CN104284797A - 车辆和用于在发生事故时安全关断产生高电压的装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆(1)，特别是机动车、混合动力车辆或电动车辆，具有第一装置(3)，该第一装置具有至少一个元件(4)，该至少一个元件能够在通过人员触碰时具有对于该人员危险的电压，其中，第一装置(3)与具有低电压的导线(7)电气连接，该车辆还具有事故传感机构(5)，该事故传感机构在发生事故的情况下输出传感器信号。按照本发明的车辆(1)的特征在于，在传感器信号被输出时，第一装置(3)的元件(4)能够被自动地切断电压供给。本发明也涉及一种相应的方法。

Description

车辆和用于在发生事故时安全关断产生高电压的装置的方法
技术领域
本发明涉及一种车辆和用于在发生事故时安全关断产生高电压的装置的方法。
背景技术
在混合动力车辆和电动车辆中例如为了给用于驱动车辆的电机供电和为了给功率电子装置供电存在所谓的高伏特系统/高压系统(HV系统)。根据目前的现有技术，在为此使用的导线中以及在通到配电装置或充电插座的电缆等中经常存在大约300至600V的范围中的电压。
具有这样的高电压的构件或装置被应用在车辆中，以便可以将对于确定的必要的功率所需要的电流强度保持很小。由此可以实现比较小的导线横截面，这在构件或装置的必要的重量方面并由此还在车辆的总重量方面产生有利的影响。
特别是在车辆的特殊运行状态下——如该状态例如在事故中/事故后产生，需要的是，将HV系统安全地与电压源隔离。
此外已知的是，例如将安全气囊控制装置用于车辆碰撞或碰撞到车辆上的证实。如果确定了碰撞，那么可以通过安全气囊控制装置中的自由点火通道控制用于HV系统的关断装置。
紧接着关断或断开HV系统自身，或者可以将HV系统与供电装置隔离——例如通过HV电池与电线的电气隔离。
根据确定的事故严重性也可以按照多级触发方案关断HV系统。作为触发标准可以例如考虑或使用用于安全气囊(或者一般地用于乘员约束系统)的例如预定的触发阈值。
在车辆的同样要求了HV系统的关断的其他运行状态下——然而所述其他运行状态不能通过安全气囊控制装置足够可靠地确定——例如在车辆倾翻的情况下，在熄火但是HV系统激活时(例如在标准空气调节或蓄电池充电时)可以设置附加的传感机构以及必要时设置用于控制用于HV系统的关断装置的附加的控制装置。
由文献DE 10 2009 039 913 A1例如已知一种机动车，包括用于机动车的驱动的HV系统、用于提供传感器信号的传感机构和用于根据传感器信号关断HV系统的控制装置，其中，传感机构和控制装置仅仅用于关断机动车中的HV系统。由此可以例如实现用于触发安全气囊并且用于关断HV系统的不同的触发阈值。
因为在不利情况下HV系统不能关断，所以此外已知的是，向人员发出由于在电压之下的车辆构件或装置而可能出现的危险的警告。
因此，例如文献DE 10 2008 043 909 A1描述了一种车辆，特别是混合动力车辆，其具有连接到高伏特电网的电气装置，该电气装置具有不允许人员触碰的高电压。该车辆具有在发生事故的情况下做出响应的报警传感器，该报警传感器连接到用于以信号表示电压水平的警告装置。如果导致与车辆有关的事故，则报警传感器做出响应，由此，连接的警告装置以信号表示电压水平。作为报警传感器考虑了检测事故典型情况的全部传感器，所述事故典型情况在车辆的正常行驶运行中不会出现。
发明内容
本发明的任务在于，提供用于车辆装置的安全切断电流的技术方案，通过该技术方案避免了现有技术的缺点。通过按照权利要求1的车辆和按照权利要求11的方法解决该任务并且实现另外的优点。本发明的有利改进方案是从属权利要求的主题。
按照本发明的车辆，特别是机动车、混合动力车辆或电动车辆，
-具有第一装置，该第一装置具有至少一个元件，该至少一个元件能够在通过人员触碰时具有对于该人员危险的电压，其中，
-第一装置与具有低电压的导线电气连接，
-该车辆还具有事故传感机构，该事故传感机构在发生事故的情况下输出传感器信号。
按照本发明的车辆的特征在于，在传感器信号被输出时，第一装置的元件能够被自动地切断电压供给。
所有至今由现有技术已知的解决方案仅仅提供HV系统的关断，也就是以高伏特电压供电装置、通常是高伏特蓄电池供电的系统的关断。
然而在车辆中，特别是也在常规机动车中，也应用这样的构件和装置，它们自身以高电压工作或者产生这些高电压。对此的例子是230V插座或电离器。然而用于这样的构件和装置的电压供电装置经常具有对于人员不危险的低电压，例如12伏特的直流电压。
在发生故障的情况下，这样的构件和装置由此产生对于人员的危险，因为这样的构件和装置还可以具有至少一个元件，该至少一个元件在通过人员触碰时具有对于该人员危险的电压。按照由现有技术已知的解决方案，在发生故障的情况下没有切断该构件和装置的电流供给。通过本发明克服现有技术的这种缺点。
按照本发明的第一有利的改进方案，该车辆的特征在于，第一装置的元件的危险电压为大于60伏特的直流电压或大于25伏特的交流电压。
并且，按照本发明的第二有利的改进方案，该车辆的特征在于，导线的低电压为小于等于60伏特的直流电压或小于等于25伏特的交流电压。此外导线的低电压可以为小于等于24伏特的直流电压，特别为小于等于12伏特的直流电压。
对给出的电压值可以如此解读，即这些电压值也包括与给出值的偏差，如这些偏差通常在车辆运行时并且在车辆中所应用的装置和电压源(电池、蓄电池)运行时出现。
此外可以有利的是，事故传感机构具有加速度传感器、转速传感器和/或安全气囊传感器。此外有利的是，第一装置设计成，使得该第一装置在传感器信号被输出时能够自动地切断元件的电压供给。类似地适用于本发明的改进方案是，其设计成，该车辆还具有控制装置，该控制装置设计成，使得该控制装置在传感器信号被输出时能够自动地切断第一装置的元件的电压供给。
此外可以在车辆中设计成，在熄火的情况下，事故传感机构是可激活的，并且必要时控制装置也是可激活的，并且第一装置的元件能够被自动地切断电压供给。
也有利的是，该车辆还具有车辆总线系统，传感器信号能够通过该车辆总线系统传输并且能够用于自动地切断第一装置的元件的电压供给。
按照本发明的又一另外的改进方案，该车辆还具有至少一个第二装置，该至少一个第二装置具有至少一个元件，该至少一个元件能够在通过人员触碰时具有对于该人员危险的电压，该第二装置与高电压导线电气连接，该高电压导线具有大于60伏特的直流电压或大于25伏特的交流电压的电压。按照该改进方案该车辆的特征在于，在传感器信号被输出时，第二装置的元件能够被自动地切断电压供给。
本发明也涉及一种用于切断车辆，特别是机动车、混合动力车辆或电动车辆的第一装置的电压供给的方法，其中，第一装置具有至少一个元件，该至少一个元件能够在通过人员触碰时具有对于该人员危险的电压，其中，第一装置与具有低电压的导线电气连接，其中，该车辆具有事故传感机构，该事故传感机构在发生事故的情况下输出传感器信号，其中，该方法包括以下步骤：
-在发生事故的情况下通过在车辆中存在的事故传感机构输出传感器信号，并且
-自动地切断元件的电压供给。
附图说明
现在根据所附附图进一步阐明本发明。
其中：
图1示出了按照本发明的车辆的第一实施形式；
图2示出了按照本发明的车辆的第二实施形式；以及
图3示出了按照本发明的车辆的第三实施形式。
附图中的显示是纯示意性的并且不是按照实际比例的。在附图内相同或相似元件设有相同的附图标记。
具体实施方式
下述实施例是本发明的优选实施形式。本发明自然不限于这些实施形式。
在图1、2和3中纯示意性地示出了车辆1，该车辆具有作为电压源2的蓄电池或电池，其具有例如12伏特的输出电压。第一装置3经由导线7与蓄电池2电气连接。装置3能够由12伏特输入电压产生对于人员有危险的高电压。
在示出的例子中，第一装置3的元件4具有该危险的高电压。自然地也可以在装置3自身中存在危险的高电压。
按照ISO 6469，车辆中的具有超过60伏特直流电压或25伏特交流电压的电压的构件或装置视为危险的并且一般称为“高伏特系统”(HV系统)。相应地具有小于等于60伏特直流电压或小于等于25伏特交流电压的电压的构件或装置视为不危险的。
车辆1具有事故传感机构5。对于事故传感机构5可以使用全部能够检测事故典型情况的传感器，所述事故典型情况在车辆1的正常行驶运行中不发生。事故传感机构5因此可以具有例如加速度传感器、转速传感器和/或安全气囊传感器。
借助于加速度传感器可以检测例如前面碰撞、侧面碰撞或尾部碰撞，并且借助于转速传感器检测车辆倾翻。对于事故传感机构5在必要时可以使用的是用于触发安全气囊的传感机构。
因为在车辆中在用于触发安全气囊的标准与带电压装置的关断之间不是在所有情况下都存在强制的关系，可以有利的是，对于按照本发明的车辆1设有用于关断电气装置的自带的事故传感机构5。
在传感器信号被输出时切断第一装置3的元件4的电压供给。在此可以切断元件4的电压供给或第一装置3自身的电压供给。此外由本发明包括的是，为此也将导线7与电压源2电气隔离。
按照在图1中示出的实施例，通过产生高电压的装置3实现关断。
按照在图2和3中示出的实施例，车辆1还具有控制装置6。该控制装置具有的能力在于，在事故传感机构5的信号被输出时切断第一装置3的元件4的电压供给。在图2示出的实施例中，控制装置6例如中断在蓄电池2与装置3之间的电导线7。并且按照图3示出的实施例，控制装置6中断第一装置3到元件4的电气连接/第一装置3内的电气连接。中断可以例如借助于开关装置实现，该开关装置由控制装置6控制。
作为用于具有元件4的第一装置3的例子在此称为230V的交流电插座装置。由12伏特的直流电压源2供电的交流电插座装置具有逆变器，该逆变器将12伏特的输入直流电压转换为具有50赫兹和230伏特的输出交流电压。在所述例子中逆变器由此是第一装置3的一部分。除了逆变器之外，交流电插座装置还具有插座。这种插座是第一装置3的元件4的一个例子。
现在按照本发明例如可以如此设计逆变器，使得一旦该逆变器接收事故传感机构5的传感器信号，那么该逆变器自身就关断，并且由此也切断插座4的电压供给。这样的实施例相应于图1所述的实施例。
同样本发明也包括一种实施形式，在该实施形式中控制装置6接收事故传感机构5的传感器信号并且随后通过控制装置6切断元件4的电压供给。为此在所述例子中控制装置6可以例如通过相应地控制开关来中断电导线7。这样的实施例相应于图2所述的实施例。或者控制装置6可以例如借助于开关中断在逆变器与插座之前的电连接。这样的实施例相应于图3所述的实施例。
而且按照另一设计方案可能的是，例如通过控制装置6直接关断逆变器。
自然本发明也包括用于切断元件4的电压供给的上述可能中的全部可考虑的组合。
有利的是，在按照本发明的车辆1中设定，在熄火的情况下，事故传感机构5是可激活的，并且在必要时控制装置6也是可激活的，并且第一装置3的元件4能够被自动地切断电压供给。如果车辆1处于充电状态下或者实现了标准空气调节，那么例如存在这样的情况，其中在车辆1中熄火，或者在电动车辆中关断用于驱动电机的供电装置。而且在这样的情况下车辆1的装置3中的元件4也具有在通过人员触碰时危险的高电压，并且可以通过第三方导致事故发生。
事故传感机构5的信号可以通过各种适合的方式传输到第一装置3或控制装置6——例如以有线或无线的方式。按照一个优选实施形式，按照本发明的车辆1具有在附图中未示出的车辆总线系统，传感器信号能够通过该车辆总线系统传输并且能够用于自动地切断第一装置3的元件4的电压供给。
车辆总线系统具有的优点在于，原则上全部与之连接的装置可以读取和应用在车辆总线系统上传输的数据。由此在存在车辆总线系统的情况下事故传感机构5的信号显示仅需一次发送到车辆总线系统上并且提供给多个装置3或控制装置6供使用。
车辆经常不仅具有带有低电压的电压供电装置而且还具有带有高电压的电压供电装置，并分别具有与之连接的装置，所述装置在通过人员触碰时具有对于该人员危险的电压。因此在按照本发明的车辆1中，该车辆也具有第二装置，该第二装置具有至少一个元件，该元件在通过人员触碰时可以具有对于该人员危险的电压，并且该第二装置与高电压导线电气连接，该高电压导线具有大于60伏特的直流电压或大于25伏特的交流电压的电压，有利的是，在传感器信号被输出时，第二装置的元件也能够被自动地切断电压供给。
自然地所有可能的实施形式——所述所有可能的实施形式由本发明关于第一装置和在此存在的元件描述和要求——也关于第二装置和在此存在的元件是可用的并且由本发明包括。
总而言之，本发明涉及一种技术解决方案，用于安全关断车辆中，特别是机动车、混合动力车辆和电动车辆中的产生高电压的装置。
在车辆中目前应用了越来越多的以高电压工作的构件和装置。这些构件中的最常用的是HV构件，例如混合动力车辆或电动车辆中的功率电子装置或电动的空调压缩机。
这些以HV电池供电的构件在发生事故(碰撞事故)时自动地通过关闭HV电池(通过相应的开关装置隔离HV电池)关断。这导致这样的构件，所述构件在事故之后不再带电压并且由此对于救援人员和乘员不再有危险。
然而至今那些由低电压(例如12伏特直流电压)产生高电压(大于60伏特的直流电压或大于25伏特的交流电压)的构件在发生事故时不关断——即使人员与这种具有高电压的构件的触碰对于该人员是危险的。现有技术的该缺点通过本发明被克服。
车辆的大多控制装置连接到车辆总线系统。在通过碰撞传感机构或碰撞控制装置识别到事故(车辆碰撞)时将特定信号(数据)发送到车辆总线系统上，该车辆总线系统可以由多个控制装置使用，以引起期望的反应。
因此本发明的优选实施形式也可以给构件提供现有的特定信号(数据)或者将该特定信号(数据)在构件中分析处理，所述构件由低电压供电装置(例如12伏特的直流电压)产生高电压。在事故(车辆碰撞)之后或之中就可以关闭这些构件或切断这些构件的电压供给。这可以例如直接在产生高电压的装置(构件、控制装置)中或者在另一控制装置中实现，该另一控制装置为此能够关断相关的产生高电压的装置。
通过本发明提高了在车辆发生事故之后乘员和救援人员的安全性。

Claims (11)

1.一种车辆(1)，特别是机动车、混合动力车辆或电动车辆，
-具有第一装置(3)，该第一装置具有至少一个元件(4)，该至少一个元件能够在通过人员触碰时具有对于该人员危险的电压，其中，
-第一装置(3)与具有低电压的导线(7)电气连接，以及
-该车辆还具有事故传感机构(5)，该事故传感机构在发生事故的情况下输出传感器信号，
其特征在于，
-在传感器信号被输出时，第一装置(3)的元件(4)能够被自动地切断电压供给。
2.根据权利要求1所述的车辆(1)，
其特征在于，
所述第一装置(3)的元件(4)的危险电压为大于60伏特的直流电压或大于25伏特的交流电压。
3.根据权利要求1或2所述的车辆(1)，
其特征在于，
所述导线(7)的低电压为小于等于60伏特的直流电压或小于等于25伏特的交流电压。
4.根据上述权利要求中任一项所述的车辆(1)，
其特征在于，
所述导线(7)的低电压为小于等于24伏特的直流电压，特别为小于等于12伏特的直流电压。
5.根据上述权利要求中任一项所述的车辆(1)，
其特征在于，
所述事故传感机构(5)具有加速度传感器、转速传感器和/或安全气囊传感器。
6.根据上述权利要求中任一项所述的车辆(1)，
其特征在于，
所述第一装置(3)设计成，使得该第一装置在传感器信号被输出时能够自动地切断元件(4)的电压供给。
7.根据上述权利要求中任一项所述的车辆(1)，
其特征在于，
该车辆还具有控制装置(6)，该控制装置设计成，使得该控制装置在传感器信号被输出时能够自动地切断第一装置(3)的元件(4)的电压供给。
8.根据上述权利要求中任一项所述的车辆(1)，
其特征在于，
在熄火的情况下，所述事故传感机构(5)是能激活的，并且必要时所述控制装置(6)也是能激活的，并且第一装置(3)的元件(4)能够被自动地切断电压供给。
9.根据上述权利要求中任一项所述的车辆(1)，
其特征在于，
该车辆还具有车辆总线系统，传感器信号能够通过该车辆总线系统传输并且能够用于自动地切断第一装置(3)的元件(4)的电压供给。
10.根据上述权利要求中任一项所述的车辆(1)，该车辆还具有至少一个第二装置，该至少一个第二装置具有至少一个元件，该至少一个元件能够在通过人员触碰时具有对于该人员危险的电压，该第二装置与高电压导线电气连接，该高电压导线具有大于60伏特的直流电压或大于25伏特的交流电压的电压，
其特征在于，
在传感器信号被输出时，第二装置的元件能够被自动地切断电压供给。
11.一种用于切断车辆(1)，特别是机动车、混合动力车辆或电动车辆的第一装置(3)的电压供给的方法，其中，第一装置(3)具有至少一个元件(4)，该至少一个元件能够在通过人员触碰时具有对于该人员危险的电压，其中，第一装置(3)与具有低电压的导线(7)电气连接，其中，该车辆(1)具有事故传感机构(5)，该事故传感机构在发生事故的情况下输出传感器信号，所述方法包括以下步骤：
-在发生事故的情况下通过在车辆(1)中存在的事故传感机构(5)输出传感器信号，并且
-自动地切断元件(4)的电压供给。
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