, das heißt, dass die oben er­ wähnten Vorteile des mit hoher Spannungsdifferenz arbeitenden Energiespeichers 84 nämlich die Speicherung einer größeren Energiemenge auch hier vorliegen. Die Versorgung des 14 V-Bordnetzes 80 und 81 und das Aufladen der Batterie 83, wenn notwendig erfolgt bei geschlossenem Schalter sg direkt von Startergenerator 85, wo­ zu dieser entsprechend umgeschaltet wird. Sie kann jedoch auch zeit- und /oder teilweise vom Energiespeicher 84 über einen Spannungskonverter 86 erfolgen, wenn ein Schalter 87 geschlossen ist, bzw. bei nicht vorhandenem Schalter 87 der Span­ nungskonverter 86 entsprechend geschaltet wird. Dies kann auch schon während des Aufladens des Energiespeichers 84 im Verzögerungs- bzw. Bremsfall erfolgen. An alternative construction of the drive is shown in FIG . Only 14 V loads 80 and 81 are provided here. The energy storage 84 is here in the range of 12 to higher voltages such. B. 48 V rechargeable, that is, the above-mentioned advantages of the energy store 84 working with a high voltage difference, namely the storage of a larger amount of energy are also present here. The 14 V electrical system 80 and 81 are supplied with power and the battery 83 is charged, if necessary with the switch s g closed, directly from the starter generator 85 , where the switch is made accordingly. However, they can be made via a voltage converter 86 also time-consuming and / or partially from the energy storage 84, when a switch 87 is closed, or in the absence of switch 87 of the clamping voltage converter is switched according to the 86th This can also take place during the charging of the energy store 84 in the event of a deceleration or braking.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann man von dem Vorhandensein zweier Bordnetze sprechen, wobei in das Hochspannungsbordnetz nur der Energiespeicher einbezogen ist.In this embodiment, too, one can count on the presence of two Speak on-board networks, with only the energy storage in the high-voltage electrical system is involved.

Der Witz besteht, wie gesagt, darin, dass durch den großen Spannungsbereich eine größere Energie gespeichert wird. Daher wird dieser Spannungsbereich vorwiegend zur Rekuperation genutzt. Damit in der Rekuperationsphase die Batterie 83 nicht so stark beansprucht wird, kann man die Batterie 83 durch den Spannungskonverter 86 entlasten, indem man vom Energiespeicher mit variablem Übersetzungsverhältnis das 14 V-Bordnetz versorgt.The joke, as I said, is that the large voltage range stores more energy. This voltage range is therefore mainly used for recuperation. Thus, in the recuperation phase, the battery 83 is not so heavily used, one can relieve the battery 83 by the voltage converter 86 by power from the energy storage device with variable transmission ratio, the 14 V power supply.

Claims (43)

1. Antrieb für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor,
einem integriertem Startergenerator (1)
einem Hochspannungsbordnetz (5)
einem Energiespeicher (4)
wenigstens einer Batterie (3),
dadurch gekennzeichnet, dass Schaltelemente (1a, 2, 12, 15) und eine Steue­ rung (10) vorgesehen sind, die in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Fahr­ zeug und/oder der Ladung oder der Spannung des Energiespeichers (4) um­ schalten zwischen
Laden des Energiespeichers (4) durch den Startergenerator (1)
Betrieb des Startergenerators (1) als Antriebsmotor gespeist vom Energie­ speicher (4) und
Versorgung des Hochspannungsnetzes (5) vom als Generator arbeitenden Startergenerator (1) oder
Versorgung des Hochspannungsnetzes durch die Batterie (3).1. Drive for a motor vehicle with an internal combustion engine,
an integrated starter generator ( 1 )
a high-voltage electrical system ( 5 )
an energy store ( 4 )
at least one battery ( 3 ),
characterized in that switching elements ( 1 a, 2 , 12 , 15 ) and a control ( 10 ) are provided which, depending on the operating state of the vehicle and / or the charge or the voltage of the energy store ( 4 ), switch between
Charging the energy store ( 4 ) by the starter generator ( 1 )
Operation of the starter generator ( 1 ) as a drive motor fed from the energy store ( 4 ) and
Supply of the high-voltage network ( 5 ) from the starter generator ( 1 ) or
Supply of the high-voltage network by the battery ( 3 ). 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (4) beim Bremsen oder Verzögern des Fahrzeugs geladen wird.2. Drive according to claim 1, characterized in that the energy store ( 4 ) is charged when braking or decelerating the vehicle. 3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Starterge­ nerator (1) als Antriebsmotor zur Fahrunterstützung des Verbrennungsmotors während des Fahrbetriebs genutzt wird.3. Drive according to claim 1 or 2, characterized in that the Starterge generator ( 1 ) is used as a drive motor for driving support of the internal combustion engine during driving. 4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Startergenerator (1) als zusätzlicher Antriebsmotor beim schnellen Anfahren ausgenutzt wird.4. Drive according to one of claims 1 to 3, characterized in that the starter generator ( 1 ) is used as an additional drive motor when starting quickly. 5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Startergenerator (1) als alleiniger Antriebsmotor bei Stop- and Go-Betrieb durch Speisung durch den Energiespeicher oder die Batterie genutzt wird. 5. Drive according to one of claims 1 to 4, characterized in that the starter generator ( 1 ) is used as the sole drive motor in stop-and-go operation by feeding from the energy store or the battery. 6. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie eine Niederspannungsbatterie (3) ist, die über einen Gleichspannungs­ konverter (6) mit dem Hochspannungsbordnetz (5) verbunden ist.6. Drive according to one of claims 1 to 5, characterized in that the battery is a low-voltage battery ( 3 ) which is connected via a DC voltage converter ( 6 ) to the high-voltage electrical system ( 5 ). 7. Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Gleichspannungskonverters (6) an den Energiespeicher (4) zu dessen Ladung anschaltbar ist.7. Drive according to claim 6, characterized in that the output of the DC converter ( 6 ) to the energy store ( 4 ) can be connected to charge it. 8. Antrieb nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nieder­ spannungsbatterie (3) über den Gleichspannungskonverter (6) vom Hochspan­ nungsnetz (5) her aufladbar ist.8. Drive according to claim 6 or 7, characterized in that the low-voltage battery ( 3 ) via the DC converter ( 6 ) from the high-voltage network ( 5 ) can be charged. 9. Antrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Verbrauchern (8; 7a, 7b) teilweise dem Niederspannungsnetz und teilweise dem Hochspannungsnetz (5) zugeordnet sind.9. Drive according to one of claims 6 to 8, characterized in that consumers ( 8 ; 7 a, 7 b) are partially assigned to the low-voltage network and partially to the high-voltage network ( 5 ). 10. Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbraucher (7a, 7b) des Hochspannungsnetzes wenigstens teilweise und/oder gegebenen­ falls zeitweise vom Energiespeicher (4) versorgt werden.10. Drive according to claim 9, characterized in that the consumers ( 7 a, 7 b) of the high-voltage network are at least partially and / or, if necessary, temporarily supplied by the energy store ( 4 ). 11. Antrieb nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbraucher (8) des Niederspannungsnetzes wenigstens teilweise und gege­ benenfalls die Batterie (3) über den Gleichspannungskonverter (6) vom Hoch­ spannungsnetz (5) versorgt, bzw. aufgeladen werden.11. Drive according to one of claims 8 to 10, characterized in that the consumers ( 8 ) of the low-voltage network at least partially and where appropriate, the battery ( 3 ) via the DC converter ( 6 ) from the high-voltage network ( 5 ) supplied or charged , 12. Antrieb nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbraucher (8) des Niederspannungsnetzes wenigstens teilweise und gege­ benenfalls die Batterie (3) über den Gleichspannungskonverter (6) zeitweise vom Energiespeicher (4) versorgt, bzw. aufgeladen werden.12. Drive according to one of claims 8 to 10, characterized in that the consumers ( 8 ) of the low-voltage network at least partially and optionally the battery ( 3 ) via the DC converter ( 6 ) are temporarily supplied or charged by the energy store ( 4 ) , 13. Antrieb nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Verbraucher (IIa/IIb) des Niederspannungsnetzes bei niedrigem Ladezustand der Batterie (63) wenigstens teilweise abgeschaltet werden. 13. Drive according to one of claims 9 to 12, characterized in that consumers (IIa / IIb) of the low-voltage network are at least partially switched off when the battery ( 63 ) is in a low state of charge. 14. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie aus zwei Batterien (63a, 63b) besteht.14. Drive according to one of claims 1 to 13, characterized in that the battery consists of two batteries ( 63 a, 63 b). 15. Antrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Batterie (63a, 63b) ein Gleichspannungskonverter (66a, bzw. 66b) zugeordnet ist.15. Drive according to claim 14, characterized in that each battery ( 63 a, 63 b) is assigned a DC converter ( 66 a, or 66 b). 16. Antrieb nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall eines Gleichspannungskonverters (66a oder 66b), die Batterien (63a und 63b) parallel geschaltet mit den andern (66b oder 66a) verbunden werden.16. Drive according to claim 15, characterized in that in the event of failure of a DC converter ( 66 a or 66 b), the batteries ( 63 a and 63 b) connected in parallel with the others ( 66 b or 66 a) are connected. 17. Antrieb nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall einer Batterie (63a, bzw. 63b) die intakte Batterie (63b oder 63a) mit beiden Gleichspannungskonvertern (66a und 66b) verbunden wird.17. Drive according to claim 15 or 16, characterized in that in the event of failure of a battery ( 63 a or 63 b) the intact battery ( 63 b or 63 a) is connected to both DC converters ( 66 a and 66 b). 18. Antrieb nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbraucher des Niederspannungsnetzes in zwei Gruppen (IIa/IIb) unterteilt sind, von denen die eine Gruppe (IIa) abschaltbar ist.18. Drive according to one of claims 11 to 17, characterized in that the consumers of the low-voltage network divided into two groups (IIa / IIb) are, of which one group (IIa) can be switched off. 19. Antrieb nach Anspruch 16 oder 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gruppen von Verbrauchern (IIa und IIb) parallelgeschaltet werden.19. Drive according to claim 16 or 17 and 18, characterized in that the two groups of consumers (IIa and IIb) can be connected in parallel. 20. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zum Starten des Verbrennungsmotors der Startergenerator (1) mit dem Ener­ giespeicher (4) verbunden wird.20. Drive according to one of claims 1 to 19, characterized in that for starting the internal combustion engine, the starter generator ( 1 ) with the energy storage ( 4 ) is connected. 21. Antrieb nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall der normalen Startmöglichkeit mittels des Energiespeichers (64)die beiden Batterien (63a und 63b) in Reihe geschaltet mit dem Startergenerator (61) verbunden werden.21. Drive according to one of claims 14 to 19, characterized in that in the event of failure of the normal starting option by means of the energy store ( 64 ), the two batteries ( 63 a and 63 b) are connected in series with the starter generator ( 61 ). 22. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmittel (1a, 2, 12, 15) und die Steuerung (10) nach Erreichen einer vorge­ gebenen, abgesunkenen Spannung oder Ladung des Energiespeichers (4) während der Verbrauchsphase des Antriebsmotors diesen vom Energiespeicher (4) trennen und die Generatorfunktion des Startergenerators (1) im Bord­ netz (5) wirksam machen.22. Drive according to one of claims 1 to 21, characterized in that the switching means ( 1 a, 2 , 12 , 15 ) and the controller ( 10 ) after reaching a pre-given, lowered voltage or charge of the energy store ( 4 ) during the Consumption phase of the drive motor separate it from the energy store ( 4 ) and make the generator function of the starter generator ( 1 ) in the vehicle electrical system ( 5 ) effective. 23. Antrieb nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Startergenerator (61) zeitweise durch die in Reihe geschalteten Batterien (63a und 63b) als Antriebsmotor angetrieben wird.23. Drive according to one of claims 14 to 22, characterized in that the starter generator ( 61 ) is temporarily driven by the series-connected batteries ( 63 a and 63 b) as a drive motor. 24. Antrieb nach einem der Ansprüche 9 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbraucher (I) mit hoher Ruhestrompriorität dem Hochspannungsbordnetz (65) zugeordnet sind.24. Drive according to one of claims 9 to 23, characterized in that the consumers (I) with high quiescent current priority are assigned to the high-voltage electrical system ( 65 ). 25. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Fahrbe­ triebs die gespeicherte Energie zumindest zeitweise einem Bordnetz zugeführt wird.25. Drive according to claim 1, characterized in that during driving drives the stored energy at least temporarily to an electrical system becomes. 26. Antrieb nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von zwei Bordnetzen mit unterschiedlicher Spannung die Speicherenergie dem Bordnetz (5) mit der höheren Spannung zugeführt wird.26. Drive according to claim 25, characterized in that when using two electrical systems with different voltages, the storage energy is supplied to the electrical system ( 5 ) with the higher voltage. 27. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von zwei Bordnetzen mit unterschiedlicher Spannung bereits während der Ladung und der Entladung des Energiespeichers (4) das Bordnetz mit der niedrigeren Spannung vom Energiespeicher (4) versorgt wird.27. Drive according to claim 1, characterized in that when using two vehicle electrical systems with different voltages, the vehicle electrical system is supplied with the lower voltage from the energy store ( 4 ) during charging and discharging of the energy store ( 4 ). 28. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Antriebsphase des Startergenerators (1) durch die Energie des Energiespeichers (4) das Bordnetz (5) vom Energiespeicher (4) abgeschaltet ist.28. Drive according to claim 1, characterized in that in the drive phase of the starter generator ( 1 ) by the energy of the energy store ( 4 ), the electrical system ( 5 ) is switched off from the energy store ( 4 ). 29. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (10) die Schaltelemente (SR, SG) derart steuert, dass bei Fahrzeug­ stillstand der Energiespeicher (4) von der Batterie (3) weitgehend aufgeladen wird.29. Drive according to one of claims 1 to 28, characterized in that the controller ( 10 ) controls the switching elements (S R , S G ) in such a way that when the vehicle is at a standstill the energy store ( 4 ) is largely charged by the battery ( 3 ) , 30. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass zum Energiespeicher (4) ein zweiter Energiespeicher (4a) parallel geschaltet ist und dass die Energie eines dieser Energiespeicher (4 oder 4a) nur zum Be­ schleunigen (Boosten) verwendet wird.30. Drive according to one of claims 1 to 29, characterized in that a second energy store ( 4 a) is connected in parallel to the energy store ( 4 ) and that the energy of one of these energy stores ( 4 or 4 a) is only used for accelerating (boosting) is used. 31. Antrieb nach Anspruch 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung derart ausgelegt ist, dass der Energiespeicher (4) eine Restladung für eine fol­ gende Beschleunigungsphase behält.31. Drive according to claim 1 to 30, characterized in that the control is designed such that the energy store ( 4 ) retains a residual charge for a fol lowing acceleration phase. 32. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Startergenerator (1) zwei Ausgangskanäle (5, 5') aufweist, von denen einer (5) zum Bordnetz und der andere (5') zum Energiespeicher (4) führt.32. Drive according to one of claims 1 to 31, characterized in that the starter generator ( 1 ) has two output channels ( 5 , 5 '), one of which ( 5 ) to the vehicle electrical system and the other ( 5 ') to the energy store ( 4 ) leads. 33. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass zum Notstart ein Fremdstützpunkt (16) mit der niedrigen Spannung vorgesehen ist.33. Drive according to one of claims 1 to 32, characterized in that an external base ( 16 ) with the low voltage is provided for the emergency start. 34. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass zum Notstart ein Fremdstützpunkt mit der höheren Spannung vorgesehen ist.34. Drive according to one of claims 1 to 32, characterized in that a third-party base with the higher voltage is provided for the emergency start. 35. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (4) ein Doppelschichtkondensator, vorzugsweise mit geringen Innenwiderstand, insbesondere ein Ultra Cap ist.35. Drive according to one of claims 1 to 34, characterized in that the energy store ( 4 ) is a double-layer capacitor, preferably with low internal resistance, in particular an ultra cap. 36. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher auf eine kleinere Spannung (z. B. 30 V) als die Spannung des ersten Bordnetzes dimensioniert ist.36. Drive according to one of claims 1 to 35, characterized in that the Energy storage to a lower voltage (e.g. 30 V) than the voltage of the first electrical system is dimensioned. 37. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (4) auf eine geringe Speicherkapazität ausgelegt ist.37. Drive according to one of claims 1 to 36, characterized in that the energy store ( 4 ) is designed for a small storage capacity. 38. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass während der Aufladung des Energiespeichers (4) während der Rekuperation Verbraucher abgeschaltet und/oder gedrosselt versorgt wird.38. Drive according to one of claims 1 to 37, characterized in that during the charging of the energy store ( 4 ) during the recuperation consumer is switched off and / or throttled. 39. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (10) als Ruhestrommanagement während einer längeren Stillstands­ zeit des Fahrzeuges abhängig vom Ladezustand der Batterien (2, 3) die Ruhe­ stromverbraucher in einer Prioritätsfolge abschaltet oder den Ruhestrom­ verbrauch durch eine größere Weckzyklenzeit reduziert.39. Drive according to one of claims 1 to 38, characterized in that the control ( 10 ) as a quiescent current management during a longer standstill time of the vehicle depending on the state of charge of the batteries ( 2 , 3 ) switches off the quiescent current consumers in a priority sequence or uses the quiescent current reduced by a longer wake-up cycle time. 40. Antrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass je­ des der Bordnetze (45, 45a) eine Batterie (42, 43) aufweist.40. Drive according to one of claims 6 to 39, characterized in that each of the on-board networks ( 45 , 45 a) has a battery ( 42 , 43 ). 41. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bordnetz (88) in das die Verbraucher (80, 81) einbezogen sind, ein Nieder­ spannungsbordnetz ist.41. Drive according to one of claims 1 to 5, characterized in that the electrical system ( 88 ) in which the consumers ( 80 , 81 ) are included is a low-voltage electrical system. 42. Antrieb nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass das Bordnetz (88) wenigstens teil- und/oder zeitweise vom Energiespeicher (84) über einen Span­ nungskonverter (86) versorgt wird.42. Drive according to claim 41, characterized in that the vehicle electrical system ( 88 ) is at least partially and / or temporarily supplied from the energy store ( 84 ) via a voltage converter ( 86 ). 43. Antrieb nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass das Bordnetz (88) auch während des Ladens des Energiespeichers (84) wenigstens teil- und/oder zeitweise vom Energiespeicher (84) versorgt wird.43. Drive according to claim 42, characterized in that the vehicle electrical system ( 88 ) is also supplied at least partially and / or temporarily by the energy store ( 84 ) even while the energy store ( 84 ) is being charged.
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