DE102014206270A1 - Battery system with a battery for supplying a high-voltage network and at least one switching unit for limiting a current flowing through the battery and the high-voltage terminals of the battery fault current and / or limiting a voltage applied from the battery via the high-voltage terminals of the battery to the high-voltage network voltage and corresponding method - Google Patents

Battery system with a battery for supplying a high-voltage network and at least one switching unit for limiting a current flowing through the battery and the high-voltage terminals of the battery fault current and / or limiting a voltage applied from the battery via the high-voltage terminals of the battery to the high-voltage network voltage and corresponding method Download PDF

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Michael Steil
Gergely Galamb
Andreas Gleiter
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriesystem (100) mit einer zum Versorgen von mindestens zwei parallel untereinander geschalteten Verbrauchern (140, 141) eines Hochvoltnetzes (103) ausgebildeten Batterie (101), die an einem ihrer Hochvoltanschlüsse (130, 131) mit mindestens zwei Sicherungen (110, 111) verbunden ist. Dabei ist jeweils eine der mindestens zwei Sicherungen (110, 111) einem der mindestens zwei Verbraucher (140, 141) zugeordnet und mit dem zugeordneten Verbraucher (140, 141) verbindbar. Das Batteriesystem (100) umfasst mindestens eine Schalteinheit (155) mit zwei Schaltzuständen, die in einem Zustand, in dem die mindestens zwei Verbraucher (140, 141) an die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) angeschlossen sind, in einem ersten Schaltzustand der zwei Schaltzustände, in dem jede Sicherung (110, 111) beim Vorliegen eines über den zugeordneten Verbraucher (140, 141) fließenden Betriebsstroms von diesem durchflossen ist, geschaltet ist und dazu vorgesehen ist, beim Auslösen einer der mindestens zwei Sicherungen (110, 111) von dem ersten Schaltzustand in einen zweiten Schaltzustand der zwei Schaltzustände zu schalten, in dem die mindestens eine Schalteinheit einen über die Batterie (101), die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) und jeden Verbraucher (140, 141), dessen zugeordnete Sicherung (110, 111) nicht ausgelöst hat, fließenden Fehlerstrom unterbricht und/oder jede von der Batterie (101) über die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) und eine nicht ausgelöste Sicherung (110, 111) an das Hochvoltnetz (103) angelegte Fehlerspannung abschaltet.The present invention relates to a battery system (100) having a battery (101) designed to supply at least two loads (140, 141) of a high-voltage network (103) connected in parallel to one another at one of its high-voltage terminals (130, 131) with at least two fuses (110, 111) is connected. In this case, one of the at least two fuses (110, 111) is assigned to one of the at least two consumers (140, 141) and can be connected to the assigned consumer (140, 141). The battery system (100) comprises at least one switching unit (155) with two switching states, which in a state in which the at least two consumers (140, 141) are connected to the high-voltage terminals (130, 131) of the battery (101) in one The first switching state of the two switching states, in which each fuse (110, 111) is flowed through in the presence of an operating current flowing through the associated load (140, 141), is connected and provided for triggering one of the at least two fuses (110 , 111) from the first switching state to a second switching state of the two switching states in which the at least one switching unit transmits one via the battery (101), the high-voltage terminals (130, 131) of the battery (101) and each consumer (140, 141 ) whose associated fuse (110, 111) has not tripped interrupts fault current and / or each of the battery (101) via the high voltage terminals (130, 131) of the Battery (101) and a non-triggered fuse (110, 111) to the high-voltage network (103) applied fault voltage off.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriesystem mit einer zum Versorgen von mindestens zwei parallel untereinander geschalteten Verbrauchern eines Hochvoltnetzes ausgebildeten Batterie. Auch betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Begrenzen eines über eine zum Versorgen von mindestens zwei untereinander parallel geschalteten Verbrauchern eines Hochvoltnetzes ausgebildeten Batterie und über die Hochvoltanschlüsse der Batterie fließenden Fehlerstromes und/oder zum Begrenzen einer von der Batterie über die Hochvoltanschlüsse der Batterie an das Hochvoltnetz angelegten Spannung. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem wie vorhin genannten Batteriesystem.The present invention relates to a battery system with a battery designed to supply at least two loads connected in parallel to one another of a high-voltage network. The invention also relates to a corresponding method for limiting a battery designed to supply at least two loads connected in parallel to one another of a high-voltage network and fault current flowing through the high-voltage terminals of the battery and / or for limiting one of the battery via the high-voltage terminals of the battery to the high-voltage network applied voltage. Furthermore, the invention relates to a vehicle with a battery system as mentioned above.

Stand der TechnikState of the art

In Fahrzeugen (PKWs) werden Batteriesysteme mit Batterien eingesetzt, die jeweils ein Hochvoltnetz mit einer hohen Spannung (Hochvoltspannung) versorgen können. Deswegen werden die Batteriezellen beziehungsweise Batteriemodule solcher Batterien meistens in Reihe geschaltet. Solche Batterien müssen dann auch bei hohen Leistungen nur geringe Ströme liefern. Die Batterien werden dabei über Hochvoltleitungen mit ihren Hochvoltanschlüssen, das heißt, den Anschlüssen, über die die Batterie die Hochvoltspannung an das Hochvoltnetz abgibt, verbunden. Üblicherweise werden in den Hochvoltleitungen sowohl an dem positiven als auch an dem negativen Hochvoltanschluss der Batterie Schütze eingesetzt. Mittels der Schütze kann eine solche Batterie beim Parken oder in einem fehlerhaften Funktionszustand (Fehlerfahl) vom Hochvoltnetz beziehungsweise von dem restlichen Hochvoltsystem des Fahrzeuges getrennt werden. In vehicles (cars) battery systems are used with batteries, each of which can supply a high-voltage network with a high voltage (high voltage). Because of this, the battery cells or battery modules of such batteries are usually connected in series. Such batteries must then deliver even at high power only low currents. The batteries are connected via high-voltage cables with their high-voltage connections, that is, the terminals, via which the battery delivers the high-voltage to the high-voltage network. Normally, contactors are used in the high-voltage lines both at the positive and at the negative high-voltage connection of the battery. By means of the contactors, such a battery can be disconnected from the high-voltage network or from the remaining high-voltage system of the vehicle when parking or in a faulty functional state (faulty fault).

Ein solches in den Hochvoltleitungen einer Batterie einsetzbares Schütz 10 ist in den 1 bis 3 dargestellt. Dabei werden für gleiche Komponenten gleiche Bezugszeichen verwendet. Such a contactor which can be used in the high-voltage lines of a battery 10 is in the 1 to 3 shown. The same reference numerals are used for the same components.

In der 1 ist ein geschlossenes Schütz 10 und in der 2 ein geöffnetes Schütz 10 dargestellt. Das Schütz 10 ist als Magnetschalter 11 mit einer Steuerspule 20 ausgebildet. Der Magnetschalter 11 umfasst dabei eine bewegliche Kontaktbrücke 30 und zwei Terminals 40. Das Schütz 10 schließt in einem Zustand, in dem durch die Steuerspule 20 ein Steuerstrom fließt, und öffnet in einem weiteren Zustand, in dem durch die Steuerspule 20 kein Strom fließt. In the 1 is a closed contactor 10 and in the 2 an open contactor 10 shown. The contactor 10 is as a magnetic switch 11 with a control coil 20 educated. The magnetic switch 11 includes a movable contact bridge 30 and two terminals 40 , The contactor 10 closes in a state in which through the control coil 20 a control current flows, and opens in another state in which through the control coil 20 no electricity flows.

Wenn ein Steuerstrom durch die Steuerspule 20 fließt, wird die Kontaktbrücke 30 mittels magnetischer Kraft zu den Terminals 40 hin bewegt und gegen diese Terminals 40 angedrückt. Wenn durch die Steuerspule 20 kein Strom fließt, kehrt die Kontaktbrücke 30 unmittelbar in ihre gegenüber den Terminals 40 beabstandete Position zurück. When a control current through the control coil 20 flows, becomes the contact bridge 30 by magnetic force to the terminals 40 moved towards and against these terminals 40 pressed. If through the control coil 20 no current flows, the contact bridge returns 30 immediately in their opposite the terminals 40 spaced position back.

Zum Erzeugen des Steuerstromes muss die Steuerspule 20 mit elektrischer Energie versorgt werden, das heißt, dass der Steuerspule 20 eine geeignete Versorgungsspannung bereitgestellt werden muss.To generate the control current, the control coil 20 be supplied with electrical energy, that is, the control coil 20 a suitable supply voltage must be provided.

Das Öffnen und Schließen solcher Schütze 10 wird üblicherweise durch ein Batteriesteuergerät 60 der Batterie, in deren Hochvoltleitungen die Schütze 10 eingesetzt werden, durchgeführt, indem die Schütze 10 über das Batteriesteuergerät 60 mit elektrischer Energie versorgt werden. Üblicherweise wird durch das Batteriesteuergerät 60 die von dem als Energiequelle 50 eingesetzten Niedervoltnetz eines Fahrzeuges bereitgestellte Niedervoltspannung von 12 V an die Schütze 10 zum Erzeugen des Steuerstromes weitergegeben. The opening and closing of such contactors 10 is usually powered by a battery control device 60 the battery, in whose high-voltage cables the contactors 10 be used, performed by the shooter 10 via the battery control unit 60 be supplied with electrical energy. Usually, the battery control unit 60 the one of that as an energy source 50 low-voltage voltage of 12 V supplied to the contactors for the low-voltage network of a vehicle 10 passed on to generate the control current.

Solche Schütze 10 werden üblicherweise durch eine hohe Anzugsspannung geschlossen. Danach wird der durch die Spule 20 fließenden Steuerstrom durch ein pulsweitenmoduliertes Signal oder durch eine reduzierte Versorgungsspannung (Haltespannung) beziehungsweise durch eine eingesetzte Sparspule („Economizerspule") gesenkt. Ein Schütz 10 braucht somit in seinem geschlossenen Zustand deutlich weniger elektrische Leistung. Wenn das Schütz 10 dennoch mit einer höheren elektrischen Leistung betrieben wird, erhöht sich leicht der Anpressdruck der Kontaktbrücke 30 auf die Terminals 40. Dadurch überhitzt die Steuerspule 20 nach einer gewissen Zeit und brennt durch. Danach öffnet das Schütz 10 durch eine Feder, die jedes Mal beim Schließen des Schützes 10 vorgespannt wird, und ist nicht mehr funktionsfähig.Such shooters 10 are usually closed by a high tightening voltage. Then it's going through the coil 20 flowing control current through a pulse width modulated signal or by a reduced supply voltage (holding voltage) or by an inserted economy coil ("Economizerspule") lowered 10 thus needs significantly less electrical power in its closed state. If the contactor 10 Nevertheless, operated with a higher electrical power, slightly increases the contact pressure of the contact bridge 30 on the terminals 40 , This overheats the control coil 20 after a while and burns through. After that the contactor opens 10 by a spring, which every time when closing the contactor 10 is biased, and is no longer functional.

Solche in den Hochvoltleitungen einer Batterie eingesetzten Schütze können in einem fehlerhaften Funktionszustand Ströme von etwa 1 kA bis 2 kA trennen. Für höhere Ströme werden üblicherweise Sicherungen (Schmelzsicherungen) eingesetzt. Such contactors used in the high-voltage lines of a battery can separate currents of about 1 kA to 2 kA in a faulty functional state. For higher currents usually fuses (fuses) are used.

So wie es in der 3 dargestellt wird, kommt es für Ströme von über 3 kA bis 10 kA zu einer durch die in einem geschlossenen Schütz 10 vorkommenden Lorentzkraft 70 verursachte Abstoßung zwischen den Terminals 40 und der Kontaktbrücke 30. Ströme von über 3 kA bis 10 kA können beispielsweise beim Vorliegen eines Kurzschlusses in den Hochvoltleitungen der Batterie beziehungsweise beim Vorliegen eines Kurzschlusses in einem mit der Batterie elektrisch gekoppelten Inverter vorkommen. Dieses Phänomen bezeichnet man als Levitation. Dabei entsteht trotz aktiver, von dem Steuerstrom durchflossener Steuerspule 20 ein kleiner Abstand zwischen den Terminals 40 und der Kontaktbrücke 30. Über diese Luftstrecke bilden sich Lichtbögen 71, die die Kontaktoberflächen der Terminals 40 aufschmelzen. Wenn der Kurzschlussstrom danach durch die mit dem entsprechenden Hochvoltanschluss verbundene Sicherung unterbrochen wird, drückt die Kontaktbrücke 30 die zwei aufgeschmolzenen Terminals 40 zusammen. Dabei erstarrt das Material und die Kontaktbrücke 30 kann nach Abschalten des durch die Steuerspule 20 fließenden Steuerstromes nicht mehr geöffnet werden. Diesen Fehler bezeichnet man als Schützkleber. Die zwei Terminals 40 des Schützes 10 sind leitend miteinander verbunden und können nicht getrennt werden.As it is in the 3 is shown, it comes for currents of more than 3 kA to 10 kA to one in a closed contactor 10 occurring Lorentz force 70 caused repulsion between the terminals 40 and the contact bridge 30 , Currents of more than 3 kA to 10 kA can occur, for example, in the presence of a short circuit in the high-voltage lines of the battery or in the presence of a short circuit in an inverter electrically coupled to the battery. This phenomenon is called levitation. In this case, despite active, flowing through the control current control coil 20 a small distance between the terminals 40 and the contact bridge 30 , About this air gap arcs are formed 71 that the Contact surfaces of the terminals 40 melt. If the short-circuit current is then interrupted by the fuse connected to the corresponding high-voltage terminal, the contact bridge pushes 30 the two melted terminals 40 together. This solidifies the material and the contact bridge 30 can after switching off by the control coil 20 flowing control current can not be opened. This mistake is called contact adhesive. The two terminals 40 of the contactor 10 are conductively connected and can not be separated.

Wenn die Schütze 10 von dem Niedervoltnetz eines Fahrzeuges mit elektrischer Energie versorgt werden und die 12 V-Niedervoltspannung des Niedervoltnetzes ausfällt, dann öffnen sich die Schütze 10 unverzüglich. Auch bei Spannungsschwankungen im Niedervoltnetz des Fahrzeuges besteht die Gefahr, dass sich die Schütze 10 ungewollt öffnen. Wenn sich die Schütze 10 öffnen, während sie von einem Strom durchflossen werden, dann bilden sich ab einer bestimmten Stärke dieses durch die Schütze 10 fließenden Stromes, ähnlich wie beim Auftreten von Levitation, Lichtbögen 71, die zum Aufschmelzen der Kontaktoberflächen der Terminals 40 der Schütze 10 führen. Wird dann die von dem Niedervoltnetz bereitgestellte Spannung von 12 V wieder komplett stabilisiert, sodass die Schütze 10 wieder schließen können oder wird die Kontaktbrücke 30 durch einen mechanischen Stoß wieder geschlossen, verkleben die aufgeschmolzenen Kontaktoberflächen der Terminals 40 und die Schütze 10 verschweißen.If the shooter 10 be supplied by the low-voltage network of a vehicle with electrical energy and the 12 V-low voltage of the low-voltage network fails, then open the contactors 10 immediately. Even with voltage fluctuations in the low-voltage network of the vehicle there is a risk that the shooter 10 unintentionally open. If the shooter 10 open while flowing through a stream, then form from a certain strength of this by the shooter 10 flowing current, similar to the appearance of levitation, arcs 71 which is used to melt the contact surfaces of the terminals 40 the shooter 10 to lead. Will then be provided by the low-voltage network voltage of 12 V again completely stabilized, so that the shooter 10 can close again or becomes the contact bridge 30 closed again by a mechanical impact, the molten contact surfaces of the terminals stick together 40 and the shooter 10 weld.

Die Zeit, in der ein solches Schütz 10 einen Kurzschlussstrom tragen können muss, ohne das in dem geschlossenen Schütz 10 eine Levitation auftritt, liegt bei einem ideal dimensionierten Schütz 10 immer höher als die Zeit, die eine dem Schütz 10 zugeordnete Sicherung (Schmelzsicherung) benötigt, um diesen Kurzschlussstrom zu trennen. Wenn ein Schütz 10 so dimensioniert ist, dann verschweißt das Schütz 10 aufgrund einer aufgetretenen Levitation nicht, ist nach dem Trennen des Kurzschlussstroms durch die ausgelöste Sicherung noch schaltbar und kann die Batterie von dem Hochvoltnetz des Fahrzeuges trennen. Das ist insbesondere von Bedeutung wenn die Batterie (das Batteriepack) zwei an ihre Hochvoltanschlüsse parallel geschaltete Verbraucher eines Hochvoltnetzes versorgen muss und keine in ihrer Mitte angeordnete Sicherung aufweist, sondern jeder Verbraucher einzeln durch eine eigene Sicherung abgesichert ist. The time in which such a contactor 10 must be able to carry a short-circuit current, without that in the closed contactor 10 Levitation occurs, is in an ideally sized contactor 10 always higher than the time the one the contactor 10 associated fuse (fuse) needed to disconnect this short circuit current. If a contactor 10 dimensioned, then welded the contactor 10 due to an occurring levitation not, after the disconnection of the short-circuit current by the triggered fuse still switchable and can disconnect the battery from the high-voltage network of the vehicle. This is of particular importance if the battery (the battery pack) must supply two consumers of a high-voltage network connected in parallel to their high-voltage connections and has no fuse arranged in their middle, but each consumer is individually protected by its own fuse.

4 zeigt ein aus dem Stand der Technik bekanntes Batteriesystem 100 mit einer Batterie 101, die zwei an ihre Hochvoltanschlüsse 130, 131 parallel geschaltete Verbraucher 140, 141 eines Hochvoltnetzes 103 versorgt. Die Batterie 101 umfasst mehrere in Reihe geschaltete Batteriemodule 102 zum Erzeugen einer für das Hochvoltnetz 103 geeignete Batteriespannung. In jeder der zwei Hochvoltleitungen 120, 121 der Batterie 101 ist ein Schütz 10 angeordnet. Die Batterie 101 kann über eins der zwei Schütze 10 mit ihrem positiven Hochvoltanschluss 130 und über das andere der zwei Schütze 10 mit ihrem negativen Hochvoltanschluss 131 verbunden werden. 4 shows a known from the prior art battery system 100 with a battery 101 , the two to their high-voltage connections 130 . 131 parallel consumers 140 . 141 a high-voltage network 103 provided. The battery 101 includes several series-connected battery modules 102 for generating one for the high-voltage network 103 suitable battery voltage. In each of the two high-voltage cables 120 . 121 the battery 101 is a contactor 10 arranged. The battery 101 can over one of the two shooters 10 with its positive high-voltage connection 130 and about the other of the two shooters 10 with its negative high-voltage connection 131 get connected.

Der positive Hochvoltanschluss 130 ist mit dem Verbraucherpfad 150, in dem der Verbraucher 140 angeordnet ist, und mit dem Verbraucherpfad 151, in dem der Verbraucher 141 angeordnet ist, verbunden. Die Batterie 101 des Batteriesystems (Batteriepacks) 100 hat keine in ihrer Mitte angeordnete Sicherung. Jeder Verbraucher 140, 141 ist über eine zugeordnete Sicherung 110, 111 des Batteriesystems 100 einzeln abgesichert. Beide Sicherungen 110, 111 sind mit dem Hochvoltanschluss 130 direkt verbunden. The positive high-voltage connection 130 is with the consumer path 150 in which the consumer 140 is arranged, and with the consumer path 151 in which the consumer 141 is arranged, connected. The battery 101 of the battery system (battery pack) 100 has no fuse located in its center. Every consumer 140 . 141 is over an associated backup 110 . 111 of the battery system 100 individually secured. Both fuses 110 . 111 are with the high-voltage connection 130 directly connected.

Diese oben genannte Architektur findet Ihren Einsatz in Batteriesystemen 100, bei denen der gesamte Batteriestrom für eine einzelne Sicherung (Schmelzsicherung) in der Batteriemitte zu groß ist, das heißt, dass es keine Sicherung auf dem Markt gibt, welche die Anforderungen an den Batteriestrom über die Lebenszeit der Batterie 101 erfüllen kann. Ein Kurzschluss in einem der Verbraucherpfade 150, 151 löst die in diesem Verbraucherpfad 150, 151 angeordnete Sicherung 110, 111 aus. Um den anderen Verbraucher 140, 141 und das Hochvoltnetz 103 des Fahrzeuges spannungsfrei zu schalten, öffnen danach die beiden Schütze 10.This architecture above finds its use in battery systems 100 where the total battery current for a single fuse in the middle of the battery is too large, that is, there is no fuse on the market that will meet battery life requirements over the life of the battery 101 can fulfill. A short circuit in one of the consumer paths 150 . 151 solve the in this consumer path 150 . 151 arranged fuse 110 . 111 out. To the other consumer 140 . 141 and the high-voltage network 103 of the vehicle to de-energize, then open the two contactors 10 ,

Es gibt jedoch noch leistungsfähige Batteriesysteme, die Kurzschlussstrome von beispielsweise über 12000 A erzeugen können. Bei solchen Batteriesystemen existiert aber auch immer die Gefahr, dass Levitationen und damit auch Schützkleber in den Schützen auftreten. Wenn solche sehr leistungsfähige Batteriesysteme die in der 4 dargestellte Architektur aufweisen, kann die Batterie 101 beim Vorliegen eines Schützklebers in den Schützen 10 nicht mehr von einem Hochvoltnetz 103 eines Fahrzeuges getrennt werden. Bei dem in der 4 dargestellten Batteriesystem 100 würde ein solcher Fall beispielsweise dann auftreten, wenn in dem Verbraucherpfad 150 des Verbrauchers 140 ein niederohmiger Kurzschluss aufgetreten ist, durch den die Schmelzsicherung 110 durchgebrannt ist. Beide Schütze 10 sind in diesem Fall verklebt. Der andere Verbraucher 141 und somit das Hochvoltnetz 103 am Anschluss dieses Verbrauchers 141 wäre aufgrund der sich im intakten Funktionszustand befindlichen Schmelzsicherung 111 des zugeordneten Verbraucherpfads 151 weiter unter Spannung. Mit anderen Worten, wenn bei diesem in der 4 dargestellten Batteriesystem 100 die Schütze 10 durch einen in einem der Verbraucher 140, 141 auftretenden Kurzschlussstrom verschweißen, kann der andere Verbraucher 140, 141 nicht mehr spannungsfrei geschaltet werden und es besteht die Gefahr von einem elektrischen Schlag bei der Berührung von offen liegenden Teilen an diesem anderen Verbraucher 140, 141.However, there are still powerful battery systems that can generate short circuit currents of, for example, over 12000 A. In such battery systems, however, there is always the danger that levitations and thus also contactor adhesive will occur in the shooter. If such very powerful battery systems in the 4 illustrated architecture, the battery 101 in the presence of a protective adhesive in the shooter 10 no longer from a high-voltage network 103 of a vehicle. In the in the 4 illustrated battery system 100 For example, such a case would occur when in the consumer path 150 of the consumer 140 A low-resistance short circuit has occurred through which the fuse 110 blown. Both shooters 10 are glued in this case. The other consumer 141 and thus the high-voltage network 103 at the connection of this consumer 141 would be due to the fuse located in the intact functional state 111 the assigned consumer path 151 continue under tension. In other words, if this one in the 4 illustrated battery system 100 the shooter 10 by one in one of the consumers 140 . 141 welding occurring short-circuit current, the other consumer can 140 . 141 no longer be de-energized and there is a risk of electric shock to the touch of exposed parts of this other consumer 140 . 141 ,

Ferner ist aus dem Dokument US 2012/0105015 eine Überladeschutzvorrichtung für eine Batterie bekannt. Dabei ist die Überladeschutzvorrichtung dazu ausgebildet, die Batterieanschlüsse dieser Batterie beim Vorliegen einer übergeladenen Batterie kurzzuschließen. Dadurch fließt durch eine zwischen einem der Batteriezellanschlüsse und der Batterie angeordnete Sicherung ein derartig hoher, von der übergeladenen Batterie erzeugter Strom, dass diese Sicherung nach kurzer Zeit auslöst.Further, from the document US 2012/0105015 a Überladeschutzvorrichtung for a battery known. In this case, the overcharge protection device is designed to short-circuit the battery terminals of this battery in the presence of an overcharged battery. As a result, flows through a arranged between one of the battery cell terminals and the battery fuse such a high, generated by the overcharged battery current that triggers this fuse after a short time.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Batteriesystem mit einer zum Versorgen von mindestens zwei parallel untereinander geschalteten Verbrauchern eines Hochvoltnetzes ausgebildeten Batterie bereitgestellt. Die Batterie ist an einem ihrer Hochvoltanschlüsse mit mindestens zwei Sicherungen verbunden oder verbindbar. Dabei ist jeweils eine der mindesten zwei Sicherungen einem der mindestens zwei Verbraucher zugeordnet und mit dem zugeordneten Verbraucher verbunden oder verbindbar. Ferner umfasst das Batteriesystem mindestens eine Schalteinheit mit zwei Schaltzuständen, die in einem Zustand, in dem die mindestens zwei Verbraucher an die Hochvoltanschlüsse der Batterie angeschlossen sind, in einem ersten Schaltzustand der zwei Schaltzustände, in dem jede Sicherung beim Vorliegen eines über den zugeordneten Verbraucher fließenden Betriebsstrom von diesem durchflossen ist, geschaltet ist. Die mindestens eine Schalteinheit ist dazu vorgesehen, beim Auslösen einer der mindestens zwei Sicherungen von dem ersten Schaltzustand in einen zweiten Schaltzustand der zwei Schaltzustände, in dem die mindestens eine Schalteinheit einen über die Batterie, die Hochvoltanschlüsse der Batterie und jeden Verbraucher, dessen zugeordnete Sicherung nicht ausgelöst hat, fließenden Fehlerstrom unterbricht und/oder jede von der Batterie über die Hochvoltanschlüsse der Batterie und eine nicht ausgelöste Sicherung an das Hochvoltnetz angelegte Fehlerspannung abschaltet, zu schalten.According to the invention, a battery system is provided with a battery designed to supply at least two loads connected in parallel to one another of a high-voltage network. The battery can be connected or connected to one of its high-voltage connections with at least two fuses. In each case, one of the at least two fuses is assigned to one of the at least two consumers and connected or connectable to the associated consumer. Furthermore, the battery system comprises at least one switching unit with two switching states, which in a state in which the at least two consumers are connected to the high-voltage terminals of the battery, in a first switching state of the two switching states in which each fuse in the presence of a flowing over the associated consumer Operating current is flowing through this, is connected. The at least one switching unit is provided, when triggering one of the at least two fuses from the first switching state to a second switching state of the two switching states in which the at least one switching unit via the battery, the high-voltage terminals of the battery and each consumer whose associated fuse not has triggered, disconnects flowing fault current and / or switches off any switched from the battery via the high-voltage terminals of the battery and a non-tripped fuse to the high-voltage network fault voltage.

Erfindungsgemäß wird ferner ein Verfahren zum Begrenzen eines über eine zum Versorgen von mindestens zwei parallel untereinander geschalteten Verbrauchern eines Hochvoltnetzes ausgebildete Batterie und über die Hochvoltanschlüsse der Batterie fließenden Fehlerstromes und/oder zum Begrenzen einer von der Batterie über die Hochvoltanschlüsse der Batterie an das Hochvoltnetz angelegten Fehlerspannung bereitgestellt. Die Batterie ist an einem ihrer Hochvoltanschlüsse mit mindestens zwei Sicherungen verbunden. Dabei ist jeweils eine der mindestens zwei Sicherungen einem der mindestens zwei Verbraucher zugeordnet und mit dem zugeordneten Verbraucher verbunden. Bei dem Verfahren wird mindestens eine Schalteinheit mit zwei Schaltzuständen verwendet. Die mindestens eine Schalteinheit ist in einem Zustand, in dem die mindestens zwei Verbraucher an die Hochvoltanschlüsse der Batterie angeschlossen sind, in einem ersten Schaltzustand der zwei Schaltzustände, in dem jede Sicherung von einem über den zugeordneten Verbraucher fließenden Betriebsstrom durchflossen ist, geschaltet. Ferner wird die mindestens eine Schalteinheit beim Auslösen einer der mindestens zwei Sicherungen von dem ersten Schaltzustand in einen zweiten Schaltzustand der zwei Schaltzustände, in dem die mindestens eine Schalteinheit einen über die Batterie, die Hochvoltanschlüsse der Batterie und jeden Verbraucher, dessen zugeordnete Sicherung nicht ausgelöst hat, fließenden Fehlerstrom unterbricht und/oder jede von der Batterie über die Hochvoltanschlüsse der Batterie und eine nicht ausgelöste Sicherung an das Hochvoltnetz angelegte Fehlerspannung abschaltet, geschaltet.The invention further provides a method for limiting a battery formed via a load for a high-voltage network connected in parallel to supply at least two parallel and fault current flowing through the high-voltage terminals of the battery and / or limiting an error voltage applied to the high-voltage network by the battery via the high-voltage terminals of the battery provided. The battery is connected to one of its high-voltage connections with at least two fuses. In each case one of the at least two fuses is assigned to one of the at least two consumers and connected to the assigned consumer. In the method, at least one switching unit with two switching states is used. In a state in which the at least two consumers are connected to the high-voltage terminals of the battery, the at least one switching unit is connected in a first switching state of the two switching states, in which each fuse flows through an operating current flowing via the associated consumer. Furthermore, when one of the at least two fuses is triggered, the at least one switching unit changes from the first switching state to a second switching state of the two switching states in which the at least one switching unit has not triggered one via the battery, the high-voltage terminals of the battery and each consumer whose associated fuse , interrupts flowing fault current and / or switches off any fault voltage applied by the battery via the high-voltage connections of the battery and a non-tripped fuse to the high-voltage network.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Vorzugsweise ist die mindestens eine Schalteinheit dazu vorgesehen, den Fehlerstrom durch das Öffnen eines über die Batterie, die Hochvoltanschlüsse der Batterie und jeden Verbraucher, dessen Sicherung nicht ausgelöst ist, verlaufenden Stromkreises direkt zu unterbrechen.Preferably, the at least one switching unit is provided to interrupt the fault current directly by opening a circuit running across the battery, the high-voltage terminals of the battery and each consumer whose fuse is not tripped.

Bei der Erfindung können mindestens zwei parallel geschaltete Verbraucher eines Hochvoltnetzes an die Hochvoltanschlüsse der Batterie des erfindungsgemäßen Batteriesystems angeschlossen werden. Dabei ist jeder der mindestens zwei Verbraucher in Reihe mit einer zugeordneten der mindestens zwei Sicherung verbunden oder verbindbar, sodass während eines Normalbetriebes des erfindungsgemäßen Batteriesystems, während dem die mindestens zwei parallel geschalteten Verbraucher an die Hochvoltanschlüsse angeschlossen sind, jede der mindestens zwei Sicherungen beim Vorliegen eines durch den jeweils zugeordneten Verbraucher fließenden Betriebsstroms von diesem Betriebsstrom auch durchflossen wird. Das erfindungsgemäße Batteriesystem umfasst mindestens eine Schalteinheit mit zwei Schaltzuständen, die während des Normalbetriebes des erfindungsgemäßen Batteriesystems in einem ersten Schaltzustand geschaltet ist. Dabei ist die mindestens eine Schalteinheit derartig ausgebildet und angeordnet, dass wenn diese in dem ersten Schaltzustand geschaltet ist, der während des Normalbetriebes der Batteriesystems vorkommende Betriebsstrom weiterhin über die Batterie, die Hochvoltanschlüsse der Batterie und über die mindestens zwei angeschlossenen Verbraucher oder über die eingeschalteten der mindestens zwei Verbraucher ungestört fließen kann. Ferner ist die mindestens eine Schalteinheit derartig ausgebildet und angeordnet, dass wenn in einem der mindestens zwei Verbraucher einen Kurzschluss auftritt, infolge dem die diesem Verbraucher zugeordnete Sicherung auslöst, die Schalteinheit in den zweiten Schaltzustand schaltet und einen über die Batterie, die Hochvoltanschlüsse der Batterie und jeden Verbraucher, dessen zugeordnete Sicherung nicht ausgelöst hat, fließenden Fehlerstrom unterbricht und/oder jede von der Batterie über die Hochvoltanschlüsse der Batterie und eine nicht ausgelöste Sicherung an das Hochvoltnetz angelegte Fehlerspannung abschaltet.In the invention, at least two consumers connected in parallel of a high-voltage network can be connected to the high-voltage terminals of the battery of the battery system according to the invention. In this case, each of the at least two consumers is connected or connectable in series with an associated one of the at least two fuses, so that during normal operation of the battery system according to the invention, during which the at least two parallel connected consumers are connected to the high-voltage terminals, each of the at least two fuses in the presence of a flows through the respective associated load flowing operating current from this operating current. The battery system according to the invention comprises at least one switching unit with two switching states, which is connected during normal operation of the battery system according to the invention in a first switching state. In this case, the at least one switching unit is designed and arranged such that when it is switched in the first switching state, occurring during normal operation of the battery system operating current continues via the battery, the high-voltage terminals of the battery and the at least two connected consumers or over the switched on at least two consumers can flow undisturbed. Further, the at least one switching unit is designed and arranged such that when in one of the at least two consumers a short circuit occurs, as a result of which this consumer associated fuse triggers, the switching unit switches to the second switching state and via the battery, the high-voltage terminals of the battery and disconnects any load whose associated fuse has failed to break current leakage current and / or turns off any fault voltage applied to the high voltage network by the battery via the high voltage terminals of the battery and a non-tripped fuse.

Bei dem erfindungsgemäßen Batteriesystem ist die Batterie mit einem ihrer Hochvoltanschlüsse bevorzugt über mindestens ein Schütz verbindbar, das in seinem leitenden Schaltzustand von einem über die Batterie und die Hochvoltanschlüsse der Batterie fließenden Strom durchflossen ist und das in seinem nicht leitenden Schaltzustand diesen über die Batterie und die Hochvoltanschlüsse der Batterie fließenden Strom unterbricht. Wenn infolge eines in einem der mindestens zwei Verbraucher aufgetretenen Kurzschlusses das mindestens eine Schütz verschweißt und nicht mehr öffnen kann, so kann über die Batterie, die Hochvoltanschlüsse der Batterie und jeden Verbraucher, dessen zugeordnete Sicherung nicht ausgelöst hat, der zuvor genannte Fehlerstrom fließen. Ist beispielsweise mindestens ein Verbraucher, dessen zugeordnete Sicherung nicht ausgelöst hat, ausgeschaltet oder infolge eines Unfalls zerstört, so fließt durch diesen Verbraucher kein Fehlerstrom. Von der Batterie wird aber über die Hochvoltanschlüsse der Batterie und jede nicht ausgelöste Sicherung, die einem ausgeschalteten oder zerstörten Verbraucher zugeordnet ist, an das Hochvoltnetz eine Fehlerspannung angelegt. Folglich kann jeder Verbraucher, dessen Sicherung nicht ausgelöst hat, nicht mehr spannungsfrei geschaltet werden und es besteht die Gefahr des Auftretens eines elektrischen Schlags beim der Berühren von an jedem nicht spannungsfrei geschalteten Verbraucher offen liegenden Teilen. Mittels der mindestens einen in dem zweiten Schaltzustand geschalteten Schalteinheit wird der zuvor genannte Fehlerstrom unterbrochen und/oder jede an dem Hochvoltnetz anliegende Fehlerspannung abgeschaltet. Dadurch, dass der Fehlerstrom unterbrochen wird und/oder jede an das Hochvoltnetz anliegende Fehlerspannung abgeschaltet wird, wird auch jeder Verbraucher, dessen Sicherung nicht ausgelöst hat, spannungsfrei geschaltet. In the battery system according to the invention, the battery with one of its high-voltage terminals is preferably connected via at least one contactor, which is flowing in its conducting state of a flowing through the battery and the high-voltage terminals of the battery current and in its non-conductive switching state this via the battery and the High voltage terminals interrupt the battery's flowing current. If, as a result of a short circuit occurring in one of the at least two consumers, the at least one contactor can weld and not open, then the previously mentioned fault current can flow via the battery, the high-voltage connections of the battery and each consumer whose associated fuse has not triggered. If, for example, at least one consumer whose associated fuse has not triggered is switched off or destroyed as a result of an accident, then no leakage current flows through this consumer. From the battery, however, an error voltage is applied to the high-voltage network via the high-voltage terminals of the battery and any unreleased fuse, which is assigned to a switched off or destroyed consumer. Consequently, any consumer whose fuse has not triggered, no longer be disconnected from power and there is a risk of the occurrence of an electric shock when touching exposed at each non-voltage consumers connected parts. By means of the at least one switching unit connected in the second switching state, the aforementioned fault current is interrupted and / or any fault voltage applied to the high-voltage network is switched off. As a result of the fault current being interrupted and / or any fault voltage applied to the high-voltage network being switched off, any consumer whose fuse has not tripped will also be de-energized.

Vorzugsweise ist die mindestens eine Schalteinheit dazu vorgesehen, durch das Öffnen eines über die Batterie, die Hochvoltanschlüsse der Batterie und jeden Verbraucher, dessen Sicherung nicht ausgelöst ist, verlaufenden Stromkreises den über die Batterie, die Hochvoltanschlüsse der Batterie und jeden Verbraucher, dessen zugeordnete Sicherung nicht ausgelöst hat, fließenden Fehlerstrom direkt zu unterbrechen und/oder jede von der Batterie über die Hochvoltanschlüsse der Batterie und eine nicht ausgelöste Sicherung an das Hochvoltnetz angelegte Fehlerspannung direkt abzuschalten. Preferably, the at least one switching unit is provided by opening a via the battery, the high-voltage terminals of the battery and each consumer whose fuse is not triggered, running circuit on the battery, the high-voltage terminals of the battery and each consumer, its associated fuse not has triggered directly interrupting flowing fault current and / or directly switching off any fault voltage applied by the battery via the high-voltage terminals of the battery and an undeleted fuse to the high-voltage network.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das erfindungsgemäße Batteriesystem eine einzelne Schalteinheit, die als pyrotechnisches Trennelement ausgebildet ist, und eine Steuerschaltung auf. Dabei ist das pyrotechnische Trennelement in dem Zustand, in dem die mindestens zwei Verbraucher an die Hochvoltanschlüsse der Batterie angeschlossen sind, in seinem leitfähigen Schaltzustand, in dem das Trennelement beim Vorliegen eines über die Batterie und die Hochvoltanschlüsse der Batterie fließenden Betriebsstroms von diesem durchflossen ist, geschaltet. Ferner ist das Trennelement dazu vorgesehen, beim Vorliegen eines von der Steuerschaltung bereitgestellten Steuersignals oder einer von dieser bereitgestellten Steuerspannung von seinem leitenden Schaltzustand in seinen nicht leitenden Schaltzustand zu schalten. Weiterhin ist die Steuerschaltung dazu vorgesehen, die an jeder der mindestens zwei Sicherungen abfallenden Spannungen zu ermitteln und beim Vorliegen einer ermittelten Spannung, die mit der beim Auslösen der entsprechenden Sicherung auftretenden Auslösespannung gleich ist, das Steuersignal zu erzeugen und dem Trennelement bereitzustellen oder beim Vorliegen einer an einer der mindestens zwei Sicherungen abfallenden Auslösespannung dem Trennelement einen entsprechenden Teil der Auslösespannung als Steuerspannung bereitzustellen.In a particularly preferred embodiment of the invention, the battery system according to the invention comprises a single switching unit, which is designed as a pyrotechnic separating element, and a control circuit. In this case, the pyrotechnic separating element in the state in which the at least two consumers are connected to the high-voltage terminals of the battery, in its conductive switching state in which the separating element is flowed through in the presence of an operating current flowing through the battery and the high-voltage terminals of the battery, connected. Furthermore, the separating element is provided to switch from its conductive switching state to its non-conductive switching state in the presence of a control signal provided by the control circuit or a control voltage provided by the latter. Furthermore, the control circuit is provided to determine the voltage dropping across each of the at least two fuses and to generate the control signal and to provide the separating element in the presence of a detected voltage that is equal to the tripping voltage occurring when the corresponding fuse is triggered, or in the presence of a at a release voltage dropping at least two fuses, to provide the separator with a corresponding portion of the trip voltage as the control voltage.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird der Spannungsabfall über jeder durchgebrannten Sicherung (Schmelzsicherung) mittels der Steuerschaltung in einer sehr einfachen Weise als Auslöser für das pyrotechnische Trennelement genutzt.In this embodiment of the invention, the voltage drop across each blown fuse (fuse) is utilized by the control circuit in a very simple manner as a trigger for the pyrotechnic separator.

Bevorzugt entspricht die Steuerspannung einer an einer jeden der mindestens zwei Sicherungen abfallenden Auslösespannung. Dabei ist die Steuerschaltung dazu vorgesehen, beim Vorliegen einer an einer der mindestens zwei Sicherungen abfallenden Auslösespannung dem Trennelement diese Auslösespannung als Steuerspannung direkt bereitzustellen.The control voltage preferably corresponds to a tripping voltage dropping across each of the at least two fuses. In this case, the control circuit is provided, in the presence of a dropping at one of the at least two fuses tripping the separation element to provide this tripping voltage as a control voltage directly.

Weiter bevorzugt ist die Steuerschaltung als anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder als programmierbare integrierte Schaltung oder als Mikrocontroller oder als Halbleiterschaltung, die vorzugsweise einen Transistor oder einen Schmitt-Trigger umfasst, ausgebildet.More preferably, the control circuit is designed as an application-specific integrated circuit or as a programmable integrated circuit or as a microcontroller or as a semiconductor circuit, which preferably comprises a transistor or a Schmitt trigger.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind an die Hochvoltanschlüsse der Batterie zwei parallel geschalteten Verbraucher anschließbar und das erfindungsgemäße Batteriesystem weist zwei Schalteinheiten auf, die jeweils als pyrotechnisches Trennelement ausgebildet sind. Dabei ist jeweils ein Trennelement der zwei Trennelemente einem Verbraucher der zwei Verbraucher zugeordnet. Ferner ist jedes Trennelement in dem Zustand, in dem zwei Verbraucher an die Hochvoltanschlüsse der Batterie angeschlossen sind, in seinem leitenden Schaltzustand, in dem das entsprechende Trennelement beim Vorliegen eines durch den zugeordneten Verbraucher der zwei Verbraucher fließenden Betriebsstrom von diesem durchflossen ist, geschaltet. Auch ist jedes Trennelement dazu vorgesehen, beim Vorliegen einer an der dem ihm nicht zugeordneten Verbraucher zugeordneten Sicherung abfallenden und beim Auslösen dieser Sicherung auftretenden Auslösespannung in seinen nicht leitenden Schaltzustand zu schalten.In a further embodiment of the invention are connected to the high-voltage terminals of Battery two consumers connected in parallel can be connected and the battery system according to the invention has two switching units, which are each designed as a pyrotechnic separating element. In each case, a separating element of the two separating elements is assigned to a consumer of the two consumers. Furthermore, in the state in which two consumers are connected to the high-voltage terminals of the battery, each separating element is connected in its conducting switching state in which the corresponding separating element flows through in the presence of an operating current flowing through the associated consumer of the two consumers. Also, each separator is intended to switch in its non-conductive switching state in the presence of a falling at the non-associated consumer associated fuse and occurring when triggering this fuse tripping.

Bei einer sehr vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist jedes Trennelement zwei Ansteuerleitungen auf, deren Anschlüsse mit den Anschlüssen der dem ihm nicht zugeordneten Verbraucher zugeordneten Sicherung verbunden sind. Dabei ist jedes Trennelement dazu ausgebildet, beim Vorliegen einer zwischen den Anschlüssen seiner Ansteuerleitungen anliegenden Spannung, die gleich mit der Auslösespannung der dem ihm nicht zugeordneten Verbraucher zugeordneten Sicherung ist, von seinem leitenden Schaltzustand in seinen nicht leitenden Schaltzustand zu schalten.In a very advantageous embodiment of the invention, each separating element on two control lines whose connections are connected to the terminals of the unassigned consumer associated with him fuse. In this case, each separating element is designed to switch from its conductive switching state in its non-conductive switching state in the presence of a voltage present between the terminals of its drive lines, which is equal to the trigger voltage of the associated unassigned consumer fuse.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird jedes pyrotechnisches Trennelemente passiv aktiviert, indem der Spannungsabfall über eine durchgebrannte Sicherung in einer sehr einfachen Weise direkt über die Ansteuerleitungen dem entsprechenden Trennelement bereitgestellt wird.In this embodiment of the invention, each pyrotechnic separator is passively activated by providing the voltage drop across a blown fuse in a very simple manner directly to the corresponding separator via the drive lines.

Vorzugsweise ist in einer der zwei Ansteuerleitungen jedes pyrotechnischen Trennelementes ein Widerstand und/oder eine weitere Sicherung angeordnet. Dadurch kann ein großer durch die entsprechenden Ansteuerleitungen fließender Strom in einer sehr einfachen Weise durch den Widerstand begrenzt oder durch die weitere Sicherung (Schmelzsicherung) unterbrochen werden.Preferably, a resistor and / or a further fuse is arranged in one of the two control lines of each pyrotechnic separating element. As a result, a large current flowing through the corresponding drive lines can be limited in a very simple manner by the resistor or interrupted by the further fuse (fuse).

Vorzugsweise ist die mindestens eine Schalteinheit dazu vorgesehen, durch Auslösen jeder nicht ausgelösten Sicherung den über die Batterie, die Hochvoltanschlüsse der Batterie und jeden Verbraucher, dessen zugeordnete Sicherung nicht ausgelöst hat, fließenden Fehlerstrom zu unterbrechen und/oder jede von der Batterie über die Hochvoltanschlüsse der Batterie und eine nicht ausgelöste Sicherung an das Hochvoltnetz angelegte Fehlerspannung abzuschalten.Preferably, the at least one switching unit is provided for interrupting the fault current flowing through the battery, the high-voltage terminals of the battery and each consumer whose associated fuse has not triggered by triggering each undelivered fuse and / or discharging each of the battery via the high-voltage terminals Switch off the battery and a non-tripped fuse to the fault voltage applied to the high-voltage network.

Bei einer sehr bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine Schalteinheit als mindestens ein Schließelement, insbesondere als mindestens ein pyrotechnisches Schließelement oder als mindestens ein Schütz, ausgebildet. Ferner ist das mindestens eine Schließelement in dem Zustand, in dem die mindestens zwei Verbraucher an die Hochvoltanschlüsse der Batterie angeschlossen sind, in seinem nicht leitenden Schaltzustand, in dem durch das mindestens eine Schließelement kein Strom fließt, geschaltet. Weiterhin ist das mindestens eine Schließelement dazu vorgesehen, beim Auslösen einer der mindestens zwei Sicherungen in seinen leitenden Schaltzustand, in dem zum Auslösen jeder nicht ausgelösten Sicherung der von der Batterie erzeugte Fehlerstrom über die Hochvoltanschlüsse der Batterie und über einen über den Verbraucher, dessen zugeordnete Sicherung ausgelöst hat, das mindestens eine Schließelement und jede nicht ausgelöste Sicherung verlaufenden Strompfad fließt, zu schalten.In a very preferred embodiment of the invention, the at least one switching unit is designed as at least one closing element, in particular as at least one pyrotechnic closing element or as at least one contactor. Furthermore, in the state in which the at least two consumers are connected to the high-voltage terminals of the battery, the at least one closing element is connected in its non-conductive switching state in which no current flows through the at least one closing element. Furthermore, the at least one closing element is provided, when triggering one of the at least two fuses in its conductive switching state in which to trigger any untriggered fuse generated by the battery leakage current through the high-voltage terminals of the battery and via the consumer, its associated fuse has triggered that at least one closing element and each undelivered fuse flowing current path flows.

Dieser Fehlerstrom tritt beispielsweise dann auf, wenn die Batterie mit mindestens einem ihrer Hochvoltanschlüsse bevorzugt über ein Schütz verbunden ist, das infolge des genannten Kurzschlusses verschweißt und nicht mehr öffnen kann.This fault current occurs, for example, when the battery is preferably connected to at least one of its high-voltage terminals via a contactor, which welded as a result of said short circuit and can not open.

Beim Vorliegen der infolge eines in einem der mindestens zwei Verbraucher aufgetretenen Kurzschlusses auslösten Sicherung wird mittels der mindestens einen in dem zweiten Schaltzustand geschalteten Schalteinheit ein solcher Fehlerstrom von dem über jeden Verbraucher, dessen Sicherung nicht ausgelöst hat, verlaufenden Strompfad auf den über den Verbraucher, dessen Sicherung ausgelöst hat, und über jede nicht ausgelöste Sicherung verlaufenden Strompfad umgeleitet. Dabei wird ein solcher Fehlerstrom umgeleitet, indem mittels der mindestens einen in dem zweiten Schaltzustand geschalteten Schalteinheit jeder Verbraucher, dessen Sicherung nicht ausgelöst hat, durch den Verbraucher, dessen Sicherung ausgelöst hat, kurzgeschlossen wird. Ist beispielsweise mindestens ein Verbraucher, dessen zugeordnete Sicherung nicht ausgelöst hat, ausgeschaltet oder infolge eines Unfalls zerstört, so wird auch dieser mindestens eine Verbraucher mittels der mindestens einen in dem zweiten Schaltzustand geschalteten Schalteinheit durch den von dem Kurzschluss betroffenen Verbraucher kurzgeschlossen. In diesem Fall wird dann ein Fehlerstrom von dem über jeden funktionsfähigen, eingeschalteten Verbraucher, dessen Sicherung nicht ausgelöst hat, verlaufenden Strompfad auf den über den Verbraucher, dessen Sicherung ausgelöst hat, und über jede nicht ausgelöste Sicherung verlaufenden Strompfad umgeleitet. Auf jeden Fall fließt beim Vorliegen einer infolge eines in einem der mindestens zwei Verbraucher aufgetretenen Kurzschlusses ausgelösten Sicherung ein von der Batterie erzeugter Fehlerstrom über die Hochvoltanschlüsse der Batterie und über einen über den Verbraucher, dessen Sicherung ausgelöst hat, die mindestens eine in dem zweiten Schaltzustand geschaltete Schalteinheit und jede nicht ausgelöste Sicherung verlaufenden Strompfad. In the presence of the fuse caused as a result of a short circuit occurring in one of the at least two consumers, such a fault current is conducted from the current path passing through each consumer, whose fuse has not tripped, to the current via the consumer, via the at least one switching unit connected in the second switching state Fuse, and redirected across each undelivered fuse. In this case, such a fault current is redirected by each consumer, whose fuse has not triggered by the consumer whose fuse has triggered is short-circuited by means of at least one switched in the second switching state switching unit. If, for example, at least one consumer whose associated fuse has not triggered is switched off or destroyed as a result of an accident, then this at least one consumer is also short-circuited by the at least one switching unit connected in the second switching state by the consumer affected by the short circuit. In this case, a fault current is then diverted from the current path that runs across each operative, switched-on consumer, whose fuse has not triggered, to the current path that runs across the load whose fuse has tripped, and via any untripped fuse. In any case, a fault current generated by the battery flows in the presence of a fuse triggered as a result of a short circuit occurring in one of the at least two consumers via the high-voltage terminals of the battery and one via the consumer whose fuse has triggered, the at least one switched in the second switching state switching unit and each untripped fuse extending current path.

Infolge eines in einem der mindestens zwei Verbraucher aufgetretenen Kurzschlusses reduziert sich der Widerstand dieses von dem Kurzschluss betroffenen Verbrauchers erheblich. Dadurch, dass die anderen von dem Kurzschluss nicht betroffenen Verbraucher jeweils durch den von dem Kurzschluss betroffene Verbraucher kurzgeschlossen werden, fließt über den betroffenen Verbraucher und die nicht ausgelösten Sicherungen ein Fehlerstrom mit einem infolge des erheblich reduzierten Widerstandes des betroffenen Verbrauchers auch erheblich erhöhten Stromwert, der nach einer Zeit zum Auslösen jeder der nicht ausgelösten Sicherungen führt. Somit wird auch in diesem Fall der Fehlerstrom unterbrochen und/oder jede von der Batterie über die Hochvoltanschlüsse der Batterie und eine nicht ausgelöste Sicherung an das Hochvoltnetz angelegte Fehlerspannung, insbesondere jede von der Batterie über die Hochvoltanschlüsse der Batterie und eine nicht ausgelöste Sicherung, die einem ausgeschalteten oder zerstörten Verbraucher zugeordnet ist, an das Hochvoltnetz angelegte Fehlerspannung, abgeschaltet und dadurch auch jeder Verbraucher, dessen Sicherung infolge des genannten Kurzschlusses noch nicht ausgelöst hat, spannungsfrei geschaltet.As a result of a short circuit occurring in one of the at least two consumers, the resistance of this consumer affected by the short circuit is reduced considerably. As a result of the fact that the other consumers not affected by the short circuit are short-circuited by the consumer affected by the short circuit, a residual current flows through the affected consumer and the untripped fuses, with a significantly increased current value as a result of the considerably reduced resistance of the consumer concerned after a time to trigger each of the unreleased fuses. Thus, even in this case the fault current is interrupted and / or each of the battery via the high-voltage terminals of the battery and a non-triggered fuse to the high-voltage network applied error voltage, in particular each of the battery via the high-voltage terminals of the battery and a non-triggered fuse, the one switched off or destroyed consumer is assigned to the high-voltage network applied fault voltage, and thus disconnected any consumer whose fuse has not yet triggered due to said short circuit, switched off.

Vorzugsweise ist das mindestens eine Schließelement dazu vorgesehen, beim Vorliegen mindestens eines von einem in dem Batteriesystem angeordneten Batteriesteuergerät bereitgestellten Steuersignals von seinem nicht leitenden Schaltzustand in seinen leitenden Schaltzustand zu schalten. Ferner ist das Batteriesteuergerät dazu vorgesehen, das Vorliegen einer ausgelösten Sicherung bevorzugt anhand einer Auswertung der an den mindestens zwei Sicherungen jeweils abfallenden Spannungen zu detektieren und beim Vorliegen einer ausgelösten Sicherung das mindestens eine Steuersignal zu erzeugen und dem mindestens einen Schließelement bereitzustellen.Preferably, the at least one closing element is provided to switch from its non-conductive switching state into its conductive switching state when at least one control signal provided by a battery control device arranged in the battery system is present. Furthermore, the battery control device is provided to detect the presence of a triggered fuse preferably based on an evaluation of the voltage dropping at each of the two fuses voltages and the presence of a tripped fuse to generate the at least one control signal and provide the at least one closing element.

Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die funktionellen Merkmale des erfindungsgemäßen Batteriesystems einzeln oder in Kombination.The method according to the invention preferably comprises the functional features of the battery system according to the invention individually or in combination.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Batteriesystem.Another aspect of the invention relates to a vehicle with a battery system according to the invention.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist es, dass bei einem erfindungsgemäßen Batteriesystem, das eine Batterie umfasst, die mit mindestens einem ihrer Hochvoltanschlüsse über ein Schütz verbindbar ist und an deren Hochvoltanschlüsse mehrere parallel geschaltete Verbraucher eines Hochvoltnetzes anschließbar sind, die jeweils über eine zugeordnete Sicherung abgesichert sind, beim Vorliegen eines Kurzschlusses, infolge dem ein Schützkleber des mindestens einen Schützes auftritt, der über die Batterie und ihre Hochvoltanschlüsse verlaufende Hauptstromkreis in einer sehr einfachen Weise durch den Einsatz der mindestens einen erfindungsgemäßen Schalteinheit von dem Hochvoltnetz getrennt werden kann. Dadurch wird die Sicherheit eines erfindungsgemäßen Batteriesystems (Batteriepacks) erhöht und dessen volle Funktionalität sichergestellt.A significant advantage of the invention is that in a battery system according to the invention comprising a battery which is connectable to at least one of its high-voltage terminals via a contactor and at the high-voltage terminals several parallel connected consumers of a high-voltage network can be connected, each secured via an associated fuse are, in the presence of a short circuit, as a result of which a contact adhesive of at least one contactor occurs, which can be separated from the high-voltage network through the battery and its high-voltage terminals running main circuit in a very simple manner by the use of at least one switching unit according to the invention. This increases the safety of a battery system according to the invention (battery pack) and ensures its full functionality.

Ein Unfallfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Batteriesystem kann folglich von Rettungskräften gefahrlos berührt werden.An accident vehicle with a battery system according to the invention can therefore be safely touched by rescue workers.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Für gleiche Komponente werden auch die gleichen Bezugszeichen verwendet. In den Zeichnungen sind:Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For the same component, the same reference numerals are used. In the drawings are:

1 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Schütz im geschlossenen Zustand, 1 a known from the prior art contactor in the closed state,

2 das in der 1 dargestellte Schütz im offenen Zustand, 2 that in the 1 illustrated contactor in the open state,

3 das in der 1 dargestellte Schütz beim Vorliegen von Levitation, 3 that in the 1 shown contactor in the presence of levitation,

4 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Batteriesystem mit einer zum Versorgen eines Hochvoltnetzes ausgebildeten Batterie, wobei die Batterie mit mindestens einem ihrer Hochvoltanschlüsse über ein in den 1 bis 3 dargestelltes Schütz verbindbar ist, 4 a known from the prior art battery system with a trained for supplying a high-voltage network battery, the battery with at least one of its high-voltage terminals via a in the 1 to 3 shown contactor is connectable,

5 ein Batteriesystem nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei das Batteriesystem eine erfindungsgemäße Schalteinheit umfasst, die als pyrotechnisches Trennelement ausgebildet ist, 5 a battery system according to a first embodiment of the invention, wherein the battery system comprises a switching unit according to the invention, which is designed as a pyrotechnic separating element,

6 ein Batteriesystem nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei das Batteriesystem zwei erfindungsgemäße Schalteinheiten umfasst, die jeweils als pyrotechnisches Trennelement ausgebildet sind, 6 a battery system according to a second embodiment of the invention, wherein the battery system comprises two switching units according to the invention, each formed as a pyrotechnic separating element,

7 ein Batteriesystem nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung, wobei das Batteriesystem ein erfindungsgemäßes Schließelement umfasst, 7 a battery system according to a third embodiment of the invention, wherein the battery system comprises a closing element according to the invention,

8 ein Ersatzschaltbild des Batteriesystems nach der dritten Ausführungsform der Erfindung, 8th an equivalent circuit diagram of the battery system according to the third embodiment of the invention,

9 ein Schließelement für das Batteriesystem nach der dritten Ausführungsform der Erfindung, das als pyrotechnisches Schließelement ausgebildet ist, das in einem Zustand dargestellt ist, in dem die pyrotechnische Ladung des pyrotechnischen Schließelementes mittels eines Zündsignals gezündet wird, 9 a closing element for the battery system according to the third embodiment of the invention, which is designed as a pyrotechnic closing element, which is shown in a state in which the pyrotechnic charge of the pyrotechnic closing element is ignited by means of an ignition signal,

10 das in der 9 dargestellte pyrotechnische Schließelement, das in einem unmittelbar nach dem Zünden der pyrotechnischen Ladung vorkommenden Zustand dargestellt ist, und 10 that in the 9 illustrated pyrotechnic closure element, which is shown in a state occurring immediately after the ignition of the pyrotechnic charge, and

11 das in der 10 dargestellte pyrotechnische Schließelement, das in einem weiteren nach dem Zünden der pyrotechnischen Ladung vorkommenden Zustand dargestellt ist 11 that in the 10 illustrated pyrotechnic closure element, which is shown in a further occurring after the ignition of the pyrotechnic charge state

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

5 zeigt ein Batteriesystem 100 nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Batteriesystem 100 umfasst eine Batterie 101, die zwei an ihre Hochvoltanschlüsse 130, 131 parallel geschaltete Verbraucher 140, 141 eines Hochvoltnetzes 103 versorgt. Die Batterie 101 umfasst mehrere in Reihe geschaltete Batteriemodule 102 zum Erzeugen einer für das Hochvoltnetz 103 geeignete Batteriespannung. In jeder der zwei Hochvoltleitungen 120, 121 der Batterie 101 ist ein Schütz 10 angeordnet. Die Batterie 101 kann über eins der zwei Schütze 10 mit ihrem positiven Hochvoltanschluss 130 und über das andere der zwei Schütze 10 mit ihrem negativen Hochvoltanschluss 131 verbunden werden. 5 shows a battery system 100 according to a first embodiment of the invention. The battery system 100 includes a battery 101 , the two to their high-voltage connections 130 . 131 parallel consumers 140 . 141 a high-voltage network 103 provided. The battery 101 includes several series-connected battery modules 102 for generating one for the high-voltage network 103 suitable battery voltage. In each of the two high-voltage cables 120 . 121 the battery 101 is a contactor 10 arranged. The battery 101 can over one of the two shooters 10 with its positive high-voltage connection 130 and about the other of the two shooters 10 with its negative high-voltage connection 131 get connected.

Der positive Hochvoltanschluss 130 ist mit dem Verbraucherpfad 150, in dem der Verbraucher 140 angeordnet ist, und mit dem Verbraucherpfad 151, in dem der Verbraucher 141 angeordnet ist, verbunden. In jedem Verbraucherpfad 150, 151 ist jeweils eine dem entsprechenden Verbraucher 140, 141 zugeordnete Sicherung 110, 111 angeordnet. Beide Sicherungen 110, 111 sind mit dem Hochvoltanschluss 130 direkt verbunden. The positive high-voltage connection 130 is with the consumer path 150 in which the consumer 140 is arranged, and with the consumer path 151 in which the consumer 141 is arranged, connected. In every consumer path 150 . 151 is one each to the corresponding consumer 140 . 141 associated fuse 110 . 111 arranged. Both fuses 110 . 111 are with the high-voltage connection 130 directly connected.

Ein Kurzschluss in einem der Verbraucherpfade 150, 151 löst die in diesem Verbraucherpfad 150, 151 angeordnete Sicherung 110, 111 aus. Um den anderen Verbraucher 140, 141 und das Hochvoltnetz 103 des Fahrzeuges spannungsfrei zu schalten, öffnen danach die beiden Schütze 10.A short circuit in one of the consumer paths 150 . 151 solve the in this consumer path 150 . 151 arranged fuse 110 . 111 out. To the other consumer 140 . 141 and the high-voltage network 103 of the vehicle to de-energize, then open the two contactors 10 ,

In einem solchen erfindungsgemäßen Batteriesystem können Kurzschlussstrome von beispielsweise über 12000 A auftreten. Beim Vorliegen eines solchen hohen Kurzschlussstromes existiert aber auch immer die Gefahr, dass Levitationen und damit auch Schützkleber in den Schützen 10 auftreten. Ein solcher hoher Kurzschlussstrom kann beispielsweise dann auftreten, wenn in dem Verbraucherpfad 150 des Verbrauchers 140 ein niederohmiger Kurzschluss auftritt, infolge dem die Schmelzsicherung 110 durchgebrannt ist. Beide Schütze 10 sind in diesem Fall verklebt. Der andere Verbraucher 141 und somit das Hochvoltnetz 103 am Anschluss dieses Verbrauchers 141 wäre aufgrund der sich im intakten Funktionszustand befindlichen Schmelzsicherung 111 des zugeordneten Verbraucherpfads 151 weiter unter Spannung. Um die Batterie 101 in einem solchen Fall trotzdem noch von ihren Hochvoltanschlüssen 130, 131 trennen zu können, wurde in dem erfindungsgemäßen Batteriesystem 100 nach der ersten Ausführungsform der Erfindung ein pyrotechnisches Trennelement 155 eingesetzt, das in dem über die Batterie 101, die Schütze 10 und die Hochvoltanschlüsse 130, 131 verlaufenden Hauptstromkreis (Hauptstrompfad) 104 der Batterie 101 angeordnet ist.In such a battery system according to the invention, short-circuit currents of, for example, more than 12,000 A can occur. In the presence of such a high short-circuit current but there is always the danger that levitations and thus also protective adhesive in the shooter 10 occur. Such a high short-circuit current may occur, for example, when in the consumer path 150 of the consumer 140 a low-resistance short circuit occurs as a result of the fuse 110 blown. Both shooters 10 are glued in this case. The other consumer 141 and thus the high-voltage network 103 at the connection of this consumer 141 would be due to the fuse located in the intact functional state 111 the assigned consumer path 151 continue under tension. To the battery 101 in such a case still of their high-voltage connections 130 . 131 to be able to separate was in the battery system according to the invention 100 according to the first embodiment of the invention, a pyrotechnic separating element 155 Used in the over the battery 101 , the shooter 10 and the high-voltage connections 130 . 131 running main circuit (main current path) 104 the battery 101 is arranged.

Bei dem Batteriesystem 100 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird der Spannungsabfall über einer durchgebrannten Sicherung (Schmelzsicherung) 110, 111 als Auslöser für das pyrotechnisches Trennelement (pyrotechnische Trenneinrichtung) 155 genutzt. Damit wird eine intelligente und schnelle Ansteuerung des pyrotechnischen Trennelements 155 erreicht. Dabei werden die Spannungsabfälle U1, U2 über die beiden Sicherungen (Schmelzsicherungen) 110, 111 jeweils durch zwei Drahtleitungen 162, 163, 164, 165, die jeweils vor und hinter der entsprechenden Sicherung 110, 111 angeschlossen werden, an eine in dem Batteriesystem 100 angeordnete Steuerschaltung (Steuerelektronik) 160, die beispielsweise als Steuergerät ausgebildet ist, weitergegeben. Das pyrotechnische Trennelement 155 kann dabei von der Steuerschaltung 160 beispielsweise über die Steuerleitung 161 angesteuert werden. In the battery system 100 according to the first embodiment of the invention, the voltage drop across a blown fuse (fuse) 110 . 111 as a trigger for the pyrotechnic separating element (pyrotechnic separating device) 155 used. This is an intelligent and fast control of the pyrotechnic separating element 155 reached. In this case, the voltage drops U1, U2 via the two fuses (fuses) 110 . 111 in each case by two wire lines 162 . 163 . 164 . 165 , respectively, in front of and behind the corresponding fuse 110 . 111 be connected to one in the battery system 100 arranged control circuit (control electronics) 160 , which is designed for example as a control unit, passed. The pyrotechnic separator 155 can from the control circuit 160 for example via the control line 161 be controlled.

Brennt nun eine der Sicherungen 110, 111 durch, so entsteht in diesem Moment ein hoher Spannungsabfall an dieser Sicherung 110, 111. Dieser Spannungsabfall löst elektrisch beziehungsweise elektronisch in der Steuerschaltung 160 wiederum die Zündung des pyrotechnischen Trennelementes 155 aus. Nachdem das pyrotechnische Trennelement 155 den Hauptstromkreis 104 der Batterie 101 aufgetrennt hat, ist die Batterie 100 vom Hochvoltnetz 103, das beispielsweise das Hochvoltnetz eines Fahrzeuges ist, getrennt. In diesem Fall wäre ein solches Fahrzeug dann spannungsfrei.Now burn one of the fuses 110 . 111 through, then arises at this moment a high voltage drop at this fuse 110 . 111 , This voltage drop triggers electrically or electronically in the control circuit 160 in turn, the ignition of the pyrotechnic separation element 155 out. After the pyrotechnic separator 155 the main circuit 104 the battery 101 has disconnected, is the battery 100 from the high voltage network 103 , which is for example the high voltage network of a vehicle, separated. In this case, such a vehicle would then be tension-free.

Die Steuerschaltung 160 reagiert dabei auf Veränderungen der Spannungsabfälle U1, U2 über den Sicherungen 110, 111. Tritt ein Kurzschluss beispielsweise in dem Verbraucher 140 auf, so wird der Kurzschlussstrom in dem Verbraucherpfad 150 des Verbrauchers 140 nach einer bestimmten Zeit durch Auslösen der Sicherung 110 getrennt. In dem Moment, in dem der Kurzschlussstrom getrennt wird, ergibt sich an der Sicherung 110 bei dem Fortbestehen dieses externen Kurzschlusses ein Spannungsabfall U1 welcher in etwa der Batteriespannung (Batteriepackspannung) entspricht. Dabei sind die Spannungsabfälle über weitere Übergangswiderstände in diesen über die Batterie 101, die Hochvoltanschlüsse 130, 131 und die Verbraucher 140, 141 verlaufenden Stromkreisen vernachlässigbar.The control circuit 160 responds to changes in the voltage drops U1, U2 over the fuses 110 . 111 , Occurs a short circuit, for example, in the consumer 140 on, so the short-circuit current in the consumer path 150 of consumer 140 after a certain time by triggering the fuse 110 separated. In the moment in which the short-circuit current is disconnected, results in the fuse 110 in the persistence of this external short circuit, a voltage drop U1 which approximately corresponds to the battery voltage (battery pack voltage). The voltage drops are via further contact resistance in these via the battery 101 , the high-voltage connections 130 . 131 and the consumers 140 . 141 running circuits negligible.

Dieser sich an der Sicherung 110 ergebende Spannungsabfall U1, welcher vor dem Kurzschluss 0 V betrug und welcher nach dem Durchbrennen der entsprechenden Sicherung 110 auf eine Auslösespannung springt, die nahezu auf dem Batteriespannungslevel liegt, löst das pyrotechnisches Trennelement 155 bevorzugt direkt aus.This is at the fuse 110 resulting voltage drop U1, which amounted to 0 V before the short circuit and which after burning through the corresponding fuse 110 jumps to a trigger voltage that is almost at the battery voltage level, releases the pyrotechnic separator 155 prefers directly.

Alternativ ist die Steuerschaltung 160 als hardwarenahe Schaltung aufgebaut. Die Steuerschaltung 160 umfasst dabei ein ASIC-Baustein (nicht separat dargestellt) oder ein FPGA-Baustein (nicht separat dargestellt), die die Spannungsabfälle U1, U2 über den Sicherungen 110, 111 direkt einlesen und beim Durchbrennen einer der Sicherungen 110, 111 das Steuersignal (Auslösepuls oder Zündsignal) zum Auslösen des pyrotechnischen Trennelementes 155 erzeugen. Der Vorteil bei der Verwendung einer solchen hardwarenahen Schaltung liegt in der extrem schnellen Reaktionszeit dieser Bausteine im Vergleich zu der Reaktionszeit eines gewöhnlichen Mikrocontrollers und in der erhöhten Zuverlässigkeit gegenüber der zuvor genannten direkten Verwendung der Spannungsabfälle U1, U2.Alternatively, the control circuit 160 built as a hardware-related circuit. The control circuit 160 This includes an ASIC module (not shown separately) or an FPGA module (not shown separately) that detects the voltage drops U1, U2 across the fuses 110 . 111 read in directly and burn one of the fuses 110 . 111 the control signal (trigger pulse or ignition signal) for triggering the pyrotechnic separating element 155 produce. The advantage of using such a hardware-based circuit is the extremely fast response time of these devices compared to the response time of a common microcontroller and the increased reliability over the aforementioned direct use of the voltage drops U1, U2.

Vorzugsweise kann die Steuerschaltung 160 ein Mikrocontroller (nicht separat dargestellt) umfassen, der die Spannungsabfälle U1, U2 einliest und auswertet und beim Durchbrennen einer der Sicherungen 110, 111 das Steuersignal (Auslösepuls oder Zündsignal) zum Auslösen des pyrotechnischen Trennelementes 155 generiert.Preferably, the control circuit 160 a microcontroller (not shown separately), which reads in the voltage drops U1, U2 and evaluates and burns one of the fuses 110 . 111 the control signal (trigger pulse or ignition signal) for triggering the pyrotechnic separating element 155 generated.

Optional ist die Steuerschaltung 160 aus einer reinen Halbleiterschaltung aufgebaut. Die Halbleiterschaltung umfasst einen Spannungsteiler (nicht separat dargestellt), der die an den Sicherungen 110, 111 abfallenden Spannungen U1, U2 aufteilt. Bevorzugt ist an diesem Spannungsteiler ein Transistor (nicht separat dargestellt) angeschlossen, der beispielsweise als Feldeffekttransistor oder als Bipolartransistor ausgebildet ist. Der Transistor schaltet ab einer gewissen Schwellenspannung eine Steuerspannung (Versorgungsspannung) auf die Auslösevorrichtung des pyrotechnischen Trennelements 155 durch. Um eine saubere Flanke zu erzeugen, können weiter bevorzugt Elemente wie ein Schmitt-Trigger (nicht separat dargestellt) an der Stelle eines einzelnen Transistors verwendet werden.Optional is the control circuit 160 built from a pure semiconductor circuit. The semiconductor circuit includes a voltage divider (not shown separately) connected to the fuses 110 . 111 sloping voltages U1, U2 divides. Preferably, a transistor (not shown separately) connected to this voltage divider, which is formed for example as a field effect transistor or as a bipolar transistor. The transistor switches from a certain threshold voltage, a control voltage (supply voltage) to the triggering device of the pyrotechnic separation element 155 by. To create a clean edge, more preferably elements such as a Schmitt trigger (not shown separately) may be used at the location of a single transistor.

6 zeigt ein Batteriesystem 100 nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Im Unterschied zu dem in der 5 dargestellten Batteriesystem nach der ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Batteriesystem 100 nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung anstelle des einzelne pyrotechnischen Trennelementes 155 und der Steuerschaltung 160 zwei einzelnen pyrotechnische Trennelemente 170, 180. Auch hier kann jeder Verbraucher 140, 141 als Inverter ausgebildet sein. 6 shows a battery system 100 according to a second embodiment of the invention. Unlike the one in the 5 The illustrated battery system according to the first embodiment of the invention comprises the battery system 100 according to the second embodiment of the invention instead of the individual pyrotechnic separating element 155 and the control circuit 160 two individual pyrotechnic separating elements 170 . 180 , Again, every consumer can 140 . 141 be designed as an inverter.

Jedes pyrotechnische Trennelement (Pyroswitch) 170, 180 ist in einem jeweils zugeordneten Verbraucherpfad 150, 151 angeordnet. Dabei weist jedes pyrotechnisches Trennelement 170, 180 vier Anschlüsse auf. Zwei der vier Anschlüsse sind als Hauptanschlüsse (Hauptkontakte) eines jeden pyrotechnischen Trennelementes 170, 180 ausgebildet und die anderen zwei der vier Anschlüsse eines jeden pyrotechnischen Trennelementes 170, 180 sind als Ansteueranschlüsse (Nebenkontakte) ausgebildet. Die zwei Hauptanschlüsse jedes pyrotechnischen Trennelementes 170, 180 sind jeweils in dem zugeordneten Verbraucherpfad 150, 151 integriert. Wenn an den zwei Ansteueranschlüssen jedes pyrotechnischen Trennelementes 170, 180 eine vorbestimmte Spannung beziehungsweise ein vorbestimmter Strom angelegt wird, sorgt ein in dem entsprechenden Trennelement 170, 180 angeordneter Initiator (nicht separat dargestellt) für einen Druckaufbau in der Kammer des entsprechenden Trennelementes 170, 180, der zu einem mechanischen Trennen des zwischen den Hauptanschlüssen des betroffenen Trennelementes 170, 180 verlaufenden und sich innerhalb des entsprechenden Trennelementes 170, 180 befindlichen Strompfades (nicht separat dargestellt) führt. Mit einem mechanischen Trennen des internen, sich innerhalb eines jeden Trennelementes 170, 180 befindlichen Strompfades, wird auch derjenige Verbraucherpfad 150, 151 getrennt, in dem sich das entsprechende pyrotechnische Trennelement 170, 180 befindet.Each pyrotechnic separating element (Pyroswitch) 170 . 180 is in a respectively assigned consumer path 150 . 151 arranged. In this case, each pyrotechnic separating element 170 . 180 four connections. Two of the four connections are the main connections (main contacts) of each pyrotechnic separator 170 . 180 formed and the other two of the four terminals of each pyrotechnic separation element 170 . 180 are designed as drive terminals (secondary contacts). The two main connections of each pyrotechnic separator 170 . 180 are each in the associated consumer path 150 . 151 integrated. If at the two drive terminals of each pyrotechnic separation element 170 . 180 a predetermined voltage or current is applied, provides in the corresponding separator 170 . 180 arranged initiator (not shown separately) for a pressure build-up in the chamber of the respective separating element 170 . 180 which leads to a mechanical separation of the between the main terminals of the affected separating element 170 . 180 extending and within the corresponding separating element 170 . 180 current path (not shown separately) leads. With a mechanical separation of the internal, within each separator 170 . 180 current path, also becomes that consumer path 150 . 151 separated, in which the corresponding pyrotechnic separating element 170 . 180 located.

Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird jedes pyrotechnische Trennelement 170, 180 passiv aktiviert. Das bedeutet, dass die zwei mit den Ansteueranschlüssen des sich in dem Verbraucherpfad 150 befindlichen pyrotechnischen Trennelementes 170 verbundenen Ansteuerleitungen 171, 172 an den beiden Seiten der sich in dem Verbraucherpfad 151 befindlichen Sicherung 111 angeordnet sind und die zwei mit den Ansteueranschlüssen des sich in dem Verbraucherpfad 151 befindlichen pyrotechnischen Trennelementes 180 verbundenen Ansteuerleitungen 181, 182 an den beiden Seiten der sich in dem Verbraucherpfad 150 befindlichen Sicherung 110 angeordnet sind. In the second embodiment of the invention, each pyrotechnic separating element 170 . 180 passively activated. This means that the two are connected to the drive terminals of the consumer path 150 located pyrotechnic separation element 170 connected control lines 171 . 172 on both sides of the consumer path 151 located fuse 111 are arranged and the two with the Ansteueranschlüssen of in the consumer path 151 located pyrotechnic separation element 180 connected control lines 181 . 182 on both sides of the consumer path 150 located fuse 110 are arranged.

Wenn beispielsweise in dem Verbraucher 140, der beispielsweise als Inverter ausgebildet ist, ein Kurzschluss auftritt, infolge dem die Schütze 10 beispielsweise wegen eines in dem jeweiligen Schütz 10 aufgetretenen Schützklebers nicht oder nicht rechtzeitig öffnen und gleichzeitig die Sicherung 110 auslöst, fällt über die Sicherung 110 die Spannung U1 ab, die in der Größenordnung der gesamten Batteriespannung (Batteriepackspannung) liegt. Der Spannungsabfall U1 an dieser ausgelösten Sicherung 110 führt zu einem Stromfluss in den Ansteuerleitungen 181, 182 des pyrotechnischen Trennelementes 180, das sich in dem Verbraucherpfad 151 des Verbrauchers 141 befindet, der nicht vom Kurzschluss betroffen wurde. Dieser Stromfluss führt auch zu einer Aktivierung des entsprechenden pyrotechnischen Trennelementes 180, das in seinem aktivierten Zustand den Verbraucherpfad 151 des Verbrauchers 141 unterbricht. Somit wird der Verbraucher 141 spannungsfrei (spannungslos) geschaltet. If, for example, in the consumer 140 , which is designed, for example, as an inverter, a short circuit occurs, as a result of which the shooter 10 for example because of one in the respective contactor 10 contactor adhesive failed or not open in time and at the same time the fuse 110 triggers, falls over the fuse 110 the voltage U1, which is in the order of the total battery voltage (battery pack voltage). The voltage drop U1 at this triggered fuse 110 leads to a flow of current in the control lines 181 . 182 the pyrotechnic separation element 180 that is in the consumer path 151 of the consumer 141 is not affected by the short circuit. This current flow also leads to activation of the corresponding pyrotechnic separating element 180 that in its activated state the consumer path 151 of the consumer 141 interrupts. Thus, the consumer becomes 141 switched off (de-energized).

Wenn beispielsweise in dem Verbraucher 141, der beispielsweise auch als Inverter ausgebildet ist, ein Kurzschluss auftritt, infolge dessen die Schütze 10 beispielsweise wegen eines in dem jeweiligen Schütz 10 aufgetretenen Schützklebers nicht oder nicht rechtzeitig öffnen und gleichzeitig die andere Sicherung 111 auslöst, fällt über diese Sicherung 111 die Spannung U2 ab, die auch in der Größenordnung der gesamten Batteriespannung (Batteriepackspannung) liegt. Der Spannungsabfall U2 an dieser ausgelösten Sicherung 111 führt zu einem Stromfluss in den Ansteuerleitungen 171, 172 des pyrotechnischen Trennelementes 170, das sich in dem Verbraucherpfad 150 des Verbrauchers 140 befindet, der in diesem Fall nicht vom Kurzschluss betroffen wurde. Dieser Stromfluss führt zu einer Aktivierung des entsprechenden pyrotechnischen Trennelementes 170, das in seinem aktivierten Zustand den Verbraucherpfad 150 des Verbrauchers 140 unterbricht. Somit wird der Verbraucher 140 spannungsfrei (spannungslos) geschaltet.If, for example, in the consumer 141 , which is also designed as an inverter, for example, a short circuit occurs, as a result of which the shooter 10 for example because of one in the respective contactor 10 Protective adhesive does not open or not open in time and at the same time the other backup 111 triggers, falls over this fuse 111 the voltage U2, which is also in the order of the total battery voltage (battery pack voltage). The voltage drop U2 at this triggered fuse 111 leads to a flow of current in the control lines 171 . 172 the pyrotechnic separation element 170 that is in the consumer path 150 of the consumer 140 which was not affected by the short circuit in this case. This current flow leads to an activation of the corresponding pyrotechnic separating element 170 that in its activated state the consumer path 150 of the consumer 140 interrupts. Thus, the consumer becomes 140 switched off (de-energized).

Bei dem Batteriesystem 100 nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird der Spannungsabfall U1, U2 über einer durchgebrannten Sicherung 110, 111 jeweils genutzt, um das entsprechende der zwei pyrotechnischen Trennelemente 170, 180 zu zünden. Wenn die Sicherung 110 durchbrennt, wird diese durchgebrannte Sicherung 110 über die Ansteuerleitungen 181, 182 des pyrotechnischen Trennelementes 180 kurzgeschlossen. Wenn die andere Sicherung 111 durchbrennt, wird diese andere durchgebrannte Sicherung 111 über die Ansteuerleitungen 171, 172 des pyrotechnischen Trennelementes 170 kurzgeschlossen. In the battery system 100 According to the second embodiment of the invention, the voltage drop U1, U2 over a blown fuse 110 . 111 each used to the corresponding of the two pyrotechnic separating elements 170 . 180 to ignite. If the fuse 110 burns out, this blown fuse 110 via the control lines 181 . 182 the pyrotechnic separation element 180 shorted. If the other fuse 111 Burns, this other blown fuse 111 via the control lines 171 . 172 the pyrotechnic separation element 170 shorted.

Bevorzugt wird zur Begrenzung des über die Ansteuerleitungen 171, 172 beim Durchbrennen der Sicherung 111 fließenden Strom jeweils ein ohmscher Widerstand (nicht separat dargestellt) oder alternativ eine Sicherung (nicht separat dargestellt) in den Ansteuerleitungen 171, 172 eingebaut. Die Verwendung eines ohmschen Widerstandes oder einer Sicherung (Schmelzsicherung) in den Ansteuerleitungen 171, 172 führt dazu, dass die Ansteuerleitungen 171, 172 jeweils nicht zu stark thermisch belastet werden. Dadurch wird ebenfalls verhindert, dass nach dem Zünden des pyrotechnischen Trennelementes 170 eine gefährliche Spannung über die Ansteuerleitungen 171, 172 an den Verbraucher 141 und so auch an das Hochvoltnetz 103, das beispielsweise das Hochvoltnetz 103 eines Fahrzeuges ist, weitergegeben wird, obwohl die sich in dem Verbraucherpfad 151 des Verbrauchers 141 befindlichen Sicherung 111 durchgebrannt ist und diesen Verbraucherpfad 151 getrennt hat.It is preferred to limit the over the Ansteuerleitungen 171 . 172 when blowing the fuse 111 flowing current in each case an ohmic resistance (not shown separately) or alternatively a fuse (not shown separately) in the control lines 171 . 172 built-in. The use of an ohmic resistor or a fuse (fuse) in the control lines 171 . 172 causes the control lines 171 . 172 each not be subjected to excessive thermal stress. This also prevents after the ignition of the pyrotechnic separation element 170 a dangerous voltage across the control lines 171 . 172 to the consumer 141 and so on to the high-voltage network 103 , for example, the high-voltage network 103 A vehicle is being passed on, even though it is in the consumer path 151 of the consumer 141 located fuse 111 blown and this consumer path 151 has separated.

Weiter bevorzugt wird zur Begrenzung des über des über die Ansteuerleitungen 181, 182 beim Durchbrennen der Sicherung 110 fließenden Stromes jeweils ein ohmscher Widerstand (nicht separat dargestellt) oder alternativ eine Sicherung (nicht separat dargestellt) in den Ansteuerleitungen 181, 182 eingebaut. Die Verwendung eines ohmschen Widerstandes oder einer Sicherung (Schmelzsicherung) in den Ansteuerleitungen 181, 182 führt dazu, dass auch die Ansteuerleitungen 181, 182 jeweils nicht zu stark thermisch belastet werden. Dadurch wird ebenfalls verhindert, dass nach dem Zünden des pyrotechnischen Trennelementes 180 auch über die Ansteuerleitungen 181, 182 eine gefährliche Spannung an den Verbraucher 140 und so auch an das Hochvoltnetz 103, das beispielsweise das Hochvoltnetz 103 eines Fahrzeuges ist, weitergegeben wird, obwohl die sich in dem Verbraucherpfad 150 des Verbrauchers 140 befindliche Sicherung 110 durchgebrannt ist und diesen Verbraucherpfad 150 getrennt hat. Further preferred is the limitation of the over the control lines 181 . 182 when blowing the fuse 110 flowing current in each case an ohmic resistance (not shown separately) or alternatively a fuse (not shown separately) in the Ansteuerleitungen 181 . 182 built-in. The use of an ohmic resistor or a fuse (fuse) in the control lines 181 . 182 leads to the fact that also the control lines 181 . 182 each not be subjected to excessive thermal stress. This also prevents after the ignition of the pyrotechnic separation element 180 also via the control lines 181 . 182 a dangerous voltage to the consumer 140 and so on to the high-voltage network 103 , for example, the high-voltage network 103 A vehicle is being passed on, even though it is in the consumer path 150 of the consumer 140 located fuse 110 blown and this consumer path 150 has separated.

Solche pyrotechnische Trennelemente werden in dem Niedervoltnetz (12 V-Netz) von Fahrzeugen bereits seit längerem in der Serie eingesetzt, wobei die Ansteuerleitungen solcher pyrotechnischen Trennelemente über das Airbagsteuergerät aktiviert werden. Nachteilig dabei ist, dass die so eingesetzten pyrotechnischen Trennelemente bei hohen Spannungen lediglich niedrige Ströme trennen können.Such pyrotechnic separating elements are in the low-voltage network ( 12 V-network) of vehicles have long been used in the series, the control lines of such pyrotechnic separation elements are activated via the airbag control unit. The disadvantage here is that the pyrotechnic separating elements used in this way can separate only low currents at high voltages.

7 zeigt ein Batteriesystem 100 nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Im Unterschied zu dem in der 5 dargestellten Batteriesystem nach der ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Batteriesystem 100 nach der dritten Ausführungsform der Erfindung anstelle des einzelnen pyrotechnischen Trennelementes 155 und der Steuerschaltung 160 ein einzelnes Schließelement 190, das in seinem nicht aktivierten Zustand geöffnet ist und keinen Strom leiten kann und in seinem aktivierten Zustand jeweils geschlossen ist und einen Strom leiten kann. In der 7 ist das Schließelement 190 in seinem nicht aktivierten Zustand, das heißt, in seinem geöffneten Zustand dargestellt. Das Schließelement 190 ist dabei an einem seiner zwei Anschlüsse mit demjenigen Anschluss der in dem Verbraucherpfad 150 angeordneten Sicherung 110 verbunden, der direkt mit dem in dem Verbraucherpfad 150 angeordneten Verbraucher 140 verbunden ist, und an dem anderen seiner zwei Anschlüsse mit demjenigen Anschluss der in dem anderen Verbraucherpfad 151 angeordneten Sicherung 111 verbunden, der direkt mit dem anderen in dem Verbraucherpfad 151 angeordneten Verbraucher 141 verbunden ist. Auch hier kann jeder Verbraucher 140, 141 als Inverter ausgebildet sein. 7 shows a battery system 100 according to a third embodiment of the invention. Unlike the one in the 5 The illustrated battery system according to the first embodiment of the invention comprises the battery system 100 according to the third embodiment of the invention instead of the individual pyrotechnic separating element 155 and the control circuit 160 a single closing element 190 , which is open in its non-activated state and can not conduct electricity and in its activated state is closed and can conduct a current. In the 7 is the closing element 190 in its non-activated state, that is, in its open state. The closing element 190 is at one of its two ports to the one in the consumer path 150 arranged fuse 110 connected directly to the one in the consumer path 150 arranged consumers 140 and at the other of its two ports to that port in the other consumer path 151 arranged fuse 111 connected directly to the other in the consumer path 151 arranged consumers 141 connected is. Again, every consumer can 140 . 141 be designed as an inverter.

Wird das erfindungsgemäße Batteriesystem 100 nach der dritten Ausführungsform der Erfindung zum Versorgen des Hochvoltnetzes 103 eines Fahrzeuges (nicht dargestellt) eingesetzt, so ist das Schließelement 190 bevorzugt fahrzeugseitig gegenüber den Sicherungen 110, 111 der beiden Verbraucherpfade 150, 151 angeordnet. Dieses Schließelement 190 ist im Normalfall geöffnet. Bevorzugt beim Auftreten eines Kurzschlusses in dem Verbraucher 140, infolge dem die diesem Verbraucher 140 zugeordnete Sicherung 110 auslöst, wird das Schließelement 190 aktiviert. Wenn die Schütze 10 infolge dieses Kurzschlusses verschweißen, fließt durch das aktivierte Schließelement 190, den vom Kurzschluss betroffene Verbraucher 140 und die dem vom Kurzschluss nicht betroffenen Verbraucher 141 zugeordnete Sicherung 111 so lange ein Strom, bis die Sicherung 111 auslöst. Somit kann der vom Kurzschluss nicht betroffene Verbraucher 141 beziehungsweise der Stromkreis des vom Kurzschluss nicht betroffenen Verbrauchers 141 spannungsfrei geschaltet werden. Will the battery system of the invention 100 according to the third embodiment of the invention for supplying the high-voltage network 103 a vehicle (not shown) used, so is the closing element 190 Preferably on the vehicle side opposite the fuses 110 . 111 the two consumer paths 150 . 151 arranged. This closing element 190 is normally open. Preferably when a short circuit occurs in the consumer 140 , as a result of which this consumer 140 associated fuse 110 triggers, the closing element 190 activated. If the shooter 10 weld as a result of this short circuit flows through the activated closing element 190 , the consumer affected by the short circuit 140 and the consumer not affected by the short circuit 141 associated fuse 111 as long as a current until the fuse 111 triggers. Thus, the consumer not affected by the short circuit can 141 or the circuit of the consumer not affected by the short circuit 141 be switched off.

Weiter bevorzugt wird das Schließelement 190 auch beim Auftreten eines Kurzschlusses in dem anderen Verbraucher 141, infolge dem die diesem anderen Verbraucher 141 zugeordnete Sicherung 111 auslöst, aktiviert. Wenn die Schütze 10 infolge dieses Kurzschlusses verschweißen, fließt durch das aktivierte Schließelement 190, den anderen vom Kurzschluss betroffene Verbraucher 141 und die dem vom Kurzschluss nicht betroffenen Verbraucher 140 zugeordnete Sicherung 110 dann so lange ein Strom, bis die Sicherung 110 auslöst. Somit kann der vom Kurzschluss nicht betroffene Verbraucher 140 beziehungsweise der Stromkreis des vom Kurzschluss nicht betroffenen Verbrauchers 140 spannungsfrei geschaltet werden. Insgesamt können sämtliche Gefahren, die beispielsweise beim Berühren von offenen liegenden Komponenten (Teilen) eines vom Kurzschluss nicht betroffenen Verbrauchers 140, 141, an denen gefährlich hohe Spannungen anliegen, beziehungsweise die durch ein Überladen der Batterie über den Stromkreis eines vom Kurzschluss nicht betroffenen Verbrauchers 140, 141 auftreten, ausgeschlossen werden. Die gefährlichste Situation kann dann auftreten, wenn die Batterie 100 über den Stromkreis eines vom Kurzschluss nicht betroffenen Verbrauchers 140, 141 überladen wird und die Batteriezellen der Batterie 101 in eine sehr gefährliche exotherme Reaktion übergehen. Ebenfalls kann es passieren, dass die Komponenten eines vom Kurzschluss nicht betroffenen Verbrauchers 140, 141 durch einen Unfall beschädigt wurden und offen liegen. Dann kann die Berührung solcher Komponenten zu einem elektrischen Schlag führen.Further preferred is the closing element 190 even when a short circuit occurs in the other consumer 141 , as a result of which this other consumer 141 associated fuse 111 triggers, activates. If the shooter 10 weld as a result of this short circuit flows through the activated closing element 190 , the other consumers affected by the short circuit 141 and the consumer not affected by the short circuit 140 associated fuse 110 then a power until the fuse 110 triggers. Thus, the consumer not affected by the short circuit can 140 or the circuit of the consumer not affected by the short circuit 140 be switched off. Overall, all the dangers, for example, when touching open lying components (parts) of a consumer not affected by the short circuit 140 . 141 at which dangerously high voltages are present, or by overcharging the battery via the circuit of a consumer not affected by the short circuit 140 . 141 occur, are excluded. The most dangerous situation can occur when the battery 100 via the circuit of a consumer not affected by the short circuit 140 . 141 is overcharged and the battery cells of the battery 101 into a very dangerous exothermic reaction. It can also happen that the components of a consumer not affected by the short circuit 140 . 141 were damaged by an accident and are lying open. Then the contact of such components can lead to an electric shock.

Die Schütze 10 können verschweißen, wenn in einem der Verbraucher 140, 141 ein Kurzschluss auftritt, infolge dem ein hoher Kurzschlussstrom von üblicherweise größer als 3 kA bis 7 kA entsteht. Wenn das der Fall ist, löst die entsprechende Sicherung 110, 111 unmittelbar danach innerhalb von einigen Millisekunden aus. In der 7 wurden die über der Sicherung 110 abfallende Spannung mit U1 und die über der Sicherung 111 abfallende Spannung mit U2 gekennzeichnet.The shooter 10 can weld when in one of the consumer 140 . 141 a short circuit occurs, as a result of which a high short-circuit current of usually greater than 3 kA to 7 kA arises. If that is the case, release the appropriate fuse 110 . 111 immediately afterwards within a few milliseconds. In the 7 were the over the fuse 110 falling voltage with U1 and the above the fuse 111 declining voltage marked U2.

Bevorzugt wird durch ein Batteriesteuergerät (nicht separat dargestellt) des Batteriesystems 100 das Vorliegen einer ausgelösten Sicherung 110, 111 und/oder mindestens eines verklebten Schützes 10 detektiert. Weiter bevorzugt wird durch das Batteriesteuergerät beim Vorliegen einer ausgelösten Sicherung 110, 111 und/oder mindestens eines verklebten Schützes 10 das erfindungsgemäße Schließelement (Schließeinheit) 190 aktiviert.Preferred is a battery control unit (not shown separately) of the battery system 100 the presence of a triggered fuse 110 . 111 and / or at least one bonded contactor 10 detected. Further preferred is by the battery control device in the presence of a tripped fuse 110 . 111 and / or at least one bonded contactor 10 the closing element according to the invention (closing unit) 190 activated.

Schließelemente können grundsätzlich als normale Schalter ausgelegt sein. Dadurch, dass handelsübliche Schalter derartige Kurzschlussströme bis zu 10 kA nicht zuschalten können, bieten sich für das erfindungsgemäße Schließelement (Schließeinheit) 190 Sonderbauformen an. Das erfindungsgemäße Schließelement kann bevorzugt als ein Schütz ausgebildet sein, das in dem nicht aktivierten Zustand (normaly open) geöffnet ist und das durch Anlegen einer Steuerspannung in seinen aktivierten Zustand, in dem das Schütz geschlossen ist, schaltet. Das erfindungsgemäße Schließelement 190 kann bevorzugt als ein herkömmlichen pyrotechnisches Schließelement (pyrotechnical closing device) ausgebildet sein, bei dem ein Bolzen durch eine pyrotechnische Ladung beschleunigt wird und der so beschleunigte Bolzen zwei Stromschienen kurzschließt.Locking elements can basically be designed as normal switches. As a result of the fact that commercially available switches can not switch on such short-circuit currents of up to 10 kA, they are suitable for the closing element according to the invention (closing unit). 190 Special designs. The closing element according to the invention may preferably be designed as a contactor, which is open in the non-activated state (normaly open) and which switches by applying a control voltage in its activated state in which the contactor is closed. The closing element according to the invention 190 may preferably be formed as a conventional pyrotechnic closing device, in which a bolt is accelerated by a pyrotechnic charge and thus accelerated bolt short-circuits two bus bars.

In der 8 ist ein Ersatzschaltbild des erfindungsgemäßen Batteriesystems 100 nach der dritten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In der 8 wird durch mehrere Pfeile der Stromfluss dargestellt, der beim Auftreten eines Kurzschlusses in dem Verbraucher 140, infolge dem die diesem Verbraucher 140 zugeordnete Sicherung 110 auslöst und die Schütze 10 des Batteriesystems 100 verschweißen, in dem Batteriesystem 100 vorkommt, nachdem das Schließelement 190 aktiviert wurde. In diesem Fall fließt über die Batterie 101, die Hochvoltanschlüsse 130, 131 der Batterie 101, das aktivierte Schließelement 190, den vom Kurzschluss betroffenen Verbraucher 140 und die dem vom Kurzschluss nicht betroffenen Verbraucher 141 zugeordnete Sicherung 111 so lange ein Strom, bis die Sicherung 111 auslöst. In the 8th is an equivalent circuit diagram of the battery system according to the invention 100 illustrated according to the third embodiment of the invention. In the 8th is shown by several arrows of the current flow, the occurrence of a short circuit in the consumer 140 , as a result of which this consumer 140 associated fuse 110 triggers and the shooter 10 of the battery system 100 weld in the battery system 100 occurs after the closing element 190 has been activated. In this case flows over the battery 101 , the high-voltage connections 130 . 131 the battery 101 , the activated closing element 190 , the consumer affected by the short circuit 140 and the consumer not affected by the short circuit 141 associated fuse 111 as long as a current until the fuse 111 triggers.

In den 9 bis 11 ist ein erfindungsgemäßes Schließelement 190 dargestellt, das als pyrotechnisches Schließelement (PCD) 191 ausgebildet istIn the 9 to 11 is an inventive closing element 190 represented as a pyrotechnic closing element (PCD) 191 is trained

In der 9 ist das pyrotechnische Schließelement 191 in einem Zustand dargestellt, in dem die pyrotechnische Ladung 210 des pyrotechnischen Schließelementes 191 mittels eines Zündsignals 200 gezündet wird. In der 8 sind auch die Stromschienen 230, 231 des pyrotechnischen Schließelementes 191 dargestellt, die von dem Bolzen 220 des pyrotechnischen Schließelementes 191 noch nicht kurzgeschlossen sind. In the 9 is the pyrotechnic closing element 191 presented in a state in which the pyrotechnic charge 210 the pyrotechnic closure element 191 by means of an ignition signal 200 is ignited. In the 8th are also the busbars 230 . 231 the pyrotechnic closure element 191 represented by the bolt 220 the pyrotechnic closure element 191 not yet shorted.

In der 10 ist das pyrotechnische Schließelement 191 in einem unmittelbar nach dem Zünden der pyrotechnischen Ladung 210 vorkommenden Zustand dargestellt, in dem das Bolzen 220 durch die pyrotechnische Ladung 210 beschleunigt wird und in dem die Stromschienen 230, 231 noch nicht von dem Bolzen 220 des pyrotechnischen Schließelementes 191 kurzgeschlossen sind.In the 10 is the pyrotechnic closing element 191 in an immediately after ignition of the pyrotechnic charge 210 occurring state in which the bolt 220 through the pyrotechnic charge 210 is accelerated and in which the busbars 230 . 231 not yet from the bolt 220 the pyrotechnic closure element 191 are shorted.

In der 11 ist das pyrotechnische Schließelement 191 in einem weiteren nach dem Zünden der pyrotechnischen Ladung 210 vorkommenden Zustand dargestellt, in dem das durch die pyrotechnische Ladung 210 beschleunigte Bolzen 220 die Stromschienen 230, 231 kurzgeschlossen hat.In the 11 is the pyrotechnic closing element 191 in another after ignition of the pyrotechnic charge 210 occurring state in which the by the pyrotechnic charge 210 accelerated bolts 220 the busbars 230 . 231 shorted.

Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung wird hiermit zur weiteren Offenbarung der Erfindung ergänzend auf die Darstellung in den 5 bis 11 Bezug genommen.In addition to the above written disclosure is hereby further disclosure of the invention supplementary to the representation in the 5 to 11 Referenced.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2012/0105015 [0017] US 2012/0105015 [0017]

Claims (17)

Batteriesystem (100) mit einer zum Versorgen von mindestens zwei parallel untereinander geschalteten Verbrauchern (140, 141) eines Hochvoltnetzes (103) ausgebildeten Batterie (101), die an einem ihrer Hochvoltanschlüsse (130, 131) mit mindestens zwei Sicherungen (110, 111) verbunden oder verbindbar ist, wobei jeweils eine der mindestens zwei Sicherungen (110, 111) einem der mindestens zwei Verbraucher (140, 141) zugeordnet ist und mit dem zugeordneten Verbraucher (140, 141) verbunden oder verbindbar ist, gekennzeichnet durch mindestens eine Schalteinheit (155, 170, 180, 190) mit zwei Schaltzuständen, die in einem Zustand, in dem die mindestens zwei Verbraucher (140, 141) an die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) angeschlossen sind, in einem ersten Schaltzustand der zwei Schaltzustände, in dem jede Sicherung (110, 111) beim Vorliegen eines über den zugeordneten Verbraucher (140, 141) fließenden Betriebsstroms von diesem durchflossen ist, geschaltet ist und dazu vorgesehen ist, beim Auslösen einer der mindestens zwei Sicherungen (110, 111) von dem ersten Schaltzustand in einen zweiten Schaltzustand der zwei Schaltzustände zu schalten, in dem die mindestens eine Schalteinheit (155, 170, 180, 190) einen über die Batterie (101), die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) und jeden Verbraucher (140, 141), dessen zugeordnete Sicherung (110, 111) nicht ausgelöst hat, fließenden Fehlerstrom unterbricht und/oder jede von der Batterie (101) über die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) und eine nicht ausgelöste Sicherung (110, 111) an das Hochvoltnetz (103) angelegte Fehlerspannung abschaltet.Battery system ( 100 ) having at least two parallel connected consumers ( 140 . 141 ) of a high-voltage network ( 103 ) trained battery ( 101 ) connected to one of its high-voltage terminals ( 130 . 131 ) with at least two fuses ( 110 . 111 ) is connectable or connectable, wherein in each case one of the at least two fuses ( 110 . 111 ) one of the at least two consumers ( 140 . 141 ) and with the associated consumer ( 140 . 141 ) is connected or connectable, characterized by at least one switching unit ( 155 . 170 . 180 . 190 ) having two switching states which are in a state in which the at least two consumers ( 140 . 141 ) to the high-voltage connections ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) are connected, in a first switching state of the two switching states in which each fuse ( 110 . 111 ) in the presence of one of the associated consumers ( 140 . 141 ) is flowing through this flowing operating current, is connected and is provided, when triggering one of the at least two fuses ( 110 . 111 ) from the first switching state to a second switching state of the two switching states, in which the at least one switching unit ( 155 . 170 . 180 . 190 ) one over the battery ( 101 ), the high-voltage connections ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) and every consumer ( 140 . 141 ), its associated backup ( 110 . 111 ) does not trip, flowing fault current interrupts and / or any of the battery ( 101 ) via the high-voltage connections ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) and an untriggered fuse ( 110 . 111 ) to the high-voltage network ( 103 ) applied fault voltage turns off. Batteriesystem (100) nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Schalteinheit (155, 170, 180) dazu vorgesehen ist, durch das Öffnen eines über die Batterie (101), die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) und jeden Verbraucher (140, 141), dessen zugeordnete Sicherung (110, 111) nicht ausgelöst ist, verlaufenden Stromkreises den Fehlerstrom direkt zu unterbrechen und/oder die Fehlerspannung direkt abzuschalten oder die mindestens eine Schalteinheit (190) dazu vorgesehen ist, durch das Auslösen jeder nicht ausgelösten Sicherung (110, 111) den Fehlerstrom zu unterbrechen und/oder die Fehlerspannung abzuschalten.Battery system ( 100 ) according to claim 1, wherein the at least one switching unit ( 155 . 170 . 180 ) is provided by opening one over the battery ( 101 ), the high-voltage connections ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) and every consumer ( 140 . 141 ), its associated backup ( 110 . 111 ) is not triggered, running circuit to interrupt the fault current directly and / or directly switch off the fault voltage or the at least one switching unit ( 190 ) by triggering each undelivered fuse ( 110 . 111 ) interrupt the fault current and / or switch off the fault voltage. Batteriesystem (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 aufweisend eine einzelne Schalteinheit, die als pyrotechnisches Trennelement (155) ausgebildet ist, und eine Steuerschaltung (160), wobei das pyrotechnische Trennelement (155) in dem Zustand, in dem die mindestens zwei Verbraucher (140, 141) an die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) angeschlossen sind, in seinem leitfähigen Schaltzustand, in dem das Trennelement (155) beim Vorliegen eines über die Batterie (101) und die Hochvoltanschlüsse (130, 131) fließenden Betriebsstroms von diesem durchflossen ist, geschaltet ist und dazu vorgesehen ist, beim Vorliegen eines von der Steuerschaltung (160) bereitgestellten Steuersignals oder einer von dieser bereitgestellten Steuerspannung von seinem leitenden Schaltzustand in seinen nicht leitenden Schaltzustand zu schalten und wobei die Steuerschaltung (160) dazu vorgesehen ist, die an jeder der mindestens zwei Sicherungen (110, 111) abfallenden Spannungen (U1, U2) zu ermitteln und beim Vorliegen einer ermittelten Spannung (U1, U2), die mit der beim Auslösen der entsprechenden Sicherung (110, 111) auftretenden Auslösespannung gleich ist, das Steuersignal zu erzeugen und dem Trennelement (155) bereitzustellen oder beim Vorliegen einer an einer der mindestens zwei Sicherungen (110, 111) abfallenden Auslösespannung dem Trennelement (155) einen entsprechenden Teil der Auslösespannung als Steuerspannung bereitzustellen.Battery system ( 100 ) according to one of claims 1 or 2, comprising a single switching unit serving as a pyrotechnic separating element ( 155 ), and a control circuit ( 160 ), wherein the pyrotechnic separating element ( 155 ) in the state in which the at least two consumers ( 140 . 141 ) to the high-voltage connections ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) are connected, in its conductive switching state in which the separating element ( 155 ) in the presence of one of the battery ( 101 ) and the high-voltage connections ( 130 . 131 ) is flowing through this flowing operating current, is connected and is provided, in the presence of one of the control circuit ( 160 ), or a control voltage provided by the latter, from its conducting switching state to its non-conducting switching state, and wherein the control circuit ( 160 ) is provided to each of the at least two fuses ( 110 . 111 ) to determine falling voltages (U1, U2) and in the presence of a determined voltage (U1, U2), which with the triggering of the corresponding fuse ( 110 . 111 ) triggering voltage is equal to generate the control signal and the separating element ( 155 ) or if one of the at least two fuses ( 110 . 111 ) falling trigger voltage the separator ( 155 ) to provide a corresponding portion of the tripping voltage as a control voltage. Batteriesystem (100) nach Anspruch 3, wobei die Steuerspannung einer an einer jeden der mindestens zwei Sicherungen (110, 111) abfallenden Auslösespannung entspricht und die Steuerschaltung (160) dazu vorgesehen ist, beim Vorliegen einer an einer der mindestens zwei Sicherungen (110, 111) abfallenden Auslösespannung dem Trennelement (155) diese Auslösespannung als Steuerspannung direkt bereitzustellen. Battery system ( 100 ) according to claim 3, wherein the control voltage of one at each of the at least two fuses ( 110 . 111 ) falling trigger voltage and the control circuit ( 160 ) is provided, if one of the at least two fuses ( 110 . 111 ) falling trigger voltage the separator ( 155 ) to provide this trip voltage directly as a control voltage. Batteriesystem (100) nach Anspruch 3, wobei die Steuerschaltung (160) als anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder als programmierbare integrierte Schaltung oder als Mikrocontroller oder als Halbleiterschaltung, die vorzugsweise einen Transistor oder einen Schmitt-Trigger umfasst, ausgebildet ist.Battery system ( 100 ) according to claim 3, wherein the control circuit ( 160 ) is designed as an application-specific integrated circuit or as a programmable integrated circuit or as a microcontroller or as a semiconductor circuit, which preferably comprises a transistor or a Schmitt trigger. Batteriesystem (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei an die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) zwei parallel geschaltete Verbraucher (140, 141) anschließbar sind und das Batteriesystem (100) zwei Schalteinheiten aufweist, die jeweils als pyrotechnisches Trennelement (170, 180) ausgebildet sind, wobei jeweils ein Trennelement der zwei Trennelemente (170, 180) einem der Verbraucher der zwei Verbraucher (140, 141) zugeordnet ist und wobei jedes Trennelement (170, 180) in dem Zustand, in dem die zwei Verbraucher (140, 141) an die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) angeschlossen sind, in seinem leitenden Schaltzustand, in dem das entsprechende Trennelement (170, 180) beim Vorliegen eines durch den zugeordneten Verbraucher der zwei Verbraucher (140, 141) fließenden Betriebsstrom von diesem durchflossen ist, geschaltet ist und dazu vorgesehen ist, beim Vorliegen einer an der dem ihm nicht zugeordneten Verbraucher (140, 141) zugeordneten Sicherung (110, 111) abfallenden und beim Auslösen dieser Sicherung (110, 111) auftretenden Auslösespannung, in seinen nicht leitenden Schaltzustand zu schalten.Battery system ( 100 ) according to one of claims 1 or 2, wherein the high-voltage terminals ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) two parallel consumers ( 140 . 141 ) and the battery system ( 100 ) has two switching units, each as a pyrotechnic separating element ( 170 . 180 ) are formed, wherein in each case a separating element of the two separating elements ( 170 . 180 ) one of the consumers of the two consumers ( 140 . 141 ) and wherein each separating element ( 170 . 180 ) in the state in which the two consumers ( 140 . 141 ) to the high-voltage connections ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) are connected, in its conductive switching state in which the corresponding separating element ( 170 . 180 ) in the presence of one by the associated consumer of the two consumers ( 140 . 141 ) is flowing through this flowing operating current, is connected and is provided, in the presence of a non-assigned to the consumer ( 140 . 141 assigned) Fuse ( 110 . 111 ) and when triggering this fuse ( 110 . 111 ) occurring trigger voltage to switch to its non-conductive switching state. Batteriesystem (100) nach Anspruch 6, wobei jedes Trennelement (170, 180) zwei Ansteuerleitungen (171, 172, 181, 182) aufweist, deren Anschlüsse mit den Anschlüssen der dem ihm nicht zugeordneten Verbraucher (140, 141) zugeordneten Sicherung (110, 111) verbunden sind, und wobei jedes Trennelement (170, 180) dazu ausgebildet ist, beim Vorliegen einer zwischen den Anschlüssen seiner Ansteuerleitungen (171, 172, 181, 182) anliegenden Spannung (U1, U2), die gleich mit der Auslösespannung der dem ihm nicht zugeordneten Verbraucher (140, 141) zugeordneten Sicherung (110, 111) ist, von seinem leitenden Schaltzustand in seinen nicht leitenden Schaltzustand zu schalten. Battery system ( 100 ) according to claim 6, wherein each separating element ( 170 . 180 ) two control lines ( 171 . 172 . 181 . 182 ) whose terminals are connected to the terminals of the consumer not assigned to it ( 140 . 141 ) associated fuse ( 110 . 111 ), and wherein each separating element ( 170 . 180 ) is designed, in the presence of a between the terminals of its control lines ( 171 . 172 . 181 . 182 ) voltage (U1, U2), which is equal to the trigger voltage of the unassigned consumer ( 140 . 141 ) associated fuse ( 110 . 111 ) is to switch from its conducting state to its non-conducting state. Batteriesystem (100) nach Anspruch 7, wobei in einer der zwei Ansteuerleitungen (171, 172, 181, 182) jedes pyrotechnischen Trennelementes (170, 180) ein Widerstand und/oder eine weitere Sicherung angeordnet ist. Battery system ( 100 ) according to claim 7, wherein in one of the two drive lines ( 171 . 172 . 181 . 182 ) of each pyrotechnic separating element ( 170 . 180 ) a resistor and / or another fuse is arranged. Batteriesystem (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die mindestens eine Schalteinheit als mindestens ein Schließelement (190), insbesondere als mindestens ein pyrotechnisches Schließelement (191) oder als mindestens ein Schütz ausgebildet ist, wobei das mindestens eine Schließelement (190) in dem Zustand, in dem die mindestens zwei Verbraucher (140, 141) an die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) angeschlossen sind, in seinem nicht leitenden Schaltzustand, in dem durch das mindestens eine Schließelement (190) kein Strom fließt, geschaltet ist und dazu vorgesehen ist, beim Auslösen einer der mindestens zwei Sicherungen (110, 111) in seinen leitenden Schaltzustand, in dem zum Auslösen jeder nicht ausgelösten Sicherung (110, 111) der von der Batterie (101) erzeugte Fehlerstrom über die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) und über einen über den Verbraucher (140, 141), dessen zugeordnete Sicherung (110, 111) ausgelöst hat, das mindestens eine Schließelement (190) und jede nicht ausgelöste Sicherung (110, 111) verlaufenden Strompfad fließt, zu schalten.Battery system ( 100 ) according to one of claims 1 or 2, wherein the at least one switching unit as at least one closing element ( 190 ), in particular as at least one pyrotechnic closing element ( 191 ) or as at least one contactor is formed, wherein the at least one closing element ( 190 ) in the state in which the at least two consumers ( 140 . 141 ) to the high-voltage connections ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) are connected, in its non-conductive switching state in which by the at least one closing element ( 190 ) no current flows, is switched and is intended, when triggering one of the at least two fuses ( 110 . 111 ) in its conductive switching state in which to trigger each untriggered fuse ( 110 . 111 ) of the battery ( 101 ) generated fault current via the high-voltage terminals ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) and one about the consumer ( 140 . 141 ), its associated backup ( 110 . 111 ), the at least one closing element ( 190 ) and any unreleased fuse ( 110 . 111 ) running current path flows to switch. Batteriesystem (100) nach Anspruch 9, wobei das mindestens eine Schließelement (190) dazu vorgesehen ist, beim Vorliegen mindestens eines von einem in dem Batteriesystem (100) angeordneten Batteriesteuergerät bereitgestellten Steuersignals von seinem nicht leitenden Schaltzustand in seinen leitenden Schaltzustand zu schalten und das Batteriesteuergerät dazu vorgesehen ist, das Vorliegen einer ausgelösten Sicherung (110, 111) bevorzugt anhand einer Auswertung der an den mindestens zwei Sicherungen (110, 111) jeweils abfallenden Spannungen (U1, U2) zu detektieren und beim Vorliegen einer ausgelösten Sicherung (110, 111) das mindestens eine Steuersignal zu erzeugen und dem mindestens einen Schließelement (190) bereitzustellen. Battery system ( 100 ) according to claim 9, wherein the at least one closing element ( 190 ) is provided, in the presence of at least one of the batteries in the battery system ( 100 ) arranged battery control device from its non-conductive switching state to its conductive switching state and the battery control device is provided to detect the presence of a tripped fuse ( 110 . 111 ) preferably based on an evaluation of the at least two fuses ( 110 . 111 ) each falling voltages (U1, U2) to detect and in the presence of a tripped fuse ( 110 . 111 ) generate the at least one control signal and the at least one closing element ( 190 ). Verfahren zum Begrenzen eines über eine zum Versorgen von mindestens zwei untereinander parallel geschalteten Verbrauchern (140, 141) eines Hochvoltnetzes (103) ausgebildete Batterie (101) und über die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) fließenden Fehlerstromes und/oder zum Begrenzen einer von der Batterie (101) über die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) an das Hochvoltnetz (103) angelegten Fehlerspannung, wobei die Batterie (101) an einem ihrer Hochvoltanschlüsse (130, 131) mit mindestens zwei Sicherungen (110, 111) verbunden ist und wobei jeweils eine der mindestens zwei Sicherungen (110, 111) einem der mindestens zwei Verbraucher (140, 141) zugeordnet und mit dem zugeordneten Verbraucher (140, 141) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schalteinheit (155, 170, 180, 190) mit zwei Schaltzuständen verwendet wird, wobei die mindestens eine Schalteinheit (155, 170, 180, 190) in einem Zustand, in dem die mindestens zwei Verbraucher (140, 141) an die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) angeschlossen sind, in einem ersten Schaltzustand der zwei Schaltzustände, in dem jede Sicherung (110, 111) beim Vorliegen eines über den zugeordneten Verbraucher (140, 141) fließenden Betriebsstrom von diesem durchflossen ist, geschaltet ist und wobei die mindestens eine Schalteinheit (155, 170, 180, 190) beim Auslösen einer der mindestens zwei Sicherungen (110, 111) von dem ersten Schaltzustand in einen zweiten Schaltzustand der zwei Schaltzustände, in dem die mindestens eine Schalteinheit (155, 170, 180, 190) einen über die Batterie (101), die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) und jeden Verbraucher (140, 141), dessen zugeordnete Scherung (110, 111) nicht ausgelöst hat, fließenden Fehlerstrom unterbricht und/oder jede von der Batterie (101) über die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) und eine nicht ausgelöste Sicherung (110, 111) an das Hochvoltnetz (103) angelegte Fehlerspannung abschaltet, geschaltet wird.Method for limiting a load connected to a consumer for supplying at least two consumers connected in parallel ( 140 . 141 ) of a high-voltage network ( 103 ) trained battery ( 101 ) and via the high-voltage connections ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) flowing fault current and / or for limiting one of the battery ( 101 ) via the high-voltage connections ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) to the high-voltage network ( 103 ) applied fault voltage, the battery ( 101 ) at one of its high-voltage terminals ( 130 . 131 ) with at least two fuses ( 110 . 111 ) and one of the at least two fuses ( 110 . 111 ) one of the at least two consumers ( 140 . 141 ) and with the assigned consumer ( 140 . 141 ), characterized in that at least one switching unit ( 155 . 170 . 180 . 190 ) is used with two switching states, wherein the at least one switching unit ( 155 . 170 . 180 . 190 ) in a state in which the at least two consumers ( 140 . 141 ) to the high-voltage connections ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) are connected, in a first switching state of the two switching states in which each fuse ( 110 . 111 ) in the presence of one of the associated consumers ( 140 . 141 ) is flowing through this flowing operating current, and wherein the at least one switching unit ( 155 . 170 . 180 . 190 ) when one of the at least two fuses ( 110 . 111 ) from the first switching state to a second switching state of the two switching states, in which the at least one switching unit ( 155 . 170 . 180 . 190 ) one over the battery ( 101 ), the high-voltage connections ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) and every consumer ( 140 . 141 ), whose associated shear ( 110 . 111 ) does not trip, flowing fault current interrupts and / or any of the battery ( 101 ) via the high-voltage connections ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) and an untriggered fuse ( 110 . 111 ) to the high-voltage network ( 103 ) switched off, is switched. Verfahren nach Anspruch 11, wobei durch das Öffnen eines über die Batterie (101), die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) und jeden Verbraucher (140, 141), dessen Sicherung (110, 111) nicht ausgelöst ist, verlaufenden Stromkreises mittels der mindestens einen Schalteinheit (155, 170, 180) der Fehlerstrom direkt unterbrochen wird und/oder die Fehlerspannung direkt abgeschaltet wird oder durch das Auslösen jeder nicht ausgelösten Sicherung (110, 111) mittels der mindestens einen Schalteinheit (190) der Fehlerstrom unterbrochen wird und/oder die Fehlerspannung abgeschaltet wird.Method according to claim 11, wherein by opening one over the battery ( 101 ), the high-voltage connections ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) and every consumer ( 140 . 141 ), its fuse ( 110 . 111 ) is triggered, running circuit by means of at least one switching unit ( 155 . 170 . 180 ) the fault current is interrupted directly and / or the fault voltage is switched off directly or by triggering each undelivered fuse ( 110 . 111 ) by means of the at least one switching unit ( 190 ) the fault current is interrupted and / or the fault voltage is switched off. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei eine einzelne Schalteinheit, die als pyrotechnisches Trennelement (155) ausgebildet ist, und eine Steuerschaltung (160) verwendet werden, wobei das pyrotechnische Trennelement (155) in dem Zustand, in dem die mindestens zwei Verbraucher (140, 141) an die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) angeschlossen sind, in seinem leitfähigen Schaltzustand, in dem das Trennelement (155) beim Vorliegen eines über die Batteriezelle (101) und die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) fließenden Betriebsstrom von diesem durchflossen ist, geschaltet ist und beim Vorliegen eines von der Steuerschaltung (160) bereitgestellten Steuersignals oder Steuerspannung von seinem leitenden Schaltzustand in seinen nicht leitenden Schaltzustand geschaltet wird und wobei mittels der Steuerschaltung (160) die an jeder der mindestens zwei Sicherungen (110, 111) abfallenden Spannungen (U1, U2) ermittelt wird und beim Vorliegen einer ermittelten Spannung (U1, U2), die mit der beim Auslösen der entsprechenden Sicherung (110, 111) auftretenden Auslösespannung gleich ist, das Steuersignal erzeugt wird und dem Trennelement (155) bereitgestellt wird oder wobei mittels der Steuerschaltung (160) beim Vorliegen einer an einer der mindestens zwei Sicherungen (110, 111) abfallenden Auslösespannung dem Trennelement (155) ein entsprechender Teil der Auslösespannung als Steuerspannung bereitgestellt wird. Method according to one of claims 11 or 12, wherein a single switching unit serving as a pyrotechnic separating element ( 155 ), and a control circuit ( 160 ), wherein the pyrotechnic separating element ( 155 ) in the state in which the at least two consumers ( 140 . 141 ) to the high-voltage connections ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) are connected, in its conductive switching state in which the separating element ( 155 ) in the presence of a via the battery cell ( 101 ) and the high-voltage connections ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) is flowing through this flowing operating current, and in the presence of one of the control circuit ( 160 ) is switched from its conductive switching state to its non-conductive switching state and wherein by means of the control circuit ( 160 ) at each of the at least two fuses ( 110 . 111 ) falling voltages (U1, U2) is determined and in the presence of a detected voltage (U1, U2), which with the triggering of the corresponding fuse ( 110 . 111 ) occurring trigger voltage is equal, the control signal is generated and the separating element ( 155 ) or by means of the control circuit ( 160 ) if one of the at least two fuses ( 110 . 111 ) falling trigger voltage the separator ( 155 ) A corresponding part of the trigger voltage is provided as a control voltage. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei an die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) zwei parallel geschalteten Verbraucher (140, 141) angeschlossen sind und zwei Schalteinheiten verwendet werden, die jeweils als pyrotechnisches Trennelement (170, 180) ausgebildet sind, wobei jeweils ein Trennelement der zwei Trennelemente (170, 180) einem Verbraucher der zwei Verbraucher (140, 141) zugeordnet ist und wobei jedes Trennelement (170, 180) in dem Zustand, in dem die zwei Verbraucher (140, 141) an die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) angeschlossen sind, in seinem leitenden Schaltzustand, in dem das entsprechende Trennelement (170, 180) beim Vorliegen eines durch den zugeordneten Verbraucher (140, 141) fließenden Betriebsstrom von diesem durchflossen ist, geschaltet ist und beim Vorliegen einer an der dem ihm nicht zugeordneten Verbraucher (140, 141) zugeordneten Sicherung (110, 111) abfallenden und beim Auslösen dieser Sicherung (110, 111) auftretenden Auslösespannung in seinen nicht leitenden Schaltzustand geschaltet wird.A method according to claim 11 or 12, wherein the high-voltage terminals ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) two parallel consumers ( 140 . 141 ) and two switching units are used, each as a pyrotechnic separating element ( 170 . 180 ) are formed, wherein in each case a separating element of the two separating elements ( 170 . 180 ) a consumer of the two consumers ( 140 . 141 ) and wherein each separating element ( 170 . 180 ) in the state in which the two consumers ( 140 . 141 ) to the high-voltage connections ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) are connected, in its conductive switching state in which the corresponding separating element ( 170 . 180 ) if there is one by the associated consumer ( 140 . 141 ) is flowing through this flowing operating current, and is connected to the presence of a consumer not assigned to him ( 140 . 141 ) associated fuse ( 110 . 111 ) and when triggering this fuse ( 110 . 111 ) occurring trigger voltage is switched to its non-conductive switching state. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei mindestens eine Schalteinheit verwendet wird, die als mindestens ein Schließelement (190) ausgebildet ist, wobei das mindestens eine Schließelement (190) in dem Zustand, in dem die mindestens zwei Verbraucher (140, 141) an die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) angeschlossen sind, in seinem nicht leitenden Schaltzustand, in dem durch das mindestens eine Schließelement (190) kein Strom fließt, geschaltet ist und beim Auslösen einer der mindestens zwei Sicherungen (110, 111) in seinen leitenden Schaltzustand, in dem zum Auslösen jeder nicht ausgelösten Sicherung (110, 111) der von der Batterie (101) erzeugte Fehlerstrom über die Hochvoltanschlüsse (130, 131) der Batterie (101) und über einen über den Verbraucher (140, 141), dessen zugeordnete Sicherung (110, 111) ausgelöst hat, das mindestens eine Schließelement (190) und jede nicht ausgelöste Sicherung (110, 111) verlaufenden Strompfad fließt, geschaltet wird.Method according to one of claims 11 or 12, wherein at least one switching unit is used, which as at least one closing element ( 190 ), wherein the at least one closing element ( 190 ) in the state in which the at least two consumers ( 140 . 141 ) to the high-voltage connections ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) are connected, in its non-conductive switching state in which by the at least one closing element ( 190 ) no current flows, is switched and when triggering one of the at least two fuses ( 110 . 111 ) in its conductive switching state in which to trigger each untriggered fuse ( 110 . 111 ) of the battery ( 101 ) generated fault current via the high-voltage terminals ( 130 . 131 ) of the battery ( 101 ) and one about the consumer ( 140 . 141 ), its associated backup ( 110 . 111 ), the at least one closing element ( 190 ) and any unreleased fuse ( 110 . 111 ) running current path flows, is switched. Verfahren nach Anspruch 15, wobei beim Vorliegen mindestens eines von einem Batteriesteuergerät bereitgestellten Steuersignals das mindestens eine Schließelement (190) von seinem nicht leitenden Schaltzustand in seinen leitenden Schaltzustand geschaltet wird und wobei mittels des Batteriesteuergerätes das Vorliegen einer ausgelösten Sicherung (110, 111) bevorzugt anhand einer Auswertung der an den mindestens zwei Sicherungen (110, 111) jeweils abfallenden Spannungen (U1, U2) detektiert wird und beim Vorliegen einer ausgelösten Sicherung (110, 111) das mindestens eine Steuersignal erzeugt und dem mindestens einen Schließelement (190) bereitgestellt wird.The method of claim 15, wherein in the presence of at least one control signal provided by a battery control device, the at least one closing element ( 190 ) is switched from its non-conductive switching state to its conductive switching state and wherein by means of the battery control device, the presence of a tripped fuse ( 110 . 111 ) preferably based on an evaluation of the at least two fuses ( 110 . 111 ) each falling voltage (U1, U2) is detected and in the presence of a tripped fuse ( 110 . 111 ) generates the at least one control signal and the at least one closing element ( 190 ) provided. Fahrzeug mit einem Batteriesystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Vehicle with a battery system ( 100 ) according to one of claims 1 to 10.
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