CN113383474A - 触发至少一个爆炸熔断器的驱动装置和具有这种爆炸熔断器的储能装置 - Google Patents

触发至少一个爆炸熔断器的驱动装置和具有这种爆炸熔断器的储能装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113383474A
CN113383474A CN202080008147.9A CN202080008147A CN113383474A CN 113383474 A CN113383474 A CN 113383474A CN 202080008147 A CN202080008147 A CN 202080008147A CN 113383474 A CN113383474 A CN 113383474A
Authority
CN
China
Prior art keywords
drive
energy storage
current
fuse
trigger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080008147.9A
Other languages
English (en)
Inventor
迈克尔·舒勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Liebherr Biberach Parts Co ltd
Original Assignee
Liebherr Biberach Parts Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liebherr Biberach Parts Co ltd filed Critical Liebherr Biberach Parts Co ltd
Publication of CN113383474A publication Critical patent/CN113383474A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02Details
    • H02H3/04Details with warning or supervision in addition to disconnection, e.g. for indicating that protective apparatus has functioned
    • H02H3/046Signalling the blowing of a fuse
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02Details
    • H02H3/04Details with warning or supervision in addition to disconnection, e.g. for indicating that protective apparatus has functioned
    • H02H3/044Checking correct functioning of protective arrangements, e.g. by simulating a fault
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/087Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for dc applications
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H2039/008Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current using the switch for a battery cutoff
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/16Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Portable Nailing Machines And Staplers (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于触发至少一个爆炸熔断器的驱动装置,其包括用于连接到电源电压的电源电压端子、用于连接至少一个爆炸熔断器并将触发电流施加到爆炸熔断器的至少一个触发输出端、用于接收指示需要触发的状态的触发信号的信号输入端以及至少一个驱动电路,驱动电路能够连接到电源端子并用于根据接收的触发信号在触发输出端处提供触发电流,其中,驱动电路包括用于根据接收的触发信号将电源电压接通到触发输出端的场效应晶体管级。

Description

触发至少一个爆炸熔断器的驱动装置和具有这种爆炸熔断器 的储能装置
技术领域
本发明大体涉及爆炸熔断器(Pyrosicherungen)及其触发
Figure BDA0003149083750000011
在此,本发明一方面涉及一种用于触发至少一个爆炸熔断器的驱动装置,该驱动装置包括用于连接电源电压的电源电压端子、用于连接至少一个爆炸熔断器并将触发电流施加到爆炸熔断器的触发输出端、用于接收指示需要触发的状态的触发信号的信号输入端以及能够连接到触发输出端并用于根据接收的触发信号在触发输出端处提供触发电流的驱动电路。另一方面,本发明还涉及一种具有至少一个爆炸熔断器和用于触发爆炸熔断器的驱动装置的储能装置。
背景技术
对于在具有更大功率范围的更大工作设备的电气化中使用的并能存储大量能量或快速输出和输入的储能装置,必须能够在出现错误或功率密度过高的情况下快速地进行干预,并快速断开连接线或储能部件。例如,这种储能装置可用于以下机械的电气化:诸如混凝土搅拌运输车等建筑机械、诸如露天采矿机等运土和采矿机械或诸如集装箱桥式起重机等起重机,或诸如电梯或其他乘客输送设备等提升装置,其中,周期性地输入并再次输出更高的能量,其中,这种具有特别是DC-DC转换器的双向电流转换器的储能装置可以控制向储能块的输入和从储能块的输出,该储能块例如可以包括一个或多个特别是双层电容器的电容器,以便能够快速输入或提取较高能量。例如在文献US 9,735,724 B2中已知了这种储能装置。
类似地,在具有例如可安装在开关柜中的电力电子器件的电网供电的驱动系统中,必须快速断开线路并快速分离驱动或电力电子组件,以避免在出现错误或产生过电压时造成的损坏。
为了实现在这种储能装置、驱动装置和电力电子模块中的危险部件或线路的快速分离,难以使用普通的熔断器,因为如果普通熔断器足够灵敏以进行快速分离,它们就无法或难以持久承受正常操作中的高电流,或不能精确且快速的断开。因此,使用爆炸熔断器是有意义的。这种爆炸熔断器本身是已知的,并通常使用烟火材料混合物,当它被引燃时机械且永久地中断对应线路。例如,这种爆炸熔断器可以包括机械中断元件,在引燃时,该中断元件在线路方向上加速并因此被强行中断。例如,在非断开状态下关闭引燃室的活塞可以通过引燃加速并驱动切断线路的中断元件。
例如,文献DE 10 2013 016 093 A1描述了这种爆炸熔断器,其中,在机动车辆中使用爆炸熔断器将发电机和起动马达断开,以防止发电机过电压或起动马达不期望的持续通电。文献EP 22 93 345 A2还描述了一种类似的爆炸熔断器,当出现过电压时,光伏系统的逆变器将利用该爆炸熔断器与光伏模块断开。
然而,这种爆炸熔断器不是很容易触发。为了引燃烟火推进剂,在足够长的时间内需要一定的引燃电流,以便能够可靠地触发。如果同时要实现无更大时间延迟的快速触发,则这不是很容易实现的。如果不仅应触发一个爆炸熔断器,而且应同时触发多个爆炸熔断器,以便确实完全地保护储能装置的组件或要保护的装置,则问题会更加严重。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种所述类型的改进的驱动装置和一种改进的储能装置,它们避免了现有技术的缺点并且以有利的方式进一步改进了现有技术。特别是应实现一个或多个爆炸熔断器的精确、快速且可靠的触发,在发生特定事件时能够简单地控制该爆炸熔断器。
根据本发明,所述目的通过根据权利要求1所述的驱动装置和根据权利要求18所述的储能装置来实现。本发明的优选实施例是从属权利要求的主题。
因此,提出了通过电源电压来引燃至少一个爆炸熔断器,该电源电压可以通过场效应晶体管接通到爆炸熔断器。在设备正常运行中,不应触发爆炸熔断器,场效应晶体管使电源电压远离爆炸熔断器。然而,如果发生需要触发熔断器的事件,场效应晶体管将施加的电源电压接通到爆炸熔断器。
根据本发明,可连接到电源电压端子的用于提供触发电流的驱动电路包括场效应晶体管级,该场效应晶体管级用于将电源电压接通到可连接有爆炸熔断器的触发输出端。这种场效应晶体管级可以在很大程度上无功率或无损耗地接通,从而可以在不对触发信号提出特殊要求的情况下快速触发。
特别地,所述场效应晶体管级可以是MOSFET级,例如具有p沟道MOSFET,以便在接收到触发信号时接通电源电压。这种MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor)是金属氧化物半导体-场效应晶体管,并属于一般可用的金属绝缘体半导体-场效应晶体管,有时也被称为MISFET。尽管如今通常使用掺杂多晶硅作为栅极材料,即使由于缺少金属栅极材料而MOSFET的名称不再准确,但仍保留了名称MOSFET。
为了在接通场效应晶体管级以触发爆炸熔断器时能够提供足够高的栅极电流,在本发明的一有利改进示例中,驱动电路可以包括至少一个支持接通的电源电压的备用电容器。在此有利地,可以使用多个串联连接或并联连接的备用电容器,它们共同支持接通的电源电压并确保足够高的栅极电流。
有利地,至少一个或每个备用电容器可以具有至少1.0mF或甚至大于1.5mF的电容。
为了在通过电容器或至少一个电容器开启时不使电源电压过载,驱动电路的至少一个备用电容器可以通过电阻器从电源电压再充电。
根据其来接通场效应晶体管的触发信号原则上可以是不同类型的,以便能够根据各种事件或情况触发爆炸熔断器,其中,有利地设置有至少一个传感器,以便通过传感器检测需要触发的情况或相应事件。
在此,电流和/或电压传感器特别可以设置在储能装置中,以便检测触发熔断器所需的过电压和/或过高的电流。然而,原则上,也可以考虑诸如用于检测过高温度的温度传感器或运动和/或加速度传感器等其他传感器,以检测需要断开储能装置或单个部件的异常运动和/或加速度。
所述传感器信号原则上可以作为触发信号直接提供给场效应晶体管。然而,在本发明的改进示例中,可以处理和/或变换用于指示需要触发熔断器的情况或相应事件的至少一个传感器信号,使得产生从传感器信号修改的触发信号,并将其用于触发场效应晶体管。
特别地,驱动装置包括至少一个双稳态触发器(Kippstufe),特别是触发器元件,以便将可能只是暂时的且非常短暂的传感器信号转变为持久的触发信号,这确保了场效应晶体管级以足够长的时间将电源电压接通到爆炸熔断器,以便在足够长的时间内为爆炸熔断器提供触发电流。
例如,RS触发器可用作双稳态触发器。
在此,被触发器或双稳态切换级(Schaltstufe)转换为持久触发信号的传感器系统信号不必是传感器信号本身,而可以例如是从传感器信号推导出的信号。例如,如果监测某个信号电平并在达到或超过预定电平时触发熔断器,则当达到或超过所述电平时可以将传感器信号提供给比较器或比较装置,该比较器或比较装置仅输出可能非常短的信号或信号脉冲。然后,可以将比较器信号发送到双稳态切换级的输入端,将较短的比较器脉冲转换为持久的永久信号。
在本发明的改进示例中,驱动装置可以包括多个驱动电路或包括具有多个驱动信道的驱动电路,以便特别是同时触发多个爆炸熔断器。特别地,所述多个驱动电路或至少一个多信道驱动电路可以在输入侧施加有相同的触发信号,特别是上述双稳态切换级的输出信号。因此,在发生确定事件时,能够可靠且近似同时地触发多个爆炸熔断器。
在此,多个驱动电路可以均以上述方式构造,特别是均包括电源电压输入端或电源电压端子,以便在输入侧接收电源电压,其中,随后分别存在所述类型的场效应晶体管级,以便通过各自的驱动电路将电源电压接通到触发输出端。同样地,一个或多个备用电容器可以分别以所述方式成为各自驱动电路的一部分。
作为多个分离的或单独的驱动电路的替代,也可以设置一个多信道驱动电路,其可以包括用于触发多个爆炸熔断器的多个驱动信道,其中,每个驱动信道可以分配有一个场效应晶体管级,或也可以为所有信道设置一个场效应晶体管级。与此无关,可以将一个公共的或多个分开的备用电容器分配给多个驱动信道。
通过设置多个输出级或多个驱动信道以及它们与公共触发信号输入端的连接,控制装置能够以简单的方式模块化地缩放,以便能够根据需要触发一个、两个、三个或更多的爆炸熔断器。
驱动装置的所述模块可以有利地设置在公共电路板或公共载体上。特别地,包括比较器级和/或上述双稳态触发器的评估电路以及包括场效应晶体管的至少一个驱动电路可以布置在公共电路板上。然而,替代地或补充地,也可以在单独的电路板上形成至少一个或另一驱动电路,因此可以根据需要和所需的爆炸熔断器的数量在单独的电路板或载体上添加额外的触发器。
为了能够快速地给出对设备控制的反馈,一旦触发或已触发爆炸熔断器,则在本发明的一有利改进示例中,触发装置可以包括至少一个控制端子,该控制端子能够连接到上级控制装置并能够在控制装置和触发装置之间传输信号。特别地,触发装置可以被设计为使得一旦场效应晶体管已接通到电源电压或提供了用于接通场效应晶体管的触发信号,就在所述控制端子处提供触发信号。特别地,一旦双稳态触发器提供持续的触发信号,驱动电路或上游评估电路就可以在控制端子处提供反馈或触发信号。
例如,可以将双稳态触发器的触发信号作为反馈信号提供给控制器。
作为对触发至少一个爆炸熔断器的这种监测和/或反馈的替代或补充,在本发明的改进示例中,可以设置测试级以测试至少一个爆炸熔断器的触发状态和/或功能状态。通过这种测试级可以检查爆炸熔断器是否仍处于未触发的正常操作状态或已触发。
例如,当控制器和/或系统电源启动时,可以检查至少一个爆炸熔断器的状态。
例如,所述测试级可以向至少一个爆炸熔断器施加测试电流,其中,评估电路能够检查在施加测试电流的相应驱动信道上是否出现电压降,该电压降是由于熔断器中的爆炸元件的内阻而产生的。如果没有出现电压降,则评估电路可以假定爆炸熔断器先前已触发或不起作用。
特别地,通过来自控制装置的信号,可以将测试电流依次施加到爆炸熔断器的各个信道。
所述测试电流可例如由电流源产生或提供。
由于熔断器中的相关的爆炸元件的内阻,所述测试电流导致各个驱动信道处的电压下降。如果没有电压降,则可以得出相应爆炸熔断器先前已触发的结论。
评估电路例如可以通过单独的RS触发器来检测所述电压或电压降,并例如可以根据RS触发器的状态来决定评估。例如,如果所有的RS触发器都具有高电平,则可以得出爆炸熔断器运行正常的结论。如果其中一个或所有RS触发器具有低电平,则可以得出其中一个或所有爆炸熔断器不再正常运行的结论。
如果电压从所有信道返回,则可以得出系统正常运行的结论。然而,如果没有电压返回,则可以得出至少一个或多个爆炸熔断器已触发的结论。
测试运行的结果可以通过信号反馈给控制器。
根据使用爆炸熔断器的设备的设计,可以将爆炸熔断器设置在不同的位置,以便隔离需要保护的设备部件。如果具有电流转换器的储能装置用于调整或调节要输入和/或输出的电流,则在本发明的一有利改进示例中,在储能装置的电流转换器和储能块之间可以设置有至少一个爆炸熔断器。如果所述储能块包括连接到双向DC-DC转换器的至少一个电容器,特别是双层电容器,则在本发明的一有利改进示例中,可以在DC-DC转换器和电容器存储器之间的每个连接线路中设置爆炸熔断器,并由所述驱动装置触发。在这种情况下,用于接通场效应晶体管的传感器信号可以有利地来自电流和/或电压传感器(并有利地以所述方式通过双稳态触发器进行转换),该电流和/或电压传感器检测DC-DC转换器和电容器存储器之间的电流和/或电压。
所述传感器例如可以由驱动装置提供用于操作传感器的操作电压。
附图说明
下面将根据优选的示例性实施例和相关附图更详细地说明本发明。
图1示出了根据本发明的一有利实施例的在储能装置的电容器存储器和DC-DC转换器之间具有两个爆炸熔断器的储能装置以及用于触发爆炸熔断器的驱动装置的示意图。
图2示出了图1中用于触发爆炸熔断器的触发装置的示意图,其示出了两个均包括用于触发爆炸熔断器的场效应晶体管的触发器电路、用于评估电流传感器信号的评估电路以及与上级控制器的连接。
图3示出了与用于为爆炸熔断器提供触发电流的驱动电路以及包括用于为驱动电路提供触发信号的双稳态切换级的评估电路类似表示的框图。
具体实施方式
如图1所示,爆炸熔断器和用于触发它们的驱动装置可以集成到储能装置1中,特别是安装在储能装置1的壳体内(未具体示出)。在此,所述储能装置1可以包括至少一个储能块2,储能块可以具有至少一个储能单元,优选为电容器存储器的形式,例如为双层电容器的形式。电流转换器4可以连接到至少一个储能块2,该储能块可以例如经由两条连接线连接到所述电容器存储器3,其中,所述电流转换器4可以有利地是DC-DC转换器,特别是双向DC-DC转换器。
储能装置1可以通过所述电流转换器4连接到电气驱动装置,例如连接到起重装置,并可以为其电动马达供电,或存储由电动马达在牵引操作下产生的电能。
如图1所示,在至少一个储能块2和所述的电流转换器4之间可以设置有至少一个爆炸熔断器5,借助于该爆炸熔断器可以将储能块2与电流转换器4分离。特别地,可以在储能块2和电流转换器4之间的每条连接线中设置这种爆炸熔断器5,以便能够将每条连接线断开。
爆炸熔断器5可以由驱动装置6触发,该驱动装置6也可以集成到储能装置1中,特别是被容纳在其壳体中。在此,如图1所示,所述驱动装置6一方面连接到两个爆炸熔断器5,以便为它们提供触发电流并因此引燃它们。另一方面,驱动装置6可以包括传感器7或者连接到这种传感器7,以便检测与触发相关的状态。在此,所述传感器7可以是测量储能块2和电流转换器4之间的电流的电流传感器。根据图1,可以仅设置一个传感器7,然而替代地,也可以为存储块2和电流转换器4之间的每条连接线分配一个这种传感器。
可选地,所述传感器7可以由驱动装置6提供电源电压或电源电流。为此,驱动装置6可以包括传感器电源端子。
驱动装置6可以经由信号输入端8接收传感器7的传感器信号并对其进行评估(如将在下文中说明)。
此外,驱动装置6可以连接到控制装置9,该控制装置9可以被设计为用于控制储能装置1。这种控制装置9可以被电子地设计成或包括电子控制模块,例如微型处理器和程序存储器的形式,并产生用于电流转换器4和/或储能块2的控制信号,或相反地接收来自储能块2和/或电流转换器4的操作信号或传感器信号。因此,所述控制装置9可以连接到储能块2和/或电流转换器4,并与其交互。
此外,所述驱动装置6连接到控制装置9,这可以通过驱动装置6的控制端子10进行。
在此,驱动装置6可以被设计在一个或多个电路板上,该电路板可以被容纳在储能装置的壳体中。控制装置9可以集成到储能装置1中,特别是布置在其壳体中。
如图2和3更详细地示出,驱动装置6有利地包括评估电路11,借助于该评估电路可以评估来自传感器7的传感器信号和/或来自控制装置9的控制信号。评估电路11可以例如包括两个比较器或比较模块,以便评估电流传感器7的传感器信号,更确切地说一次针对超过阈值或特定阈值的正短路电流,另一次针对超过阈值或特定阈值的负短路电流。在此,评估电路11的所述阈值可以被确定为特定的电流值。
在输出侧,两个比较器可以组合成共同的触发信号,该触发信号有利地被提供给评估电路11的双稳态触发器12,以便将可能非常短的传感器脉冲变成持久的触发信号。所述双稳态触发器12例如可以包括特别是RS触发器形式的触发器元件,其中,可以从电源端子向双稳态触发器12提供电源电压(参见图3)。
如果存在触发信号或者如果双稳态触发器12根据传感器7的相应传感器信号(或还根据控制装置9的控制信号)来提供这种触发信号,则驱动装置6触发两个爆炸熔断器5。
为此,驱动装置6包括用于两个爆炸熔断器5的两个驱动电路13或两个驱动信道“信道1”和“信道x”,这两个信道均具有电源电压端子14,以便例如从控制装置9或从另一部件向其施加电源电压。
此外,每个驱动电路13包括晶体管级15,该晶体管级用于经由所述驱动信道1或x将电源电压接通到相应设置的触发输出端16,相应的爆炸熔断器5可以连接到该触发输出端16,并且可以通过该触发输出端将触发电流施加到相应的爆炸熔断器5。
在此有利地,所述晶体管级5包括所谓的MOSFET级,特别是P沟道MOSFET 17的形式,其中,所述场效应晶体管级15可通过评估电路11提供的触发信号进行接通。如图2和3所示,两个或所有驱动电路13都可以连接到评估电路11和/或通过相同的触发信号进行接通,以便能够通过共同的触发信号触发爆炸熔断器5。
当晶体管级15接收到触发信号时,所述晶体管级15将出现在电源电压端子14上的电源电压接通到触发输出端16,以便引燃爆炸熔断器5。
为了支持将电源电压接通到触发输出端16,驱动电路13可以分别包括至少一个备用电容器18,该备用电容器确保为爆炸熔断器提供足够的触发电流。在此有利地,每个驱动电路13可以包括多个这种可有利地并联连接的备用电容器18(参见图3)。
为了在通过备用电容器18开启时不使电源电压过载,所述备用电容器18可以通过一个或多个电阻器充电(参见图3)。
每个备用电容器18可以具有优选大于1.5mF的电容。例如,电源端子14处的电源电压可以是24伏。
还如图2所示,驱动装置6可以包括电源模块19或电源电路,该电源模块19或电源电路可以例如由控制装置9供电并可以相应地为驱动装置6的需要电流或电压电源的模块供电。如图2所示,电源模块18例如可以为传感器7和/或评估电路11和/或驱动电路13提供电流或电压。
有利地,驱动装置6还可以被设计为向连接的控制装置9报告爆炸熔断器5的触发。如图3所示,反馈装置20可以将评估电路11提供的触发信号或由此推导出的信号发送到反馈端子21和/或控制端子,以便向控制装置9信号通知爆炸熔断器已被触发。
如图所示,可以设置测试级30以用于检查至少一个爆炸熔断器5的触发状态和/或功能状态。特别地,测试信号“爆炸测试(Pyrotest)”可由连接的控制装置9提供和/或传输到驱动装置6,根据该测试信号,驱动装置6可以将测试电流施加到驱动信道或爆炸熔断器5。所述测试电流可例如由电流源31提供(参见图3),其中,测试级30能够将测试电流依次施加到爆炸熔断器5的各个信道或栅极信号。
在此,所述测试级30可以包括评估装置32,该评估装置监测或检测所述栅极电压信道处的电压或电压降。如果在施加测试电流时电压由于相应爆炸熔断器元件5的内阻而下降,则可以得出爆炸熔断器5尚未被触发或仍起作用的结论。然而,如果电压没有下降,则可以得出爆炸熔断器已被触发的结论。
所述评估装置32例如可以包括RS触发器,以便检测所述电压或相应的电压降。如果所有RS触发器都显示“高电平”,则可以得出爆炸熔断器5正常运行的结论。然而,如果其中一个或所有RS触发器显示“低电平”,则得出熔断器不再正常运行的结论。
反馈装置20可以根据评估装置32的评估将反馈信号“反馈爆炸测试(FeedbackPyrotest)”报告回连接的控制装置9(参见图2和3)。

Claims (20)

1.一种用于触发至少一个爆炸熔断器(5)的驱动装置,其包括:
电源电压端子(14),其用于连接到电源电压;
至少一个触发输出端(6),其用于连接所述至少一个爆炸熔断器(5),并将触发电流施加到所述爆炸熔断器(5);
信号输入端(8),其用于接收触发信号,所述触发信号指示需要触发的状态;以及
至少一个驱动电路(13),其能够连接到所述电源端子(14),以用于根据接收的所述触发信号在所述触发输出端(16)处提供所述触发电流,
其特征在于,所述驱动电路(13)包括场效应晶体管级(15),所述场效应晶体管级用于根据接收的所述触发信号将所述电源电压接通到所述触发输出端(16)。
2.根据前一项权利要求所述的驱动装置,其中,所述场效应晶体管级(15)包括至少一个MOSFET元件(17),所述MOSFET元件特别是p沟道MOSFET元件。
3.根据前述任一项权利要求所述的驱动装置,其中,所述驱动电路(13)包括用于支持接通的所述电源电压的至少一个备用电容器(18)。
4.根据前一项权利要求所述的驱动装置,其中,所述至少一个备用电容器(18)能够通过至少一个电阻器从所述电源电压端子(14)充电。
5.根据前两项权利要求中任一项所述的驱动装置,其中,所述驱动电路(13)包括并联连接的多个备用电容器(18)。
6.根据前述任一项权利要求所述的驱动装置,其中,设置有用于评估接收的所述触发信号的评估电路(11),所述评估电路包括双稳态触发器(12),所述双稳态触发器用于将短时的触发信号脉冲转换为持久的触发信号。
7.根据前一项权利要求所述的驱动装置,其中,所述双稳态触发器(12)包括触发器元件,所述触发器元件特别是RS触发器,所述触发器元件具有用于接收所述电源电压的电源电压端子。
8.根据前述任一项权利要求所述的驱动装置,其中,所述评估电路(11)包括用于将输入信号与正阈值和负阈值进行比较的两个比较模块,其中,所述两个比较模块在输出侧连接到所述双稳态触发器(12)。
9.根据前述任一项权利要求所述的驱动装置,其中,设置有多个所述驱动电路(13)或一个具有多个驱动信道(1、x)的所述驱动电路(13),以用于触发多个所述爆炸熔断器(5)。
10.根据前一项权利要求所述的驱动装置,其中,所述多个驱动电路(13)或所述至少一个驱动电路(13)的所述多个驱动信道针对所述信号输入端(8)并联地布置,并能够通过共同的所述触发信号进行切换。
11.根据前两项权利要求中任一项所述的驱动装置,其中,所述多个驱动电路(13)或所述至少一个驱动电路(13)的所述多个驱动信道布置在公共的电路板上。
12.根据前述任一项权利要求所述的驱动装置,其中,设置有用于提供所述触发信号的电流和/或电压传感器(7)。
13.根据前述任一项权利要求所述的驱动装置,其中,设置有用于向控制装置(9)提供反馈信号的反馈装置(20),所述反馈信号指示所述爆炸熔断器(5)的触发。
14.根据前一项权利要求所述的驱动装置,其中,所述反馈装置(20)被设计为将由所述评估电路(11)提供的所述触发信号提供给用于连接所述控制装置(9)的控制端子。
15.根据前述任一项权利要求所述的驱动装置,其中,设置有用于测试所述至少一个爆炸熔断器(5)的触发状态和/或功能状态的测试级(30)。
16.根据前一项权利要求所述的驱动装置,其中,所述测试级(30)被设计为将由电流源(31)提供的测试电流通过至少一个驱动信道施加到所述至少一个爆炸熔断器(5),其中,设置有用于检测和/或评估所述驱动信道和/或所述爆炸熔断器上的电压降和/或电压的评估装置(32)。
17.一种根据前述权利要求所述的驱动装置的用于触发爆炸熔断器(5)的用途,所述爆炸熔断器布置在储能装置(1)的电流转换器(4)和储能块(2)之间,并因此用于将所述储能块(2)与所述电流转换器(4)分离。
18.一种储能装置(1),其包括:
至少一个储能块(2);
至少一个电流转换器(4),其连接到所述储能块(2),并用于向所述储能块(2)供电和/或从所述储能块(2)取电;
至少一个爆炸熔断器(5),其设置在所述储能块(2)和所述电流转换器(4)之间;以及
驱动装置,其用于触发所述至少一个爆炸熔断器(5),所述驱动装置根据权利要求1至16中任一项进行设计。
19.根据前一项权利要求所述的储能装置,其中,所述至少一个储能块(2)包括至少一个电容器存储器(3),并且其中,所述电流转换器(4)是用于向所述储能块(2)供电并从所述储能块(2)取电的双向DC-DC转换器。
20.根据前两项权利要求中任一项所述的储能装置(1),其中,设置有用于检测所述电流转换器(4)和所述储能块(2)之间的电流和/或电压的电流和/或电压传感器(7),其中,所述电流和/或电压传感器(7)的传感器信号被提供给所述驱动装置(6)的所述信号输入端(8)。
CN202080008147.9A 2019-01-17 2020-01-09 触发至少一个爆炸熔断器的驱动装置和具有这种爆炸熔断器的储能装置 Pending CN113383474A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019101236.8 2019-01-17
DE102019101236.8A DE102019101236A1 (de) 2019-01-17 2019-01-17 Ansteuervorrichtung zum Auslösen zumindest einer Pyrosicherung sowie Energiespeicher mit einer solchen Pyrosicherung
PCT/EP2020/050430 WO2020148156A1 (de) 2019-01-17 2020-01-09 Ansteuervorrichtung zum auslösen zumindest einer pyrosicherung sowie energiespeicher mit einer solchen pyrosicherung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113383474A true CN113383474A (zh) 2021-09-10

Family

ID=69172782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080008147.9A Pending CN113383474A (zh) 2019-01-17 2020-01-09 触发至少一个爆炸熔断器的驱动装置和具有这种爆炸熔断器的储能装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US12034291B2 (zh)
EP (1) EP3900138A1 (zh)
CN (1) CN113383474A (zh)
DE (1) DE102019101236A1 (zh)
WO (1) WO2020148156A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019101236A1 (de) 2019-01-17 2020-07-23 Liebherr-Components Biberach Gmbh Ansteuervorrichtung zum Auslösen zumindest einer Pyrosicherung sowie Energiespeicher mit einer solchen Pyrosicherung
FR3142284A1 (fr) * 2022-11-17 2024-05-24 Safran Electrical & Power Dispositif électrique de protection d’une installation électrique d’alimentation électrique

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1320991A (zh) * 2000-04-26 2001-11-07 尹顿公司 电气装置的固态保护电路
CN101937795A (zh) * 2009-06-29 2011-01-05 丰田合成株式会社 用于车辆的电路断路器
CN101965669A (zh) * 2008-02-19 2011-02-02 瓦锡兰挪威有限公司 电子直流断路器
CN103069529A (zh) * 2010-08-02 2013-04-24 米其林集团总公司 用于将电池连接至电动或混合动力车辆的装置及包括所述连接装置的电池外壳
CN103236680A (zh) * 2013-04-16 2013-08-07 佛山市浦斯电子有限公司 电涌保护器智能化保护装置及电涌保护器智能化保护方法
US20150180219A1 (en) * 2012-02-29 2015-06-25 Zf Friedrichshafen Ag Apparatus and method for protecting a circuit of a vehicle and circuit
CN105471018A (zh) * 2014-09-25 2016-04-06 精工半导体有限公司 充放电控制装置及电池装置
CN105756723A (zh) * 2014-12-15 2016-07-13 中航商用航空发动机有限责任公司 一种主动熔断装置、方法及航空发动机
CN106298363A (zh) * 2016-09-30 2017-01-04 华中科技大学 一种基于脉冲电磁力的爆炸型直流断路器
CN209341951U (zh) * 2018-12-21 2019-09-03 西安北方捷瑞光电科技有限公司 一种爆炸螺栓起爆控制电路

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56129730A (en) * 1980-03-18 1981-10-12 Nissan Motor Co Ltd Fuel injection controlling system for internal combustion engine
DE3721827A1 (de) * 1987-07-02 1989-01-12 Daimler Benz Ag Einrichtung zur messung der frequenz eines von einem signalerzeuger erzeugten sinusfoermigen signals
JPH1123709A (ja) * 1997-07-07 1999-01-29 Nikon Corp 距離測定装置
JP2001052584A (ja) * 1999-08-03 2001-02-23 Yazaki Corp 回路遮断装置
DE10026329A1 (de) * 2000-05-26 2001-11-29 Bosch Gmbh Robert Zündvorrichtung
DE10123282A1 (de) * 2001-05-12 2002-11-14 Conti Temic Microelectronic Pyrotechnische Zündeinrichtung mit integrierter Elektronikbaugruppe
DE10123285A1 (de) * 2001-05-12 2002-11-14 Conti Temic Microelectronic Zündelement für pyrotechnische Wirkmassen auf einer Schaltungsträgeranordnung mit einer Zündelektronikbaugruppe
US6907827B2 (en) * 2002-11-14 2005-06-21 Special Devices, Inc. Pyrotechnic initiator having output can with encapsulation material retention feature
BRPI0721968A2 (pt) * 2007-08-24 2014-03-18 Julian Elwyn Renton Aparelho de salvamento em altura
US11248893B2 (en) * 2008-06-29 2022-02-15 Omnitek Partners Llc Inertially operated piezoelectric energy harvesting electronic circuitry
DE102009036216B4 (de) 2009-08-05 2011-07-14 Adensis GmbH, 01129 Photovoltaikanlage mit einer Sicherung zum Trennen eines Wechselrichters von einem Photovoltaikgenerator
US9250051B1 (en) * 2011-03-25 2016-02-02 The Boeing Company Squib initiation sequencer
US20140320048A1 (en) * 2013-04-25 2014-10-30 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and Method for Reducing Radiated Emissions in an Integrated Motor Drive
DE102013009823A1 (de) 2013-06-11 2014-12-11 Liebherr-Components Biberach Gmbh Elektrisches Antriebssystem sowie Engergiespeichervorrichtung hierfür
DE102013016093B4 (de) 2013-09-27 2022-05-05 Audi Ag Verfahren zur Ansteuerung einer Pyrosicherung in einem Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
DE102015226587B4 (de) * 2015-12-22 2021-11-11 Audi Ag Batterieanschlussvorrichtung und Verfahren zum Unterbrechen einer elektrischen Verbindung zwischen einer Hochvoltbatterie und einem Kraftfahrzeug-Bordnetz
DE102016107706A1 (de) * 2016-04-26 2017-10-26 Lisa Dräxlmaier GmbH Ansteuerungsvorrichtung für eine pyrotechnische Sicherungsvorrichtung
DE102016107707B3 (de) * 2016-04-26 2017-07-27 Lisa Dräxlmaier GmbH Schutzvorrichtung für eine Hochvolt-Spannungsversorgung
DE102017110927A1 (de) * 2017-05-19 2018-11-22 Infineon Technologies Austria Ag Sperrwandlersteuerung, Sperrwandler und Verfahren zum Betreiben des Sperrwandlers
US10833499B2 (en) * 2017-10-25 2020-11-10 Texas Instruments Incorporated Pyro-fuse circuit
DE102018207247B4 (de) * 2017-12-15 2024-07-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Trennvorrichtung für ein Hochvoltbordnetz eines Kraftfahrzeugs, Hochvoltbordnetz sowie Kraftfahrzeug
US11309880B2 (en) * 2017-12-20 2022-04-19 The Boeing Company High-performance current-limited pyrotechnic initiator drive circuits
US10644004B2 (en) * 2018-02-13 2020-05-05 Advanced Micro Devices, Inc. Utilizing capacitors integrated with memory devices for charge detection to determine DRAM refresh
US10483902B1 (en) * 2018-08-29 2019-11-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and method for reducing current harmonic distortion in a motor controller
DE102019101236A1 (de) 2019-01-17 2020-07-23 Liebherr-Components Biberach Gmbh Ansteuervorrichtung zum Auslösen zumindest einer Pyrosicherung sowie Energiespeicher mit einer solchen Pyrosicherung

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1320991A (zh) * 2000-04-26 2001-11-07 尹顿公司 电气装置的固态保护电路
CN101965669A (zh) * 2008-02-19 2011-02-02 瓦锡兰挪威有限公司 电子直流断路器
CN101937795A (zh) * 2009-06-29 2011-01-05 丰田合成株式会社 用于车辆的电路断路器
CN103069529A (zh) * 2010-08-02 2013-04-24 米其林集团总公司 用于将电池连接至电动或混合动力车辆的装置及包括所述连接装置的电池外壳
US20150180219A1 (en) * 2012-02-29 2015-06-25 Zf Friedrichshafen Ag Apparatus and method for protecting a circuit of a vehicle and circuit
CN103236680A (zh) * 2013-04-16 2013-08-07 佛山市浦斯电子有限公司 电涌保护器智能化保护装置及电涌保护器智能化保护方法
CN105471018A (zh) * 2014-09-25 2016-04-06 精工半导体有限公司 充放电控制装置及电池装置
CN105756723A (zh) * 2014-12-15 2016-07-13 中航商用航空发动机有限责任公司 一种主动熔断装置、方法及航空发动机
CN106298363A (zh) * 2016-09-30 2017-01-04 华中科技大学 一种基于脉冲电磁力的爆炸型直流断路器
CN209341951U (zh) * 2018-12-21 2019-09-03 西安北方捷瑞光电科技有限公司 一种爆炸螺栓起爆控制电路

Also Published As

Publication number Publication date
EP3900138A1 (de) 2021-10-27
US20210344186A1 (en) 2021-11-04
WO2020148156A1 (de) 2020-07-23
DE102019101236A1 (de) 2020-07-23
US12034291B2 (en) 2024-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9789782B2 (en) Battery module disconnect arrangement
EP2607178B1 (en) Power supply for powering an electric load of a vehicle
CN110832732B (zh) 电池的保护电路和具备该保护电路的电源装置
US6710992B2 (en) Charge/discharge protection circuit for a rechargeable battery
US9941712B2 (en) Electrical storage system
US20150314740A1 (en) Method For The Controlled Connection Of A Plurality Of On-Board Power System Branches Of A Vehicle, Control Unit For Carrying Out The Method And On-Board Power System
US10153632B2 (en) Device and method for protecting an electrical system component of a vehicle electrical system
US12034291B2 (en) Actuating apparatus for triggering at least one pyrofuse, and energy storage device comprising a pyrofuse of this kind
US6639389B2 (en) Arrangement and method for protecting multiple voltage supply systems against voltage arc-over between different voltage planes and against pole reversal from the outside
KR20010042254A (ko) 점유자 보호 장치를 위한 버스 시스템에서 전력과데이터를 전송하기 위한 방법
EP3751693B1 (en) Battery protective circuit and battery pack comprising same
EP2811549B1 (en) Over-current responsive device
CN114256811B (zh) 电池保护装置和包括其的电池系统
KR20160114797A (ko) 전자 스위칭 장치
US6295189B1 (en) Protection for battery module with diode memory
CN110023131B (zh) 具有电机的机动车、尤其是混合动力车辆或电动车辆
KR20140078540A (ko) 충방전 제어 회로 및 배터리 장치
EP4123858B1 (en) Battery management system and method for monitoring overcurrent in a battery management system
KR101490716B1 (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
EP4133512B1 (en) Power source and method for providing an activating current
SE542849C2 (sv) Anordning och förfarande för tillhandahållande av en aktiveringsspänning för en säkerhetsanordning för ett fordon samt säkerhetsanordning
EP3878697B1 (en) Current cutoff system
CN113039693A (zh) 用于电化学的蓄能系统的分开装置
KR20040027465A (ko) 전지 상태 모니터링 회로 및 전지 장치
JP6789768B2 (ja) 回路保護装置及び電源監視装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210910