DE102015226587A1 - Battery terminal device and method for interrupting an electrical connection between a high-voltage battery and a motor vehicle electrical system - Google Patents

Battery terminal device and method for interrupting an electrical connection between a high-voltage battery and a motor vehicle electrical system Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterieanschlussvorrichtung (5) und ein Verfahren zum Unterbrechen einer elektrischen Verbindung zwischen einer Hochvoltbatterie (2) und einem Bordnetz (3) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei durch die Verbindung ein erster Batterieanschluss (6) mit einem ersten Bordnetzanschluss (8) und ein zweiter Batterieanschluss (7) mit einem zweiten Bordnetzanschluss (9) gekoppelt ist und bei dem Verfahren durch eine Steuereinrichtung der Batterieanschlussvorrichtung (5) mittels einer Shunteinrichtung (17) überprüft wird, ob ein über die Verbindung fließender elektrischer Strom (I) höchstens einen Nennstromwert einschließlich einer vorbestimmten Toleranz aufweist und in diesem Fall ein den ersten Batterieanschluss (6) mit dem ersten Bordnetzanschluss (8) koppelndes Halbleiterschaltelement (11) sperrend geschaltet wird und anschließend ein den zweiten Batterieanschluss (7) mit dem zweiten Bordnetzanschluss (9) koppelndes mechanisches Schaltelement (16) geöffnet und hierdurch die Verbindung galvanisch unterbrochen wird und aber im gegenteiligen Fall unmittelbar das mechanische Schaltelement (16) und/oder ein Notabschaltelement (13) geöffnet wird.The invention relates to a battery connection device (5) and a method for interrupting an electrical connection between a high-voltage battery (2) and a vehicle electrical system (3) of a motor vehicle (1), wherein a first battery connection (6) with a first vehicle electrical system connection (8 ) and a second battery terminal (7) is coupled to a second vehicle electrical system connection (9) and in the method by a control device of the battery connection device (5) by means of a shunting device (17) is checked whether an electrical current flowing through the connection (I) at most has a rated current value including a predetermined tolerance, and in this case a semiconductor switching element (11) coupling the first battery terminal (6) to the first vehicle power supply terminal (8) is switched off and then a second battery terminal (7) is coupled to the second vehicle electrical system terminal (9) mechanical switching element (16) opened and As a result, the connection is electrically interrupted and in the opposite case, the mechanical switching element (16) and / or a Notabschaltelement (13) is opened directly.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterbrechen einer elektrischen Verbindung zwischen einer Hochvoltbatterie und einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs. Die Verbindung ist zweipolig, indem ein erster Batterieanschluss mit einem ersten Bordnetzanschluss und ein zweiter Batterieanschluss mit einem zweiten Bordnetzanschluss gekoppelt ist. Zu der Erfindung gehört auch eine Batterieanschlussvorrichtung zum Durchführen des Verfahrens. Schließlich ist von der Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit der Batterieanschlussvorrichtung umfasst. The invention relates to a method for interrupting an electrical connection between a high-voltage battery and a vehicle electrical system of a motor vehicle. The connection is bipolar, in that a first battery connection is coupled to a first vehicle electrical system connection and a second battery connection is coupled to a second vehicle electrical system connection. The invention also includes a battery connection device for carrying out the method. Finally, the invention also includes a motor vehicle with the battery connection device.

Heutige Batterieanschlussvorrichtungen für Hochvoltbatterien in einem Kraftfahrzeug sehen vor, beide Batterieanschlüsse jeweils über ein mechanisches Schaltelement, also beispielsweise ein Schütz, mit dem jeweiligen Bordnetzanschluss zu verschalten. Damit der Bauraum klein und die Kosten für diese Schaltelemente nicht zu hoch werden, sind diese Schaltelemente nach dem Stand der Technik über die Lebensdauer derart ausgelegt, dass das Schalten der Schaltelemente nur ohne Strombelastung erfolgen darf. Im Notfall, wenn auch bei Stromfluss geschaltet werden muss, weil noch mindestens ein Gerät des Hochvolt-Bordnetzes betrieben wird oder weil ein Kurzschluss oder ein Lichtbogen vorliegen, kann mit dem mechanischen Schaltelement zwar noch der Strom unterbrochen werden, was dann aber zu einer möglichen Beschädigung des Schaltelements führt, so dass danach ein Austausch des mechanischen Schaltelements gefordert ist. Eine Quelle für schleichenden Verschleiß der Kontakte der mechanischen Schaltelemente sind Restströme, die beim Zuschalten der Hochvoltbatterie an das Bordnetz verursacht werden, wenn nach einer Vorladung des Bordnetzes auch das zweite mechanische Schaltelement geschlossen wird. Today's battery connection devices for high-voltage batteries in a motor vehicle provide to connect both battery connections via a mechanical switching element, so for example a contactor, with the respective electrical system connection. Thus, the space is small and the cost of these switching elements are not too high, these switching elements are designed according to the prior art over the life such that the switching of the switching elements may only be done without current load. In an emergency, although must be switched at power flow, because at least one device of the high-voltage electrical system is operated or because of a short circuit or an arc, the power can still be interrupted with the mechanical switching element, but then to a possible damage of the switching element leads, so that thereafter an exchange of the mechanical switching element is required. A source of creeping wear of the contacts of the mechanical switching elements are residual currents that are caused when connecting the high-voltage battery to the electrical system, if after a pre-charge of the electrical system and the second mechanical switching element is closed.

Ein weiterer Nachteil von mechanischen Schaltelementen ist deren verhältnismäßig lange Reaktionszeit, die durch die verwendeten Spulendrosseln verursacht wird und in der Regel im Bereich von Millisekunden liegt. Another disadvantage of mechanical switching elements is their relatively long reaction time, which is caused by the coil reactors used and is usually in the range of milliseconds.

Eine Schnellschalteinrichtung für eine Hochleistungsbatterie in einem Gleitstrominselnetz ist gemäß der DE 10 2008 053 074 A1 deshalb mit einem Halbleiterschaltelement versehen, welches einem der beiden Schütze vorgeschaltet ist, um hierdurch einen Nennstrom zunächst mit dem Halbleiterschaltelement unterbrechen zu können, um erst anschließend das nachgeschaltete Schütz stromfrei schalten zu können. Diese Schnellschalteinrichtung weist den Nachteil auf, dass weiterhin zwei mechanische Schaltelemente zum Anschließen der Hochvoltbatterie an das Bordnetz verwendet werden, so dass sich keine Bauraum- und/oder Gewichtsreduktion ergibt. A fast switching device for a high power battery in a Gleitstrominselnetz is according to the DE 10 2008 053 074 A1 Therefore, provided with a semiconductor switching element, which is connected upstream of one of the two contactors, thereby interrupting a rated current initially with the semiconductor switching element, only to subsequently switch the downstream contactor can de-energized. This quick-switching device has the disadvantage that further two mechanical switching elements are used to connect the high-voltage battery to the electrical system, so that there is no space and / or weight reduction.

Im Zusammenhang mit dem Anschluss eines mobilen, portablen elektrischen Geräts, wie beispielsweise eines Smartphones, ist aus der EP 0 766 362 A2 bekannt, eine Schnellabschaltung ausschließlich mittels eines Transistors vorzunehmen. Für einen normalen Abschaltvorgang ist zusätzlich ein Schalter vorgesehen. Diese Schalteinrichtung ist allerdings nicht für Hochvolt-Anwendungen ausgelegt. In connection with the connection of a mobile, portable electrical device, such as a smartphone, is from the EP 0 766 362 A2 known to perform an emergency shutdown exclusively by means of a transistor. For a normal shutdown a switch is additionally provided. However, this switching device is not designed for high-voltage applications.

Aus der EP 1 533 881 A2 ist eine Batterieschutzschaltung bekannt, die einen Batteriestrom auf der Grundlage einer Shunteinrichtung ermittelt, die aus einem in den Strompfad des Batteriestroms geschalteten Shunt-Widerstand und einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen des über dem Shunt-Widerstand abfallenden Spannungsabfalls gebildet ist. Die Schutzschaltung weist zwei in Serie geschaltete Feldeffekttransistoren (FET – Field Effect Transistor) auf, die einen der beiden Batterieanschlüsse gemeinsam von einem Anschluss eines Ladegeräts trennen können. Bei dieser Schutzschaltung ergibt sich allerdings keine vollständige galvanische Entkopplung der Batterie von dem Ladegerät. Als zweite Schutzeinrichtung ist eine Schmelzsicherung den Transistoren in Reihe geschaltet, wobei die Schmelzsicherung gezielt auslösbar ist, indem über einen weiteren Transistor ein Kurzschlussstrom durch die Schmelzsicherung geführt werden kann. From the EP 1 533 881 A2 For example, there is known a battery protection circuit which detects a battery current based on a shunting device formed of a shunt resistor connected in the current path of the battery current and detecting means for detecting the voltage drop across the shunt resistor. The protection circuit has two series-connected field effect transistors (FETs) which can share one of the two battery terminals together from a terminal of a charger. In this protection circuit, however, there is no complete galvanic decoupling of the battery from the charger. As a second protection device, a fuse is connected in series with the transistors, wherein the fuse can be selectively triggered by a short-circuit current can be passed through the fuse via another transistor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Verbindung zwischen einer Hochvoltbatterie und einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs verschleißarm schalten zu können. The invention has for its object to be able to switch an electrical connection between a high-voltage battery and a vehicle electrical system of a motor vehicle wear.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung und die Figuren. The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the figures.

Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Unterbrechen einer elektrischen Verbindung zwischen einer Hochvoltbatterie und einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs bereit. Unter Hochvolt ist im Zusammenhang mit der Erfindung eine elektrische Spannung zu verstehen, die größer als 60 Volt ist. Durch die Verbindung ist ein erster Batterieanschluss mit einem ersten Bordnetzanschluss und ein zweiter Batterieanschluss mit einem zweiten Bordnetzanschluss gekoppelt. Einer der Batterieanschlüsse kann also der Plus-Pol und der zweite Batterieanschluss der Minus-Pol oder Masse-Pol der Batterie sein. Bei dem Verfahren wird durch eine Steuereinrichtung mittels einer Shunteinrichtung überprüft, ob ein über die elektrische Verbindung fließender elektrischer Strom höchstens einen Nennstromwert einschließlich einer vorbestimmten Toleranz aufweist. In diesem Fall, wenn also der Strom höchstens dem Nennstromwert plus Toleranz entspricht, wird ein den ersten Batterieanschluss mit dem ersten Bordnetzanschluss koppelndes und den Strom führendes Halbleiterschaltelement sperrend geschaltet. Die erfolgt bei einem Halbleiterschaltelement verschleißfrei. Anschließend wird ein den zweiten Batterieanschluss mit dem zweiten Bordnetzanschluss koppelndes mechanisches Schaltelement geöffnet. Durch Öffnen des mechanischen Schaltelements wird die Verbindung galvanisch unterbrochen. Zuvor wurde aber dieses mechanische Schaltelement stromfrei geschaltet, indem zunächst das Halbleiterschaltelement sperrend geschaltet wurde. Somit wird auch das mechanische Schaltelement verschleißfrei oder schonend geschaltet. The invention provides a method for interrupting an electrical connection between a high-voltage battery and a vehicle electrical system of a motor vehicle. Under high voltage is to be understood in the context of the invention, an electrical voltage that is greater than 60 volts. As a result of the connection, a first battery connection is coupled to a first vehicle electrical system connection and a second battery connection is coupled to a second vehicle electrical system connection. Thus, one of the battery terminals may be the plus pole and the second battery terminal may be the minus pole or ground pole of the battery. In the method, it is checked by a control device by means of a shunt device whether an electrical current flowing via the electrical connection has at most one rated current value including a predetermined tolerance. In this case, that is, when the current is at most the rated current value plus the tolerance, the first becomes Battery connection with the first electrical system connection coupling and current conducting semiconductor switching element switched blocking. This takes place wear-free in the case of a semiconductor switching element. Subsequently, a mechanical switching element which couples the second battery connection to the second vehicle electrical connection is opened. By opening the mechanical switching element, the connection is galvanically interrupted. Previously, however, this mechanical switching element was switched off by first switching the semiconductor switching element was turned off. Thus, the mechanical switching element is switched wear-free or gentle.

Falls dagegen im gegenteiligen Fall der Strom größer als der Nennstromwert plus Toleranz ist, wird unmittelbar das mechanische Schaltelement und/oder ein Notabschaltelement geöffnet, d.h. in einen elektrisch sperrenden Zustand geschaltet. In diesem Fall ist davon auszugehen, dass das Halbleiterschaltelement den Strom nicht erfolgreich unterbrechen kann, so dass sofort eine galvanische Unterbrechung bewirkt oder ausgelöst wird. Conversely, if, on the contrary, the current is greater than the nominal current value plus tolerance, the mechanical switching element and / or an emergency shut-off element is immediately opened, i. switched to an electrically blocking state. In this case, it can be assumed that the semiconductor switching element can not successfully interrupt the current, so that a galvanic interruption is immediately effected or triggered.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass die Hochvoltbatterie mittels eines mechanischen Schaltelements galvanisch von dem Bordnetz getrennt werden kann und dieses mechanische Schaltelement aber schonend geschaltet wird, indem zuvor mittels des Halbleiterschaltelements der elektrische Strom unterbrochen wird, falls der elektrische Strom höchstens den Nennstromwert einschließlich Toleranz aufweist. Nur bei einer größeren oder höheren Stromstärke, wenn also ein erfolgreiches Abschalten mittels des Halbleiterschaltelements ungewiss ist, wird sofort mittels des mechanisches Schaltelements und/oder des Notabschaltelements geschaltet, das heißt die Verbindung unterbrochen, so dass es trotz des Bereitstellens eines Halbleiterschaltelements stets zu einer sicheren Abschaltung des Stromes kommt. Der besagte Nennstromwert kann beispielsweise in einem Bereich von 10 Ampere bis 200 Ampere liegen. Der Toleranzwert der Toleranz ist bevorzugt in einen Bereich von 0 Prozent (keine Toleranz) bis 40 Prozent des Nennstromwerts. Die Zuordnung von erstem Bordnetzanschluss und zweitem Bordnetzanschluss zu Plusleitung und Masseleitung des Bordnetzes ist hierbei vom Fachmann wählbar, wobei die entsprechende Zuordnung von erstem und zweitem Batterieanschluss zu den elektrischen Polen der natürlich passen muss. The invention provides the advantage that the high-voltage battery can be galvanically separated from the electrical system by means of a mechanical switching element and this mechanical switching element is gently switched by previously interrupted by means of the semiconductor switching element of the electric current, if the electric current at most the rated current value including Tolerance has. Only at a higher or higher current, that is, when a successful shutdown by means of the semiconductor switching element is uncertain, is switched immediately by means of the mechanical switching element and / or the emergency shutdown, that is, the connection is interrupted, so that it is always a safe despite the provision of a semiconductor switching element Shutdown of the power comes. The said nominal current value may for example be in a range of 10 amps to 200 amps. The tolerance value of the tolerance is preferably within a range of 0 percent (no tolerance) to 40 percent of the rated current value. The assignment of the first vehicle electrical system connection and the second vehicle electrical system connection to the positive cable and the earth cable of the vehicle electrical system can be selected by the person skilled in the art, whereby the corresponding assignment of the first and second battery connection to the electrical poles must, of course, be appropriate.

Zu der Erfindung gehören auch optionale Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben. The invention also includes optional developments, by the characteristics of which additional benefits.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird das Notabschaltelement ausgelöst, falls bei sperrend geschaltetem Halbleiterschaltelement und/oder bei geöffneten mechanischem Schaltelement detektiert wird, dass der Strom immer noch fließt. Dies wird insbesondere wieder mittels der Shunteinrichtung durchgeführt. Das Notabschaltelement wird bei dieser Weiterbildung in vorteilhafter Weise also auch als letzte Rückfallebene genutzt, wenn nach Öffnen des Halbleiterschaltelements und/oder des mechanischen Schaltelements keine erfolgreiche Unterbrechung des Stromes vorliegt. Als Notabschaltelement kann beispielsweise eine pyrotechnische Sicherung vorgesehen sein. According to one embodiment of the invention, the Notabschaltelement is triggered if it is detected when the switched semiconductor switching element and / or with open mechanical switching element, that the current is still flowing. This is done in particular again by means of the shunting device. The Notabschaltelement is thus advantageously used in this development as the last fallback level, if there is no successful interruption of the current after opening the semiconductor switching element and / or the mechanical switching element. As an emergency shutdown, for example, a pyrotechnic fuse can be provided.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei einer mittels des Halbleiterschaltelements erfolgten (und trotz eines Stromflusses) erfolgreichen Verbindungsunterbrechung das mechanische Schaltelement wieder verwendet wird und dagegen bei erfolgloser Verbindungsunterbrechung eine Austauschanforderung zum Austauschen des mechanischen Schaltelements signalisiert wird. Anders als im Stand der Technik wird also keine Wartung oder Erneuerung vorgenommen, wenn trotz Stromflusses bei einem Strom mit höchstens dem Nennstromwert einschließlich Toleranz der Strom erfolgreich mittels des Halbleiterschaltelements unterbrochen werden konnte. Somit wird also das mechanische Schaltelement nur dann ausgetauscht, falls das mechanische Schaltelement auch tatsächlich zum Unterbrechen des Stromes genutzt wurde. Dies wird durch die entsprechende Austauschanforderung angefordert oder signalisiert. Damit wird das mechanische Schaltelement also wirtschaftlicher als im Stand der Technik genutzt. A development of the invention provides that in a successful by means of the semiconductor switching element (and despite a current flow) connection interruption, the mechanical switching element is used again and on the other hand in case of unsuccessful connection interruption an exchange request is signaled to replace the mechanical switching element. Unlike the prior art, therefore, no maintenance or renewal is made when, despite current flow in a current with at most the rated current value including tolerance of the current could be successfully interrupted by means of the semiconductor switching element. Thus, therefore, the mechanical switching element is replaced only if the mechanical switching element was actually used to interrupt the flow. This is requested or signaled by the corresponding exchange request. Thus, the mechanical switching element is thus used more economically than in the prior art.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass nach unterbrochener Verbindung ein Wiederverbinden der Hochvoltbatterie mit dem Bordnetz erfolgt, indem zunächst das mechanische Schaltelement geschlossen wird, dann der sperrend geschaltete Halbleiterschalter mittels eines zusätzlichen Halbleiterschaltelements mit Vorladewiderstandselement überbrückt wird. Hierdurch wird ein Vorladestrom, über welchen beispielsweise Kapazitäten des Bordnetzes mit einem Strom aus der Hochvoltbatterie aufgeladen werden, durch den Vorladewiderstand gedrosselt. Nach erfolgtem Vorladen des Bordnetzes wird dann das Halbleiterschaltelement leitend geschaltet. Falls es dann zu einem Rest-Vorladestrom kommt, weil noch nicht alle Kapazitäten vollständig auf die Batteriespannung der Hochvoltbatterie aufgeladen worden sind, so erfolgt beim Schalten des Halbleiterschaltelements und nicht beim Schalten des mechanischen Schaltelements, wodurch auch ein verschleißfreies Zuschalten erreicht wird. A further development of the invention provides that, after the connection has been disconnected, the high-voltage battery is reconnected to the vehicle electrical system by first closing the mechanical switching element, then bridging the switched-off semiconductor switch by means of an additional semiconductor switching element with pre-charging resistor element. As a result, a pre-charging current, via which, for example, capacities of the electrical system are charged with a current from the high-voltage battery, is throttled by the pre-charging resistor. After pre-charging the vehicle electrical system, the semiconductor switching element is then turned on. If there is then a residual Vorladestrom, because not all capacitors have been fully charged to the battery voltage of the high-voltage battery, it is done when switching the semiconductor switching element and not when switching the mechanical switching element, whereby a wear-free connection is achieved.

Zu der Erfindung gehört auch eine Batterieanschlussvorrichtung zum schaltbaren elektrischen Verbinden der Hochvoltbatterie an das Bordnetz des Kraftfahrzeugs. Die Batterieanschlusseinrichtung wird zwischen das Bordnetz und die Hochvoltbatterie geschaltet und weist hierzu einen ersten Bordnetzanschluss und einen zweiten Bordnetzanschluss sowie einen ersten Batterieanschluss und einen zweiten Batterieanschluss auf. Die Batterieanschlüsse können jeweils mit einem Pol der Batterie elektrisch verbunden werden. Von den Bordnetzanschlüssen kann einer mit der Plusleitung und einer mit der Masseleitung des Bordnetzes verschaltet werden. In bekannter Weise ist ein den ersten Bordnetzanschluss und den ersten Batterieanschluss verbindendes erstes schaltbares Schaltelement und ein den zweiten Bordnetzanschluss und den zweiten Batterieanschluss verbindendes zweites Schaltelement vorgesehen. Anders als im Stand der Technik ist aber nicht jedes der Schaltelemente ein mechanisches Schaltelement, also beispielsweise ein Schütz, sondern nur eines der beiden Schaltelemente ist ein steuerbares mechanisches Schaltelement zum galvanischen Trennen und das andere der beiden Schaltelemente ist ein Halbleiterschaltelement zum steuerbaren elektrischen Trennen des jeweiligen Bordnetzanschlusses und des jeweiligen Batterieanschlusses. Bei der Batterieanschlussvorrichtung sind des Weiteren eine Shunteinrichtung zum Erfassen eines Stromwerts eines zwischen der Hochvoltbatterie und dem Bordnetz fließenden Stromes sowie eine Steuereinrichtung zum Schalten der Schaltelemente bereitgestellt. Die Steuereinrichtung ist erfindungsgemäß dazu eingerichtet, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Hierdurch wird das mechanische Schaltelement schonend und/oder verschleißarm betrieben, obwohl die Batterieanschlusseinrichtung auch bei fließendem Strom die elektrische Verbindung unterbrechen oder trennen kann. Zudem kann die Batterieanschlussvorrichtung kompakter gebaut sein als eine herkömmliche Batterieanschlussvorrichtung mit zwei mechanischen Schaltelementen. Insbesondere ist hierzu nur ein mechanisches Schaltelement bereitgestellt. The invention also includes a battery terminal device for switchable electrical connection of the high-voltage battery to the electrical system of the motor vehicle. The battery connection device is between the electrical system and the High-voltage battery connected and has for this purpose a first electrical system connection and a second electrical system connection and a first battery connection and a second battery connection. The battery terminals can each be electrically connected to one pole of the battery. One of the on-board power supply connections can be interconnected with the plus cable and one with the earth cable of the vehicle electrical system. In a known manner, a first switchable switching element connecting the first vehicle electrical system connection and the first battery connection, and a second switching element connecting the second vehicle electrical system connection and the second battery connection are provided. Unlike in the prior art but not each of the switching elements is a mechanical switching element, so for example a contactor, but only one of the two switching elements is a controllable mechanical switching element for galvanic separation and the other of the two switching elements is a semiconductor switching element for controllable electrical separation of the respective On-board power supply and the respective battery connection. Furthermore, a shunt device for detecting a current value of a current flowing between the high-voltage battery and the electrical system and a control device for switching the switching elements are provided in the battery connection device. The control device according to the invention is adapted to carry out an embodiment of the method according to the invention. As a result, the mechanical switching element is operated gently and / or wear-poor, although the battery terminal device can break or disconnect the electrical connection even when the current is flowing. In addition, the battery terminal device can be made more compact than a conventional battery terminal device having two mechanical switching elements. In particular, only a mechanical switching element is provided for this purpose.

Das Halbleiterschaltelement umfasst gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zumindest einen Transistor. Insbesondere ist zumindest ein Feldeffekttransistor FET oder ein IGBT (insulated gate bipolar transistor) vorgesehen, wodurch auch eine galvanische Trennung der Steueranschlüsse, also der Gates, von dem Hochvoltschaltkreis vorliegt. Bei dem mechanischen Schaltelement handelt es sich bevorzugt um einen Schütz. Hierdurch kann zuverlässig die gewünschte galvanische Trennung eines Pols der Batterie vom Bordnetz ermöglicht oder bereitgestellt werden. The semiconductor switching element according to an embodiment of the invention comprises at least one transistor. In particular, at least one field effect transistor FET or an IGBT (insulated gate bipolar transistor) is provided, as a result of which there is also a galvanic isolation of the control connections, that is, the gates, from the high-voltage circuit. The mechanical switching element is preferably a contactor. As a result, the desired electrical isolation of a pole of the battery from the electrical system can be reliably enabled or provided.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zusätzlich dem Halbleiterschaltelement zumindest ein steuerbares zusätzliches Halbleiterschaltelement mit Vorladewiderstandselement zum Vorladen des Bordnetzes parallel geschaltet ist. Dann kann das Bordnetz in der beschriebenen Weise über das zusätzliche Halbleiterschaltelement und das Vorladewiderstandselement vorgeladen werden. Anschließend kann dann selbst bei einer Rest-Spannungsdifferenz zwischen Bordnetz und Hochvoltbatterie dennoch verschleißfrei die Hochvoltbatterie über das Halbleiterschaltelement zugeschaltet werden. A further development of the invention provides that, in addition, at least one controllable additional semiconductor switching element with a precharging resistance element for precharging the vehicle electrical system is connected in parallel with the semiconductor switching element. Then the vehicle electrical system can be pre-charged in the described manner via the additional semiconductor switching element and the pre-charging resistor. Then, even with a residual voltage difference between the vehicle electrical system and the high-voltage battery, the high-voltage battery can nevertheless be connected without wear via the semiconductor switching element.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist zusätzlich ein mit der Steuereinrichtung gekoppeltes steuerbares Notabschaltelement bereitgestellt, das beispielsweise einem der Schaltelemente in Serie geschaltet sein kann. Insbesondere handelt es sich bei dem Notabschaltelement um die besagte Pyrosicherung, die durch ein Auflösesignal der Steuereinrichtung gezündet werden kann. Durch die so erfolgte mechanische Zerstörung der elektrischen Verbindung kann auch bei einem Strom mit einer Stromstärke größer als der beschriebene Nennstromwert plus Toleranz dennoch eine sichere Trennung der Batterie vom Bordnetz erreicht werden. According to one embodiment of the invention, a controllable Notabschaltelement coupled to the control device is additionally provided, which may be connected in series, for example, one of the switching elements. In particular, the emergency shutdown element is the said pyroelectric fuse which can be ignited by a resolution signal of the control device. As a result of the mechanical destruction of the electrical connection that has taken place in this way, a secure disconnection of the battery from the vehicle electrical system can still be achieved even with a current having a current intensity greater than the described nominal current value plus tolerance.

Schließlich gehört zu der Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einem Bordnetz und einer Hochvoltbatterie, die über eine Batterieanschlussvorrichtung an das Bordnetz angeschlossen ist. Die Batterieanschlussvorrichtung stellt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterieanschlussvorrichtung dar. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgestaltet. Finally, the invention also includes a motor vehicle with a vehicle electrical system and a high-voltage battery, which is connected via a battery connection device to the electrical system. The battery connecting device represents an embodiment of the battery connecting device according to the invention. The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car.

Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur (Fig.) eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs. In the following an embodiment of the invention is described. For this purpose, the single FIGURE (FIG.) Shows a schematic representation of an embodiment of the motor vehicle according to the invention.

Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar. The exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention. In the exemplary embodiment, the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also each independently further develop the invention and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.

In der Figur ist ein Kraftfahrzeug 1 gezeigt, bei welchem es sich beispielsweise um einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, handeln kann. Dargestellt sind eine Hochvoltbatterie 2 und ein Bordnetz 3 des Kraftfahrzeugs 1. Elektrische Verbraucher 4, die an das Bordnetz 3 angeschlossen sein können, sind in der Figur der Übersichtlichkeit halber lediglich durch ein einziges Element repräsentiert. Die Hochvoltbatterie 2 ist mit dem Bordnetz 3 über eine Anschlussvorrichtung 5 verschaltet, d.h. an das Bordnetz 3 angeschlossen. Die Anschlussvorrichtung 5 weist hierzu einen ersten Batterieanschluss 6 und einen zweiten Batterieanschluss 7 zum elektrischen Verbinden mit einem jeweiligen Batteriepol der Hochvoltbatterie 2 auf. Für den Anschluss an das Bordnetz 3 weist die Anschlussvorrichtung 5 einen ersten Bordnetzanschluss 8 und einen zweiten Bordnetzanschluss 9 auf. Durch die Anschlussvorrichtung 5 ist der erste Batterieanschluss 6 mit dem ersten Bordnetzanschluss 8 in dem gezeigten Beispiel über eine Parallelschaltung 10 aus einem ersten Halbleiterschaltelement 11 und einer Vorladeschaltung 12 sowie ein der Parallelschaltung 10 in Serie geschaltetes Notabschaltelement 13 verbunden. Die Vorladeschaltung 12 kann ein weiteres Halbleiterschaltelement 14 und einen Vorladewiderstand oder ein Vorladewiderstandselement 15 umfassen. Bei dem Halbleiterschaltelement 11 und dem weiteren Halbleiterschaltelement 14 kann es sich jeweils beispielsweise um einen Transistor oder um eine Parallelschaltung mehrerer Transistoren handeln. Das Halbleiterschaltelement 14 für die Vorladeschaltung 12 kann Feldeffekttransistor beispielsweise ein MOS-FET (MOS – Metal Oxide Semiconductor) mit Potential getrennter Gate-Ansteuerung vorgehen sein. Als Halbleiterschaltelement 11 kann ein IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) oder ebenfalls ein MOS-FET mit vorgesehen sein, jeweils mit Potential getrennter Gate-Ansteuerung. Bei dem Notabschaltelement 13 kann es sich beispielsweise um eine Pyrosicherung oder einen Sprengsatz oder die beschriebene Schmelzsicherung mit Kurzschlusstransistor handeln. Als nichtschaltbares Notabschaltelement 13 kann eine einfache Schmelzsicherung vorgesehen sein. In the figure is a motor vehicle 1 shown, which may be, for example, a motor vehicle, especially a passenger car, act. Shown are a high-voltage battery 2 and a wiring system 3 of the motor vehicle 1 , Electrical consumer 4 connected to the electrical system 3 can be connected, are represented in the figure for the sake of clarity, only by a single element. The high-voltage battery 2 is with the electrical system 3 via a connection device 5 interconnected, ie to the electrical system 3 connected. The connection device 5 has for this purpose a first battery connection 6 and a second battery terminal 7 for electrically connecting to a respective battery pole of the high-voltage battery 2 on. For connection to the electrical system 3 has the connection device 5 a first electrical system connection 8th and a second electrical system connection 9 on. Through the connection device 5 is the first battery connection 6 with the first electrical system connection 8th in the example shown via a parallel connection 10 from a first semiconductor switching element 11 and a precharge circuit 12 as well as one of the parallel connection 10 series shutdown emergency shutdown element 13 connected. The precharge circuit 12 may be another semiconductor switching element 14 and a precharge resistor or a precharge resistor element 15 include. In the semiconductor switching element 11 and the further semiconductor switching element 14 each may be, for example, a transistor or a parallel connection of a plurality of transistors. The semiconductor switching element 14 for the precharge circuit 12 For example, a field-effect transistor can be a MOS-FET (MOS-metal oxide semiconductor) with potential for separate gate drive. As a semiconductor switching element 11 For example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or also a MOSFET can be provided, each with the potential of separate gate drive. In the emergency shutdown element 13 it may be, for example, a pyro fuse or an explosive device or the fuse described with short-circuit transistor. As non-switchable emergency shutdown element 13 can be provided a simple fuse.

Der zweite Batterieanschluss 7 kann mit dem zweiten Bordnetzanschluss 9 durch ein mechanisches Schaltelement 16 und eine diesem in Reihe geschaltete Shunteinrichtung 17 verbunden sein. Die genannten Verbindungselemente können auch in einer anderen als der beschriebenen Anordnung zwischen die Anschlüsse 6, 7, 8, 9 geschaltet sein, mit der Maßgabe das das Halbleiterschaltelement 11 und das mechanische Schaltelement 16 unterschiedliche der Anschlusspaare 6, 8 und 7, 9 verbinden. Eine Steuereinrichtung 18 kann aus einer Batteriemanagementeinrichtung (nicht dargestellt) der Hochvoltbatterie 2 und/oder aus der Shunteinrichtung 17 Signale empfangen. Beispielsweise kann mittels der Shunteinrichtung 17 eine Stromstärke eines über die Anschlussvorrichtung 5 fließenden elektrischen Stromes I aus der Hochvoltbatterie 2 ermittelt werden. Die Shunteinrichtung 17 kann in an sich bekannter Weise auf der Grundlage eines Shunt-Widerstands realisiert sein. Aus der Hochvoltbatterie 2 selbst können als Informationssignale beispielsweise eine Temperatur der Hochvoltbatterie 2 und/oder ein weiterer Stromstärkewert ermittelt werden. The second battery connection 7 can with the second electrical system connection 9 by a mechanical switching element 16 and a shunt device connected in series 17 be connected. The said connecting elements can also be in a different arrangement than described between the terminals 6 . 7 . 8th . 9 be switched, with the proviso that the semiconductor switching element 11 and the mechanical switching element 16 different of the connection pairs 6 . 8th and 7 . 9 connect. A control device 18 may consist of a battery management device (not shown) of the high-voltage battery 2 and / or from the shunting device 17 Receive signals. For example, by means of the shunt device 17 a current strength over the connection device 5 flowing electric current I from the high-voltage battery 2 be determined. The shunting facility 17 can be realized in a conventional manner based on a shunt resistor. From the high-voltage battery 2 Even as information signals, for example, a temperature of the high-voltage battery 2 and / or another current value can be determined.

Durch die Steuereinrichtung 18 können das Halbleiterschaltelement 11, die Vorladeschaltung 12, das Notabschaltelement 13, das mechanische Schaltelement 16 geschaltet werden. Die Steuereinrichtung 18 kann hierzu auf der Grundlage eines ASICs (Application Specific Integrated Circuit) oder eines FPGAs (Field Programmable Gate Array) realisiert sein, wodurch eine echtzeitfähige Überwachung und Notabschaltung der Hochvoltbatterie 2 vom Bordnetz 3 beispielsweise in Abhängigkeit von einem externen Schaltsignal 19 und/oder einer Abschaltanforderung durch die Hochvoltbatterie 2 und/oder einer Überstromüberwachung auf Grundlage der Shunteinrichtung 17 ermöglicht sein kann. By the control device 18 can the semiconductor switching element 11 , the precharge circuit 12 , the emergency shutdown element 13 , the mechanical switching element 16 be switched. The control device 18 This can be realized on the basis of an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array), whereby a real-time monitoring and emergency shutdown of the high-voltage battery 2 from the electrical system 3 for example, depending on an external switching signal 19 and / or a shutdown request by the high-voltage battery 2 and / or overcurrent monitoring based on the shunting device 17 can be possible.

Durch die Batterieanschlussvorrichtung 5 ist nur ein Pol der Hochvoltbatterie 2 mechanisch per mechanischem Schaltelement 16, beispielsweise einem Schütz, geschaltet, um eine sichere, halbleiterunabhängige galvanische Trennung zu erreichen. Through the battery connection device 5 is just one pole of the high-voltage battery 2 mechanically by mechanical switching element 16 , such as a contactor, switched to achieve a secure, semiconductor-independent galvanic isolation.

Die Vorladeschaltung 12 sowie der zweite Hauptschalter, das heißt das Halbleiterschaltelement 11, sind als Halbleiterelemente ausgelegt. Dabei ist das Halbleiterschaltelement 11 derart ausgelegt, dass eine Notabschaltung im Sinne eines Trennens bei Nennstrom, verschleißfrei durch das Halbleiterschaltelement 11 erfolgen kann. The precharge circuit 12 and the second main switch, that is, the semiconductor switching element 11 , are designed as semiconductor elements. In this case, the semiconductor switching element 11 designed such that an emergency shutdown in the sense of a separation at rated current, wear-free by the semiconductor switching element 11 can be done.

Für eine solche Abschaltprozedur wird durch die Steuereinrichtung 18 folgendes Verfahren durchgeführt, wobei von dem Schaltzustand ausgegangen wird, dass sowohl das Halbleiterschaltelement 11 als aus das mechanische Schaltelement 16 elektrisch leitend geschaltet sind und das weitere Halbleiterschaltelement 14 elektrisch sperrt:

  • 1. Öffnen des Halbleiterschaltelements 11 durch Ansteuern des Halbleiterschaltelements 11 durch die Steuereinrichtung 18.
  • 2. Kontrolle über die Shunteinrichtung 17, ob der Stromfluss des Stromes I erfolgreiche unterbrochen wurde, und in diesem Fall:
  • 3. Öffnen des mechanischen Schaltelements 16, wodurch ein galvanisch sicherer Abschaltzustand ohne Verschleiß der mechanischen Schalteinrichtung 16 erreicht wird.
  • 4. Falls nach dem Öffnen des Halbleiterschaltelements 16 immer noch ein Stromfluss des Stromes I detektiert wird oder falls durch die Shunteinrichtung 17 von vornherein größerer Stromwert des Stromes I detektiert wurde, so dass das Halbleiterschaltelement 11 nicht mehr verschleißfrei Öffnen kann, erfolgt ein sofortiges Auslösen des mechanischen Schaltelements 11 oder aller Schaltelemente, insbesondere kann auch das Notabschaltelement 13 ausgelöst werden. Hierdurch wird ein galvanisch sicherer Abschaltzustand erreicht, allerdings mit Geräteverschleiß, so dass ein Austausch im Feld oder in einer Werkstatt erfolgen muss.
For such a shutdown procedure is by the control device 18 the following method is performed, it is assumed that the switching state that both the semiconductor switching element 11 as from the mechanical switching element 16 are switched electrically conductive and the further semiconductor switching element 14 electrically locks:
  • 1. Opening the semiconductor switching element 11 by driving the semiconductor switching element 11 by the control device 18 ,
  • 2. Control of the shunting device 17 whether the current flow of the current I was successfully interrupted, and in this case:
  • 3. Opening the mechanical switching element 16 , whereby a galvanically safe shutdown state without wear of the mechanical switching device 16 is reached.
  • 4. If after opening the semiconductor switching element 16 still a current flow of the current I is detected or if by the shunting device 17 from the outset greater current value of the current I was detected, so that the semiconductor switching element 11 can no longer open without wear, there is an immediate release of the mechanical switching element 11 or all the switching elements, in particular, the Notabschaltelement 13 to be triggered. As a result, a galvanically safe shutdown is achieved, but with equipment wear, so that an exchange in the field or in a workshop must be made.

Bei einem Notaus, beispielsweise bei Empfangen des Abschaltsignals 19, das entweder beispielsweise durch den Benutzer des Kraftfahrzeugs 1 oder durch eine an sich bekannte Fehlerdetektionsschaltung ausgelöst werden kann, können somit Nennströme sofort mittels des Halbleiterschaltelements 11 verschleißfrei getrennt werden. Dies ist in der Praxis der häufigst auftretende Fall, so dass die Batterieanschlussvorrichtung 5 in einem solchen Fall dennoch nicht ausgetauscht werden muss. Zudem besteht in vorteilhafter Weise die physikalisch realisierbare Abschaltzeit, die kleiner ist als beim Schalten eines mechanischen Schaltelements. Die Abschaltzeit kann insbesondere bei weniger als einer Millisekunde liegen. Durch Bereitstellen nur eines mechanischen Schaltelements und Verwenden eines Halbleiterschaltelements 11 als zweitem Hauptschalter, können auch Bauraum und Kosten gespart werden. Das Halbleiterschaltelement 11 kann auf dem Hochvoltbereich als eine vorhandene Leiterplatte oder als eigenes Leistungsmodul integriert sein. In the event of an emergency stop, for example when receiving the switch-off signal 19 either by the user of the motor vehicle, for example 1 or can be triggered by a known fault detection circuit, thus rated currents can immediately by means of the semiconductor switching element 11 be separated wear-free. This is the most common case in practice, so the battery connector 5 nevertheless, it does not have to be exchanged in such a case. In addition, there is advantageously the physically realizable turn-off time, which is smaller than when switching a mechanical switching element. In particular, the turn-off time may be less than one millisecond. By providing only one mechanical switching element and using a semiconductor switching element 11 as the second main switch, space and costs can be saved. The semiconductor switching element 11 can be integrated on the high-voltage area as an existing circuit board or as a separate power module.

Um bei getrennter Hochvoltbatterie 2 diese wieder an das Bordnetz 3 zu schalten, wird zunächst das Halbleiterschaltelement 11 im nicht-leitenden Zustand beibehalten und über die Vorladeschaltung 12 durch Schließen oder Leitend-Schalten des Halbleiterschaltelements 14 eine Vorladung des Bordnetzes 3 aus der Hochvoltbatterie 2 bewirkt. Bei Beenden der Vorladung fließen immer noch kleine Restströme und es gibt eine Spannungsdifferenz zwischen dem Bordnetz 3 und der Hochvoltbatterie 2, die durch Schließen des Halbleiterschaltelements 11 getragen werden müssen, was aber durch Verwendung des Halbleiterschaltelements 11 anstelle eines mechanischen Schaltelements verschleißfrei erfolgen kann. To separate with high-voltage battery 2 this back to the electrical system 3 to switch, first, the semiconductor switching element 11 maintained in the non-conductive state and the precharge circuit 12 by closing or conducting the semiconductor switching element 14 a summons of the electrical system 3 from the high-voltage battery 2 causes. When the precharge is completed, small residual currents still flow and there is a voltage difference between the vehicle electrical system 3 and the high-voltage battery 2 by closing the semiconductor switching element 11 have to be supported, but by using the semiconductor switching element 11 can be done without wear instead of a mechanical switching element.

Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung eine verschleißfreie Batterieanschlussvorrichtung für eine Hochvolt-Architektur durch Einsatz einer geeigneten Abschaltsteuerelektronik und Halbleiterschalter bereitgestellt werden kann. Overall, the example shows how the invention can provide a wear-resistant battery terminal device for a high-voltage architecture by employing suitable shutdown control electronics and semiconductor switches.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (9)

Verfahren zum Unterbrechen einer elektrischen Verbindung zwischen einer Hochvoltbatterie (2) und einem Bordnetz (3) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei durch die Verbindung ein erster Batterieanschluss (6) mit einem ersten Bordnetzanschluss (8) und ein zweiter Batterieanschluss (7) mit einem zweiten Bordnetzanschluss (9) gekoppelt ist, und wobei bei dem Verfahren durch eine Steuereinrichtung: – mittels einer Shunteinrichtung (17) überprüft wird, ob ein über die Verbindung fließender elektrischer Strom (I) höchstens einen Nennstromwert einschließlich einer vorbestimmten Toleranz aufweist, und – in diesem Fall ein den ersten Batterieanschluss (6) mit dem ersten Bordnetzanschluss (8) koppelndes Halbleiterschaltelement (11) sperrend geschaltet wird und anschließend ein den zweiten Batterieanschluss (7) mit dem zweiten Bordnetzanschluss (9) koppelndes mechanisches Schaltelement (16) geöffnet und hierdurch die Verbindung galvanisch unterbrochen wird, und – im gegenteiligen Fall unmittelbar das mechanische Schaltelement (16) und/oder ein Notabschaltelement (13) geöffnet wird. Method for interrupting an electrical connection between a high-voltage battery ( 2 ) and a vehicle electrical system ( 3 ) of a motor vehicle ( 1 ), whereby a first battery connection ( 6 ) with a first vehicle electrical system connection ( 8th ) and a second battery connection ( 7 ) with a second vehicle electrical system connection ( 9 ), and wherein in the method by a control device: - by means of a shunt device ( 17 ) it is checked whether an electrical current (I) flowing through the connection has at most one rated current value including a predetermined tolerance, and - in this case, the first battery terminal ( 6 ) with the first vehicle electrical system connection ( 8th ) coupling semiconductor switching element ( 11 ) is switched off and then a second battery connection ( 7 ) with the second vehicle electrical system connection ( 9 ) coupling mechanical switching element ( 16 ) and thereby the connection is galvanically interrupted, and - in the opposite case directly the mechanical switching element ( 16 ) and / or an emergency shutdown element ( 13 ) is opened. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Notabschaltelement (13) ausgelöst wird, falls bei sperrend geschaltetem Halbleiterschaltelement (11) und/oder bei geöffnetem mechanischen Schaltelement (16) detektiert wird, dass der Strom (I) immer noch fließt. Method according to claim 1, wherein the emergency shutdown element ( 13 ) is triggered if, when the semiconductor switching element is switched off ( 11 ) and / or with an open mechanical switching element ( 16 ) is detected that the current (I) is still flowing. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einer mittels des Halbleiterschaltelements (11) erfolgten, trotz eines Stromflusses des Stromes (I) erfolgreichen Verbindungsunterbrechung das mechanische Schaltelement (16) wiederverwendet wird und bei erfolgloser Verbindungsunterbrechung eine Austauschanforderung zum Austauschen des mechanischen Schaltelements (16) signalisiert wird. Method according to one of the preceding claims, wherein in one by means of the semiconductor switching element ( 11 ), despite a current flow of the current (I) successful connection interruption, the mechanical switching element ( 16 ) and, in the event of an unsuccessful connection interruption, an exchange request for exchanging the mechanical switching element ( 16 ) is signaled. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach unterbrochener Verbindung ein Wiederverbinden der Hochvoltbatterie (2) mit dem Bordnetz (3) erfolgt, indem zunächst das mechanische Schaltelement (16) geschlossen wird und der sperrend geschaltete Halbleiterschalter mittels eines zusätzlichen Halbleiterschaltelements (14) mit Vorladewiderstandselement (15) überbrückt wird und nach erfolgtem Vorladen des Bordnetzes (3) das Halbleiterschaltelement (11) leitend geschaltet wird. Method according to one of the preceding claims, wherein after interrupted connection reconnecting the high-voltage battery ( 2 ) with the electrical system ( 3 ) is carried out by first the mechanical switching element ( 16 ) is closed and the blocking switched semiconductor switch by means of an additional semiconductor switching element ( 14 ) with precharge resistance element ( 15 ) is bridged and after pre-charging the electrical system ( 3 ) the semiconductor switching element ( 11 ) is turned on. Batterieanschlussvorrichtung (5) zum schaltbaren elektrischen Verbinden einer Hochvoltbatterie (2) mit einem Bordnetz (3) eines Kraftfahrzeugs (1), aufweisend: – einen ersten Bordnetzanschluss (8) und einen zweiten Bordnetzanschluss (9), – einen ersten Batterieanschluss (6) und einen zweiten Batterieanschluss (7), – ein den ersten Bordnetzanschluss (8) und den ersten Batterieanschluss (6) verbindendes erstes schaltbares Schaltelement (11), – ein den zweiten Bordnetzanschluss (9) und den zweiten Batterieanschluss (7) verbindendes zweites schaltbares Schaltelement (16), – eine Shunteinrichtung (17) zum Erfassen eines Stromwerts eines zwischen der Hochvoltbatterie (2) und dem Bordnetz (3) fließenden Stromes (I), – eine Steuereinrichtung (18) zum Schalten der Schaltelemente (11, 16), dadurch gekennzeichnet, dass nur eines der beiden Schaltelemente (11, 16) ein steuerbares mechanisches Schaltelement (16) zum galvanischen Trennen und das andere der beiden Schaltelemente (11, 16) einen Halbleiterschaltelement (11) zum steuerbaren elektrischen Trennen des jeweiligen Bordnetzanschlusses (8, 9) und des jeweiligen Batterieanschlusses (6, 7) ist und die Steuereinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen. Battery connection device ( 5 ) for switchable electrical connection of a high-voltage battery ( 2 ) with a vehicle electrical system ( 3 ) of a motor vehicle ( 1 ), comprising: - a first vehicle electrical system connection ( 8th ) and a second vehicle electrical system connection ( 9 ), - a first battery connection ( 6 ) and a second battery connection ( 7 ), - a first vehicle electrical system connection ( 8th ) and the first battery connection ( 6 ) connecting first switchable switching element ( 11 ), - a second vehicle electrical system connection ( 9 ) and the second battery connector ( 7 ) connecting second switchable switching element ( 16 ), - a shunting device ( 17 ) for detecting a current value of one between the high-voltage battery ( 2 ) and the electrical system ( 3 ) flowing current (I), - a control device ( 18 ) for switching the switching elements ( 11 . 16 ), characterized in that only one of the two switching elements ( 11 . 16 ) a controllable mechanical switching element ( 16 ) for galvanic separation and the other of the two switching elements ( 11 . 16 ) a semiconductor switching element ( 11 ) for the controllable electrical disconnection of the respective electrical system connection ( 8th . 9 ) and the respective battery connection ( 6 . 7 ) and the control device ( 18 ) is adapted to perform a method according to any one of the preceding claims. Batterieanschlussvorrichtung (5) nach Anspruch 5, wobei das Halbleiterschaltelement (11) zumindest einen Transistor umfasst und/oder das mechanische Schaltelement (16) ein Schütz umfasst. Battery connection device ( 5 ) according to claim 5, wherein the semiconductor switching element ( 11 ) comprises at least one transistor and / or the mechanical switching element ( 16 ) comprises a contactor. Batterieanschlussvorrichtung (5) nach Anspruch 5 oder 6, wobei dem Halbleiterschaltelement (11) zumindest ein steuerbares zusätzliches Halbleiterschaltelement (14) mit Vorladewiderstandselement (15) zum Vorladen des Bordnetzes (3) parallel geschaltet ist. Battery connection device ( 5 ) according to claim 5 or 6, wherein the semiconductor switching element ( 11 ) at least one controllable additional semiconductor switching element ( 14 ) with precharge resistance element ( 15 ) for pre-charging the electrical system ( 3 ) is connected in parallel. Batterieanschlussvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei ein mit der Steuereinrichtung (18) gekoppeltes steuerbares Notabschaltelement (13), insbesondere eine Pyrosicherung, bereitgestellt ist. Battery connection device ( 5 ) according to one of claims 5 to 7, wherein a with the control device ( 18 ) coupled controllable emergency shutdown element ( 13 ), in particular a pyrosicherung, is provided. Kraftfahrzeug (1) mit einem Bordnetz (3) und einer Hochvoltbatterie (2), die über eine Batterieanschlussvorrichtung (5) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8 an das Bordnetz (3) angeschlossen ist. Motor vehicle ( 1 ) with a vehicle electrical system ( 3 ) and a high-voltage battery ( 2 ) connected via a battery connection device ( 5 ) according to one of claims 5 to 8 to the electrical system ( 3 ) connected.
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