DE102006050180A1 - Electric circuit e.g. alternating current circuit, and interlock-cycle closing device for use in motor vehicle, has housing cover that takes closing and opening positions in which interlock-cycle is closed and interrupted, respectively - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schließen eines Stromkreises und zum Schließen eines Interlock-Kreises in einem Kraftfahrzeug.The The invention relates to a device for closing a circuit and to close an interlock circuit in a motor vehicle.
Werden in Kraftfahrzeugen elektrische Geräte mit Spannungen oberhalb des Niedervolt-Bereiches, also oberhalb von 60 Volt, betrieben, so ist es aus Sicherheitsgründen notwendig Kontrollmechanismen zur Überwachung von Isolationsschäden sowie zur Erkennung von Service-/Diagnosearbeiten und noch nicht abgeschlossenen Montagevorgängen am Hochvolt-Bordnetz und deren Komponenten zu installieren.Become in motor vehicles electrical equipment with voltages above the low-voltage range, ie above 60 volts, operated, so it is for security reasons necessary control mechanisms for monitoring insulation damage as well for recognition of service / diagnostic work and not yet completed Assembly operations on High-voltage electrical system and its components to install.
Eine Möglichkeit ist die Installation eines Kontrollstromkreises, eines so genannten Interlock-Kreises. Wird dieser Interlock-Kreis unterbrochen, dann sorgen spezielle Vorrichtungen dafür, dass anliegende Spannungen möglichst schnell reduziert werden. Dies kann beispielsweise durch einen Schütz, der einen Stromkreis unterbricht, oder ein Entladen eines Kondensators erfolgen.A possibility is the installation of a control circuit, a so-called Interlock circuit. If this interlock circuit is interrupted, then special devices ensure that applied voltages preferably be reduced quickly. This can be done, for example, by a contactor who interrupting a circuit or discharging a capacitor respectively.
Insbesondere bei Kraftfahrzeugen, die durch einen Elektromotor angetrieben werden, liegen aufgrund der erforderlichen Leistung Spannungen um die 300 Volt vor. Die Spannungen können sogar bis zu 650 Volt betragen.Especially in motor vehicles powered by an electric motor, Due to the required power, voltages are around 300 Volt ago. The tensions can even up to 650 volts.
Aus
der
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Schließen eines Stromkreises und zum Schließen eines Interlock-Kreises in einem Kraftfahrzeug vorzuschlagen, die kostengünstig ist und im Umgang mit Hochspannung möglichst sicher ist.task The invention is an apparatus for closing a Circuit and to close an interlock circuit in a motor vehicle to propose economical is and as safe as possible in dealing with high voltage.
Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demgemäß ist ein erstes Gehäuse zur Aufnahme der zu schließenden Kontakte des Stromkreises und des Interlock-Kreises vorgesehen, das einen Gehäusedeckel zum öffnen des ersten Gehäuses aufweist. Befindet sich der Gehäusedeckel in einer Schließposition, so ist der Interlock-Kreis geschlossen. Befindet sich der Gehäusedeckel in einer öffnungsposition, so ist der Interlock-Kreis unterbrochen.The The object is achieved by a device according to the invention having the features of claim 1. Accordingly, a first housing to record the to be closed Provided contacts of the circuit and the interlock circuit, the one housing cover to open of the first housing. Is the housing cover located in a closed position, so the interlock circle is closed. Is the housing cover located in an opening position, so the interlock circle is broken.
Ist der Gehäusedeckel mittels einer Verschlussschraube in seiner Schließposition gesichert, so wird eine hohe Sicherheit im Umgang mit Hochspannung erreicht, da die Hochspannungskontakte, insbesondere im Gegensatz zu einer Steckverbindung, nicht durch eine Erschütterung offen gelegt bzw. getrennt werden können.is the housing cover by means of a locking screw in its closed position secured, so is a high level of security when dealing with high voltage achieved because the high voltage contacts, in particular in contrast to a connector, not exposed by a shock or disconnected can be.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung sind die Kontakte des Interlock-Kreises an dem Gehäusedeckel angebracht und werden von einem Kontaktelement verbunden, wenn sich der Gehäusedeckel in der Schließposition befindet. Somit kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass bei einem öffnen des Gehäusedeckels, beispielsweise durch eine translatorische oder eine rotatorische Bewegung, zunächst der Interlock-Kreis unterbrochen wird. Vorteilhaft wird die Anordnung der Kontakte des Interlock-Kreises und des Kontaktelements so gewählt, dass bei einer öffnung des Gehäusedeckels, die ausreichen würde, um einen Gegenstand, beispielsweise ein Werkzeug, oder einen Finger mit den Leistungskontakten in Kontakt bringen zu können, der Interlock-Kreis bereits unterbrochen ist und die Hochspannung, insbesondere größer 60 Volt, bereits abgeschaltet ist. Somit ist ein Montieren und Demontieren der Leistungskontakte des Stromkreises vorteilhaft nur bei geöffnetem Gehäusedeckel möglich. Ebenso kann die Anordnung der Kontakte des Interlock-Kreises und des Kontaktelements vorteilhaft so gewählt werden, dass der Interlock-Kreis bereits unterbrochen ist und die Hochspannung bereits abgeschaltet ist, wenn Wasser in das erste Gehäuse eindringen kann.at A preferred development are the contacts of the interlock circuit on the housing cover attached and are connected by a contact element when the housing cover in the closed position located. Thus can be achieved in an advantageous manner that at an open the housing cover, for example, by a translational or a rotational Movement, first of all Interlock circuit is interrupted. The arrangement is advantageous the contacts of the interlock circuit and the contact element chosen so that at an opening the housing cover, which would be enough to an object, such as a tool, or a finger to be able to communicate with the power contacts who Interlock circuit is already interrupted and the high voltage, in particular greater than 60 volts, already switched off. Thus, a mounting and dismounting the power contacts of the circuit advantageous only when the housing cover is open possible. Similarly, the arrangement of the contacts of the interlock circuit and the contact element advantageously be chosen so that the interlock circuit is already interrupted and the high voltage is already switched off is when water can enter the first housing.
Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist dem ersten Gehäuse eine Anpressvorrichtung, insbesondere das Kontaktelement, zugeordnet, die die zu schließenden Kontakte des Stromkreises aneinander presst, wenn sich der Gehäusedeckel in der Schließposition befindet. Somit wird vorteilhaft eine Lockerung der zu schließenden Kontakte des Stromkreises verhindert und eine hohe Kontaktsicherheit erreicht. Dies ist insbesondere bei einem Verschluss des Gehäusedeckels mittels der Verschlussschraube gegeben.at In a further preferred development, the first housing is a Pressing device, in particular the contact element, assigned, the the ones to be closed Contacts of the circuit presses together when the housing cover in the closed position located. Thus, a relaxation of the contacts to be closed is advantageous Circuit prevents and reaches a high contact reliability. This is especially true for a closure of the housing cover given by means of the screw plug.
Die vorgenannten Vorteile werden besonders günstig durch einen vorgespannten Blechstreifen erreicht, der sowohl die Funktion des Kontaktelements als auch der Anpressvorrichtung erfüllen kann. Der Blechstreifen ist gegenüber den zu schließenden Kontakten des Stromkreises isoliert ausgeführt.The The aforementioned advantages are particularly favorable by a prestressed Sheet metal strip achieved, both the function of the contact element as well as the contact pressure device can meet. The metal strip is opposite the contacts to be closed running of the circuit isolated.
Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das erste Gehäuse derart angeordnet, dass zwischen den Innenräumen des ersten Gehäuses und des zweiten Gehäuses einer Leistungselektronik ein Luftaustausch stattfinden kann, wobei das zweite Gehäuse besonders vorteilhaft ein Druckausgleichselement zum Motorraum bzw. Außenbereich hin umfasst. Somit kann der Innenraum des ersten Gehäuses über das zweite Gehäuse entlüftet werden.In a further preferred development, the first housing is arranged such that an air exchange can take place between the interiors of the first housing and the second housing of a power electronics, wherein the second housing particularly advantageously a pressure compensation element to the engine compartment or outside area to summarizes. Thus, the interior of the first housing can be vented via the second housing.
Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind Signalleitungen eines Sensors, insbesondere eines Motortemperatursensors einer Elektromaschine, in das erste Gehäuse integriert. Somit sind vorteilhaft keine zusätzlichen Öffnungen an Gehäusen von weiteren Elementen für eine separate Kontaktierung notwendig. Ebenso kann vorteilhaft eine Kontaktierung über den Motor-/Fahrzeugkabelsatz eingespart werden, was zudem zu einer reduzierten Störanfälligkeit führt.at In another preferred embodiment, signal lines are one Sensor, in particular an engine temperature sensor of an electric machine, in the first case integrated. Thus, advantageously no additional openings on housings of other elements for a separate contact necessary. Likewise, advantageously, a contact via the Motor / vehicle cable set are saved, which also leads to a reduced susceptibility to interference leads.
Eine bevorzugte Ausführung des ersten Gehäuses aus Metall, insbesondere Aluminium, zeichnet sich vorteilhaft durch eine hohe Stabilität aus. Hierdurch ist es möglich, die Stromschiene auch als Halteelement einzusetzen und einen separaten Halter einzusparen. Ebenso kann es vorteilhaft durch seine gute elektrische Leitfähigkeit als Masseverbindung zu einem dritten Gehäuse eines Elements des Stromkreises, beispielsweise einem Elektromotorgehäuse, einem Spacergehäuse oder einem Getriebegehäuse, dienen, wobei das dritte Gehäuse des Elements des Stromkreises wiederum über separate Massekabel mit der Karosseriemasse verbunden ist. Des Weiteren wird vorteilhaft durch die gute elektrische Leitfähigkeit und die paramagnetische Eigenschaft eine elektrische Abschirmung erreicht.A preferred embodiment of the first housing made of metal, in particular aluminum, is characterized by advantage a high stability out. This makes it possible to use the busbar as a holding element and a separate Save holder. Likewise it can be beneficial by its good electric conductivity as a ground connection to a third housing of an element of the circuit, For example, an electric motor housing, a Spacergehäuse or a transmission housing, serve, with the third housing the element of the circuit in turn via separate ground cable with the body mass is connected. Furthermore, it will be advantageous by the good electrical conductivity and the paramagnetic property is an electrical shield reached.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung, bei der zwischen dem ersten Gehäuse und dem dritten Gehäuse des Elements des Stromkreises, insbesondere einer Elektromaschine, eine elektrisch leitfähige Dichtung angeordnet ist, wird die elektrische Abschirmung noch verbessert. Insbesondere Störeinflüsse durch gepulste Ströme auf Steuergeräte und Signalleitungen im Motorraum werden hierdurch optimal abgeschirmt. Um Kontaktkorrosion zu vermeiden, kann außerhalb der elektrisch leitfähigen Dichtung eine zweite umlaufende, hochohmige Dichtung angeordnet sein.at a particularly preferred development in which between the first housing and the third housing the element of the circuit, in particular an electric machine, an electrically conductive Seal is arranged, the electrical shield is improved. In particular, interference by pulsed currents on control units and signal lines in the engine compartment are thereby optimally shielded. To avoid contact corrosion, outside the electrically conductive seal a second circumferential, high-resistance seal may be arranged.
Eine bevorzugte Verschraubung der zu schließenden Kontakte des Stromkreises führt zu Kostenvorteilen beispielsweise gegenüber einer Steckverbindung und zeichnet sich durch eine hohe Stabilität aus.A preferred screwing the circuit to be closed contacts of the circuit leads to cost advantages for example, opposite a connector and is characterized by a high stability.
Weiter Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further Advantages are shown in the following description of the drawing. In the drawing is an embodiment represented the invention. The description and the claims contain numerous features in combination. The skilled person will become the characteristics expediently also consider individually and summarize to meaningful further combinations.
Dabei zeigen:there demonstrate:
Das erste Gehäuse G ist mit mehreren Halteschrauben HS an einem Spacergehäuse GE befestigt. Jedoch kann das erste Gehäuse G auch an anderen dritten Gehäusen von Elementen des Stromkreises, beispielsweise einem Elektromotorgehäuse oder einem Getriebegehäuse befestigt sein.The first housing G is fastened with a plurality of retaining screws HS to a spacer housing GE. However, the first housing G also on other third housings of elements of the circuit, such as an electric motor housing or a transmission housing be attached.
Als Spacergehäuse wird beispielsweise ein Gehäuseteil bezeichnet, das rohrförmig ausgestaltet ist und zwischen einem Gehäuse eines Verbrennungsmotors und einem Gehäuse eines Getriebes angeordnet ist und der Aufnahme von hybridspezifischen Bauteilen, wie beispielsweise einer Elektro maschine, dient. Eine Verschraubung am Spacergehäuse ist deswegen besonders vorteilhaft, weil dieses Bauteil sowieso neu und speziell für ein Hybridfahrzeug konstruktiv ausgelegt wird. Hierdurch entfallen teure und aufwendige Änderungen an den Gehäusen des Getriebes und des Verbrennungsmotors.When Spacergehäuse For example, a housing part denotes the tubular is configured and between a housing of an internal combustion engine and a housing a transmission is arranged and the inclusion of hybrid-specific Components, such as an electric machine, is used. A Screw connection on Spacergehäuse is therefore particularly advantageous because this component anyway new and special for a hybrid vehicle is designed constructively. This eliminates expensive and elaborate changes on the housings of the Getriebes and the internal combustion engine.
Die Anzahl und Anordnung der Halteschrauben HS richten sich beispielsweise nach den statischen Gegebenheiten und den Schwingungsanforderungen.The Number and arrangement of the retaining screws HS are directed, for example according to the static conditions and the vibration requirements.
Ein zweites Gehäuse GL einer Leistungselektronik-Einheit, angedeutet durch eine Brückenschaltung, ist ebenfalls über Schrauben GS an einem Halter oder direkt an einem Aggregat oder einer Karosserie befestigt.One second housing GL of a power electronics unit, indicated by a bridge circuit, is also over GS screws on a holder or directly on an aggregate or attached to a body.
Das erste Gehäuse G und das zweite Gehäuse GL sind vorzugsweise so angeordnet, dass zwischen den Innenräumen des ersten Gehäuses G und des zweiten Gehäuses GL ein Luftaustausch stattfinden kann. Hierbei weist das zweite Gehäuse GL ein nicht dargestelltes Druckausgleichselement zum Motorraum bzw. Außenbereich hin auf. Somit kann der Innenraum des ersten Gehäuses G über das zweite Gehäuse GL entlüftet werden.The first housing G and the second housing GL are preferably arranged so that between the interiors of the first housing G and the second housing GL an air exchange can take place. Here is the second one Housing GL an unillustrated pressure compensation element to the engine compartment or outdoors towards. Thus, the interior of the first housing G can be vented through the second housing GL.
Sowohl das erste Gehäuse G als auch das zweite Gehäuse GL sind bevorzugt aus Aluminium. Es wäre allerdings auch eine Ausführung aus Kunststoff mit integrierter Metallarmierung denkbar.Either the first case G as well as the second housing GL are preferably made of aluminum. However, it would also be an execution Plastic with integrated metal reinforcement conceivable.
Eine Ausführung aus Aluminium führt zu einer hohen Stabilität bei geringem Gewicht. Durch die gute elektrische Leitfähigkeit dient das erste Gehäuse G gleichzeitig als Masseverbindung zum Spacergehäuse GE, welches wiederum über separate nicht dargestellte Massekabel mit der Karosserie masse verbunden ist. Hierzu ist mindestens eine Verschraubung HS des ersten Gehäuses G mit dem Spacergehäuse GE leitfähig auszulegen. Ebenso ist die Verbindung zum zweiten Gehäuse GL der Leistungselektronik leitfähig auszulegen.A execution made of aluminum to a high stability at low weight. Due to the good electrical conductivity serves the first case G at the same time as a ground connection to the spacer housing GE, which in turn via separate not shown ground cable connected to the body mass is. For this purpose, at least one screw HS of the first housing G with the spacer housing GE conductive interpreted. Likewise, the connection to the second housing GL is the Power electronics conductive interpreted.
Die gute elektrische Leitfähigkeit und die paramagnetische Eigenschaft des Aluminiums führt ebenso zu einer guten elektrischen Abschirmung der Wechselstromleitungen U, V und W, die in das erste Gehäuse G integriert sind. Auch elektromagnetische Felder einer Elektromaschine, insbesondere einer permanenterregten Synchronmaschine, werden dadurch außerhalb des ersten Gehäuses G nur sehr gering verstärkt.The good electrical conductivity and the paramagnetic property of aluminum leads as well to a good electrical shielding of the AC power lines U, V and W in the first case G are integrated. Also electromagnetic fields of an electric machine, in particular a permanent magnet synchronous machine, thereby outside of the first housing G only slightly reinforced.
Die
elektrische Abschirmung wird durch eine umlaufende, elektrisch leitfähige Dichtung
UD, wie sie in
Um Kontaktkorrosion zu vermeiden, kann außerhalb der elektrisch leitfähigen Dichtung UD eine zweite umlaufende, hochohmige Dichtung, vorzugsweise aus Silikon, zwischen den Gehäusen G und GE bzw. G und GL angeordnet sein.Around To avoid contact corrosion, outside the electrically conductive seal UD a second circumferential, high-resistance seal, preferably made Silicone, between the housings G and GE or G and GL be arranged.
Wie
in
Die in das erste Gehäuse G integrierten Wechselstromleitungen U, V und W sind entsprechend dem zur Verfügung stehenden Bauraum rund oder flach ausgestaltet und einzeln isoliert.The in the first case G integrated AC lines U, V and W are corresponding available standing space round or flat and individually insulated.
Ebenso sind die in das erste Gehäuse G integrierten Signalleitungen, die beispielsweise eine Statorwicklungstemperatur der Elektromaschine an die Leistungselektronik übermitteln, separat abgeschirmt.As well they are in the first case G integrated signal lines, for example, a stator winding temperature transmit the electric machine to the power electronics, separately shielded.
In
In
Innerhalb des ersten Gehäuses G sind die Kontakte MK1 und MK2 dargestellt, die durch den vorgespannten Blechstreifen KE verbunden sind, wenn sich der Gehäusedeckel in seiner Schließposition befindet. Ebenso sind innerhalb des zweiten Gehäuses GL weitere Kontakte des Interlock-Kreises angedeutet, die ebenfalls durch entsprechende Kontaktelemente verbunden werden können. Ein Batteriecontroller C, der zugleich Quelle des Interlock-Signals ist, wertet das Interlock-Signal aus und öffnet bei einer Unterbrechung des Interlock-Kreises einen Hauptschütz. Zudem erfolgt eine Auswertung des Interlock-Signals durch die Leistungselektronik, die beispielsweise bei einer Unterbrechung des Interlock-Kreises eine Entladung eines Zwischenkreiskondensators einleitet.Within of the first housing G are the contacts MK1 and MK2 represented by the prestressed Sheet metal strips KE are connected when the housing cover in its closed position located. Likewise, within the second housing GL further contacts of the Interlock circle indicated, which also by appropriate Contact elements can be connected. A battery controller C, which is also the source of the interlock signal, evaluates the interlock signal off and on when a break in the interlock circuit, a main contactor. moreover an evaluation of the interlock signal by the power electronics, for example, in the event of an interruption of the interlock circuit initiates a discharge of a DC link capacitor.
Claims (16)
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