DE102012204788B4 - Steuerungsvorrichtung und Bordnetzsystem für ein elektromobiles Kraftfahrzeug mit einem Hochvolt-Bordnetz, bei dem die Überwachungsleitung als einer Teil einer Koaxialleitung realisiert ist, wobei ein anderer Teil der Koaxialleitung als Hochvolt-Leitung verwendet wird - Google Patents

Steuerungsvorrichtung und Bordnetzsystem für ein elektromobiles Kraftfahrzeug mit einem Hochvolt-Bordnetz, bei dem die Überwachungsleitung als einer Teil einer Koaxialleitung realisiert ist, wobei ein anderer Teil der Koaxialleitung als Hochvolt-Leitung verwendet wird Download PDF

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Abstract

Es wird eine Steuerungsvorrichtung (4) zum Steuern eines Hochvolt-Bordnetzes eines elektromobilen Kraftfahrzeugs (1) beschrieben, welches ferner ein Niedervolt-Bordnetz aufweist, von dem die zum Betrieb der Steuerungsvorrichtung (4) erforderliche elektrische Energie bereitstellbar ist, wobei dem Hochvolt-Bordnetz ein Hochvolt-Energiespeicher (2), zumindest eine elektrische Antriebsmaschine (6) und mehrere Hochvolt-Komponenten (3, 4, 6, 10, 11, 12, 18) zugeordnet sind. Die Steuerungsvorrichtung (4) weist auf (a) eine Überwachungseinrichtung (4.1), welche mit einem Leitungssystem von Überwachungsleitungen (13, 14, 15, 16) koppelbar ist, zum Überwachen des Zustands von zumindest einer an das Leitungssystem angeschlossenen Hochvolt-Komponente (3, 4, 6, 10, 11, 12, 18), (b) eine Trenneinrichtung (4.2), welche eingerichtet ist, als Antwort auf eine Fehlererkennung der Überwachungseinrichtung (4.1) den Hochvolt-Energiespeicher (2) von dem Hochvolt-Bordnetz elektrisch zu trennen, (c) eine Entladungseinrichtung (4.3), welche mit der Überwachungseinrichtung (4.1) und/oder der Trenneinrichtung (4.2) gekoppelt ist und welche eingerichtet ist, elektrische Hochvolt-Komponenten (3, 4, 6, 10, 11, 12, 18) zu entladen, und (d) eine Auslöseeinrichtung (19), welche eingerichtet ist, unabhängig von dem aktuellen Zustand des elektromobilen Kraftfahrzeugs (1) ein elektrisches Trennen des Hochvolt-Energiespeichers (2) von dem Hochvolt-Bordnetz und/oder ein Entladen der Hochvoltkomponenten (3, 4, 6, 10, 11, 12, 18) zu veranlassen.

Description

  • Steuerungsvorrichtung und Bordnetzsystem für ein elektromobiles Kraftfahrzeug mit einem Hochvolt-Bordnetz, bei dem die Überwachungsleitung als einer Teil einer Koaxialleitung realisiert ist, wobei ein anderer Teil der Koaxialleitung als Hochvolt-Leitung verwendet wird
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der elektrischen Betriebssicherheit von elektromobilen Kraftfahrzeugen. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Steuerungsvorrichtung zum Steuern eines Hochvolt-Bordnetzes eines elektromobilen Kraftfahrzeugs, insbesondere zum Zwecke eines Personenschutzes bei einer Berührung durch eine Person. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Bordnetzsystem sowie ein elektromobiles Kraftfahrzeug mit einer derartigen Steuerungsvorrichtung.
  • Als elektromobile Kraftfahrzeuge bezeichnet man im Allgemeinen Kraftfahrzeuge, die ganz oder teilweise mittels elektrischer Energie angetrieben werden. Elektromobile Kraftfahrzeuge können beispielsweise Kraftfahrzeuge mit einem Hybridantrieb oder reine Elektrofahrzeuge sein. Ein Hybridantrieb umfasst dabei neben einer elektrischen Antriebsmaschine zusätzlich noch eine konventionelle Verbrennungsmaschine, um insbesondere die Reichweite des elektromobilen Kraftfahrzeugs zu erhöhen. Elektromobile Kraftfahrzeuge, welche neben einer elektrischen Antriebsmaschine noch eine Verbrennungsmaschine aufweisen, werden als Hybridkraftfahrzeug bezeichnet. Ein reines Elektrofahrzeug weist als Antriebmaschine lediglich eine oder mehrere elektrische Antriebsmaschinen oder Elektromotoren auf.
  • Als Energiespeicher für elektrische Antriebsmaschinen werden typischerweise sog. Hochvolt-Batterien verwendet, welche ihre Energie mit einer Spannung in der Größenordnung von z. B. 400 Volt bereitstellen. Um beispielsweise bei einem Unfall insbesondere für Rettungskräfte eine Gefährdung durch die von einer Hochvolt-Speicherbatterie bereitgestellte Hochspannung auszuschließen, werden in einem elektromobilen Kraftfahrzeug elektrische Trennvorrichtungen verwendet, um bei einem Unfall eine Abtrennung der Hochvolt-Batterie zu veranlassen. Dieselben Vorsichtsmaßnahmen an Berührungsschutz sind auch in KFZ-Werkstätten einzuhalten, damit für Mechaniker während Reparatur- oder Servicearbeiten keine Gefahr infolge von Berührungen mit spannungsführenden Leitungen oder Leitungskontakten ausgeht.
  • Die Druckschrift DE 10 2009 050 223 A1 betrifft eine Überwachungseinrichtung für ein Hochspannungsnetz, wobei eine Überwachungseinheit die Funktion einer Leiterschleife diagnostizieren kann.
  • Die Druckschrift DE 10 2010 029 806 A1 betrifft ein elektrisches System, wobei eine Kurzschlussleitung mit einem Entladewiderstand im Gefahrenfall über einen Schalter das Bordnetz entlädt.
  • Die Druckschrift DE 10 2009 036 672 A1 betrifft einen Niedervoltsicherheitsschalter für ein Hochvoltsystem mit Schaltern zum Auftrennen des Hochvoltsystems, die eine mehrstufige Abschaltprozedur realisieren.
  • Die Druckschrift DE 10 2008 010 980 A1 betrifft ein Hochspannungsbordnetz mit einer Entladeeinheit, wobei Restladung innerhalb des Bordnetzes über Hochspannungsverbraucher abgebaut wird.
  • Die Druckschrift US 2010/0 187 904 A1 beschreibt eine zentrale Hochvoltsicherungseinrichtung, die in direktem elektrischem Kontakt mit einer Hochvoltkomponente steht.
  • Die Druckschrift US 2006/0137929 A1 betrifft ein Kollisionssicherheitssystem mit einer Entladeeinheit, die von einer Kollisionsberechnungseinheit angesteuert wird.
  • Aus der WO 2009/112165 A2 ist eine Vorrichtung zum Überwachen von elektrischen Hochvolt-Verbindungen eines Hybridfahrzeugs bekannt, welches neben einer Anzahl einem Hochvolt-Bordnetz zugeordneten Hochvolt-Komponenten eine an ein Niedervolt-Bordnetz angeschlossene elektronische Steuerungseinheit aufweist, deren Leistungstellglieder über einen Leistungsschalter an eine dem Hochvolt-Bordnetz zugeordnete Hochvolt-Batterie angeschlossen sind und mindestens eine elektrische Antriebsmaschine ansteuern. Die Hochvolt-Komponenten werden mittels einer Leitungsschleife überwacht und bei geöffneter Leitungsschleife deaktiviert, wobei ein magnetfeldsensitiver Sensor einer lösbaren Kontaktverbindung der elektrischen Antriebsmaschine bzw. der elektronischen Steuerungseinheit an die Leitungsschleife angebunden ist, und wobei ein Steuerbaustein der elektronischen Steuerungseinheit in Abhängigkeit eines beim Lösen der Kontaktverbindung vom magnetfeldsensitiven Sensor erzeugten Sensorsignals eine Entladungseinheit zur berührungssicheren Entladung von einem Energiespeicher aktiviert, welcher als Zwischenkreiskapazität ausgebildet ist und welcher dem Hochvolt-Bordnetz zugeordnet ist.
  • Die aus der WO 2009/112165 A2 bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, dass die Betriebssicherheit eines mit einer derartigen Überwachungsvorrichtung ausgestatteten elektromobilen Kraftfahrzeugs in Bezug auf einige mögliche Fehlerquellen mangelhaft ist. So stellt zum Beispiel ein Ausfall des Niedervolt-Bordnetzes einen Fehlerzustand dar, welcher von der bekannten Überwachungsvorrichtung nicht gehandhabt werden kann, so dass in einem derartigen (Fehler)Fall keine verlässliche Aussage über das resultierende Systemverhalten der Bordnetze gemacht werden kann.
  • Ferner bleibt es bei der bekannten Überwachungsvorrichtung völlig offen, ob und wie beispielsweise bei einem verunglückten Fahrzeug die Abtrennung der Hochvolt-Komponenten von der Hochvolt-Batterie erfolgen soll. Außerdem finden sich in der WO 2009/112165 A2 keine Anhaltspunkte dafür, was mit dem elektrischen System des Hochvolt-Bordnetzes und/oder des Niedervolt-Bordnetzes passiert, wenn beispielsweise an der überwachenden Schleifenleitung eine Leckage (von einem nieder-ohmigen Kurzschluss abgesehen) oder ein Fehlstrom vorhanden ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Betriebssicherheit und die Betriebszuverlässigkeit eines elektromobilen Kraftfahrzeugs zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Steuerungsvorrichtung zum Steuern eines Hochvolt-Bordnetzes eines elektromobilen Kraftfahrzeugs beschrieben, welche insbesondere dem Zwecke eines Personenschutzes bei einer Berührung durch eine Person dient. Das betreffende elektromobile Kraftfahrzeug weist neben dem Hochvolt-Bordnetz ein Niedervolt-Bordnetz auf, von dem die zum Betrieb der Steuerungsvorrichtung erforderliche elektrische Energie bereitstellbar ist. Dem Hochvolt-Bordnetz sind ein Hochvolt-Energiespeicher, zumindest eine elektrische Antriebsmaschine und mehrere Hochvolt-Komponenten zugeordnet. Die beschriebene Steuerungsvorrichtung weist auf (a) eine Überwachungseinrichtung, welche mit einem Leitungssystem von Überwachungsleitungen koppelbar ist, zum Überwachen des Zustands von zumindest einer an das Leitungssystem angeschlossenen Hochvolt-Komponente, (b) eine Trenneinrichtung, welche mit der Überwachungseinrichtung gekoppelt ist und welche eingerichtet ist, als Antwort auf eine Fehlererkennung der Überwachungseinrichtung den Hochvolt-Energiespeicher von dem Hochvolt-Bordnetz elektrisch zu trennen, (c) eine Entladungseinrichtung, welche mit der Überwachungseinrichtung und/oder der Trenneinrichtung gekoppelt ist und welche eingerichtet ist, nach einem Trennen des Hochvolt-Energiespeichers von dem Hochvolt-Bordnetz elektrische Hochvolt-Komponenten, welche noch eine elektrische Ladung aufweisen, zu entladen, und (d) eine Auslöseeinrichtung, welche mit der Trenneinrichtung und/oder mit der Entladungseinrichtung gekoppelt ist und welche eingerichtet ist, unabhängig von dem aktuellen Zustand des elektromobilen Kraftfahrzeugs (d1) ein elektrisches Trennen des Hochvolt-Energiespeichers von dem Hochvolt-Bordnetz und/oder (d2) ein Entladen der Hochvoltkomponenten zu veranlassen.
  • Der beschriebenen Steuerungsvorrichtung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass nicht nur im alltäglichen Gebrauch eines fehlerfreien elektromobilen Kraftfahrzeuges und in einem Fehlerfall, welcher beispielsweise in einer Service-Werkstatt bzw. beim Kundendienst behoben werden soll, sondern auch dann ein ausreichender Berührungsschutz gewährleistet werden kann, wenn das Kraftfahrzeug in einen Unfall verwickelt ist und die Rettungskräfte mit schwerem Werkzeug wie z. B. einer hydraulischer Schere das verunglückte Kraftfahrzeug zugänglich machen müssen. Gerade bei letzteren ist es erforderlich, dass der Hochvolt-Energiespeicher oder die Hochvolt-Batterie durch die Elektronik sicher von dem Hochvolt-Bordnetz abgetrennt wird und dass ferner möglichst alle Energie speichernden Kondensatoren in den Hochvolt-Komponenten sicher und schnellstmöglich entladen werden, damit im Fahrzeugkabelbaum des Hochvolt-Bordnetzes keine gefährlichen spannungsführende Energieleitungen/Komponenten verbleiben, welche die Rettungskräfte bei ihrem Einsatz behindern und/oder gefährden könnten.
  • Mit der beschriebenen Steuerungsvorrichtung können zumindest einige der Hochvolt-Komponenten, welche an dem Leitungssystem von Überwachungsleitungen angeschlossen sind und damit auf geeignete Weise mit der Überwachungseinrichtung gekoppelt sind, überwacht werden. Bei einem fehlerhaften Zustand von zumindest einer dieser Hochvolt-Komponenten wird dann die Trenneinrichtung aktiviert, welche den Hochvolt-Energiespeicher oder die Hochvolt-Batterie von dem elektrischen Hochvolt-Bordnetz trennt und damit die Hochvolt-Komponenten von deren Energiequellen energetisch entkoppelt. Gleichzeitig wird erfindungsgemäß die Entladungseinrichtung aktiviert, welche für eine zügige und zuverlässige Entladung von denjenigen Hochvolt-Komponenten sorgt, die noch eine potentiell personengefährdende elektrische Ladung aufweisen.
  • Die Trenneinrichtung kann insbesondere mit einem Leistungsschalter oder mit einem Schütz gekoppelt sein, welcher bei geschlossener Stellung den Hochvolt-Energiespeicher mit dem Hochvolt-Bordnetz verbindet oder bei offener Stellung den Hochvolt-Energiespeicher von dem Hochvolt-Bordnetz trennt.
  • Die Überwachungseinrichtung kann als Strom- und/oder Spannungssensor ausgebildet sein oder einen Strom- und/oder Spannungssensor aufweisen. Die Überwachungseinrichtung kann ferner als eigenständige Einheit räumlich getrennt von den anderen Komponenten der beschriebenen Steuerungsvorrichtung und/oder als integraler Bestandteil zusammen mit den anderen Komponenten der beschriebenen Steuerungsvorrichtung realisiert sein.
  • Um insbesondere (a) die Sicherheit von Rettungskräften während einer Bergung des verunglückten elektromobilen Kraftfahrzeugs zu erhöhen und (b) die Betriebssicherheit bei Wartungs- und/oder Servicearbeiten zu verbessern, weist die beschriebene Steuerungsvorrichtung ferner eine Auslöseeinrichtung auf, mittels welcher die Trenneinrichtung und/oder die Entladungseinrichtung manuell aktiviert werden können. Diese manuelle Aktivierung kann in jedem gewollten oder ungewollten Betriebszustand des elektromobilen Kraftfahrzeugs erfolgen und bei Bedarf von Rettungskräften oder von Service-Technikern veranlasst werden. Auch eine beliebige Bedienperson wie z. B. ein Fahrer des elektromobilen Kraftfahrzeugs kann derartige Aktivierung(en) vornehmen, wenn beispielsweise das elektromobile Kraftfahrzeug vorrübergehend abgestellt oder auch für einen längeren Zeitraum stillgelegt werden soll.
  • Unter dem Begriff ”Hochvolt-Bordnetz” kann jede Art von elektrischem Bordnetz verstanden werden, welches beispielsweise einen Nominalspannungspegel von zumindest 100 Volt und insbesondere von zumindest 200 Volt aufweist. Bevorzugt weist das Hochvolt-Bordnetz einen Nominalspannungspegel in der Größenordnung von ungefähr 400 Volt auf.
  • Unter dem Begriff ”Niedervolt-Bordnetz” ist in diesem Dokument ein Bordnetz zu verstehen, welches den Nominalspannungspegel einer herkömmlichen für den Kfz-Bereich verwendeten Batterie von beispielsweise 12 (13,6) Volt Spannung aufweist. Sofern ein Kraftfahrzeug eine Batterie mit einer Nominalspannung von 48 Volt aufweist, so ist das entsprechende Bordnetz im Lichte dieser Beschreibung ebenfalls als Niedervolt-Bordnetz bezeichnet.
  • Unter dem Begriff ”Hochvolt-Komponenten” können in diesem Dokument alle Komponenten des elektromobilen Kraftfahrzeugs verstanden werden, welche im Betrieb des elektromobilen Kraftfahrzeugs, zumindest wenn die elektrische Antriebsmaschine aktiv ist, mit dem Hochvolt-Bordnetz gekoppelt sind. Hochvolt-Komponenten können insbesondere Hochvolt-Leitungen des Hochvolt-Bordnetzes, Kontaktverbindungen, die elektrische Antriebsmaschine, Leistungsschalter oder Schütze, der Hochvolt-Energiespeicher und/oder eine Steuereinheit für das Hochvolt-Bordnetz sein.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Überwachungseinrichtung eingerichtet, den Spannungspegel des Niedervolt-Bordnetzes zu erfassen und als Antwort auf ein Absinken des Spannungspegels des Niedervolt-Bordnetzes unter einem vorgegebenen Referenz-Spannungspegel die Trenneinrichtung und/oder die Entladungseinrichtung zu aktivieren.
  • Dies kann bedeuten, dass bei einem zumindest teilweisen Ausfall des Niedervolt-Bordnetzes die Steuerungsvorrichtung zumindest noch eine gewisse Zeit funktionsbereit bleibt und dadurch alle notwendigen Schritte in die Wege leiten kann, um das Hochvolt-Bordnetz im Hinblick auf einen Personenschutz bei einer Berührung der Hochvolt-Komponenten zu deaktivieren bzw. von dem Hochvolt-Energiespeicher zu trennen und ggf. auch die Entladungseinrichtung zu aktivieren. Dadurch kann die Betriebssicherheit eines elektromobilen Kraftfahrzeugs auch im Hinblick auf Fehler im Niedervolt-Bordnetz verbessert werden.
  • Die für den Betrieb der Steuerungsvorrichtung erforderliche Energie kann aus einem Energiespeicher, beispielsweise einer (wiederaufladbaren) Batterie und/oder einem Kondensator stammen, welcher der Steuerungsvorrichtung zugeordnet ist. Als leistungsfähiger Kondensator bietet sich hier insbesondere ein sog. Doppelschicht-Kondensator an.
  • Bevorzugt ist die Steuerungsvorrichtung derart eingerichtet, dass bei einem fehlenden oder bei einem zu niedrigen Spannungspegel ein Systemzustand eingestellt wird, bei dem die Hochvolt-Komponenten von dem Hochvolt-Energiespeicher getrennt sind und/oder bei dem ferner die Entladungseinrichtung selbsthaltend aktiviert ist.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Überwachungseinrichtung ferner eingerichtet, das Leitungssystem mit einer Prüfspannung zu beaufschlagen, wobei der Spannungspegel der Prüfspannung in einem Bereich zwischen 10% und 90% des Spannungspegels des Niedervolt-Bordnetzes liegt. Damit kann die Prüfspannung in definierter Weise anhand ihres Spannungspegels von dem Spannungspegel des Niedervolt-Bordnetzes unterschieden werden. Dies hat den Vorteil, dass auch bei fehlerhaften Betriebszuständen immer zuverlässig zwischen der Detektion eines Prüfspannungspegels und eines Niedervolt-Spannungspegels unterschieden werden kann.
  • Bei einer Überprüfung eines Fehlstromes in oder aus dem Leitungssystem von Überwachungsleitungen kann beispielsweise überprüft werden, ob die aufgebrachte oder eingeprägte Prüfspannung und/oder der aufgebrachte oder eingeprägte Prüfstrom, welcher aus einem dem Niedervolt-Bordnetz zugeordneten Niedervolt-Energiespeicher oder Niedervolt-Batterie stammt, prinzipiell überhaupt erfassbar ist, und, sofern dies der Fall ist, um mehr als einen vorgegebenen Spannungs- bzw. Stromwert verstimmt ist.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Auslöseeinrichtung auf (a) eine manuelle Not-Aus-Bedieneinheit, (b) eine telemetrische Empfangseinheit und/oder (c) eine in dem elektromobilen Kraftfahrzeug befindliche Crash-Sensor-Einheit.
  • Eine manuelle Not-Aus-Bedieneinheit oder eine telemetrische Empfangseinheit können beispielsweise bei einem Wartungsfall dazu verwendet werden, die oben beschriebenen Maßnahmen zur Erhöhung der Betriebssicherheit (Trennung des Hochvolt-Energiespeichers von dem Hochvolt-Bordnetz, Aktivierung der Verbrennungsmaschine und ggf. Entladung der Hochvolt-Komponenten) durchzuführen. Bei einer telemetrischen Empfangseinheit können diese Maßnahmen sogar kontaktlos eingeleitet werden.
  • Eine Crash-Sensor-Einheit kann insbesondere dazu diesen, verunfallte Insassen und/oder Rettungskräfte, die nach einem Unfall verunfallte Insassen oder das verunfallte elektromobile Kraftfahrzeug bergen wollen, vor den Gefahren eines Stromschlages durch das Hochvolt-Bordnetz zu schützen.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Not-Aus-Bedieneinheit einen Schalter oder einen Taster auf. Dies hat den Vorteil, dass die Not-Aus-Bedieneinheit mit einer einfachen und damit auch preiswerten elektromechanischen Komponente realisiert werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Entladungseinrichtung mehrere Entladungseinheiten auf.
  • Die Verwendung von mehreren Entladungseinheiten bietet auf vorteilhafte Weise die Möglichkeit, die einzelnen Entladungseinheiten in Bezug zu dem Hochvolt-Bordnetz dezentral derart anzuordnen, dass sich für Entladungsvorgänge kurze Stromwege ergeben. Dies wiederum führt zu einer weiter verbesserten Betriebssicherheit des elektromobilen Kraftfahrzeugs.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Bordnetzsystem für ein elektromobiles Kraftfahrzeug beschrieben. Das Bordnetzsystemweist auf (a) ein Hochvolt-Bordnetz, welches mit einem Hochvolt-Energiespeicher des elektromobilen Kraftfahrzeugs und mit zumindest einer elektrischen Antriebsmaschine des elektromobilen Kraftfahrzeugs energetisch koppelbar ist, (b) ein Niedervolt-Bordnetz, welches mit einem Niedervolt-Energiespeicher des elektromobilen Kraftfahrzeugs koppelbar ist, (c) eine Steuerungsvorrichtung des oben beschriebenen Typs, welche mit dem Niedervolt-Bordnetz gekoppelt ist und von diesem mit elektrischer Energie versorgt werden kann, (d) ein Leitungssystem von Überwachungsleitungen, welches (d1) mit der Überwachungseinrichtung der Steuerungsvorrichtung und (d2) mit zumindest einer Hochvolt-Komponente des elektromobilen Kraftfahrzeugs, welche dem Hochvolt-Bordnetz zugeordnet ist, gekoppelt ist.
  • Auch dem beschriebenen Bordnetzsystem für ein elektromobiles Kraftfahrzeug liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Betriebssicherheit bei einer Vielzahl von gewollten und ungewollten Betriebszuständen durch eine Kombination der vorstehend beschriebenen Überwachungseinrichtung, der Trenneinrichtung, der Entladeeinrichtung und der Auslöseeinrichtung erhöht werden kann.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Hochvolt-Komponente eine Kontaktverbindung zwischen dem Hochvolt-Bordnetz und der elektrischen Antriebsmaschine oder zwischen dem Hochvolt-Bordnetz und der Steuerungsvorrichtung. Ferner ist die Überwachungseinheit eingerichtet, ein Lösen der Kontaktverbindung zu detektieren.
  • Nach einer Detektion des Lösens der Kontaktverbindung kann dann die Trenneinrichtung sowie die Entladungseinrichtung der Steuerungsvorrichtung aktiviert werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zumindest eine Überwachungsleitung der Überwachungsleitungen eine Leitungsschleife.
  • In diesem Zusammenhang kann unter dem Begriff ”Leitungsschleife” insbesondere eine Leitungskonfiguration verstanden werden, welche einen Stromfluss von der Überwachungseinrichtung hin zu der betreffenden Hochvolt-Komponente und von der betreffenden Hochvolt-Komponente zurück zu der Überwachungseinrichtung ermöglicht. Dabei können in der Leitungsschleife eine oder mehrere Hochvolt-Komponenten angeordnet sein, wobei im Falle von mehreren Hochvolt-Komponenten die Funktionsfähigkeit dieser Hochvolt-Komponenten gemeinsam überwacht wird. Dies bedeutet jedoch auch, dass es im Falle eines Fehlers bei einer der in der Leitungsschleife angeordneten Hochvolt-Komponenten unter Umständen nicht möglich ist, die betreffende fehlerhafte Hochvolt-Komponente zu identifizieren.
  • Eine Fehlererkennung ist beispielsweise anhand einer Leitungsunterbrechung der betreffenden Leitungsschleife möglich, so dass kein Strom mehr durch die Leitungsschleife, d. h. von der Überwachungseinrichtung zu der/den betreffenden Hochvolt-Komponente(n) und zurück fließen kann. Eine Fehlererkennung kann alternativ oder zusätzlich auch anhand eines Fehlerstroms erfolgen. Dabei kann beispielsweise die Stromstärke eines Stromes, welcher von der Überwachungseinrichtung in Richtung zu der/den betreffenden Hochvolt-Komponente(n) fließt, unterschiedlich sein zu der Stromstärke eines Stromes, welcher von der/den Hochvolt-Komponente(n) zurück zur Überwachungseinrichtung fließt.
  • Die Leitungsschleife kann insbesondere im Falle einer lösbaren Hochvolt-Kontaktverbindung eine oder mehrere Kontaktschleifen aufweisen, so dass bei einer gelösten Hochvolt-Kontaktverbindung kein Strom mehr durch die Kontaktschleife fließen kann und/oder keine Spannung mehr über die Kontaktschleife übertragen werden kann.
  • Es ist vorgesehen, dass zumindest eine Überwachungsleitung der Überwachungsleitungen eine Stichleitung ist.
  • In diesem Zusammenhang kann unter dem Begriff ”Stichleitung” insbesondere eine Leitungsverbindung verstanden werden, welche individuell eine Hochvolt-Komponente mit der Überwachungseinrichtung verbindet. Dies kann bedeuteten, dass bei der gleichzeitigen Überwachung von mehreren Hochvolt-Komponenten entsprechende Stichleitungen sich sternförmig von der Überwachungseinrichtung in Richtung zu den jeweiligen Hochvolt-Komponenten erstrecken.
  • Weiterhin ist vorgesehen, dass die Stichleitung mittels eines Teilseiner Koaxialleitung realisiert ist, wobei ein anderer Teil der Koaxialleitung als Hochvolt-Leitung verwendet wird, mittels welcher elektrische Energie zu der elektrischen Antriebsmaschine transferiert werden kann.
  • Die Verwendung einer Koaxialleitung hat den Vorteil, dass mit einer einzigen (herkömmlichen) Leitung sowohl eine energetische Hochvolt-Kopplung zwischen dem Hochvolt-Bordnetz und der elektrischen Antriebsmaschine als auch eine Überprüfung der betreffenden Hochvolt-Komponente, insbesondere einer Kontaktverbindung zwischen dem Hochvolt-Bordnetz und der elektrischen Antriebsmaschine, realisiert werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein elektromobiles Kraftfahrzeug beschrieben, welches aufweist (a) eine elektrische Antriebsmaschine, (b) einen Hochvolt-Energiespeicher, (c) einen Niedervolt-Energiespeicher, (d) ein Bordnetzsystem des oben beschriebenen Typs und (e) ein oder mehrere Hochvolt-Komponenten, welche dem Hochvolt-Bordnetz zugeordnet sind. Bei dem beschriebenen elektromobilen Kraftfahrzeug ist das Hochvolt-Bordnetz des elektromobilen Kraftfahrzeugs mit dem Hochvolt-Energiespeicher und mit der elektrischen Antriebsmaschine energetisch gekoppelt. Ferner ist das Niedervolt-Bordnetz des elektromobilen Kraftfahrzeugs mit dem Niedervolt-Energiespeicher und mit der Steuerungsvorrichtung des Bordnetzsystems energetisch gekoppelt, so dass die Steuerungsvorrichtung von dem Niedervolt-Bordnetz mit elektrischer Energie versorgbar ist.
  • Dem beschriebenen elektromobilen Kraftfahrzeug liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die oben beschriebene Steuerungsvorrichtung und das oben beschriebene Bordnetzsystem während des gewöhnlichen Betriebs und auch außerhalb des gewöhnlichen Betriebs des Kraftfahrzeugs, beispielsweise nach einem Unfall und/oder im Vorfeld einer Wartungsmaßnahme, die Bordelektrik so steuern oder deren Betriebszustand derart beeinflussen kann, dass stets eine gefahrlose Handhabung von Hochvolt-Komponenten des Kraftfahrzeugs möglich ist.
  • Das beschriebene elektromobile Kraftfahrzeug kann ein sog. Hybridfahrzeug sein, welches neben der elektrischen Antriebsmaschine, die dem Hochvolt-Bordnetz zugeordnet ist, noch eine Verbrennungsmaschine aufweist, die bevorzugt dem Niedervolt-Bordnetz zugeordnet ist. Das beschriebene elektromobile Kraftfahrzeug kann jedoch auch ein reines Elektrofahrzeug sein, welches ausschließlich zumindest eine elektrische Antriebsmaschine zur Erzeugung eines Vortriebs des elektromobilen Kraftfahrzeugs aufweist. In diesem Fall ist das Niedervolt-Bordnetz u. a. dafür vorgesehen, die vorstehend beschriebene Steuerungsvorrichtung mit elektrischer Energie zu versorgen.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieses Dokuments sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.
  • Ferner wird dem Fachmann bei der Lektüre dieses Dokuments auch verstehen, dass mit den beschriebenen Erfindungsgegenständen auch entsprechende Verfahren zum Steuern eines Hochvolt-Bordnetzes eines elektromobilen Kraftfahrzeugs, insbesondere zum Zwecke eines Personenschutzes bei einer Berührung durch eine Person, durchgeführt werden können.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen. Die einzelnen Figuren der Zeichnung dieser Anmeldung sind lediglich als schematisch und als nicht maßstabsgetreu anzusehen.
  • 1 zeigt ein elektromobiles Kraftfahrzeug mit einer Steuerungsvorrichtung zum Steuern eines elektrischen eines elektrischen Hochvolt-Bordnetzes.
  • 2 zeigt eine Kontaktverbindung zwischen einem elektrischen Hochvolt-Bordnetz und einer von dem Hochvolt-Bordnetz mit elektrischer Energie versorgten elektrischen Antriebsmaschine.
  • 3 illustriert eine Überwachung einer Kontaktverbindung zwischen einem elektrischen Hochvolt-Bordnetz und einer elektrischen Antriebsmaschine mittels einer Auswertung einer Spannung in einer Leiterschleife.
  • 4 illustriert eine Überwachung einer Kontaktverbindung zwischen einem elektrischen Hochvolt-Bordnetz und einer elektrischen Antriebsmaschine mittels einer Auswertung eines Stromes in einer Leiterschleife.
  • 5 illustriert eine Überwachung einer Kontaktverbindung zwischen einem elektrischen Hochvolt-Bordnetz und einer elektrischen Antriebsmaschine mittels einer Auswertung einer Spannung in einer Stichleitung.
  • 6 illustriert eine Überwachung einer Kontaktverbindung zwischen einem elektrischen Hochvolt-Bordnetz und einer elektrischen Antriebsmaschine mittels einer Auswertung eines Stromes in einer Stichleitung.
  • 7 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Realisierung (a) einer Trennung eines Hochvolt-Energiespeichers von einem Hochvolt-Bordnetz sowie (b) einer selbsthaltenden Entladungsfunktion zur Erzeugung eines standardmäßigen Systemzustandes nach einer Erkennung eines Fehlers einer Hochvolt-Komponente, nach der Erkennung eines zu geringen Spannungspegels eines Niedervolt-Bordnetzes und/oder nach einer Aktivierung der in 1 dargestellte Auslöseeinrichtung.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass Merkmale bzw. Komponenten von unterschiedlichen Ausführungsformen, die mit den entsprechenden Merkmalen bzw. Komponenten der Ausführungsform nach gleich oder zumindest funktionsgleich sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Zur Vermeidung von unnötigen Wiederholungen werden bereits anhand einer vorher beschriebenen Ausführungsform erläuterte Merkmale bzw. Komponenten an späterer Stelle nicht mehr im Detail erläutert.
  • Ferner wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. Insbesondere ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier explizit dargestellten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind.
  • 1 zeigt ein elektromobiles Kraftfahrzeug 1 mit einer Steuerungsvorrichtung 4 zum Steuern eines elektrischen eines elektrischen Hochvolt-Bordnetzes. Das elektromobile Kraftfahrzeug 1 weist vier Räder 5 auf, die entsprechend ihrer Anordnung am Kraftfahrzeug mit LV (Links Vorne), RV (Rechts Vorne), LH (Links Hinten) und RH (Rechts Hinten) gekennzeichnet sind. Ein Lenkmechanismus 5.2, welcher von einem Lenkkraftverstärker 5.1 unterstützt wird, dient zum Auslenken der vorderen Räder 5.
  • Das elektromobile Kraftfahrzeug 1 weist einen Hochvolt-Energiespeicher 2 auf, welcher dem elektrischen Hochvolt-Bordnetz zugeordnet ist. In diesem Dokument wird der Hochvolt-Energiespeicher auch kurz als Hochvolt-Batterie 2 bezeichnet. Das elektromobile Kraftfahrzeug 1 weist ferner einen Niedervolt-Energiespeicher 17 auf, welcher dem elektrischen Niedervolt-Bordnetz zugeordnet ist. In diesem Dokument wird der Niedervolt-Energiespeicher auch kurz als Niedervolt-Batterie 17 bezeichnet.
  • Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist eine elektrische Antriebsmaschine des elektromobilen Kraftfahrzeugs 1 mehrere dezentrale Radnabenmotoren 6 auf, wobei jeweils ein Radnabenmotor 6 einem Rad 5 des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass anstelle dieser Radnabenmotoren 6 auch andere Lösungen wie beispielsweise eine zentral angeordnete Antriebsmaschine möglich sind.
  • Wie aus 1 ersichtlich, sind dem Hochvolt-Bordnetz verschiedene Hochvolt-Komponenten zugeordnet. Dazu zählen neben der Hochvolt-Batterie 2 ein Leistungsschalter bzw. Schütz 3, die bereits genannte Steuerungsvorrichtung 4, die bereits genannten Radnabenmotoren 6, eine Hochvolt-Leitung 10 von dem Schütz 3 zur Steuerungsvorrichtung 4, eine Hochvolt-Leitung 11 von der Steuerungsvorrichtung 4 zu den Radnabenmotoren 6, mehrere Kontaktverbindungen 12 zwischen dem Hochvolt-Bordnetz und jeweils einem Radnabenmotor 6 und eine (kapazitive) Einrichtung 18 zum Glätten und/oder Stabilisieren des Spannungspegels des Hochvolt-Bordnetzes. Die Hochvolt-Batterie 2 ist mittels des Leistungsschalters 3 und der Hochvolt-Leitung 10 mit der Steuerungsvorrichtung 4 verbunden, wobei der Leistungsschalter 3 für das Zuschalten oder Verbinden und Abschalten oder Trennen der Hochvolt-Komponenten 4, 6, 10, 11, 12, 18 mit bzw. von der Hochvolt-Batterie 2 zuständig ist.
  • Kontaktverbindungen 12 befinden sich nicht nur, wie in 1 gezeigt, an den Hinterrädern 5 (RH, LH) sowie an den Vorderrädern 5 (RV, LV) sondern auch an der Steuerungsvorrichtung 4.
  • Die Steuerungsvorrichtung 4 steuert mittels nicht näher gezeigten Leistungsstellgliedern den Energiefluss von der Hochvolt-Leitung 10 über die Kontaktverbindungen 12 und die Hochvolt-Leitungen 11 zu den Radnabenmotoren 6. Als eine Eingangsgröße für die Steuerungsvorrichtung 4 dient hierzu die Stellung eines Gas-Pedales 7, dessen Zustand mittels einer Schnittstelle 7.1 (mechanisch oder elektrisch) der Steuerungsvorrichtung 4 zugeführt wird.
  • Wie aus der 1 ferner ersichtlich, weist die Steuerungsvorrichtung 4 eine Überwachungseinrichtung 4.1, eine Trenneinrichtung 4.2 und eine Entladungseinrichtung 4.3 auf. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Einrichtungen 4.1, 4.2 und 4.3 integrale Bestandteile der Steuerungsvorrichtung 4.
  • Der Steuerungsvorrichtung 4 bzw. genauer gesagt die Überwachungseinrichtung 4.1 der Steuerungsvorrichtung 4 wird der Spannungspegel der Niedervolt-Batterie 17 als Arbeits- und Referenzspannung zugeführt. Die Überwachungseinrichtung 4.1 zur Überwachung der Hochvolt-Komponenten 3, 4, 6, 10, 11, 12, 18 prüft mittels Leitungsschleifen 13, 15, ob eine Unterbrechung oder eine Leckage in einer Leitungsschleife vorliegt, um im Unterbrechungs- bzw. Leckage-Fall unter Zuhilfenahme der Trenneinrichtung 4.2 über die Signalleitung 8 den Schütz 3 zu deaktivieren, so dass die Hochvolt-Batterie 2 von dem restlichen Hochvolt-Bordnetz getrennt wird (Spannungsfrei-Schaltung). Ferner wird durch eine Aktivierung der Entladungseinrichtung 4.3 sichergestellt, dass nach der Deaktivierung des Schützes 3 in kürzester Zeit alle in den Hochvolt-Komponenten 4, 6, 10, 11, 12, 18 verbliebenen Restspannungen garantiert auf einen unkritischen Wert entladen werden. Der als Kapazität schematisch dargestellte Energiespeicher der Einrichtung 18 zum Glätten und/oder Stabilisieren des Spannungspegels des Hochvolt-Bordnetzes ist dabei stellvertretend für alle im System vorhandenen kapazitiven und induktiven Speicher im Hochvoltbereich zu verstehen.
  • Gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Überwachungseinrichtung 4.1 ferner eingerichtet, den Spannungspegel des Niedervolt-Bordnetzes zu erfassen und als Antwort auf ein Absinken des Spannungspegels des Niedervolt-Bordnetzes unter einem vorgegebenen Referenz-Spannungspegel die Trenneinrichtung 4.2 und die Entladungseinrichtung 4.3 zu aktivieren. Dies bedeutet, dass bei einem zumindest teilweisen Ausfall des Niedervolt-Bordnetzes die Steuerungsvorrichtung 4 zumindest noch eine gewisse Zeit funktionsbereit bleibt und dadurch alle notwendigen Schritte in die Wege leiten kann, um das Hochvolt-Bordnetz im Hinblick auf einen Personenschutz bei einer Berührung der Hochvolt-Komponenten zu deaktivieren bzw. von dem Hochvolt-Energiespeicher 2 zu trennen. Ferner kann die Entladungseinrichtung 4.3 aktiviert werden, so dass, wie vorstehend beschrieben, auch im Hinblick auf Fehler im Niedervolt-Bordnetz eine hohe Betriebssicherheit des gesamten elektromobilen Kraftfahrzeugs 1 gewährleistet wird. Die für den Betrieb der Steuerungsvorrichtung 4 erforderliche Energie kann aus einem nicht dargestellten Energiespeicher der Steuerungsvorrichtung 4 entnommen werden.
  • Um auf effiziente Weise mehrere Ausführungsformen der Erfindung zu illustrieren, sind in 1 an den vier Rädern 5 vier unterschiedliche Arten der Überwachung der entsprechenden Kontaktverbindung 12 dargestellt. Die Hochvolt-Leitung 11 für das Rad RH wird beispielsweise mittels der Leitungsschleife 13 überwacht, dessen Funktion in den 2, 3 und 4 näher erläutert wird. Die Hochvoltleitung 11 für das Rad LH wird beispielsweise mittels einer Stichleitung 14 überwacht, deren Funktion in den 5 und 6 näher erläutert wird. Die Hochvoltleitung 11 für das Rad RV wird beispielsweise mittels einer verdrillten Leitungsschleife 15 überwacht, deren Funktion in den 2, 3 und 4 näher erläutert wird. Die Hochvoltleitung 11 für das Rad RV sowie die Hochvoltleitung 10 werden beispielsweise je mittels der koaxialen Abschirmung 9 bzw. 16 einer koaxial ausgeführten Stichleitung überwacht, deren Funktion in den 5 und 6 näher erläutert wird.
  • Wie aus der 1 weiter zu entnehmen ist, kann mit einer Auslöseeinrichtung 19 über eine Steuerleitung 19.1 ein gleichwirkendes Signal generiert werden, welches von der Auslöseeinrichtung 19 der Steuerungsvorrichtung 4 zugeführt wird. Mittels des gleichwirkenden Signals wird eine Information simuliert, welche von der Überwachungseinrichtung 4.1 der Steuerungsvorrichtung 4 erkannt werden kann. Die Erkennung dieser Information wird gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel dazu verwendet, beispielsweise bei einer fehlerhaften Kontaktverbindung 12 die Hochvolt-Komponenten 3, 4, 10, 11, 12, 18 zu deaktivieren sowie die Entladungseinrichtung 4.3 zu aktivieren. Als Eingangsgrößen für die Auslöseeinrichtung 19 zur Generierung des gleichwirkenden Signals sind gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine manuell zu betätigende Notaustaste 20, ein Empfänger einer telemetrische Einheit 21, sowie ein Crash-Sensor 22 vorgesehen. Bei dem Crash-Sensor 22 kann es sich beispielsweise um einen Sensor eines Airbag-Steuergerätes oder um einen eigenständigen Sensor handeln. Die Notaustaste 20 sowie die telemetrische Einheit 21 sind primär dafür vorgesehen, dass im Falle eines Unfalls den Ersthelfern bzw. der Feuerwehr die Möglichkeit eröffnet wird, das Fahrzeug 1 sicher von der Hochvoltspannung spannungsfrei zu schalten.
  • Die Deaktivierung des Schützes 3 sowie die Aktivierung der Entladungsschaltung 4.3 mittels Telemetrie kann in diesem Zusammenhang als besonders sicher eingestuft werden, da beispielsweise mittels eines telemetrischen Handsenders, welcher im Besitz der Feuerwehr ist, die Deaktivierung des Schützes 3 sowie die Aktivierung der Entladeeinrichtung 4.3 initiiert werden kann, ohne mit dem verunglücktem Fahrzeug in physikalischen Kontakt treten zu müssen. Ferner bildet die Deaktivierung des Schützes 3 mittels Telemetrie eine ideale Voraussetzung für einen effektiven Diebstahlschutz, da somit ein gestohlenes Fahrzeug relativ einfach fahrunfähig geschaltet werden kann.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass in dieser Beschreibung der Einfachheit wegen die Hochvolt-Leitung 11 immer als Hochvolt-Leitung bezeichnet wird, unabhängig davon, wie viele Adern (z. B. Plus-Leitung/en & Minus-Leitung/en, oder Plus-Leitung/en & Fahrzeugstruktur) die Hochvolt-Leitung 11 tatsächlich umfasst. Ebenso wird in der gesamten Zeichnung aus Gründen der Übersichtlichkeit die Hochvolt-Leitung 11 in der Einzahl dargestellt.
  • Ferner ist anzumerken, dass die in der Zeichnung gezeigte Anordnung der Leiterschleifen 13, 15 bzw. der Stichleitungen 9, 14, 16 so zu verstehen ist, dass diese ein Bestandteil der entsprechenden Hochvoltleitung 11 sein können, indem beispielsweise alle Leitungen jeweils von einer gemeinsamen nicht näher gezeigten Außenhülle umgeben werden, wobei die Leiterschleifen 13, 15 bzw. die Stichleitungen 9, 14, 16 auch direkt in die nicht näher gezeigte Außenhülle eingearbeitet sein können.
  • Unter der Formulierung, dass ”die Hochvoltkomponenten 3, 4, 6, 10, 11, 12, 18 deaktiviert sind” ist in diesem Dokument der Sachverhalt zu verstehen, dass mittels des Schützes 3 eine Trennung dieser Komponenten 3, 4, 6, 10, 11, 12, 18 von der Hochvolt-Batterie 2 veranlasst wurde oder wird, sodass die Hochvolt-Komponenten 3, 4, 6, 10, 11, 12, 18 nicht mehr energetisch mit der Hochvolt-Batterie 2 gekoppelt sind und nicht mehr aktiv mit Spannung oder Energie versorgt werden.
  • Ferner ist anzumerken, dass unter der Formulierung ”eine Entladungseinrichtung 4.3 zur berührungssicheren Entladung eines Energiespeichers 18 aktiviert ist” in diesem Dokument der Sachverhalt zu verstehen ist, dass es sich um eine Entladungseinheit oder um mehrere Entladungseinheiten handeln kann, welche für eine Entladung der entsprechenden Hochvolt-Komponenten 3, 4, 6, 10, 11, 12, 18 sorgen, sodass die Hochvolt-Komponenten 3, 4, 6, 10, 11, 12, 18 definiert und zuverlässig auf ein ungefährliches Spannungsniveau entladen werden können, sofern diese nach der Trennung von der Hochvolt-Batterie 2 noch eine kapazitive und/oder induktive Restspannung aufweisen sollten. Der Einfachheit wegen sind, wie nachfolgend in 7 dargestellt, die Hochvolt-Komponenten 3, 4, 6, 10, 11, 12, 18 als einfacher Kondensator dargestellt, welcher stellvertretend für die einzelnen Hochvolt-Komponenten 3, 4, 6, 10, 11, 12, 18 steht. Als Energiespeicher sind hierbei eine oder mehrere Hochvolt-Komponenten 3, 4, 6, 10, 11, 12, 18 zu verstehen, welche im normalen Betriebsfall mit der hohen Spannung in Berührung kommen und welche nach der Trennung von der Hochvolt-Batterie 2 noch eine kapazitive und/oder induktive Restspannung aufweisen können.
  • 2 zeigt eine Kontaktverbindung zwischen einem elektrischen Hochvolt-Bordnetz und einer von dem Hochvolt-Bordnetz mit elektrischer Energie versorgten als Radnabenmotor ausgebildeten elektrischen Antriebsmaschine 6. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Energieversorgung für den im Bereich des Rades 5 befindlichen Radnabenmotor 6 mittels einer trennbaren Kontaktverbindung 12 realisiert. Die Hochvoltleitung 11 ist von zwei parallel laufenden Leitungen 13 umgeben, die an der Kontaktverbindung 12 radseitig mit einer Kontaktschleife 13.1 verbunden. Anstelle der einfachen Kontaktschleife 13.1 sind jedoch auch andere Formen von Überwachungselementen wie beispielsweise ein Hallsensor möglich. Ein Hallsensor kann derart angeordnet sein, dass er im ”un-gesteckten Zustand” einen erhöhten Strombedarf aufweist und somit eine Leckage gegen Masse simuliert. Damit kann der Hallsensor dieselbe Reaktion hervorrufen wie das zuvor erläuterte gleichwirkende Signal. Anstelle der zwei in 2 gezeigten parallel verlaufenden Leitungen 13 können auch eine Vielzahl von Leitungen 13 bei der Realisierung einer effektiven Überwachung der trennbaren Kontaktverbindung 12 zum Einsatz gebracht werden.
  • 3 illustriert eine Überwachung einer Kontaktverbindung 12 zwischen einem elektrischen Hochvolt-Bordnetz und einer als Radnabenmotor ausgebildeten elektrischen Antriebsmaschine 6 mittels einer Auswertung einer Spannung in einer Leiterschleife 13. Wie aus 3 ersichtlich, wird die Überwachungseinrichtung 4.1 mit der Spannung einer Niedervolt-Batterie 17 versorgt. Ebenso wird ein aus zwei Widerständen aufgebauter Spannungsteiler 26 mit der Spannung der Niedervolt-Batterie 17 versorgt, um einen Referenzspannungswert zu generieren, welcher sich im Bereich zwischen 0 Volt und der Spannung der Niedervolt-Batterie 17 befindet – vorzugsweise im Bereich zwischen 10% und 90% der Batteriespannung. Dieser mittels des Spannungsteilers 26 generierte Referenzspannungswert wird an einer der beiden Leitungen der Leitungsschleife 13 eingeprägt. Am anderen Ende der Leitungsschleife 13 erfolgt eine Überprüfung, ob der resultierende ankommende Spannungswert 24 in einem Bereich liegt, wie dieser aufgrund des eingeprägten Referenzspannungswertes erwartet wird.
  • Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Überprüfung des ankommenden Spannungspegeles mit Hilfe eines Analog-Digital-Wandlers 27 oder mittels eines (Fenster-)Komparators 28 mit einer vorgegebenen Schwelle oder mit mehreren vorgegebenen Schwellen. Das Ergebnis der Überprüfung wird der Trenneinrichtung 4.2 zugeführt, welche im Fehlerfall mittels der Signalleitung 8 bzw. mittels eines auf der Signalleitung befindlichen Signals den in 1 dargestellten Schütz 3 deaktiviert. Daraufhin werden, wie bereits vorstehend erläutert, die Hochvolt-Komponenten von der Hochvolt-Batterie 2 getrennt und zeitgleich die Entladungseinrichtung 4.3 aktiviert, um möglichst schnell an allen spannungsführenden Hochvolt-Komponenten (in 3 sind nur die Hochvolt-Komponenten 6, 11 und 12 dargestellt) eine sichere elektrische Entladung zu erlangen. Ein Fehlerfall liegt dann vor, wenn infolge einer De-Kontaktierung der Kontaktverbindung 12 oder bei einem Fehler in der Leiterschleife 13 die Leitungsschleife 13 unterbrochen ist bzw. die Kontaktschleife 13.1 nicht mehr intakt ist, so dass als Ergebnis am zu überprüfenden Ende der Leitungsschleife 13 die eingeprägte Spannung nicht erfasst werden kann. Ebenso liegt ein Fehlerfall vor, wenn infolge einer Leckage 23 gegen Masse (oder gegen das Pluspotential der Niedervolt-Batteriespannung) an einer Leitung der Leiterschleife 13 der am zu überprüfenden Ende der Leitungsschleife 13 ankommende ermittelte Spannungswert (deutlich) von dem Referenzspannungswert der eingeprägten Spannung abweicht.
  • 4 illustriert eine Überwachung einer Kontaktverbindung 12 zwischen einem elektrischen Hochvolt-Bordnetz und einer als Radnabenmotor ausgebildeten elektrischen Antriebsmaschine 6 mittels einer Auswertung eines Stromes in einer Leiterschleife 13. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Überwachungseinrichtung 4.1 mit der Spannung einer Niedervolt-Batterie 17 versorgt. Außerdem wird ebenso wie bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Spannungsteiler 26 mit der Spannung der Niedervolt-Batterie 17 versorgt, um einen Referenzspannungswert zu generieren, welcher im Bereich zwischen 0 Volt und der Spannung der Niedervolt-Batterie 17 liegt – vorzugsweise im Bereich zwischen 10% und 90% der Spannung der Niedervolt-Batterie 17. Dieser Referenzspannungswert wird an einer der beiden Leitungen der Leitungsschleife 13 eingeprägt. Der resultierende durch die Leitungsschleife 13 fließende Strom wird mittels einer Strommessungseinheit 25 gemessen oder überwacht, wobei die Größe des eingeprägten Stromes von der mittels des Spannungsteilers 26 generierten Referenzspannung und einem an dem anderen Ende der Leitungsschleife 13 angeordnetem Widerstand 29 anhängt. Alternativ hierzu kann der einzuprägende Strom auch direkt mittels einer nicht näher gezeigten Stromquelle generiert und in die die Hochvoltleitung 11 umgebenden Leitungsschleife 13 eingeprägt werden. Bei der Überprüfung auf Fehlerfreiheit bzw. ob der eingeprägte Strom im richtigen zu erwartenden Toleranzbereich liegt, wird der durch die Leitungsschleife 13 fließende Strom mit einen Analog-Digital-Wandler 27 und/oder mittels eines (Fenster-)Komparators 28 mit einer vorgegebenen Schwelle oder mit mehreren vorgegebenen Schwellen überprüft, wobei sich die zu überwachende Schwelle aus der Stärke des eingeprägten Stromes und dem Widerstand 29 ergibt. Das Ergebnis der Überprüfung wird wie bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Trenneinrichtung 4.2 zugeführt, welche im Fehlerfall mittels der Signalleitung 8 bzw. dem auf der Signalleitung befindlichem Signal den Schütz 3 deaktiviert, so dass die Hochvolt-Komponenten (in 4 sind nur die Hochvolt-Komponenten 6, 11 und 12 dargestellt) von der Hochvolt-Batterie 2 getrennt werden. Zumindest annähernd zeitgleich wird die in 4 nicht dargestellte Entladungseinrichtung aktiviert, um möglichst schnell an allen spannungsführenden Hochvoltkomponenten 6, 11 und 12 eine sichere Entladung auf einen unkritischen Wert zu erlangen.
  • Ein Fehlerfall liegt dann vor, wenn infolge einer De-Kontaktierung der Kontaktverbindung 12 oder infolge eines Fehlers in der Kontaktschleife 13.1 oder der Leiterschleife 13 selbst der Stromfluss durch die Leitungsschleife unterbrochen ist, so dass sich im Ergebnis der gewünschte Strom nicht in die Leitungsschleife 13 einprägen lässt. Ebenso liegt ein Fehler vor, wenn infolge einer Leckage 23 gegen Masse der eingeprägte Strom gegenüber einem Sollwert verstimmt ist, der von dem Spannungsteiler 26 und dem Widerstand 29 abhängt.
  • 5 illustriert eine Überwachung einer Kontaktverbindung zwischen einem elektrischen Hochvolt-Bordnetz und einer als Radnabenmotor ausgebildeten elektrischen Antriebsmaschine 6 mittels einer Auswertung einer Spannung in einer Stichleitung 14. Ähnlich wie bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird auch hier eine Überwachungseinrichtung 4.1 verwendet, wobei abweichend zu dem Ausführungsbeispiel von 3 die Überwachung des in die Stichleitung 14 eingeprägten Referenzspannungswertes vom Spannungsteiler 26 stammend am Ort der Einspeisung erfolgt. Wie aus 5 ersichtlich, mündet die Stichleitung 14 in eine Kontaktschleife 14.1, welche der Kontaktverbindung 12 zugeordnet ist.
  • Die Überprüfung des eingespeisten Spannungswertes 24 erfolgt mit einen Analog-Digital-Wandler 27 oder mittels eines (Fenster-)Komparators 28 mit einer vorgegebenen Schwelle oder mit mehreren vorgegebenen Schwellen. Das Ergebnis der Überprüfung wird wie bei der in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen der Trenneinrichtung 4.2 zugeführt, welche im Fehlerfall mittels eines auf der Signalleitung 8 übermittelten Signals den Schütz 3 deaktiviert, so dass die betreffenden Hochvolt-Komponenten von der Hochvolt-Batterie 2 getrennt werden. Ferner wird zumindest nahezu zeitgleich die in 5 nicht dargestellte Entladungseinrichtung aktiviert, um möglichst schnell an allen spannungsführenden Hochvoltkomponenten (in 5 sind nur die Hochvolt-Komponenten 6, 11 und 12 dargestellt) eine sichere Entladung zu erlangen.
  • Ein Fehlerfall liegt dann vor, wenn die in die Stichleitung 14 eingeprägte Spannung nicht erfasst werden kann. Ebenso liegt ein Fehlerfall vor, wenn infolge einer Leckage 23 gegen Masse (oder gegen die Spannung der Niedervolt-Batterie) der am zu überprüfenden Ende der Stichleitung 14 ermittelte Spannungswert 24 deutlich von einem SOLL-Spannungswert abweicht, welcher insbesondere von dem Spannungsteiler 26 abhängt.
  • Die Erkennung einer derartigen Spannungsabweichung und die Reaktion auf eine derartige Spannungsabweichung wurden bereits vorstehend z. B. anhand von 3 erläutert und werden an dieser Stelle zum Zwecke der Vermeidung von Wiederholungen nicht noch einmal erläutert.
  • 6 illustriert eine Überwachung einer Kontaktverbindung zwischen einem elektrischen Hochvolt-Bordnetz und einer als Radnabenmotor ausgebildeten elektrischen Antriebsmaschine 6 mittels einer Auswertung eines Stromes in einer Stichleitung 14. Ähnlich wie bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Überwachungseinrichtung 4.1 vorgesehen, welche jedoch abweichend zum Ausführungsbeispiel von 4 den Strom, welcher in die Stichleitung 14 eingeprägt wird und dessen Stärke von dem Spannungsteiler 26 und von dem Widerstand 29 abhängt, am Ort der Einspeisung überprüft oder überwacht.
  • Wie aus 6 ersichtlich, mündet die Stichleitung 14 in eine Kontaktschleife 14.1, welche der Kontaktverbindung 12 zugeordnet ist.
  • Wie aus 6 ferner ersichtlich, wird die Überwachungseinrichtung 4.1 mit der Spannung einer Niedervolt-Batterie 17 versorgt. Ebenso wird der Spannungsteiler 26 mit der Spannung der Niedervolt-Batterie 17 versorgt, um einen Referenzspannungswert zu generieren, welcher im Bereich zwischen 0 Volt und der Spannung der Niedervolt-Batterie 17) liegt – vorzugsweise im Bereich zwischen 10% und 90% der Spannung der Niedervolt-Batterie 17. Dieser mittels des Spannungsteilers 26 generierte Referenzspannungswert wird der Stichlung 14 und dem Widerstand 29 zugeführt. Außerdem wird der sich einstellende Stromfluss mittels einer Strommessungseinheit 25 überwacht, wobei im Normalzustand die Größe des eingeprägten Stromes von der Referenzspannung und dem Widerstand 29 anhängt. Alternativ hierzu kann der in die Stichleitung 14 einzuprägende Strom auch direkt mittels einer nicht näher gezeigten Stromquelle generiert werden.
  • Bei einer Überprüfung auf Fehlerfreiheit bzw. ob der eingeprägte Strom im richtigen zu erwartenden Toleranzbereich liegt wird der fließende Strom mit einen Analog-Digital-Wandler 27 oder mittels eines (Fenster-)Komparators 28 mit einer vorgegebenen Schwelle oder mit mehreren vorgegebenen Schwellen überprüft, wobei sich die zu überwachende Schwelle aus dem eingeprägten Strom und dem Wert des Widerstands 29 ergibt. Das Ergebnis der Überprüfung wird dann, wie bereits oben erläutert, der Trenneinrichtung 4.2 zugeführt, welche im Fehlerfall für eine Deaktivierung des Schützes 3 sorgt, so dass die betreffenden Hochvolt-Komponenten von der Hochvolt-Batterie 2 getrennt werden. Zeitgleich wird gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel die Entladungseinrichtung 4.3 aktiviert, um möglichst schnell an allen spannungsführenden Hochvolt-Komponenten (in 6 sind nur die Hochvolt-Komponenten 6, 11 und 12 dargestellt) eine sichere Entladung auf einen unkritischen Wert zu erlangen. Ein Fehlerfall liegt dann vor, wenn infolge einer Leckage 23 gegen Masse der von dem Spannungsteiler 26 und von dem Widerstand 29 bestimmte eingeprägte Strom gegenüber einem Sollwert verstimmt wird.
  • 7 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Realisierung (a) einer Trennung eines Hochvolt-Energiespeichers von einem Hochvolt-Bordnetz sowie (b) einer selbsthaltenden Entladungsfunktion zur Erzeugung eines standardmäßigen Systemzustandes (i) nach einer Erkennung eines Fehlers einer Hochvolt-Komponente, (ii) nach der Erkennung eines zu geringen Spannungspegels eines Niedervolt-Bordnetzes und/oder (iii) nach einer Aktivierung der in 1 dargestellten Auslöseeinrichtung.
  • Wie aus 7 ersichtlich, wird mittels eines Schützes bzw. eines Leistungsschalters 3 die Hochvolt-Batterie 2 schaltbar mit den Hochvolt-Komponenten 3, 4, 6, 10, 11, 12, 18 energetisch gekoppelt. Die Hochvolt-Komponenten 3, 4, 6, 10, 11, 12, 18 sind in 7 als Kondensator dargestellt, der stellvertretend für weitere Hochvolt-Komponenten, wie z. B. (a) der Steuerungsvorrichtung 4, (b) der Radnabenmotoren 6, (c) der Hochvolt-Leitungen 10 und 11, (d) der Kontaktverbindungen 12 und (d) dem Energiespeicher der Einrichtung 18 zum Glätten und/oder Stabilisieren des Spannungspegels des Hochvolt-Bordnetzes in Form eines Kondensators für die Hochvolt-Komponenten steht.
  • Wie aus der 7 weiter ersichtlich, wird der Schütz 3 mittels eines Magneten 3.1 gesteuert, dem als Eingangsgröße der Ausgang der Trenneinrichtung 4.2 mittels der Signalleitung 8 zugeführt wird.
  • Wie aus der 7 ferner ersichtlich, ist der Ausgang der Entladeeinrichtung 4.3, welche gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine selbsthaltende Entladeeinrichtung 4.3 ist, mit einer Hochvolt-Komponente 4, 6, 10, 11, 12, 18 verbunden. Die Entladeeinrichtung 4.3 ist der Einfachheit wegen nur einfach dargestellt, wobei eine mehrfache Ausführung der Entladeeinrichtung 4.3 für eine oder mehrere Hochvolt-Komponenten zu bevorzugen ist. Ferner ist anzumerken, dass abweichend zu 1 die Entladeeinrichtung 4.3 neben einer zentralen Anordnung als Bestandteil der Steuerungsvorrichtung 4 auch dezentral vor Ort möglichst nahe bei den Hochvolt-Komponenten 4, 6, 10, 11, 12, 18 angeordnet sein kann und mittels geeigneter Schnittstellen mit der Steuerungsvorrichtung 4 verbunden sein kann.
  • Das in 7 dargestellte einfache Prinzip der selbsthaltenden Entladeeinrichtung 4.3 kann wie folgt beschrieben werden: Mittels eines Widerstandes 32, angeordnet an der Basis und am Kollektor eines Entladungstransistors 4.3.1, wird erreicht, dass die Entladeeinrichtung 4.3 aktiv ist, sofern die Entladeeinrichtung 4.3 nicht gezielt passiv geschalten wird. Die Passiv-Schaltung erfolgt hierbei mittels des Transistors 4.3.2, welcher sich in einem durchgeschaltetem Zustand befindet, solange die Basis des Transistors 4.3.2 mittels eines aus zwei Widerständen 30, 31 gebildeten Spannungsteilers gegen die Niedervolt-Batterie 17 mit Spannung gesteuert wird. Bei einem Ausfall der Niedervolt-Batterie 17 bzw. bei einer Spannungserniedrigung der Niedervolt-Batterie 17 wird die Basis des Transistors 4.3.2 nicht mehr angesteuert, was zur Folge hat, dass die Basis des Transistors 4.3.1 nicht mehr aktiv auf ”Low-Potential” gezogen wird. Dies wiederum hat zur Folge, dass der Transistor 4.3.1 durch den Widerstand 32 in den leitenden Zustand übergeführt wird und somit als Entladungseinrichtung 4.3 aktiv wird bzw. eine berührungssichere Entladung der Hochvolt-Komponenten 3, 4, 6, 10, 11, 12, 18 bewirkt. Dabei bleibt der Transistor 4.3.1 mindestens solange aktiv, bis eine berührungssichere Entladung der Hochvoltkomponenten 3, 4, 6, 10, 11, 12, 18 erfolgt ist.
  • Wie aus der 7 ferner zu entnehmen ist, ist die Trenneinrichtung 4.2 an ihren Eingängen mit dem Ausgang der Überwachungseinrichtung 4.1 und mit der Niedervolt-Batterie 17 verbunden. Infolge der ein ODER Gatter aufweisenden Trenneinrichtung 4.2 kann der Schütz 3 nur aktiv geschalten werden, wenn beide Eingänge ein positives Signal (Logisches Pegel ”High”) aufweisen.
  • Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Widerstände 30 und 31 des Spannungsteilers derart dimensioniert, dass bei einem Spannungswert der Niedervolt-Spannung von ca. 9 Volt der Mittelabgriff des Spannungsteilers einen Spannungspegel von ca. 0,7 Volt aufweist. Ein Absinken des Spannungswertes der Niedervolt-Spannung unter 9 Volt bewirkt, dass der Transistor 4.3.2 in den nichtleitenden Zustand übergeht, sodass als Folge hiervon der Transistor 4.3.1 der Entladeeinrichtung 4.3 leitend wird und die Entladung der Hochvoltkomponenten 3, 4, 6, 10, 11, 12, 18 aktiviert wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Elektromobiles Kraftfahrzeug
    2
    Hochvolt-Energiespeicher/Hochvolt-Batterie
    3
    Leistungsschalter/Schütz
    3.1
    Magnet
    4
    Steuerungsvorrichtung
    4.1
    Überwachungseinrichtung
    4.2
    Trenneinrichtung
    4.3
    Entladungseinrichtung
    4.3.1
    Aktives Element der Entladungseinrichtung/Entladungstransistor
    4.3.2
    Ansteuerelement für aktives Element der Entladeeinrichtung/Transistor
    5
    Räder
    5.1
    Lenkkraftverstärker zum Auslenken der vorderen Räder (RV, LV)
    5.2
    Lenkmechanismus
    6
    Radnabenmotor/Radnaben-Antriebsmaschine/elektrische Antriebsmaschine
    7
    Gas-Pedal
    7.1
    Schnittstelle von dem Gas-Pedal 7 zur Steuerungsvorrichtung 4
    8
    Signalleitung von der Trenneinrichtung 4.2 zum Schütz 3
    9
    Koaxiale Abschirmung
    10
    Hochvolt-Leitung vom Schütz 3 zur Steuerungsvorrichtung 4
    11
    Hochvolt-Leitungen von der Steuerungsvorrichtung 4 zur elektrischen Antriebsmaschine 6
    12
    Kontaktverbindungen
    13
    Überwachungsleitung/Leitungsschleife
    13.1
    Kontaktschleife
    14
    Überwachungsleitung/Stichleitung
    14.1
    Kontaktschleife
    15
    Überwachungsleitung/verdrillte Leitungsschleife
    16
    Überwachungsleitung/koaxiale Stichleitung
    17
    Niedervolt-Energiespeicher/Niedervolt-Batterie
    18
    Einrichtung zum Glätten und/oder Stabilisieren des Spannungspegels des Hochvolt-Bordnetzes
    19
    Auslöseeinrichtung/Verknüpfungseinheit/ODER Gatter
    19.1
    Steuerleitung
    20
    Manuelle Not-Aus-Bedieneinheit
    21
    Telemetrische Empfangseinheit
    22
    Crash-Sensor-Einheit
    23
    Fehlerstrom/Leckage
    24
    Spannungswert
    25
    Strommessungseinheit
    26
    Spannungsteiler
    27
    Analog-Digital-Wandler
    28
    Komparator
    29
    Widerstand
    30
    Widerstand
    31
    Widerstand
    32
    Widerstand

Claims (10)

  1. Steuerungsvorrichtung zum Steuern eines Hochvolt-Bordnetzes eines elektromobilen Kraftfahrzeugs (1), insbesondere zum Zwecke eines Personenschutzes bei einer Berührung durch eine Person, wobei das elektromobile Kraftfahrzeug (1) neben dem Hochvolt-Bordnetz ein Niedervolt-Bordnetz aufweist, von dem die zum Betrieb der Steuerungsvorrichtung (4) erforderliche elektrische Energie bereitstellbar ist, und wobei dem Hochvolt-Bordnetz ein Hochvolt-Energiespeicher (2), zumindest eine elektrische Antriebsmaschine (6) und mehrere Hochvolt-Komponenten (3, 4, 6, 10, 11, 12, 18) zugeordnet sind, die Steuerungsvorrichtung (4) aufweisend eine Überwachungseinrichtung (4.1), welche mit einem Leitungssystem von Überwachungsleitungen (13, 14, 15, 16) koppelbar ist, zum Überwachen des Zustands von zumindest einer an das Leitungssystem angeschlossenen Hochvolt-Komponente (3, 4, 6, 10, 11, 12, 18), eine Trenneinrichtung (4.2), welche mit der Überwachungseinrichtung (4.1) gekoppelt ist und welche eingerichtet ist, als Antwort auf eine Fehlererkennung der Überwachungseinrichtung (4.1) den Hochvolt-Energiespeicher (2) von dem Hochvolt-Bordnetz elektrisch zu trennen, eine Entladungseinrichtung (4.3), welche mit der Überwachungseinrichtung (4.1) und/oder der Trenneinrichtung (4.2) gekoppelt ist und welche eingerichtet ist, nach einem Trennen des Hochvolt-Energiespeichers (2) von dem Hochvolt-Bordnetz elektrische Hochvolt-Komponenten (3, 4, 6, 10, 11, 12, 18), welche noch eine elektrische Ladung aufweisen, zu entladen, und eine Auslöseeinrichtung (19), welche mit der Trenneinrichtung (4.2) und/oder mit der Entladungseinrichtung (4.3) gekoppelt ist und welche eingerichtet ist, unabhängig von dem aktuellen Zustand des elektromobilen Kraftfahrzeugs (1) (a) ein elektrisches Trennen des Hochvolt-Energiespeichers (2) von dem Hochvolt-Bordnetz und/oder (b) ein Entladen der Hochvoltkomponenten (3, 4, 6, 10, 11, 12, 18) zu veranlassen, wobei zumindest eine der Überwachungsleitungen (13, 14, 15, 16) eine Stichleitung ist, die mittels eines Teils einer Koaxialleitung (16) realisiert ist, wobei ein anderer Teil der Koaxialleitung (16) als Hochvolt-Leitung (11) verwendet wird, die eingerichtet ist, elektrische Energie zu der elektrischen Antriebsmaschine (6) zu transferieren.
  2. Steuerungsvorrichtung gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die Überwachungseinrichtung (4.1) eingerichtet ist, den Spannungspegel des Niedervolt-Bordnetzes zu erfassen und als Antwort auf ein Absinken des Spannungspegels des Niedervolt-Bordnetzes unter einem vorgegebenen Referenz-Spannungspegel die Trenneinrichtung (4.2) und/oder die Entladungseinrichtung (4.3) zu aktivieren.
  3. Steuerungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Überwachungseinrichtung (4.1) ferner eingerichtet ist, das Leitungssystem mit einer Prüfspannung zu beaufschlagen, wobei der Spannungspegel der Prüfspannung in einem Bereich zwischen 10% und 90% des Spannungspegels des Niedervolt-Bordnetzes liegt.
  4. Steuerungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Auslöseeinrichtung (19) aufweist (a) eine manuelle Not-Aus-Bedieneinheit (20), (b) eine telemetrische Empfangseinheit (21) und/oder (c) eine in dem elektromobilen Kraftfahrzeug (1) befindliche Crash-Sensor-Einheit (22).
  5. Steuerungsvorrichtung gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die Not-Aus-Bedieneinheit (20) einen Schalter oder einen Taster aufweist.
  6. Steuerungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Entladungseinrichtung (4.3) mehrere Entladungseinheiten aufweist.
  7. Bordnetzsystem für ein elektromobiles Kraftfahrzeug (1), das Bordnetzsystem aufweisend ein Hochvolt-Bordnetz, welches mit einem Hochvolt-Energiespeicher (2) des elektromobilen Kraftfahrzeugs (1) und mit zumindest einer elektrischen Antriebsmaschine (6) des elektromobilen Kraftfahrzeugs (1) energetisch koppelbar ist, ein Niedervolt-Bordnetz, welches mit einem Niedervolt-Energiespeicher (2) des elektromobilen Kraftfahrzeugs (1) koppelbar ist, eine Steuerungsvorrichtung (4) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, welche mit dem Niedervolt-Bordnetz gekoppelt ist und von diesem mit elektrischer Energie versorgt werden kann, ein Leitungssystem von Überwachungsleitungen (13, 14, 15, 16), welches (a) mit der Überwachungseinrichtung der Steuerungsvorrichtung (4) und (b) mit zumindest einer Hochvolt-Komponente (3, 4, 6, 10, 11, 12, 18) des elektromobilen Kraftfahrzeugs (1), welche dem Hochvolt-Bordnetz zugeordnet ist, gekoppelt ist, wobei zumindest eine der Überwachungsleitungen (13, 14, 15, 16) eine Stichleitung ist, die mittels eines Teils einer Koaxialleitung (16) realisiert ist, wobei ein anderer Teil der Koaxialleitung (16) als Hochvolt-Leitung (11) verwendet wird, die eingerichtet ist, elektrische Energie zu der elektrischen Antriebsmaschine (6) zu transferieren.
  8. Bordnetzsystem gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die Hochvolt-Komponente eine Kontaktverbindung (12) zwischen dem Hochvolt-Bordnetz und der elektrischen Antriebsmaschine (6) oder zwischen dem Hochvolt-Bordnetz und der Steuerungsvorrichtung (4) ist und wobei die Überwachungseinheit (4.1) eingerichtet ist, ein Lösen der Kontaktverbindung (12) zu detektieren.
  9. Bordnetzsystem gemäß einem der beiden vorangehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Überwachungsleitung der Überwachungsleitungen eine Leitungsschleife (13, 15) ist.
  10. Elektromobiles Kraftfahrzeug, aufweisend eine elektrische Antriebsmaschine (6), einen Hochvolt-Energiespeicher (2), einen Niedervolt-Energiespeicher (17), ein Bordnetzsystem nach einem der Ansprüche 7 bis 11 und ein oder mehrere Hochvolt-Komponenten (3, 4, 6, 10, 11, 12, 18), welche dem Hochvolt-Bordnetz zugeordnet sind, – wobei das Hochvolt-Bordnetz des elektromobilen Kraftfahrzeugs (1) mit dem Hochvolt-Energiespeicher (2) und mit der elektrischen Antriebsmaschine (6) energetisch gekoppelt ist und – wobei das Niedervolt-Bordnetz des elektromobilen Kraftfahrzeugs (1) mit dem Niedervolt-Energiespeicher (17) und mit der Steuerungsvorrichtung (4) des Bordnetzsystems energetisch gekoppelt ist, so dass die Steuerungsvorrichtung (4) von dem Niedervolt-Bordnetz mit elektrischer Energie versorgbar ist.
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