DE102009022167A1

DE102009022167A1 - Hochvoltsystem

Info

Publication number: DE102009022167A1
Application number: DE102009022167A
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl.-Ing. Chlouba; Matthias Dipl.-Ing. Kronewitter
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2010-12-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hochvoltsystem (1), insbesondere in einem elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug, mit - zumindest einer Batterie (2) und wenigstens einem darüber gespeisten Verbraucher (3), - wobei zwischen der zumindest einen Batterie (3) und dem wenigstens einen Verbraucher ein Hochvolt-Zwischenkreis (4) mit einer zentralen und aktiv ansteuerbaren Entladungsschaltung (5) vorgesehen ist und - wobei jeder Verbraucher (3) eine passive Entladungsschaltung (6) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hochvoltsystem, insbesondere in einem elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug.
Für elektrische Bordnetze in elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugen steht üblicherweise eine Hochvoltarchitektur zur Verfügung, bei welcher sich immer mehr eine Struktur mit einem sogenannten Hochvoltzwischenkreis durchsetzt. Jede Hochvoltkomponente im Kraftfahrzeug weist dabei eine Zwischenkreiskapazität von unterschiedlicher Größe auf. Diese Kapazitäten müssen innerhalb einer vordefinierten Zeit aus Sicherheitsgründen bis zu einem ungefährlichen Spannungswert entladen werden können. Ist dies nicht möglich, können über längere Zeit lebensgefährliche elektrische Körperströme auftreten, beispielsweise im Fehlerfall oder bei einer unsachgemäßen Handhabung der Hochvoltkomponenten. Zur Entladung der Kapazitäten wird dabei derzeit in jeder Hochvoltkomponente eine aufwändige aktive oder passive Entladungsschaltung vorgesehen, welche vergleichsweise teuer ist.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Hochvoltsystem eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, welche insbesondere eine kostengünstige und zuverlässige Entladung ermöglicht.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand des abhängigen Anspruchs.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in einem Hochvoltsystem, insbesondere in einem elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug, lediglich eine einzige aktiv ansteuerbare Entladungsschaltung vorzusehen, welche in einem Hochvolt-Zwischenkreis angeordnet und über diesen daher mit sämtlichen Hochvoltkomponenten, das heißt Verbrauchern, verbunden ist. In den einzelnen Hochvoltkomponenten, das heißt in den einzelnen elektrischen Verbrauchern, wird somit lediglich eine vergleichsweise kostengünstige passive Entladungsschaltung benötigt. Diese passive Entladungsschaltung bleibt auch aus Sicherheitsgründen in jeder Hochvoltkomponente angeordnet, ist im Vergleich zu einer aktiv ansteuerbaren Entladungsschaltung jedoch äußerst kostengünstig und zudem robust. Mit dem erfindungsgemäßen Hochvoltsystem kann somit eine erhebliche Kostenersparnis durch Wegfall von mehrfach vorhandenen elektronischen Entladungsschaltungen, das heißt aktiv ansteuerbaren dezentralen Entladungsschaltungen, realisiert werden. Darüber hinaus bietet das erfindungsgemäße Hochvoltsystem die Möglichkeit Hochvoltkomponenten, das heißt Verbraucher, aus anderen Bereichen modular in das erfindungsgemäße Hochvoltsystem zu integrieren und dabei trotzdem die geforderten Entladezeiten bei allen Varianten einhalten zu können.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, ist die zentrale und aktiv ansteuerbare Entladungsschaltung in einen elektrischen Verteiler (Power Distribution Unit – PDU) integriert. Ein derartiger elektrischer Verteiler ist ohnehin bereits in bekannten Hochvoltsystemen vorhanden, so dass die Integration der zentralen und aktiv ansteuerbaren Entladungsschaltung hier besonders vorteilhaft ist. Generell ist dabei die erfindungsgemäße Entladungsschaltung skalierbar und insbesondere adaptierbar, so dass sie an die jeweiligen Anforderungen der einzelnen Hochvoltausführungsvorschriften angepasst werden kann.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die einzige 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Hochvoltsystem.
Entsprechend der 1, weist ein erfindungsgemäßes Hochvoltsystem 1, welches beispielsweise in einem elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug angeordnet ist, zumindest eine Batterie 2 und wenigstens einen darüber gespeisten Verbraucher 3 auf. Zwischen der zumindest einen Batterie 2 und dem wenigstens einen Verbraucher 3 ist dabei ein Hochvolt-Zwischenkreis 4 mit einer zentralen und aktiv ansteuerbaren Entladungsschaltung 5 vorgesehen. Jedem der Verbraucher 3 ist dabei zusätzlich eine passive Entladungsschaltung 6 zugeordnet, welche jedoch im Vergleich zur aktiven Entladungsschaltung 5 kostengünstig und zudem robust ist. Im Vergleich zu bisher bekannten Hochvoltsystemen 1 weist nun nicht mehr jede Hochvoltkomponente 3, das heißt jeder Verbraucher 3, eine eigene aktiv ansteuerbare Entladungsschaltung 5 auf, sondern es ist im gesamten Hochvoltsystem 1 lediglich noch eine einzige aktiv ansteuerbare Entladungsschaltung 5 vorgesehen, welche im Hochvoltzwischenkreis 4 angeordnet ist. Die zentrale und aktiv ansteuerbare Entladungsschaltung 5 kann dabei in einen elektrischen Verteiler 7 (PDU) integriert sein, der ohnehin bereits auch in gängigen Hochvoltsystemen 1 vorhanden ist. Darüber hinaus ist die aktiv ansteuerbare Entladungsschaltung skalierbar und adaptiv, so dass diese an die jeweiligen Anforderungen unterschiedlichen Hochvoltausführungsvorschriften angepasst werden kann.
Mit der erfindungsgemäßen Integration der aktiv ansteuerbaren Entladungsschaltung 5 in einen derartigen elektrischen Verteiler 7 gelingt zudem eine modulare Integration von Hochvoltkomponenten aus anderen Bereichen in das bereits bestehende Hochvoltsystem 1, welche nicht die Anforderungen bezüglich der geforderten Entladezeiten erfüllen. Darüber hinaus kann durch den Wegfall von den bisher erforderlichen, vielen dezentralen aktiv ansteuerbaren Entladungsschaltungen 5 in den einzelnen Hochvoltkomponenten 3 eine deutliche Kostenersparnis erzielt werden. Mit der Erfindung können darüber hinaus die Sicherheitsstandards für die Hochvoltabschaltung erhöht werden.
Generell kann dabei in dem elektrischen Verteiler 7 auch ein DC/DC-Wandler vorgesehen sein, über welchen die Entladung in ein Bordnetz erfolgt. Angesteuert bzw. aktiviert werden kann dabei die Entladung mittels einer Kontrolleinrichtung, welche beispielsweise ein Triggersignal zur Entladung aussendet.

Claims

Hochvoltsystem (1), insbesondere in einem elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug, mit – zumindest einer Batterie (2) und wenigstens einem darüber gespeisten Verbraucher (3), – wobei zwischen der zumindest einen Batterie (3) und dem wenigstens einen Verbraucher ein Hochvolt-Zwischenkreis (4) mit einer zentralen und aktiv ansteuerbaren Entladungsschaltung (5) vorgesehen ist, und – wobei jeder Verbraucher (3) eine passive Entladungsschaltung (6) aufweist.
Hochvoltsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale und aktiv ansteuerbare Entladungsschaltung (5) in einen elektrischen Verteiler (PDU) (7) integriert ist.