DE102015006206A1 - High-voltage system for a motor vehicle - Google Patents

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Stefan Glattes
Jürgen Ludwig
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hochvoltsystem (10) für ein Kraftfahrzeug mit einer Hochvoltbatterie (12) und einem Hochvoltbordnetz (14), wobei ein Hochvoltbatteriepol (HV+) der Hochvoltbatterie (12) elektrisch mit einem Anschluss (A1) des Hochvoltbordnetzes (14) verbunden ist und das Hochvoltsystem (10) ein Schaltschütz (20) zum galvanischen Trennen des Hochvoltbatteriepols (HV+) von dem Anschluss (A1) aufweist, wobei das Hochvoltsystem (10) ein Schaltelement (24) aufweist, welches in Reihe zu dem Schaltschütz (20) geschaltet ist, und der Hochvoltbatteriepol (HV+) mittels des Schaltschützes (20) und/oder mittels des Schaltelementes (24) galvanisch von dem Anschluss (A1) trennbar ist.The invention relates to a high voltage system (10) for a motor vehicle having a high voltage battery (12) and a high voltage vehicle electrical system (14), wherein a high voltage battery pole (HV +) of the high voltage battery (12) is electrically connected to a terminal (A1) of the high voltage vehicle electrical system (14) and the high-voltage system (10) comprises a contactor (20) for electrically isolating the high-voltage battery pole (HV +) from the terminal (A1), the high-voltage system (10) having a switching element (24) connected in series with the contactor (20) , And the Hochvoltbatteriepol (HV +) by means of the contactor (20) and / or by means of the switching element (24) is electrically isolated from the terminal (A1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochvoltsystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Hochvoltbatterie und einem Hochvoltbordnetz, wobei ein Hochvoltbatteriepol der Hochvoltbatterie elektrisch mit einem Anschluss des Hochvoltbordnetzes verbunden ist und das Hochvoltsystem ein Schaltschütz zum galvanischen Trennen des Hochvoltbatteriepols von dem Anschluss aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben eines Hochvoltsystems.The invention relates to a high-voltage system for a motor vehicle having a high-voltage battery and a high-voltage electrical system, wherein a Hochvoltbatteriepol the high-voltage battery is electrically connected to a terminal of the high-voltage vehicle electrical system and the high-voltage system has a contactor for electrically isolating the Hochvoltbatteriepols from the terminal. The invention also relates to a method for operating a high-voltage system.

Bei Hochvoltsystemen von Kraftfahrzeugen ist es üblicherweise vorgeschrieben, dass ein Hochvoltbordnetz des Hochvoltsystems, beispielsweise im Fehlerfall oder für Arbeiten am Kraftfahrzeug, allpolig von einer Hochvoltbatterie des Hochvoltsystems getrennt werden kann, also dass das Hochvoltbordnetz spannungsfrei geschaltet werden kann. So können der Pluspol und der Minuspol der Hochvoltbatterie beispielsweise mittels Hochvoltschaltschützen galvanisch von dem Hochvoltbordnetz getrennt werden. Beim Trennen von hohen Strömen besteht vor allem die Gefahr, dass das Hochvoltschütz „verklebt” und sich das Hochvoltschütz somit nicht mehr öffnen lässt. Um einen solchen sogenannten Schützkleber, also einen ungewollten Schließzustand der Schaltschütze, zu erkennen, werden die Schaltschütze in der Regel überwacht. Beispielsweise sind aus der DE 10 2011 004 516 A1 eine Schaltung sowie ein Verfahren bekannt, mit welchem der Schaltzustand der in einem System enthaltenen Schütze überwacht werden kann.In high-voltage systems of motor vehicles, it is usually prescribed that a high-voltage electrical system of the high-voltage system, for example in case of failure or for work on the motor vehicle, all poles can be separated from a high-voltage battery of the high-voltage system, so that the high-voltage vehicle electrical system can be switched off. For example, the positive pole and the negative pole of the high-voltage battery can be galvanically isolated from the high-voltage vehicle electrical system by means of high-voltage contactors. When disconnecting high currents, there is the danger that the high-voltage contactor "sticks" and the high-voltage contactor can no longer be opened. In order to detect such a so-called contactor adhesive, so an unwanted closed state of the contactors, the contactors are monitored as a rule. For example, are from the DE 10 2011 004 516 A1 a circuit and a method with which the switching state of the contactors contained in a system can be monitored.

Auch kann vorgesehen sein, dass das Schalten verhindert wird, bevor überhaupt ein solcher Schützkleber auftritt. Dazu kann ein sogenannter Schützalterungszähler (SAZ) bereitgestellt werden, welcher die Anzahl an Schaltzyklen eines Schaltschützes zählt und Ströme über das Schaltschütz misst. Nach Erreichen eines vorgegebenen Schwellwerts wird von dem Schützalterungszähler kein Schalten des Schaltschützes mehr erlaubt.It can also be provided that the switching is prevented before any such contactor adhesive occurs. For this purpose, a so-called contactor aging counter (SAZ) can be provided, which counts the number of switching cycles of a contactor and measures currents via the contactor. After reaching a predetermined threshold, the contactor aging counter no longer permits switching of the contactor.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein sicheres und zuverlässiges Trennen einer Hochvoltbatterie von einem Hochvoltbordnetz eines Kraftfahrezugs zu ermöglichen.It is an object of the present invention to enable a safe and reliable disconnection of a high-voltage battery from a high-voltage on-board network of a motor coach.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Hochvoltsystem sowie ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.This object is achieved by a high-voltage system and a method having the features according to the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims, the description and the figures.

Ein erfindungsgemäßes Hochvoltsystem für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Hochvoltbatterie und ein Hochvoltbordnetz. Dabei ist ein Hochvoltbatteriepol der Hochvoltbatterie elektrisch, beispielsweise über eine elektrische Leitung, mit einem Anschluss des Hochvoltbordnetzes verbunden. Die elektrische Leitung weist ein Schaltschütz zum galvanischen Trennen des Hochvoltbatteriepols von dem Anschluss auf. Darüber hinaus weist das Hochvoltsystem ein Schaltelement auf, welches in Reihe zu dem Schaltschütz geschaltet ist, wobei der Hochvoltbatteriepol mittels des Schaltschützes und/oder mittels des Schaltelements galvanisch von dem Anschluss trennbar ist.An inventive high-voltage system for a motor vehicle comprises a high-voltage battery and a high-voltage onboard power supply. In this case, a Hochvoltbatteriepol the high-voltage battery is electrically connected, for example via an electrical line, to a terminal of the high-voltage vehicle electrical system. The electrical line has a contactor for electrically isolating the high-voltage battery pole from the terminal. In addition, the high-voltage system has a switching element which is connected in series with the contactor, wherein the Hochvoltbatteriepol by means of the contactor and / or by means of the switching element is electrically isolated from the terminal.

Durch das seriell geschaltete Schaltelement wird also eine Redundanz im Hochvoltsystem bereitgestellt. Wenn das Schaltschütz, welches auch als ein Schaltrelais ausgestaltet sein kann, und das Schaltelement geschlossen sind, ist der Hochvoltbatteriepol elektrisch mit dem Anschluss verbunden. Durch Öffnen des Schaltschützes und/oder durch Öffnen des seriell geschalteten Schaltelementes kann das Hochvoltbordnetz von der Hochvoltbatterie getrennt werden.The series-connected switching element thus provides redundancy in the high-voltage system. When the contactor, which may also be configured as a switching relay, and the switching element are closed, the high-voltage battery pole is electrically connected to the terminal. By opening the contactor and / or by opening the series-connected switching element, the high-voltage vehicle electrical system can be disconnected from the high-voltage battery.

Daraus ergibt sich der Vorteil, dass beispielsweise bei einer Funktionsuntüchtigkeit des Schaltschützes, beispielsweise bei dem eingangs beschriebenen Schützkleber, dennoch ein sicheres Trennen des Hochvoltbordnetzes von der Hochvoltbatterie gewährleistet werden kann, indem das Schaltelement anstelle des Schaltschützes geöffnet wird.This results in the advantage that, for example, in a functional inefficiency of the contactor, for example in the contactor adhesive described above, yet a safe separation of the high-voltage vehicle electrical system can be ensured by the high-voltage battery by the switching element is opened instead of the contactor.

Besonders bevorzugt ist ein weiterer Hochvoltbatteriepol der Hochvoltbatterie mit einem weiteren Anschluss des Hochvoltbordnetzes elektrisch verbunden. Das Hochvoltsystem weist außerdem ein weiteres Schaltschütz und ein weiteres seriell geschaltetes Schaltelement auf, wobei der weitere Hochvoltbatteriepol mittels des weiteren Schaltschützes und/oder mittels des weiteren Schaltelements galvanisch von dem weiteren Anschluss trennbar ist. Die Hochvoltbatteriepole, also der Pluspol und der Minuspol der Hochvoltbatterie, sind also mittels jeweils einer Reihenschaltung aufweisend ein Schaltschütz und ein Schaltelement elektrisch mit den Anschlüssen des Hochvoltbordnetzes verbindbar und/oder galvanisch von den Anschlüssen des Hochvoltbordnetzes trennbar. Zum allpoligen Trennen der Batteriepole von den Anschlüssen, also zum Spannungsfreischalten des Hochvoltbordnetzes, können die Schaltschütze und/oder die seriell geschalteten Schaltelemente geöffnet werden. Mittels der Schaltelemente kann dabei in vorteilhafter Weise eine Spannungsfreischaltung des Hochvoltbordnetzes auch bei defekten oder funktionsuntüchtigen Schaltschützen gewährleistet werden.Particularly preferably, another high-voltage battery pole of the high-voltage battery is electrically connected to a further connection of the high-voltage vehicle electrical system. The high-voltage system also has a further contactor and a further series-connected switching element, wherein the further Hochvoltbatteriepol by means of the further contactor and / or by means of the further switching element is galvanically separated from the other terminal. The Hochvoltbatteriepole, ie the positive pole and the negative terminal of the high-voltage battery, so by means of a series circuit comprising a contactor and a switching element electrically connected to the terminals of the high-voltage electrical system and / or galvanically separated from the terminals of the high-voltage vehicle electrical system. For all-pole disconnection of the battery terminals of the terminals, so to disconnect the voltage of the high-voltage vehicle electrical system, the contactors and / or the series-connected switching elements can be opened. By means of the switching elements can be ensured in an advantageous manner a voltage isolation of the high-voltage vehicle electrical system even with defective or inoperable contactors.

Vorzugsweise weist das Hochvoltsystem eine Steuereinrichtung auf, welche dazu ausgelegt ist, ein erstes Steuersignal für das Schaltschütz zum Öffnen und damit zum galvanischen Trennen des Hochvoltbatteriepols von dem Anschluss bereitzustellen und ein zweites Steuersignal für das seriell geschaltete Schaltelement zum Öffnen bereitzustellen. Anders ausgedrückt können in vorteilhafter Weise die Schaltschütze und die Schaltelemente getrennt voneinander geschaltet werden. Somit muss beispielsweise zur Freischaltung des Bordnetzes entweder nur das Schaltschütz oder das jeweilige Schaltelement zum Öffnen angesteuert werden.Preferably, the high-voltage system has a control device which is designed to provide a first control signal for the contactor for opening and thus for galvanically isolating the high-voltage battery pole from the terminal and provide a second control signal for the serially connected switching element to open. In other words, the contactors and the switching elements can be switched separately from each other in an advantageous manner. Thus, for example, only the contactor or the respective switching element must be controlled to open for the activation of the electrical system.

Bevorzugt ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, einen ungewollten, trotz Bereitstellen des ersten Steuersignals vorliegenden geschlossenen Schaltzustand des Schaltschützes zu erfassen und das zweite Steuersignal für das jeweilige seriell geschaltete Schaltelement nur bei Vorliegen des ungewollten geschlossenen Schaltzustandes des Schaltschützes bereitzustellen. Der ungewollte, trotz Bereitstellen des ersten Steuersignals vorliegende geschlossene Schaltzustand kann beispielsweise der „verklebte” Zustand des Schaltschützes sein, durch welchen sich das Schaltschütz trotz Vorhandensein des ersten Steuersignals nicht mehr geöffnet öffnen lässt. Dieser Schützkleber kann durch die Steuereinrichtung erfasst werden. Beispielsweise kann von der Steuereinrichtung, beispielsweise einer Messeinrichtung der Steuereinrichtung, ein Potential am Schaltschütz vor und nach Bereitstellen des ersten Steuersignals zum Öffnen des Schaltschützes gemessen werden. Falls die Potentiale vor und nach Bereitstellen des Steuersignals in etwa gleich sind, weist dies auf den Schützkleber hin. Nur wenn dieser ungewollte Schließzustand durch die Steuereinrichtung erfasst wurde, wird das zweite Steuersignal bereitgestellt und das zu dem defekten Schaltschütz seriell geschaltete Schaltelement zum Öffnen und damit zum Trennen des Batteriepols von dem Hochvoltbordnetz bereitgestellt. Anders ausgedrückt werden die seriell geschalteten Schaltelemente nur im Notfall, also bei einem Defekt der Schütze, benötigt und zum sonstigen betriebsgemäßen Spannungsfreischalten des Hochvoltbordnetzes nicht beansprucht. Das Hochvoltsystem weist also ein zweistufiges Konzept auf, wobei die erste Stufe zum Freischalten durch die Schaltschütze gebildet wird und die zweite Stufe durch die seriell geschalteten Schaltelemente. Beim bestimmungsgemäßen Freischalten reagiert nur die erste Stufe, während die zweite Stufe nicht beansprucht wird. Nur bei einem Defekt in der ersten Stufe reagiert die zweite Stufe.Preferably, the control device is adapted to detect an unwanted, despite providing the first control signal present closed switching state of the contactor and to provide the second control signal for the respective series-connected switching element only in the presence of the unwanted closed switching state of the contactor. The unwanted, despite provision of the first control signal present closed switching state, for example, be the "sticky" state of the contactor, through which the contactor can not open open despite the presence of the first control signal. This protective adhesive can be detected by the control device. For example, by the control device, for example a measuring device of the control device, a potential at the contactor before and after providing the first control signal to open the contactor are measured. If the potentials are approximately equal before and after the control signal is provided, this indicates the contactor adhesive. Only when this unwanted closing state has been detected by the control device, the second control signal is provided and provided to the defective contactor serially connected switching element for opening and thus for disconnecting the battery terminal of the high-voltage vehicle electrical system. In other words, the series-connected switching elements are needed only in an emergency, ie in the event of a defect in the contactors, and are not claimed for other operational disconnection of the high-voltage vehicle electrical system. The high-voltage system thus has a two-stage concept, wherein the first stage is formed by the contactors to enable and the second stage by the series-connected switching elements. When activated as intended only the first stage reacts, while the second stage is not used. Only in case of a defect in the first stage does the second stage react.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Schaltschütz für eine erste Anzahl an Schaltzyklen ausgelegt und das jeweilige Schaltelement für ein im Vergleich zur ersten Anzahl kleineren zweiten Anzahl an Schaltzyklen ausgelegt. Das Schaltschütz wird also für das bestimmungsgemäße Trennen der Hochvoltpole von dem Hochvoltbordnetz bereitgestellt. Da das jeweilige Schaltelement nur als Redundanz für das jeweilige Schaltschütz bereitgestellt ist, kann es für eine kleinere Anzahl an Schaltzyklen, beispielsweise nur zum einmaligen Schalten, und damit insbesondere kostengünstiger als das Schaltschütz ausgelegt sein.According to one embodiment, the contactor is designed for a first number of switching cycles, and the respective switching element is designed for a smaller number of second switching cycles compared to the first number. The contactor is thus provided for the intended separation of the high-voltage poles of the high-voltage vehicle electrical system. Since the respective switching element is provided only as redundancy for the respective contactor, it can be designed for a smaller number of switching cycles, for example, only for single switching, and thus in particular more cost-effective than the contactor.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben eines Hochvoltsystems mit einer Hochvoltbatterie und einem Hochvoltbordnetz, wobei ein Schaltschütz zum galvanischen Trennen eines Hochvoltbatteriepols der Hochvoltbatterie von einem Anschluss des Hochvoltbordnetzes bereitgestellt wird, wobei ein Schaltelement in Reihe zu dem Schaltschütz geschaltet wird und der Hochvoltbatteriepol mittels des Schaltschützes und/oder mittels des Schaltelements galvanisch von dem Anschluss getrennt wird.The invention also relates to a method for operating a high-voltage system with a high-voltage battery and a high-voltage electrical system, wherein a contactor for isolating a Hochvoltbatteriepols the high-voltage battery from a terminal of the high-voltage vehicle electrical system is provided, wherein a switching element is connected in series with the contactor and the Hochvoltbatteriepol by means of Contactor and / or by means of the switching element is electrically isolated from the terminal.

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Hochvoltsystem vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren.The preferred embodiments presented with reference to the high-voltage system according to the invention and their advantages apply correspondingly to the method according to the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or alone in the single figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.

Dabei zeigt die einzige Fig. eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hochvoltsystems.The single FIGURE shows a schematic representation of an embodiment of a high-voltage system according to the invention.

Die Fig. zeigt ein Hochvoltsystem 10 für ein hier nicht dargestelltes Kraftfahrzeug. Das Hochvoltsystem 10 umfasst eine Hochvoltbatterie 12 sowie ein Hochvoltbordnetz 14. Das Hochvoltbordnetz 14 umfasst insbesondere elektrische Hochvoltkomponenten des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eine elektrische Maschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs. Die Hochvoltbatterie 12 weist einen ersten Hochvoltbatteriepol HV+ beziehungsweise einen Pluspol und einen zweiten Hochvoltbatteriepol HV– beziehungsweise Minuspol auf. Der Pluspol HV+ ist, beispielsweise über eine elektrische Leitung 16, mit einem Anschluss A1 des Hochvoltbordnetzes 14 elektrisch verbunden. Der Minuspol HV– ist, beispielsweise über eine elektrische Leitung 18, mit einem weiteren Anschluss A2 des Hochvoltbordnetzes 14 elektrisch verbunden.The figure shows a high-voltage system 10 for a motor vehicle not shown here. The high-voltage system 10 includes a high-voltage battery 12 as well as a high voltage on-board network 14 , The high voltage on-board network 14 includes in particular electrical high-voltage components of the motor vehicle, for example an electric machine for driving the motor vehicle. The high-voltage battery 12 has a first high-voltage battery pole HV + or a plus pole and a second high-voltage battery pole HV- or minus pole. The plus pole HV + is, for example via an electrical line 16 , with a connection A1 of the Hochvoltbordnetzes 14 electrically connected. The negative pole HV- is, for example via an electrical line 18 , with another connection A2 of the high voltage on-board electrical system 14 electrically connected.

Zum galvanischen Trennen des Pluspols HV+ von dem Anschluss A1 des Hochvoltbordnetzes 14 weist das Hochvoltsystem 10 ein erstes Schaltschütz 20 beziehungsweise ein erstes Schaltrelais auf. Zum Trennen des Minuspols HV– von dem Anschluss A2 des Hochvoltbordnetzes 14 weist das Hochvoltsystem 10 ein zweites Schaltschütz 22 auf. Wenn eines der Schaltschütze 20, 22 geöffnet ist, so ist der jeweilige Batteriepol HV+, HV– galvanisch von dem jeweiligen Anschluss A1, A2 getrennt. Wenn beide Schaltschütze 20, 22 geöffnet sind, so ist das Hochvoltbordnetz 14 spannungsfrei geschaltet. Zum Schalten der Schaltschütze 20, 22 kann eine Steuereinrichtung 28 des Hochvoltsystems 10 ein Steuersignal S1 bereitstellen.For the galvanic separation of the positive pole HV + from the connection A1 of the high voltage vehicle electrical system 14 has the high-voltage system 10 a first contactor 20 or a first switching relay. To the Disconnecting the negative terminal HV- from the terminal A2 of the high-voltage vehicle electrical system 14 has the high-voltage system 10 a second contactor 22 on. If one of the contactors 20 . 22 is open, the respective battery pole HV +, HV- is galvanically isolated from the respective port A1, A2. If both contactors 20 . 22 are open, so is the high-voltage electrical system 14 de-energized. For switching the contactors 20 . 22 can be a control device 28 of the high-voltage system 10 provide a control signal S1.

Darüber hinaus weist das Hochvoltsystem 10 zwei weitere Schaltelemente 24, 26 auf. Ein erstes Schaltelement 24 ist in Reihe zu dem ersten Schaltschütz 20 geschaltet. Ein zweites Schaltelement 26 ist in Reihe zu dem zweiten Schaltschütz 22 geschaltet. Zum Schalten der Schaltelemente 24, 26 kann die Steuereinrichtung 28 des Hochvoltsystems 10 ein Steuersignal S2 bereitstellen. Dabei bilden die Schaltschütze 20, 22 eine erste Trennstufe und die Schaltelemente 24, 26 eine zweite Trennstufe.In addition, the high-voltage system points 10 two other switching elements 24 . 26 on. A first switching element 24 is in series with the first contactor 20 connected. A second switching element 26 is in series with the second contactor 22 connected. For switching the switching elements 24 . 26 can the controller 28 of the high-voltage system 10 provide a control signal S2. This forms the contactors 20 . 22 a first separation stage and the switching elements 24 . 26 a second separation stage.

Der Pluspol HV+ kann also über das erste Schaltschütz 20 und/oder das erste Schaltelement 24 von dem Anschluss A1 des Hochvoltbordnetzes 14 galvanisch getrennt werden. Der Minuspol HV– kann über das zweite Schaltschütz 22 und/oder über das zweite Schaltelement 26 galvanisch von dem Anschluss A2 des Hochvoltbordnetzes 14 getrennt werden. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die Schaltelemente 24, 26 beim bestimmungsgemäßen Freischalten des Hochvoltsystems 10 geschlossen bleiben und lediglich die Schaltschütze 20, 22 geöffnet werden. Dazu stellt die Steuereinrichtung 28 das Steuersignal S1 für die Schaltschütze 20, 22 bereit.The positive pole HV + can therefore via the first contactor 20 and / or the first switching element 24 from the A1 connection of the high-voltage vehicle electrical system 14 be electrically isolated. The negative pole HV- can via the second contactor 22 and / or via the second switching element 26 galvanic from the connection A2 of the high-voltage vehicle electrical system 14 be separated. It is provided in particular that the switching elements 24 . 26 at the intended release of the high-voltage system 10 remain closed and only the contactors 20 . 22 be opened. For this purpose, the control device 28 the control signal S1 for the contactors 20 . 22 ready.

Nur im Falle eines Defekts der Schaltschütze 20, 22, beispielsweise bei einem ungewollten Schließzustand der Schaltschütze 20, 22, werden die Schaltelemente 24, 26 zum Öffnen angesteuert. Anders ausgedrückt stellt die Steuereinrichtung 28 nur bei dem ungewollten Schließzustand Schaltschütze 20, 22, das Steuersignal 82 für die Schaltelemente 24, 26 bereit, wobei die Steuereinrichtung 28 dazu ausgelegt ist, den ungewollten Schließzustand der Schaltschütze 20, 22 zu erfassen. Dazu kann die Steuereinrichtung 28 beispielsweise ein Potential vor und nach dem Bereitstellen des Steuersignals S1 an dem jeweiligen Schaltschütz 20, 22 messen. Nur wenn das Schaltschütz 20, 22 durch das Steuersignal S1 geöffnet wurde, verändert sich das Potential an dem Schaltschütz 20, 22. Ein gleichbleibendes Potential am Schaltschütz 20, 22 deutet auf den ungewollten Schließzustand hin.Only in case of a defect of the contactors 20 . 22 , For example, in an unwanted closed state of the contactors 20 . 22 , become the switching elements 24 . 26 controlled for opening. In other words, the control device 28 only in the unwanted closed state contactors 20 . 22 , the control signal 82 for the switching elements 24 . 26 ready, the control device 28 designed to prevent the unwanted closed state of the contactors 20 . 22 capture. For this purpose, the control device 28 For example, a potential before and after the provision of the control signal S1 to the respective contactor 20 . 22 measure up. Only if the contactor 20 . 22 was opened by the control signal S1, the potential changes at the contactor 20 . 22 , A constant potential at the contactor 20 . 22 indicates the unwanted closing state.

Die Schaltelemente 24, 26 werden also nur im Notfall bei einer Erkennung des ungewollten Schließzustandes der Schaltschütze 20, 22 benötigt. Insbesondere werden die Schaltelemente 24, 26 während ihres Lebenszyklus nur einmalig beansprucht beziehungsweise eingesetzt. Dadurch können die Schaltelemente 24, 26 kostengünstiger ausgelegt werden und insbesondere für eine geringere Anzahl an Schaltzyklen ausgelegt werden als die Schaltschütze 20, 22. Anders ausgedrückt kann die erste Trennstufe, also die Schaltschütze 20, 22, bis zu ihrem Lebensende, also bis zu einem ungewollten Schließzustand der Schaltschütze 20, 22, betrieben werden und nach dem Lebensende der ersten Trennstufe die zweite Trennstufe, also die Schaltelemente 24, 26, zum Freischalten des Hochvoltbordnetzes 14 eingesetzt werden.The switching elements 24 . 26 So only in an emergency when detecting the unwanted closing state of the contactors 20 . 22 needed. In particular, the switching elements 24 . 26 claimed or used only once during their life cycle. This allows the switching elements 24 . 26 be designed more cost-effective and are designed in particular for a lower number of switching cycles than the contactors 20 . 22 , In other words, the first separation stage, so the contactors 20 . 22 , until the end of their life, that is, until an undesired closing state of the contactors 20 . 22 , operated and after the end of life of the first separation stage, the second separation stage, ie the switching elements 24 . 26 , to unlock the high-voltage on-board electrical system 14 be used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
HochvoltsystemHigh-voltage system
1212
HochvoltbatterieHigh-voltage battery
1414
HochvoltbordnetzHigh-voltage onboard network
16, 1816, 18
elektrische Leitungenelectric lines
20, 2220, 22
Schaltschützecontactors
24, 2624, 26
Schaltelementeswitching elements
2828
Steuereinrichtungcontrol device
HV+, HV–HV +, HV-
HochvoltbatteriepoleHigh-voltage battery poles
A1, A2A1, A2
Anschlüsseconnections
S1, S2S1, S2
Schaltsignaleswitching signals

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011004516 A1 [0002] DE 102011004516 A1 [0002]

Claims (6)

Hochvoltsystem (10) für ein Kraftfahrzeug mit einer Hochvoltbatterie (12) und einem Hochvoltbordnetz (14), wobei ein Hochvoltbatteriepol (HV+) der Hochvoltbatterie (12) elektrisch mit einem Anschluss (A1) des Hochvoltbordnetzes (14) verbunden ist und das Hochvoltsystem (10) ein Schaltschütz (20) zum galvanischen Trennen des Hochvoltbatteriepols (HV+) von dem Anschluss (A1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochvoltsystem (10) ein Schaltelement (24) aufweist, welches in Reihe zu dem Schaltschütz (20) geschaltet ist, und der Hochvoltbatteriepol (HV+) mittels des Schaltschützes (20) und/oder mittels des Schaltelementes (24) galvanisch von dem Anschluss (A1) trennbar ist.High-voltage system ( 10 ) for a motor vehicle with a high-voltage battery ( 12 ) and a high-voltage on-board electrical system ( 14 ), wherein a Hochvoltbatteriepol (HV +) of the high-voltage battery ( 12 ) electrically connected to a connection (A1) of the high-voltage vehicle electrical system ( 14 ) and the high-voltage system ( 10 ) a contactor ( 20 ) for electrically isolating the high-voltage battery pole (HV +) from the terminal (A1), characterized in that the high-voltage system ( 10 ) a switching element ( 24 ), which in series with the contactor ( 20 ), and the high-voltage battery pole (HV +) by means of the contactor ( 20 ) and / or by means of the switching element ( 24 ) is galvanically isolated from the terminal (A1). Hochvoltsystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Hochvoltbatteriepol (HV–) der Hochvoltbatterie (12) mit einem weiteren Anschluss (A2) des Hochvoltbordnetzes (14) elektrisch verbunden ist und das Hochvoltsystem (10) ein weiteres Schaltschütz (22) und ein weiteres seriell geschaltetes Schaltelement (26) aufweist, wobei der weitere Hochvoltbatteriepol (HV–) mittels des weiteren Schaltschützes (22) und/oder mittels des weiteren Schaltelementes (26) galvanisch von dem weiteren Anschluss (A2) trennbar ist.High-voltage system ( 10 ) according to claim 1, characterized in that a further Hochvoltbatteriepol (HV) of the high-voltage battery ( 12 ) with another connection (A2) of the high-voltage vehicle electrical system ( 14 ) is electrically connected and the high-voltage system ( 10 ) another contactor ( 22 ) and another serially switched switching element ( 26 ), wherein the further high-voltage battery pole (HV-) by means of the further contactor ( 22 ) and / or by means of the further switching element ( 26 ) is galvanically separable from the further connection (A2). Hochvoltsystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochvoltsystem (10) eine Steuereinrichtung (28) aufweist, welche dazu ausgelegt ist, ein erstes Steuersignal (S1) für das Schaltschütz (20, 22) zum Öffnen und damit zum galvanischen Trennen des Hochvoltbatteriepols (HV+, HV–) von dem Anschluss (A1, A2) bereitzustellen und ein zweites Steuersignal (S2) für das seriell geschaltete Schaltelement (24, 26) zum Öffnen bereitzustellen.High-voltage system ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the high-voltage system ( 10 ) a control device ( 28 ), which is adapted to a first control signal (S1) for the contactor ( 20 . 22 ) for opening and thus for the galvanic separation of the Hochvoltbatteriepols (HV +, HV-) of the terminal (A1, A2) and a second control signal (S2) for the series-connected switching element ( 24 . 26 ) for opening. Hochvoltsystem (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (28) dazu ausgelegt ist, einen ungewollten, trotz Bereitstellen des ersten Steuersignals (S1) vorliegenden geschlossenen Schaltzustand des Schaltschützes (20, 22) zu erfassen und das zweite Steuersignal (S2) für das jeweilige seriell geschaltete Schaltelement (24, 26) nur bei Vorliegen des ungewollten geschlossenen Schaltzustandes des Schaltschützes (20, 22) bereitzustellen.High-voltage system ( 10 ) according to claim 3, characterized in that the control device ( 28 ) is adapted to an unwanted, despite provision of the first control signal (S1) present closed switching state of the contactor ( 20 . 22 ) and the second control signal (S2) for the respective series-connected switching element ( 24 . 26 ) only in the presence of the unwanted closed switching state of the contactor ( 20 . 22 ). Hochvoltsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltschütz (20, 22) für eine erste Anzahl an Schaltzyklen ausgelegt ist und das jeweilige Schaltelement (24, 26) für eine im Vergleich zur ersten Anzahl kleineren zweiten Anzahl an Schaltzyklen ausgelegt ist.High-voltage system ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the contactor ( 20 . 22 ) is designed for a first number of switching cycles and the respective switching element ( 24 . 26 ) is designed for a smaller number of second switching cycles compared to the first number. Verfahren zum Betreiben eines Hochvoltsystems (10) eines Kraftfahrzeugs mit einer Hochvoltbatterie (12) und einem Hochvoltbordnetz (14), wobei ein Schaltschütz (20) zum galvanischen Trennen eines Hochvoltbatteriepols (HV+) der Hochvoltbatterie (12) von einem Anschluss (A1) des Hochvoltbordnetzes (14) bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement (24) in Reihe zu dem Schaltschütz (20) geschaltet wird und der Hochvoltbatteriepol (HV+) mittels des Schaltschützes (20) und/oder mittels des Schaltelementes (24) galvanisch von dem Anschluss (A1) getrennt wird.Method for operating a high-voltage system ( 10 ) of a motor vehicle with a high-voltage battery ( 12 ) and a high-voltage on-board electrical system ( 14 ), whereby a contactor ( 20 ) for the galvanic separation of a high-voltage battery pole (HV +) of the high-voltage battery ( 12 ) from a connection (A1) of the high-voltage vehicle electrical system ( 14 ), characterized in that a switching element ( 24 ) in series with the contactor ( 20 ) and the Hochvoltbatteriepol (HV +) by means of the contactor ( 20 ) and / or by means of the switching element ( 24 ) is galvanically isolated from the terminal (A1).
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015226587A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-22 Audi Ag Battery terminal device and method for interrupting an electrical connection between a high-voltage battery and a motor vehicle electrical system
DE102016101252A1 (en) * 2016-01-25 2017-07-27 Auto-Kabel Management Gmbh High-voltage on-board electrical system and method for operating a high-voltage on-board electrical system
DE102017102937A1 (en) 2017-02-14 2018-08-16 Lisa Dräxlmaier GmbH Method and device for driving two serially arranged relays
WO2019025168A1 (en) * 2017-08-03 2019-02-07 Robert Bosch Gmbh Energy storage system and method for electrically disconnecting at least a first energy storage unit
CN110949132A (en) * 2019-11-08 2020-04-03 宝能(广州)汽车研究院有限公司 Power battery system, control method thereof and vehicle
DE102020106856A1 (en) 2020-03-12 2021-09-16 Webasto SE Method and device for monitoring the aging condition of a contactor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011004516A1 (en) 2011-02-22 2012-08-23 Sb Limotive Company Ltd. Electric circuit for use with lithium ion battery system for diagnosis of switching contacts in battery-powered road vehicle, has unit for generating and measuring voltage drop via resistance element

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011004516A1 (en) 2011-02-22 2012-08-23 Sb Limotive Company Ltd. Electric circuit for use with lithium ion battery system for diagnosis of switching contacts in battery-powered road vehicle, has unit for generating and measuring voltage drop via resistance element

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015226587B4 (en) 2015-12-22 2021-11-11 Audi Ag Battery connection device and method for interrupting an electrical connection between a high-voltage battery and a motor vehicle electrical system
DE102015226587A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-22 Audi Ag Battery terminal device and method for interrupting an electrical connection between a high-voltage battery and a motor vehicle electrical system
US10464426B2 (en) 2016-01-25 2019-11-05 Auto-Kabel Management Gmbh High-voltage vehicle electrical system having a pyrotechnic disconnecting device, and method for operating the high-voltage vehicle electrical system
DE102016101252A1 (en) * 2016-01-25 2017-07-27 Auto-Kabel Management Gmbh High-voltage on-board electrical system and method for operating a high-voltage on-board electrical system
WO2018149449A1 (en) * 2017-02-14 2018-08-23 Lisa Dräxlmaier GmbH Method and device for actuating two relays arranged in series
CN110337378A (en) * 2017-02-14 2019-10-15 利萨·德雷克塞迈尔有限责任公司 Method and apparatus for controlling the relay of two arranged in series
DE102017102937A1 (en) 2017-02-14 2018-08-16 Lisa Dräxlmaier GmbH Method and device for driving two serially arranged relays
DE102017102937B4 (en) 2017-02-14 2022-05-19 Lisa Dräxlmaier GmbH Method and device for controlling two relays arranged in series
US11505140B2 (en) 2017-02-14 2022-11-22 Lisa Draexlmaier Gmbh Method and device for actuating two relays arranged in series
WO2019025168A1 (en) * 2017-08-03 2019-02-07 Robert Bosch Gmbh Energy storage system and method for electrically disconnecting at least a first energy storage unit
CN110914096A (en) * 2017-08-03 2020-03-24 罗伯特·博世有限公司 Energy storage system and method for electrically separating at least one first energy storage unit
CN110949132A (en) * 2019-11-08 2020-04-03 宝能(广州)汽车研究院有限公司 Power battery system, control method thereof and vehicle
DE102020106856A1 (en) 2020-03-12 2021-09-16 Webasto SE Method and device for monitoring the aging condition of a contactor
WO2021180923A1 (en) 2020-03-12 2021-09-16 Webasto SE Method and device for monitoring the state of health of a contactor

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