DE102015226587B4 - Battery connection device and method for interrupting an electrical connection between a high-voltage battery and a motor vehicle electrical system - Google Patents

Battery connection 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

Verfahren zum Unterbrechen einer elektrischen Verbindung zwischen einer Hochvoltbatterie (2) und einem Bordnetz (3) eines Kraftwagens (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 dem Fall, dass der Strom (I) höchstens dem Nennstromwert plus Toleranz entspricht, 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- in dem Fall, dass der Strom (I) größer als der Nennstromwert plus Toleranz ist, unmittelbar das mechanische Schaltelement (16) und/oder ein Notabschaltelement (13) geöffnet wird.A method for interrupting an electrical connection between a high-voltage battery (2) and an on-board network (3) of a motor vehicle (1), whereby a first battery connection (6) with a first on-board network connection (8) and a second battery connection (7) with a second vehicle electrical system connection (9) is coupled, and wherein in the method by a control device: it is checked by means of a shunt device (17) whether an electrical current (I) flowing via the connection has at most a nominal current value including a predetermined tolerance, and In the event that the current (I) corresponds at most to the nominal current value plus tolerance, a semiconductor switching element (11) coupling the first battery connection (6) to the first on-board power supply connection (8) is switched off and then the second battery connection (7) is switched to the second On-board power supply connection (9) coupling mechanical switching element (16) opened and thereby the connection galvanic h is interrupted, and in the event that the current (I) is greater than the nominal current value plus tolerance, the mechanical switching element (16) and / or an emergency shutdown element (13) is opened immediately.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterbrechen einer elektrischen Verbindung zwischen einer Hochvoltbatterie und einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, das als Kraftwagen ausgebildet ist. 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 als Kraftwagen ausgebildetes Kraftfahrzeug mit der Batterieanschlussvorrichtung umfasst.The invention relates to a method for interrupting an electrical connection between a high-voltage battery and an on-board network of a motor vehicle which is designed as a motor vehicle. The connection is two-pole 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 performing the method. Finally, the invention also includes a motor vehicle designed as 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 for both battery connections to be connected to the respective on-board network connection via a mechanical switching element, for example a contactor. So that the installation space is small and the costs for these switching elements are not too high, these switching elements are designed according to the prior art over their service life in such a way that the switching elements can only be switched without a current load. In an emergency, if switching has to be carried out even when current is flowing, because at least one device in the high-voltage on-board electrical system is still in operation or because there is a short circuit or an arc, the mechanical switching element can still be used to interrupt the current, which then leads to possible damage of the switching element leads, so that afterwards an exchange of the mechanical switching element is required. One source of creeping wear and tear on the contacts of the mechanical switching elements are residual currents that are caused when the high-voltage battery is connected to the on-board network, when the second mechanical switching element is also closed after the on-board network has been precharged.

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 chokes 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 high-speed switching device for a high-performance battery in a floating current island network is according to FIG DE 10 2008 053 074 A1 therefore provided with a semiconductor switching element, which is connected upstream of one of the two contactors, in order to be able to interrupt a rated current with the semiconductor switching element first, so that the downstream contactor can only then be de-energized. This high-speed switching device has the disadvantage that two mechanical switching elements are still used to connect the high-voltage battery to the vehicle electrical system, so that there is no reduction in installation space and / or weight.

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, from the EP 0 766 362 A2 known to make a quick shutdown exclusively by means of a transistor. A switch is also provided for a normal shutdown process. 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 a battery protection circuit is known which determines a battery current on the basis of a shunt device which is formed from a shunt resistor connected into the current path of the battery current and a detection device for detecting the voltage drop across the shunt resistor. The protective circuit has two field effect transistors (FETs) connected in series, which can jointly separate one of the two battery connections from a connection of a charger. With this protective circuit, however, there is no complete galvanic decoupling of the battery from the charger. As a second protective device, a fuse is connected in series with the transistors, the fuse being able to be triggered in a targeted manner in that a short-circuit current can be passed through the fuse via a further transistor.

Aus der DE 10 2015 204 028 A1 ist ein Kraftwagen bekannt, dessen Hochspannungsbatterie mit einem elektrischen Fahrzeugbus über zwei elektrische Leitungen verbunden ist, von denen eine Leitung eine pyrotechnische Sicherung und die andere ein Schaltschütz aufweist.From the DE 10 2015 204 028 A1 a motor vehicle is known whose high-voltage battery is connected to an electrical vehicle bus via two electrical lines, one line having a pyrotechnic fuse and the other having a contactor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Verbindung zwischen einer Hochvoltbatterie und einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs verschleißarm schalten zu können.The invention is based on the object of being able to switch an electrical connection between a high-voltage battery and an on-board network of a motor vehicle with little 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 achieved by the subjects of the independent claims. Advantageous further developments of the invention result 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 an on-board network of a motor vehicle. In connection with the invention, high voltage is to be understood as an electrical voltage that is greater than 60 volts. As a result of the connection, a first battery connection is connected to a first vehicle electrical system connection and a second battery connection is connected to a second vehicle electrical system connection coupled. One of the battery connections can therefore be the plus pole and the second battery connection the minus pole or ground pole of the battery. In the method, a control device uses a shunt device to check whether an electrical current flowing via the electrical connection has at most a nominal current value including a predetermined tolerance. In this case, when the current corresponds at most to the nominal current value plus tolerance, a semiconductor switching element which couples the first battery connection to the first vehicle electrical system connection and carries the current is switched to be blocking. In the case of a semiconductor switching element, this takes place without wear. Subsequently, a mechanical switching element coupling the second battery connection to the second vehicle electrical system connection is opened. The connection is galvanically interrupted by opening the mechanical switching element. Before this, however, this mechanical switching element was de-energized by first switching the semiconductor switching element off. This means that the mechanical switching element is also switched in a wear-free or gentle manner.

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.If, on the other hand, the current is greater than the nominal current value plus tolerance in the opposite case, the mechanical switching element and / or an emergency shutdown element is opened immediately, i.e. switched to an electrically blocking state. In this case, it can be assumed that the semiconductor switching element cannot successfully interrupt the current, so that a galvanic interruption is effected or triggered immediately.

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 has the advantage that the high-voltage battery can be galvanically separated from the on-board network by means of a mechanical switching element and this mechanical switching element is switched gently, in that the electrical current is interrupted beforehand by means of the semiconductor switching element if the electrical current does not exceed the nominal current value Has tolerance. Only in the case of a larger or higher current strength, i.e. if successful shutdown by means of the semiconductor switching element is uncertain, is the mechanical switching element and / or the emergency shutdown element switched immediately, i.e. the connection is interrupted, so that, despite the provision of a semiconductor switching element, there is always a safe The electricity is switched off. Said nominal current value can for example be in a range from 10 amperes to 200 amperes. The tolerance value of the tolerance is preferably in a range from 0 percent (no tolerance) to 40 percent of the nominal current value. The assignment of the first on-board network connection and the second on-board network connection to the positive line and ground line of the on-board network can be selected by a specialist, whereby the corresponding assignment of the first and second battery connection to the electrical poles must of course match.

Zu der Erfindung gehören auch optionale Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben.The invention also includes optional developments, the features of which result in additional advantages.

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 a development of the invention, the emergency shutdown element is triggered if it is detected that the current is still flowing when the semiconductor switching element is switched off and / or when the mechanical switching element is open. This is again carried out in particular by means of the shunt device. In this development, the emergency shutdown element is also advantageously used as the last fall-back level if there is no successful interruption of the current after opening the semiconductor switching element and / or the mechanical switching element. A pyrotechnic fuse, for example, can be provided as an emergency shutdown element.

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 further development of the invention provides that if the connection is interrupted successfully by means of the semiconductor switching element (and despite a current flow), the mechanical switching element is used again and, on the other hand, if the connection is unsuccessful, an exchange request for replacing the mechanical switching element is signaled. In contrast to the prior art, no maintenance or renewal is carried out if, despite current flow, the current could be successfully interrupted by means of the semiconductor switching element at a current with at most the nominal current value including tolerance. Thus, the mechanical switching element is only replaced if the mechanical switching element was actually used to interrupt the current. This is requested or signaled by the corresponding exchange request. 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 interrupted, the high-voltage battery is reconnected to the vehicle electrical system by first closing the mechanical switching element, then bridging the semiconductor switch with an additional semiconductor switching element with a precharge resistor element. As a result, a precharge current, via which, for example, capacities of the vehicle electrical system are charged with a current from the high-voltage battery, is throttled by the precharge resistor. After the vehicle electrical system has been pre-charged, the semiconductor switching element is then switched to the conductive state. If there is then a residual pre-charging current because not all of the capacities have fully reached the battery voltage of the high-voltage battery have been charged, takes place 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 connection device for the switchable electrical connection of the high-voltage battery to the electrical system of the motor vehicle. The battery connection device is connected between the vehicle electrical system and the high-voltage battery and for this purpose has a first vehicle electrical system connection and a second vehicle electrical system connection as well as a first battery connection and a second battery connection. The battery connections can each be electrically connected to one pole of the battery. One of the vehicle electrical system connections can be connected to the positive line and one to the ground line 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, however, not each of the switching elements is a mechanical switching element, for example a contactor, but only one of the two switching elements is a controllable mechanical switching element for galvanic isolation and the other of the two switching elements is a semiconductor switching element for controllable electrical isolation of the respective one On-board power supply connection and the respective battery connection. In the battery connection device, a shunt device for detecting a current value of a current flowing between the high-voltage battery and the vehicle electrical system and a control device for switching the switching elements are also provided. According to the invention, the control device is set up to carry out an embodiment of the method according to the invention. As a result, the mechanical switching element is operated gently and / or with little wear, although the battery connection device can interrupt or disconnect the electrical connection even when the current is flowing. In addition, the battery connection device can be made more compact than a conventional battery connection device with two mechanical switching elements. In particular, only one 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.According to one embodiment of the invention, the semiconductor switching element 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 separation of the control connections, that is to say the gates, from the high-voltage circuit. The mechanical switching element is preferably a contactor. In this way, the desired galvanic separation of a pole of the battery from the vehicle 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 to the semiconductor switching element at least one controllable additional semiconductor switching element with a precharge resistor element for precharging the electrical system is connected in parallel. The vehicle electrical system can then be precharged in the manner described via the additional semiconductor switching element and the precharge resistor element. Subsequently, even if there is a residual voltage difference between the vehicle electrical system and the high-voltage battery, the high-voltage battery can still be connected via the semiconductor switching element without wear.

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 a further development of the invention, a controllable emergency shutdown element coupled to the control device is additionally provided, which, for example, can be connected in series with one of the switching elements. In particular, the emergency shutdown element is the said pyro fuse, which can be ignited by a release signal from the control device. As a result of the mechanical destruction of the electrical connection that takes place in this way, reliable separation of the battery from the vehicle electrical system can still be achieved, even with a current with 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 als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgestaltet.Finally, the invention also includes a motor vehicle with an on-board network and a high-voltage battery, which is connected to the on-board network via a battery connection device. The battery connection device represents an embodiment of the battery connection device according to the invention. The motor vehicle according to the invention is designed as a motor vehicle, in particular as a passenger vehicle.

Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur (Fig.) eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.An exemplary embodiment of the invention is described below. 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 develop the invention independently of one another and are therefore also to be regarded as part of the invention individually or in a combination other than the one shown. Furthermore, the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention that have already been 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 can be, for example, a motor vehicle, in particular a passenger vehicle. A high-voltage battery is shown 2 and an electrical system 3 of the motor vehicle 1 . Electrical consumers 4th that are connected to the electrical system 3 can be connected, are only represented by a single element in the figure for the sake of clarity. The high-voltage battery 2 is with the electrical system 3 via a connection device 5 connected, ie to the on-board network 3 connected. The connection device 5 has a first battery connection for this purpose 6th and a second battery connector 7th for electrical connection with a respective battery pole of the high-voltage battery 2 on. For connection to the vehicle electrical system 3 has the connection device 5 a first on-board power supply connection 8th and a second vehicle electrical system connection 9 on. Through the connection device 5 is the first battery connector 6th with the first on-board power supply connection 8th in the example shown via a parallel connection 10 from a first semiconductor switching element 11 and a precharge circuit 12th as well as one of the parallel connection 10 Emergency shutdown element connected in series 13th tied together. The precharge circuit 12th can be another semiconductor switching element 14th and a precharge resistor or resistor element 15th include. In the semiconductor switching element 11 and the further semiconductor switching element 14th it can be, for example, a transistor or a parallel connection of several transistors. The semiconductor switching element 14th for the precharge circuit 12th For example, a MOS-FET (MOS - Metal Oxide Semiconductor) with a potential of separate gate control can be used for the field effect transistor. As a semiconductor switching element 11 For example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a MOS-FET can also be provided, each with a gate control with a separate potential. With the emergency shutdown element 13th For example, it can be a pyro fuse or an explosive device or the described fuse with a short-circuit transistor. As a non-switchable emergency shutdown element 13th a simple fuse can be provided.

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 connector 7th can with the second on-board power supply connection 9 by a mechanical switching element 16 and a shunt device connected in series to this 17th be connected. The connecting elements mentioned can also be arranged between the connections in an arrangement other than that described 6th , 7th , 8th , 9 be switched, with the proviso that the semiconductor switching element 11 and the mechanical switching element 16 different of the connection pairs 6th , 8th and 7th , 9 associate. A control device 18th can from a battery management device (not shown) of the high-voltage battery 2 and / or from the shunt device 17th Receive signals. For example, by means of the shunt device 17th a current intensity of a through the connection device 5 flowing electrical current I from the high-voltage battery 2 be determined. The shunt device 17th can be implemented in a manner known per se on the basis of a shunt resistor. From the high-voltage battery 2 even a temperature of the high-voltage battery, for example, can be used as information signals 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 18th can use the semiconductor switching element 11 , the precharge circuit 12th , the emergency shutdown element 13th , the mechanical switching element 16 be switched. The control device 18th can be implemented on the basis of an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array), which enables 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 19th and / or a shutdown request by the high-voltage battery 2 and / or overcurrent monitoring based on the shunt device 17th can be made 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 only one pole of the high-voltage battery 2 mechanically by mechanical switching element 16 , for example a contactor, in order to achieve a safe, 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 12th and the second main switch, that is to say the semiconductor switching element 11 , are designed as semiconductor elements. Here is the semiconductor switching element 11 designed in such a way that an emergency shutdown in the sense of disconnection 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. 1. Öffnen des Halbleiterschaltelements 11 durch Ansteuern des Halbleiterschaltelements 11 durch die Steuereinrichtung 18.
  2. 2. Kontrolle über die Shunteinrichtung 17, ob der Stromfluss des Stromes I erfolgreiche unterbrochen wurde, und in diesem Fall:
  3. 3. Öffnen des mechanischen Schaltelements 16, wodurch ein galvanisch sicherer Abschaltzustand ohne Verschleiß der mechanischen Schalteinrichtung 16 erreicht wird.
  4. 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.
The control device 18th The following method is carried out, it being assumed from the switching state that both the semiconductor switching element 11 than from the mechanical switching element 16 are electrically connected and the further semiconductor switching element 14th electrically locks:
  1. 1. Opening the semiconductor switching element 11 by driving the semiconductor switching element 11 by the control device 18th .
  2. 2. Control of the shunt device 17th whether the flow of current I was successfully interrupted, and in this case:
  3. 3. Open the mechanical switching element 16 , resulting in a galvanically safe shutdown state without wear and tear on the mechanical switching device 16 is achieved.
  4. 4. If after opening the semiconductor switching element 16 a current flow of the current I is still detected or if it is through the shunt device 17th a higher current value of the current I was detected from the start, so that the semiconductor switching element 11 can no longer open without wear, the mechanical switching element is triggered immediately 11 or all switching elements, in particular the emergency shutdown element 13th to be triggered. This achieves a galvanically safe switch-off state, but with device wear, so that an exchange must take place in the field or in a workshop.

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 19th either, for example, by the user of the motor vehicle 1 or can be triggered by a per se known fault detection circuit, rated currents can thus immediately by means of the semiconductor switching element 11 can be separated without wear. This is the most common case in practice, so that the battery connection device 5 in such a case it does not have to be replaced. In addition, there is advantageously the physically realizable switch-off time, which is shorter than when switching a mechanical switching element. The switch-off time can in particular be less than one millisecond. By providing only one mechanical switching element and using a semiconductor switching element 11 As a second main switch, space and costs can also be saved. The semiconductor switching element 11 can be integrated in the high-voltage range 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 with the high-voltage battery disconnected 2 this back to the on-board network 3 to switch, the semiconductor switching element is first 11 maintained in the non-conductive state and via the precharge circuit 12th by closing or switching the semiconductor switching element on 14th a pre-charge of the vehicle electrical system 3 from the high-voltage battery 2 causes. When the pre-charging is ended, small residual currents still flow and there is a voltage difference between the vehicle electrical system 3 and the high-voltage battery 2 caused by closing the semiconductor switching element 11 must be worn, but what by using the semiconductor switching element 11 can take place 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-free battery connection device for a high-voltage architecture by using suitable shutdown control electronics and semiconductor switches.

Claims (9)

Verfahren zum Unterbrechen einer elektrischen Verbindung zwischen einer Hochvoltbatterie (2) und einem Bordnetz (3) eines Kraftwagens (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 dem Fall, dass der Strom (I) höchstens dem Nennstromwert plus Toleranz entspricht, 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 - in dem Fall, dass der Strom (I) größer als der Nennstromwert plus Toleranz ist, unmittelbar das mechanische Schaltelement (16) und/oder ein Notabschaltelement (13) geöffnet wird.A method for interrupting an electrical connection between a high-voltage battery (2) and an on-board network (3) of a motor vehicle (1), whereby a first battery connection (6) with a first on-board network connection (8) and a second battery connection (7) with a second vehicle electrical system connection (9) is coupled, and wherein in the method by a control device: - it is checked by means of a shunt device (17) whether an electrical current (I) flowing via the connection has at most a nominal current value including a predetermined tolerance, and - In the event that the current (I) corresponds at most to the nominal current value plus tolerance, a semiconductor switching element (11) coupling the first battery connection (6) to the first on-board power supply connection (8) is switched off and then a second battery connection (7) is also switched the mechanical switching element (16) coupling the second vehicle electrical system connection (9) is opened and the connection is thereby galvanically interrupted, and - In the event that the current (I) is greater than the nominal current value plus tolerance, the mechanical switching element (16) and / or an emergency shutdown element (13) is opened immediately. 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.Procedure according to Claim 1 , the emergency shutdown element (13) being triggered if, when the semiconductor switching element (11) is switched off and / or when the mechanical switching element (16) is open, it 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 the event of a successful interruption of the connection by means of the semiconductor switching element (11) despite a current flow of the current (I), the mechanical switching element (16) is reused and, in the event of an unsuccessful interruption of the connection, an exchange request for replacing 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 the connection has been interrupted, the high-voltage battery (2) is reconnected to the on-board power supply system (3) by first closing the mechanical switching element (16) and closing the semi-conductor switch switched off by means of an additional semiconductor switching element (14) with a precharge resistor element (15) is bridged and after the on-board electrical system (3) has been precharged, the semiconductor switching element (11) is switched to the conductive state. Batterieanschlussvorrichtung (5) zum schaltbaren elektrischen Verbinden einer Hochvoltbatterie (2) mit einem Bordnetz (3) eines Kraftwagens (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), wobei 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 the switchable electrical connection of a high-voltage battery (2) to an on-board network (3) of a motor vehicle (1), comprising: a first on-board power supply connection (8) and a second on-board power supply connection (9), - a first battery connection (6) and a second battery connection (7), - a first switchable switching element (11) connecting the first on-board power supply connection (8) and the first battery connection (6) ), - a second switchable switching element (16) connecting the second vehicle electrical system connection (9) and the second battery connection (7), - a shunt device (17) for detecting a current value of a current flowing between the high-voltage battery (2) and the vehicle electrical system (3) (I), - a control device (18) for switching the switching elements (11, 16), with only one of the two switching elements (11, 16) being a controllable mechanical switching element (16) for galvanic separation and the other of the two switching elements (11, 16) is a semiconductor switching element (11) for the controllable electrical disconnection of the respective vehicle electrical system connection (8, 9) and the respective battery connection (6, 7) and the control device (18) is there is set up to carry out a method according to 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) 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) Claim 5 or 6th wherein at least one controllable additional semiconductor switching element (14) with a precharge resistor element (15) for precharging the on-board electrical system (3) is connected in parallel with the semiconductor switching element (11). 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 the Claims 5 until 7th , wherein a controllable emergency shutdown element (13) coupled to the control device (18), in particular a pyrofuse, is provided. Kraftwagen (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 an on-board network (3) and a high-voltage battery (2), which is connected via a battery connection device (5) according to one of the Claims 5 until 8th is connected to the vehicle electrical system (3).
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