DE102011102200A1

DE102011102200A1 - Electrical system of e.g. motor vehicle, has traction battery electrically connected to electrical connector of power converter, and electrical distribution device electrically connected to electrical connection of power converter

Info

Publication number: DE102011102200A1
Application number: DE201110102200
Authority: DE
Inventors: Dr. Borngräber Ralf; Christian Fischer; Lutz Elsholz
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2011-05-21
Filing date: 2011-05-21
Publication date: 2012-11-22

Abstract

The electrical system (1) has a traction battery (2) and a power converter (4) comprising an electrical connector (16) for the traction battery and an electrical connection (15) for an electric machine and an electrical connection (14). The traction battery is directly electrically connected to the electrical connector (16). An electrical distribution device is directly electrically connected to the electrical connection (14). An independent claim is included for method for distribution of electrical power in electrical system of motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches System eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zur Verteilung elektrischer Energie in einem elektrischen System.The invention relates to an electrical system of a motor vehicle and to a method for distributing electrical energy in an electrical system.

In Elektro- oder Hybridfahrzeugen dient ein elektrisches System, das auch als Hochvolt-System bezeichnet werden kann, zur Verteilung elektrischer Energie. Insbesondere kann mittels des elektrischen Systems elektrische Energie aus einer Traktionsbatterie an eine Elektromaschine, die zum Antrieb des Elektro- oder Hybridfahrzeuges dient, und an weitere Hochvolt-Komponenten überfragen werden. Hochvolt-Komponenten sind beispielsweise ein Klimakompressor, ein Servomotor einer elektromechanischen Lenkung oder eine PTC-Heizung.In electric or hybrid vehicles, an electrical system, which can also be referred to as a high-voltage system, is used to distribute electrical energy. In particular, by means of the electrical system, electrical energy can be transferred from a traction battery to an electric machine, which serves to drive the electric or hybrid vehicle, and to further high-voltage components. High-voltage components include, for example, an air-conditioning compressor, a servomotor of an electromechanical steering or a PTC heater.

Weiter umfasst das Elektro- oder Hybridfahrzeug in der Regel ein weiteres elektrisches System, welches auch als so genanntes Niedervolt-System bezeichnet werden kann. An das Niedervolt-System sind beispielsweise Steuergeräte angeschlossen, um mit elektrischer Energie versorgt zu werden.Further, the electric or hybrid vehicle usually includes another electrical system, which may also be referred to as a so-called low-voltage system. To the low-voltage system, for example, control devices are connected to be supplied with electrical energy.

In dem Hochvolt-System erfolgt eine Verteilung elektrischer Energie über einen so genannten Traktionsnetzverteiler. Dieser ist als separates Bauteil ausgebildet und direkt elektrisch mit der Traktionsbatterie verbunden. An den Traktionsnetzverteiler sind alle verbleibenden Hochvolt-Komponenten des Hochvolt-Systems und ein Stromrichter angeschlossen. Der Stromrichter dient hierbei in einem motorischen Betriebsmodus einer Wechselrichtung einer Gleichspannung, die von der Traktionsbatterie geliefert wird. In einem generatorischen Betriebsmodus dient der Stromrichter einer Gleichrichtung einer Wechselspannung, die von der Elektromaschine erzeugt wird.In the high-voltage system, a distribution of electrical energy takes place via a so-called traction network distributor. This is designed as a separate component and directly electrically connected to the traction battery. All remaining high-voltage components of the high-voltage system and a power converter are connected to the traction network distributor. In this case, the power converter is used in a motor operating mode of an alternating direction of a DC voltage which is supplied by the traction battery. In a generator operating mode, the power converter rectifies an AC voltage generated by the electric machine.

Durch die Ausbildung des Traktionsnetzverteilers als separates Bauteil ergibt sich nachteilhaft eine große Anzahl von erforderlichen elektrischen Leitungen, Verbindungsstellen und ein erhöhter Bauraumbedarf.Due to the design of the traction network distributor as a separate component, there is disadvantageously a large number of required electrical lines, connection points and an increased space requirement.

Die DE 10 2009 016 912 A1 offenbart ein Verfahren zum Bereitstellen einer elektrischen Spleißung zwischen einer ersten und einer zweiten Hochspannungskomponente in einem Fahrzeug. Hierbei offenbart die Druckschrift, dass eine Leistungsverteilungsbox (PDB) mit einer Hochspannungskomponente zusammengebaut werden kann.The DE 10 2009 016 912 A1 discloses a method for providing an electrical splice between a first and a second high voltage component in a vehicle. Here, the document discloses that a power distribution box (PDB) can be assembled with a high voltage component.

Die DE 10 2006 034 020 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einer Elektromaschine, wobei das Kraftfahrzeug durch den Verbrennungsmotor und/oder die Elektromaschine antreibbar ist. Werter offenbart die Druckschrift eine Leistungselektronik, wobei die Leistungselektronik, die eine Hochvolt-Zuleitung, eine Gleichstromstellereinheit mit einem Niedervolt-Ausgang, eine Wechselrichtereinheit, die die Gleichspannung eines Energiespeichers in Wechselspannung für ein Zusatzaggregat umwandelt, und eine Gleichstromstellereinheit und/oder der Wechselrichtereinheit zugeordnete erste Steuereinheit umfasst, als Modul ausgebildet ist.The DE 10 2006 034 020 A1 discloses a motor vehicle with an internal combustion engine, an electric machine, wherein the motor vehicle is driven by the internal combustion engine and / or the electric machine. Werter discloses the document a power electronics, wherein the power electronics, the high-voltage supply line, a DC actuator unit with a low-voltage output, an inverter unit that converts the DC voltage of an energy storage in AC voltage for an additional unit, and a DC actuator unit and / or the inverter unit associated first Control unit comprises, is designed as a module.

Es stellt sich das technische Problem, ein elektrisches System sowie ein Verfahren zum Verteilen elektrischer Energie in dem elektrischen System zu schaffen, welche einen Bauraumbedarf für Elemente des elektrischen Systems und eine Anzahl sowie Länge von elektrischen Leitungen reduzieren und die Anzahl erforderlicher Anschlussstellen minimieren.The technical problem arises of providing an electrical system and a method for distributing electrical energy in the electrical system, which reduce the space required for elements of the electrical system and a number and length of electrical lines and minimize the number of required connection points.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich aus den Gegenständen mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 7. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution of the technical problem results from the objects with the features of claims 1 and 7. Further advantageous embodiments emerge from the dependent claims.

Vorgeschlagen wird ein elektrisches System eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug kann ein Elektrofahrzeug, ein Hybridfahrzeug oder ein so genanntes Plug-in-Hybridfahrzeug sein. Hierbei weisen das Elektrofahrzeug und das Plug-in-Hybridfahrzeug eine Ladeschnittstelle auf, mittels derer das elektrische System mit einem externen Stromnetz verbunden werden kann, beispielsweise um eine Traktionsbatterie des Fahrzeuges zu laden. Die Ladeschnittstelle kann hierbei eine Schnittstelle eines Ladegeräts sein, welches im Elektrofahrzeug oder Plug-in-Hybridfahrzeug angeordnet ist. Ein reines Hybridfahrzeug weist kein derartiges Ladegerät oder keine derartige Ladeschnittstelle auf.Proposed is an electrical system of a motor vehicle. The motor vehicle may be an electric vehicle, a hybrid vehicle or a so-called plug-in hybrid vehicle. Here, the electric vehicle and the plug-in hybrid vehicle on a charging interface, by means of which the electrical system can be connected to an external power grid, for example, to load a traction battery of the vehicle. The charging interface may be an interface of a charger which is arranged in the electric vehicle or plug-in hybrid vehicle. A pure hybrid vehicle does not have such a charger or such a charging interface.

Das elektrische System umfasst mindestens eine Traktionsbatterie und mindestens einen Stromrichter. Die Traktionsbatterie dient eine Speicherung von elektrischer Energie zur Energieversorgung des elektrischen Systems, welches auch als Hochvolt-System bezeichnet werden kann. Die Traktionsbatterie und der Stromrichter sind hierbei Hochvolt-Komponenten.The electrical system comprises at least one traction battery and at least one power converter. The traction battery is used to store electrical energy to power the electrical system, which can also be referred to as a high-voltage system. The traction battery and the power converter are high-voltage components.

Der Stromrichter dient einer Wechselrichtung oder einer Gleichrichtung einer elektrischen Spannung. Z. B. dient der Stromrichter in einem motorischen Betriebsmodus des Elektro- oder Hybridfahrzeuges einer Wechselrichtung einer Gleichspannung, die von der Traktionsbatterie als Ausgangsspannung bereitgestellt wird. In einem generatorischen Betriebsmodus dient der Stromrichter einer Gleichrichtung einer Wechselspannung, die von einer Elektromaschine bereitgestellt wird, falls diese aus einer kinetischen Energie des Elektro- oder Hybridfahrzeuges elektrische Wechselgrößen erzeugt.The power converter serves an alternating direction or a rectification of an electrical voltage. For example, in a motor operation mode of the electric or hybrid vehicle, the power converter serves an AC direction of a DC voltage provided from the traction battery as an output voltage. In a regenerative operating mode, the power converter rectifies an AC voltage provided by an electric machine if it generates electrical alternating quantities from a kinetic energy of the electric or hybrid vehicle.

Der Stromrichter weist mindestens einen ersten elektrischen Anschluss für die Traktionsbatterie, mindestens einen zweiten elektrischen Anschluss für eine Elektromaschine und mindestens einen weiteren elektrischen Anschluss, der auch als Nebenanschluss oder Nebenabgriff bezeichnet werden kann, auf. Die Traktionsbatterie ist direkt elektrisch mit dem ersten elektrischen Anschluss verbunden. Eine Elektromaschine kann direkt elektrisch mit dem zweiten elektrischen Anschluss verbunden werden. Insbesondere ist die Elektromaschine direkt elektrisch mit dem zweiten elektrischen Anschluss verbindbar. Der erste und der zweite elektrische Anschluss sind so genannte Hochvolt-Anschlüsse, die für eine Übertragung von Spannungen von beispielsweise 380 V ausgelegt sind. The power converter has at least one first electrical connection for the traction battery, at least one second electrical connection for an electric machine and at least one further electrical connection, which can also be referred to as a secondary connection or secondary tap. The traction battery is directly electrically connected to the first electrical connection. An electric machine can be electrically connected directly to the second electrical connection. In particular, the electric machine is directly electrically connected to the second electrical connection. The first and the second electrical connection are so-called high-voltage connections, which are designed for a transmission of voltages of 380 V, for example.

Erfindungsgemäß ist eine elektrische Verteilereinrichtung direkt elektrisch mit dem mindestens einen weiteren elektrischen Anschluss, also dem Nebenanschluss oder Nebenabgriff, verbindbar. Die elektrische Verteilereinrichtung kann hierbei auch als Traktionsnetzverteiler bezeichnet werden. Mittels der Verteilereinrichtung kann ein Teil der elektrischen Energie, die von der Traktionsbatterie an den Stromrichter übertragen wird, im erfindungsgemäßen elektrischen System verteilt werden. Beispielsweise kann die elektrische Energie an Hochvolt-Komponenten, die an die elektrische Verteilereinrichtung angeschlossen sind, verteilt werden.According to the invention, an electrical distributor device can be electrically connected directly to the at least one further electrical connection, that is to say the auxiliary connection or secondary tap. The electrical distribution device can also be referred to as a traction network distributor. By means of the distribution device, a part of the electrical energy which is transmitted from the traction battery to the power converter can be distributed in the electrical system according to the invention. For example, the electrical energy can be distributed to high-voltage components that are connected to the electrical distribution device.

Hierbei ist der mindestens eine weitere elektrische Anschluss für eine Betriebsspannung ausgelegt, die kleiner als die Traktionsnetzspannung ist und beispielsweise 48 V beträgt.In this case, the at least one further electrical connection is designed for an operating voltage which is smaller than the traction network voltage and is 48 V, for example.

Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass elektrische Energie direkt von der Traktionsbatterie an eine an den zweiten elektrischen Anschluss des Stromrichters angeschlossene Elektromaschine übertragen werden kann, ohne dass diese elektrische Energie zuerst über eine Verteilereinrichtung geführt werden muss. Insbesondere kann die Elektromaschine ausschließlich über den Stromrichter mit der Traktionsbatterie verbunden sein und nicht über eine Reihenschaltung aus Stromrichter und Traktionsnetzverteiler. Die elektrische Verteilereinrichtung, die an den Nebenanschluss angeschlossen werden kann, muss hierbei in vorteilhafter Weise nicht für hohe Betriebsspannungen ausgelegt sein. Hierdurch kann eine derartige Verteilereinrichtung baulich kleiner ausgelegt werden, wodurch sich in vorteilhafter Weise eine Verringerung des Bauraumbedarfs für das elektrische System ergibt. Weiter ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass eine bisher notwendige elektrische Leitung, die einer Übertragung von elektrischer Antriebsenergie zwischen Verteilereinrichtung und Stromrichter dient, durch eine elektrische Leitung ersetzt werden kann, die für eine Übertragung geringerer Energie ausgelegt sein kann. Hierdurch kann z. B. ein Leitungsquerschnitt reduziert und Kosten und Material eingespart werden.This results in an advantageous manner that electrical energy can be transmitted directly from the traction battery to a connected to the second electrical connection of the power converter electric machine, without that electrical energy must first be routed through a distribution device. In particular, the electric machine can be connected exclusively via the power converter with the traction battery and not via a series circuit of converter and traction network distributor. The electrical distribution device that can be connected to the auxiliary connection, this must not be designed for high operating voltages in an advantageous manner. As a result, such a distribution device can be made structurally smaller, which results in a reduction in the space requirement for the electrical system in an advantageous manner. Next results in an advantageous manner that a hitherto necessary electrical line, which serves a transmission of electrical drive energy between distribution device and power converter, can be replaced by an electrical line, which can be designed for a transmission of lower energy. As a result, z. B. reduced a line cross-section and costs and material can be saved.

Weiter ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass das vorgeschlagene elektrische System variabel in Elektrofahrzeugen, in reinen Hybridfahrzeugen oder in Plug-in-Hybridfahrzeugen eingesetzt werden kann. Dies wird nachfolgend näher erläutert.It also results in an advantageous manner that the proposed electrical system can be variably used in electric vehicles, in pure hybrid vehicles or in plug-in hybrid vehicles. This will be explained in more detail below.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das elektrische System zusätzlich eine elektrische Verteilereinrichtung, wobei die elektrische Verteilereinrichtung direkt elektrisch mit dem mindestens einen weiteren elektrischen Anschluss, also dem Nebenanschluss oder Nebenabgriff, verbunden ist. Hierbei ist die elektrische Verteilereinrichtung nicht in den Stromrichter baulich integriert, sondern als separates Bauteil ausgebildet. Es ergibt sich jedoch in vorteilhafter Weise, dass eine derart separat ausgebildete Verteilereinrichtung geringeren Bauraumbedarf aufweist als eine Verteilereinrichtung, die auch zur Verteilung elektrischer Energie zum Antrieb des Elektro- oder Hybridfahrzeuges dient. Beispielsweise kann die elektrische Verteilereinrichtung und der Stromrichter über mindestens eine elektrische Leitung elektrisch verbunden werden, die nicht für eine Übertragung elektrischer Antriebsenergie, sondern nur zur Übertragung von elektrischer Energie zur Versorgung weiterer Hochvolt-Komponenten ausgelegt sein muss. Hierbei kann die elektrische Verteilereinrichtung von dem Stromrichter getrennt im Elektro- oder Hybridfahrzeug angeordnet werden.In a further embodiment, the electrical system additionally comprises an electrical distributor device, wherein the electrical distributor device is directly electrically connected to the at least one further electrical connection, that is to say the auxiliary connection or secondary tap. Here, the electrical distribution device is not structurally integrated into the power converter, but designed as a separate component. However, it results in an advantageous manner that such a separately formed distribution device has a smaller space requirement than a distribution device, which also serves to distribute electrical energy to drive the electric or hybrid vehicle. For example, the electrical distribution device and the power converter can be electrically connected via at least one electrical line, which need not be designed for a transmission of electrical drive energy, but only for the transmission of electrical energy to supply additional high-voltage components. In this case, the electrical distribution device can be arranged separately from the power converter in the electric or hybrid vehicle.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektrische Verteilereinrichtung als separates, individuelles Bauteil ausgebildet. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass keine bautechnisch und schaltungstechnisch anspruchsvolle Integration einer Verteilereinrichtung in einen Stromrichter erfolgen muss. Die Verteilereinrichtung selbst kann, wie vorhergehend erläutert, hierdurch in vorteilhafter Weise einen geringeren Bauraumbedarf aufweisen und räumlich getrennt von dem Stromrichter im Elektro- oder Hybridfahrzeug angeordnet werden.In a preferred embodiment, the electrical distribution device is designed as a separate, individual component. This results in an advantageous manner that no structurally and circuitry sophisticated integration of a distribution device must be made in a power converter. The distribution device itself can, as previously explained, thereby advantageously have a smaller space requirement and be arranged spatially separated from the power converter in the electric or hybrid vehicle.

In einer alternativen Ausführungsform umfasst das elektrische System mindestens eine erweiterte Hochvolt-Komponente, wobei die elektrische Verteilereinrichtung in die mindestens eine erweiterte Hochvolt-Komponente integriert ist. Hierbei kann die Verteilereinrichtung also baulich in die erweiterte Hochvolt-Komponente integriert sein. Die erweiterte Hochvolt-Komponente kann hierbei jede Hochvolt-Komponente des elektrischen Systems mit Ausnahme der Traktionsbatterie, des Stromrichters und der Elektromaschine sein. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass die Verteilereinrichtung nicht als separates Bauteil ausgebildet werden muss, für welches ein vorbestimmter Bauraum bereitgestellt werden muss. Durch eine bauliche Integration der Verteilereinrichtung in die erweiterte Hochvolt-Komponente kann hierdurch in vorteilhafter Weise weiterer Bauraum eingespart werden, wobei zusätzlich der vorhergehend genannte Vorteil einer direkten Übertragung elektrischer Energie von der Traktionsbatterie über den Stromrichter zu der Elektromaschine erhalten bleibt.In an alternative embodiment, the electrical system comprises at least one extended high-voltage component, wherein the electrical distribution device is integrated into the at least one extended high-voltage component. In this case, the distribution device can thus be structurally integrated into the extended high-voltage component. The extended high-voltage component may be any high-voltage component of the electrical system except the traction battery, the power converter and the electric machine. This results in an advantageous manner that the distributor device does not have to be formed as a separate component, for which a predetermined space must be provided. Through a structural integration of Distributor device in the extended high-voltage component can be saved thereby advantageously further space, in addition, the above-mentioned advantage of a direct transfer of electrical energy from the traction battery via the converter to the electric machine is maintained.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erweiterte Hochvolt-Komponente eine Ladeschnittstelle oder ein Ladegerät des Fahrzeuges, insbesondere des Elektrofahrzeuges oder des Plug-in-Hybridfahrzeuges. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass elektrische Energie mittels der Verteilereinrichtung sowohl in einem Normalbetrieb des Fahrzeuges als auch in einem Ladebetrieb des Fahrzeuges verteilt werden kann. Im Normalbetrieb kann elektrische Energie aus der Traktionsbatterie und/oder von der Elektromaschine erzeugte elektrische Energie auf die Hochvolt-Komponenten verteilt werden. Im Ladebetrieb kann aus einem externen Stromnetz z. B. über ein Ladekabel in das elektrische System des Fahrzeuges übertragene elektrische Energie direkt an der Ladeschnittstelle oder dem Ladegerät weiter verteilt werden. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass elektrische Energie aus einem externen Stromnetz nicht in unnötiger Weise von der Ladeschnittstelle oder dem Ladegerät an die Verteilereinrichtung, z. B. über separate Leitungen, übertragen werden muss, sondern direkt an der Ladeschnittstelle oder dem Ladegerät an weitere Hochvolt-Komponenten verteilt werden kann.In a preferred embodiment, the extended high-voltage component is a charging interface or a charger of the vehicle, in particular the electric vehicle or the plug-in hybrid vehicle. This results in an advantageous manner that electrical energy can be distributed by means of the distribution device both in a normal operation of the vehicle and in a loading operation of the vehicle. In normal operation, electrical energy from the traction battery and / or electrical energy generated by the electric machine can be distributed to the high-voltage components. In charging mode can be from an external power supply z. B. via a charging cable in the electrical system of the vehicle electrical energy transmitted directly to the charging interface or the charger to be further distributed. This results in an advantageous manner that electrical energy from an external power supply not unnecessarily from the charging interface or the charger to the distribution device, for. B. via separate lines, must be transferred, but can be distributed directly to the charging interface or the charger to other high-voltage components.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das elektrische System mindestens eine weitere Hochvolt-Komponente, wobei die mindestens eine weitere Hochvolt-Komponente elektrisch direkt und ausschließlich mit der elektrischen Verteilereinrichtung verbunden ist. Die mindestens eine weitere Hochvolt-Komponente kann beispielsweise ein Klimakompressor, eine PTC-Heizung oder ein Servomotor eines elektromechanischen Lenksystems sein. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass mittels der Verteilereinrichtung elektrische Energie an die mindestens eine weitere Hochvolt-Komponente im Normalbetrieb als auch im Ladebetrieb verteilt werden kann.In a further embodiment, the electrical system comprises at least one further high-voltage component, wherein the at least one further high-voltage component is electrically connected directly and exclusively to the electrical distribution device. The at least one further high-voltage component can be, for example, an air-conditioning compressor, a PTC heater or a servomotor of an electromechanical steering system. This results in an advantageous manner that by means of the distribution device electrical energy can be distributed to the at least one further high-voltage component in normal operation as well as in the charging operation.

Insgesamt ergibt sich durch das vorgeschlagene elektrische System in vorteilhafter Weise, dass das elektrische System variabel sowohl in Elektrofahrzeugen oder Plug-in-Hybridfahrzeugen als auch in reinen Hybridfahrzeugen eingesetzt werden kann. In Elektrofahrzeugen oder Plug-in-Hybridfahrzeugen kann die elektrische Verteilereinrichtung vorzugsweise in der Ladeschnittstelle oder dem Ladegerät baulich integriert sein. Hierbei kann die Ladeschnittstelle oder das Ladegerät direkt elektrisch mit dem mindestens einen weiteren Anschluss des Stromrichters elektrisch verbunden sein. An das Ladegerät oder die Ladeschnittstelle, insbesondere an die elektrische Verteilereinrichtung, können dann die weiteren Hochvolt-Komponenten, beispielsweise ein Klimakompressor, angeschlossen sein. In einem reinen Hybridfahrzeug kann, da keine Ladeschnittstelle oder kein Ladegerät erforderlich ist, eine Hochvolt-Komponente, insbesondere ein Klimakompressor, elektrisch direkt mit dem mindestens einen weiteren Anschluss des Stromrichters verbunden werden. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass das vorgeschlagene elektrische System in verschiedenen Varianten elektrisch angetriebener Fahrzeuge eingesetzt werden kann.Overall, the proposed electrical system advantageously results in that the electrical system can be variably used both in electric vehicles or plug-in hybrid vehicles and in purely hybrid vehicles. In electric vehicles or plug-in hybrid vehicles, the electrical distribution device may preferably be structurally integrated in the charging interface or the charger. In this case, the charging interface or the charger can be electrically connected directly to the at least one further connection of the power converter. The further high-voltage components, for example an air-conditioning compressor, can then be connected to the charger or the charging interface, in particular to the electrical distribution device. In a pure hybrid vehicle, since no charging interface or charger is required, a high-voltage component, in particular an air-conditioning compressor, can be electrically connected directly to the at least one further connection of the power converter. This results in an advantageous manner that the proposed electrical system can be used in different variants of electrically powered vehicles.

Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Verteilung elektrischer Energie in einem elektrischen System eines Kraftfahrzeugs, insbesondere in einem elektrischen System eines Elektrofahrzeugs, eines Hybridfahrzeugs oder eines Plug-in-Hybridfahrzeugs. Hierbei ist das elektrische System wie vorhergehend beschrieben ausgebildet.Further proposed is a method for distributing electrical energy in an electrical system of a motor vehicle, in particular in an electrical system of an electric vehicle, a hybrid vehicle or a plug-in hybrid vehicle. Here, the electrical system is designed as previously described.

Erfindungsgemäß wird elektrische Energie über den mindestens ersten, den mindestens zweiten und den mindestens einen weiteren elektrischen Anschluss zwischen der Traktionsbatterie, der Elektromaschine und mindestens einer weiteren Hochvolt-Komponente, die an den weiteren elektrischen Anschluss des Stromrichters anschließbar ist, übertragen. Hierbei ist eine elektrische Energie in vorteilhafter Weise direkt von der Traktionsbatterie an den Stromrichter und von dort aus an eine gegebenenfalls an den Stromrichter angeschlossene Elektromaschine übertragbar. Insbesondere muss elektrische Energie nicht zuerst über eine elektrische Vertailereinrichtung geführt werden, um von der Traktionsbatterie an den Stromrichter übertragen zu werden.According to the invention, electrical energy is transmitted via the at least first, the at least second and the at least one further electrical connection between the traction battery, the electric machine and at least one further high-voltage component which can be connected to the further electrical connection of the power converter. In this case, an electrical energy is advantageously transferable directly from the traction battery to the power converter and from there to an optionally connected to the power converter electric machine. In particular, electrical energy does not have to be routed first via an electric vertailer to be transmitted from the traction battery to the power converter.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das elektrische System zusätzlich eine elektrische Verteilereinrichtung. Die elektrische Verteilereinrichtung ist direkt elektrisch mit dem mindestens einen weiteren elektrischen Anschluss des Stromrichters verbunden. Hierbei kann elektrische Energie über den mindestens ersten, den mindestens zweiten elektrischen Anschluss und die elektrische Verteilereinrichtung zwischen der Traktionsbatterie, der Elektromaschine und mindestens einer weiteren Hochvolt-Komponente, die an die elektrische Verteilereinrichtung anschließbar ist, übertragen werden. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine elektrische Energieverteilung im elektrischen System, die keine Erweiterung eines Stromrichters durch Integration einer Verteilereinrichtung in den Stromrichter benötigt.In a further embodiment, the electrical system additionally comprises an electrical distribution device. The electrical distribution device is directly electrically connected to the at least one further electrical connection of the power converter. This can be electrical energy over the at least first, the at least second electrical connection and the electrical distribution device between the traction battery, the electric machine and at least one further high-voltage component, which is connectable to the electrical distribution device, are transmitted. This results in an advantageous manner an electrical energy distribution in the electrical system, which does not require the extension of a power converter by integration of a distribution device in the power converter.

In einer weiteren Ausführungsform ist die elektrische Verteilereinrichtung in eine Ladeschnittstelle oder ein Ladegerät des Kraftfahrzeugs integriert, wobei elektrische Energie über den mindestens ersten, den mindestens zweiten elektrischen Anschluss und die elektrische Verteilereinrichtung zwischen der Traktionsbatterie, der Elektromaschine, dem Ladegerät oder der Ladeschnittstelle und mindestens einer weiteren Hochvolt-Komponente, die an die Ladeschnittstelle oder das Ladegerät anschließbar ist, übertragen werden kann. Auch kann elektrische Energie, die von einem externen Stromnetz in das elektrische System mittels der Ladeschnittstelle oder dem Ladegerät übertragen wird, in vorteilhafter Weise in dem elektrischen System mittels der elektrischen Verteilereinrichtung verteilt werden.In a further embodiment, the electrical distribution device is integrated in a charging interface or a charging device of the motor vehicle, wherein electrical energy via the at least first, the at least second electrical connection and the electrical distribution device between the traction battery, the electric machine, the charger or the charging interface and at least one another high-voltage component that can be connected to the charging interface or the charger can be transferred. Also, electrical energy transmitted from an external power network to the electrical system via the charging interface or the charger may be advantageously distributed in the electrical system by means of the electrical distribution device.

Die Erfindung wird anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Fig. zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to two embodiments. The figures show:

1 ein elektrisches System eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges (Stand der Technik), 1 an electric system of an electric or hybrid vehicle (prior art),

2 ein elektrisches System eines reinen Hybridfahrzeuges, 2 an electric system of a pure hybrid vehicle,

3 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Systems eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, 3 a first embodiment of an electrical system according to the invention of an electric or hybrid vehicle,

4 eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Systems eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs und 4 Another embodiment of an electrical system of an electric or hybrid vehicle and

5 eine schematische Darstellung von Klassen von Hochvolt-Kontaktierungen. 5 a schematic representation of classes of high-voltage contacts.

Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen.Hereinafter, like reference numerals designate elements having the same or similar technical features.

In 1 ist ein schematischer Schaltungsplan eines elektrischen Systems 1 eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Das elektrische System 1 umfasst eine Traktionsbatterie 2, die auch als Hochvolt-Batterie bezeichnet werden kann. Weiter umfasst das elektrische System 1 eine elektrische Verteilereinrichtung 3, die auch als Traktionsnetzverteiler bezeichnet werden kann. Weiter umfasst das elektrische System 1 einen Stromrichter 4 und weitere Hochvolt-Komponenten, nämlich einen Klimakompressor 5, eine PTC-Heizung 6 und ein Ladegerät 7. Die Traktionsbatterie 2 ist über elektrische Leitungen 8 mit der Verteilereinrichtung 3 verbunden.In 1 is a schematic circuit diagram of an electrical system 1 an electric or hybrid vehicle according to the prior art shown. The electrical system 1 includes a traction battery 2 , which can also be called a high-voltage battery. Next includes the electrical system 1 an electrical distribution device 3 , which can also be referred to as traction network distributor. Next includes the electrical system 1 a power converter 4 and other high-voltage components, namely an air conditioning compressor 5 , a PTC heater 6 and a charger 7 , The traction battery 2 is via electrical lines 8th with the distributor device 3 connected.

Eine elektrische Kontaktierung zwischen den elektrischen Leitungen 8 und einer Hochvolt-Komponente, z. B. der Traktionsbatterie 2 kann hierbei mittels Schraubkontakten oder Steckkontakten hergestellt werden. Hierbei können z. B. mehrere Klassen von Hochvolt-Kontaktierungen definiert werden, wobei die Klasse einer Hochvolt-Kontaktierung in Abhängigkeit einer gewünschten oder erforderlichen Stromtragfähigkeit des herzustellenden Kontakts bei einer Referenztemperatur, z. B. einer Referenztemperatur von 125°C, und einem Leitungsquerschnitt der zu verbindenden Leitung festgelegt wird.An electrical contact between the electrical lines 8th and a high voltage component, e.g. B. the traction battery 2 can be made by means of screw or plug contacts. This z. Example, several classes of high-voltage contacts are defined, the class of a high-voltage contacting depending on a desired or required current carrying capacity of the contact to be produced at a reference temperature, for. B. a reference temperature of 125 ° C, and a line cross-section of the line to be connected is determined.

In 5 ist eine exemplarische Einteilung von Hochvolt-Kontaktierungen in fünf Klassen K1, K2, K3, K4, K5 dargestellt. Eine erste Klasse K1 von Hochvolt-Kontaktierungen ist beispielsweise für eine Stromtragfähigkeit von 30 A bis 38 A bei einem Leitungsquerschnitt der zu verbindenden Leitung von bis zu 5 mm² ausgelegt. Analog sind in 5 die Anforderungen bezüglich Stromtragfähigkeit und Leitungsquerschnitt der weiteren Klassen K2, K3, K4, K5 dargestellt, wobei mit steigender Klassenzahl auch die Stromtragfähigkeit und der Leitungsquerschnitt zunimmt. Zu beachten ist, dass es Überschneidungen von aufeinander folgenden Klassen im Bereich des Leitungsquerschnitts geben kann. So können Hochvolt-Kontaktierungen mit einem Leitungsquerschnitt der zu verbindenden Leitungen von z. B. 4 mm² mit Hochvolt-Kontakten der ersten Klasse K1 ausgeführt werden, falls eine geforderte Stromtragfähigkeit 38 A nicht übersteigt. Ist jedoch eine Stromtragfähigkeit zwischen 38 A und 40 A für einen Leitungsquerschnitt von 4 mm² erforderlich, so können die Hochvolt-Kontaktierungen mit Hochvolt-Kontakten der zweiten Klasse K2 ausgeführt werden. Gleiches gilt z. B. für einen Leitungsquerschnitt von 16 mm², wobei Hochvolt-Kontaktierungen mit Hochvolt-Kontakten der dritten Klasse K3 ausgeführt werden, falls eine Stromtragfähigkeit 85 A nicht übersteigt. Ist die erforderliche Stromtragfähigkeit aber größer als 85 A, so werden in diesem Fall Hochvolt-Kontaktierungen mit Hochvolt-Kontakten der vierten Klasse K4 ausgeführt.In 5 an exemplary classification of high-voltage contacts in five classes K1, K2, K3, K4, K5 is shown. A first class K1 of high-voltage contacts is designed, for example, for a current carrying capacity of 30 A to 38 A with a line cross-section of the line to be connected of up to 5 mm ² . Analog are in 5 the requirements for current carrying capacity and cable cross section of the other classes K2, K3, K4, K5 shown, with increasing class number and the current carrying capacity and the line cross-section increases. It should be noted that there may be overlaps of successive classes in the area of the cable cross-section. Thus, high-voltage contacts with a cross-section of the lines to be connected of z. B. 4 mm ^{2 are carried out} with high-voltage contacts of the first class K1, if a required current carrying capacity does not exceed 38 A. However, if a current carrying capacity of between 38 A and 40 A is required for a conductor cross-section of 4 mm ² , the high-voltage contacts can be designed with high-voltage contacts of the second class K2. The same applies z. B. for a cross-section of 16 mm ² , with high-voltage contacts are made with high-voltage contacts of the third class K3, if a current carrying capacity does not exceed 85 A. However, if the required current carrying capacity is greater than 85 A, high-voltage contacts with high-voltage contacts of the fourth class K4 are executed in this case.

Hierbei können Hochvolt-Kontakte der ersten Klasse K1, der zweiten Klasse K2 und der dritten Klasse K3 ausschließlich als Steckkontakte und Hochvolt-Kontakte der vierten Klasse K4 als Steck- oder Schraubkontakte und Hochvolt-Kontakte der fünften Klasse K5 ausschließlich als Schraubkontakte ausgeführt sein.In this case, high-voltage contacts of the first class K1, the second class K2 and the third class K3 can exclusively be designed as plug contacts and high-voltage contacts of the fourth class K4 as plug-in or screw contacts and high-voltage contacts of the fifth class K5 exclusively as screw contacts.

In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Traktionsbatterie 2 Hochvolt-Anschlüsse 9 auf, z. B. als für Hochvolt-Kotakte der vierten Klasse K4 ausgebildete elektrische Anschlüsse, vorzugsweise für als Steckkontakte ausgebildete Hochvolt-Kontakte der vierten Klasse K4. Die elektrische Verteilereinrichtung 3 weist ebenfalls Anschlüsse für die elektrischen Leitungen 8 auf, z. B. für Hochvolt-Kontakte der vierten Klasse K4 ausgebildete elektrische Anschlüsse, vorzugsweise für als Schraubkontakte 10 ausgebildete Hochvolt-Kontakte der vierten Klasse K4. Die elektrischen Leitungen 8 sind für eine Übertragung elektrischer Antriebsenergie ausgelegt und können beispielsweise einen Querschnitt von z. B. 25 mm² bis 35 mm² aufweisen. Auch der Stromrichter 4 ist mittels elektrischer Leitungen 8 mit der Verteilereinrichtung 3 verbunden. Hierfür weist die Verteilereinrichtung 3 wiederum für Hochvolt-Kontakte der vierten Klasse K4 ausgebildete elektrische Anschlüsse auf, vorzugsweise für als Schraubkontakte 10 ausgebildete Hochvolt-Kontakte der vierten Klasse K4. Der Stromrichter 4 weist erste Anschlüsse 16 auf, z. B. als für Hochvolt-Kontakte der vierten Klasse K4 ausgebildete elektrische Anschlüsse, vorzugsweise für als Schraubkontakte 10 ausgebildete Hochvolt-Kontakte der vierten Klasse K4. Für eine elektrische Verbindung mit einer nicht dargestellten Elektromaschine weist der Stromrichter 4 zweite Anschlüsse 15 auf, z. B. als für Hochvolt-Kontakte der vierten Klasse K4 ausgebildete elektrische Anschlüsse, vorzugsweise für als Schraubkontakte 10 ausgebildete Hochvolt-Kontakte der vierten Klasse K4. Auch die zwischen Stromrichter 4 und Verteilereinrichtung 3 angeordneten Leitungen 8 sind für eine Übertragung elektrischer Antriebsenergie ausgelegt und können einen Leitungsquerschnitt von z. B. 25 mm² bis 35 mm² aufweisen. Weiter ist die elektrische Verteilereinrichtung 3 über elektrische Leitungen 11 mit jeweils dem Klimakompressor 5, der PTC-Heizung 6 und dem Ladegerät 7 verbunden. Hierbei weisen der Klimakompressor 5, die PTC-Heizung 6 und das Ladegerät 7 jeweils elektrische Anschlüsse 12 auf, z. B. als für Hochvolt-Kontakte der ersten Klasse K1 ausgebildete elektrische Anschlüsse, wobei die Hochvolt-Kontakte als Steckkontakte ausgeführt sind. Weiter weist die elektrische Verteilereinrichtung 3 korrespondierende elektrische Anschlüsse 13 auf, z. B. als für Hochvolt-Kontakte der ersten Klasse K1 ausgebildete elektrische Anschlüsse, wobei die Hochvolt-Kontakte als Steckkontakte ausgeführt sind. Da die elektrischen Leitungen 11 und die elektrischen Anschlüsse 12, 13 nicht für eine Übertragung elektrischer Antriebsenergie ausgelegt sein müssen, können die elektrischen Leitungen 11, die elektrische Anschlüsse 12, 13 für eine Übertragung geringerer elektrischer Energie als die elektrischen Leitungen 8, die Hochvolt-Anschlüsse 9 und die ersten Anschlüsse 16 ausgelegt sein. Insbesondere können die elektrischen Leitungen 11 einen Leitungsquerschnitt von 4 mm² aufweisen, also einen Leitungsquerschnitt, der geringer als der Leitungsquerschnitt der elektrischen Leitungen 8 ist. Selbstverständlich können alle elektrischen Leitungen 8, 11 geschirmt ausgeführt sein.In the in 1 illustrated embodiment, the traction battery 2 High-voltage connections 9 on, z. B. designed as a high-voltage Kotakte the fourth class K4 electrical connections, preferably designed as plug-in contacts high-voltage contacts of the fourth class K4. The electrical distribution device 3 also has connections for the electrical cables 8th on, z. B. designed for high-voltage contacts of the fourth class K4 electrical connections, preferably for as screw 10 trained high-voltage contacts of the fourth grade K4. The electrical wires 8th are designed for a transmission of electrical drive energy and can, for example, a cross section of z. B. 25 mm ² to 35 mm ² exhibit. Also the power converter 4 is by means of electrical cables 8th with the distributor device 3 connected. For this purpose, the distributor device 3 in turn designed for high-voltage contacts of the fourth class K4 electrical connections, preferably for as screw 10 trained high-voltage contacts of the fourth grade K4. The power converter 4 has first connections 16 on, z. B. designed as a high-voltage contacts of the fourth class K4 electrical connections, preferably for as screw 10 trained high-voltage contacts of the fourth grade K4. For an electrical connection with an electric machine, not shown, the power converter 4 second connections 15 on, z. B. designed as a high-voltage contacts of the fourth class K4 electrical connections, preferably for as screw 10 trained high-voltage contacts of the fourth grade K4. Also between converters 4 and distribution device 3 arranged lines 8th are designed for a transmission of electrical drive energy and can have a line cross-section of z. B. 25 mm ² to 35 mm ² have. Next is the electrical distribution device 3 via electrical lines 11 each with the air conditioning compressor 5 , the PTC heater 6 and the charger 7 connected. Here are the air conditioning compressor 5 , the PTC heater 6 and the charger 7 each electrical connections 12 on, z. B. designed as high-voltage contacts of the first class K1 electrical connections, the high-voltage contacts are designed as plug contacts. Next, the electrical distribution device 3 corresponding electrical connections 13 on, z. B. designed as high-voltage contacts of the first class K1 electrical connections, the high-voltage contacts are designed as plug contacts. Because the electrical wires 11 and the electrical connections 12 . 13 must not be designed for a transmission of electrical drive power, the electrical wiring 11 , the electrical connections 12 . 13 for a transmission of lower electrical energy than the electrical lines 8th , the high-voltage connectors 9 and the first connections 16 be designed. In particular, the electrical wires 11 have a cross-section of 4 mm ² , ie a line cross-section which is smaller than the line cross-section of the electrical lines 8th is. Of course, all electrical lines 8th . 11 be executed shielded.

Die Schraubkontakte 10 und die Steckkontakte für die elektrischen Anschlüsse 12, 13 weisen, wie in 5 ersichtlich, unterschiedliche Stromtragfähigkeiten auf, sind also mit unterschiedlich hohen Strömen belastbar. Insbesondere weisen die Schraubkontakte 10 eine höhere Stromtragfähigkeit als die Steckkontakte für die elektrischen Anschlüsse 12, 13 auf.The screw contacts 10 and the plug contacts for the electrical connections 12 . 13 wise, as in 5 As can be seen, different current carrying capacities, so can be loaded with different high currents. In particular, the screw contacts 10 a higher current carrying capacity than the plug contacts for the electrical connections 12 . 13 on.

In 2 ist ein erfindungsgemäßes elektrisches System 1 eines Hybridfahrzeuges dargestellt. Das elektrische System 1 umfasst eine Traktionsbatterie 2, einen Stromrichter 4 und einen Klimakompressor 5. Hierbei weist der Stromrichter 4 einen Nebenabgriff oder Nebenanschluss 14 auf, wobei der Nebenanschluss 14 als für Hochvolt-Kontakte der ersten Klasse K1 ausgebildeter elektrischer Anschluss, insbesondere als Anschluss für einen entsprechenden Steckkontakt, ausgeführt ist. Die Traktionsbatterie 2 ist über elektrische Hochvolt-Anschlüsse 9, elektrische Leitungen 8 und erste Anschlüsse 16 direkt elektrisch mit dem Stromrichter 4 verbunden. Auch der Klimakompressor 5 ist über elektrische Anschlüsse 12 des Klimakompressors, elektrische Leitungen 11 und den Nebenanschluss 14 des Stromrichters 4 mit dem Stromrichter 4 verbunden. Nicht dargestellt ist eine Elektromaschine, die an zweite Anschlüsse 15 des Stromrichters 4 anschließbar ist. Mit dem in 2 dargestellten elektrischen System 1 kann in vorteilhafter Weise elektrische Energie aus der Traktionsbatterie 2 direkt an die nicht dargestellte Elektromaschine übertragen werden und muss nicht zuerst über den in 1 dargestellten Verteilereinrichtung 3 geführt werden. Insbesondere ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass elektrische Leitungen 8 zwischen dem Stromrichter 4 und der elektrischen Verteilereinrichtung 3 eingespart bzw. durch für geringere Leistungen ausgelegte Leitungen 11 ersetzt werden können.In 2 is an inventive electrical system 1 a hybrid vehicle shown. The electrical system 1 includes a traction battery 2 , a power converter 4 and an air conditioning compressor 5 , In this case, the power converter 4 a secondary tap or extension 14 on, with the extension 14 as designed for high-voltage contacts of the first class K1 electrical connection, in particular as a connection for a corresponding plug contact executed. The traction battery 2 is via electrical high-voltage connections 9 , electric lines 8th and first connections 16 directly electrically with the power converter 4 connected. Also the air conditioning compressor 5 is via electrical connections 12 of air conditioning compressor, electric wires 11 and the extension 14 of the power converter 4 with the power converter 4 connected. Not shown is an electric machine connected to second terminals 15 of the power converter 4 is connectable. With the in 2 illustrated electrical system 1 can advantageously electrical energy from the traction battery 2 be transferred directly to the electric machine, not shown, and does not first on the in 1 illustrated distribution device 3 be guided. In particular, results in an advantageous manner that electrical lines 8th between the power converter 4 and the electrical distribution device 3 saved or by designed for lower power lines 11 can be replaced.

In 3 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Systems 1 dargestellt. Das elektrische System 1 umfasst eine Traktionsbatterie 2, einen Stromrichter 4, eine elektrische Verteilereinrichtung 3, einen Klimakompressor 5, eine PTC-Heizung 6 und ein Ladegerät 7. Hierbei ist die Traktionsbatterie 2 über elektrische Anschlüsse 9 und elektrische Leitungen 8 mit dem Stromrichter 4, insbesondere mit für Schraubkontakte 10 ausgebildeten ersten Anschlüssen 16 des Stromrichters 4, elektrisch verbunden. Die elektrische Verteilereinrichtung 3 ist hierbei über elektrische Anschlüsse 13, z. B. für Hochvolt-Kontakte der ersten Klasse K1 ausgebildete elektrische Anschlüsse, wobei die Hochvolt-Kontakte als Steckkontakte ausgeführt sind, und elektrische Leitungen 11 direkt elektrisch mit einem Nebenanschluss 14 des Stromrichters 4 verbunden, wobei der Nebenanschluss 14 als für Hochvolt-Kontakte der ersten Klasse K1 ausgebildeter elektrischer Anschluss, insbesondere als Anschluss für einen entsprechenden Steckkontakt, ausgeführt ist. Der Stromrichter 4 weist zweite Anschlüsse 15 auf, an die z. B. eine nicht dargestellte Elektromaschine angeschlossen werden kann. Wie in 1 dargestellt, ist die Verteilereinrichtung 3 direkt elektrisch mit den weiteren Hochvolt-Komponenten, nämlich dem Klimakompressor 5, der PTC-Heizung 6 und dem Ladegerät 7, verbunden. Die Verteilereinrichtung 3 ist hierbei als separates Bauteil ausgebildet und räumlich getrennt von dem Stromrichter 4 im Elektro- oder Hybridfahrzeug angeordnet. Im Vergleich zu dem in 1 dargestellten elektrischen System 1 ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass elektrische Energie aus der Traktionsbatterie 2 direkt an eine nicht dargestellte Elektromaschine über den, Stromrichter 4 übertragen werden kann und nicht zuerst über die elektrische Verteilereinrichtung 3 geführt werden muss. Weiter ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass elektrische Leitungen 8 zwischen Stromrichter 4 und elektrischer Verteilereinrichtung 3 eingespart werden können.In 3 is a first embodiment of an electrical system according to the invention 1 shown. The electrical system 1 includes a traction battery 2 , a power converter 4 , an electrical distribution device 3 , an air conditioning compressor 5 , a PTC heater 6 and a charger 7 , Here is the traction battery 2 via electrical connections 9 and electrical lines 8th with the power converter 4 , in particular with for screw contacts 10 trained first connections 16 of the power converter 4 , electrically connected. The electrical distribution device 3 is here via electrical connections 13 , z. B. designed for high-voltage contacts of the first class K1 electrical connections, the high-voltage contacts are designed as plug contacts, and electrical cables 11 directly electrical with a secondary connection 14 of the power converter 4 connected, with the extension 14 as designed for high-voltage contacts of the first class K1 electrical connection, in particular as a connection for a corresponding plug contact executed. The power converter 4 has second connections 15 on, to the z. B. an electric machine, not shown, can be connected. As in 1 is shown, the distributor device 3 directly electrically with the other high-voltage components, namely the air conditioning compressor 5 , the PTC heater 6 and the charger 7 , connected. The distribution device 3 is here as a separate component trained and spatially separated from the power converter 4 arranged in electric or hybrid vehicle. Compared to the in 1 illustrated electrical system 1 results in an advantageous manner that electrical energy from the traction battery 2 directly to an electric machine, not shown on the, power converter 4 can be transmitted and not first via the electrical distribution device 3 must be led. Next results in an advantageous manner that electrical lines 8th between power converter 4 and electrical distribution device 3 can be saved.

In 4 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Systems 1 dargestellt. Das elektrische System 1 umfasst hierbei eine Traktionsbatterie 2, einen Stromrichter 4 und ein erweitertes Ladegerät 17. Weiter umfasst das elektrische System 1 einen Klimakompressor 5 und eine PTC-Heizung 6. Das erweiterte elektrische Ladegerät 17 bildet hierbei zugleich die elektrische Verteilereinrichtung 3 aus. Insbesondere ist die elektrische Verteilereinrichtung 3 baulich in das erweiterte Ladegerät 17 integriert. Das erweiterte Ladegerät 17 ist hierbei über elektrische Anschlüsse 13, elektrische Leitungen 11 und einen Nebenanschluss 14 des Stromrichters 4 mit dem Stromrichter 4 elektrisch verbunden. Hierbei ist der Nebenanschluss 14 des Stromrichters 4 ein für Hochvolt-Kontakte der ersten Klasse K1 ausgebildeter elektrischer Anschluss. Der elektrische Anschluss 13 des erweiterten Ladegeräts 17, der zur elektrischen Verbindung mit dem Stromrichter 4 dient, ist ebenfalls ein für Hochvolt-Kontakte der ersten Klasse K1 ausgebildeter elektrischer Anschluss. Auch die weiteren elektrischen Anschlüsse 13 des erweiterten Ladegeräts sind für Hochvolt-Kontakte der ersten Klasse K1 ausgebildete elektrische Anschlüsse sind. Weiter ist das erweiterte Ladegerät 17 über elektrische Leitungen 18 direkt elektrisch mit dem Klimakompressor 5 als auch mit der PTC-Heizung 6 verbunden. Da die elektrischen Leitungen 18 keinem Transport einer Ladeenergie dienen müssen, können diese mit einem kleinen Leitungsquerschnitt, beispielsweise einem Leitungsquerschnitt von z. B. 2,5 mm² bis zu 4 mm², ausgebildet werden. Insbesondere kann der Leitungsquerschnitt der elektrischen Leitung 18 kleiner als ein Leitungsquerschnitt der elektrischen Leitung 11 sein. Durch das in 4 dargestellte elektrische System 1 ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass elektrische Energie sowohl im Normalbetrieb von der Traktionsbatterie 2 und/oder von einer nicht dargestellten Elektromaschine an den Klimakompressor 5, das erweiterte Ladegerät 17 und die PTC-Heizung 6 übertragen und verteilt werden kann. Gleichermaßen kann in einem Ladebetrieb, in dem elektrische Energie, z. B. durch Anschluss eines Ladekabels an das erweiterte Ladegerät 17, in das elektrische System 1 eingespeist wird, zwischen den vorhergehend geschilderten Hochvolt-Komponenten verteilt werden.In 4 is another embodiment of an electrical system according to the invention 1 shown. The electrical system 1 this includes a traction battery 2 , a power converter 4 and an extended charger 17 , Next includes the electrical system 1 an air conditioning compressor 5 and a PTC heater 6 , The extended electric charger 17 This forms at the same time the electrical distribution device 3 out. In particular, the electrical distribution device 3 structurally in the extended charger 17 integrated. The extended charger 17 is here via electrical connections 13 , electric lines 11 and a shunt 14 of the power converter 4 with the power converter 4 electrically connected. Here is the extension 14 of the power converter 4 a trained for high-voltage contacts of the first class K1 electrical connection. The electrical connection 13 of the extended charger 17 which is for electrical connection to the power converter 4 serves, is also designed for high-voltage contacts of the first class K1 electrical connection. Also the other electrical connections 13 of the extended charger are designed for high-voltage contacts of the first class K1 electrical connections. Next is the extended charger 17 via electrical lines 18 directly electric with the air conditioning compressor 5 as well as with the PTC heater 6 connected. Because the electrical wires 18 need to serve any transport of a charging energy, these can be used with a small cable cross-section, such as a line cross-section of z. B. 2.5 mm ² to 4 mm ² , are formed. In particular, the line cross section of the electrical line 18 smaller than a wire cross section of the electric wire 11 be. Through the in 4 illustrated electrical system 1 results in an advantageous manner that electrical energy in both normal operation of the traction battery 2 and / or from an electric machine, not shown, to the air conditioning compressor 5 , the advanced charger 17 and the PTC heater 6 can be transferred and distributed. Similarly, in a charging operation in which electrical energy, for. B. by connecting a charging cable to the extended charger 17 , in the electrical system 1 is fed between the previously described high-voltage components are distributed.

Die erläuterten elektrischen Verbindungen zwischen elektrischen Leitungen 8, 11, 18 und einer Hochvolt-Komponente, z. B. der Traktionsbatterie 2, der elektrischen Verteilereinrichtung 3, dem Stromrichter 4, dem Klimakompressor 5, der PCT-Heizung 6, dem Ladegerät 7 oder dem erweiterten Ladegerät 17, sind hierbei nicht zwingend auf die erläuterte Ausführungsform eingeschränkt. Generell können diese elektrischen Verbindungen als Schraubverbindung oder als Steckverbindung ausgebildet sein, so lange Anforderungen an eine Stromtragfähigkeit und/oder eine Leitungsquerschnitt der zu verbindenden Leitung erfüllt werden.The illustrated electrical connections between electrical lines 8th . 11 . 18 and a high voltage component, e.g. B. the traction battery 2 , the electrical distribution device 3 , the power converter 4 , the air conditioning compressor 5 , the PCT heater 6 , the charger 7 or the extended charger 17 , are not necessarily limited to the illustrated embodiment. In general, these electrical connections can be designed as a screw connection or as a plug connection, as long as requirements for a current carrying capacity and / or a line cross section of the line to be connected are met.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: elektrisches Systemelectrical system
22: Traktionsbatterietraction battery
33: elektrische Verteilereinrichtungelectrical distribution device
44: Stromrichterpower converters
55: Klimakompressorair compressor
66: PTC-HeizungPTC heater
77: Ladegerätcharger
88th: elektrische Leitungelectrical line
99: Hochvolt-AnschlussHigh-voltage connection
1010: Schraubkontaktbolted
1111: elektrische Leitungelectrical line
1212: elektrische Anschlüsseelectrical connections
1313: elektrische Anschlüsseelectrical connections
1414: Nebenanschlussshunt
1515: zweite Anschlüssesecond connections
1616: erste Anschlüssefirst connections
1717: erweitertes Ladegerätextended charger
1818: elektrische Leitungelectrical line
K1K1: erste Klassefirst class
K2K2: zweite Klassesecond grade
K3K3: dritte Klassethird grade
K4K4: vierte Klassefourth grade
K5K5: fünfte Klassefifth grade

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009016912 A1 [0006]
DE 102006034020 A1 [0007]

Claims

Electrical system of a motor vehicle, wherein the electrical system ( 1 ) at least one traction battery ( 2 ) and at least one power converter ( 4 ), wherein the power converter ( 4 ) at least one first electrical connection ( 16 ) for the traction battery ( 2 ), at least one second electrical connection ( 15 ) for an electric machine and at least one further electrical connection ( 14 ), wherein the traction battery ( 2 ) directly electrically connected to the first electrical connection ( 16 ), characterized in that an electrical distribution device ( 3 ) directly electrically connected to the at least one further electrical connection ( 14 ) is connectable.

Electrical system according to claim 1, characterized in that the electrical system ( 1 ) additionally an electrical distribution device ( 3 ), wherein the electrical distribution device ( 3 ) directly electrically connected to the at least one further electrical connection ( 14 ) connected is.

Electrical system according to claim 2, characterized in that the electrical distribution device ( 3 ) is designed as a separate, individual component.

Electrical system according to claim 2, characterized in that the electrical system ( 1 ) comprises at least one extended high-voltage component, wherein the electrical distribution device ( 3 ) is integrated in the at least one extended high-voltage component.

Electrical system according to claim 4, characterized in that the extended high-voltage component is a charging interface or a charger ( 17 ) of the motor vehicle.

Electrical system according to one of claims 2 to 5, characterized in that the electrical system ( 1 ) comprises at least one further high-voltage component, wherein the at least one further high-voltage component electrically directly and exclusively with the electrical distribution device ( 3 ) are connected.

Method for distributing electrical energy in an electrical system ( 1 ) of a motor vehicle, wherein the electrical system ( 1 ) at least one traction battery ( 2 ) and at least one power converter ( 4 ), wherein the power converter ( 4 ) at least one first electrical connection ( 16 ) for the traction battery ( 2 ), at least one second electrical connection ( 15 ) for an electric machine and at least one further electrical connection ( 14 ), wherein the traction battery ( 2 ) directly electrically connected to the first electrical connection ( 16 ), characterized in that electrical energy via the at least first and the at least second electrical connection ( 16 . 15 ) and the at least one further electrical connection ( 14 ) between the traction battery ( 2 ), the electric machine and at least one further high-voltage component connected to the further electrical connection ( 14 ) is connected, is transmitted.

Method according to claim 7, characterized in that the electrical system ( 1 ) additionally an electrical distribution device ( 3 ), wherein the electrical distribution device ( 3 ) directly electrically connected to the at least one further electrical connection ( 14 ), wherein electrical energy via the at least first and the at least second electrical connection ( 16 . 15 ) and the electrical distribution device ( 3 ) between the traction battery ( 2 ), the electric machine and at least one further high-voltage component connected to the electrical distribution device ( 3 ) is connected, is transmitted.

Method according to claim 7, characterized in that the electrical distribution device ( 3 ) into a charging interface or a charger ( 17 ) of the motor vehicle is integrated, wherein electrical energy via the at least first and the at least second electrical connection ( 16 . 15 ) and the electrical distribution device ( 3 ) between the traction battery ( 2 ), the electric machine, the charger ( 17 ) and at least one further high-voltage component, the charger ( 17 ) is connected, is transmitted.