CN108352273B - 用于切换电路的设备及其运行方法和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于切换电路的设备、尤其是用于500瓦至10兆瓦的电功率的设备，所述设备包括：优选两个、尤其是四个烟火式断开装置，所述烟火式断开装置串联在连接点与用电器之间，以便中断电路。设备优选还包括至少一个闭合装置、尤其是三个闭合装置，闭合装置的数量进一步优选小于烟火式断开装置的数量，并且每个闭合装置与各一个唯一的烟火式断开装置并联地设置，以便跨接所述一个烟火式断开装置并且因此闭合中断的电路。本发明还涉及一种用于运行所述设备的方法、一种具有所述设备的车辆和一种计算机可读的存储介质。

Description

用于切换电路的设备及其运行方法和车辆

技术领域

本发明涉及一种用于切换电路的设备、尤其是用于500瓦至10兆瓦的电功率的设备。本发明还涉及一种用于运行所述设备的方法、一种具有所述设备的车辆和一种计算机可读的存储介质。本发明尤其是用于从电蓄能器向至少部分地电运行的车辆的电驱动装置的中间电路馈电。

背景技术

这样的设备用于在紧急情况下定义地且快速地断开强电流电路。在此，对这样的切换设备的要求在于，即使在不进行维护的情况下直至20年还必须可靠地确保该切换设备的触发和中断功能。此外，不允许由这样的切换电路引起热气体的、颗粒的附加的潜在危险或通过静止在关断的电路中表示的电压。

在机动车技术中的可能的应用领域是在事故发生不久之后从汽车蓄电池定义地断开车载电缆，以便避免当例如电缆绝缘体在事故期间擦伤或松动的电缆端彼此压靠或压靠在金属板上和擦伤时出现的等离子的点火源和火花。如果在事故发生的同时汽油流出，则这样的点火源可能点燃例如汇集在发动机罩下的可燃的汽油空气混合物。另一个应用领域是对于在组件中、例如在电气的停车采暖装置中出现短路的情况从车载电网电断开涉及的组件。

从现有技术中已知用于切换高电流的烟火式保险装置或者说断开装置。

DE 44 381 57 C1涉及一种具有推进剂的烟火式断开装置，该推进剂的气体作用在能在壳体中自由地纵向运动的作用部件上。作用部件存储在推进气体中所产生的能量，并且然后自由活动地作用在要切断的材料上。当穿破材料时，作用部件重新释放所存储的能量。

WO 03/067621 A1涉及一种电气的切换元件、尤其是用于切换高电流的切换元件，该切换元件具有包括接触单元的壳体和设置在壳体内的、可激活的材料，其中，所述接触单元具有位置固定地与壳体连接的或与其一体构成的用于馈入和馈出要切换的电流的两个连接触点，并且前两个连接触点在切换元件的原始状态下在壳体内导电地连接，所述材料在激活之后产生对接触单元加载的气压，通过加载气压断开导电的连接，所述接触单元包括相对于位置固定的连接触点在加载所产生的气压的情况下能运动的接触元件，该接触元件通过加载所产生的气压而沿着接触单元的轴线的方向从原始位置运动到终端位置，在终端位置中经由接触单元中断电连接。

WO 99/54904涉及一种用于断开电路的设备、尤其是用于高电流强度的设备，该设备具有壳体和与该壳体一起设置的或设置在该壳体上的可激活的用于产生触发压力的器件，在该壳体中设有至少一个电导体元件，该电导体元件具有断开区域并且能这样地接入要断开的电路中，使得要断开的电路延伸经过导体元件，所述触发压力直接作用在断开区域上和/或经由在起始位置对断开区域加载的推进面作用在断开区域上，其中，断开区域和/或推进面这样地构成，使得在激活器件之后完全地断开或打破断开区域或减小断开区域的横截面。

DE 44 30 284 B4涉及一种用于机动车的具有能由至少一个事故传感器加载的切断装置的安全装置，通过该切断装置可以将电源与机动车的车载电网断开，并且该切断装置具有能加载推进能量的断开器件，通过该断开器件能以导致电流中断的方式断开属于车载电网的导电体，其中，能加载推进能量的并且作为导电体起作用的预设断裂体设置作为断开器件。

如果现有技术的烟火式断开装置触发一次，则由该断开装置触发的电路中断通常是不可逆的。在用于机动车中时，机动车的车主接下来通常必须寻找替换已触发的烟火式断开装置的专业车间。如果电路中断涉及在电蓄能器与具有电驱动装置的中间电路之间的馈电，则车辆通常不再能借助电驱动装置运动。

发明内容

本发明的一个任务在于，提供一种改进的用于切换电路的设备。尤其是，本发明的另一个任务在于，使具有电驱动装置的车辆在烟火式断开装置已触发的情况下至少在过渡时段内是能驱动的。

该任务通过一种如下的用于切换电路的设备解决，通过一种如下的具有这样的设备的车辆解决和通过一种如下的用于运行这样的设备的方法解决。在此，将权利要求的原文作为说明书的明确的组成部分。

本发明的第一方面涉及一种用于切换电路的设备、尤其是用于500瓦至10兆瓦的电功率的设备，该设备包括优选两个、尤其是四个烟火式断开装置，这些烟火式断开装置串联在连接点与用电器之间，以便中断电路。此外，所述设备优选包括至少一个闭合装置、尤其是三个闭合装置，其中，闭合装置的数量进一步优选地小于烟火式断开装置的数量，并且每个闭合装置与各一个唯一的烟火式断开装置并联地设置，以便跨接这一个烟火式断开装置并且因此闭合中断的电路。

本发明的第二方面涉及一种具有按照本发明的用于切换电路的设备的车辆、尤其是电动车或混合动力车，其中，该设备设置在电蓄能器和用电器之间、尤其是在电蓄能器和中间电路之间。

本发明的第三方面涉及一种用于运行按照本发明的用于切换电路的设备的方法，其中，在通过触发与一个闭合装置并联地设置的所述至少两个烟火式断开装置之一而中断电路之后，在定义的事件情况下、尤其是在紧急情形下，优选地接着以下工作步骤：

——检查定义的事件是否结束；和

——闭合与所触发的烟火式断开装置并联设置的所述一个闭合装置，以便跨接所触发的烟火式断开装置并且因此闭合中断的电路；和/或

——输出关于设备状态的通知、尤其是向车辆驾驶员输出提示。

本发明的第一方面的在以下描述的特征和优点及其有利的实施方式也适用于本发明的第二和第三方面及其有利的实施方式，反之亦然。

本发明尤其是基于除了烟火式断开装置之外还设置闭合装置的方案，以便闭合并行于烟火式断开装置延伸的并联电路并且因此跨接所触发的烟火式断开装置。由此，用电器、尤其是在车辆中的电驱动装置可以至少在过渡时间内继续运行。这例如可以用于将车辆带到停车带上，以便行驶直至最近的专业车间亦或以便在触发一个烟火式断开装置之后推迟否则必要的服务直到触发完多个烟火式断开装置。为了在该时间上有限的运行中确保用电器的或用电器构建在其中的车辆的运行安全性，该设备优选总是具有比存在的闭合装置多一个的烟火式断开装置。由此，有关的电路仍然由一个烟火式断开装置确保安全。

按照本发明的解决方案一方面提高了电动车的交通安全性，因为该车辆在紧急情形之后仍然可以运动、例如在事故之后仍然可以从在交通中的暴露位置运动出来。此外，例如当烟火式断开装置的触发是错误触发时，则可以利用按照本发明的设备降低车间费用。

在一种有利的实施方式中，所述至少一个闭合装置是烟火式闭合器。烟火式闭合器具有非常短的反应时间，并且因此确保快速闭合由于错误触发而被操纵的烟火式断开装置中断的电路并且因此确保流畅地继续运行用电器。

在按照本发明的设备的另一种有利的实施方式中，所述至少两个烟火式断开装置在正常状态下是闭合的，而所述至少一个闭合装置在正常状态下是打开的。在本发明意义中的正常状态是设备在正常运行中运行所处的那个状态。

在按照本发明的设备的另一种有利的实施方式中，该设备包括至少两个闭合装置和至少三个烟火式断开装置，在每两个串联的烟火式断开装置之间的触点由第一并联电路和第二并联电路共同使用，所述第一并联电路包括第一烟火式断路开关和第一闭合装置，所述第二并联电路包括第二烟火式断路开关和第二闭合装置。由此，通过多重使用各个电路可以实现按照本发明的设备的各个元件的特别节省空间的布置结构。

在按照本发明的车辆的一种有利的实施方式中，连接点与电蓄能器的负极连接。

在按照本发明的方法的一种有利的实施方式中，在通过触发与另一个闭合装置并联地设置的另一烟火式断开装置中断电路之后，优选地接着以下工作步骤：

——检查定义的事件是否结束；和

——闭合与所触发的所述另一烟火式断开装置另外并联地设置的所述另一个闭合装置，以便跨接所触发的所述另一烟火式断开装置并且因此闭合中断的电路，和/或

——输出关于设备状态的通知、尤其是向车辆驾驶员输出提示。

附图说明

本发明的进一步的特征、优点和应用可能性从如下描述以及附图中得出。在图中：

图1示出现有技术的电路；

图2示出按照本发明的第一方面的用于切换电路的设备的实施方式的部分示意性的示图。

具体实施方式

图1示出现有技术的一个例子，在该例子中一个烟火式断开装置或者说烟火式断路开关(设置在)在与连接点4连接的电蓄能器的负极(EES-)与至中间电路的负极ZK-的连接点5之间的电路的负极支路中，在该中间电路中设有用电器。示出的电路2相当于可以例如用于给电驱动装置供给能量的电路。

在图2中示出按照本发明的用于切换电路2的设备的一种实施方式，将该设备代替断开装置3设置在图1的示例性的电路中。示出的实施方式包括在连接点4与至用电器的触点5之间串联的四个烟火式断开装置3a、3b、3c、3d。烟火式断开装置3a、3b、3c、3d中的每一个可以通过用星号表示的烟火反应来断开电路2，其方式为，某一作为作用部件或者说断开器件、尤其是楔形物(作为三角形示出)由电路2驱动。在不替换相应的已被触发的烟火式断开装置3a、3b、3c、3d的情况下，电路2在这点上不再能闭合。该替换通常只能由专业人员、在机动车的情况下由专业车间进行。

按照本发明，给三个烟火式断开装置3a、3b、3c之一分别并联地配设一个闭合装置6a、6b、6c。烟火式断开装置3a、3b、3c、3d在正常状态中(亦即在电路2的正常运行中)构成闭合的电开关，而闭合装置6a、6b、6c构成打开的电开关。

如果现在例如触发烟火式断开装置3a，用以出于安全性方面断开电蓄能器(EES)的电路2，则接下来可以通过激活或者说闭合闭合装置6a重新实现该电路2。然后，电路2延伸经过与烟火式断开装置3a相配的具有闭合装置6a的并联电路。如示出的那样，闭合装置6a可以设计为烟火式闭合器，替代地，该闭合装置然而可以实施为开关继电器。如果接下来出现安全性关键的第二状态，则可以例如由烟火式断开装置3b中断电路2。又可以以闭合装置6b跨接该中断。与此相应地，可以以闭合装置6c跨接由烟火式断开装置3c导致的电路2的另一中断。

烟火式断开装置3d用作最后的安全装置，该安全装置中断电路2并且不再能被跨接。最迟当已触发按照本发明的设备1的烟火式断开装置3c或任一其他的倒数第二个完好的烟火式断开装置时，应该要求在其中装入有按照本发明的设备的车辆的驾驶员寻找专业车间，以便可更新安全装置或可检查为什么出现电路2的安全性相关的中断。

附图标记列表

设备 1

切换电路 2

烟火式断开装置 3；3a、3b、3c、3d

连接点 4

触点 5

闭合装置 6a、6b、6c

Claims (20)

1.用于切换电路(2)的设备(1)，所述设备包括：

至少两个烟火式断开装置(3a、3b、3c、3d)，所述烟火式断开装置串联在连接点(4)与触点(5)之间，以便中断电路(2)，

至少一个闭合装置(6a、6b、6c)，

闭合装置(6a、6b、6c)的数量小于烟火式断开装置(3a、3b、3c、3d)的数量，并且每个闭合装置(6a、6b、6c)与各一个唯一的烟火式断开装置(3a、3b、3c)并联地设置，以便跨接这一个烟火式断开装置(3a、3b、3c)并且因此闭合中断的电路(2)。

2.按照权利要求1所述的设备(1)，其中，所述至少一个闭合装置(6a、6b、6c)是烟火式闭合器。

3.按照权利要求1所述的设备(1)，其中，所述至少两个烟火式断开装置(3a、3b、3c、3d)在正常状态下是闭合的，而所述至少一个闭合装置(6a、6b、6c)在正常状态下是打开的。

4.按照权利要求2所述的设备(1)，其中，所述至少两个烟火式断开装置(3a、3b、3c、3d)在正常状态下是闭合的，而所述至少一个闭合装置(6a、6b、6c)在正常状态下是打开的。

5.按照权利要求1至4之一所述的设备(1)，其包括至少两个闭合装置(6a、6b、6c)和至少三个烟火式断开装置(3a、3b、3c、3d)，其中，在每两个串联的烟火式断开装置(3a、3b、3c)之间的至少一个触点由第一并联电路和第二并联电路共同使用，所述第一并联电路包括第一烟火式断开装置(3a、3b、3c)和第一闭合装置(6a、6b、6c)，所述第二并联电路包括第二烟火式断开装置(3a、3b、3c)和第二闭合装置(6a、6b、6c)。

6.按照权利要求1至4之一所述的设备(1)，其特征在于，所述设备是用于500瓦至10兆瓦的电功率的设备。

7.按照权利要求1至4之一所述的设备(1)，其特征在于，所述设备包括四个烟火式断开装置(3a、3b、3c、3d)。

8.按照权利要求1至4之一所述的设备(1)，其特征在于，所述连接点(4)是电源的连接点。

9.按照权利要求1至4之一所述的设备(1)，其特征在于，所述触点(5)是用电器的中间电路(ZK)的触点。

10.按照权利要求1至4之一所述的设备(1)，其特征在于，所述设备包括三个闭合装置。

11.按照权利要求8所述的设备(1)，其特征在于，所述电源是电蓄能器(EES)。

12.车辆，其具有按照权利要求1至11之一所述的设备(1)，所述设备设置在电蓄能器和用电器之间。

13.按照权利要求12所述的车辆，其中，连接点(4)与电蓄能器(EES)的负极连接。

14.按照权利要求12或13所述的车辆，其中，所述车辆是电动车或混合动力车。

15.按照权利要求12或13所述的车辆，其中，所述设备设置在电蓄能器(EES)和中间电路之间。

16.用于运行按照权利要求1至11之一所述的设备(1)的方法，

在通过触发与一个闭合装置(6a、6b、6c)并联地设置的所述至少两个烟火式断开装置(3a、3b、3c)之一而中断电路(2)之后，在定义的事件情况下，接着以下工作步骤：

——检查定义的事件是否结束；和

——闭合与触发的烟火式断开装置(3a、3b、3c)并联地设置的所述一个闭合装置(6a、6b、6c)，以便跨接所触发的烟火式断开装置(3a、3b、3c)并且因此闭合中断的电路，和/或

——输出关于设备(1)状态的通知。

17.按照权利要求16所述的方法，其中，在通过触发与另一个闭合装置(6a、6b、6c)并联地设置的另一烟火式断开装置(3a、3b、3c)而中断电路(2)之后，还接着以下工作步骤：

——检查定义的事件是否结束；和

——闭合与所触发的所述另一烟火式断开装置(3a、3b、3c)另外并联地设置的所述另一个闭合装置(6a、6b、6c)，以便跨接所触发的所述另一烟火式断开装置(3a、3b、3c)并且因此闭合中断的电路(2)，和/或

——输出关于设备(1)状态的通知。

18.按照权利要求16或17所述的方法，其中，所述定义的事件是紧急情形。

19.按照权利要求16或17所述的方法，其中，所述输出关于设备(1)状态的通知是向车辆驾驶员输出提示。

20.计算机可读的存储介质，在所述存储介质上存储有具有指令的计算机程序，所述指令在由计算机执行时促使计算机执行按照权利要求16至19之一所述的方法。