DE102012022083A1

DE102012022083A1 - Schutzschaltung für ein elektrisches Versorgungsnetz eines Kraftfahrzeugs und elektrisches Versorgungsnetz für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102012022083A1
Application number: DE201210022083
Authority: DE
Inventors: Ralf Bödeker; Ingo Ehlers
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2014-05-15
Anticipated expiration: 2032-11-10
Also published as: DE102012022083B4

Abstract

Eine Schutzschaltung (100) gemäß einem Ausführungsbeispiel für ein elektrisches Versorgungsnetz (200) eines Kraftfahrzeugs (210) umfasst ein auf ein Auslösesignal eines Steuergeräts hin auslösbares Abschaltelement (110), das ausgebildet ist, um auf das Auslösesignal hin eine elektrische Verbindung über das Abschaltelement (110) zwischen einem ersten Anschluss (130) und einem zweiten Anschluss (140) der Schutzschaltung (100) zu unterbrechen, wobei das Abschaltelement (100) ferner so ausgebildet ist, dass die elektrische Verbindung zwischen dem ersten (130) und dem zweiten Anschluss (140) durch das Abschaltelement (110) nicht wieder durch ein Steuersignal des Steuergeräts (330) herstellbar ist, und ein zu dem Abschaltelement (110) zwischen dem ersten (130) und dem zweiten Anschluss (140) parallelgeschalteten Sicherungselement (120). Hierdurch kann es möglichsein, einen Kompromiss zwischen einem konstruktiven Aufwand, einer Fahrzeugsicherheit, einem Energiemanagement und einem Bauraumbedarf zu verbessern.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzschaltung für ein elektrisches Versorgungsnetz eines Kraftfahrzeugs und ein elektrisches Versorgungsnetz für ein Kraftfahrzeug.
Kraftfahrzeuge weisen heute ein komplexes elektrisches Netzwerk hinsichtlich Energieversorgung und Steuerung auf. Sie weisen so eine zunehmende Anzahl elektrisch betriebener Komponenten auf, zu denen sowohl fahrrelevante Komponenten, wie auch eher komfortorientierte Komponenten zählen.
Je nach dem, um was für eine Komponente es sich handelt, stellen diese hierbei zum Teil erheblich unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der elektrischen Leistung, die ihnen zur Verfügung zu stellen ist, um ihren sicheren Betrieb zu ermöglichen. So weisen entsprechende Kraftfahrzeuge häufig sowohl Niederstromverbraucher als auch Hochstromverbraucher auf, zu denen beispielsweise Elektromotoren zählen. Im Falle eines auf Basis einer Verbrennungskraftmaschine arbeitenden Kraftfahrzeugs kann ein solcher Hochstromverbraucher beispielsweise ein Elektromotor, also beispielsweise ein Startermotor der Verbrennungskraftmaschine sein. Im Falle eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridantriebskonzepts kann es sich bei einem solchen Elektromotor ebenso um einen Antriebsmotor handeln.
Zu den Niederstromverbrauchern zählen häufig Fahrassistenzsysteme, jedoch auch Komfort- und Sicherheitssysteme, die unmittelbar oder mittelbar Systemen der Verbesserung der aktiven und/oder passiven Sicherheit des Kraftfahrzeugs zuzurechnen sind. Entsprechende Systeme stellen die Konstruktion eines elektrischen Versorgungsnetzes nicht zuletzt im Hinblick auf möglichst energieeffizientes Energiemanagement einerseits und den konstruktiven Aufwand andererseits auf die Probe.
Darüber hinaus kann es jedoch nicht zuletzt im Hinblick auf die Sicherheit der Passagiere des Kraftfahrzeugs bzw. seiner Ladung ratsam sein, wenigstens teilweise die vorgenannten Systeme auch im Falle eines Unfalls oder eine Betriebsstörung hinsichtlich ihrer Funktionsfähigkeit aufrechtzuerhalten. Andererseits kann jedoch auch von dem elektrischen Versorgungsnetz selbst je nach Art des Unfalls oder der schweren Betriebsstörung ein nicht unerhebliches Gefahrenpotential für die Passagiere bzw. die Ladung des Kraftfahrzeugs ausgehen. So kann es gegebenenfalls ratsam sein, einzelne Komponente nach einem Unfall oder einer anderen schweren Betriebsstörung hinsichtlich ihrer Funktionsfähigkeit zu deaktivieren, während eine Aufrechterhaltung der Funktionalität anderer Komponenten zum Teil höchst wünschenswert sein kann.
Erschwerend kann hinzukommen, dass im modernen Fahrzeugbau nicht zuletzt der Bauraum ein erhebliches Design- und Konstruktionskriterium darstellen kann. So kann es gegebenenfalls notwendig oder ratsam sein, Komponenten eines elektrischen Versorgungsnetzes an unterschiedlichen Stellen in einem Fahrzeug unterzubringen.
Die DE 10 2008 064 393 A1 bezieht sich so auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Absicherung einer elektrischen Leitung, welche eine elektrische Sicherung und ein steuerbares Schaltelement umfasst. Die DE 197 57 026 A1 bezieht sich auf eine elektrische Sicherung, welche ein Schmelzelement und ein zu diesem parallelgeschalteten Schalter in Form eines Bimetallschalters umfasst. Die WO 99/54904 A1 bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auftrennen eines elektrischen Stromkreises, insbesondere für hohe Stromstärken.
Es besteht daher ein Bedarf daran, einen Kompromiss zwischen konstruktivem Aufwand, Fahrzeugsicherheit, Energiemanagement und Bauraum zu verbessern.
Diesem Bedarf tragen eine Schutzschaltung gemäß Patentanspruch 1 und ein elektrisches Versorgungsnetz gemäß Patentanspruch 7 Rechnung.
Ein Ausführungsbeispiel einer Schutzschaltung für ein elektrisches Versorgungsnetz eines Kraftfahrzeugs umfasst ein auf ein Auslösesignal eines Steuergeräts hin auslösbares Abschaltelement, das ausgebildet ist, um auf das Auslösesignal hin eine elektrische Verbindung über das Abschaltelement zwischen einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss der Schutzschaltung zu unterbrechen, wobei das Abschaltelement ferner so ausgebildet ist, dass die elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss durch das Abschaltelement nicht wieder durch ein Steuersignal des Steuergeräts herstellbar ist. Die Schutzschaltung umfasst ferner ein zu dem Abschaltelement zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss parallelgeschaltetes Sicherungselement.
Einem Ausführungsbeispiel einer Schutzschaltung liegt so die Erkenntnis zugrunde, dass ein Kompromiss zwischen Fahrzeugsicherheit, konstruktivem Aufwand, Energiemanagement und Bauraum dadurch verbessert werden kann, dass eine Schutzschaltung mit zwei parallelgeschalteten Leitungsunterbrechungselementen realisiert wird, nämlich dem Abschaltelement einerseits und dem Sicherungselement andererseits. Die beiden Elemente können hinsichtlich ihrer elektrischen Parameter, also beispielsweise hinsichtlich ihrer elektrischen Widerstandswerte, aber auch ihrer Auslöse- bzw. Absicherungswerte gerade so aufeinander abgestimmt werden, dass das elektrische Versorgungsnetz auf das Auslösesignal hin gerade soweit geschwächt bzw. unterbrochen wird, dass Hochstromverbraucher nicht mehr betrieben werden können, wohingegen Niederstromverbraucher auch weiterhin mit der zu ihrem Betrieb notwendigen elektrischen Energie versorgbar sind. So kann es beispielsweise möglich sein, eine Gefährdung der Passagiere bzw. der Ladung eines Kraftfahrzeugs durch Teile des elektrischen Versorgungsnetzes durch hohe Ströme zu vermeiden, ohne, dass hierbei auch Niederstromverbraucher abgeschaltet werden.
Das Auslösesignal kann hierbei grundsätzlich von einem jeden Steuergerät bereitgestellt werden. Bei dem Auslösesignal kann es sich so beispielsweise um ein elektrisches, optisches oder auch ein anderes informationstragendes Signal handeln. Elektrische oder andere Komponenten sind miteinander mittelbar über eine weitere Komponente oder unmittelbar miteinander derart gekoppelt, dass diese einen informationstragenden Signalaustausch zwischen den betreffenden Komponenten ermöglichen. So kann die entsprechende Kopplung abschnittsweise oder vollständig beispielsweise elektrisch, optisch, magnetisch oder mittels Funktechnik implementiert und umgesetzt sein. Die Signale können hierbei hinsichtlich ihres Wertebereichs sowie ihres zeitlichen Verlaufs kontinuierlich, diskret oder, beispielsweise abschnittsweise, beide Arten umfassen. Es kann sich so beispielsweise um analoge oder digitale Signale handeln. Ein Signalaustausch kann darüber hinaus auch über ein Schreiben bzw. Lesen von Daten in Register oder andere Speicherstellen erfolgen.
Eine Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann hierbei aufgrund der Implementierung voneinander getrennter Komponenten im Hinblick auf das Abschaltelement und das Sicherungselement gegebenenfalls eine sicherere und zuverlässigere Trennung bzw. Schwächung des elektrischen Versorgungsnetzes als eine Sicherung mit nur einem einzigen Element ermöglichen. So kann eine Gefahr einer versehentlichen Beschädigung des Sicherungselements bei dem Auslösen des Abschaltelements beispielsweise durch die getrennte Ausführung der beiden Komponenten besser verhindert werden. Auch kann dadurch, dass das Steuergerät die elektrische Verbindung über das Abschaltelement durch ein Steuersignal nicht wiederherstellen kann, ebenso die Betriebssicherheit des Fahrzeugs gesteigert werden. So kann unabhängig von dem Schaden, den das Kraftfahrzeug erleidet, eine Reaktivierung des elektrischen Versorgungsnetzes und damit eine entsprechende Gefährdung von Passagieren und Ladung des Kraftfahrzeugs gezielter und besser unterbunden werden.
Optional kann bei einer Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel das Abschaltelement ausgebildet sein, um einen Strom mit einem Stromwert zu tragen, ohne die elektrische Verbindung zu unterbrechen, der wenigstens einem Mindeststromwert entspricht. Das Sicherungselement kann in einem solchen Fall ausgebildet sein, um eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss der Schutzschaltung über das Sicherungselement zu unterbrechen, wenn ein Strom mit einem Stromwert über das Sicherungselement fließt, der wenigstens einem Höchststromwert entspricht, der kleiner als der Mindeststromwert ist. Hierdurch kann es also gegebenenfalls möglich sein, vor dem Auslösen des Abschaltelements über die Schutzschaltung auch hohe Ströme, die wenigstens dem Mindeststromwert entsprechen, weiterzuleiten, während nach dem Auslösen des Abschaltelements nur noch Ströme die Schutzschaltung passieren können, welche geringer als der zuvor genannte Höchststromwert ist. Hierdurch kann somit gegebenenfalls der vorbenannte Kompromiss zwischen Fahrzeugsicherheit, konstruktivem Aufwand, Energiemanagement und Bauraum verbessert werden.
Optional kann bei einer Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel das Abschaltelement und das Sicherungselement durch separate Strukturen gebildet werden. Hierdurch kann die bereits zuvor genannte Verbesserung der Fahrzeugsicherheit durch physisch getrennte Strukturen gegebenenfalls verbessert werden, indem eine Beschädigung des Sicherungselements während des Auslösens des Abschaltelements besser unterbunden werden kann. Hierdurch kann es also gegebenenfalls möglich sein, auch nach dem Auslösen des Abschaltelements die Energieversorgung einzelner Komponenten mit einem geringeren Strombedarf gesicherter aufrechtzuerhalten. Hierbei ist die Implementierung des Abschaltelements und des Sicherungselements durch separate Strukturen derart zu verstehen, dass die Struktur, welche zur Unterbrechung der elektrischen Verbindung über das Abschaltelement bzw. über das Sicherungselement voneinander verschieden sind. Insbesondere handelt es sich somit nicht um eine gemeinsame elektrisch leitfähige Struktur, die auf das Auslösesignal hin lediglich geschwächt wird, um so einen maximal tragbaren Strom zu reduzieren.
Optional kann bei einer Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel das Abschaltelement und das Sicherungselement in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein, wobei das Gehäuse ausgebildet ist, um in dem Versorgungsnetz montierbar bzw. integrierbar zu sein. Obwohl also voneinander separate Elemente als Abschaltelement einerseits und Sicherungselement andererseits eingesetzt werden, können diese doch zusammen in einem Gehäuse angeordnet und integriert werden, welches seinerseits wieder Teil des Versorgungsnetzes wird. Hierdurch kann gegebenenfalls ein konstruktiver Aufwand sowie ein Montageaufwand durch die Verwendung einer vorgefertigten Komponente oder Baugruppe verbessert werden.
Optional kann bei einer Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel das Abschaltelement nur einmalig auslösbar sein. Anders ausgedrückt kann das Abschaltelement im Falle einer solchen Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel auch nicht auf andere Art und Weise als durch ein Steuersignal eines Steuergeräts hinsichtlich seiner elektrischen Leitfähigkeit bzw. Verbindung wieder herstellbar sein. Durch den Einsatz eines solchen Abschaltelements im Rahmen einer Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann es gegebenenfalls möglich sein, die Fahrzeugsicherheit dadurch weiter zu erhöhen, indem eine versehentliche Wiederverbindung des Abschaltelements unterbunden ist. So kann es gegebenenfalls unwahrscheinlicher sein, dass durch eine entsprechende Deformation der Schutzschaltung als Folge eines Unfalls eine Überbrückung bzw. Wiederherstellung des Abschaltelements hinsichtlich seiner elektrischen Leitfähigkeit bewirkt wird. Hierdurch kann also der vorgenannte Kompromiss gegebenenfalls verbessert werden.
Optional kann bei einer solchen Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel das Abschaltelement eine Pyrosicherung, ein Pyroelement, eine Sprengkapsel und/oder ein mechanisches Schneideelement umfassen. Ergänzend oder alternativ hierzu kann das Sicherungselement eine Schmelzsicherung umfassen. Die vorgenannten Elemente können so eine Implementierung einer Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel mit konstruktiv einfachen Mitteln ermöglichen, sodass der konstruktive Aufwand begrenzt werden kann.
Ein elektrisches Versorgungsnetz für ein Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst wenigstens einen elektrischen Hochstromverbraucher, wenigstens einen elektrischen Niederstromverbraucher, wenigstens eine Batterie und wenigstens eine Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel, wie dies zuvor beschrieben wurde, wobei der erste Anschluss der Schutzschaltung mit einem Anschluss für ein Versorgungspotential der wenigstens einen Batterie und der zweite Anschluss der Schutzschaltung mit dem wenigstens einen elektrischen Hochstromverbraucher und dem wenigstens einen elektrischen Niederstromverbraucher elektrisch gekoppelt ist.
Optional kann bei einem elektrischen Versorgungsnetz gemäß einem Ausführungsbeispiel die Schutzschaltung so ausgebildet sein, dass die Schutzschaltung einen Strom mit einem Stromwert tragen kann, der wenigstens einem Strombedarf des wenigstens einen elektrischen Hochstromverbrauchers entspricht, wenn das Abschaltelement nicht ausgelöst ist. Die Schutzschaltung kann ferner so ausgebildet sein, um einen Strom zu tragen, der einem Strombedarf des wenigstens einen elektrischen Niederstromverbrauchers entspricht, und um die elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss der Schutzschaltung über das Sicherungselement zu unterbrechen, wenn das Abschaltelement ausgelöst ist und über die Schutzschaltung ein Strom fließt, der einem Strombedarf des wenigstens einen elektrischen Hochstromverbrauchers entspricht. Anders ausgedrückt kann es hierdurch möglich sein, vor dem Auslösen des Abschaltelements den wenigstens einen Hochstromverbraucher zu betreiben, wohingegen nach dem Auslösen des Abschaltelements zwar noch der wenigstens eine Niederstromverbraucher betrieben werden kann, das Sicherungselement die Schutzschaltung und damit das elektrische Versorgungsnetz jedoch unterbricht, wenn ein solcher Strom über die Schutzschaltung fließt, wie dies der wenigstens eine Hochstromverbraucher erfordern würde.
Der bereits zuvor definierte Höchststromwert kann in einem solchen Fall beispielsweise so gewählt sein, dass dieser wenigstens dem Strombedarf des wenigstens einen elektrischen Niederstromverbrauchers entspricht. Zur Vermeidung unabsichtlicher Auslösungen des Sicherungselements kann es gegebenenfalls ratsam sein, den Höchststromwert entsprechend mit einer Toleranz bzw. einem entsprechenden Puffer zu versehen und ein entsprechend ausgelegtes Sicherungselement zu implementieren. Der sich auf das Abschaltelement beziehende und bereits zuvor definierte Mindeststromwert kann in einem solchen Fall beispielsweise so ausgelegt sein, dass diese wenigstens einer Summe des Strombedarfs des elektrischen Niederstromverbrauchers und des elektrischen Hochstromverbrauchers entspricht. Gegebenenfalls kann es ratsam sein, auch hier ein entsprechendes Sicherheitsfaktor einzuführen. Darüber hinaus kann es gegebenenfalls auch ratsam sein, die Schutzschaltung im Hinblick auf die vorgenannten Stromwerte unter Berücksichtigung der elektrischen Widerstandswerte auszulegen.
Optional kann ein elektrisches Versorgungsnetz gemäß einem Ausführungsbeispiel ferner ein Steuergerät, beispielsweise ein Airbag-Steuergerät, umfassen, das ausgebildet ist, um eine Unfallsituation zu erkennen und ein Auslösesignal der Schutzschaltung bereitzustellen, wenn die Unfallsituation erkannt wurde. Hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, ohnehin implementierte Komponenten des Kraftfahrzeugs auch zum Auslösen der Schutzschaltung bzw. ihres Abschaltelements heranzuziehen. Alternativ oder ergänzend hierzu kann es möglich sein, ein gemeinsames Auslösen des Abschaltelements der Schutzschaltung und weitere Komponente, beispielsweise des Airbags zu ermöglichen. Hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, sicher und gezielt die betreffenden Komponenten gleichzeitig auszulösen, um so gegebenenfalls eine unterschiedliche Bewertung der Schwere der vorliegenden Unfallsituation durch unterschiedliche Steuergeräte auszuschließen. Auch hierdurch kann somit gegebenenfalls der vorgenannte Kompromiss weiter verbessert werden.
Optional kann bei einem elektrischen Versorgungsnetz gemäß einem Ausführungsbeispiel das Steuergerät ferner ausgebildet sein, um nach einem Auslösen des Abschaltelements ein Aktivieren des wenigstens einen Hochstromverbrauchers zu unterbinden. Alternativ oder ergänzend kann das elektrische Versorgungsnetz ein weiteres Steuergerät umfassen, das ausgebildet ist, um nach einem Auslösen des Abschaltelements ein Aktivieren des wenigstens einen Hochstromverbrauchers zu unterbinden. Hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, auch ein Auslösen bzw. Unterbrechen der elektrischen Verbindung über das Sicherungselement vorzubeugen, indem der wenigstens eine Hochstromverbraucher gerade daran gehindert wird, nach dem Auslösen des Abschaltelements einen solchen Strom über die Schutzschaltung anzufordern, welcher zu einem Lösen der elektrischen Verbindung auch des Sicherungselements führen würde. Dies könnte beispielsweise durch eine Fehlbedienung des Fahrers oder eines anderen Passagiers des Kraftfahrzeugs oder auch durch einen technischen Defekt hervorgerufen werden. Somit steht die elektrische Energie zuverlässiger für den wenigstens einen Niederstromverbraucher zur Verfügung, wodurch erneut die Fahrzeugsicherheit gegebenenfalls weiter verbessert werden kann.
Optional kann bei einem elektrischen Versorgungsnetz gemäß einem Ausführungsbeispiel die wenigstens eine Batterie in einem ersten Bereich des Kraftfahrzeugs und der wenigstens eine Hochstromverbraucher sowie der wenigstens eine Niederstromverbraucher in einem zweiten Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sein, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich an einander entgegengesetzten Enden des Kraftfahrzeugs entlang seiner Fahrtrichtung angeordnet sind. Bei dem ersten Bereich kann es sich beispielsweise um den Hinterwagen, bei dem zweiten Bereich um den Vorderwagen des Kraftfahrzeugs oder auch umgekehrt handeln. Gerade in einer solchen Situation kann der vorgenannte Kompromiss zwischen Fahrzeugsicherheit, konstruktivem Aufwand, Energiemanagement und Bauraum dadurch verbessert werden, dass ein elektrisches Versorgungsnetz mit einer Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Einsatz gebracht wird. In einem solchen Fall besteht nämlich ein Bedarf daran, die elektrische Energie von dem ersten Bereich zu dem zweiten Bereich des Kraftfahrzeugs zu transportieren, wodurch ein nicht unerheblicher konstruktiver Aufwand mit einem entsprechenden Bauraumbedarf auftritt. Ebenso besteht gerade in einer solchen Situation nach einem Unfall oder einer anderen schweren Betriebsstörung des Kraftfahrzeugs ein entsprechender Bedarf, die Sicherheit der Passagiere und der Ladung durch ein Abschalten bzw. Unterbrechen der elektrischen Verbindung zu der wenigstens einen Batterie des elektrischen Versorgungsnetzes vorzunehmen.
Optional kann bei einem elektrischen Versorgungsnetz gemäß einem Ausführungsbeispiel die Schutzschaltung im ersten Bereich angeordnet sein. Hierdurch kann es möglich sein, unmittelbar im Bereich der wenigstens einen Batterie eine Trennung bzw. Unterbrechung der elektrischen Verbindung durch ein Auslösen des Abschaltelements vorzunehmen. Hierdurch kann es also möglich sein, eine Länge des elektrischen Versorgungsnetzes, über die nach dem Auslösen des Abschaltelements theoretisch ein höherer Strom fließen kann, zu reduzieren. Hierdurch kann somit wiederum eine Verbesserung der Fahrzeugsicherheit erzielt werden.
Optional kann bei einem elektrischen Versorgungsnetz gemäß einem Ausführungsbeispiel genau ein Kabel oder genau eine Leitung den ersten Bereich und den zweiten Bereich verbinden, um das Versorgungspotential der wenigstens einen Batterie in dem zweiten Bereich des Kraftfahrzeugs bereitzustellen. Selbstverständlich können neben diesem einen Kabel bzw. neben dieser einen Leitung weitere Kabel und/oder Leitungen zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich vorgesehen sein, um beispielsweise auch das Referenzpotential der wenigstens einen Batterie vom ersten Bereich zu dem zweiten Bereich zu führen. Allerdings kann bei einem solchen optionalen Ausführungsbeispiel eines Versorgungsnetzes gegebenenfalls kein weiteres Kabel oder keine weitere Leitung, welche durch die wenigstens eine Batterie auf das Versorgungspotential gelegt ist, von dem ersten Bereich zu dem zweiten Bereich führen. Der Einsatz eines Ausführungsbeispiels eines elektrischen Versorgungsnetzes bzw. seiner Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann so den konstruktiven Aufwand, den Bauraum und das Energiemanagement verbessern, ohne die Fahrzeugsicherheit signifikant zu verschlechtern. So kann die Zahl der Leitungen bzw. Kabel, welche das Versorgungspotential den zweiten Bereich zur Verfügung stellt, entsprechend reduziert werden.
Hierbei kann optional das genau eine Kabel oder die genau eine Leitung so ausgebildet sein, dass das genau eine Kabel oder die genau eine Leitung einen Strom mit einem Stromwert tragen kann, der wenigstens dem Strombedarf des wenigstens einen elektrischen Hochstromverbrauchers und des wenigstens einen elektrischen Niederstromverbrauchers entspricht. Anders ausgedrückt kann das genau eine Kabel oder die genau eine Leitung, über welche das Versorgungspotential zum zweiten Bereich des Kraftfahrzeugs transportiert wird, so ausgelegt sein, dass keine weiteren Kabel bzw. Leitungen hierzu notwendig sind.
Optional kann bei einem elektrischen Versorgungsnetz gemäß einem Ausführungsbeispiel der wenigstens eine Hochstromverbraucher einen Elektromotor, beispielsweise einen Startermotor oder einen Antriebsmotor umfassen. Ergänzend oder alternativ kann der wenigstens eine Niederstromverbraucher ein System der aktiven und/oder passiven Sicherheit des Fahrzeugs, beispielsweise ein Antiblockiersystem, ein elektronisches System zur Fahrdynamikregelung, ein Zentralverrieglungssystem, ein Lenksystem, ein Lenkkraftunterstützungssystem, ein Motorsteuergerät und/oder ein Beleuchtungssystem wenigstens teilweise umfassen. Selbstverständlich können die entsprechenden Systeme auch vollständig als Niederstromverbraucher ausgeführt sein. Durch die Absicherung wenigstens einer dieser Komponenten kann diese gegebenenfalls auch nach dem Auslösen des Abschaltelements weiterhin im Betrieb bleiben und so den Fahrer auch nach dem eigentlichen Unfallereignis beispielsweise beim Anhalten und Kontrollieren des Kraftfahrzeugs unterstützen. Ebenso oder alternativ kann es möglich sein, den Rettungskräften durch ein Öffnen des Zentralverriegelungssystems ein Bergen der Passagiere bzw. der Ladung zu erleichtern bzw. durch ein Inbetriebhalten des Beleuchtungssystems andere Verkehrsteilnehmer auf den Unfall und die Lage des Fahrzeugs aufmerksam zu machen. Somit kann auch hierdurch die Fahrzeugsicherheit gegebenenfalls weiter verbessert werden.
Optional kann bei einem elektrischen Versorgungsnetz gemäß einem Ausführungsbeispiel die wenigstens eine Batterie und die Schutzschaltung in einer gemeinsamen Batterieeinheit integriert sein. Hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, den vorgenannten Kompromiss weiter zu verbessern, indem beispielsweise nur eine Komponente für die Batterie und die Schutzschaltung einzuplanen ist. Ebenso kann gegebenenfalls eine Wartung erleichtert werden.
Unter einer einstückig ausgebildeten Komponente wird eine solche verstanden, die genau aus einem zusammenhängenden Materialstück gefertigt ist. Der Begriff „einstückig” kann daher synonym mit den Begriffen „integral” oder „einteilig” verwendet werden. Trotz des Wortbestandteils „Richtung” kann es sich bei den einzelnen „Richtungen” in der vorliegenden Beschreibung nicht notwendigerweise um eine Richtung im mathematischen Sinne eines Vektors, sondern um eine Linie handeln, entlang derer die entsprechende Bewegung erfolgt.
Eine solche Linie kann geradlinig, jedoch auch gebogen sein. Abzugrenzen sind hier Richtungen, die tatsächlich Richtungen entlang einer Linie, beispielsweise der Bewegungsrichtung, beschreiben. So kann beispielsweise eine erste Richtung einer zweiten Richtung entgegengerichtet sein, beide jedoch entlang einer auch als Richtung bezeichneten Linie verlaufen oder gerichtet sein.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel für ein elektrisches Versorgungsnetz eines Kraftfahrzeugs;
2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines elektrischen Versorgungsnetzes gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild eines elektrischen Versorgungsnetzes gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einer Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
4 zeigt ein konventionelles elektrisches Versorgungsnetz.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Darstellungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Ferner werden zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Darstellung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.
Wie bereits eingangs erläutert wurde, nimmt im Fahrzeugbau, und hier insbesondere im Kraftfahrzeugbau, die Komplexität elektrischer Versorgungsnetze für Kraftfahrzeuge zu. Die Zahl der mit elektrischer Energie zu versorgenden Komponenten steigt tendenziell an, wobei diese zum Teil sehr unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der Leistung an das elektrische Versorgungsnetz stellen. Neben Niederstromverbrauchern, zu denen beispielsweise Systeme der aktiven und/oder passiven Sicherheit des Kraftfahrzeugs, beispielsweise ein Antiblockiersystem, ein elektronisches System zur Fahrdynamikregelung, ein Lenksystem aber auch ein Lenkkraftunterstützungssystem sowie ein Zentralverriegelungssystem und ein Beleuchtungssystem zählen können, umfassen diese häufig auch einen oder mehrere Hochstromverbraucher. Ein solcher Hochstromverbraucher kann beispielsweise einen Elektromotor umfassen bzw. durch diesen gebildet werden. Im Falle eines konventionellen auf Basis eines Verbrennungsmotors ausgelegten Kraftfahrzeugs, kann es sich bei diesem beispielsweise um den Startermotor handeln. Im Falle eines Elektroantriebs bzw. eines hybriden Antriebskonzepts kann es sich bei diesen ebenso um den Antriebsmotor handeln.
Auch wenn, im Folgenden nicht zuletzt ein Kraftfahrzeug auf Basis eines Verbrennungsmotors beschrieben wird, sind Ausführungsbeispiele jedoch bei weitem nicht auf diese Antriebstechnik und solche Kraftfahrzeuge beschränkt.
In der heutigen Fahrzeugwelt werden so Starterbatterien sowohl im Motorraum als auch im Hinterwagen verbaut. Bei modernen Fahrzeugen kann es jedoch aufgrund von Bauraumrandbedingungen dazu kommen, dass eine solche Batterie im Motorraum nicht untergebracht werden kann. Anders ausgedrückt kann bei modernen Fahrzeugen es passieren, dass für eine solche Batterie eine Package-Möglichkeit nicht vorhanden ist. In einem solchen Fall kann die Starterbatterie beispielsweise in dem Hinterwagen verbaut werden.
Konventionell wird dann von der Starterbatterie im Hinterwagen eine Leitung mit einem großen Querschnitt von hinten nach vorne in dem Motorraum verlegt. Der hohe Querschnitt ist hierbei erforderlich, zumindest jedoch ratsam, um einen Spannungsabfall auf der betreffenden Leitung für den elektrischen Starter möglichst gering zu halten. Im Motorraum gibt es dann einen Potentialverteiler, von dem aus, die Versorgung für den Starter und anderen Verbraucher erfolgt.
Damit im Falle eines Unfalls (engl.: Crash) die Starterbatterieleitung, welche von der Starterbatterie in den Motorraum führt, geschützt ist, wird diese häufig über ein Abschaltelement von der Starterbatterie getrennt, wie dies später im Zusammenhang mit 4 noch erläutert wird. Also Information dient hier das Unfall- bzw. Crash-Signal, welches beispielsweise von einem Airbag-Steuergerät zur Verfügung gestellt wird. Nach einem solchen Unfall wird die Versorgungsleitung in den Motorraum getrennt und somit stromlos. Alle Verbraucher, die an dieser Leitung verschaltet sind, haben somit keine Funktion mehr.
Nach einem Unfall kann es jedoch ratsam sein, trotzdem diverse Funktionen im Fahrzeug immer noch dem Fahrer zur Verfügung zu stellen. Hierzu können beispielsweise ein Antiblockiersystem (ABS) aber auch ein elektronisches System zur Fahrdynamikregelung (ESC = Electronic Stability Control bzw. ESP = Elektronisches Stabilitätsprogramm) zählen. Diese Systeme können es dem Fahrer ermöglichen, das Fahrzeug sicher zum Stehen bringen zu können, sofern natürlich die betreffenden Komponenten des Fahrzeugs nach einem solchen Unfall noch einsatzfähig sind. Gleiches gilt auch für andere Systeme der aktiven bzw. passiven Sicherheit, die auch als Live-Systeme bezeichnet werden, die beispielsweise die Lichtfunktion oder auch die Zentralverriegelung bereitstellen. So kann es auch nach einem Unfall ratsam sein, das Beleuchtungssystem bzw. das Zentralverriegelungssystem noch funktionsfähig zu halten, sofern diese nicht während des Unfalls mechanisch zerstört worden sind. Gleiches gilt ebenso für ein Lenksystem oder ein Lenkkraftunterstützungssystem.
Um dies zu ermöglichen, wird konventionell eine separate Spannungsversorgung an die entsprechende Batterieklemme angeschlossen und an das oder die betreffenden Steuergeräte, also beispielsweise das ESP/ABS-Steuergerät, gelegt. Diese stellt sicher, dass auch nach einem Unfall zumindest das betreffende Antiblockiersystem bzw. elektronische System zur Fahrdynamikregelung noch funktionsfähig bleibt. Auch für andere Komponente gilt dies, was im Zusammenhang mit 4 noch näher beschrieben werden wird, analog.
Konventionell werden hierfür Abschaltelemente im Bereich der Batterie vorgesehen, die nur über ein Unfall-Signal die Leitung nach einem Unfall schützen. Die Abschaltelemente können beispielsweise als Pyrosicherung, Pyroelement, Sprengkapsel oder auch als mechanisches Schneideelement ausgeführt werden. Das Absprengen oder Unterbrechen der Starterleitung stellt hierbei eine Präventivmaßnahme dar, da zum Zeitpunkt des Auslösens noch unbekannt ist, ob die betreffende Leitung während des Unfalls bisher oder in seinem weiteren Verlauf einer Quetschung unterworfen wird und es so beispielsweise zu einem Masseschluss kommen kann.
Eine herkömmliche Absicherung der Starterbatterieleitung mithilfe einer konventionellen Sicherung ist aus technischer Sicht schwierig. Während des Startvorgangs fließt so ein sehr hoher Starterstrom über die Starterbatterieleitung, der mehrere 100 A betragen kann. Fließt beispielsweise während des Startens des Verbrennungsmotors ein Starterstrom von etwa 800 A, wäre es ratsam, die betreffende Leitung durch eine Sicherung zu schützen, die mindestens 1000 A absichern kann. Konventionell sind solche Konstellationen nicht bekannt. Das Abschaltelement, wie es konventionell eingesetzt wird, soll nur davor schützen, dass nach einem Unfall der Starterzweig weiterhin stromführend ist. Anders ausgedrückt, soll das Abschaltelement sicherstellen, dass der Starterzweig nach dem Unfall abgeschaltet wird.
1 zeigt ein schematisches Schaltbild einer Schutzschaltung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel für ein elektrisches Versorgungsnetz eines Kraftfahrzeugs. Die Schutzschaltung 100 weist ein Abschaltelement 110 und ein Sicherungselement 120 auf, die zwischen einem ersten Anschluss 130 und einem zweiten Anschluss 140 parallelgeschaltet bzw. gekoppelt sind. Das Abschaltelement 110 ist hierbei gerade so ausgebildet, sodass dieses auf ein Auslösesignal eines in 1 nicht gezeigten Steuergeräts hin auslösbar ist, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschluss 130 und dem zweien Anschluss 140 über das Abschaltelement 110 unterbrochen wird. Zu diesem Zweck weist die Schutzschaltung 100 bzw. das Abschaltelement 110 einen Steueranschluss 150 auf, der ebenso mit dem Abschaltelement 110 gekoppelt ist. Über den Steueranschluss 150 kann die Schutzschaltung 100 ein elektrisches, optisches oder andersgeartetes Auslösesignal empfangen und so die zuvor beschriebene Unterbrechung des elektrischen Kontaktes zwischen den beiden Anschlüssen 130, 140 über das Abschaltelement 110 bewirken.
Das Abschaltelement 110 kann beispielsweise als Pyrosicherung 160, jedoch auch als Pyroelement, Sprengkapsel bzw. als mechanisches Schneideelement ausgeführt sein bzw. eine entsprechende Struktur umfassen. In einem solchen Fall ist also das Abschaltelement 110 nur einmalig auslösbar, da es durch das Auslösesignal sich selbst zerstört.
Bei anderen Ausführungsbeispielen können jedoch auch Abschaltelemente 110 implementiert werden, bei denen die elektrische Verbindung zwischen den beiden Anschlüssen 130, 140 grundsätzlich wiederherstellbar ist, wobei das Wiederherstellen der elektrischen Verbindung jedoch nicht durch ein Steuersignal eines Steuergeräts bewirkbar ist. Die letzte Einschränkung sorgt dafür, dass nicht etwa durch eine Fehlfunktion in dem Steuergerät es zu einer unbeabsichtigten Reaktivierung des Abschaltelements kommt. Andererseits kann selbstverständlich eine auf andere Art und Weise wiederherstellbare Verbindung im Rahmen des Abschaltelements gegebenenfalls eine Reparatur eines Kraftfahrzeugs bzw. des elektrischen Versorgungsnetzes vereinfachen.
Das Sicherungselement 120 ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als Schmelzsicherung 170 ausgeführt, kann jedoch bei anderen Ausführungsbeispielen selbstverständlich auch mithilfe anderer Sicherungstechniken umgesetzt werden.
Das Abschaltelement 110 ist hierbei in der Lage, einen Strom mit einem Stromwert zu tragen, der wenigstens einem Mindeststromwert entspricht, ohne dass die elektrische Verbindung über das Abschaltelement 110 unterbrochen wird. Diese kann beispielsweise höher liegen als ein Höchststromwert, der die Absicherung des Sicherungselements 120 wiedergibt. Anders ausgedrückt kann das Sicherungselement 120 die elektrische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Anschluss 130, 140 unterbrechen, wenn ein Strom mit einem Stromwert über das Sicherungselement 120 fließt, der wenigstens dem zuvor genannten Höchststromwert entspricht.
Das zu dem Abschaltelement 110 zwischen dem ersten Anschluss 130 und dem zweiten Anschluss 140 parallelgeschaltete Sicherungselement 120 kann so die weitere Versorgung von Niederstromverbrauchern sicherstellen, während ein Hochstromverbraucher (z. B. ein Anlasser) nicht mehr geeignet einschaltbar ist. Der Stromfluss für den oder die in 1 nicht dargestellten Niedrigstromverbraucher kann jedoch weiterhin erfolgen. Es kann so gegebenenfalls möglich sein, bisher in praktischen Anwendungen verwendete Parallelstromleitungen einzusparen, wie nachfolgend noch erläutert wird.
Dadurch dass also das Abschaltelement 110 in der Lage ist, einen höheren Strom als das Sicherungselement 120 zu tragen, wird bei einer entsprechenden Auslegung der Widerstandswerte der beiden Komponenten zueinander ein Stromtransport über die Schutzschaltung 100 ermöglicht, der wenigstens dem Mindeststromwert entspricht, wenn das Abschaltelement nicht ausgelöst hat. In diesem Fall teilt sich der über den ersten und zweiten Anschluss fließende Strom in zwei Anteile auf, von dem ein Anteil über das Abschaltelement 110 und der zweite Anteil über das Sicherungselement 120 fließt.
Ist jedoch das Abschaltelement 110 ausgelöst worden, ist also die elektrische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Anschluss 130, 140 über dieses unterbrochen, steht nur noch als Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Anschluss 130, 140 das Sicherungselement 120 zur Verfügung. In diesem Fall reduziert sich also die Schutzschaltung 100 zu einer Sicherung, die beim Überschreiten des Stroms über den Höchststromwert die Leitung öffnet. Anders ausgedrückt fließt im Allgemeinen der größere Anteil des Stroms vor dem Auslösen des Abschaltelements 110 über dieses, während nach dem Auslösen des Abschaltelements 110 der Strom im Wesentlichen vollständig über das Sicherungselement 120 fließt.
Das Abschaltelement 110 und das Sicherungselement 120 sind hierbei im Allgemeinen durch separate Strukturen gebildet, sodass eine Gefahr, dass das Sicherungselement 120 beim Auslösen des Abschaltelements 110 beschädigt wird, geringer ist. Unabhängig hiervon können jedoch das Abschaltelement 110 und das Sicherungselement 120 in einem gemeinsamen Gehäuse 180 angeordnet sein, welches ausgebildet ist, um in dem in 1 nicht gezeigten Versorgungsnetz montierbar zu sein. Anders ausgedrückt kann das Sicherungselement 120, welches auch als Bypass-Sicherung bezeichnet wird, und das Abschaltelement 110 in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sein, sodass die Schutzschaltung 100 als ein Bauteil verarbeitet bzw. montiert werden kann.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Versorgungsnetzes 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel, wie es beispielsweise in einem Kraftfahrzeug 210 integriert sein kann. Das elektrische Versorgungsnetz 200 umfasst hierbei wenigstens einen elektrischen Hochstromverbraucher 220, und wenigstens einen elektrischen Niederstromverbraucher 230. Darüber hinaus umfasst das elektrische Versorgungsnetz 200 ferner wenigstens eine Batterie 240 sowie wenigstens eine Schutzschaltung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel, wie sie beispielsweise bereits in 1 gezeigt wurde. Der erste Anschluss 130 der Schutzschaltung 100 ist hierbei mit einem anderen entsprechenden Anschluss für Versorgungspotential der Batterie 240 gekoppelt. Der zweite Anschluss 140 der Schutzschaltung 100 ist mit dem wenigstens einen elektrischen Hochstromverbraucher 220 und dem wenigstens einen elektrischen Niederstromverbraucher 230 gekoppelt.
Auch wenn in 2 lediglich ein elektrischer Hochstromverbraucher 220 gezeigt ist, können bei Ausführungsbeispielen selbstverständlich auch mehr als ein entsprechender elektrischer Hochstromverbraucher 220 implementiert werden. Ein elektrischer Hochstromverbraucher 220 kann beispielsweise einen Elektromotor 250 umfassen, wie er beispielsweise zum Starten oder Anlassen eines Verbrennungsmotors oder auch zum Antrieb des Kraftfahrzeugs 210 verwendet werden kann. 2 im Bereich der elektrischen Niedrigstromverbraucher 230 insgesamt drei solche Verbraucher, bei denen es sich beispielsweise um Systeme der aktiven und/oder passiven Sicherheit des Kraftfahrzeugs 210 handeln kann. Ein solcher elektrischer Niederstromverbraucher 230 kann beispielsweise von einem Teil eines Antiblockiersystems oder eines elektronischen Systems zur Fahrdynamikregelung gebildet werden. Selbstverständlich kann ein entsprechender elektrischer Niederstromverbraucher 230 auch ein solches System vollständig umfassen. Darüber hinaus kann ein elektrischer Niederstromverbraucher 230 auch Teile eines Zentralverriegelungssystems, eines Lenksystems, eines Lenkkraftunterstützungssystems und/oder eines Beleuchtungssystems umfassen. Auch hier gilt wiederum, dass selbstverständlich ein solcher elektrischer Niederstromverbraucher 230 auch ein vollständiges System umfassen kann.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel eines elektrischen Versorgungsnetzes 200 ist die Batterie 240 zusammen mit der Schutzschaltung 100 als gemeinsame Batterieeinheit 260. Hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, die Batterie 240 zusammen mit der Schutzschaltung 100 einfacher vorzufertigen und in das Kraftfahrzeug 210 zu implementieren.
Die Batterieeinheit 260 ist hierbei in einem ersten Bereich 270 des Kraftfahrzeugs 210 angeordnet, während der wenigstens eine Hochstromverbraucher 220 sowie der wenigstens eine Niederstromverbraucher 230 in einem zweiten Bereich 280 angeordnet, der bezogen auf eine Fahrtrichtung 290 des Kraftfahrzeugs 210 an einem dem ersten Bereich 270 entgegengesetzten Ende des Kraftfahrzeugs 210 angeordnet ist. Bei dem ersten Bereich 270 handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um den Heckbereich 300, der auch als Heckwagen bezeichnet wird. Entsprechend handelt es sich bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel eines elektrischen Versorgungsnetzes 200 um einen Vorderbereich 310 des Kraftfahrzeugs 210. Natürlich können bei anderen Ausführungsbeispielen der erste und der zweite Bereich 270, 280 auch vertauscht sein.
Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Batterie 240 und die Schutzschaltung 100 im Rahmen einer gemeinsamen Batterieeinheit 260 implementiert, die im ersten Bereich 270 des Kraftfahrzeugs 210 angeordnet ist. Somit befindet sich auch dort die Schutzschaltung 100, die über ein einziges gemeinsames Kabel 320 das Versorgungspotential sowohl den elektrischen Hochstromverbrauchern 220 wie auch den elektrischen Niederstromverbrauchern 230 bereitstellt. Je nach konkreter Implementierung kann das Kabel 320 beispielsweise in der Türschwelle des Kraftfahrzeugs 210 angeordnet sein. Selbstverständlich können weitere Kabel den ersten und den zweiten Bereich 270, 280 miteinander verbinden. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel eines elektrischen Versorgungsnetzes 200 ist lediglich genau ein einziges Kabel 320 vorgesehen, welches mittelbar über die Schutzschaltung das Versorgungspotential der Batterie 240 den in dem zweiten Bereich 280 angeordneten elektrischen Hochstromverbrauchern 220 und den elektrischen Niederstromverbrauchern 230 bereitstellt. Selbstverständlich kann ein in 2 nicht gezeigte Anschluss für ein Referenzpotential der Batterie 240 ebenso über ein entsprechendes Kabel 320 von dem ersten Bereich 270 zu dem zweiten Bereich 280 geführt sein. Das Referenzpotential kann beispielsweise die Masse des Kraftfahrzeugs 210 sein.
Dadurch, dass die Schutzschaltung 100 in dem ersten Bereich 270 angeordnet ist, kann so im Falle eines Unfalls oder eines anderen Schadenereignis die Schutzschaltung 100 so ausgelöst werden, dass über das Kabel 320, das in anderen Ausführungsbeispielen auch in Form eines andersgearteten Leiters implementiert sein kann, so abgesichert wird, dass nur noch Ströme mit einer Stärke transportiert werden können, die dem Strombedarf der elektrischen Niederstromverbraucher 230 entspricht, nicht jedoch dem Strombedarf des wenigstens einen elektrischen Hochstromverbrauchers 220.
Wie bereits im Zusammenhang mit 1 kurz erläutert wurde, wird die Schutzschaltung 100 durch Bereitstellen eines Auslösesignals ausgelöst, welches von einem Steuergerät 330 an den Steueranschluss 150 der Schutzschaltung 100 bereitgestellt wird. Bei dem Steuergerät 330 kann es sich beispielsweise um ein Airbag-Steuergerät 340 handeln, welches einen oder mehrere Unfallsensoren umfasst oder mit diesen gekoppelt ist und ausgebildet ist, um auf Basis der entsprechenden Sensorsignale dieser Sensoren eine Unfallsituation zu erkennen. Erkennt das Steuergerät 330 eine solche, gibt dieses ein Auslösesignal aus, welches zum Auslösen der Schutzschaltung 100 verwendet werden kann, wenn die Unfallsituation erkannt wurde. Darüber hinaus kann über das entsprechende Auslösesignal auch eine oder mehrere Airbags des Kraftfahrzeugs 210, die in 2 nicht eingezeichnet sind, ausgelöst werden.
Das Steuergerät 330 oder auch ein weiteres Steuergerät 350, bei dem es sich beispielsweise um einen Motorsteuergerät 360 handeln kann, durch welches ein erneutes Aktivieren des wenigstens einen Hochstromverbrauchers 220 nach einem Auslösen der Schutzschaltung 100 bzw. ihres Abschaltelements 110 (nicht gezeigt in 2) unterbunden werden kann. Hierdurch kann es möglich sein, nach einem Auslösen der Schutzschaltung 100 eine Zerstörung bzw. ein Auslösen des Sicherungselements 120 (nicht gezeigt in 2) zu unterbinden und so die Wahrscheinlichkeit der Aufrechterhaltung der Betriebsfähigkeit der Niederstromverbraucher 230 zu erhöhen. Selbstverständlich kann es im Rahmen eines Unfallgeschehens auch passieren, dass diese mechanisch oder andere elektrische Schäden erleiden und daher nicht mehr nach dem Unfallgeschehen einsetzbar sind. Je nach dem kann es gegebenenfalls ratsam sein, auch das Motorsteuergerät 360 als elektrischer Niederstromverbraucher 230 auszuführen.
2 zeigt so ein elektrisches Versorgungsnetz 200, bei dem eine elektrische Absicherung einer hinten eingebauten Batterie 240 ermöglicht wird. Bei diesem Absicherungskonzept für einen Batterie-Hinten-Verbau wird eine Bypass-Absicherung in Form des Sicherungselements 120 parallel zu dem Abschaltelement 110 implementiert. Neben den bereits zuvor erläuterten technischen Vorteilen kommen hierdurch gegebenenfalls auch wirtschaftliche und ökologische Vorteile innerhalb des auch als Bordnetz bezeichneten elektrischen Versorgungsnetzes 200, die auch bezogen auf das gesamte Kraftfahrzeug 210 realisiert werden.
Um das große Umweltziel zu erreichen, den CO₂-Ausstoß weiter zu reduzieren, werden immer mehr Start-Stopp-Funktionen in das Gesamtsystem eines Kraftfahrzeugs 210 integriert. Solche Funktionen, die beispielsweise den sogenannten Segelbetrieb ermöglichen, stellen zum Teil hohe Ansprüche an das Energiemanagement eines Kraftfahrzeugs. So kann es ratsam sein, die Funktionen auch bei einem Spannungspegel von mindestens 10 V noch in vollem Umfang zur Verfügung zu stellen. Dies bedeutet aber, dass der Spannungsabfall auf den stromführenden Leitungen, also beispielsweise dem Kabel 320, nicht zu groß werden sollte.
Aus diesem Grund werden häufig die Querschnitte separater Versorgungsleitungen, wie des Kabels 320, in kritischen Bereichen erhöht. So hat beispielsweise eine Startbatterieleitung, die aus dem Heckbereich 300 (Heck) in den Motorraum (Vorderbereich 310) führt, häufig beispielsweise einen Querschnitt von rund 80 mm² Aluminium oder 70 mm² Kupfer. Hintergrund hierfür sind Anforderungen an dem Startprogramm, den Leitungswiederstand so gering wie möglich zu halten.
Systeme wie beispielsweise ESP bzw. ESC (Elektronisches Stabilitätsprogram bzw. Electronic Stability Control) oder auch ABS (Antiblockiersystem) sowie elektrische Lenkungssysteme sollen noch in kritischen Spannungslagen einwandfrei arbeiten. Damit aber genau dieser Spannungsabfall minimiert werden kann, kann die Batterieleitung mit beispielsweise 80 mm² Aluminium auch für die Versorgung der entsprechenden ESP bzw. ESC-Systeme und ABS-Systeme sowie der elektrischen Lenkung mitnutzen. Auch eine weitere Anpassung dieser Leitung kann im Rahmen von Ausführungsbeispielen umgesetzt werden.
Durch eine Nutzung einer solchen Leitung mit einem großen Querschnitt lassen sich so Spezifikationen von Steuergeräten leichter realisieren. Allerdings wird bei konventionellen Lösungen, wie diese im Zusammenhang mit 4 noch näher erläutert werden, im Falle eines Unfalls (Crash-Fall) abgetrennt.
Genau an dieser Stelle kann jedoch eine Schutzschaltung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel, die auch als Absicherungsbypass bezeichnet wird, in ein elektrisches Versorgungsnetz 200 integriert werden. So kann beispielsweise in einer zentralen Absicherungsbox das Abschaltelement 110 integriert werden. Der erste Anschluss 130 kann dann mit dem Batteriepluspol, also dem Anschluss der Batterie 240 für das Versorgungspotential gekoppelt werden. Anders ausgedrückt kann die Schutzschaltung 100 unmittelbar von dem Batteriepluspol gespeist werden. An den zweiten Anschluss 140 wird dann die Startbatterieleitung, also beispielsweise das Kabel 320 angeschlossen, welches dann in den Motorraum (zweiter Bereich 280) geführt wird.
3 zeigt ein schematisches Schaltbild einer solchen Verschaltung. An einen Anschluss 370 für das Versorgungspotential, der auch als Klemme der Batterie bezeichnet wird, wird die Schutzschaltung 100 mit ihrem Abschaltelement 110 und dem Sicherungselement 120 über ihren ersten Anschluss 130 angeschlossen. Ein zweiter Anschluss 140 der Schutzschaltung 100 kann dann mit einem Verteiler 380 gekoppelt, über den sowohl wenigstens ein Hochstromverbraucher 220, also beispielsweise der Elektromotor 250 sowie wenigstens ein Niedrigstromverbraucher 230-1, 230-2 angeschlossen werden kann. Bei dem elektrischen Niedrigstromverbraucher 230-1 kann es sich beispielsweise um ein ESP-System bzw. ABS-System handeln, bei dem elektrischen Niedrigstromverbraucher 230-2 um ein Lenksystem oder ein Lenkkraftunterstützungssystem. Über den Steueranschluss 150 kann die Schutzschaltung 100 und damit das Abschaltelement 110 mit einem Auslösesignal versorgt werden.
Löst nun nach einem Unfall das Abschaltelement 110 auf ein entsprechendes Auslösesignal hin aus, wäre bei dem in 3 gezeigten elektrischen Versorgungsnetz 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel der nachfolgende Zweig, also insbesondere der Verteiler 380 stromlos, wenn nicht das Sicherungselement 120 implementiert wäre. Damit nun aber genau nach einem Unfall die Funktion der zuvor genannten Komponenten, also beispielsweise des ESP bzw. ABS-Systems oder auch einer elektrischen Lenkung, noch zur Verfügung stehen, ist die Schutzschaltung 100 nach dem Bypass-Absicherungsprinzip realisiert und weist entsprechend ein Sicherungselement 120 auf, wie dies zuvor beschrieben wurde. Die zusätzliche Sicherung (Sicherungselement 120) kann die Spannungsversorgung für die elektrischen Niederstromverbraucher 230 sicherstellen, nicht jedoch einen Wiederstart des Verbrennungsmotors durch ein Ansteuern des beispielsweise als Startermotors implementierten Elektromotors 250 ermöglichen. Ein Wiederstart, ausgelöst durch den Fahrer, wäre so nach einem Unfall nicht möglich, da beispielsweise über das in 3 nicht gezeigte Motorsteuergerät 360 dieser beschriebene Wiederstart verhindert werden kann. Zu diesem Zweck kann das Motorsteuergerät, das auch als Crash-Signal bezeichnete Auslösesignal von dem Airbag-Steuergerät 340 empfangen. Hierdurch wird die weitere Abschaltung für die motorrelevanten Funktionen im Inneren des Motorsteuergeräts 360 ausgelöst.
Hierbei handelt es sich jedoch um eine optionale Komponente. Selbst wenn also in einem vereinfachten Motorsteuergerät 360 diese Intelligenz nicht vorhanden wäre, würde bei einer erneuten Wiederstartanforderung des Motors das Sicherungselement 120 (Bypass-Sicherung) durch den hohen Starterstrom zerstört werden. In einem solchen Fall, wenn also der Fahrer eine Wiederstart auslöst, steht jedoch das Kraftfahrzeug typischerweise bereits sicher.
Ein Sicherungselement 120 schützt so die Starterbatterieleitung, also beispielsweis das Kabel 320 zusätzlich vor mechanischen Beschädigungen. Sollte das Kabel 320 gequetscht oder anderweitig beschädigt sein, würde das Sicherungselement 120 den betreffenden nachfolgenden Zweig ebenfalls schützen und auslösen bzw. zerstört werden. Das Sicherungselement 120 wird daher nur so groß ausgelegt, dass die zu versorgenden Verbraucher, also die Niederstromverbraucher 320, versorgt werden können. Die Sicherungsauslegung erfolgt also nicht auf dem tatsächlichen Leitungsquerschnitt, sondern auf die angeschlossenen Niederstromverbraucher 230. Die Verbindung im Abschaltelement 110 ist hierbei typischerweise so niederohmig ausgelegt, dass der Hauptstrom sicher über das Abschaltelement 110 fließt. Nur ein geringer Anteil des Stroms würde vor einem Auslösen der Schutzschaltung 100 bzw. des Abschaltelements 110 über das Sicherungselement 120 fließen. Das Sicherungselement 120 würde dadurch nicht vorgeschädigt und vorzeitig ausfallen.
Durch die beschriebene Bypass-Absicherung durch das Sicherungselement 120 können nun separate Versorgungsleitungen zu den jeweiligen Steuergeräten entfallen, wie dies im Rahmen eines konventionellen elektrischen Versorgungsnetzes typischerweise implementiert wird.
So zeigt 4 ein schematisch vereinfachtes Schaltdiagramm eines konventionellen elektrischen Versorgungsnetzes 400. Auch dieses weist einen Anschluss 370 für das Versorgungspotential einer Batterie auf, der wiederum als Klemme bezeichnet wird. Das elektrische Versorgungsnetz 400 weist eine Absicherungsbox 410 auf, die ein Abschaltelement 420 aufweist, was ebenfalls über ein Crash-Signal oder ein anderes einen Unfall anzeigenden Auslösesignals ausgelöst wird. Ein Startermotor 430 ist über das Abschaltelement 420 mit dem Anschluss für das Versorgungspotential 370 gekoppelt.
Bei dem konventionellen elektrischen Versorgungsnetz 400 ist ein elektrisches Lenkungssystem 440, ein ESP- bzw. ABS-System 450 und ein Innenraumversorgungssystem 460 jeweils über eine Sicherung 470-1, 470-2, 470-3 mit dem Anschluss 370 für das Versorgungspotential der Batterie gekoppelt. Über diese Sicherung 470 sind also die betreffenden Komponenten 440, 450 und 460 abgesichert.
Zudem ESP- bzw. ABS-System können beispielsweise ebenso die Pumpen wie auch die entsprechenden Ventilregelungen zählen. So können die ESP- bzw. ESC-Pumpenfunktion sowie die Ventilregelung gegebenenfalls bei konventionellen Systemen auch mithilfe zweier separater abgesicherter Leitungen versorgt werden. Für diese Leitungen wie auch für die anderen Leitungen, welche über die Sicherungen 470 separat von der in 4 nicht gezeigten Batterie in den Motorraum geführt werden, bei einem Unfall gegen Masse gequetscht werden, würde dies auch bezüglich dieser Systeme zu einem unvermeidbaren Spannungsverlust führen, der ihrer Funktionsfähigkeit mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit unterbinden würde. Ein solcher Spannungsverlust tritt allerdings typischerweise bei einem Unfall nur bei einer Quetschung der betreffenden Leitung auf.
Durch den Einsatz eines elektrischen Versorgungsnetzes 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel können so also nicht nur gegebenenfalls die Leitungen für die entsprechenden Systeme, also beispielsweise zwei 4 mm² im Querschnitt betreffende Leitungen entfallen, es kann gegebenenfalls auch möglich sein, Kontaktelemente und andere Vorsicherungen, wie die Sicherungen 470 im Bereich der Absicherungsbox 410, die auch als Zentralabsicherungsbox bezeichnet wird, an der Batterie einzusparen.
Darüber hinaus kann der Einsatz einer Bypass-Sicherung im Rahmen einer Schutzschaltung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel und dem entsprechenden elektrischen Versorgungsnetz 200 auch dazu führen, dass ein großer Querschnitt der Starterbatterieleitung (Kabel 320) für weitere Systeme im Rahmen einer energieeffizienten Anbindung genutzt werden kann.
Hierbei kann es gegebenenfalls ratsam sein, den Ladezustand der betreffenden Batterie 420 (Starterbatterie) mithilfe eines Batterie-Daten-Moduls zu überwachen, da der Ladezustand dieser Batterie sich gegebenenfalls zu jeder Zeit von einem vorhergehenden Wert unterscheiden kann.
Doch auch wenn sich ein Kraftfahrzeug 210 mit einem entsprechenden elektrischen Versorgungsnetz 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel in Fahrt befindet und zur Einsparung von Kohlendioxid (CO₂) der Motor abgeschaltet werden soll, um beispielsweise in einem Segelbetrieb überzugehen, muss der Motor zu einem späteren Zeitpunkt wieder gestartet werden. Nun sind Verbraucher wie beispielsweise elektrische Lenkungen und Bremsen bzw. entsprechende Unterstützungssysteme allerdings im Betrieb. Während des Startvorgangs des Motors bricht typischerweise die Bordnetzspannung massiv ein.
In den Steuergeräten sind typischerweise Schwellwerte für die Spannungspegel definiert, um die Funktion dieser sicherzustellen. Wird dieser Schwellwert unterschritten, können die Steuergeräte in ein Rücksetzvorgang (Reset) übergehen und müssen gegebenenfalls neu gestartet bzw. gebootet werden. Dieser Zustand kann für den laufenden Betrieb eines Kraftfahrzeugs kritisch sein. Aus diesem Grund bestehen Bestrebungen, möglichst große Querschnitte für die entsprechenden Leitungen, also beispielsweise das Kabel 320, bereitzustellen, damit der Spannungsabfall auf dieser Leitung minimiert werden kann.
Durch den Entfalls separater Versorgungsleitungen durch den Einsatz eines entsprechenden elektrischen Versorgungsnetzes 200 bzw. einer Schutzschaltung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel kann darüber hinaus auch die Situation im Hinblick auf den Bauraum für die Leitungsstrangverlegung sich entspannen. Gerade in den Schwellbereichen des Kraftfahrzeugs 210 kann hierdurch im Innenraum für eine entsprechende Entlastung gesorgt werden.
Der Einsatz eines Ausführungsbeispiels kann so im Hinblick auf Bordnetze, jedoch auch im Hinblick auf Bremsenelektronik und andere Komponente eine geschickte Ausnutzung einer gegebenenfalls sogar vorhandenen Leitung ermöglichen. Durch den Einsatz einer Schutzschaltung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel kann so eine elektrische Absicherung einer Hinten eingebauten Batterie auch dann erfolgen, wenn beispielsweise die entsprechenden Hochstromverbraucher bzw. Niederstromverbraucher 220, 230 im Motorraum, also beispielsweise im vorderen Teil des Fahrzeugs 210 integriert sind. Hierbei kann mit sehr einfachen Mitteln auch die Forderungen der Versicherungsgesellschaften erfüllt werden. Darüber hinaus können gegebenenfalls auch Kostenvorteile im Werkzeugbau und im Einzelteilpreis erzielbar sein. Ebenso kann eine Montage vereinfacht werden und eine Fertigungszeiteinsparung realisierbar sein. Ebenso kann es gegebenenfalls möglich sein, eine zerstörungsfreie Demontage im Kundendienstfall zu ermöglichen.
Eine Schutzschaltung 100 und ein entsprechendes elektrisches Versorgungsnetz 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen so ein parallel zu dem Abschaltelement 110 integriertes Sicherungselement 120, das auch als Bypass-Absicherung bezeichnet wird. Die Bypass-Absicherung kann hierbei auch nach einem Unfall eine entsprechende Spannungsversorgung gegebenenfalls sicherstellen, obgleich die Starterleitung zumindest im Hinblick auf hohe Stromstärken gezielt abgetrennt wurde. Durch die Nutzung der Starterbatterieleitung (Kabel 320) kann so es gegebenenfalls möglich sein, Spannungsabfälle zu minimieren.
Das Kabel 320 kann durch das Sicherungselement 120 zusätzlich gegen mechanische Beschädigung bzw. gegen einen Massekurzschluss nach einem Unfall geschützt werden. Hierbei wird der Bypass-Sicherungswert des Sicherungselements 120 typischerweise nur so groß ausgelegt, dass die daran hängenden Verbraucher versorgt werden. Mit anderen Worten ist der Sicherungswert bei einem Ausführungsbeispiel einer Schutzschaltung 100 nicht auf das Kabel 320, also auf die Starterbatterieleitung ausgelegt. Wie bereits zuvor erläutert wurde, kann das Sicherungselement 120 und das Abschaltelement 110 zusammen in einem gemeinsamen Gehäuse 180 integriert werden.
Durch die vorbeschriebene Auslegung kann es gegebenenfalls ebenso möglich sein, die Menge des verbauten Kupfers zu reduzieren und damit Kupfergewicht durch den Wegfall separater Leitungen einzusparen. Darüber hinaus kann durch den Entfall von separaten Leitungsverlegungen gegebenenfalls auch Bauraum für die Verlegung frei werden und Platz für andere Leitungen, beispielsweise Signalbusse oder Steuerleitungen geschaffen werden.
Durch den Einsatz eines Ausführungsbeispiels kann es so möglichsein, einen Kompromiss zwischen einem konstruktiven Aufwand, einer Fahrzeugsicherheit, einem Energiemanagement und einem Bauraumbedarf zu verbessern.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Merkmalen können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008064393 A1 [0007]
DE 19757026 A1 [0007]
WO 99/54904 A1 [0007]

Claims

Schutzschaltung (100) für ein elektrisches Versorgungsnetz (200) eines Kraftfahrzeugs (210), mit folgenden Merkmalen: einem auf ein Auslösesignal eines Steuergeräts (330) hin auslösbares Abschaltelement (110), das ausgebildet ist, um auf das Auslösesignal hin eine elektrische Verbindung über das Abschaltelement (110) zwischen einem ersten Anschluss (130) und einem zweiten Anschluss (140) der Schutzschaltung (100) zu unterbrechen, wobei das Abschaltelement (100) ferner so ausgebildet ist, dass die elektrische Verbindung zwischen dem ersten (130) und dem zweiten Anschluss (140) durch das Abschaltelement (110) nicht wieder durch ein Steuersignal des Steuergeräts (330) herstellbar ist; und einem zu dem Abschaltelement (110) zwischen dem ersten (130) und dem zweiten Anschluss (140) parallelgeschalteten Sicherungselement (120).
Schutzschaltung (100) nach Anspruch 1, bei der das Abschaltelement (110) ausgebildet ist, um einen Strom mit einem Stromwert zu tragen, ohne die elektrische Verbindung zu unterbrechen, der wenigstens einem Mindeststromwert entspricht, und wobei das Sicherungselement (120) ausgebildet ist, um eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten (130) und dem zweiten Anschluss (140) der Schutzschaltung (100) über das Sicherungselement (120) zu unterbrechen, wenn ein Strom mit einem Stromwert über das Sicherungselement (120) fließt, der wenigstens einem Höchststromwert entspricht, der kleiner als der Mindestromwert ist.
Schutzschaltung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Abschaltelement (110) und das Sicherungselement (120) durch separate Strukturen gebildet werden.
Schutzschaltung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Abschaltelement (110) und das Sicherungselement (120) in einem gemeinsamen Gehäuse (180) angeordnet sind, wobei das Gehäuse (180) ausgebildet ist, um in dem Versorgungsnetz montierbar zu sein.
Schutzschaltung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Abschaltelement (110) nur einmalig auslösbar ist.
Schutzschaltung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Abschaltelement (110) eine Pyrosicherung, ein Pyroelement, eine Sprengkapsel und/oder ein mechanisches Schneideelement umfasst, und/oder bei der das Sicherungselement (120) eine Schmelzsicherung umfasst.
Elektrisches Versorgungsnetz (200) für ein Kraftfahrzeug (210), mit folgenden Merkmalen: wenigstens einem elektrischen Hochstromverbraucher (220); wenigstens einem elektrischen Niederstromverbraucher (230); wenigstens einer Batterie (240); und wenigstens einer Schutzschaltung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, deren erster Anschluss (130) mit einem Anschluss für ein Versorgungspotenzial der wenigstens einen Batterie (240) und deren zweiter Anschluss (140) mit dem wenigstens einen elektrischen Hochstromverbraucher (220) und dem wenigstens einen elektrischen Niederstromverbraucher (230) elektrisch gekoppelt ist.
Elektrisches Versorgungsnetz (200) gemäß Anspruch 7, bei dem die Schutzschaltung (100) ausgebildet ist, sodass die Schutzschaltung (100) einen Strom mit einem Stromwert tragen kann, der wenigstens einem Strombedarf des wenigstens einen elektrischen Hochstromverbrauchers (220) entspricht, wenn das Abschaltelement (110) nicht ausgelöst ist, und bei dem die Schutzschaltung (100) ausgebildet ist, um einen Strom zu tragen, der einem Strombedarf des wenigstens einen elektrischen Niederstromverbrauchers (230) entspricht, und um die elektrische Verbindung zwischen dem ersten (130) und dem zweiten Anschluss (140) der Schutzschaltung (100) über das Sicherungselement (120) zu unterbrechen, wenn das Abschaltelement (110) ausgelöst ist und über die Schutzschaltung (100) ein Strom fließt, der einem Strombedarf des wenigstens einen elektrischen Hochstromverbrauches (220) entspricht.
Elektrisches Versorgungsnetz (200) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, das ferner ein Steuergerät (330), beispielsweise ein Airbag-Steuergerät (340), umfasst, das ausgebildet ist, um eine Unfallsituation zu erkennen und ein Auslösesignal der Schutzschaltung (100) bereitzustellen, wenn die Unfallsituation erkannt wurde.
Elektrisches Versorgungsnetz (200) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem das Steuergerät (330) ferner ausgebildet ist, um nach einem Auslösen des Abschaltelements (110) ein Aktivieren des wenigstens einen Hochstromverbrauchers (220) zu unterbinden, und/oder das ferner ein weiteres Steuergerät (350) umfasst, das ausgebildet ist, um nach einem Auslösen des Abschaltelements (110) ein Aktivieren des wenigstens einen Hochstromverbrauchers (220) zu unterbinden.
Elektrisches Versorgungsnetz (200) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem die wenigstens eine Batterie (240) in einem ersten Bereich (270) des Kraftfahrzeugs (210) und bei dem der wenigstens eine Hochstromverbraucher (220) und der wenigstens eine Niederstromverbraucher (230) in einem zweiten Bereich (280) des Kraftfahrzeugs (210) angeordnet ist, wobei der erste Bereich (270) und der zweite Bereich (280) an einander entgegengesetzten Enden des Kraftfahrzeugs (210) entlang seiner Fahrtrichtung (290) angeordnet sind.
Elektrisches Versorgungsnetz (200) nach Anspruch 11, bei dem die Schutzschaltung (100) im ersten Bereich (270) angeordnet ist.
Elektrisches Versorgungsnetz (200) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, bei dem genau ein Kabel (320) oder genau eine Leitung den ersten Bereich (270) und den zweiten Bereich (280) verbindet, um das Versorgungspotenzial der wenigstens einen Batterie (240) in dem zweiten Bereich (280) des Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
Elektrisches Versorgungsnetz (200) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, bei dem der wenigstens eine Hochstromverbraucher (220) einen Elektromotor (250), beispielsweise einen Startermotor oder einen Antriebsmotor, umfasst, und/oder bei dem der wenigstens eine Niederstromverbraucher (230) ein System der aktiven und/oder passiven Sicherheit des Kraftfahrzeugs, beispielsweise ein Antiblockiersystem, ein elektronisches System zur Fahrdynamikregelung, ein Zentralverriegelungssystem, ein Lenksystem, ein Lenkkraftunterstützungssystem, ein Motorsteuergerät und/oder ein Beleuchtungssystem, wenigstens teilweise umfasst.
Elektrisches Versorgungsnetz (200) nach einem der Ansprüche 7 bis 14, bei dem die wenigstens eine Batterie (240) und die Schutzschaltung (100) in einer gemeinsamen Batterieeinheit (260) integriert sind.