DE102016216829A1

DE102016216829A1 - Trenneinrichtung zum Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Komponenten eines Kraftfahrzeugs, sowie Vorrichtung mit einer solchen Trenneinrichtung

Info

Publication number: DE102016216829A1
Application number: DE102016216829.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hammerschmidt; Alexander Doerr
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-09-06
Filing date: 2016-09-06
Publication date: 2018-03-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Trenneinrichtung (15) zum Trennen wenigstens einer elektrischen Verbindung zwischen wenigstens einer ersten elektrischen Komponente und wenigstens einer zweiten Komponente eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Trennelement (16), über welches die Komponenten elektrisch miteinander verbindbar sind, und mit wenigstens einem pyrotechnischen Aktor (17), mittels welchem zum Trennen der elektrischen Verbindung der Komponenten das Trennelement (16) durchtrennbar ist, wobei das Trennelement (16) als Stromsensor (19) zum Erfassen wenigstens eines elektrischen Stroms ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Trenneinrichtung zum Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen wenigstens zwei Komponenten eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 7.
Eine solche Trenneinrichtung zum Trennen wenigstens einer elektrischen Verbindung zwischen wenigstens einer ersten elektrischen Komponente und wenigstens einer zweiten Komponente eines Kraftfahrzeugs sowie eine Vorrichtung mit einer solchen Trenneinrichtung sind beispielsweise bereits der DE 44 25 307 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Trenneinrichtung umfasst dabei wenigstens ein Trennelement, über welches die Komponenten elektrisch miteinander verbindbar beziehungsweise verbunden sind. Ferner umfasst die Trenneinrichtung wenigstens einen pyrotechnischen Aktor, mittels welchem zum Trennen der elektrischen Verbindung der Komponenten das Trennelement durchtrennbar ist.
Des Weiteren offenbart die DE 103 37 980 A1 ein pyromechanisches Batteriepol-Trennelement, mit einem Gehäuse, in dem ein elektrischer Leiter angeordnet ist. Ferner ist ein pyrotechnisches Wirkelement vorgesehen, welches einen Trennkolben mit Trennelement zum Durchtrennen des elektrischen Leiters an einer Trennstelle und eine pyrotechnische Ladung zum Antrieb des Trennelements aufweist.
Die DE 196 06 447 A1 offenbart einen Stromunterbrecher für eine Batterieleitung von Fahrzeugen, mit einem Kontaktelement zwischen zwei Verbindungsteilen für deren elektrische Verbindung und mit einem Hilfsantrieb zur Entfernung der beiden Verbindungsteile.
Ferner ist aus der DE 10 2009 025 425 A1 ein elektrisches Sicherungselement für Kraftfahrzeuge bekannt, mit einem Treibmittel und mit einem die von dem Treibmittel abgegebene Treibenergie führenden Schusskanal. Ferner ist ein relativ zum Schusskanal axial zum Schusskanal bewegliches Trennstück vorgesehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Trenneinrichtung sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Bauraumbedarf, die Kosten und das Gewicht der Trenneinrichtung beziehungsweise der Vorrichtung besonders gering gehalten werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Trenneinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Trenneinrichtung zum Trennen wenigstens einer elektrischen Verbindung zwischen wenigstens einer ersten elektrischen Komponente und wenigstens einer zweiten Komponente eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens wie beispielsweise eines Personenkraftwagens. Die Trenneinrichtung umfasst wenigstens ein Trennelement, über welches die Komponenten elektrisch miteinander verbindbar beziehungsweise verbunden sind. Ferner umfasst die Trenneinrichtung wenigstens einen pyrotechnischen Aktor, mittels welchem zum Trennen der elektrischen Verbindung der Komponenten das Trennelement durchtrennbar ist.
Um nun den Bauraumbedarf, die Kosten und das Gewicht der Trenneinrichtung besonders gering halten zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Trennelement als Stromsensor zum Erfassen wenigstens eines elektrischen Stroms ausgebildet ist. Der Stromsensor umfasst beispielsweise ein hochgenaues Widerstandselement zum Erfassen des Stroms. In einem Zustand, in welchem das Trennelement nicht durchtrennt ist, sind die Komponenten über das Trennelement elektrisch miteinander verbunden. Ferner kann in dem zuvor genannten Zustand ein elektrischer Strom beziehungsweise elektrische Energie durch das als Stromsensor ausgebildete Trennelement, insbesondere durch das Widerstandselement zum Erfassen des Stroms, fließen. Da das Trennelement als Stromsensor ausgebildet ist, kann beispielsweise der das Trennelement durchfließende Strom beziehungsweise eine Größe oder ein Parameter, die beziehungsweise der den elektrischen Strom, der durch das Trennelement fließt, charakterisiert, erfasst werden. Somit kommt dem Trennelement zumindest eine Dreifachfunktion zu. Eine erste Funktion des Trennelements besteht darin, die Komponenten in dem zuvor beschriebenen Zustand elektrisch miteinander zu verbinden. Eine zweite Funktion des Trennelements besteht darin, die elektrische Verbindung zwischen den Komponenten zu trennen, indem das Trennelement mittels des pyrotechnischen Aktors durchtrennt wird. Eine dritte Funktion des Trennelements besteht darin, den elektrischen Strom zu messen, das heißt zu erfassen, sodass auf einen zusätzlich vorgesehenen Stromsensor verzichtet werden kann.
Der Stromsensor stellt beispielsweise eine den mittels des Stromsensors erfassten elektrischen Strom charakterisierende Größe beziehungsweise einen den mittels des Stromsensors erfassten elektrischen Strom charakterisierenden Parameter bereit, sodass wenigstens ein Bauelement des Kraftfahrzeugs, insbesondere die Trenneinrichtung, in Abhängigkeit von dem Parameter beziehungsweise von der Größe und somit in Abhängigkeit von dem mittels des Stromsensors erfassten Strom betrieben werden kann.
Die Erfindung basiert somit auf der Idee, mehrere, üblicherweise zum Einsatz kommende Elemente zu einem Element in Form des Stromsensors zusammenzufassen, sodass der Stromsensor die mehreren, zuvor genannten Funktionen erfüllt. Dadurch können die Teileanzahl und somit die Kosten, das Gewicht und der Bauraumbedarf der erfindungsgemäßen Trenneinrichtung besonders gering gehalten werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der pyrotechnische Aktor ein Gehäuse, wenigstens einen Treibladung und wenigstens ein mittels der Treibladung antreibbares, in dem Gehäuse angeordnetes und relativ zu dem Gehäuse bewegbares Aktorelement zum Durchtrennen des Stromsensors auf. Um den Stromsensor zu durchtrennen, wird das Aktorelement mittels der Treibladung angetrieben. Hierdurch wird das Aktorelement relativ zu dem Stromsensor bewegt und dabei insbesondere auf den Stromsensor zu bewegt. Dabei ist eine Trennstelle, an welcher der Stromsensor mittels des Aktorelements durchtrennbar ist beziehungsweise durchtrennt wird, in dem Gehäuse angeordnet. Dadurch kann eine besonders kompakte und sichere Bauweise der Trenneinrichtung realisiert werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Aktorelement in eine Bewegungsrichtung bewegbar ist, um dadurch den Stromsensor zu durchtrennen. Dabei weist das Aktorelement einen sich in die Bewegungsrichtung verjüngenden Endbereich zum Durchtrennen des Stromsensors auf. Hierdurch kann der Stromsensor gezielt und definiert mittels des Aktorelements durchtrennt werden, sodass der Bauraumbedarf und das Gewicht der Trenneinrichtung besonders gering gehalten werden können.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Stromsensor eine Soll-Versagensstelle auf, an welcher der Stromsensor mittels des pyrotechnischen Aktors, insbesondere mittels des Aktorelements, durchtrennbar ist. Die Soll-Versagensstelle ist eine Stelle, an welcher der Stromsensor gezielt versagt, indem der Stromsensor mittels des Aktorelements beziehungsweise mittels des pyrotechnischen Aktors an der Soll-Versagensstelle durchtrennt wird. Die Soll-Versagensstelle ist dabei beispielsweise als Soll-Bruchstelle ausgebildet, an welcher der Stromsensor durch Brechen versagt. Die Soll-Versagensstelle ist beispielsweise durch eine Wanddickenreduzierung des Stromsensors gebildet. Dies bedeutet beispielsweise, dass der Stromsensor an der Soll-Versagensstelle eine geringere Wanddicke als in sich an die Soll-Versagensstelle anschließenden Wandungsbereichen des Stromsensors aufweist.
Ferner ist es denkbar, dass der Stromsensor das zuvor genannten Widerstandselement und wenigstens ein weitere Bauteil aufweist, durch welches beispielsweise der mittels des Stromsensors zu erfassende Strom fließen kann. Das weitere Bauteil ist beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Kupfer, gebildet. Dabei kann vorgesehen sein, dass das weitere Bauteil an der Soll-Versagensstelle mit dem Widerstandselement, insbesondere stoffschlüssig, verbunden ist. Beispielsweise ist das weitere Bauteil mit dem Widerstandselement an der Soll-Versagensstelle verlötet oder verschweißt. Die Soll-Versagensstelle ist somit eine ohnehin vorgesehene Verbindungsstelle, an welcher das weitere Bauteil mit dem Widerstandselement verbunden ist, wobei die Verbindungsstelle als Soll-Versagensstelle genutzt wird, an welcher der Stromsensor besonders vorteilhaft durchtrennt werden kann.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung stellt der Stromsensor wenigstens eine den erfassten Strom charakterisierende Größe bereit. Diese Größe ist beispielsweise eine Messgröße, ein Parameter oder ein Signal. Dabei ist der pyrotechnische Aktor dazu ausgebildet, den Stromsensor in Abhängigkeit von
der von dem Stromsensor bereitgestellten Größe zu durchtrennen. Bei dieser Ausführungsform wird das Sensorelement genutzt, um den pyrotechnischen Aktor zu betreiben, insbesondere auszulösen, sodass der Stromsensor infolge des Auslösens des pyrotechnischen Aktors durchtrennt wird. Somit wird mittels des Stromsensors die Messgröße erfasst, die zum Durchtrennen des Stromsensors genutzt wird, wobei es sich bei dieser Messgröße um den elektrischen Strom handelt. Dadurch können die Teileanzahl und somit der Bauraumbedarf, das Gewicht und die Kosten der Trenneinrichtung besonders gering gehalten werden.
Um die Kosten der Trenneinrichtung besonders gering zu halten, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Trenneinrichtung wenigstens einen Komparator umfasst, welchem die von dem Stromsensor bereitgestellte und den mittels des Stromsensors erfassten elektrischen Strom charakterisierende Größe zugeführt wird. Der Komparator vergleicht die ihm zugeführte Größe mit einem vorgebbaren Schwellenwert, wobei der pyrotechnische Aktor dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem Vergleich der Größe mit dem Schwellenwert den Stromsensor zu durchtrennen. Der Komparator stellt beispielsweise ein den Vergleich charakterisierendes Signal bereit, welches auch als Trennsignal bezeichnet und dem pyrotechnischen Aktor zugeführt und von dem pyrotechnischen Aktor empfangen wird. In der Folge wird mittels des pyrotechnischen Aktors in Abhängigkeit von dem Trennsignal und somit in Abhängigkeit von dem Vergleich der Stromsensor durchtrennt.
Übersteigt beispielsweise der erfasste elektrische Strom den vorgebbaren Schwellenwert, so wird in der Folge der pyrotechnische Aktor ausgelöst, um dadurch den Stromsensor zu durchtrennen. Im Zuge des Auslösens des pyrotechnischen Aktors wird beispielsweise die Treibladung, insbesondere mittels eines Zündelements wie beispielsweise einer Zündkapsel, gezündet. Durch das Zünden der Treibladung entsteht aus zumindest einem Teil der Treibladung ein Gas, welches insbesondere explosionsartig entsteht. Das Gas dehnt sich, insbesondere explosionsartig, aus, wodurch beispielsweise das zuvor beschriebene Aktorelement angetrieben und dabei in die Bewegungsrichtung bewegt wird. Hierbei wird beispielsweise das Aktorelement auf den Stromsensor zu bewegt, sodass infolgedessen der Stromsensor durchtrennt wird. Hierdurch wird die elektrische Verbindung der ersten elektrischen Komponente und der zweiten Komponente getrennt, das heißt aufgehoben, sodass kein elektrischer Strom mehr über das Trennelement zwischen den Komponenten fließen kann.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere wie einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Die Vorrichtung umfasst wenigstens eine erste elektrische Komponente sowie wenigstens eine zweite Komponente. Ferner umfasst die Vorrichtung wenigstens eine Trenneinrichtung zum Trennen wenigstens einer elektrischen Verbindung zwischen den Komponenten. Vorzugsweise ist die Trenneinrichtung die erfindungsgemäße Trenneinrichtung. Die Trenneinrichtung umfasst dabei wenigstens ein Trennelement, über welches die Komponenten elektrisch miteinander verbunden sind. Ferner umfasst die Trenneinrichtung wenigstens einen pyrotechnischen Aktor, mittels welchem zum Trennen der elektrischen Verbindung der Komponenten das Trennelement durchtrennbar ist. Um nun den Bauraumbedarf, die Kosten und das Gewicht der Trenneinrichtung und somit der Vorrichtung insgesamt besonders gering halten zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Trennelement als Stromsensor zum Erfassen wenigstens eines elektrischen Stroms ausgebildet ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die erste elektrische Komponente ein Hochvolt-Speicher zum Speichern von elektrischer Energie, insbesondere elektrischem Strom. Der Hochvolt-Speicher wird auch als Hochvolt-Energiespeicher (HV-Energiespeicher) oder als HV-Speicher bezeichnet und ist eine Hochvolt-Komponente (HV-Komponente), welche eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebsspannung, von mehr als 50 Volt, insbesondere von mehr als 100 Volt, aufweist. Insbesondere beträgt die elektrische Spannung des Hochvolt-Speichers mehrere 100 Volt. Insbesondere weist die HV-Komponente vorzugsweise eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebsspannung, auf, welcher größer als 60 Volt Gleichstrom, insbesondere größer als 120 Volt Gleichstrom, ist.
Das Fahrzeug ist beispielsweise als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgebildet und weist wenigstens eine elektrische Maschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Zum Antreiben des Kraftfahrzeugs mittels der elektrischen Maschine wird diese mit elektrischer Energie, welche im Hochvolt-Speicher gespeichert ist, versorgt. Dabei weist der Hochvolt-Speicher eine elektrische Spannung von mehr als 50 Volt, insbesondere von mehr als 100 Volt, auf, um besonders hohe elektrische Leistungen zum Antreiben des Kraftfahrzeugs realisieren zu können. Durch Trennen des Stromsensors wird beispielsweise der Hochvolt-Speicher von einem insbesondere als Hochvolt-Kreis (HV-Kreis) ausgebildeten Stromkreis getrennt, um dadurch einen besonders sicheren Zustand des Kraftfahrzeugs einzustellen.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die zweite Komponente eine Hochvolt-Komponente eines Hochvolt-Stromkreises ist. Mit anderen Worten ist der Hochvolt-Speicher eine erste Hochvolt-Komponente, wobei die zweite Komponente eine zweite Hochvolt-Komponente ist. Infolge des Trennens des Stromsensors kann kein Strom mehr von der einen Hochvolt-Komponente zur anderen Hochvolt-Komponente fließen, sodass ein besonders sicherer Zustand des Kraftfahrzeugs einstellbar ist. Da zum Trennen des Stromsensors der pyrotechnische Aktor zum Einsatz kommt, kann die elektrische Verbindung zwischen den Komponenten besonders schnell, das heißt in besonders kurzer Zeit getrennt werden.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die zweite Komponente die zuvor beschriebene elektrische Maschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs ist. Insbesondere kann die Trenneinrichtung verwendet werden, um den zuvor beschriebenen HV-Kreis vom übrigen Kraftfahrzeug zu trennen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
1 eine schematische Seitenansicht einer Trenneinrichtung zum Trennen wenigstens einer elektrischen Verbindung zwischen wenigstens zwei Komponenten eines Kraftfahrzeugs, wobei 1 der Erläuterung des Hintergrunds der Erfindung dient;
2 eine schematische Seitenansicht eines Relais der Trenneinrichtung gemäß 1, wobei 2 der Erläuterung des Hintergrunds der Erfindung dient;
3 eine schematische Seitenansicht einer als Schmelzsicherung ausgebildeten Sicherung der Trenneinrichtung gemäß 1, wobei 3 der Erläuterung des Hintergrunds der Erfindung dient;
4 eine schematische Seitenansicht eines Stromsensors der Trenneinrichtung gemäß 1, wobei 4 der Erläuterung des Hintergrunds der Erfindung dient;
5 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Trenneinrichtung, deren Trennelement, welches mittels eines pyrotechnischen Aktors durchtrennbar ist, als Stromsensor zum Erfassen wenigstens eines elektrischen Stroms ausgebildet ist;
6 eine weitere schematische Seitenansicht der Trenneinrichtung gemäß 5;
7 eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trenneinrichtung; und
8 eine weitere schematische Seitenansicht der Trenneinrichtung gemäß 7.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Im Folgenden wird anhand von 1 bis 4 eine Trenneinrichtung 1 beschrieben, um den Hintergrund der Erfindung zu veranschaulichen. Die Trenneinrichtung 1 kommt beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Kraftwagen wie beispielsweise einem Personenkraftwagen, zum Einsatz, wobei das Kraftfahrzeug beispielsweise als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgebildet ist. Dabei umfasst das Kraftfahrzeug wenigstens eine erste elektrische Komponente, welche eine erste Hochvolt-Komponente (HV-Komponente) ist. Ferner umfasst das Kraftfahrzeug wenigstens eine zweite Komponente, welche eine zweite elektrische Komponente und dabei als zweite Hochvolt-Komponente (HV-Komponente) ausgebildet ist. Die jeweilige Hochvolt-Komponente weist dabei eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebsspannung, von mehr als 50 Volt, insbesondere von mehr als 100 Volt, auf. Insbesondere beträgt die jeweilige elektrische Spannung mehrere 100 Volt, um dadurch – wie im Folgenden noch genauer erläutert wird – besonders hohe elektrische Leistungen zum Antreiben des Kraftfahrzeugs realisieren zu können.
Die erste Hochvolt-Komponente ist beispielsweise ein Hochvolt-Speicher zum Speichern von elektrischer Energie, insbesondere elektrischem Strom. Dabei ist die erste Hochvolt-Komponente beispielsweise als Hochvolt-Batterie (HV-Batterie) ausgebildet. Die zweite Hochvolt-Komponente ist beispielsweise eine elektrische Maschine, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Dabei ist die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb als Elektromotor betreibbar. Um die elektrische Maschine in dem Motorbetrieb als Elektromotor zu betreiben, wird die elektrische Maschine mit elektrischer Energie, welche in dem Hochvolt-Speicher gespeichert ist, versorgt. Somit kommt es zu einem Fluss an elektrischem Strom von dem Hochvolt-Speicher zu der elektrischen Maschine.
Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die elektrische Maschine in einem Generatorbetrieb als Generator betreibbar ist. Hierbei wird beispielsweise mechanische Energie mittels der elektrischen Maschine in elektrische Energie umgewandelt, welche von der elektrischen Maschine bereitgestellt wird. Die elektrische Maschine stellt somit elektrischen Strom bereit, welcher beispielsweise über die Trenneinrichtung 1 dem Hochvolt-Speicher zugeführt und insbesondere in den Hochvolt-Speicher eingespeist wird, wodurch die von der elektrischen Maschine bereitgestellte elektrische Energie in dem Hochvolt-Speicher gespeichert wird. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist die Trenneinrichtung 1 beispielsweise eine sogenannte S-Box, über welche elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom zwischen den Hochvolt-Komponenten übertragen werden kann, indem die Hochvolt-Komponenten über die Trenneinrichtung 1 elektrisch miteinander verbunden beziehungsweise verbindbar sind. Ferner kann diese elektrische Verbindung der Hochvolt-Komponenten mittels der Trenneinrichtung 1 getrennt, das heißt unterbrochen, werden, um dadurch beispielsweise infolge eines Unfalls einen besonders sicheren Zustand des Kraftfahrzeugs einzustellen.
Zumindest eine der Hochvolt-Komponenten, insbesondere beide Hochvolt-Komponenten, sind Bauteile eines als Hochvolt-Stromkreis ausgebildeten Stromkreises, wobei der Stromkreis auch als Hochvolt-Kreis beziehungsweise als HV-Kreis bezeichnet wird. Mittels der Trenneinrichtung 1 kann beispielsweise der Hochvolt-Speicher von dem HV-Kreis beziehungsweise der HV-Kreis vom übrigen Kraftfahrzeug getrennt werden.
Wie aus 1 und 2 erkennbar ist, umfasst die Trenneinrichtung 1 ein Relais 2, welches als HV-/HI-Relais ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass mittels des Relais 2 die Komponenten auch bei hohen Spannungen (HV) und bei hohen Strömen (HI) elektrisch getrennt werden können. Hierzu umfasst das Relais 2 zwei Kontaktelemente 3 und 4 und ein Verbindungselement 5, über welches die Kontaktelemente 3 und 4 elektrisch miteinander verbindbar sind. Ferner umfasst das Relais 2 eine Rückholfeder 6 und eine Spule 7, mittels welcher beispielsweise das Verbindungselement 5 aus einer Verbindungsstellung in eine Trennstellung bewegbar ist. In der Verbindungsstellung sind die Kontaktelemente 3 und 4 über das Verbindungselement 5 elektrisch miteinander verbunden. Dabei steht das Verbindungselement 5 in der Verbindungsstellung mit den Kontaktelementen 3 und 4 in elektrischem Kontakt. In der Trennstellung jedoch ist das Verbindungselement 5 von den Kontaktelementen 3 und 4 beabstandet, sodass die Kontaktelemente 3 und 4 nicht über das Verbindungselement 5 elektrisch miteinander verbunden sind. Ferner ist es denkbar, dass das Verbindungselement 5 mittels der Spule 7 aus der Trennstellung in die Verbindungsstellung bewegbar ist. Die Verbindungsstellung ist beispielsweise eine erste Stellung, wobei die Trennstellung beispielsweise eine zweite Stellung ist. Mittels der Spule 7 ist dabei das Verbindungselement 5 aus einer der Stellungen in die andere Stellung bewegbar. In der anderen Stellung ist die Rückholfeder 6 gespannt, sodass die Rückholfeder 6 eine Federkraft bereitstellt, die in der anderen Stellung auf das Verbindungselement 5 wirkt. Mittels der Federkraft ist das Verbindungselement 5 aus der anderen Stellung in die eine Stellung bewegbar beziehungsweise in der einen Stellung zu halten.
Eine der Hochvolt-Komponenten ist beispielsweise mit dem Kontaktelement 3 zumindest mittelbar elektrisch verbunden, wobei die andere Hochvolt-Komponente mit dem Kontaktelement 4 zumindest mittelbar elektrisch verbunden ist. Dadurch sind die Hochvolt-Komponenten in der Verbindungsstellung des Verbindungselements 5 über die Kontaktelemente 3 und 4 und über das Verbindungselement 5 elektrisch miteinander verbunden. In der Trennstellung jedoch ist diese elektrische Verbindung zwischen den Hochvolt-Komponenten aufgehoben beziehungsweise getrennt.
Aus einer Zusammenschau von 1 mit 3 ist erkennbar, dass die Trenneinrichtung 1 des Weiteren eine als Schmelzsicherung ausgebildete Sicherung 8 umfasst, welche über Verbindungsriegel 14 elektrisch mit dem Kontaktelement 3 verbunden ist. Die Verbindungsriegel 14 werden auch als Busbars bezeichnet. Ferner umfasst die Trenneinrichtung 1 einen aus 4 erkennbaren Stromsensor 9, welcher über einen Verbindungsriegel 10 elektrisch mit der Sicherung 8 verbunden ist. Aus 1 ist erkennbar, dass der Verbindungsriegel 10 mit dem Stromsensor 9 und mit der Sicherung 8 mittels jeweiliger Schrauben 11 verschraubt ist. Ferner ist die Sicherung 8 mit einem ersten der Verbindungsriegel 14 mittels einer Schraube 12 verschraubt, wobei der erste der Verbindungsriegel 14 mit einem zweiten der Verbindungsriegel 14 mittels einer Schraube 13 verschraubt ist. Ferner ist der Verbindungsriegel 10 mittels einer Schraube 29 mit dem Kontaktelement 3 verschraubt. Die erste Hochvolt-Komponente ist beispielsweise zumindest mittelbar elektrisch mit der Sicherung 8 verbunden, sodass die erste Hochvolt-Komponente beispielsweise über den Stromsensor 9, den Verbindungsriegel 10, die Sicherung 8 und die Verbindungsriegel 14 elektrisch mit dem Kontaktelement 3 verbunden ist.
Dabei weist der Stromsensor 9 wenigstens ein Messelement 18 auf, mittels welchem ein elektrischer Strom erfasst werden kann. Das Messelement 18 ist beispielsweise ein hochgenaues Widerstandselement zum Erfassen des elektrischen Stroms. Fließt beispielsweise ein elektrischer Strom von einer der Hochvolt-Komponenten zur anderen Hochvolt-Komponente, so fließt dieser elektrische Strom durch den Stromsensor 9 und dabei insbesondere durch das Messelement 18, sodass der den Stromsensor 9 durchfließende elektrische Strom mittels des Stromsensors 9, insbesondere mittels des Messelements 18, gemessen, das heißt erfasst werden kann. Somit ist es mittels des Stromsensors 9 beispielsweise möglich, zwischen den Hochvolt-Komponenten fließende elektrische Ströme zu erfassen.
Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass im Rahmen einer Entwicklung einer Trenneinrichtung wie der Trenneinrichtung 1, insbesondere einer S-Box, immer die Probleme des sicheren Trennens des HV-Kreises vom übrigen Kraftfahrzeug diskutiert werden. Anlass der Diskussionen sind insbesondere die Eckdaten Bauraum, Kosten, Gewicht und die funktionale Sicherheit. Es wurde dabei gefunden, dass das Relais 2, welches auch als Hochstrom-/Hochspannungsrelais bezeichnet wird, durch einen als Pyroschalter fungierenden pyrotechnischen Aktor ersetzt werden kann, um die beschriebene elektrische Verbindung zwischen den Hochvolt-Komponenten, insbesondere allpolig, zu trennen. Insbesondere ist eine allpolige Trennung des Hochvolt-Speichers vom HV-Kreis, insbesondere der elektrischen Maschine, möglich. Es ist denkbar, dass die Trenneinrichtung 1 beziehungsweise die zuvor beschriebene S-Box die folgenden Grundfunktionen aufweist:

– Strommessung
– Spannungsmessung
– Vorladen eines Zwischenkreises
– allpolige Trennung des Hochvolt-Speichers vom übrigen Kraftfahrzeug, insbesondere vom HV-Kreis, insbesondere in beiden Lastpfaden des Hochvolt-Speichers
– passive, einpolige Trennung im Fehlerfall.

Die zuvor beschriebene, passive und einpolige Trennung kann mittels der Sicherung 8 erfolgen. Die allpolige Trennung kann insbesondere mittels des Relais 2 erfolgen.
Wie aus 1 bis 4 erkennbar ist, sind das Relais 2, die Sicherung 8, der Stromsensor 9 und die Verbindungsriegel 10 und 14 Komponenten der Trenneinrichtung 1, welche bedingt durch die hohen Ströme während des Fahrens des Kraftfahrzeugs beziehungsweise währen des Ladens des Hochvolt-Speichers sehr massiv ausgestaltet sind. Daraus resultieren ein hohes Gewicht und ein hoher Bauraumbedarf der Trenneinrichtung 1. Eine weitere Einschränkung der Trenneinrichtung 1 ist ein geduldeter Graubereich in einem Fehlerstromband, der zwischen der maximalen Stromtrennfähigkeit des Relais 2 und dem minimalen Strombereich der Sicherung 8 liegt. Hier darf das Relais 2 nicht mehr öffnen, jedoch kann dieser Bereich für die Sicherung 8 noch zu niedrig sein, um ausreichend schnell auslösen zu können (schleichender Kurzschluss).
Eine Möglichkeit, diese Lücke zu schließen, ist die Verwendung eines als Pyroschalter fungierenden pyrotechnischen Aktors, der auf Kommando gezündet werden kann. Unter diesem Kommando ist zu verstehen, dass dem pyrotechnischen Aktor wenigstens ein Signal, insbesondere ein elektrisches Signal, zugeführt wird, wobei der pyrotechnische Aktor das Signal empfängt. Mittels des Signals wird der pyrotechnische Aktor ausgelöst, das heißt gezündet, um dadurch mittels des pyrotechnischen Aktors die elektrische Verbindung zwischen den Hochvolt-Komponenten zu trennen. Hierbei wird beispielsweise eine Kupferschiene des pyrotechnischen Aktors mit einer Soll- Bruchstelle durch das Auslösen einer Sprengladung, welche auch als Treibladung bezeichnet wird, durchtrennt, ähnlich der Sprengladung in der Zündpille eines Airbags. Eine minimale Auslöseschwelle für den Pyroschalter gibt es beispielsweise nicht, wobei die aktuell maximalen, sicher trennbaren Ströme in einem Bereich von einschließlich 7.000 Ampere bis einschließlich 30.000 Ampere, insbesondere bei Kurzschlussströmen, je nach Applikation und Hersteller mit steigender Tendenz liegen. Nachteilig ist dabei jedoch die Irreversibilität des Vorgangs, weswegen der Pyroschalter nach dem Zünden getauscht werden muss. Dazu ist es zurzeit erforderlich, den Hochvolt-Speicher zu öffnen. Da dies ein Sicherheitselement ist, welches ausgelöst worden ist, kann davon ausgegangen werden, dass ein größerer Schaden im Speicher oder extern vorliegt.
Selbst im Falle eines externen Kurzschlusses beziehungsweise des Fehlverhaltens einer der Hochvolt-Komponenten, ohne dass ein Fehler im Hochvolt-Speicher vorliegt, können kurzzeitig Ströme aufgetreten sein, die einen Tausch des Hochvolt-Speichers zwingend notwendig machen, da keine weiteren Garantien für den Hochvolt-Speicher oder dessen Zellen übernommen werden können. Die genauen Grenzen, das heißt der elektrische Strom über Dauer und Temperatur, sind aktuell noch in Diskussion. Das Auslösen des Pyroschalters im unteren Überstromgrenzbereich (Relaisbereich) ist ähnlich schnell wie das Auslösen des Relais 2 selbst, im niederohmigen Kurzschlussfall (Maximalströme) ist der Pyroschalter etwas langsamer als die Sicherung 8, aber noch ausreichend schnell. Im Grenzbereich zwischen Relais 2 und Sicherung 8 zeigt sich eine erhebliche Verbesserung des zeitlichen Trennverhaltens durch den Pyroschalter. Der Pyroschalter ist dabei kleiner als das aktuell verwendete Relais 2 und deutlich leichter.
5 zeigt eine Trenneinrichtung 15 gemäß einer ersten Ausführungsform, deren Funktion im Grunde der Funktion der Trenneinrichtung 1 entspricht, jedoch können – wie im Folgenden noch genauer erläutert wird – die Teileanzahl, das Gewicht, die Kosten und der Bauraumbedarf der Trenneinrichtung 15 im Vergleich zur Trenneinrichtung 1 reduziert werden. Die Trenneinrichtung 15 umfasst dabei ein Trennelement 16, über welches die Hochvolt-Komponenten in einem Normalzustand des Trennelements 16 elektrisch miteinander verbunden sind. Ferner umfasst die Trenneinrichtung 15 einen pyrotechnischen Aktor 17, welcher als der zuvor beschriebene Pyroschalter wirken kann. Mittels des pyrotechnischen Aktors 17 ist zum Trennen der elektrischen Verbindung zwischen den Hochvolt-Komponenten das Trennelement 16 durchtrennbar. Dabei ist das Trennelement 16 als Stromsensor 19 ausgebildet, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zum Stromsensor 9, insbesondere hinsichtlich dessen Funktion, auf den Stromsensor 19 übertragen werden können und umgekehrt. Dabei umfasst der Stromsensor 19 ein Messelement 20 zum Erfassen wenigstens eines elektrischen Stroms, sodass der wenigstens eine elektrische Strom mittels des Stromsensors 19 gemessen, das heißt erfasst, werden kann.
Das Messelement 20 ist beispielsweise ein hochgenaues Widerstandselement zum Erfassen des elektrischen Stroms. Ferner umfasst der Stromsensor 19 beispielsweise zwei weitere Bauteile 30 und 31, zwischen welchen das Messelement 20 angeordnet ist. Die Bauteile 30 und 31 sind beispielsweise aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere aus einem metallischen Werkstoff wie beispielsweise Kupfer, gebildet, sodass der zu messende Strom durch die Bauteile 30 und 31 und durch das Messelement 20 fließen kann. Das Messelement 20 ist an jeweiligen Verbindungsstellen 26 und 28, insbesondere stoffschlüssig, mit den Bauteilen 30 und 31 verbunden, sodass die Bauteile 30 und 31 über das Messelement 20 miteinander verbunden sind. Insbesondere ist das Messelement 20 an den Verbindungsstellen 26 und 28 mit den Bauteilen 30 und 31 verlötet.
Da die Hochvolt-Komponenten über den Stromsensor 19 und somit über das Messelement 20 und die Bauteile 30 und 31 elektrisch miteinander verbunden sind, können elektrische Ströme zwischen den Hochvolt-Komponenten über den Stromsensor 19 übertragen werden. Diese elektrischen Ströme fließen über beziehungsweise durch den Stromsensor 19 und können mittels des Stromsensors 19, insbesondere mittels des Messelements 20, erfasst werden.
Der pyrotechnische Aktor 17 umfasst dabei ein Gehäuse 21 sowie eine in 5 nicht erkennbare, in dem Gehäuse 21 angeordnete Treibladung, welche auch als Sprengladung bezeichnet wird. Ferner umfasst der pyrotechnische Aktor 17 ein Zündelement in Form einer Zündpille 22, mittels welcher die Treibladung gezündet werden kann. Außerdem umfasst der pyrotechnische Aktor 17 ein Aktorelement in Form eines Trennbolzens 23 zum Durchtrennen des Stromsensors 19. Alternativ oder zusätzlich sind andere Möglichkeiten denkbar, den Stromsensor 29 beziehungsweise einen Busbar zu trennen.
Wird die Treibladung mittels der Zündpille 22 gezündet, so entsteht zumindest aus einem Teil der Treibladung ein Gas, welches sich, insbesondere explosionsartig, ausdehnt. Mittels des sich ausdehnenden Gases wird der Trennbolzen 23 in eine durch einen Pfeil 24 veranschaulichte Bewegungsrichtung bewegt, wodurch der Trennbolzen 23 auf den Stromsensor 19 zu bewegt wird. Der Trennbolzen 23 weist dabei einen sich in die Bewegungsrichtung verjüngenden Endbereich 25 mit einer Spitze S auf, mittels welcher der Stromsensor 19, insbesondere an der Verbindungsstelle 26, gezielt und definiert durchtrennt werden kann. Somit wird die Verbindungsstelle 26 als Soll-Versagensstelle genutzt, an welcher der Stromsensor 19 gezielt durchtrennt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Verbindungsstelle 28 als Soll-Versagensstelle genutzt werden. Durch dieses Durchtrennen des Stromsensors 19 wird die elektrische Verbindung zwischen den Hochvolt-Komponenten getrennt beziehungsweise unterbrochen, sodass keine elektrischen Ströme mehr zwischen den Komponenten über den Stromsensor 19 übertragen werden können.
Der Stromsensor 19 stellt beispielsweise wenigstens eine den mittels des Stromsensors 19 erfassten elektrischen Strom charakterisierende Größe bereit, welche auch als Messgröße oder Parameter bezeichnet wird. Dabei ist der pyrotechnische Aktor 17 dazu ausgebildet, den Stromsensor 19 in Abhängigkeit von der von dem Stromsensor 19 bereitgestellten Größe zu durchtrennen. Hierzu umfasst die Trenneinrichtung 15 beispielsweise eine in 5 nicht dargestellte Auswerteeinheit, welche die von dem Stromsensor 19 bereitgestellte Größe empfängt. Die Größe wird beispielsweise in Form eines Signals, insbesondere eines elektrischen Signals, bereitgestellt und von der Auswerteeinheit empfangen. Die Auswerteeinheit verarbeitet beispielsweise das von dem Stromsensor 19 bereitgestellte, den erfassten Strom charakterisierende und von der Auswerteeinheit empfangene Signal und stellt ein Ansteuersignal bereit, welches beispielsweise ein weiteres Signal, insbesondere ein weiteres elektrisches Signal, ist. Das Ansteuersignal wird beispielsweise an den pyrotechnischen Aktor 17, insbesondere die Zündpille 22, übertragen und von dem pyrotechnischen Aktor 17, insbesondere von der Zündpille 22, empfangen. Das Ansteuersignal wird beispielsweise an den pyrotechnischen Aktor 17 über Kabel 27 übertragen. Mittels des Ansteuersignals wird die Zündpille 22 ausgelöst, wodurch mittels der Zündpille 22 die Treibladung gezündet wird. In der Folge wird der Trennbolzen 23 auf die Verbindungsstelle 26 zu bewegt, sodass der Stromsensor 19 an der Verbindungsstelle 26 mittels des Trennbolzens 23 getrennt wird. Dies ist in 6 veranschaulicht.
Bei der Trenneinrichtung 15 sind somit mehrere, bei der Trenneinrichtung 1 separate Elemente zu einem Element in Form des Stromsensors 19 zusammengefasst. Dabei kommt dem Stromsensor 19 eine Dreifachfunktion zu, da der Stromsensor 19 verwendet wird, um:

– die Hochvolt-Komponenten in dem zuvor beschriebenen Normalzustand des Stromsensors 19 elektrisch miteinander zu verbinden
– den elektrischen Strom, welcher zwischen den Hochvolt-Komponenten fließt, zu messen, und
– die elektrische Verbindung zwischen den Hochvolt-Komponenten zu trennen.

Der zuvor beschriebene Normalzustand des Stromsensors 19 ist dabei ein Zustand, in welchem der Stromsensor 19 nicht durchtrennt ist. Durch das Durchtrennen des Stromsensors 19 wird dieser von dem Normalzustand in einen getrennten Zustand überführt, in welchem die Hochvolt-Komponenten nicht über den Stromsensor 19 elektrisch miteinander verbunden sind.
Die Trenneinrichtung 15 basiert somit auf der Idee, den Stromsensor 19 als Trennelement 16, insbesondere innerhalb des Gehäuses 21, zu verwenden. Dadurch kann zum einen die Anzahl an Engstellen bei der Stromführung gering gehalten werden, insbesondere hinsichtlich des Messbereichs des Shunts und der Verbindungsstelle 26 des als Pyroschalter wirkenden pyrotechnischen Aktors 17. Zum anderen entfallen die bei der Trenneinrichtung 1 vorgesehenen Verschraubungen von Stromsensor 9, Sicherung 8 und Verbindungsriegel 10 und 14. Ein drittes Element, das bei der Trenneinrichtung 15 im Vergleich zur Trenneinrichtung 1 eingespart werden kann, ist die Sicherung 8. Im normalen Betrieb ist es ohnehin durch die Strommessung und deren Auswertung gegeben. Im Fehlerfall kann dies weiterhin durch den Pyroschalter gesteuert werden. Dabei fehlt jedoch die Möglichkeit, passiv, das heißt ohne Strommessung über AD-Kanäle eines Controllers, auszulösen. Eine Schmelzsicherung ist für sich autark und bedarf keiner elektronischen Überwachung, mit all den damit verbundenen Nachteilen. Um diesen Nachteil zu kompensieren, ist bei der Trenneinrichtung 15 eine elektronische Überwachung des elektronischen Stroms mithilfe wenigstens eines Komparators vorgesehen. Dabei wird beispielsweise ausgehend von dem schon vorhandenen Stromsensor 19 innerhalb des Pyroschalters wenigstens ein Komparator bedient, der beim Überschreiten einer bestimmten Stromschwelle den Pyroschalter beziehungsweise die Treibladung zündet. Die Auswerteeinheit verzichtet dabei auf AD-Kanäle, mit denen die Stromstärke über den Spannungsabfall am Shunt in einem Controller ermittelt wird. Vielmehr wird ein einfacher Komparator, der sich aus dem HV-Kreis versorgt, verwendet. Dies hat den Vorteil, dass nur bei eingeschaltetem HV-Kreis, beispielsweise nach Aktivierung eines verbleibenden Relais, die Schaltung aktiv ist und somit bei ausgeschaltetem HV-Kreis kein zusätzlicher Ruhestrom zu berücksichtigen ist. Möglich ist dies, da nur bei eingeschaltetem HV-Kreis externe Überströme auftreten können, also beispielsweise ein Kurzschluss im Zwischenkreis.
Eine solche, den Komparator umfassende Schaltung muss bei weitem nicht die Genauigkeit der Speicherstrommessung erfüllen, da es nur die Detektion eines Überstromes ist. Dies bedeutet, dass die verwendeten Bauteile keine Präzisionselemente sind und somit kostengünstig bezogen werden können. Dadurch wird die Komparatorschaltung einfach, schnell und kostengünstig. Die Varianz der Auslöseschwelle ermöglicht es zudem, den Pyrostromsensor für alle Zellen, aktuell wie auch zukünftig, zu verwenden. Mit anderen Worten ist der pyrotechnische Aktor 17 infolge der Verwendung des Stromsensors 19 als Trennelement 16 als Pyrosensor oder Pyrostromsensor ausgebildet.
Die zuvor genannte Auslöseschwelle ist beispielsweise ein insbesondere vorgebbarer Schwellenwert, wobei der Komparator die von dem Stromsensor 19 bereitgestellte und den erfassten Strom charakterisierende Größe mit dem Schwellenwert vergleicht. Dabei ist der pyrotechnische Aktor 17 dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von dem Vergleich den Stromsensor 19 zu durchtrennen. Der Komparator ist somit eine Vergleichseinrichtung, mittels welcher die den erfassten Strom charakterisierende Größe mit dem Schwellenwert verglichen wird.
Indem der Stromsensor 19 als das Trennelement 16 innerhalb des pyrotechnischen Aktors 17 fungiert, gelingt es durch Wegfall beziehungsweise Zusammenlegen mehrerer Komponenten der zuvor beschriebenen S-Box einen Vorteil hinsichtlich Bauraum, Kosten und Gewicht zu erzielen, ohne dabei Einbußen im Bereich der Funktionssicherheit hinnehmen zu müssen. Durch Verwendung eines einfachen Komparators fallen zudem keine zusätzlichen Ruheströme an, da der Komparator nur bei eingeschalteter Spannung, insbesondere Hochvoltspannung (HV), versorgt wird. und die Realisierung mit Standardelementen ist kostengünstig. Eine variable Auslöseschwelle (Schwellenwert) ermöglicht zudem die flexible Anpassung an aktuelle sowie zukünftige Anwendungen. Zusammenfassend ermöglicht die Trenneinrichtung 15 die Realisierung eines Verfahrens zur sicheren Trennung des HV-Kreises vom übrigen Kraftfahrzeug, wobei sich das Verfahren durch Einfachheit, Effizienz und Wirtschaftlichkeit auszeichnet.
7 und 8 zeigen eine zweite Ausführungsform der Trenneinrichtung 15. Bei der zweiten Ausführungsform ist beispielsweise anstelle des Trennbolzen 23 ein Kolben 32 vorgesehen. Ferner umfasst die Trenneinrichtung 15 ein Gel 33, welches in einer Kammer aufgenommen ist. Die Kammer ist dabei durch den Kolben 32 und den Stromsensor 19 jeweils teilweise begrenzt. Wird die Zündpille 22 gezündet, so wird dadurch der Kolben 32 angetrieben und dadurch in Richtung des Stromsensors 19 bewegt. Dadurch übt der Kolben 32 auf das Gell 33 einen Druck aus, welcher über das Gell 33 auf den Stromsensor 19 wirkt. Übersteigt der Druck ein vorgebbares Niveau, so gibt der Stromsensor 19 dem Druck an und wird, vorliegend an der Verbindungsstelle 26, getrennt. Dann tritt beispielsweise zumindest ein Teil des Gels 33 aus der Kammer, da zumindest der Teil des Gels 33 mittels des Kolbens 32 aus der Kammer verdrängt wird.
Bezugszeichenliste

1: Trenneinrichtung
2: Relais
3: Kontaktelement
4: Kontaktelement
5: Verbindungselement
6: Rückholfeder
7: Spule
8: Sicherung
9: Stromsensor
10: Verbindungsriegel
11: Schraube
12: Schraube
13: Schraube
14: Verbindungsriegel
15: Trenneinrichtung
16: Trennelement
17: pyrotechnischer Aktor
18: Messelement
19: Stromsensor
20: Messelement
21: Gehäuse
22: Zündpille
23: Trennbolzen
24: Pfeil
25: Endbereich
26: Verbindungsstelle
27: Kabel
28: Verbindungstelle
29: Schraube
30: Bauteil
31: Bauteil
32: Kolben
33: Gel
S: Spitze

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4425307 A1 [0002]
DE 10337980 A1 [0003]
DE 19606447 A1 [0004]
DE 102009025425 A1 [0005]

Claims

Trenneinrichtung (15) zum Trennen wenigstens einer elektrischen Verbindung zwischen wenigstens einer ersten elektrischen Komponente und wenigstens einer zweiten Komponente eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Trennelement (16), über welches die Komponenten elektrisch miteinander verbindbar sind, und mit wenigstens einem pyrotechnischen Aktor (17), mittels welchem zum Trennen der elektrischen Verbindung der Komponenten das Trennelement (16) durchtrennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (16) als Stromsensor (19) zum Erfassen wenigstens eines elektrischen Stroms ausgebildet ist.
Trenneinrichtung (15) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der pyrotechnische Aktor (17) ein Gehäuse (21), wenigstens eine Treibladung und wenigstens ein mittels der Treibladung antreibbares, in dem Gehäuse (21) angeordnetes und relativ zu dem Gehäuse bewegbares Aktorelement (23) zum Durchtrennen des Stromsensors (19) aufweist, wobei eine Trennstelle (26), an welcher der Stromsensor (19) mittels des Aktorelements (23) durchtrennbar ist, in dem Gehäuse (21) angeordnet ist.
Trenneinrichtung (15) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorelement (23) in eine Bewegungsrichtung bewegbar ist, um dadurch den Stromsensor (19) zu durchtrennen, wobei das Aktorelement (23) einen sich in die Bewegungsrichtung verjüngenden Endbereich (25) zum Durchtrennen des Stromsensors (19) aufweist.
Trenneinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromsensor (19) eine Soll-Versagensstelle (26) aufweist, an welcher der Stromsensor (19) mittels des pyrotechnischen Aktors (17) durchtrennbar ist.
Trenneinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromsensor (19) wenigstens eine den erfassten Strom charakterisierende Größe bereitstellt, wobei der pyrotechnische Aktor (17) dazu ausgebildet ist, den Stromsensor (19) in Abhängigkeit von der von dem Stromsensor (19) bereitgestellten Größe zu durchtrennen.
Trenneinrichtung (15) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Komparator vorgesehen ist, welcher die von dem Stromsensor (19) bereitgestellte und den erfassten Strom charakterisierende Größe zugeführt wird, wobei der Komparator die ihm zugeführte Größe mit einem vorgebbaren Schwellenwert vergleicht und wobei der pyrotechnische Aktor (17) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem Vergleich der Größe mit dem Schwellenwert den Stromsensor (19) zu durchtrennen.
Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer ersten elektrischen Komponente, mit wenigstens einer zweiten Komponente, und mit wenigstens einer Trenneinrichtung (15) zum Trennen wenigstens einer elektrischen Verbindung zwischen den Komponenten, wobei die Trenneinrichtung (15) wenigstens ein Trennelement (16), über welches die Komponenten elektrisch miteinander verbunden sind, und wenigstens einen pyrotechnischen Aktor (17) umfasst, mittels welchem zum Trennen der elektrischen Verbindung der Komponenten das Trennelement (16) durchtrennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (16) als Stromsensor (19) zum Erfassen wenigstens eines elektrischen Stroms ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Komponente ein Hochvolt-Speicher zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente eine Hochvolt-Komponente eines Hochvolt-Stromkreises ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente eine elektrische Maschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs ist.