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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verteilen von Hochspannungsenergie für ein Fahrzeug, insbesondere eine Vorrichtung zum Verteilen von Hochspannungsenergie für ein Fahrzeug, in welcher ein Verriegelungs-Verbindungsteil, das eingerichtet ist, um eine Beschädigung aufgrund eines durch eine Trennung erzeugten Lichtbogenüberschlags zu verhindern, bei einer Verteilungsleitung zum Einsatz kommt.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Spannungsversorgungssysteme von Fahrzeugen im Stand der Technik sind gewöhnlich mit einem Verriegelungs-Verbindungsteil zwischen Hochspannungs-Anschlussklemmen einer Batterie und einer elektronischen Vorrichtung ausgerüstet, die mit Hochspannungsenergie von der Anschlussklemme versorgt wird. Das Verriegelungs-Verbindungsteil ist vorgesehen, um das System vor einem Funken oder einem Lichtbogen zu schützen, die erzeugt werden können, wenn ein mechanischer Schaltkontakt bei angelegter elektrischer Leistung getrennt wird.
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In den Spannungsversorgungssystemen von Fahrzeugen im Stand der Technik wird die Versorgung von Hochspannungsenergie durch ein BMS (Batterie Management System) vollständig beendet, wenn eines der Verriegelungs-Verbindungsteile unerwartet getrennt oder unterbrochen wird. Da die ganze elektrische Leistung, die den Vorrichtungen in Zusammenhang mit dem Fahren zugeführt wird, gestoppt wird, wenn eines der Verriegelungs-Verbindungsteile, welche direkt oder indirekt mit dem tatsächlichen Fahren der Fahrzeuge in Beziehung stehen können, durch z. B. einen kleinen Schlag oder einem Defekt in zugehörigen Teilen unerwartet getrennt oder unterbrochen wird, stellen die Fahrzeuge vollständig den Betrieb ein und verhindern, dass der Fahrer das Fahrzeug weiter fahren kann.
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Zum Beispiel kann die Hauptversorgung aufgrund einer Trennung oder einer Unterbrechung des Verriegelungs-Verbindungsteils, das mit einem Heizelement mit positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) verbunden ist, getrennt werden, was keinerlei tatsächliche Einwirkung auf die Sicherheit oder das Antriebssystem in Hybridfahrzeugen oder Elektrofahrzeugen hat. Da jedoch die Hauptspannungsversorgung getrennt worden ist, kann der Inverter den Antriebsmotor nicht betreiben, was zu einem Verkehrsunfall führen kann, falls das Fahrzeug zu dem Zeitpunkt der Außerbetriebnahme gerade fährt.
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Ferner, da die ganze elektrische Leistung getrennt wird, selbst wenn nur eines der Verriegelungs-Verbindungsteile in den Spannungsversorgungssystemen von Fahrzeugen im Stand der Technik unterbrochen wird, ist es schwierig, um die Verriegelungs-Verbindungsteile eines nach dem anderen zu trennen und zu testen, und demzufolge ist es schwierig, um die Wartung zu beurteilen und vorherzusagen, welche Teile betroffen sind.
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Ein Beispiel des oberhalb beschriebenen Standes der Technik ist in der koreanischen Patentanmeldung Nr.
KR 10-2011-0061057 A offenbart.
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Die obige in diesem Hintergrundabschnitt der Erfindung offenbarte Information dient nur der Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollte nicht als Bestätigung oder irgendeine Form eines Vorschlags verstanden werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde im Bestreben gemacht, um eine Vorrichtung für eine Verteilung von Hochspannung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die eingerichtet ist, um zu verhindern, dass die Hauptversorgung durch eine Trennung oder eine Unterbrechung von manchen Verriegelungs-Verbindungsteilen, die verwendet werden, um eine elektrische Leistung in dem Fahrzeug zuzuführen, getrennt wird, und ermöglicht es, um Hochspannungs-Zuleitungen unabhängig zu warten und zu analysieren.
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Verteilen von Hochspannungsenergie für ein Fahrzeug bereit, umfassend: eine Leistungsverteilungseinheit, die eingerichtet ist, um die Hauptleistung zu verteilen, die von einer Leistungsquelle an entsprechende elektronische Vorrichtungen abgegeben wird; erste Verriegelungs-Verbindungsteile, die eingerichtet sind, um die verteilte Leistung von der Leistungsverteilungseinheit mit den elektrischen Vorrichtungen durch entsprechende Kabel zu verbinden; eine Schalteinheit, umfassend Schaltelemente, die entsprechend zwischen der Leistungsverteilungseinheit und den ersten Verriegelungs-Verbindungsteilen angeordnet sind, und eine Schalterverbindung der verteilten Leistung mit den ersten Verriegelungs-Verbindungsteilen; eine Verriegelungs-Schaltung, die mit den ersten Verriegelungs-Verbindungsteilen und den elektronischen Vorrichtungen verbunden ist und getrennt wird, bevor die die verteilte Leistung übertragenden Kabel aufgrund z. B. einer Trennung oder einer Unterbrechung der ersten Verriegelungs-Verbindungsteile getrennt werden; und eine Schaltsteuerungseinheit, die eingerichtet ist, um mit den elektronischen Vorrichtungen in Verbindung zu stehen, um zu bestimmen, welche elektronischen Vorrichtungen mit der Verriegelungs-Schaltungseinheit in den elektronischen Vorrichtungen getrennt worden sind, und die Schalteinheit derart steuert, so dass die den elektronischen Vorrichtungen zugeführte verteilte Leistung, bei der bestimmt wurde, dass sie getrennt werden soll, nicht zugeführt wird.
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Die Vorrichtung zum Verteilen von Hochspannungsenergie für ein Fahrzeug kann ferner umfassen ein Gehäuse, das die Leistungsverteilungseinheit und die Schalteinheit aufnimmt, wobei das erste Verriegelungs-Verbindungsteil ein Befestigungsmodul, das mit dem Gehäuse und dem Schaltelement verbunden ist, und ein abnehmbares Modul umfassen kann, das abnehmbar mit dem Befestigungsmodul verbunden ist, und eingerichtet ist, um die durch das Befestigungsmodul übertragene verteilte Leistung an eine Außenseite des Gehäuses abzugeben, und die Verriegelungs-Schaltung kann getrennt werden, bevor das Kabel aufgrund einer Demontage des abnehmbaren Moduls von dem Befestigungsmodul getrennt wird. Die Schaltelemente können entsprechend in einem Relais angeordnet sein und eine gemeinsame Masse der Leistungsverteilungseinheit kann für eine Masse der Relaisspulen verwendet werden.
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Die Vorrichtung zum Verteilen von Hochspannungsenergie für ein Fahrzeug kann ferner zweite Verriegelungs-Verbindungsteile umfassen, die eingerichtet sind, um die verteilte Leistung, welche von den ersten Verriegelungs-Verbindungsteilen übertragen wird, zu entsprechenden elektronischen Vorrichtungen durch die Kabel zu übertragen, wobei die Verriegelungs-Schaltung zwischen das erste Verriegelungs-Verbindungsteil und das zweite Verriegelungs-Verbindungsteil angeordnet sein kann, und wenn ein oder beide des ersten Verriegelungs-Verbindungsteil und des zweiten Verriegelungs-Verbindungsteil getrennt oder unterbrochen werden, die Verriegelungs-Schaltung getrennt werden kann, bevor die Kabel aufgrund der Trennung oder Unterbrechung getrennt werden. Sicherungen, die der verteilten Leistung entsprechen, können zwischen einen Anodenelektroden-Anschluss der Leistungsverteilungseinheit und der Schalteinheit angeordnet werden.
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Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verhindert die Vorrichtung zum Verteilen von Hochspannungsenergie für ein Fahrzeug, dass die gesamte Hauptleistung aufgrund von z. B. einer Trennung oder einer Unterbrechung von zumindest einem der Verriegelungs-Verbindungsteile getrennt wird, und macht es leichter, um die Hochspannungs-Zuleitungen durch die Verriegelungs-Verbindungsteile und die Schaltelemente der Leistungsverteilungseinheit unabhängig zu warten und zu analysieren.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen weitere Merkmale und Vorteile auf, welche ersichtlich werden aus oder ausführlicher dargestellt werden in den beigefügten Zeichnungen, welche hierin enthalten sind, und der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung, welche zusammen dazu dienen, die Grundsätze der Erfindung zu erläutern.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Verteilen von Hochspannung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Verteilen von Hochspannung für ein Fahrzeug gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Es ist zu beachten, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabgerecht sind und eine etwas vereinfachte Darstellung von verschiedenen veranschaulichenden Merkmalen der Grundsätze der Erfindung darstellen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich z. B. spezifischer Abmessungen, Orientierungen, Einbauorten und Formen werden zum Teil durch die eigens dafür vorgesehene Anmeldung und der Arbeitsumgebung bestimmt.
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In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf die gleichen oder äquivalenten Teile der vorliegenden Erfindung überall in den einzelnen Figuren der Zeichnungen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Es wird nun ausführlich auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en) Bezug genommen, wobei deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind und unterhalb beschrieben werden. Obwohl die Erfindung(en) in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird (werden), ist es zu beachten, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu vorgesehen ist, die Erfindung(en) auf jene beispielhafte Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegensatz dazu ist/sind die Erfindung(en) dazu vorgesehen, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern ebenso verschiedenste Alternativen, Abänderungen, Äquivalente und weitere Ausführungsformen, welche innerhalb des Geistes und des Umfangs der Erfindung wie sie in den beigefügten Ansprüchen bestimmt ist, umfasst sein können.
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Es ist zu beachten, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder ”Fahrzeug-” oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z. B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, Wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Vorrichtung zum Verteilen von Hochspannungsenergie für ein Fahrzeug 100 eine Vorrichtung, die die durch Steuerung eines BMS (Batterie-Management-System) zugeführte Hauptleistung an ein Heizelement mit positiven Temperaturkoeffizienten (PTC), eine Klimaanlagenkomponente (air-con – A-CON), ein On-Board-Ladegerät (on-board charger – OBC), einen Niederspannungs-DC-Konverter (low voltage DC converter – LDC), und einen Inverter, der einen Fahrzeug-Antriebsmotor antreibt, verteilt. Die Vorrichtung 100 umfasst eine Leistungsverteilungseinheit 110, ein erstes Verriegelungs-Verbindungsteil 120, ein zweites Verriegelungs-Verbindungsteil 125, eine Schalteinheit 130, eine Verriegelungs-Schalteinheit 140 und eine Schaltsteuerungseinheit 150.
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Wenn die Verriegelungs-Schalteinheit 140 getrennt wird, ist eine Vorrichtung zum Verteilen von Hochspannungsenergie für ein Fahrzeug 100 eingerichtet, um die Leistung zu genau den elektronischen Vorrichtungen abzutrennen, die mit dem getrennten Verriegelungs-Verbindungsteil verbunden sind. Wie oberhalb beschrieben, ist die vorliegende Erfindung im Gegensatz zum Stand er Technik in der Lage, um die Abschaltung der Leistung an Vorrichtungen zu verhindern, die durch die Trennung nicht betroffen sind.
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Die Leistungsverteilungseinheit 110 führt eine entsprechende verteilte Leistung an eine Mehrzahl von elektronischen Vorrichtungen, zum Beispiel ein Heizelement mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC), eine Klimaanlagenkomponente (A-CON), ein On-Board-Ladegerät (OBC), einen Niederspannungs-DC-Konverter (LDC) und einen Inverter, der einen Fahrzeug-Antriebsmotor antreibt, durch die Hauptleistung zu, die von der in dem Fahrzeug montierten Hauptbatterie gemäß der Steuerung eines Batterie-Management-Systems (BMS) zugeführt wird. Die Sicherungen 102 sind zwischen einem Anodenelektroden-Anschluss (z. B. eine +Stromschiene) der Leistungsverteilungseinheit 110 und den Schaltelementen 1305 angeordnet.
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Wie in 1 gezeigt, wird die verteilte Leistung von der Leistungsverteilungseinheit 110 an das Heizelement mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC), eine Klimaanlagenkomponente (A-CON), ein On-Board-Ladegerät (OBC), einen Niederspannungs-DC-Konverter (LDC) durch das erste Verriegelungs-Verbindungsteil 120 und das zweite Verriegelungs-Verbindungsteil 125 übertragen. Das erste Verriegelungs-Verbindungsteil 120 ist mit einer Seite eines Gehäuses 160 verbunden, so dass die verteilte Leistung von der Leistungsverteilungseinheit 110 abgegeben wird, um den elektronischen Vorrichtungen zu entsprechen. Das Gehäuse 160 nimmt die Leistungsverteilungseinheit 110 und die Schalteinheit 130 auf. Das heißt, das erste Verriegelungs-Verbindungsteil 120 ist gebildet aus einem Befestigungsmodul 1202, das mit dem Gehäuse 160 verbunden ist und mit einem Schaltelement 1305 verbunden ist, und einem abnehmbaren Modul 1204, das abnehmbar mit dem Befestigungsmodul 1202 verbunden ist. Das abnehmbare Modul 1204 ist mit den zweiten Verriegelungs-Verbindungsteil 125 durch ein Kabel verbunden und überträgt die verteilte Leistung an das zweite Verriegelungs-Verbindungsteil 125.
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Das zweite Verriegelungs-Verbindungsteil 125 ist mit einer entsprechenden elektronischen Vorrichtung durch ein Kabel verbunden und überträgt die verteilte Leistung, die durch das erste Verriegelungs-Verbindungsteil 120 übertragen wird. Die zweiten Verriegelungs-Verbindungsteile 125 sind mit den ersten Verriegelungs-Verbindungsteilen 120 durch die Kabel verbunden und übertragen die verteilte Leistung, die durch die ersten Verriegelungs-Verbindungsteile 120 an die elektronischen Vorrichtungen abgegeben wird.
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Die Schalteinheit 130 umfasst Schaltelemente 1305, die zwischen der Leistungsverteilungseinheit 110 und den ersten Verriegelungs-Verbindungsteilen 120 angeordnet sind. Die Schaltelemente 1305 werden geschaltet, um wahlweise die verteilte Leistung von der Leistungsverteilungseinheit 110 durch die Steuerung einer Schaltsteuerungseinheit 150 mit entsprechenden ersten Verriegelungs-Verbindungsteilen 120 zu verbinden oder zu unterbrechen.
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Die Schaltelemente 1305 können in einem Relais angeordnet sein, und wie in 1 gezeigt, kann eine gemeinsame Masse (z. B. –STROMSCHIENE) der Leistungsverteilungseinheit 110 als eine Masse für die Spulen der Relais verwendet werden. Ein Signal zum Ansteuern der Relaisspule wird durch einen Relaisspulen-Anschluss 170 übertragen, der durch eine Seite des Gehäuses 160 angeordnet ist. Das Signal zum Ansteuern der Relaisspule wird durch die Schaltsteuerungseinheit 150 erzeugt.
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Die Verriegelungs-Schalteinheit 140 ist wie in 1 gezeigt zwischen dem ersten Verriegelungs-Verbindungsteil 120 und dem zweiten Verriegelungs-Verbindungsteil 125 angeordnet und mit einer entsprechenden elektronischen Vorrichtung verbunden. Die Verriegelungs-Schalteinheit 140 wird getrennt, bevor das Kabel, das die verteilte Leistung an die elektronischen Vorrichtungen überträgt, getrennt wird, wenn das Kabel aufgrund einer Trennung oder einer Unterbrechung des ersten Verriegelungs-Verbindungsteils 120 und/oder des zweiten Verriegelungs-Verbindungsteils 125 getrennt wird.
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Die Schaltsteuerungseinheit 150 steht mit den elektronischen Vorrichtungen in Verbindung, überprüft oder bestimmt, welche elektronischen Vorrichtungen mit der Verriegelungs-Schalteinheit 140 getrennt werden, und steuert die Schalteinheit 130 derart, so dass die verteilte Leistung nicht den elektronischen Vorrichtungen zugeführt wird, bei welchen bestimmt worden ist, dass sie getrennt werden. Zum Beispiel, wenn die elektronische Vorrichtung, bei welcher bestimmt worden ist, dass sie von der Verriegelungs-Schalteinheit 140 getrennt werden soll, das Heizelement mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) ist, wird ”A” in den Schaltelementen 1305 entsprechend dem Heizelement mit positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) in der Schalteinheit 130 geöffnet und die verteilte Leistung entsprechend dem Heizelement mit positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) wird getrennt. Das heißt, die Schaltsteuerungseinheit 150 liefert ein Steuersignal zum Ansteuern der Spule des Relais, dass das ”A” Schaltelement ist. Das Steuersignal kann an das Schaltelement 1305 durch einen Relaisspulen-Anschluss 170 übertragen werden, der durch eine Seite des Gehäuses 160 angeordnet ist. Wenn das erste Verriegelungs-Verbindungsteil 120 aus einem Befestigungsmodul 1202 und einem abnehmbaren Modul 1204 gebildet ist, wird die Verriegelungs-Schalteinheit 140 getrennt, selbst wenn das abnehmbare Modul 1204 von dem Befestigungsmodul 1202 abgenommen wird.
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Eine Vorrichtung für eine Verteilung von Hochspannung für ein Fahrzeug 200 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist wie in 2 gezeigt mit nur einem Verriegelungs-Verbindungsteil ausgestattet. Das heißt, das zweite Verriegelungs-Verbindungsteil 125 ist in der in 1 gezeigten Anordnung weggelassen. Ein erstes Verriegelungs-Verbindungsteil 200 gemäß dem Ausführungsbeispiel verbindet eine verteilte Leistung von einer Leistungsverteilungseinheit 210 mit elektronischen Vorrichtungen durch Kabel. Eine Verriegelungs-Schalteinheit 240 ist wie in 2 gezeigt zwischen einem ersten Verriegelungs-Verbindungsteil 220 und einer entsprechenden elektronischen Vorrichtung angeordnet und wird getrennt, bevor das die verteilte Leistung übertragende Kabel aufgrund einer Trennung oder Unterbrechung des ersten Verriegelungs-Verbindungsteils 220 getrennt wird. Das heißt, wenn das erste Verriegelungs-Verbindungsteil 220 getrennt oder unterbrochen wird, wird die Verriegelungs-Schalteinheit 240 wie in 1 gezeigt getrennt, bevor das Kabel, das die zu den elektronischen Vorrichtungen zugeführte verteilte Leistung überträgt, aufgrund der Trennung oder Unterbrechung getrennt wird. Die Schaltsteuerungseinheit 250 überprüft die elektronischen Vorrichtungen, die von der Verriegelungs-Schalteinheit 240 in den angeschlossenen elektronischen Vorrichtungen getrennt werden, und steuert die Schalteinheit 230, um die verteilte Leistung zu trennen, die den elektronischen Vorrichtungen, bei welchen bestimmt worden ist, dass sie getrennt werden sollen, zugeführt wird.
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Eine Vorrichtung zum Verteilen von Hochspannungsenergie für ein Fahrzeug 200 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann zum Einsatz kommen, wenn lediglich ein Verriegelungs-Verbindungsteil gemäß der Anordnung des Fahrzeugs, in welchem eine Hochspannungs-Leistungsverteilungsleitung angeordnet ist, bereitgestellt wird.
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Die vorhergehenden Beschreibungen der bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung dargelegt. Sie sind nicht erschöpfend und nicht dazu vorgesehen, um die Erfindung auf die exakten offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Modifikationen und Änderungen im Lichte der oberhalb genannten Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um es einem anderen Fachmann zu ermöglichen, verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, ebenso wie verschiedene Alternativen und Modifikationen hiervon zu bilden und zu verwenden. Es ist vorgesehen, dass der Umfang der Erfindung durch die hierzu beigefügten Ansprüche und ihren Äquivalenten bestimmt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2011-0061057 A [0006]
