DE102016224813A1 - Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor, insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeug - Google Patents

Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor, insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor (2), insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeug, umfassend ein Hochvolt-Bordnetz (1) mit einem Hochvolt-Energiespeicher (3), über den elektrische Energie für den Elektromotor (2) zum Antrieb des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird, sowie ein Kleinspannungs-Bordnetz (10) zur elektrischen Versorgung einer Anzahl von Verbrauchern (6, 7, 8) im Kraftfahrzeug, wobei ein elektrischer Signalpfad zwischen dem Kleinspannungs-Bordnetz (10) und dem Hochvolt-Bordnetz (1) vorgesehen ist, der über die Spannung des Kleinspannungs-Bordnetzes (10) gespeist wird. Ein Steuergerät (8) des Kraftfahrzeugs ist dazu konfiguriert, auf dem Signalpfad einen vorbestimmten Signalwechsel von einem ersten Signalzustand in einen zweiten Signalzustand zu bewirken, wobei der erste Signalzustand den Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs und der zweite Signalzustand einen vom Normalbetrieb abweichenden Notbetriebszustand des Kraftfahrzeugs anzeigt. Ferner ist das Hochvolt-Bordnetz (1) dazu konfiguriert, in Antwort auf den vorbestimmten Signalwechsel den Hochvolt-Energiespeicher (3) vom Hochvolt-Bordnetz (1) zu trennen. Der Signalpfad umfasst eine erste und eine zweite Signalleitung (SI1, SI2), wobei der vorbestimmte Signalwechsel auf dem Signalpfad einen Wechsel eines Signalpegels auf jeder der ersten und zweiten Signalleitung (SI1, SI2) beinhaltet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor, insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeug.
  • Kraftfahrzeuge, welche mit einem Elektromotor angetrieben werden können, verfügen in der Regel über ein Hochvolt-Bordnetz mit einem Hochvolt-Energiespeicher, der dem Elektromotor elektrische Energie zuführt. Im Falle eines Notbetriebszustands eines solchen Kraftfahrzeugs, z.B. bei einem Unfall, ist sicherzustellen, dass der Hochvolt-Energiespeicher schnell und sicher vom restlichen Hochvolt-Bordnetz getrennt wird. Hierzu werden Trennelemente, wie z.B. pyrotechnische Elemente oder elektromagnetische Schütze, genutzt.
  • Um ein Hochvolt-Bordnetz abzuschalten, kann eine Signalisierung unter Verwendung eines Kleinspannungs-Bordnetzes des Kraftfahrzeugs mit einem Kleinspannungs-Energiespeicher genutzt werden. Die Signalübertragung sollte dabei möglichst schnell sein, um das Hochvolt-Bordnetz mit geringer Verzögerung zu deaktivieren. Ferner sollte die Signalübertragung zuverlässig sein, um ein unbeabsichtigtes Abschalten des Hochvolt-Bordnetzes aufgrund von Fehlfunktionen in der Signalübertragung zu unterbinden.
  • Die Druckschrift DE 10 2010 029 806 A1 offenbart ein elektrisches System für ein Fahrzeug mit einer elektrischen Leistungsquelle zum Antrieb des Fahrzeugs. Über die Betätigung eines Schalters wird die Leistungsquelle vom Bordnetz getrennt und mit einer Kurzschlussleitung verbunden. Dabei ist in der Leistungsquelle ein Separator verbaut, der durch die Wärme des Kurzschlussstroms in der Kurzschlussleitung die Trennung der Kurzschlussleitung bewirkt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine zuverlässige Abschaltung eines Hochvolt-Bordnetzes in einem Kraftfahrzeug mittels einer Signalisierung über ein Kleinspannungs-Bordnetz zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch das Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist mit einem Elektromotor ausgestattet, der zum Antrieb des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird. Der Elektromotor kann dabei dauerhaft zum Antrieb des Kraftfahrzeugs genutzt werden oder er kann auch nur bei Bedarf zugeschaltet werden. Das Kraftfahrzeug kann somit ein reines Elektrofahrzeug oder auch ein Hybridfahrzeug sein. In dem Kraftfahrzeug ist ein Hochvolt-Bordnetz mit einem Hochvolt-Energiespeicher vorgesehen, über den elektrische Energie für den Elektromotor bereitgestellt wird.
  • Das Kraftfahrzeug enthält ferner ein Kleinspannungs-Bordnetz zur elektrischen Versorgung einer Anzahl von Verbrauchern im Kraftfahrzeug, wobei das Kleinspannungs-Bordnetz einen Kleinspannungs-Energiespeicher umfasst. Hier und im Folgenden sind unter einem Hochvolt-Energiespeicher und einem Kleinspannungs-Energiespeicher solche Energiespeicher zu verstehen, die Gleichspannung und damit Gleichstrom zur Verfügung stellen. Demzufolge wird zum Antrieb des Elektromotors ein Wechselrichter zwischengeschaltet. Vorzugsweise ist der Hochvolt-Energiespeicher und/oder der Kleinspannungs-Energiespeicher eine Batterie.
  • Das Kleinspannungs-Bordnetz weist im erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug insbesondere eine Spannung von 60 V oder weniger, vorzugsweise von 12 V, auf. Demgegenüber weist das Hochvolt-Bordnetz vorzugsweise eine Spannung von über 60 V auf, insbesondere zwischen mehr als 60 V und maximal 1500 Volt, vorzugsweise zwischen 300 V und 1500 V und besonders bevorzugt von 400 V.
  • In dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist ein elektrischer Signalpfad zwischen dem Kleinspannungs-Bordnetz und dem Hochvolt-Bordnetz vorgesehen, der über die Spannung des Kleinspannungs-Bordnetzes gespeist wird. Ferner ist ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs dazu konfiguriert, auf dem Signalpfad einen vorbestimmten Signalwechsel von einem ersten Signalzustand in einen zweiten Signalzustand zu bewirken, wobei der erste Signalzustand einen Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs und der zweite Signalzustand einen vom Normalbetrieb abweichenden Notbetriebszustand des Kraftfahrzeugs anzeigt. Das Hochvolt-Bordnetz des Kraftfahrzeugs ist dazu konfiguriert, in Antwort auf diesen vorbestimmten Signalwechsel den Hochvolt-Energiespeicher vom (restlichen) Hochvolt-Bordnetz zu trennen. Gegebenenfalls können in Antwort auf den vorbestimmten Signalwechsel auch weitere Hochvolt-Verbraucher im Hochvolt-Bordnetz abgeschaltet werden.
  • Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass der Signalpfad eine erste und eine zweite Signalleitung umfasst und der vorbestimmte Signalwechsel auf dem Signalpfad einen Wechsel eines Signalpegels und insbesondere eines Spannungspegels auf jeder der ersten und der zweiten Signalleitung beinhaltet. Mit anderen Worten ist es zum Abschalten des Hochvolt-Bordnetzes erforderlich, dass die Signalpegel auf zwei Signalleitungen geändert werden. Hierdurch wird eine sehr zuverlässige Signalübertragung erreicht, die auch bei einem Fehler auf einer Signalleitung nicht zu einer unbeabsichtigten Trennung des Hochvolt-Energiespeichers vom Hochvolt-Bordnetz führt.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs werden sowohl die erste als auch die zweite Signalleitung jeweils von dem Kleinspannungs-Bordnetz gespeist, wobei die erste Signalleitung einen ersten Schalter umfasst, der zum Trennen und Verbinden der ersten Signalleitung über das Steuergerät betätigbar ist, und die zweite Signalleitung einen zweiten Schalter umfasst, der zum Trennen und Verbinden der zweiten Signalleitung über das Steuergerät betätigbar ist. Die gleichzeitige Betätigung des ersten und zweiten Schalters bewirkt in dieser Ausführungsform den vorbestimmten Signalwechsel auf dem Signalpfad. Gemäß dieser Variante der Erfindung wird der vorbestimmte Signalwechsel auf einfache Weise über entsprechende Schalter erreicht. Vorzugsweise sind die Schalter dabei als Halbleiterschalter, wie z.B. Transistoren, ausgestaltet.
  • In einer bevorzugten Variante der soeben beschriebenen Ausführungsform werden beim vorbestimmten Signalwechsel der erste und der zweite Schalter geschlossen, d.h. es wird von der geöffneten Schaltstellung beider Schalter im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs in die geschlossene Schaltstellung beider Schalter gewechselt. Nichtsdestotrotz ist es auch möglich, dass beim vorbestimmten Signalwechsel der erste und zweite Schalter geöffnet werden, so dass im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs beide Schalter geschlossen sind. Ebenso kann in einer weiteren Ausgestaltung beim vorbestimmten Signalwechsel einer aus dem ersten und zweiten Schalter geöffnet werden und der andere aus dem ersten und zweiten Schalter geschlossen werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist ferner die Logik-Auswerteeinheit vorgesehen, welche einen Eingang für die erste Signalleitung und einen Eingang für die zweite Signalleitung sowie einen Ausgang aufweist, wobei ausschließlich der vorbestimmte Signalwechsel die Ausgabe eines vorbestimmten Signalpegels am Ausgang auslöst und der vorbestimmte Signalpegel die Trennung des Hochvolt-Energiespeichers vom Hochvolt-Bordnetz bewirkt. Hierdurch wird auf einfache Weise über einen einzelnen vorbestimmten Signalpegel das Abschalten des Hochvolt-Bordnetzes bewirkt.
  • Die Logik-Auswerteeinheit in der soeben beschriebenen Ausführungsform kann auf verschiedene Arten realisiert sein. In einer bevorzugten Variante ist die Logik-Auswerteeinheit ein UND-Logikelement, wobei in Abhängigkeit von der Ausgestaltung des Signalpfads einer oder beide oder ggf. auch keiner der Eingänge des UND-Logikelements invertierende Eingänge sein können. Ferner ist es auch möglich, dass die Logik-Auswerteeinheit als anderes Logikelement, wie z.B. als ODER-Logikelement, oder als Kombination aus mehreren Logikelementen ausgestaltet ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist der Signalpfad durch das Steuergerät in einen ersten Testzustand zur Überprüfung der ersten Signalleitung und in einen zweiten Testzustand zu Überprüfung der zweiten Signalleitung schaltbar. Ausgehend vom ersten Signalzustand, der dem Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs entspricht, wird der erste Testzustand durch einen Wechsel des Signalpegels lediglich auf einer der ersten und zweiten Signalleitung eingenommen. Demgegenüber wird ausgehend vom ersten Signalzustand der zweite Testzustand durch einen Wechsel des Signalpegels lediglich auf der anderen der ersten und zweiten Signalleitung eingenommen. Diese Variante der Erfindung ermöglicht auf einfache Weise eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der jeweiligen Signalleitungen. In den entsprechenden Testzuständen wird dabei mittels eines Testgeräts der Signalpegel gemessen und mit dem erwarteten Signalpegel verglichen. Das Testgerät kann dabei ein externes, am Kraftfahrzeug angeschlossenes Testgerät sein oder es kann bereits im Kraftfahrzeug integriert sein.
  • In einer weiteren bevorzugten Variante umfasst das Kraftfahrzeug eine Sensorik zur Erkennung des Notbetriebszustands, wobei das Steuergerät derart ausgestaltet ist, dass es bei Erkennung des Notbetriebszustands durch die Sensorik den vorbestimmten Signalwechsel bewirkt. Vorzugsweise ist die Sensorik eine Unfallsensorik, welche mittels einer Anzahl von Sensoren, z.B. mittels Beschleunigungssensoren und/oder Drehratensensoren, einen Unfall des Kraftfahrzeugs als Notbetriebszustand erkennt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs sind im Hochvolt-Bordnetz ein oder mehrere Trennelemente zur Trennung des Hochvolt-Energiespeichers vom Hochvolt-Bordnetz vorgesehen. Ein jeweiliges Trennelement ist vorzugsweise ein irreversibles Trennelement, um eine sichere Trennung im Notbetriebszustand zu erreichen. Beispielsweise kann ein entsprechendes Trennelement ein pyrotechnisches Element sein.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten 1 detailliert beschrieben. Diese Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Schaltanordnung in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, um den Hochvolt-Energiespeicher vom Hochvolt-Bordnetz zu trennen.
  • Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand eines Kraftfahrzeugs beschrieben, das über einen darin verbauten Elektromotor angetrieben werden kann. Hierbei kann es sich sowohl um ein reines Elektrofahrzeug als auch um ein Hybridfahrzeug handeln. Der Elektromotor kann gegebenenfalls auch in Rekuperationsbetrieb genutzt werden, in dem er als Generator arbeitet und aus der Bewegung des Kraftfahrzeugs elektrischen Strom erzeugt, welcher in dem Hochvolt-Energiespeicher gespeichert wird.
  • In der Darstellung der 1 ist der Elektromotor des Kraftfahrzeugs mit Bezugszeichen 2 bezeichnet. Dieser Elektromotor ist Bestandteil eines Hochvolt-Bordnetzes 1, das über einen Hochvolt-Energiespeicher in der Form einer Hochvolt-Batterie 3 mit einer Betriebsspannung von etwa 600 V verfügt. Diese Hochvolt-Batterie speist den Elektromotor 2, um hierüber das Kraftfahrzeug anzutreiben. Das Hochvolt-Bordnetz 1 enthält ferner einen irreversiblen Schalter in der Form eines pyrotechnischen Elements 4, mit dem in Notsituationen und insbesondere bei einem Unfall die Hochvolt-Batterie 3 vom restlichen Hochvolt-Bordnetz 1 abgetrennt wird. Das Auftreten eines Unfalls wird über eine geeignete Unfallsensorik detektiert, wie weiter unten noch näher erläutert wird.
  • Neben dem Hochvolt-Bordnetz 1 enthält das Kraftfahrzeug ein Kleinspannungs-Bordnetz 10 mit einer Kleinspannungs-Batterie 5, wobei die Betriebsspannung des Kleinspannungs-Bordnetzes und damit auch der Kleinspannungs-Batterie bei in etwa 12 V liegt. Die Spannung des Kleinspannungs-Bordnetzes ist in 1 mit Ubatt bezeichnet. Das Kleinspannungs-Bordnetz speist unterschiedliche elektrische Verbraucher im Kraftfahrzeug, wobei beispielhaft einige solcher Verbraucher mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet sind. Die Verbraucher können je nach Betriebsart durch die Kleinspannungs-Batterie 5 oder auch durch einen Generator im Kleinspannungs-Bordnetz gespeist werden. Die Verbraucher umfassen unter anderem das Navigationssystem, Fahrerassistenzsysteme, die Beleuchtung des Kraftfahrzeugs und dergleichen. Auch die weiter unten beschriebene Unfallsensorik 7 und das weiter unten beschriebene Airbag-Steuergerät 8 stellen Verbraucher dar, die über das Kleinspannungs-Bordnetz 10 gespeist werden.
  • Das Airbag-Steuergerät 8 wechselwirkt mit der Unfallsensorik 7, wie durch den Doppelpfeil DP in 1 angedeutet ist. Die Unfallsensorik erkennt dabei einen Unfall des Kraftfahrzeugs über verschiedene Sensoren, insbesondere über Beschleunigungssensoren und Drehratensensoren. Die Sensorsignale dieser Sensoren werden dem Airbag-Steuergerät 8 zugeführt, welches im Falle, dass diese Sensorsignale einen Unfall anzeigen, die Airbags im Kraftfahrzeug auslöst. In diesem Fall bewirkt das Airbag-Steuergerät 8 ferner, dass das pyrotechnische Element 4 im Hochvolt-Bordnetz 1 betätigt wird, um hierdurch das Hochvolt-Bordnetz durch Trennung der Hochvolt-Batterie 3 abzuschalten. Um dieses Abschalten zu erreichen, ist ein Signalpfad zwischen dem Airbag-Steuergerät 8 und dem Hochvolt-Bordnetz 1 ausgebildet. Im Unterschied zum Stand der Technik enthält dieser Signalpfad zwei Signalleitungen SI1 und SI2. Beiden Signalleitungen wird die Spannung Ubatt des Kleinspannungs-Bordnetzes 10 zugeführt. Die Signalleitung SI1 führt die Spannung Ubatt über den Schalter S1 und den Widerstand R1 zur Masse GND. Der Schalter S1 ist im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs in geöffneter Stellung. Die Signalleitung SI2 führt die Spannung Ubatt über den Widerstand R2 und den Schalter S2 zur Masse GND. Genauso wie der Schalter S1 ist der Schalter S2 im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs geöffnet. Die beiden Schalter S1 und S2 sind vorzugsweise Halbleiterschalter, wie z.B. FETs (FET = Field Effect Transistor).
  • Die Signalleitung SI1 führt ferner zu dem nicht-invertierenden Eingang I1 einer UND-Auswertelogik 9, wohingegen die Signalleitung SI2 zu einem invertierenden Eingang I2 der UND-Auswertelogik 9 führt. In dem in 1 gezeigten Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs mit geöffneten Schaltern S1 und S2 liegt der Eingang I1 auf Masse und damit auf einem niedrigen Spannungspegel. Demgegenüber liegt am Eingang I2 die Spannung Ubatt und damit ein hoher Spannungspegel an. Für die Logik-Auswerteeinheit entspricht dabei das Massepotential einer logischen Null und die Spannung Ubatt einer logischen Eins. Durch den invertierenden Eingang I2 wird die logische Eins in eine logische Null invertiert. Demzufolge werden in dem in 1 gezeigten Schaltzustand der UND-Auswertelogik 9 zwei logische Nullen zugeführt, so dass am Ausgang O der Auswertelogik eine logische Null anliegt. Dabei ist zu beachten, dass nur im Falle, dass über dem Ausgang O eine logische Eins ausgegeben wird, die Betätigung des pyrotechnischen Elements 4 zum Trennen der Hochvolt-Batterie 3 vom Hochvolt-Bordnetz 1 ausgelöst wird.
  • Tritt nunmehr ein Unfall des Kraftfahrzeugs auf, wird durch das Steuergerät 8 ein Schließen beider Schalter S1 und S2 bewirkt, so dass sich die Signalpegel auf beiden Signalleitungen SI1 und SI2 ändern. Als Folge liegt auf der Signalleitung SI1 die Batteriespannung Ubatt und damit eine logische Eins, wohingegen die Signalleitung SI2 auf Masse und damit auf einer logischen Null liegt. Durch den invertierenden Eingang I2 wird diese logische Null in eine logische Eins gewandelt, so dass der UND-Auswertelogik 9 zwei logische Einsen zugeführt werden, so dass am Ausgang O eine logische Eins erzeugt wird. Dies hat zur Folge, dass das pyrotechnische Element 4 ausgelöst wird und die Hochvolt-Batterie 3 sicher vom restlichen Hochvolt-Bordnetz 1 getrennt wird.
  • Neben den beiden Schaltzuständen, in denen die Schalter S1 und S2 entweder geschlossen oder geöffnet sind, kann das Steuergerät 8 die Schalter auch derart schalten, dass ein erster Testmodus für die Signalleitung SI1 und ein zweiter Testmodus für die Signalleitung SI2 eingenommen wird. Über ein (nicht gezeigtes) Testgerät, welches an die Leitungen SI1 und SI2 angeschlossen ist, kann hierdurch die Funktionsfähigkeit dieser Leitungen überprüft werden. Das Testgerät kann dabei ein fest verbauter Bestandteil des Kraftfahrzeugs oder ggf. auch ein externes Gerät sein, das bei Bedarf angeschlossen wird.
  • Im ersten Testmodus zum Überprüfen der Leitung SI1 wird ausgehend von dem geöffneten Zustand der beiden Schalter S1 und S2 nur der Schalter S1 geschlossen. Demzufolge bleibt am Ausgang O weiterhin eine logische Null und das pyrotechnische Element wird nicht ausgelöst. Mittels einer Überprüfung, ob in diesem Zustand tatsächlich die Spannung Ubatt an der Signalleitung SI1 anliegt, kann die Funktionsfähigkeit dieser Leitung getestet werden.
  • Im Unterschied zum ersten Testmodus wird im zweiten Testmodus ausgehend von den geöffneten Stellungen der Schalter S1 und S2 lediglich der Schalter S2 geschlossen, so dass die Signalleitung SI1 auf Massepotential GND liegt. Dabei wird weiterhin am Ausgang O eine logische Null erzeugt, so dass das pyrotechnische Element nicht ausgelöst wird. Über die Überprüfung, ob in diesem Schaltzustand die Signalleitung SI2 tatsächlich auf Masse liegt, kann die Funktionsfähigkeit dieser Signalleitung SI2 überprüft werden.
  • In der nachfolgenden Tabelle sind nochmals die Signalpegel auf den einzelnen Signalleitungen SI1 und SI2 für den Normalbetrieb, den Notbetriebszustand sowie den ersten und zweiten Testmodus wiedergegeben.
    Zustand SI1 SI2
    Normalbetrieb GND Ubatt
    Erster Testmodus Ubatt Ubatt
    Zweiter Testmodus GND GND
    Notbetriebszustand Ubatt GND
  • Die im Vorangegangenen erläuterte Ausführungsform der Erfindung weist eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere wird durch die Verwendung eines Signalpfads mit zwei Signalleitungen eine sichere Signalübertragung geschaffen, die unempfindlich gegenüber Störungen ist. Hierdurch wird eine zuverlässige Trennung der Hochvolt-Batterie vom Hochvolt-Bordnetz in einer Notsituation erreicht und es kommt nicht zu einem unbeabsichtigten Auslösen des pyrotechnischen Elements. Über die Signalleitungen wird dabei auch eine schnelle Signalübertragung im µs-Bereich sichergestellt, so dass das Abschalten des Hochvolt-Bordnetzes bei einem Unfall mit geringer Verzögerung erfolgt. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung von zwei Signalleitungen eine Diagnose der Signalübertragung auf beiden Leitungen durch entsprechende Testmodi.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hochvolt-Bordnetz
    2
    Elektromotor
    3
    Hochvolt-Batterie
    4
    Pyrotechnisches Element
    5
    Kleinspannungs-Batterie
    6
    Elektrische Verbraucher
    7
    Unfallsensorik
    8
    Airbag-Steuergerät
    9
    UND-Auswertelogik
    SI1, SI2
    Signalleitungen
    S1, S2
    Schalter
    Ubatt
    Spannung des Kleinspannungs-Bordnetzes
    GND
    Masse
    R1, R2
    Widerstände
    DP
    Doppelpfeil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010029806 A1 [0004]

Claims (9)

  1. Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor (2), insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeug, umfassend ein Hochvolt-Bordnetz (1) mit einem Hochvolt-Energiespeicher (3), über den elektrische Energie für den Elektromotor (2) zum Antrieb des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird, sowie ein Kleinspannungs-Bordnetz (10) zur elektrischen Versorgung einer Anzahl von Verbrauchern (6, 7, 8) im Kraftfahrzeug, wobei das Kleinspannungs-Bordnetz (10) einen Kleinspannungs-Energiespeicher (5) umfasst, wobei ein elektrischer Signalpfad zwischen dem Kleinspannungs-Bordnetz (10) und dem Hochvolt-Bordnetz (1) vorgesehen ist, der über die Spannung des Kleinspannungs-Bordnetzes (10) gespeist wird, wobei ein Steuergerät (8) des Kraftfahrzeugs dazu konfiguriert ist, auf dem Signalpfad einen vorbestimmten Signalwechsel von einem ersten Signalzustand in einen zweiten Signalzustand zu bewirken, wobei der erste Signalzustand einen Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs und der zweite Signalzustand einen vom Normalbetrieb abweichenden Notbetriebszustand des Kraftfahrzeugs anzeigt und das Hochvolt-Bordnetz (1) dazu konfiguriert ist, in Antwort auf den vorbestimmten Signalwechsel den Hochvolt-Energiespeicher (3) vom Hochvolt-Bordnetz (1) zu trennen; dadurch gekennzeichnet, dass der Signalpfad eine erste und eine zweite Signalleitung (SI1, SI2) umfasst und der vorbestimmte Signalwechsel auf dem Signalpfad einen Wechsel eines Signalpegels auf jeder der ersten und zweiten Signalleitung (SI1, SI2) beinhaltet.
  2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Signalleitung (SI1, SI2) jeweils von dem Kleinspannungs-Bordnetz (10) gespeist werden, wobei die erste Signalleitung (SI1) einen ersten Schalter (S1) umfasst, der zum Trennen und Verbinden der ersten Signalleitung über das Steuergerät (8) betätigbar ist, und die zweite Signalleitung (SI2) einen zweiten Schalter (S2) umfasst, der zum Trennen und Verbinden der zweiten Signalleitung (SI2) über das Steuergerät (8) betätigbar ist, wobei durch eine gleichzeitige Betätigung des ersten und zweiten Schalters (S1, S2) der vorbestimmte Signalwechsel auf dem Signalpfad bewirkt wird.
  3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim vorbestimmten Signalwechsel der erste und der zweite Schalter (S1, S2) geschlossen werden oder der erste und zweite Schalter (S1, S2) geöffnet werden oder einer aus dem ersten und zweiten Schalter (S1, S2) geöffnet und der andere aus dem ersten und zweiten Schalter (S1, S2) geschlossen wird.
  4. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Logik-Auswerteeinheit (9) vorgesehen ist, welche einen Eingang (I1) für die erste Signalleitung (SI1) und einen Eingang (I2) für die zweite Signalleitung (SI2) sowie einen Ausgang (O) aufweist, wobei ausschließlich der vorbestimmte Signalwechsel die Ausgabe eines vorbestimmten Signalpegels am Ausgang (O) auslöst und der vorbestimmte Signalpegel die Trennung des Hochvolt-Energiespeichers (3) vom Hochvolt-Bordnetz (1) bewirkt.
  5. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalpfad durch das Steuergerät (8) in einen ersten Testzustand zum Überprüfen der ersten Signalleitung (SI1) und in einen zweiten Testzustand zum Überprüfen der zweiten Signalleitung (SI2) schaltbar ist, wobei ausgehend vom ersten Signalzustand der erste Testzustand durch einen Wechsel des Signalpegels lediglich auf einer der ersten und zweiten Signalleitung (SI1, SI2) und der zweite Testzustand durch einen Wechsel des Signalpegels lediglich auf der anderen der ersten und zweiten Signalleitung (SI1, SI2) eingenommen wird.
  6. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug eine Sensorik (7) zur Erkennung des Notbetriebszustands umfasst, wobei das Steuergerät (8) derart ausgestaltet ist, dass es bei Erkennung des Notbetriebszustands durch die Sensorik (7) den vorbestimmten Signalwechsel bewirkt.
  7. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (9) eine Unfallsensorik ist, welche mittels einer Anzahl von Sensoren als Notbetriebszustand einen Unfall des Kraftfahrzeugs erkennt.
  8. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Hochvolt-Bordnetz (1) ein oder mehrere Trennelemente zur Trennung des Hochvolt-Energiespeichers (3) vom Hochvolt-Bordnetz (1) vorgesehen sind, wobei ein jeweiliges Trennelement vorzugsweise ein irreversibles Trennelement, insbesondere ein pyrotechnisches Element, ist.
  9. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kleinspannungs-Bordnetz (10) eine Spannung (Ubatt) von 60 V oder weniger, insbesondere von 12 V, aufweist und/oder das Hochvolt-Bordnetz (1) eine Spannung von über 60 V, insbesondere zwischen mehr als 60 V und maximal 1500 V und vorzugsweise von 400 V, aufweist.
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