DE102016012375A1

DE102016012375A1 - Switching device for electrically coupling a DC link capacitance of a DC intermediate circuit with a DC voltage source

Info

Publication number: DE102016012375A1
Application number: DE102016012375.3A
Authority: DE
Inventors: Hannes Walz; Marcus Zacher; Steffen Zawierucha
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-10-15
Filing date: 2016-10-15
Publication date: 2017-04-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrischen Koppeln einer Zwischenkreiskapazität (15) eines Gleichspannungszwischenkreises (17) eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs mit einer Gleichspannungsquelle (1) des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, bei dem die Gleichspannungsquelle (1) mit dem Gleichspannungszwischenkreis (17) mittels einer Schalteinheit (18), die mittels eines Schaltsignals einer Steuereinheit (13) gesteuert wird, sowie mittels einer parallel zur Schalteinheit (18) angeschlossenen Vorladeeinheit (19) elektrisch gekoppelt wird, wobei mittels einer an die Schalteinheit (18) angeschlossenen Vergleichseinheit (8) eine elektrische Potentialdifferenz zwischen der Gleichspannungsquelle (1) und dem Gleichspannungszwischenkreis (17) erfasst wird, und bei einer erfassten Potentialdifferenz größer als eine Vergleichspotentialdifferenz ein Herstellen eines elektrisch gekoppelten Zustands durch die Schalteinheit (18) blockiert wird.The invention relates to a method for electrically coupling a DC link capacitance (15) of a DC intermediate circuit (17) of an electrically driven motor vehicle to a DC voltage source (1) of the electrically driven motor vehicle, wherein the DC voltage source (1) is connected to the DC intermediate circuit (17) by means of a switching unit (17). 18) which is controlled by means of a switching signal of a control unit (13), and is electrically coupled by means of a parallel to the switching unit (18) precharging unit (19), wherein by means of a to the switching unit (18) connected to the comparison unit (8) has an electrical potential difference between the DC voltage source (1) and the DC intermediate circuit (17) is detected, and at a detected potential difference greater than a comparison potential difference, an establishment of an electrically coupled state by the switching unit (18) is blocked.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung zum elektrischen Koppeln einer Zwischenkreiskapazität eines Gleichspannungszwischenkreises eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs mit einer Gleichspannungsquelle des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, mit einem ersten Anschluss zum Anschließen an die Gleichspannungsquelle und mit einem zweiten Anschluss zum Anschließen an den Gleichspannungszwischenkreis, wobei die Schalteinrichtung eine mittels eines Schaltsignals einer Steuereinheit steuerbare Schalteinheit, die zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss angeschlossen ist, sowie eine Vorladeeinheit aufweist, die parallel zur Schalteinheit zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss angeschlossen ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum elektrischen Koppeln einer Zwischenkreiskapazität eines Gleichspannungszwischenkreises eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs mit einer Gleichspannungsquelle des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, bei dem die Gleichspannungsquelle mit dem Gleichspannungszwischenkreis mittels einer Schalteinheit, die mittels eines Schaltsignals einer Steuereinheit gesteuert wird, sowie mittels einer parallel zur Schalteinheit angeschlossenen Vorladeeinheit elektrisch gekoppelt wird.The invention relates to a switching device for electrically coupling a DC link capacitance of a DC intermediate circuit of an electrically driven motor vehicle with a DC voltage source of the electrically driven motor vehicle, having a first terminal for connection to the DC voltage source and a second terminal for connection to the DC voltage intermediate circuit, wherein the switching means by means of a Switching signal of a control unit controllable switching unit, which is connected between the first and the second terminal, and a precharging unit, which is connected in parallel to the switching unit between the first and the second terminal. In addition, the invention relates to a method for electrically coupling a DC link capacitance of a DC intermediate circuit of an electrically driven motor vehicle with a DC voltage source of the electrically driven motor vehicle, wherein the DC voltage source to the DC voltage intermediate circuit by means of a switching unit which is controlled by means of a switching signal of a control unit, and by means of a parallel electrically connected to the switching unit precharging unit.

Gattungsgemäße Schalteinrichtungen sowie Verfahren zu deren Betrieb sind im Stand der Technik umfänglich bekannt, so beispielsweise aus der EP 2 822 132 A1 , die eine Energieversorgungsvorrichtung offenbart, die einen Gleichspannungszwischenkreis umfasst, der einen elektrischen Kondensator aufweist. Der Kondensator ist Bestandteil eines Wechselrichters. Die Energieversorgungsvorrichtung umfasst ferner eine Batterie, die über ein Schütz an den Gleichspannungszwischenkreis angeschlossen ist. Parallel zu dem Schütz ist eine Vorladeschaltung angeschlossen. Das Schütz und die Vorladeschaltung sind durch eine Steuereinheit gesteuert, die zugleich auch den Wechselrichter steuert. An die Steuereinheit ist ferner ein Spannungssensor angeschlossen, mittels dem eine Zwischenkreisspannung gemessen wird. Die Vorladeschaltung kann beispielsweise einen elektrischen Widerstand und ein elektromechanisches Schaltelement aufweisen. Zum elektrischen Koppeln der Batterie mit dem Gleichspannungszwischenkreis wird zunächst eine elektrische Verbindung über die Vorladeschaltung hergestellt, sodass die Vorladeschaltung den Kondensator des Gleichspannungszwischenkreises über einen elektrischen Widerstand der Vorladeschaltung auflädt. Sobald ein vorgegebener Ladungszustand des Kondensators erreicht ist, wird das Schütz eingeschaltet und die Batterie über das Schütz unmittelbar an den Gleichspannungszwischenkreis und damit auch an den Kondensator angeschlossen. Die Vorladeschaltung wird hierdurch zugleich kurzgeschlossen und kann deaktiviert werden.Generic switching devices and methods for their operation are well known in the art, such as from EP 2 822 132 A1 US-A-4 / 514,655 discloses a power supply device comprising a DC link having an electrical capacitor. The capacitor is part of an inverter. The power supply device further comprises a battery which is connected via a contactor to the DC voltage intermediate circuit. Parallel to the contactor, a precharge circuit is connected. The contactor and the precharge circuit are controlled by a control unit which also controls the inverter at the same time. To the control unit, a voltage sensor is further connected, by means of which a DC link voltage is measured. The precharge circuit may comprise, for example, an electrical resistance and an electromechanical switching element. For electrically coupling the battery to the DC intermediate circuit, first an electrical connection is established via the precharging circuit, so that the precharging circuit charges the capacitor of the DC intermediate circuit via an electrical resistance of the precharging circuit. As soon as a predetermined state of charge of the capacitor is reached, the contactor is switched on and the battery is connected via the contactor directly to the DC voltage intermediate circuit and thus also to the capacitor. As a result, the precharge circuit is simultaneously short-circuited and can be deactivated.

Häufig enthält eine Hochvoltbatterie zur Vorladung des Gleichspannungszwischenkreises im Kraftfahrzeug die Schalteinrichtung, das heißt, sowohl die Schalteinheit als auch die Vorladeeinheit, mittels welcher die Zwischenkreiskapazität des Gleichspannungszwischenkreises vorgeladen werden kann. Die Schalteinrichtung ist hier vorzugsweise in einem Gehäuse der Hochvoltbatterie integriert angeordnet.Frequently contains a high-voltage battery for precharging the DC voltage intermediate circuit in the motor vehicle, the switching device, that is, both the switching unit and the pre-charging, by means of which the DC link capacitance of the DC intermediate circuit can be precharged. The switching device is preferably arranged integrated in a housing of the high-voltage battery here.

Der Gleichspannungszwischenkreis dient der Verteilung von elektrischer Energie zwischen an dem Gleichspannungszwischenkreis angeschlossenen elektrischen Einheiten des Kraftfahrzeugs. Solche elektrischen Einheiten können neben einem elektrischen Energiespeicher, beispielsweise die Hochvoltbatterie oder dergleichen, elektrischen Verbrauchern und/oder dergleichen, auch eine elektrische Energiequelle, beispielsweise ein Generator, eine Brennstoffzelle oder dergleichen, sowie insbesondere bei elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugen auch eine elektrische Antriebseinrichtung umfassen, die dem Antrieb des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs dient. Darüber hinaus kann eine Reihe weiterer elektrischer Einheiten, beispielsweise eine Beleuchtungseinheit, Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs, eine Innenbeleuchtung des Kraftfahrzeugs und/oder dergleichen, aber auch weitere Funktionseinheiten wie ein Autoradio, ein Navigationsgerät, ein elektrisch angetriebener Klimakompressor und/oder dergleichen umfasst sein.The DC voltage intermediate circuit serves to distribute electrical energy between electrical units of the motor vehicle connected to the DC voltage intermediate circuit. Such electrical units, in addition to an electrical energy storage, such as the high-voltage battery or the like, electrical consumers and / or the like, also include an electrical energy source, such as a generator, a fuel cell or the like, and in particular in electrically driven motor vehicles and an electric drive device, the Drive of the electrically driven motor vehicle is used. In addition, a number of other electrical units, for example a lighting unit, headlights of the motor vehicle, interior lighting of the motor vehicle and / or the like, but also further functional units such as a car radio, a navigation device, an electrically driven air conditioning compressor and / or the like may be included.

Ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug ist insbesondere ein Elektrofahrzeug, ein Hybrid-Fahrzeug und/oder dergleichen. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise ein Kraftwagen, insbesondere ein Personenkraftwagen.An electrically drivable motor vehicle is in particular an electric vehicle, a hybrid vehicle and / or the like. The motor vehicle is preferably a motor vehicle, in particular a passenger car.

Die Gleichspannungsquelle ist in der Regel durch einen Akkumulator gebildet, der eine oder mehrere galvanische Zellen aufweist, die geeigneter Weise miteinander elektrisch gekoppelt sind, um in vorgegebener Weise an Anschlüssen der Gleichspannungsquelle angeschlossen zu werden. Die Gleichspannungsquelle ist über diese Anschlüsse mit dem Gleichspannungszwischenkreis elektrisch koppelbar. Zumindest bei elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugen weist der Akkumulator häufig eine Hochvoltbatterie auf.The DC voltage source is usually formed by an accumulator having one or more galvanic cells, which are suitably electrically coupled together to be connected in a predetermined manner to terminals of the DC voltage source. The DC voltage source can be electrically coupled via these connections to the DC intermediate circuit. At least in electrically driven vehicles, the battery often has a high-voltage battery.

Nicht nur, aber insbesondere bei elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugen, besonders bei Elektrofahrzeugen oder Hybrid-Fahrzeugen, ist der Gleichspannungszwischenkreis in der Regel mit einer hohen elektrischen Gleichspannung, beispielsweise von etwa 400 V oder auch mehr, beaufschlagt. Die Größe dieser elektrischen Gleichspannung ist vor allem aus sicherheitstechnischen Gründen eine Herausforderung, weshalb hier zum Beispiel besondere Sicherheitsanforderungen zu beachten sind, die insbesondere durch die Normung vorgegeben sein können. Beispielsweise ist durch die Norm ECE R 100 vorgegeben, dass bei einer elektrischen Gleichspannung von größer als 60 V besondere Maßnahmen zum Schutz von Personen vor elektrischem Schlag vorzusehen sind. Aus diesem Grund ist zum Beispiel bei einer Gleichspannungsquelle, die üblicherweise durch den Akkumulator gebildet sein kann und die beispielsweise als Traktionsbatterie benutzt wird, vorgesehen, dass die Gleichspannungsquelle, insbesondere der elektrische Energiespeicher mit einer Schalteinheit, beispielsweise nach Art eines integrierten Schützes, ausgerüstet sein soll. Das integrierte Schütz kann aufgrund entsprechender Ansteuerung mittels des Schaltsignals der Steuereinheit die elektrischen Anschlüsse der Gleichspannungsquelle, die an entsprechende Leitungen des Gleichspannungszwischenkreises angeschlossen sind, von den galvanischen Zellen der Gleichspannungsquelle beziehungsweise des Energiespeichers, die dessen Gleichspannung bereitstellen, elektrisch trennen. Diese Einrichtung hat sich dem Grunde nach bewährt.Not only, but especially in electrically driven vehicles, especially in electric vehicles or hybrid vehicles, the DC intermediate circuit is usually with a high electrical DC voltage, for example, of about 400 V or more, applied. The size of this electrical DC voltage is present For safety reasons in particular, this is a challenge, which is why, for example, special safety requirements must be observed, which can be specified in particular by standardization. For example, by the Standard ECE R 100 given that at an electrical DC voltage greater than 60 V special measures to protect people from electric shock are provided. For this reason, for example, in a DC voltage source, which may be usually formed by the accumulator and is used for example as a traction battery, provided that the DC voltage source, in particular the electrical energy storage with a switching unit, for example, in the manner of an integrated contactor, should be equipped , The integrated contactor can electrically disconnect the electrical connections of the DC voltage source, which are connected to corresponding lines of the DC voltage intermediate circuit, from the galvanic cells of the DC voltage source or the energy storage, which provide its DC voltage due to appropriate control by means of the switching signal. This device has proven itself basically.

In der Regel ist das Schütz der Gleichspannungsquelle derart gesteuert, dass galvanische Zellen der Gleichspannungsquelle beziehungsweise des elektrischen Energiespeichers nur während eines bestimmungsgemäßen Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs an den Gleichspannungszwischenkreis angeschlossen sind. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Gleichspannungszwischenkreis des Kraftfahrzeugs außerhalb des bestimmungsgemäßen Fahrbetriebs, beispielsweise bei einem Unfall, bei Wartungsarbeiten und/oder dergleichen, nicht mit Gleichspannung der Gleichspannungsquelle beaufschlagt wird. Sobald das Schütz die Gleichspannungsquelle vom Gleichspannungszwischenkreis elektrisch trennt, wird die Zwischenkreisspannung am Gleichspannungszwischenkreis über die an den Gleichspannungszwischenkreis angeschlossenen elektrischen Einheiten entladen. Dadurch kann nach einer bestimmten Entladezeit am Gleichspannungszwischenkreis gearbeitet werden, ohne dass gefährliche elektrische Spannungen vorliegen.As a rule, the contactor of the DC voltage source is controlled in such a way that galvanic cells of the DC voltage source or of the electrical energy store are connected to the DC voltage intermediate circuit only during intended driving operation of the motor vehicle. This can ensure that the DC voltage intermediate circuit of the motor vehicle outside of the intended driving operation, for example in an accident, during maintenance and / or the like, is not acted upon by DC voltage of the DC voltage source. As soon as the contactor electrically disconnects the DC voltage source from the DC intermediate circuit, the intermediate circuit voltage at the DC voltage intermediate circuit is discharged via the electrical units connected to the DC intermediate circuit. As a result, it is possible to work on the DC intermediate circuit after a certain discharge time without dangerous electrical voltages being present.

Gleichwohl erweist es sich als problematisch, dass für eine Inbetriebnahme des Gleichspannungszwischenkreises das Schütz, und zwar zumindest ein Schaltelement des Schützes, eine unmittelbare elektrische Verbindung zwischen dem Gleichspannungszwischenkreis und der Gleichspannungsquelle herstellt. In der Regel umfasst nämlich der Gleichspannungszwischenkreis die Zwischenkreiskapazität, die beispielsweise bei einer elektrischen Antriebseinrichtung ein Zwischenkreiskondensator eines Wechselrichters sein kann, an dem wechselspannungsseitig eine elektrische Maschine angeschlossen ist, die dem Antrieb des Kraftfahrzeugs dient.Nevertheless, it proves to be problematic that for a commissioning of the DC intermediate circuit, the contactor, and that at least one switching element of the contactor, establishes a direct electrical connection between the DC voltage intermediate circuit and the DC voltage source. In general, namely, the DC intermediate circuit comprises the DC link capacitance, which may be an intermediate circuit capacitor of an inverter, for example, in an electric drive device, on the AC side, an electric machine is connected, which serves the drive of the motor vehicle.

Wird nämlich eine derartige elektrische Verbindung hergestellt, ist aufgrund einer Spannungsdifferenz, die teilweise sehr hoch sein kann, ein entsprechend hoher Stromfluss die Folge. Dies belastet sämtliche beteiligte Komponenten, insbesondere auch Schaltelemente des Schützes, den Zwischenkreiskondensator sowie die Gleichspannungsquelle. Darüber hinaus wird hierdurch auch eine Reihe von Störungen erzeugt, die weitere elektrische Einheiten des Kraftfahrzeugs bei der Ausübung ihrer bestimmungsgemäßen Funktion stören können.Namely, if such an electrical connection is made, due to a voltage difference, which can be very high sometimes, a correspondingly high current flow the result. This loads all components involved, in particular switching elements of the contactor, the DC link capacitor and the DC voltage source. In addition, this also generates a number of disturbances that can disturb other electrical units of the motor vehicle in the exercise of their intended function.

Aus diesem Grund sieht der Stand der Technik vor, dass zur Herstellung der Fahrbereitschaft des Kraftfahrzeugs ein Anschluss der Gleichspannungsquelle zunächst über die sogenannte Vorladeeinheit erfolgt, die dem Vorladen der Zwischenkreiskapazität des Gleichspannungszwischenkreises dient. Das Schaltelement des Schützes bleibt währenddessen zunächst geöffnet. Die Vorladeschaltung begrenzt den Strom, mit dem die Zwischenkreiskapazität durch die Gleichspannungsquelle aufgeladen wird. Dadurch kann der hohe Einschaltstrom vermieden werden.For this reason, the state of the art provides that, in order to produce the driving readiness of the motor vehicle, a connection of the DC voltage source initially takes place via the so-called precharging unit, which serves for precharging the DC link capacitance of the DC intermediate circuit. The switching element of the contactor remains open during this time. The precharge circuit limits the current with which the DC link capacitance is charged by the DC voltage source. As a result, the high inrush current can be avoided.

In der Regel umfasst die Vorladeeinheit ein eigenes Schaltelement, welches mit einem elektrischen Widerstand in Reihe geschaltet ist. Diese Reihenschaltung ist dann parallel zum Schaltelement des Schützes geschaltet. Zur Herstellung der Fahrbereitschaft wird demnach das Schaltelement der Vorladeschaltung betätigt beziehungsweise geschlossen, sodass über den elektrischen Widerstand ein Aufladen der Zwischenkreiskapazität durch die Gleichspannungsquelle erfolgen kann. Durch geeignete Wahl des elektrischen Widerstands können die entsprechenden gewünschten Parameter, hier insbesondere ein maximaler Strom, eingestellt werden. Sobald eine gewisse Mindestladung erreicht ist oder auch die Zwischenkreiskapazität auf die elektrische Gleichspannung der Gleichspannungsquelle aufgeladen ist, kann dann das Schaltelement des Schützes betätigt und die Vorladeschaltung dadurch kurzgeschlossen, das heißt, deaktiviert werden. Das Schaltelement der Vorladeschaltung kann in diesem Betriebszustand wieder geöffnet werden.As a rule, the precharging unit has its own switching element, which is connected in series with an electrical resistance. This series connection is then connected in parallel to the switching element of the contactor. To produce the driving readiness, the switching element of the precharge circuit is accordingly actuated or closed, so that charging of the DC link capacitance by the DC voltage source can take place via the electrical resistance. By suitable choice of the electrical resistance, the corresponding desired parameters, in particular a maximum current, can be set. Once a certain minimum charge has been reached or the DC link capacitance is charged to the DC voltage of the DC voltage source, then the switching element of the contactor can be actuated and the pre-charge circuit thereby short-circuited, that is, deactivated. The switching element of the precharge circuit can be opened again in this operating state.

Die Steuereinheit kann ebenfalls von der Gleichspannungsquelle umfasst sein, beispielsweise in einem Gehäuse der Gleichspannungsquelle angeordnet sein. Die Steuereinheit umfasst vorzugsweise ein Batteriemanagementsystem (BMS), welches sowohl die Schalteinheit als auch die Vorladeeinheit steuert. Zu diesem Zweck erzeugt die Steuereinheit das Schaltsignal, mittels dem die Schalteinheit zwischen dem eingeschalteten Zustand und dem ausgeschalteten Zustand umgeschaltet werden kann. Darüber hinaus erzeugt die Steuereinheit auch ein Vorladesignal, mittels dem die Vorladeeinheit zwischen einem ausgeschalteten Zustand und einem Vorladezustand umgeschaltet werden kann. Die Steuereinheit ist ferner an einen Spannungssensor angeschlossen, mittels dem die elektrische Spannung am Gleichspannungszwischenkreis ermittelt werden kann. Abhängig vom jeweiligen Spannungszustand am Gleichspannungszwischenkreis werden die Schalteinheit und die Vorladeeinheit betätigt.The control unit may likewise be comprised by the DC voltage source, for example arranged in a housing of the DC voltage source. The control unit preferably comprises a battery management system (BMS) which controls both the switching unit and the pre-charging unit. For this purpose, the control unit generates the switching signal, by means of which the switching unit is switched over between the switched-on state and the switched-off state can. In addition, the control unit also generates a precharge signal, by means of which the precharging unit can be switched between a switched off state and a precharge state. The control unit is further connected to a voltage sensor, by means of which the electrical voltage at the DC voltage intermediate circuit can be determined. Depending on the respective voltage state at the DC voltage intermediate circuit, the switching unit and the precharging unit are actuated.

Die Steuereinheit umfasst in der Regel eine Hardwareschaltung, die eine programmgesteuerte Rechnereinheit umfasst. Bei der Implementierung des entsprechenden Rechnerprogramms, insbesondere in Bezug auf Parameter und/oder dergleichen können Fehler auftreten. Dadurch kann der Fall auftreten, dass die Steuereinheit die Schalteinheit bereits betätigt, wenn die ermittelte Gleichspannung am Gleichspannungszwischenkreis noch nicht die erforderliche Spannungshöhe erreicht hat oder die Vorladeeinheit noch gar nicht aktiviert worden ist. Darüber hinaus kann es, wenn die Schaltfunktion durch einen MOSFET (metaloxide semiconductor field effect transistor) gebildet ist, zu Fehlern in einer Treiberschaltung kommen, die den MOSFET aufgrund eines entsprechenden Signals der Steuereinheit steuert. Auch hierdurch kann unerwünschterweise ein eingeschalteter Zustand der Schalteinheit hervorgerufen werden.The control unit usually comprises a hardware circuit comprising a program-controlled computer unit. Errors can occur during the implementation of the corresponding computer program, in particular with regard to parameters and / or the like. As a result, it may occur that the control unit already actuates the switching unit when the determined DC voltage at the DC voltage intermediate circuit has not yet reached the required voltage level or the precharging unit has not yet been activated. Moreover, when the switching function is constituted by a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), errors may occur in a drive circuit that controls the MOSFET due to a corresponding signal of the control unit. This also undesirably causes a switched-on state of the switching unit.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Schalteinrichtung dahingehend zu verbessern, dass ein zuverlässigerer Betrieb erreicht werden kann.It is therefore the object of the invention to improve a generic switching device to the effect that a more reliable operation can be achieved.

Als Lösung werden mit der Erfindung eine Schalteinrichtung sowie ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagen.As a solution, the invention proposes a switching device and a method according to the independent claims.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich anhand von Merkmalen der abhängigen Ansprüche.Further advantageous embodiments will become apparent from the features of the dependent claims.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass durch ein spannungsabhängiges Einwirken auf das Schaltsignal die eingangs genannten Nachteile weitgehend vermieden werden können. Dabei wird eine Potentialdifferenz an der Schalteinrichtung ermittelt und abhängig von der Potentialdifferenz das Schaltsignal für die Schalteinheit blockiert. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Schalteinheit nicht in unerwünschter Weise den eingeschalteten Zustand einnimmt und damit die eingangs beschriebenen Probleme hervorruft.The invention is based on the recognition that by a voltage-dependent action on the switching signal, the disadvantages mentioned above can be largely avoided. In this case, a potential difference is determined at the switching device and blocked depending on the potential difference, the switching signal for the switching unit. This can ensure that the switching unit does not undesirably assume the switched-on state and thus causes the problems described above.

Zu diesem Zweck wird für eine gattungsgemäße Schalteinrichtung insbesondere vorgeschlagen, dass diese eine an die Schalteinheit angeschlossene Vergleichseinheit aufweist, die zum Erfassen einer elektrischen Potentialdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss an dem ersten und dem zweiten Anschluss angeschlossen und ausgebildet ist, bei einer erfassten Potentialdifferenz größer als eine Vergleichspotentialdifferenz ein Herstellen eines elektrisch gekoppelten Zustands durch die Schalteinheit zu blockieren.For this purpose, it is proposed in particular for a generic switching device that it has a comparison unit connected to the switching unit, which is connected and embodied for detecting an electrical potential difference between the first and the second terminal at the first and the second terminal, at a detected potential difference greater than a comparison potential difference to block establishment of an electrically coupled state by the switching unit.

Bezüglich eines gattungsgemäßen Verfahrens wird insbesondere vorgeschlagen, dass mittels einer an die Schalteinheit angeschlossenen Vergleichseinheit eine elektrische Potentialdifferenz zwischen der Gleichspannungsquelle und dem Gleichspannungszwischenkreis erfasst wird und bei einer erfassten Potentialdifferenz größer als eine Vergleichspotentialdifferenz ein Herstellen eines elektrisch gekoppelten Zustands durch die Schalteinheit blockiert wird.With regard to a generic method, it is proposed, in particular, that an electrical potential difference between the DC voltage source and the DC intermediate circuit be detected by means of a comparison unit connected to the switching unit, and a detected potential difference greater than a comparison potential difference blocks the electrically coupled state from being produced by the switching unit.

Mit der Erfindung wird also eine zusätzliche Schutzfunktion implementiert, die aufgrund von Störungen in unerwünschter Weise erzeugte Schaltsignale blockiert, wenn die Bedingungen für den eingeschalteten Zustand der Schalteinheit noch nicht vorliegen. Dadurch kann die Sicherheit insgesamt auch verbessert werden.The invention thus implements an additional protective function which, due to interference, undesirably blocks switching signals generated when the conditions for the switched-on state of the switching unit are not present. As a result, the overall security can also be improved.

Die Schalteinheit kann grundsätzlich durch eine elektromechanische Schalteinheit gebildet sein, die elektromechanische Schaltelemente nach Art von Schaltkontakten aufweist. Darüber hinaus kann die Schalteinheit auch als elektronische Schalteinheit ausgebildet sein, die mittels Halbleiterschaltern die gewünschte Schaltfunktion bereitstellt. Ein Halbleiterschalter kann beispielsweise durch einen Transistor, insbesondere einen bipolaren Transistor, einen Feldeffekttransistor, vorzugsweise einen MOSFET, oder dergleichen gebildet sein. Dem Grunde nach gilt dies auch für die Realisierung der Schaltfunktion der Vorladeeinheit.The switching unit can in principle be formed by an electromechanical switching unit which has electromechanical switching elements in the manner of switching contacts. In addition, the switching unit can also be designed as an electronic switching unit, which provides the desired switching function by means of semiconductor switches. A semiconductor switch can be formed for example by a transistor, in particular a bipolar transistor, a field effect transistor, preferably a MOSFET, or the like. Basically, this also applies to the realization of the switching function of the pre-charging unit.

Dadurch dass die Schalteinheit an den ersten und den zweiten Anschluss angeschlossen ist, entspricht die Potentialdifferenz zwischen dem ersten und den zweiten Anschluss zugleich auch der elektrischen Potentialdifferenz zwischen dem Gleichspannungszwischenkreis und der Gleichspannungsquelle. Sind der Gleichspannungszwischenkreis und die Gleichspannungsquelle bereits mit geeigneten Spannungssensoren ausgerüstet, können diese herangezogen werden, um die Vergleichseinheit zu betreiben. Für die vorliegende Funktion dürfte in der Regel eine elektrische Potentialdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss durch eine Spannung gebildet sein, deren Betrag mit zunehmender Aufladung der Zwischenkreiskapazität abnimmt. Die Vergleichspotentialdifferenz stellt deshalb vorzugsweise eine vorgegebene Maximalspannung dar, bei deren Überschreiten der eingeschaltete Zustand der Schalteinheit verhindert beziehungsweise blockiert wird. Vorzugsweise ist die Vergleichspotentialdifferenz beziehungsweise die Vergleichsspannung sehr klein, insbesondere in der Nähe von null.The fact that the switching unit is connected to the first and the second terminal, the potential difference between the first and the second terminal also corresponds to the electrical potential difference between the DC voltage intermediate circuit and the DC voltage source. If the DC intermediate circuit and the DC voltage source are already equipped with suitable voltage sensors, these can be used to operate the comparison unit. For the present function, an electrical potential difference between the first and the second connection should usually be formed by a voltage whose magnitude decreases with increasing charging of the DC link capacitance. Therefore, the comparison potential difference preferably represents a predetermined maximum voltage, which, when exceeded, prevents or blocks the switched-on state of the switching unit becomes. Preferably, the comparison potential difference or the comparison voltage is very small, in particular in the vicinity of zero.

Die Vergleichseinheit ist vorzugsweise durch einen Komparator gebildet. Der Komparator kann darüber hinaus derart ausgebildet sein, dass er eine Hysterese bezüglich seiner Komparatorfunktion aufweist. Dadurch kann eine höhere Betriebssicherheit insbesondere in Bezug auf Störungen erreicht werden.The comparison unit is preferably formed by a comparator. The comparator can also be designed such that it has a hysteresis with respect to its comparator function. As a result, higher reliability can be achieved, in particular with regard to faults.

Das Blockieren kann durch ein Schaltelement erreicht werden, welches vorzugsweise unmittelbar an der Schalteinheit vorgesehen ist und das Schaltsignal selbst schaltet. Zu diesem Zweck kann ein weiteres elektromechanisches Schaltelement oder auch ein Halbleiterschalter vorgesehen sein, der mittels eines Vergleichssignals der Vergleichseinheit gesteuert wird. Die Vergleichseinheit liefert das Vergleichssignal als Ergebnis des Vergleichs. Dadurch kann das Schaltsignal der Steuereinheit in Bezug auf die Schalteinheit abgeschaltet werden.The blocking can be achieved by a switching element which is preferably provided directly on the switching unit and switches the switching signal itself. For this purpose, a further electromechanical switching element or a semiconductor switch may be provided, which is controlled by means of a comparison signal of the comparison unit. The comparison unit supplies the comparison signal as a result of the comparison. Thereby, the switching signal of the control unit with respect to the switching unit can be turned off.

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

Dabei zeigen:Showing:

1 Ein schematisches Prinzipschaltbild für eine Schalteinrichtung des Stands der Technik und 1 A schematic block diagram for a switching device of the prior art and

2 Ein schematisches Prinzipschaltbild für eine Schalteinrichtung gemäß der Erfindung. 2 A schematic block diagram for a switching device according to the invention.

1 zeigt einen Ausschnitt aus einem schematischen Schaltbild einer nicht weiter detaillierten elektrischen Anlage eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs. Die elektrische Anlage umfasst eine exemplarische Hochvoltbatterie 1 als Gleichspannungsquelle, die einen Hochvolt-Plus-Anschluss 2 und einen Hochvolt-Minus-Anschluss 3 aufweist. An der Hochvoltbatterie 1, die eine Mehrzahl von nicht bezeichneten galvanischen Zellen umfasst, die entsprechend in Reihe geschaltet sind, liegt eine Gleichspannung als Batteriespannung 4 von etwa 400 V an. 1 shows a section of a schematic diagram of a not further detailed electrical system of an electrically driven motor vehicle. The electrical system includes an exemplary high-voltage battery 1 as a DC voltage source, which has a high-voltage plus connection 2 and a high-voltage minus connection 3 having. At the high-voltage battery 1 , which comprises a plurality of non-designated galvanic cells, which are connected in series, is a DC voltage as the battery voltage 4 from about 400V.

Die Hochvoltbatterie 1 ist über eine Schalteinrichtung 16 an einen Gleichspannungszwischenkreis 17 der elektrischen Anlage angeschlossen. Zu diesem Zweck weist die Schalteinrichtung 16 einen ersten Anschluss 20, der an die Hochvoltbatterie 1 angeschlossen ist, und einen zweiten Anschluss 21 auf, der an die Zwischenkreiskapazität 15 angeschlossen ist. Der Gleichspannungszwischenkreis 17 weist die Zwischenkreiskapazität 15 auf, die vorliegend einen Kondensator eines nicht weiter dargestellten Wechselrichters einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs umfasst. An der Zwischenkreiskapazität 15 liegt eine Zwischenkreisgleichspannung 14 an.The high-voltage battery 1 is via a switching device 16 to a DC voltage intermediate circuit 17 connected to the electrical system. For this purpose, the switching device 16 a first connection 20 that is connected to the high-voltage battery 1 connected, and a second port 21 up to the DC link capacity 15 connected. The DC voltage intermediate circuit 17 indicates the DC link capacity 15 in the present case comprises a capacitor of an inverter, not shown, a drive device of the motor vehicle. At the DC link capacity 15 is a DC link DC voltage 14 at.

Die Schalteinrichtung 16 weist vorliegend eine an den ersten und den zweiten Anschluss 20, 21 angeschlossene Schalteinheit 18 sowie eine Vorladeeinheit 19 auf, die zur Schalteinheit 18 parallelgeschaltet ist. Die Schalteinheit 18 dient dem elektrischen Koppeln der Hochvoltbatterie 1 mit dem Gleichspannungszwischenkreis 17. Die Schalteinheit 18 umfasst hierfür ein Schaltelement 5, welches mit einem seiner beiden Anschlüsse an den HV-Plus- Anschluss 2 und mit einem anderen seiner beiden Anschlüsse an den Gleichspannungszwischenkreis 17 angeschlossen ist. Vorliegend ist zwar nur ein Schalten des HV-Plus-Anschlusses 2 vorgesehen, doch kann in alternativen Ausgestaltungen alternativ oder ergänzend auch ein Schaltelement zum Schalten des HV-Minus-Anschlusses 3 vorgesehen sein.The switching device 16 here has one to the first and the second port 20 . 21 connected switching unit 18 as well as a pre-charging unit 19 on that to the switching unit 18 is connected in parallel. The switching unit 18 serves to electrically couple the high-voltage battery 1 with the DC intermediate circuit 17 , The switching unit 18 includes a switching element for this purpose 5 , which with one of its two connections to the HV-Plus connection 2 and with another of its two terminals to the DC link 17 connected. In the present case, although only one switching of the HV-Plus connection 2 provided, but in alternative embodiments, alternatively or additionally, a switching element for switching the HV negative terminal 3 be provided.

Die Vorladeeinheit 19 dient dem Vorladen der Zwischenkreiskapazität 15 des Gleichspannungszwischenkreises 17 des nicht weiter dargestellten elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie aus der Hochvoltbatterie 1 des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs. Die Vorladeeinheit 19 weist ein steuerbares Schaltelement 7 zum elektrischen Koppeln der Hochvoltbatterie 1 mit dem Gleichspannungszwischenkreis 17 über einen Vorladewiderstand 6 auf.The pre-charging unit 19 serves to pre-charge the DC link capacity 15 of the DC intermediate circuit 17 of the electrically driven motor vehicle, not shown, with electrical energy from the high-voltage battery 1 of the electrically driven motor vehicle. The pre-charging unit 19 has a controllable switching element 7 for electrically coupling the high-voltage battery 1 with the DC intermediate circuit 17 via a pre-charge resistor 6 on.

Die Schaltelemente 5 und 7 stellen eine schaltbare elektrische Kopplung zwischen dem jeweiligen Anschluss der Hochvoltbatterie 1 und des Gleichspannungszwischenkreises 17 bereit. Die Schaltelemente 5 und 7 sind vorliegend durch Halbleiterschalter gebildet. Alternativ könnten sie zumindest teilweise auch durch elektromechanische Schaltelemente gebildet sein. Die Halbleitschalter sind vorliegend ferner durch Transistoren gebildet, die in einem Schaltbetrieb betrieben werden. Bevorzugt sind sie durch Feldeffekttransistoren, insbesondere MOSFET's, gebildet. Sie können alternativ aber auch zumindest teilweise durch bipolare Transistoren gebildet sein. Die Schaltelemente 5 und 7 sind vorzugsweise entsprechende Steuersignale der Steuereinheit 13 steuerbar, die ein Batteriemanagementsystem umfasst. Die Steuersignale sind vorliegend ein Schaltsignal für das Schaltelement 5 und ein Vorladesignal für das Schaltelement 7.The switching elements 5 and 7 provide a switchable electrical coupling between the respective connection of the high-voltage battery 1 and the DC intermediate circuit 17 ready. The switching elements 5 and 7 are formed here by semiconductor switches. Alternatively, they could be at least partially formed by electromechanical switching elements. The semiconductor switches are presently further formed by transistors, which are operated in a switching operation. Preferably, they are formed by field effect transistors, in particular MOSFETs. Alternatively, however, they may also be at least partially formed by bipolar transistors. The switching elements 5 and 7 are preferably corresponding control signals of the control unit 13 controllable, comprising a battery management system. The control signals are in the present case a switching signal for the switching element 5 and a precharge signal for the switching element 7 ,

Für den bestimmungsgemäßen Fahrbetrieb ist die Hochvoltbatterie 1 mit dem Gleichspannungszwischenkreis 17 elektrisch zu verbinden. Zu diesem Zweck ist die Schalteinrichtung 16 in dem eingeschalteten Zustand zu überführen. Da in der Regel vor dem Einnehmen des eingeschalteten Zustands durch die Schalteinrichtung 16 die Zwischenkreiskapazität 15 entladen ist, ist die Zwischenkreisgleichspannung 14 sehr klein, insbesondere null. Um die Hochvoltbatterie 1 nicht unmittelbar auf den entladenen Gleichspannungszwischenkreis 17 beziehungsweise dessen Zwischenkreiskapazität 15 zu schalten, wird vor dem Einnehmen des vollständig eingeschalteten Zustands durch die Schalteinrichtung 16, das heißt, durch Einnehmen des eingeschalteten Zustands der Schalteinheit 18 der Schalteinrichtung 16, zunächst eine elektrische Verbindung über die Vorladeeinheit 19 hergestellt, die eine elektrische Verbindung vom ersten Anschluss 20 zum zweiten Anschluss 21 über das Schaltelement 7 und den in Reihe geschalteten Vorladewiderstand 6 herstellt. Zu diesem Zweck wird das Schaltelement 7 entsprechend von der Steuereinheit 13 angesteuert. Sobald die Zwischenkreisgleichspannung 14 einen vorgegebenen Wert erreicht, wird über eine Steuerleitung 22 das Schaltsignal an das Schaltelement 5 der Schalteinheit 18 aufgegeben, mittels dem eine unmittelbare elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss 20, 21 hergestellt wird. Dadurch wird die Vorladeeinheit 19 im Wesentlichen kurzgeschlossen. Die Vorladeeinheit 19 kann in diesem Schaltzustand wieder deaktiviert werden. In diesem Schaltzustand der Schalteinheit 18, das heißt, dem vollständig eingeschalteten Zustand, ist die elektrische Anlage des Kraftfahrzeugs vollständig betriebsbereit. Eine ausreichende Spannungshöhe am Gleichspannungszwischenkreis kann beispielsweise in einem Bereich von 5% abweichend von der Batteriespannung 4 sein. For the intended operation is the high-voltage battery 1 with the DC intermediate circuit 17 electrically connect. For this purpose, the switching device 16 to transfer in the on state. As a rule, before taking the switched-on state by the switching device 16 the DC link capacity 15 is discharged, is the intermediate circuit DC voltage 14 very small, especially zero. To the high-voltage battery 1 not directly on the discharged DC voltage intermediate circuit 17 or its DC link capacity 15 is switched before taking the fully on state by the switching device 16 that is, by assuming the on-state of the switching unit 18 the switching device 16 , First, an electrical connection via the pre-charging unit 19 made an electrical connection from the first port 20 to the second connection 21 over the switching element 7 and the series connected precharge resistor 6 manufactures. For this purpose, the switching element 7 according to the control unit 13 driven. As soon as the DC link voltage 14 reaches a predetermined value is via a control line 22 the switching signal to the switching element 5 the switching unit 18 abandoned, by means of which a direct electrical connection between the first and the second connection 20 . 21 will be produced. This will make the pre-charging unit 19 essentially shorted. The pre-charging unit 19 can be deactivated again in this switching state. In this switching state of the switching unit 18 , that is, the fully on state, the electrical system of the motor vehicle is fully operational. A sufficient voltage level at the DC intermediate circuit may, for example, in a range of 5% different from the battery voltage 4 be.

Die Funktion der Schalteinrichtung 16 ist in der Steuereinheit 13 häufig durch ein Rechnerprogramm realisiert, zu welchem Zweck die Steuereinheit 13 eine programmgesteuerte Rechnereinheit umfasst. Bei fehlerhaft verfügbaren Daten kann das Schaltsignal auch ausgegeben werden, wenn es im bestimmungsgemäßen Betrieb noch nicht ausgegeben werden sollte. Dadurch kann die Schalteinheit 18 in unerwünschter Weise betätigt werden und die elektrische Verbindung zwischen der Hochvoltbatterie 1 und dem Gleichspannungszwischenkreis 17 herstellen. Darüber hinaus kann es insbesondere bei Einsatz von MOSFET's zu Fehlern bei einem ansteuernden Treiberbaustein kommen, wodurch ebenfalls ein unerwünschtes Einschalten der Schalteinheit 18 erfolgen kann.The function of the switching device 16 is in the control unit 13 often realized by a computer program, for what purpose the control unit 13 a program-controlled computer unit comprises. In the case of incorrectly available data, the switching signal can also be output if it should not yet be output during normal operation. This allows the switching unit 18 be operated in an undesirable manner and the electrical connection between the high-voltage battery 1 and the DC link 17 produce. In addition, errors may occur in the case of a triggering driver module, in particular when MOSFETs are used, as a result of which undesired switching on of the switching unit is likewise possible 18 can be done.

Dies kann mit der in 2 dargestellten Schaltung vermieden werden. Die in 2 dargestellte Schaltung basiert auf der Schaltung, wie sie bereits ausführlich von 1 erläutert wurde. Im Unterschied zur Schaltung gemäß 1 umfasst die Schaltung gemäß 2 ergänzend einen Spannungskomparator 8, dessen zwei Eingangsanschlüsse über jeweilige Leitungen 10, 11 jeweils am ersten und am zweiten Anschluss 20, 21 angeschlossen sind. Der Spannungskomparator 8 erfasst hiermit also die elektrische Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss 20, 21. Der Ausgang des Spannungskomparators 8, der eine Vergleichseinheit bildet, steuert ein weiteres Schaltelement 9, welches in die Steuerleitung 22 für das Schaltsignal eingeschleift ist. Im eingeschalteten Zustand des Schaltelements 9 ist die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Schaltelement 5 und der Steuereinheit 13 hergestellt, sodass in bestimmungsgemäßer Weise das Schaltelement 5 mittels der Steuereinheit 13 gesteuert werden kann. Im ausgeschalteten Zustand des Schaltelements 9 ist die Steuerleitung 22 unterbrochen und ein Betätigen des Schaltelements 5 dadurch blockiert. Dadurch ist insgesamt auch ein Betätigen der Schalteinheit 18 blockiert. Das Schaltelement 9 kann ebenso wie die Schaltelemente 5 und 7 durch elektromechanische Schaltelemente oder auch durch elektronische Schaltelemente, insbesondere Halbleiterschalter gebildet sein.This can be done with the in 2 circuit can be avoided. In the 2 shown circuit is based on the circuit, as already described in detail by 1 was explained. Unlike the circuit according to 1 includes the circuit according to 2 in addition a voltage comparator 8th whose two input terminals are via respective lines 10 . 11 each at the first and the second connection 20 . 21 are connected. The voltage comparator 8th So hereby detects the electrical voltage between the first and the second terminal 20 . 21 , The output of the voltage comparator 8th which forms a comparison unit controls another switching element 9 which is in the control line 22 is looped in for the switching signal. In the switched-on state of the switching element 9 is the electrically conductive connection between the switching element 5 and the control unit 13 manufactured so that the switching element in the intended manner 5 by means of the control unit 13 can be controlled. In the switched-off state of the switching element 9 is the control line 22 interrupted and an actuation of the switching element 5 blocked by it. As a result, a total of an actuation of the switching unit 18 blocked. The switching element 9 can as well as the switching elements 5 and 7 be formed by electromechanical switching elements or by electronic switching elements, in particular semiconductor switch.

In einem ausgeschalteten Zustand der Schalteinheit 18 beziehungsweise des Schaltelements 5 kann mittels des Spannungskomparators 8, der zu diesem Zweck über die Leitungen 10, 11 an die Anschlüsse 20, 21 angeschlossen ist, die elektrische Spannung 12 zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss 20, 21 erfasst werden. Erst wenn eine vorgegebene Vergleichsspannung als Vergleichswert von der elektrischen Spannung 12 unterschritten wird, erzeugt der Spannungskomparator 8 ein entsprechendes Signal, mittels dem das Schaltelement 9 betätigt, das heißt, eingeschaltet wird. Dadurch kann erreicht werden, dass ein unerwünschtes Zuschalten der Hochvoltbatterie 1 auf den Gleichspannungszwischenkreis durch das Schaltelement 5 beispielsweise aufgrund fehlerhafter Software, Daten oder dergleichen oder auch bei Störungen bei einem Treiberbaustein wirksam verhindert werden kann.In a switched-off state of the switching unit 18 or the switching element 5 can by means of the voltage comparator 8th that for this purpose on the lines 10 . 11 to the connections 20 . 21 connected, the electrical voltage 12 between the first and the second connection 20 . 21 be recorded. Only when a predetermined reference voltage as comparison value of the electrical voltage 12 is undershot, generates the voltage comparator 8th a corresponding signal, by means of which the switching element 9 operated, that is, is turned on. This can be achieved that an undesirable connection of the high-voltage battery 1 on the DC voltage intermediate circuit through the switching element 5 For example, due to faulty software, data or the like or even in case of malfunctions in a driver module can be effectively prevented.

Das Ausführungsbeispiel dient lediglich der Erläuterung der Erfindung und ist für diese nicht beschränkend. Weiterhin ist anzumerken, dass die für die erfindungsgemäße Schalteinrichtung und das hiermit ausgerüstete Kraftfahrzeug angegebenen Vorteile und Merkmale sowie Ausführungsformen gleichermaßen für das entsprechende Verfahren gelten und umgekehrt. Darüber hinaus können für Vorrichtungsmerkmale auch entsprechende Verfahrensmerkmale und umgekehrt vorgesehen sein.The embodiment is merely illustrative of the invention and is not limitative of it. It should also be noted that the advantages and features and embodiments given for the switching device according to the invention and the motor vehicle equipped therewith apply equally to the corresponding method and vice versa. In addition, corresponding device features and vice versa can be provided for device features.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: HochvoltbatterieHigh-voltage battery
22: Hochvolt-Plus-AnschlussHigh-voltage positive terminal
33: Hochvolt-Minus-AnschlussHigh-voltage minus terminal
44: Batteriespannungbattery voltage
55: Schaltelementswitching element
66: Vorladewiderstandprecharging
77: Schaltelementswitching element
88th: Spannungskomparatorvoltage
99: Schaltelementswitching element
1010: Leitungmanagement
1111: Leitungmanagement
1212: elektrische Spannungelectrical voltage
1313: Steuereinheitcontrol unit
1414: ZwischenkreisgleichspannungIntermediate circuit voltage
1515: ZwischenkreiskapazitätDC link capacity
1616: Schalteinrichtungswitching device
1717: GleichspannungszwischenkreisDc link
1818: Schalteinheitswitching unit
1919: Vorladeeinheit 20 precharge 20
2020: erster Anschlussfirst connection
2121: zweiter Anschlusssecond connection
2222: Steuerleitungcontrol line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2822132 A1 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Standard ECE R 100 [0007]

Claims

Switching device ( 16 ) for electrically coupling a DC link capacitance ( 15 ) of a DC voltage intermediate circuit ( 17 ) of an electrically driven motor vehicle with a DC voltage source ( 1 ) of the electrically driven motor vehicle, with a first connection ( 20 ) for connection to the DC voltage source ( 1 ) and with a second connection ( 21 ) for connection to the DC voltage intermediate circuit ( 17 ), wherein the switching device ( 16 ) one by means of a switching signal of a control unit ( 13 ) controllable switching unit ( 18 ), which is connected between the first and the second terminal, and a pre-charging unit ( 19 ), which are parallel to the switching unit ( 18 ) is connected between the first and the second terminal, characterized by a to the switching unit ( 18 ) connected comparison unit ( 8th ) for detecting an electrical potential difference between the first and second terminals ( 20 . 21 ) at the first and second terminals ( 20 . 21 ) is connected and formed at a detected potential difference greater than a comparison potential difference, establishing an electrically coupled state by the switching unit ( 18 ) to block.

Switching device according to claim 1, characterized in that the comparison unit ( 8th ) has a comparator having a hysteresis.

Switching device according to claim 1 or 2, characterized by a switching element ( 9 ) for switching electrical coupling of the switching signal of the control unit with the switching unit.

Switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the comparison potential difference is adjustable.

Method for electrically coupling a DC link capacitance ( 15 ) of a DC voltage intermediate circuit ( 17 ) of an electrically driven motor vehicle with a DC voltage source ( 1 ) of the electrically driven motor vehicle, in which the DC voltage source ( 1 ) with the DC voltage intermediate circuit ( 17 ) by means of a switching unit ( 18 ), which by means of a switching signal of a control unit ( 13 ) is controlled, and by means of a parallel to the switching unit ( 18 ) connected pre-charging unit ( 19 ) is electrically coupled, characterized in that by means of a to the switching unit ( 18 ) connected comparison unit ( 8th ) an electrical potential difference between the DC voltage source ( 1 ) and the DC intermediate circuit ( 17 ) is detected, and at a detected potential difference greater than a comparison potential difference, establishing an electrically coupled state by the switching unit ( 18 ) is blocked.

A method according to claim 5, characterized in that for blocking the switching signal is turned off.

Method according to Claim 5 or 6, characterized in that the comparison potential difference is dependent on a value of the DC link capacitance ( 15 ) is set.