DE102012203071A1 - Schaltung für einen Hochvoltzwischenkreis, Hochvoltsystem und Verfahren zum Entladen eines Hochvoltzwischenkreises für ein Hochvoltsystem für ein Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Eine Schaltung für einen Hochvoltzwischenkreis (104) für ein Hochvoltsystem für ein Fahrzeug weist einen Spannungswandler (110) auf, der ausgebildet ist, um in einem Betriebszustand eine Hochvoltspannung (220) des Hochvoltzwischenkreises (104) in eine Verbraucherspannung (222) zu wandeln. Der Spannungswandler (110) ist ausgebildet, um den Betriebszustand bis zu einem Absinken der Hochvoltspannung (220) auf eine Entladespannung aufrechtzuerhalten, um den Hochvoltzwischenkreis (104) zu entladen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung für einen Hochvoltzwischenkreis für ein Hochvoltsystem für ein Fahrzeug, auf ein Hochvoltsystem für ein Fahrzeug und auf ein Verfahren zum Entladen eines Hochvoltzwischenkreises für ein Hochvoltsystem für ein Fahrzeug.
  • Die DE 10 2010 015 312 A1 beschreibt ein Hochvoltsystem für ein Kraftfahrzeug. Dabei eingesetzte Hochvoltspannungen, die größer als 60 Volt sind, können bei Berührung durch einen Menschen die Ursache gefährlicher Körperströme sein. Daher gelten besondere Schutzvorschriften hinsichtlich des Berührschutzes bei Hochvoltspannungen.
  • Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Schaltung für einen Hochvoltzwischenkreis für ein Hochvoltsystem für ein Fahrzeug, ein verbessertes Hochvoltsystem für ein Fahrzeug und ein verbessertes Verfahren zum Entladen eines Hochvoltzwischenkreises für ein Hochvoltsystem für ein Fahrzeug. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Nach dem Abstellen eines Fahrzeugs, oder im Fehlerfall sollen Spannungen oberhalb von 60 Volt innerhalb weniger Sekunden, zumeist innerhalb von weniger als 3 Sekunden auf unter 60 Volt abgebaut werden, um die Sicherheit von Personen sicherzustellen. Hierfür kann eine Fahrzeugbatterie des Fahrzeugs externe Verbraucher beispielsweise mit einem Schütz abschalten. Gerade in der Leistungselektronik werden nicht unerhebliche Zwischenkreiskondensatoren im Bereich von mehreren Hundert Mikrofarad eingesetzt. Die in einem solchen Kondensator gespeicherte Energie bleibt auch nach dem Öffnen des Batterieschützes erhalten und soll daher innerhalb kürzester Zeit abgebaut oder beispielsweise in Wärme umgewandelt werden.
  • Die innerhalb eines Zwischenkreises, oder generell innerhalb einer Schaltung gespeicherte elektrische Restenergie kann über einen Spannungswandler entladen werden. Beispielsweise kann dazu ein Spannungswandler eingesetzt werden, der ohnehin für eine andere Funktionalität der Schaltung benötigt wird. In diesem Fall erfolgt die Entladung nicht über zusätzliche Komponenten, die Kosten verursachen und Platz wegnehmen würden. Im Unterschied, beispielsweise zu zuschaltbaren Widerständen, ist ein solcher Spannungswandler für den Dauerbetrieb ausgelegt und es kann unaufwändig, beispielsweise bei jedem Fahrzeugstart ermittelt werden, ob die durch den Spannungswandler realisierte Entladeschaltung noch funktioniert. Zudem besteht auch während des normalen Betriebs die Möglichkeit herauszufinden, ob die Entladeschaltung noch funktioniert.
  • Eine Schaltung für einen Hochvoltzwischenkreis für ein Hochvoltsystem für ein Fahrzeug, die einen Spannungswandler aufweist, der ausgebildet ist, um in einem Betriebszustand eine Hochvoltspannung des Hochvoltzwischenkreises in eine Verbraucherspannung zu wandeln, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswandler ausgebildet ist, um den Betriebszustand bis zu einem Absinken der Hochvoltspannung auf eine Entladespannung aufrechtzuerhalten, um den Hochvoltzwischenkreis zu entladen.
  • Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug handeln. Das Fahrzeug kann einen Verbrennungsmotor, einen Hybridantrieb oder einen Elektroantrieb aufweisen. Das Hochvoltsystem kann eine Batterie aufweisen, bei der es sich um eine Bordnetzbatterie oder um eine Antriebsbatterie handeln kann. Die Batterie kann eine Hochvoltbatterie sein. Eine solche Hochvoltbatterie kann als die Hochvoltspannung eine Batteriespannung von größer als 60 Volt, beispielsweise von 200 Volt oder 300 Volt an den Hochvoltzwischenkreis bereitstellen. Der Hochvoltzwischenkreis kann einen oder mehrere Verbraucher aufweisen. Der Hochvoltzwischenkreis kann einen Energiespeicher, beispielsweise einen Kondensator aufweisen, der im Betrieb des Hochvoltzwischenkreises auf die Hochvoltspannung aufgeladen werden kann. Der Spannungswandler kann ausgebildet sein, um die Hochvoltspannung des Hochvoltzwischenkreises, auch als Hochvolt-Zwischenkreisspannung bezeichnet, in die sich von der Hochvoltspannung unterscheidende Verbraucherspannung umzuwandeln. Die Hochvoltspannung kann eine Gleichspannung sein. Je nach Auslegung des Spannungswandlers kann es sich bei der Verbraucherspannung um eine Gleichspannung oder um eine Wechselspannung handeln. Somit kann der Spannungswandler als ein Gleichrichter oder als ein Wechselrichter ausgeführt sein. Die Verbraucherspannung kann niedriger als die Hochvoltspannung sein. Es können auch mehrere Spannungswandler gleicher Art oder unterschiedlicher Art, beispielsweise parallel zueinander eingesetzt werden, um den Hochvoltzwischenkreis zu entladen. Die Verbraucherspannung kann kleiner als 60 Volt betragen. Die Verbraucherspannung kann verwendet werden oder geeignet sein, um einen elektrischen Verbraucher, beispielsweise eine Fahrzeugbeleuchtung oder einen Elektromotor zu betreiben oder um eine Niedervoltbatterie aufzuladen. Eine solche Niedervoltbatterie kann eine Batteriespannung von weniger als 60 Volt aufweisen. Der Spannungswandler kann den Betriebszustand einnehmen, in den Betriebszustand versetzt werden oder in dem Betriebszustand verbleiben, wenn der Hochvoltzwischenkreis in Betrieb genommen wird, beispielsweise an die Hochvoltspannung angeschlossen wird oder in Betrieb ist. Ein Entladevorgang des Hochvoltzwischenkreises kann beispielsweise durch ein Trennen des Hochvoltzwischenkreises von der Hochvoltbatterie eingeleitet werden. In der Folge kann die Hochvoltspannung innerhalb des Hochvoltzwischenkreises absinken. Der Entladevorgang kann beispielsweise als abgeschossen bezeichnet werden, wenn die Hochvoltspannung des Hochvoltzwischenkreises unter einer Berührschutzspannung liegt. Das Absinken der Hochvoltspannung kann durch den Spannungswandler verursacht oder beschleunigt werden. Indem der Spannungswandler während des Entladevorgangs im Betriebszustand verbleibt, kann die während des Betriebs des Spannungswandlers auftretende Verlustleistung zur Reduzierung der Hochvoltspannung und somit zu einem Entladen des Hochvoltzwischenkreises genutzt werden. Der Spannungswandler kann solange im Betriebszustand verbleiben, bis der Hochvoltzwischenkreis vollständig entladen ist oder bis die Hochvoltspannung des Hochvoltzwischenkreises zumindest bis auf die Entladespannung reduziert ist. Die Entladespannung kann geringer als die Hochvoltspannung sein. Die Entladespannung kann der Verbraucherspannung entsprechen.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Entladespannung eine Berührschutzspannung sein. Unter einer Berührschutzspannung kann eine Spannung verstanden werden, die für eine Person bei Berührung keine Gefahr darstellt. Im Allgemeinen kann unter einer Berührschutzspannung eine Spannung von weniger als 60 Volt verstanden werden. Somit kann der Spannungswandler ausgebildet sein, um solange im Betriebszustand zu verbleiben, bis der Hochvoltzwischenkreis zumindest bis auf die Berührschutzspannung entladen ist. Alternativ kann ein Wert der Entladespannung auch in einem Umfeld eines Werts der Berührschutzspannung angeordnete sein. Ist die Entladespannung größer als die Berührschutzspannung, so kann die Schaltung beispielsweise einen zusätzlichen Entladewiderstand aufweisen, über den die verbleibende Entladespannung weiter reduziert werden kann. Ist die Entladespannung kleiner als die Berührschutzspannung, so kann dies das Entladen des Hochvoltzwischenkreises beschleunigen.
  • Die Schaltung kann eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung einer Funktion des Spannungswandlers aufweisen. Beispielsweise kann die Überwachungseinrichtung ausgebildet sein, um den Spannungswandler fortlaufend während des Betriebs des Hochvoltzwischenkreises oder bei einer Inbetriebnahme des Hochvoltzwischenkreises zu überwachen. Unter einer Überwachung kann eine Überprüfung des Spannungswandlers auf eine Fehlfunktion hin verstanden werden. Die Überwachungseinrichtung kann ausgebildet sein, um bei einer erkannten Fehlerfreiheit des Spannungswandlers ein die Fehlerfreiheit anzeigendes Signal auszugeben. Zusätzlich oder alternativ kann die Überwachungseinrichtung ausgebildet sein, um bei einer erkannten Fehlfunktion des Spannungswandlers ein die Fehlfunktion anzeigendes Signal auszugeben. Durch die Überwachung des Spannungswandlers kann dessen Bereitschaft zur Entladung des Hochvoltzwischenkreises überwacht werden. Somit kann bei einer erkannten Fehlfunktion des Spannungswandlers ein alternatives Verfahren zur Entladung des Zwischenkreises eingesetzt werden oder bei einer nicht erfolgten Entladung eine Maßnahme zur Verhinderung einer Berührung eines die Hochvoltspannung führenden Teils ergriffen werden. Beispielsweise kann der Spannungswandler auf eine einfache Weise durch eine Messung der von dem Spannungswandler bereitgestellten Verbraucherspannung überwacht werden. Wird der Spannungswandler zum Laden einer Niedervoltbatterie eingesetzt, so kann der Spannungswandler durch eine Messung oder Überwachung eines von dem Spannungswandler bereitgestellten Ladestrom bzw. einer Ladespannung überwacht werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann es sich bei dem Spannungswandler um einen Gleichspannungswandler handeln. Die Verbraucherspannung kann niedriger als die Hochvoltspannung sein. Ein Gleichspannungswandler kann auch als DCDC-Wandler bezeichnet werden und eine erste Gleichspannung in eine zweite Gleichspannung wandeln. Vorteilhafterweise kann ein solcher Gleichspannungswandler eingesetzt werden, um die Verbraucherspannung als eine zum Laden einer Niedervoltbatterie geeignete Ladespannung bereitzustellen.
  • Die Schaltung kann eine Steuereinrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, um eine Verlustleistung des Spannungswandlers ansprechend auf eine Entladung des Hochvoltzwischenkreises zu erhöhen. Die Steuereinrichtung kann ausgebildet sein, um ein Entladesignal zu empfangen, das einen beginnenden Ladevorgang anzeigt, und ferner ausgebildet sein, um die Erhöhung der Verlustleistung des Spannungswandlers ansprechend auf einen Empfang des Entladesignals zu veranlassen. Beispielsweise kann das Entladesignal mit einem Trennen des Zwischenkreises von der Hochvoltbatterie zusammenhängen. Die Steuereinrichtung kann ausgebildet sein, um ein Steuersignal zum Versetzten des Spannungswandlers in einen erhöhten Betriebszustand an den Spannungswandler bereitzustellen. In dem erhöhten Betriebszustand können elektrische oder elektronische Komponenten in einen im Vergleich zum Normalbetrieb eine erhöhte Verlustleistung aufweisenden Zustand versetzt werden. Beispielsweise kann eine Schaltfrequenz des Spannungswandlers erhöht werden, um die Verlustleistung zu erhöhen. In dem erhöhten Betriebszustand kann der Spannungswandler weiterhin ausgebildet sein, um die während des Entladevorgangs absinkende Hochvoltspannung in die Verbraucherspannung zu wandeln. Wenn die Hochvoltspannung absinkt, kann auch die von dem Spannungswandler bereitgestellte Verbraucherspannung absinken. Durch die Erhöhung der Verlustleistung kann das Entladen des Hochvoltzwischenkreises beschleunigt werden.
  • Der Spannungswandler kann einen Versorgungsspannungseingang zum Zuführen einer von der Hochvoltspannung des Hochvoltzwischenkreises entkoppelten Versorgungsspannung aufweisen. Die Versorgungsspannung kann von einer Energiequelle bereitgestellt werden, die nicht Teil des Zwischenkreises ist. Beispielsweise kann die Versorgungsspannung von einer Niedervoltbatterie bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann ein sicherer Betrieb des Spannungswandlers während des Entladevorgangs gewährleistet werden.
  • Der Spannungswandler kann ausgebildet sein, um einen Ruhezustand einzunehmen, wenn die Hochvoltspannung zumindest bis auf die Entladespannung abgesunken ist. In dem Ruhezustand kann der Spannungswandler deaktiviert sein. Beispielsweise kann der Spannungswandler in dem Ruhezustand keine Energie verbrauchen. In dem Ruhezustand kann die Funktion des Wandelns der Hochvoltspannung in die Verbraucherspannung inaktiv sein. Somit kann ein unnötiger Energieverbrauch durch den Spannungswandler nach abgeschlossener Entladung des Hochvoltzwischenkreises vermieden werden.
  • Die Schaltung kann einen Kondensator zum zum Aufladen auf die Hochvoltspannung aufweisen. Dabei kann es sich um einen Hochvoltzwischenkreiskondensator handeln. Der Kondensator oder mehrere solcher Kondensatoren der Schaltung können eine Kapazität von mehreren Hundert Mikrofarad aufweisen. Der Kondensator kann bei einer Inbetriebnahme des Hochvoltzwischenkreises aufgeladen werden und beispielsweise eingesetzt werden, um Spannungsschwankungen ausgleichen. Die in dem Kondensator gespeicherte Energie kann beim Abschalten des Hochvoltzwischenkreises während des Entladevorgangs durch den Spannungswandler abgebaut werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Schaltung einen Entladewiderstand zum Entladen des Hochvoltzwischenkreises aufweisen. Über den Entladewiderstand kann die Hochvoltspannung des Hochvoltzwischenkreises zusätzlich zu dem Spannungswandler abgebaut werden. Somit kann der Entladevorgang durch den Entladewiderstand unterstützt oder ergänzt werden. Bei dem Entladewiderstand kann es sich um einen passiven Widerstand handeln, über den auch während des Normalbetriebs des Hochvoltzwischenkreises ein Entladestrom fließt. Ein solcher Entladewiderstand ist kostengünstig und ausfallsicher. Zusätzlich oder alternativ kann die Schaltung einen aktiv schaltbaren Entladewiderstand aufweisen. Der aktiv schaltbare Entladewiderstand kann aus einem ansteuerbaren Schalter, beispielsweise einem Transistor und einem passiven Widerstand bestehen. Ein aktiv schaltbarer Entladewiderstand kann beispielsweise zu Beginn oder während des Entladevorgangs aktiviert werden, um die Hochvoltspannung des Hochvoltzwischenkreises abzubauen. Der aktiv schaltbare Entladewiderstand kann eingesetzt werden, während sich der Spannungswandler in dem Betriebszustand, dem erhöhten Betriebszustand oder dem Ruhezustand befindet. Somit kann der Entladevorgang durch einen durch den aktiv schaltbaren Entladewiderstand fließenden Entladestrom unterstützt oder ergänzt werden.
  • Ein Hochvoltsystem für ein Fahrzeug, mit einer Hochvoltbatterie und einem mit der Hochvoltbatterie verbundenen Hochvoltzwischenkreis ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hochvoltzwischenkreis eine Schaltung für einen Hochvoltzwischenkreis für ein Hochvoltsystem für ein Fahrzeug aufweist. Somit kann der beschriebene Ansatz vorteilhaft in ein Hochvoltsystem eines Fahrzeugs integriert werden. Insbesondere kann die Schaltung eingesetzt werden, um die Sicherheit des Hochvoltzwischenkreises zu erhöhen.
  • Wird für die Schaltung auf einen sowieso benötigten Spannungswandler zurückgegriffen, so ist es möglich, Komponenten einzusparen und die Systemkosten zu senken. Wenn der Spannungswandler für die Umwandlung der Hochvolt-Zwischenkreisspannung in die Niedervolt-Batteriespannung eingesetzt wird, ist im Betrieb eine durchgehende Überwachung der Entladeeinrichtung, hier des Spannungswandlers vorhanden, da die Entladeeinrichtung für die Umwandlung der Hochvolt-Zwischenkreisspannung in die Niedervolt-Batteriespannung dauerhaft läuft.
  • Ein Verfahren zum Entladen eines Hochvoltzwischenkreises für ein Hochvoltsystem für ein Fahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Hochvoltspannung des Hochvoltzwischenkreises bis zu einem Absinken der Hochvoltspannung auf eine Entladespannung in eine Verbraucherspannung gewandelt wird.
  • Das Verfahren kann vorteilhaft unter Verwendung eines Spannungswandlers durchgeführt werden. Der Spannungswandler kann dazu geeignet ausgelegt oder angesteuert werden. Schritte des Verfahrens können von Einrichtungen des Spannungswandlers durchgeführt werden. Zusätzlich können Schritte des Verfahrens von geeigneten Steuereinrichtungen umgesetzt werden, die mit dem Spannungswandler, beispielsweise über elektrische Leitungen gekoppelt sind.
  • Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Batterienetzes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Schaltung für einen Hochvoltzwischenkreis gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine schematische Darstellung einer Schaltung für einen Hochvoltzwischenkreis gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine schematische Darstellung eines Abschnitts einer Schaltung für einen Hochvoltzwischenkreis gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahren zum Entladen eines Hochvoltzwischenkreises gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Batterienetzes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um ein Batterienetz eines Fahrzeugs handeln. Das Batterienetz weist eine Hochvoltbatterie (HV-Batterie) 100, einen Schalter 102, gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Hochvolt-Schütz (HV-Schütz) und einen Zwischenkreises in Form eines Hochvoltzwischenkreises 104 mit einem Verbraucher 106, beispielsweise einen Inverter oder Wechselrichter, einem Zwischenkreiskondensator 108 und einem Spannungswandler 110 in Form eines Gleichspannungswandlers, auch DCDC-Wandler genannt, auf. Das Batterienetz weist ferner eine Niedervoltbatterie 112 (LV-Batterie) auf. Die Hochvoltbatterie 100, der Schalter 102 und der Hochvoltzwischenkreis 104 können als ein Hochvoltsystem bezeichnet werden. Die Elemente 106, 108, 110 des Hochvoltzwischenkreises 104 können in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein.
  • Die Hochvoltbatterie 100 ist ausgebildet, um als Batteriespannung eine Hochvoltspannung, beispielsweise von mehr als 100 Volt an den Hochvoltzwischenkreis 104 bereitzustellen. Dazu ist die Hochvoltbatterie 100 über Leitungen mit dem Hochvoltzwischenkreis 104 verbunden. In zumindest einer dieser Leitungen ist der Schalter 102 angeordnet. Der Schalter 102 ist ausgebildet, um ansprechend auf ein Schaltsignal eine elektrische leitfähige Verbindung zwischen der Hochvoltbatterie 100 und dem Hochvoltzwischenkreis 104 zu ermöglichen oder zu unterbinden. Beispielsweise kann der Schalter 102 ausgebildet sein, um die Hochvoltbatterie 100 ansprechend auf eine Inbetriebnahme des Fahrzeugs durch einen Fahrer mit dem Hochvoltzwischenkreis 104 zu verbinden und ansprechend auf eine Außerbetriebnahme des Fahrzeugs durch den Fahrer von dem Hochvoltzwischenkreis 104 zu trennen. Nach einer Verbindung des Hochvoltzwischenkreises 104 mit der Hochvoltbatterie 100 wird der Zwischenkreiskondensator 108 aufgrund der von der Hochvoltbatterie 100 bereitgestellten Hochvoltspannung auf die Hochvoltspannung aufgeladen. Ferner kann die Hochvoltspannung zum Betrieb des Verbrauchers 106 eingesetzt werden. Der Spannungswandler 110 ist ausgebildet, um die von der Hochvoltbatterie 110 bereitgestellte Hochvoltspannung in einer Verbraucherspannung zu wandeln. Die Verbraucherspannung kann beispielsweise zum Laden der Niedervoltbatterie 112 eingesetzt werden. Dazu ist die Niedervoltbatterie 112 über elektrische Leitungen mit dem Hochvoltzwischenkreis 104 verbunden.
  • Wird der Hochvoltzwischenkreis 104 durch den Schalter 102 von der Hochvoltbatterie 100 getrennt, so wird die Hochvoltspannung innerhalb des Hochvoltzwischenkreises 104 zunächst durch die in dem Zwischenkreiskondensator 108 gespeicherte Ladung aufrechterhalten. Die Spannung innerhalb des Hochvoltzwischenkreises 104 sinkt ausgehend von der Hochvoltspannung ab, während der Zwischenkreiskondensator 108 entladen wird. Solange die Spannung innerhalb des Hochvoltzwischenkreises 104 größer als eine Berührschutzspannung von im Allgemeinen 60 Volt ist, besteht eine Verletzungsgefahr für eine Person, die ein Bauteil des Hochvoltzwischenkreises 104 berührt.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird der Spannungswandler 110 verwendet, um die Spannung des Hochvoltzwischenkreises 104 nach einem Abtrennen des Hochvoltzwischenkreises 104 von der Hochvoltbatterie 100 durch den Schalter 102 auf einen Wert unterhalb der Berührschutzspannung zu senken. Ein dementsprechender Entladevorgang kann sehr schnell durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine Entladung des Hochvoltzwischenkreises 104 von der Hochvoltspannung auf weniger als die Berührschutzspannung innerhalb weniger Sekunden, beispielsweise innerhalb von weniger als 3 Sekunden erfolgen.
  • Die Hochvoltbatterie 100, der Schalter 102 und der Spannungswandler 110 sowie mit dem Spannungswandler gekoppelte Einrichtungen können über ein Kommunikationssystem, beispielsweise Datenleitungen oder Steuerleitungen, beispielsweise in Form eines CAN-Bus miteinander verbunden sein. Auf diese Weise kann beispielsweise dem Spannungswandler 110 ein Öffnen des Schalters 102 und somit ein Beginn des Entladevorgangs mitgeteilt werden. Ebenso kann ein Ende des Entladevorgangs, beispielsweise aufgrund eines erfolgten Abfalls der Spannung des Hochvoltzwischenkreises 104 unterhalb der Berührschutzspannung kommuniziert werden. Beispielsweise kann der Spannungswandler nach einer Beendigung des Entladevorgangs von einem Betriebszustand in einen Ruhezustand versetzt werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Spannungswandler um einen typischerweise in einem Zwischenkreis 104 eines Fahrzeugs eingesetzten Gleichspannungswandler 110. Eine Schnellentladung des Zwischenkreises 104 erfolgt durch das gezielte Ableiten der Energie in oder durch den Gleichspannungswandler 110.
  • Somit kann eine typischerweise in einem Zwischenkreis 104 bereits vorhandene Komponente zur Entladung des Zwischenkreises 104 eingesetzt werden. Im speziellen handelt es sich bei der Komponente um den Gleichspannungswandler 110, der im normalen Betrieb die Zwischenkreisspannung in eine niedrigere Spannung umsetzt. Der Gleichspannungswandler 110 läuft im Normalfall immer, wenn eine Zwischenkreisspannung anliegt. Typischerweise wird der Betrieb des Gleichspannungswandlers 110 ständig überwacht und der Ausfall des Gleichspannungswandlers 110 wird innerhalb weniger Millisekunden erkannt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der Gleichspannungswandler 110 nach dem Öffnen des Schalters 102 in Form eines Schützes der Hochvoltbatterie 100 nicht sofort deaktiviert. Der Gleichspannungswandler 110 arbeitet weiter, bis der Hochvoltzwischenkreis 104 auf weniger als 60 Volt entladen wurde. Dies geschieht in Abhängigkeit des Gleichspannungswandlers 110 innerhalb weniger Sekunden, typisch innerhalb von weniger als 3 Sekunden, und erspart eine zusätzliche Entladeeinrichtung. Für den Entladebetrieb kann eine spezielle Ansteuerung bzw. Regelung des Gleichspannungswandlers 110 eingesetzt werden, wodurch höhere Verluste im Gleichspannungswandler 110 entstehen. Alternativ wird die Standardansteuerung des Gleichspannungswandlers 110 genutzt.
  • Der Spannungswandler 110 ist typischerweise im gleichen Gehäuse eingebaut, wie der zu entladende Zwischenkreis 104. Alternativ kann der Spannungswandler 110 aber auch in einem separaten Gehäuse untergebracht sein.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden mehrere verteilte Spannungswandler 110 für die Entladung eingesetzt, um die Ausfallwahrscheinlichkeit zu verringern.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltung für einen Hochvoltzwischenkreis gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Schaltung weist einen Spannungswandler 110 auf, bei dem es sich um den anhand von 1 beschriebenen Spannungswandler handeln kann. Der Spannungswandler 110 kann eingesetzt werden, um eine Hochvoltspannung 220 des Hochvoltzwischenkreises während eines Entladevorgangs des Hochvoltzwischenkreises durch einen Betrieb des Spannungswandlers 110 zu reduzieren. Bezogen auf das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel kann die Hochvoltspannung 220 an dem in 1 gezeigten Kondensator 108 anliegen.
  • Die Hochvoltspannung 220 des Hochvoltzwischenkreises liegt zwischen Eingängen des Spannungswandlers 110 an. Der Spannungswandler 110 ist ausgebildet, um in einem Betriebszustand die Hochvoltspannung 220 in eine Verbraucherspannung 222 umzusetzen. Die Verbraucherspannung 222 liegt zwischen Ausgängen des Spannungswandlers 110 an. Der Spannungswandler 110 ist ausgebildet, um die Verbraucherspannung 222 auch während eines Entladevorgangs des Hochvoltzwischenkreises zu erzeugen und dadurch die Hochvoltspannung 220 zu reduzieren.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Spannungswandler 110 eine Überwachungseinrichtung 230 auf oder ist mit einer solchen Überwachungseinrichtung 230 gekoppelt. Die Überwachungseinrichtung 230 ist ausgebildet, um eine Funktion des Spannungswandlers 110 zu überwachen, beispielsweise eine Bereitstellung der Verbraucherspannung 222 zu überwachen, und ein entsprechendes Überwachungssignal bereitzustellen. Beispielsweise kann die Überwachungseinrichtung 230 ausgebildet sein, um bei einer erkannten Fehlfunktion des Spannungswandlers 110 ein Fehlersignal auszugeben.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Spannungswandler 110 eine Steuereinrichtung 232 auf oder ist mit einer solchen Steuereinrichtung 232 gekoppelt. Die Steuereinrichtung 232 ist ausgebildet, um ein Steuersignal an den Spannungswandler 110 bereitzustellen, um eine Verlustleistung des Spannungswandlers 110 zu erhöhen, wenn eine Entladung des Hochvoltzwischenkreises durchzuführen ist. Die Steuereinrichtung 232 kann ausgebildet sein, um das Steuersignal ansprechend auf den Empfang eines Entladesignals auszugeben. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 232 das Steuersignal ansprechend auf eine Abtrennung des Hochvoltzwischenkreises von einer Hochvoltbatterie erzeugen und ausgeben. Durch die Erhöhung der Verlustleistung kann der Hochvoltzwischenkreis schneller entladen werden, als wenn der Spannungswandler in dem normalen Betriebszustand verbleibt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Spannungswandler 110 eine Deaktivierungseinrichtung 234 auf oder ist mit einer solchen Deaktivierungseinrichtung 234 gekoppelt. Die Deaktivierungseinrichtung 234 ist ausgebildet, um den Spannungswandler 110 in einen Ruhezustand zu versetzen, wenn keine weitere Entladung des Hochvoltzwischenkreises durch den Spannungswandler 110 mehr erforderlich ist. Die Deaktivierungseinrichtung 234 kann ausgebildet sein, um ein Entladesignal zu Empfangen, das eine abgeschlossene Entladung des Hochvoltzwischenkreises anzeigt. Alternativ kann die Deaktivierungseinrichtung 234 ausgebildet sein, um die Hochvoltspannung des Hochvoltzwischenkreises zu erfassen und ein Signal zum Versetzten des Spannungswandlers 110 in den Ruhezustand auszugeben, wenn die Hochvoltspannung einen vorbestimmten Wert erreicht oder unterschritten hat.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Spannungswandler 110 einen Versorgungsspannungseingang 236 zum Zuführen einer Versorgungsspannung zum Betrieb des Spannungswandlers 110 auf. Die Versorgungsspannung kann von einer Spannungsquelle 238 bereitgestellt werden, die auch während des Entladevorgangs des Hochvoltzwischenkreises eine ausreichende Versorgungsspannung zum zuverlässigen Betrieb des Spannungswandlers 110, zumindest bis zu einem erfolgreichen Abschluss des Entladevorgangs zur Verfügung stellen kann. Beispielsweise kann es sich bei der Spannungsquelle 238 um die in 1 gezeigte Niedervoltbatterie handeln.
  • Zumindest einige Elemente 110, 130, 232, 234, 236 können miteinander und beispielsweise mit dem in 1 gezeigten Schalter 102 über das bereits genannte Kommunikationssystem gekoppelt sein. Über das Kommunikationssystem können beispielsweise Daten bezüglich eines Beginns, eines Verlaufs und einer Beendigung des Entladevorgangs übermittelt werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Spannungswandler 110 in Form eines Gleichspannungswandlers aus einer zweiten Spannungsquelle 238, z. B. der Niedervoltbatterie versorgt werden, um auch bei einer Spannung 220 unterhalb seiner Nennspannung von z. B. 200 Volt noch zu funktionieren. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Entladung des Hochstromzwischenkreises tatsächlich abgeschlossen wird. Zudem kann nach dem Entladen eine Meldung über die erfolgte Entladung an andere Komponenten z.B. über CAN erfolgen. Der Spannungswandler 110 schaltet sich erst nach der erfolgreichen Entladung ab, um die Spannungsquelle 238 nicht unnötig zu belasten.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltung für einen Hochvoltzwischenkreis gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Schaltung weist einen Spannungswandler 110 auf, wie er beispielsweise anhand von 1 oder 2 beschrieben ist. Ferner weist die Schaltung einen Kondensator 108 auf, der zwischen die Eingänge des Spannungswandlers 110 geschaltet ist. Bei dem Kondensator 108 kann es sich um den in 1 gezeigten Zwischenkreiskondensator handeln.
  • Ferner weist die Schaltung eine zusätzliche Entladeeinrichtung 340 auf. Die Entladeeinrichtung 340 ist parallel zu dem Kondensator 108 geschaltet. Die Entladeeinrichtung 340 wird verwendet, um den durch den Spannungswandler 110 durchgeführten Entladevorgang zu unterstützen. Dabei kann ein zusätzlicher Entladestrom durch die Entladeeinrichtung 340 fließen, wodurch die in dem Kondensator 108 gespeicherte Ladung schneller abgebaut wird. Die Entladeeinrichtung 340 kann dazu zumindest einen Widerstand aufweisen.
  • Beispielsweise kann der Gleichspannungswandler 110 durch eine Entladeeinrichtung 340 in Form einer passiven Entladung oder durch einen zuschaltbaren Widerstand ergänzt werden, bzw. kann der Gleichspannungswandler 110 als Ergänzung zu einem passiven Widerstand oder als Ergänzung zu passiven und zuschaltbaren Widerständen eingesetzt werden.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnitts einer Schaltung für einen Hochvoltzwischenkreis gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt sind ein Kondensator 108 und eine Entladeeinrichtung, bei denen es sich um die anhand von 3 beschriebenen Elemente handeln kann.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Entladeeinrichtung zwei Widerstände 450, 452 und einen Schalter 454 in Form eines Transistors, hier eines MO-SETs auf. Die Entladeeinrichtung ist aus zwei einzelnen Entladeeinrichtungen aufgebaut, die wie in 4 gezeigt in Kombination, oder alternativ auch einzeln eingesetzt werden können.
  • Eine erste Entladeeinrichtung ist als passiver Widerstand durch den Widerstand 450 realisiert, der parallel zu dem Kondensator 108 geschaltet ist. Durch den Widerstand 450 fließt ein Entladestrom, sobald an dem Widerstand 450 eine Spannungsdifferenz anliegt. Somit kann der Kondensator 108 und somit auch der Hochvoltzwischenkreis über den Widerstand 450 entladen werden.
  • Eine zweite Entladeeinrichtung ist als aktiver Widerstand oder schaltbarer Widerstand durch eine Serienschaltung aus dem Schalter 454 und dem Widerstand 452 realisiert. Die Serienschaltung aus Schalter 454 und Widerstand 452 ist parallel zu dem Kondensator 108 geschaltet. Wenn der Schalter 454 geschlossen ist, also gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Transistor des Schalters 454 leitfähig ist, fließt durch den Widerstand 452 ein Entladestrom, wenn an dem Widerstand 452 eine Spannungsdifferenz anliegt. Somit kann der Kondensator 108 und somit auch der Hochvoltzwischenkreis über den Widerstand 452 entladen werden. Das Entladen kann dabei über den Schalter 454 gesteuert werden. Beispielsweise kann an den Schalter 454 ein Schaltsignal zum Schließen des Schalters 454 bereitgestellt werden, wenn ein Entladevorgang des Hochvoltzwischenkreises beginnen soll. Beispielsweise kann das Schaltsignal zum Schließen des Schalters 454 bereitgestellt werden, wenn der Hochvoltzwischenkreis von der Hochvoltbatterie getrennt wird. Der Schalter 454 kann mit dem in 1 gezeigten Schalter 102 oder mit einer anderen Einrichtung über das bereits genannte Kommunikationssystem gekoppelt sein.
  • Ist der Schalter 454 geöffnet, so kann kein Entladestrom durch den Widerstand 452 fließen. Für den Fall der Realisierung des Schalters 454 als Feldeffekttransistor kann die Body-Diode des Feldeffekttransistors in Bezug auf eine Richtung des Entladestroms in Sperrrichtung geschaltet sein.
  • Der Hochvoltzwischenkreis, bei dem es sich um einen großen Zwischenkreis handeln kann, kann gemäß einem Ausführungsbeispiel durch einen oder mehrere passive Widerstände 450 entladen werden, der oder die nichtabschaltbar dauerhaft im System, also der Schaltung vorhanden sind. Zudem wird auch ein zuschaltbarer oder mehrere zuschaltbare Widerstände 452 eingesetzt, die aufgrund niedrigerer Widerstandswerte eine schnellere Entladung bewirken.
  • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahren zum Entladen eines Hochvoltzwischenkreises gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Hochvoltzwischenkreis kann es sich um einen der in den vorangegangenen Figuren beschriebenen oder genannten Zwischenkreise handeln. Schritte des Verfahrens können von dem in den vorangegangenen Figuren beschriebenen oder genannten Spannungswandler sowie optional von weiteren beschriebenen oder genannten Elementen oder Einrichtungen ausgeführt werden. Gemäß dem Verfahren wird in einem Schritt des Wandelns 561 eine Hochvoltspannung des Hochvoltzwischenkreises bis zu einem Absinken der Hochvoltspannung auf eine Entladespannung in eine Verbraucherspannung gewandelt. Durch das Wandeln 561 der Hochvoltspannung kann der Hochvoltzwischenkreis wirkungsvoll entladen werden. Der Schritt des Wandelns 561 kann von einem Spannungswandler ausgeführt werden. In einem optionalen Schritt 563 kann der Spannungswandler nach einer erfolgten Entladung und bis zu einer erneuten Inbetriebnahme des Hochvoltzwischenkreises in einen Ruhezustand versetzt werden.
  • Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Hochvoltbatterie
    102
    Schalter
    104
    Hochvoltzwischenkreis
    106
    Verbraucher
    108
    Zwischenkreiskondensator
    110
    Spannungswandler
    112
    Niedervoltbatterie
    220
    Hochvoltspannung
    222
    Verbraucherspannung
    230
    Überwachungseinrichtung
    232
    Steuereinrichtung
    234
    Deaktivierungseinrichtung
    236
    Versorgungsspannungseingang
    238
    Spannungsquelle
    340
    Entladeeinrichtung
    450
    Widerstand
    452
    Widerstand
    454
    Transistor
    561
    Verfahrensschritt
    563
    Verfahrensschritt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010015312 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Schaltung für einen Hochvoltzwischenkreis (104) für ein Hochvoltsystem für ein Fahrzeug, wobei die Schaltung einen Spannungswandler (110) aufweist, der ausgebildet ist, um in einem Betriebszustand eine Hochvoltspannung (220) des Hochvoltzwischenkreises (104) in eine Verbraucherspannung (222) zu wandeln, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswandler (110) ausgebildet ist, um den Betriebszustand bis zu einem Absinken der Hochvoltspannung (220) auf eine Entladespannung aufrechtzuerhalten, um den Hochvoltzwischenkreis (104) zu entladen.
  2. Schaltung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladespannung eine Berührschutzspannung ist.
  3. Schaltung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswandler (110) ein Gleichspannungswandler und die Verbraucherspannung (222) niedriger als die Hochvoltspannung (220) ist.
  4. Schaltung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung eine Steuereinrichtung (232) aufweist, die ausgebildet ist, um eine Verlustleistung des Spannungswandlers (110) ansprechend auf eine Entladung des Hochvoltzwischenkreises (104) zu erhöhen.
  5. Schaltung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswandler (110) einen Versorgungsspannungseingang (236) zum Zuführen einer von der Hochvoltspannung (220) des Hochvoltzwischenkreises (104) entkoppelten Versorgungsspannung aufweist.
  6. Schaltung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswandler (110) ausgebildet ist, um einen Ruhezustand einzunehmen, wenn die Hochvoltspannung (220) zumindest bis auf die Entladespannung abgesunken ist.
  7. Schaltung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung einen Kondensator (108) zum Aufladen auf die Hochvoltspannung (220) aufweist.
  8. Schaltung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung einen Entladewiderstand (450, 452) zum Entladen des Hochvoltzwischenkreises (104) aufweist.
  9. Hochvoltsystem für ein Fahrzeug, mit einer Hochvoltbatterie (100) und einem mit der Hochvoltbatterie (100) verbundenen Hochvoltzwischenkreis (104), dadurch gekennzeichnet, dass der Hochvoltzwischenkreis (104) eine Schaltung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche aufweist.
  10. Verfahren zum Entladen eines Hochvoltzwischenkreises (104) für ein Hochvoltsystem für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hochvoltspannung (220) des Hochvoltzwischenkreises (104) bis zu einem Absinken der Hochvoltspannung (220) auf eine Entladespannung in eine Verbraucherspannung (222) gewandelt wird.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3064831A1 (fr) * 2017-03-31 2018-10-05 Peugeot Citroen Automobiles Sa Reseau electrique a equipement(s) electrique(s) muni(s) de moyens de decharge teste(s)
DE102019203526A1 (de) * 2019-03-15 2020-09-17 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Entladevorrichtung, elektrische Einheit und Entladeverfahren
DE102019212377A1 (de) * 2019-08-14 2021-02-18 Vitesco Technologies GmbH Schaltungsanordnung zum Entladen von zumindest einem, auf eine Hochspannung aufgeladenen Energiespeicher
DE102020105161A1 (de) 2020-02-27 2021-09-02 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Zwischenkreisschaltung für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechende Zwischenkreisschaltung
DE102020112756A1 (de) 2020-05-12 2021-11-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren und Vorrichtung zur Entladung eines Hochvoltbordnetzes
DE102014224396B4 (de) 2014-03-20 2021-12-16 Mitsubishi Electric Corporation Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030081440A1 (en) * 2001-10-25 2003-05-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Load driver and control method for safely driving DC load and computer-readable recording medium with program recorded thereon for allowing computer to execute the control
WO2010131340A1 (ja) * 2009-05-13 2010-11-18 トヨタ自動車株式会社 車両の電力変換装置およびそれを搭載する車両
US20110080149A1 (en) * 2009-10-07 2011-04-07 Junichi Fukuta Power conversion control apparatus
US20110221374A1 (en) * 2010-03-11 2011-09-15 Denso Corporation Discharging control device for electric power conversion system
US20110234176A1 (en) * 2010-03-24 2011-09-29 Aisin Aw Co., Ltd. Discharge control apparatus
DE102010015312A1 (de) 2010-04-17 2011-10-20 Audi Ag Hochvoltsystem für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Diagnose eines Hochvoltsystems für ein Kraftfahrzeug
DE102011003764A1 (de) * 2011-02-08 2012-08-09 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Entladung eines Energiespeichers in einem Hochvoltnetz

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030081440A1 (en) * 2001-10-25 2003-05-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Load driver and control method for safely driving DC load and computer-readable recording medium with program recorded thereon for allowing computer to execute the control
WO2010131340A1 (ja) * 2009-05-13 2010-11-18 トヨタ自動車株式会社 車両の電力変換装置およびそれを搭載する車両
US20110080149A1 (en) * 2009-10-07 2011-04-07 Junichi Fukuta Power conversion control apparatus
US20110221374A1 (en) * 2010-03-11 2011-09-15 Denso Corporation Discharging control device for electric power conversion system
US20110234176A1 (en) * 2010-03-24 2011-09-29 Aisin Aw Co., Ltd. Discharge control apparatus
DE102010015312A1 (de) 2010-04-17 2011-10-20 Audi Ag Hochvoltsystem für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Diagnose eines Hochvoltsystems für ein Kraftfahrzeug
DE102011003764A1 (de) * 2011-02-08 2012-08-09 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Entladung eines Energiespeichers in einem Hochvoltnetz

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014224396B4 (de) 2014-03-20 2021-12-16 Mitsubishi Electric Corporation Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung
FR3064831A1 (fr) * 2017-03-31 2018-10-05 Peugeot Citroen Automobiles Sa Reseau electrique a equipement(s) electrique(s) muni(s) de moyens de decharge teste(s)
DE102019203526A1 (de) * 2019-03-15 2020-09-17 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Entladevorrichtung, elektrische Einheit und Entladeverfahren
DE102019212377A1 (de) * 2019-08-14 2021-02-18 Vitesco Technologies GmbH Schaltungsanordnung zum Entladen von zumindest einem, auf eine Hochspannung aufgeladenen Energiespeicher
CN114206656A (zh) * 2019-08-14 2022-03-18 纬湃科技有限责任公司 用于对充电至高压的至少一个储能器放电的电路装置
DE102020105161A1 (de) 2020-02-27 2021-09-02 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Zwischenkreisschaltung für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechende Zwischenkreisschaltung
DE102020105161B4 (de) 2020-02-27 2023-08-24 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Zwischenkreisschaltung für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechende Zwischenkreisschaltung
DE102020112756A1 (de) 2020-05-12 2021-11-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren und Vorrichtung zur Entladung eines Hochvoltbordnetzes

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