DE102017205349A1

DE102017205349A1 - board network

Info

Publication number: DE102017205349A1
Application number: DE102017205349.6A
Authority: DE
Inventors: Ahmet Kilic; Tunan Shen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2018-10-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bordnetz (100) für ein Kraftfahrzeug mit einem Hochvolt-Teilnetz (102) und einem Niedervolt-Teilnetz (104), die miteinander verbunden sind, wobei eine Diagnoseeinrichtung vorgesehen ist, die dazu eingerichtet ist, einen Fehler im Niedervolt-Teilnetz (104) zu erfassen und in Abhängigkeit davon ein Trennelement zu aktivieren, das dazu eingerichtet ist, die Verbindung zwischen dem Hochvolt-Teilnetz (102) und dem Niedervolt-Teilnetz (104) zu unterbrechen, wenn dieses aktiviert ist.The invention relates to an on-board network (100) for a motor vehicle with a high-voltage subnetwork (102) and a low-voltage subnetwork (104), which are interconnected, wherein a diagnostic device is provided which is adapted to a fault in the low-voltage subnetwork (104) and, depending thereon, activating a disconnect configured to disconnect the high voltage subnet (102) and the low voltage subnet (104) when enabled.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes.The invention relates to a vehicle electrical system for a motor vehicle and a method for operating a vehicle electrical system.

Stand der TechnikState of the art

Unter einem Bordnetz ist insbesondere im automotiven Einsatz die Gesamtheit aller elektrischen Komponenten in einem Kraftfahrzeug zu verstehen. Somit sind davon sowohl elektrische Verbraucher als auch Versorgungsquellen, wie bspw. Generatoren oder elektrische Speicher, z. B. Batterien, umfasst. Im Kraftfahrzeug ist darauf zu achten, dass elektrische Energie so verfügbar ist, dass das Kraftfahrzeug jederzeit gestartet werden kann und während des Betriebs eine ausreichende Stromversorgung sichergestellt ist. Aber auch im abgestellten Zustand sollen elektrische Verbraucher noch für einen angemessenen Zeitraum betreibbar sein, ohne dass ein nachfolgender Start beeinträchtigt wird.Under a vehicle electrical system is to be understood in particular in the automotive use, the totality of all electrical components in a motor vehicle. Thus, both electrical consumers and sources of supply, such as. Generators or electrical storage, z. As batteries includes. In the motor vehicle care must be taken that electrical energy is available in such a way that the motor vehicle can be started at any time and sufficient power is ensured during operation. But even when parked, electrical consumers should still be operable for a reasonable period of time, without a subsequent start being impaired.

Die Druckschrift DE 10 2009 053 691 A1 beschreibt ein Bordnetz sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben des Bordnetzes. Das Bordnetz umfasst einen Gleichspannungswandler und einen Basisenergiespeicher, der mit dem Gleichspannungswandler gekoppelt ist. Das Bordnetz umfasst weiterhin eine erste Auswahl von zumindest einem ersten elektrischen Verbraucher, der elektrisch parallel mit dem Gleichspannungswandler koppelbar ist, und eine zweite Auswahl von zumindest einem elektrischen Verbraucher, der elektrisch parallel mit dem Basisenergiespeicher koppelbar ist.The publication DE 10 2009 053 691 A1 describes a vehicle electrical system and a method and a device for operating the electrical system. The electrical system comprises a DC-DC converter and a base energy storage, which is coupled to the DC-DC converter. The electrical system further comprises a first selection of at least a first electrical load, which is electrically coupled in parallel with the DC-DC converter, and a second selection of at least one electrical load, which is electrically coupled in parallel with the base energy storage.

Derzeit haben fast alle rein elektrisch betriebenen Fahrzeuge und auch viele Plug-in-Hybridfahrzeuge ein Hochvolt- (HV) System und ein 12 V-Bordnetz-System. Das HV-System umfasst typischerweise mindestens eine HV-Batterie, einen Gleichspannungs-Wechselspannungswandler (DC/AC Inverter), eine elektrische Maschine, und einen Gleichspannungswandler. Dabei fließt der Strom von der HV-Batterie durch den Wandler bzw. Inverter zu der elektrischen Maschine und durch den Gleichspannungswandler zu anderen 12 V-Verbrauchern. Im 12 V-Bordnetz-System sind viele 12 V-Verbraucher und mindestens eine 12 V-Batterie, die zur Spannungsstabilität bei einer Lastspitze dient, vorgesehen.Currently, almost all purely electrically powered vehicles and many plug-in hybrid vehicles have a high-voltage (HV) system and a 12 V electrical system. The HV system typically includes at least one HV battery, a DC-DC converter (DC / AC inverter), an electric machine, and a DC-DC converter. In this case, the current flows from the HV battery through the converter or inverter to the electric machine and through the DC-DC converter to other 12 V consumers. The 12 V electrical system provides many 12 V consumers and at least one 12 V battery, which serves to stabilize the voltage at a load peak.

Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass zukünftig bei einem hochautomatischen Fahren fahrfremde Tätigkeiten in begrenztem Maße zulässig sein sollen. Eine sensorische, regelungstechnische, mechanische und energetische Rückfallebene durch den Fahrer ist in diesem Fall nur noch eingeschränkt vorhanden. Daher besitzt bei einem hochautomatischen bzw. vollautomatisierten oder autonomen Fahren die elektrische Versorgung eine bisher in Kraftfahrzeugen nicht gekannte Sicherheitsrelevanz. Fehler im elektrischen Bordnetz müssen daher zuverlässig und möglichst vollständig erkannt werden.Furthermore, it must be taken into account that, in the future, highly non-driving activities should be permitted to a limited extent in the case of highly automated driving. A sensory, regulatory, mechanical and energetic fallback by the driver in this case is limited. Therefore, in a highly automatic or fully automated or autonomous driving the electrical supply has a previously unknown in motor vehicles safety relevance. Errors in the electrical system must therefore be reliably and completely recognized.

Die zukünftigen hoch- und vollautomatischen Fahrfunktionen erfordern insbesondere ein hoch zuverlässiges und verfügbares Hochvolt-System. Das Fahrzeug darf nicht während Fahrt bspw. auf dem Autobahn liegenbleiben und muss innerhalb kurzer Zeit in einen sicheren Zustand übergehen.The future highly automatic and fully automatic driving functions require in particular a highly reliable and available high-voltage system. The vehicle must not be left lying on the highway while driving, for example, and must transfer to a safe state within a short time.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden ein Bordnetz gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 9 vorgestellt. Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.Against this background, a vehicle electrical system according to claim 1 and a method according to claim 9 are presented. Embodiments emerge from the dependent claims and from the description.

Das vorgestellte Bordnetz, in dem typischerweise eine Anzahl von Verbrauchern vorgesehen ist, weist ein Hochvolt-Teilnetz mit bspw. 48 V und ein Niedervolt-Teilnetz mit bspw. 12 V auf. Die beiden Teilnetze sind miteinander verbunden und über eine Koppelelement, das bspw. als Gleichspannungswandler ausgebildet ist, miteinander gekoppelt. Diese Kopplung ist Teil dieser Verbindung bzw. realisiert diese. Es ist nunmehr zwischen dem Niedervolt-Teilnetz und dem Hochvolt-Teilnetz ein Trennelement vorgesehen, das dazu eingerichtet ist, wenn dieses aktiviert wird, die Verbindung zwischen den beiden Teilnetzen zu unterbrechen.The presented on-board network, in which typically a number of consumers is provided, has a high-voltage subnetwork with, for example, 48 V and a low-voltage subnetwork with, for example, 12 V. The two subnetworks are connected to one another and coupled to one another via a coupling element which, for example, is designed as a DC-DC converter. This coupling is part of this connection or realizes it. It is now provided between the low-voltage subnet and the high-voltage subnet a separator, which is set up when it is activated to interrupt the connection between the two subnets.

Das Trennelement wird aktiviert, wenn ein Fehler im Niedervolt-Teilnetz detektiert wird. Hierzu kann bspw. eine Diagnoseeinrichtung, die z. B. elektronische Größen wie Strom und Spannung im Niedervolt-Teilnetz misst, vorgesehen sein.The separator is activated when a fault in the low voltage subnet is detected. For this purpose, for example, a diagnostic device, the z. B. electronic variables such as current and voltage in the low-voltage subnet measures provided.

Ein Fehler im Niedervolt-Bordnetz kann bspw. durch den Gleichspannungswandler erkannt werden, der in diesem Fall die Diagnoseeinrichtung umfasst bzw. als solche dient. Nach Erkennen eines Fehlers kann dann der entsprechende Schalter zwischen dem Hochvolt-Bordnetz und dem Niedervolt-Bordnetz geöffnet werden.An error in the low-voltage electrical system can be detected, for example, by the DC-DC converter, which in this case includes the diagnostic device or serves as such. After detecting an error then the corresponding switch between the high-voltage electrical system and the low-voltage electrical system can be opened.

Es wurde somit erkannt, dass es erforderlich ist, das Hochvolt-Teilnetz unabhängig vom Niedervolt-Teilnetz auszuführen, um die Zuverlässigkeit des Hochvolt-Teilnetzes zu erhöhen.It was thus recognized that it is necessary to implement the high-voltage subnetwork independently of the low-voltage subnet in order to increase the reliability of the high-voltage subnetwork.

Bei dem beschriebenen Verfahren wird das Niedervolt-Teilnetz überwacht, wobei diese Überwachung kontinuierlich oder in zeitlichen Abständen, ggf. auch abhängig von äußeren Bedingungen, durchgeführt werden kann. Wird ein Fehler erkannt, d. h. ein für das Hochvolt-Teilnetz kritischer Fehler erkannt, so wird das Trennelement aktiviert und damit die Verbindung zwischen Niedervolt-Teilnetz und Hochvolt-Teilnetz getrennt.In the method described, the low-voltage subnetwork is monitored, wherein this monitoring can be carried out continuously or at intervals, possibly also depending on external conditions. If an error is detected, ie a fault detected for the high-voltage subnet is detected, the isolator is activated and thus the connection between low-voltage subnet and high-voltage subnet separated.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Figurenlistelist of figures

1 shows a schematic representation of a first example of a vehicle electrical system, which is known from the prior art.
2 shows the electrical system 1 with possible error cases.
3 shows an embodiment of the presented vehicle electrical system in a block diagram.
4 shows a further embodiment of the electrical system.
5 shows in a block diagram a DC-DC converter output according to the prior art.
6 shows a block diagram of an embodiment of a DC-DC converter output in the presented wiring system.
7 shows a separate secondary coil for the supply according to an embodiment of the presented electrical system.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.The invention is schematically illustrated by means of embodiments in the drawings and will be described in detail below with reference to the drawings.

1 zeigt ein Blockschaltbild ein Bordnetz nach dem Stand der Technik, das insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Die Darstellung zeigt ein Hochvolt-Teilnetz 12 und ein Niedervolt-Teilnetz 14. In dem Hochvolt-Teilnetz 12 sind drei Batterien 20 als Energiespeicher, ein Batteriemanagementsystem 22, ein Gleichspannungswandler 24, ein Inverter 26, an dem eine elektrische Maschine 28 angeschlossen ist, und ein Hochvolt-Wechselspannungswandler 30 vorgesehen. In dem Niedervolt-Teilnetz 14, in diesem Fall ein 12 V-Teilnetz, sind eine Batterie 32 und ein Verbraucher 34 vorgesehen. 1 shows a block diagram of a vehicle electrical system according to the prior art, the whole with the reference numeral 10 is designated. The illustration shows a high-voltage subnetwork 12 and a low-voltage subnetwork 14 , In the high voltage subnet 12 are three batteries 20 as energy storage, a battery management system 22 , a DC-DC converter 24, an inverter 26 on which an electric machine 28 is connected, and a high-voltage AC converter 30 intended. In the low-voltage subnet 14 , in this case a 12 V subnet, are a battery 32 and a consumer 34 intended.

Gestrichelte Linien 40 in 1 stellen die Spannungsversorgungen der Hochvolt-Komponenten dar. Alle Steuergeräte des Hochvolt-Teilnetzes 12 werden von dem Niedervolt- bzw. 12 V-Teilnetz 14 versorgt. Wenn ein kritischer Fehler im 12 V-Teilnetz 14 auftritt und 12 V nicht mehr oder nur eingeschränkt verfügbar sind, können alle Hochvolt-Komponenten auch nicht mehr funktionieren. Es wird hierzu auf 2 verwiesen. Das Fahrzeug kann nur bis zum Stillstand ausrollen.Dashed lines 40 in 1 represent the power supplies of the high-voltage components. All control units of the high-voltage subnetwork 12 are powered by the low voltage or 12 V subnet 14. If a critical error occurs in the 12 V subnet 14 and 12 V are no longer or only partially available, all high-voltage components can no longer work. It is on this 2 directed. The vehicle can only roll out to a standstill.

2 zeigt die Ausführung des Bordnetzes 10 aus 1 im Fehlerfall. Mit Pfeilen 50 sind dabei Stellen markiert, an denen Fehler auftreten können. Diese Fehler können zum Ausfall des Hochvolt-Teilnetzes 12 und damit zum Ausfall des gesamten Bordnetzes 10 mit erheblichen Beeinträchtigungen beim Betrieb des Kraftfahrzeugs führen. 2 shows the design of the electrical system 10 out 1 in the case of an error. Arrows 50 indicate where errors can occur. These errors can lead to failure of the high-voltage subnet 12 and thus the failure of the entire electrical system 10 lead to significant impairment in the operation of the motor vehicle.

Eine solche Beeinträchtigung kann jedoch für die zukünftigen hoch- und vollautomatischen Fahrfunktionen nicht toleriert werden. Das Fahrzeug darf niemals während des autonomes Fahrens auf der Fahrbahn, bspw. auf der Autobahn, liegenbleiben. Es muss hingegen innerhalb eines kurzen Zeitraums in einen sicheren Zustand übergehen. Aus diesem Grunde wird angestrebt, die Verfügbarkeit des Hochvolt-Teilnetzes 12 bzw. Hochvolt-Systems in hohem Maße zu steigern. Um dies zu erreichen, sollte das Hochvolt-System unabhängig vom Niedervolt-Teilnetz sein.However, such an impairment can not be tolerated for the future highly and fully automatic driving functions. The vehicle must never be left on the road during autonomous driving, for example on the motorway. On the other hand, it must go into a safe state within a short period of time. For this reason, the aim is the availability of the high-voltage subnet 12 or high-voltage system to a great extent. To achieve this, the high-voltage system should be independent of the low-voltage subnet.

Es wird nunmehr eine Topologie vorgeschlagen, die es ermöglicht, dass das Hochvolt-System während der Fahrens auch ohne das Niedervolt-Teilnetz funktionieren kann. Dies erhöht die Verfügbarkeit des Hochvolt-Systems, wobei die zusätzlichen Kosten, um dies zu erreichen, gering sind.A topology is now proposed that allows the high-voltage system to function while driving without the low-voltage subnetwork. This increases the availability of the high-voltage system, with the additional costs of achieving this being low.

3 zeigt eine Ausführung des vorgestellten Bordnetzes, die insgesamt mit der Bezugsziffer 100 bezeichnet ist. Die Darstellung zeigt ein Hochvolt-Teilnetz 102 und ein Niedervolt-Teilnetz 104. In dem Hochvolt-Teilnetz 102 sind drei Batterien 110 als Energiespeicher, ein Batteriemanagementsystem 112, ein Gleichspannungswandler 114, ein Inverter 116, an dem eine elektrische Maschine 118 angeschlossen ist, und ein Hochvolt-Wechselspannungswandler 120 vorgesehen. In dem Niedervolt-Teilnetz 104, in diesem Fall ein 12 V-Teilnetz, sind eine Batterie 122, ein Verbraucher 124 und ein Kondensator 126 vorgesehen. Gestrichelte Linien 130 stellen die Spannungsversorgungen der Hochvolt-Komponenten dar. Ein möglicher Fehlerfall ist mit Bezugsziffer 150 gekennzeichnet. 3 shows an embodiment of the presented electrical system, the total with the reference numeral 100 is designated. The illustration shows a high-voltage subnetwork 102 and a low voltage subnet 104 , In the high voltage subnet 102 are three batteries 110 as energy storage, a battery management system 112 , a DC-DC converter 114, an inverter 116 on which an electric machine 118 is connected, and a high-voltage AC converter 120 intended. In the low-voltage subnet 104 , in this case a 12 V subnet, are a battery 122, a consumer 124 and a capacitor 126 intended. Dashed lines 130 represent the power supplies of high-voltage components. A possible error case is with reference numeral 150 characterized.

Die Darstellung zeigt zudem einen Schalter 160, der zwischen dem Ausgang des Gleichspannungswandlers 114 und der 12 V-Batterie 122 im Niedervolt-Teilnetz 104 liegt und als Trennelement dient. Der Schalter 160 wird von der 12 V-Batterie 122 versorgt und wird so geregelt, dass er bei niedriger Spannung ausgeschaltet wird. Der Kondensator 126 kann beim Bedarf hinzugefügt werden, um die Spannung bei einem Ausschalten zu stabilisieren. Wenn ein Fehler im Niedervolt-Teilnetz 104 auftritt, wird der Schalter geöffnet, in Ausgestaltung bevor die Spannung niedriger als die Rücksetz- bzw. Reset-Spannung liegt. Der Kondensator 126 und/oder das Steuergerät (nicht dargestellt) des Gleichspannungswandlers 114 werden so ausgelegt bzw. gesteuert, dass die Spannung beim Umschalten keine große Änderung erfährt. Nach der Umschalten kann das Hochvolt-Teilnetz 102 und damit das Hochvolt-System sich selbst versorgen und ist völlig unabhängig von dem Niedervolt-Teilnetz 104.The illustration also shows a switch 160 between the output of the DC-DC converter 114 and the 12 V battery 122 in the low-voltage subnet 104 lies and serves as a separator. The desk 160 is powered by the 12V battery 122 and is regulated to be at low voltage is turned off. The capacitor 126 can be added as needed to stabilize the voltage when switching off. When a fault occurs in the low voltage subnet 104, the switch is opened, in an embodiment, before the voltage is lower than the reset voltage. The capacitor 126 and / or the controller (not shown) of the DC / DC converter 114 are designed so that the voltage during switching does not change much. After switching, the high-voltage sub-network 102 and thus the high-voltage system can self-supply and is completely independent of the low-voltage subnet 104 ,

Der Schalter 160 und der Kondensator 126 können innerhalb des Gleichspannungswandlers 114 oder außerhalb des Gleichspannungswandlers 114 bspw. als eine Add-on-Lösung für ein vorhandenes Produkt vorgesehen sein. In einer weiteren Ausführungsform wird der Schalter durch eine Sicherung ersetzt. Dies stellt eine kostengünstige Variante dar. Zu beachten ist, dass die Sicherung zuverlässig arbeitet.The desk 160 and the capacitor 126 may be within the DC-DC converter 114 or outside the DC-DC converter 114 for example, be provided as an add-on solution for an existing product. In a further embodiment, the switch is replaced by a fuse. This is a cost effective option. It should be noted that the fuse works reliably.

4 zeigt eine Ausführung des Bordnetzes 200 mit Sicherung. Die Darstellung zeigt ein Hochvolt-Teilnetz 202 und ein Niedervolt-Teilnetz 204. In dem Hochvolt-Teilnetz 202 sind drei Batterien 210 als Energiespeicher, ein Batteriemanagementsystem 212, ein Gleichspannungswandler 214, ein Inverter 216, an dem eine elektrische Maschine 218 angeschlossen ist, und ein Hochvolt-Wechselspannungswandler 220 vorgesehen. In dem Niedervolt-Teilnetz 204, in diesem Fall ein 12 V-Teilnetz, sind eine Batterie 222, ein Verbraucher 224 und ein Kondensator 226 vorgesehen. Gestrichelte Linien 230 stellen die Spannungsversorgungen der Hochvolt-Komponenten dar. Ein möglicher Fehlerfall ist mit Bezugsziffer 250 gekennzeichnet. 4 shows an embodiment of the electrical system 200 with fuse. The illustration shows a high-voltage subnetwork 202 and a low voltage subnet 204 , In the high voltage subnet 202 are three batteries 210 as energy storage, a battery management system 212, a DC-DC converter 214 , an inverter 216 on which an electric machine 218 is connected, and a high-voltage AC converter 220 is provided. In the low-voltage subnet 204 , in this case a 12 V subnet, are a battery 222 , a consumer 224 and a capacitor 226 intended. Dashed lines 230 represent the power supplies of high-voltage components. A possible error case is with reference numeral 250 characterized.

Weiterhin zeigt die Darstellung ein Trennelement 260, das in diesem Fall als Sicherung ausgebildet ist.Furthermore, the illustration shows a separating element 260 , which is designed in this case as a backup.

Zu beachten ist, dass die Funktion des Trennelements 260 direkt in einem Gleichspannungswandler implementiert werden kann. Der Schalter und der Kondensator können somit auch eingespart werden. Da alle Gleichspannungswandler Ausgangskondensatoren benötigen, können diese auch zum Sicherstellen der Spannungsstabilität während des Trennens bzw. Schaltens genutzt werden. Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass viele Gleichspannungswandler bereits einen Trennschalter am Masse- bzw. GND-Anschluss haben, um einen Kurzschluss zu vermeiden. Es wird hierzu auf 5 verwiesen.It should be noted that the function of the separator 260 can be implemented directly in a DC-DC converter. The switch and the capacitor can thus be saved. Since all DC-DC converters require output capacitors, they can also be used to ensure voltage stability during disconnection. Furthermore, it should be noted that many DC-DC converters already have a disconnect switch on the ground or GND connection in order to avoid a short circuit. It is on this 5 directed.

5 zeigt einen Ausgang 300 eines Gleichspannungswandler, wobei in dem Ausgang 300, der eine Niederspannung, bspw. 12 V, bereitstellt, eine Spule 302, ein Kondensator 304, ein Schalter 306 und ein Masse-Anschluss 308 vorgesehen sind. Der Ausgang 300 ist auf der einen Seite mit den restlichen Komponenten 310 des Gleichspannungswandlers und über eine Spannungsversorgung 312 mit den restlichen Hochvolt-Steuergeräten 314 und auf der anderen Seite mit einer Batterie 320 verbunden, die 12 V und somit eine Niederspannung bereitstellt. 5 shows an output 300 a DC-DC converter, wherein in the output 300, which provides a low voltage, for example. 12 V, a coil 302 , a capacitor 304 , a switch 306 and a ground connection 308 are provided. The exit 300 is on one side with the remaining components 310 of the DC-DC converter and a power supply 312 with the remaining high-voltage control units 314 and on the other side with a battery 320 connected, which provides 12 V and thus a low voltage.

Wenn der Schalter 306 von dem Masse-Anschluss 308 zu dem 12 V-Anschluss verschoben wird, hat man die gleiche Funktion wie bei der Ausführung in 3. Es wird hierzu auf 6 verwiesen.When the switch 306 from the ground connection 308 is shifted to the 12 V connection, one has the same function as in the execution in 3 , It is on this 6 directed.

6 zeigt einen entsprechenden Ausgang 400 eines Gleichspannungswandlers, in dem eine Niederspannung von bspw. 12 V bereitstellt wird und in dem eine Spule 402, ein Kondensator 404, ein Schalter 406 und ein Masse-Anschluss 408 vorgesehen sind. Der Ausgang 400 ist auf der einen Seite mit den restlichen Komponenten 410 des Gleichspannungswandlers und über eine Spannungsversorgung 412 mit den restlichen Hochvolt-Steuergeräten 414 und auf der anderen Seite mit einer Batterie 420 verbunden, die 12 V und somit eine Niederspannung bereitstellt. 6 shows a corresponding output 400 a DC-DC converter, in which a low voltage of, for example, 12 V is provided and in which a coil 402 , a capacitor 404 , a switch 406 and a ground connection 408 are provided. The exit 400 is on the one hand with the remaining components 410 of the DC-DC converter and a power supply 412 with the remaining high-voltage controllers 414 and on the other side with a battery 420 connected, which provides 12 V and thus a low voltage.

Eine weiterer Ansatz dafür, dem Hochvolt-System eine unabhängige Spannungsversorgung bereitzustellen, besteht darin, im Gleichspannungswandler einen separaten Versorgungsweg vorzusehen. Es wird hierzu auf 7 verwiesen.Another approach for providing the high voltage system with an independent power supply is to provide a separate supply path in the DC to DC converter. It is on this 7 directed.

7 zeigt in einem Schaltbild ein Bordnetz, das insgesamt mit der Bezugsziffer 500 bezeichnet ist. Die Darstellung zeigt ein Hochvolt-Teilnetz 502, einen Hochvolt-Wechselspannungswandler 504 und ein Niedervolt-Teilnetz 506. In dem Hochvolt-Teilnetz 502 sind Hochvolt-Komponenten 510 und restliche Hochvolt-Steuergeräte 512 vorgesehen. In dem Niedervolt-Teilnetz 506 sind Niedervolt-Komponenten 520 und eine separate Schaltung 522 vorgesehen. Die Niedervolt-Komponenten werden von einer Batterie 524 versorgt. Über eine separate Versorgungsleitung 530 sind die Hochvolt-Komponenten 510 und die restlichen Hochvolt-Steuergeräte 512 aus der separaten Schaltung 522 zu versorgen. 7 shows a circuit diagram of a vehicle electrical system, which is designated overall by the reference numeral 500. The illustration shows a high-voltage subnetwork 502 , a high voltage AC converter 504 and a low voltage subnet 506 , In the high voltage subnet 502 are high voltage components 510 and remaining high voltage controllers 512 are provided. In the low-voltage subnet 506 are low-voltage components 520 and a separate circuit 522 intended. The low voltage components are powered by a battery 524 provided. Via a separate supply line 530 are the high voltage components 510 and the remaining high-voltage controllers 512 from the separate circuit 522 to supply.

Es wird folglich eine separate Schaltung 522 aufgebaut, um den Strom für alle Steuergeräte im Hochvolt-System bereitzustellen. Da die Leistung dafür typischerweise nur maximal 100 W beträgt, können die Bauteile auch günstiger gebaut werden.It therefore becomes a separate circuit 522 designed to provide the power for all control units in the high-voltage system. Since the power is typically only a maximum of 100 W, the components can also be built cheaper.

Es wird somit eine Topologie vorgestellt, die es ermöglicht, das Hochvolt-System während eines autonomen Betriebs eines Kraftfahrzeugs unabhängig vom Niedervolt-Teilnetz zu versorgen. Mit dieser Topologie werden die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit des Hochvolt-Systems erhöht.Thus, a topology is presented which makes it possible to supply the high-voltage system during autonomous operation of a motor vehicle independently of the low-voltage subnetwork. This topology increases the reliability and availability of the high-voltage system.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009053691 A1 [0003]

Claims

Vehicle electrical system for a motor vehicle having a high-voltage subnetwork (102, 202, 502) and a low-voltage subnetwork (104, 204, 506) which are connected to one another, wherein a diagnostic device is provided which is set up to detect a fault in the low-voltage Subnetwork (104, 204, 506) and, depending thereon, activating a disconnect element (260) adapted to manage the connection between the high voltage subnetwork (102, 202, 502) and the low voltage subnetwork (104, 204) , 506) when it is activated.

Electrical system after Claim 1 in which the separating element (260) is designed as a switch (160).

Electrical system after Claim 1 in which the separating element (260) is designed as a fuse.

Electrical system according to one of Claims 1 to 3 in which a capacitor (126, 226) is provided in the low-voltage sub-network (104, 204, 506).

Electrical system according to one of Claims 1 to 4 in which the high-voltage subnetwork (102, 202, 502) and the low-voltage subnetwork (104, 204, 506) are coupled to one another via a coupling element.

Electrical system after Claim 5 and 6 in which the coupling element is designed as a DC-DC converter (114, 214) and the separating element (260) and the capacitor (126, 226) are accommodated in this DC-DC converter (114, 214).

Electrical system according to one of Claims 1 to 6 in which an independent power supply for the high-voltage subnet (102, 202, 502) is provided.

Electrical system after Claim 7 in which the independent power supply is provided by a separate supply path in the DC-DC converter (114, 214).

Method for operating a vehicle electrical system (100, 200, 500) according to one of Claims 1 to 8th in which the low-voltage subnetwork (104, 204, 506) is monitored by the diagnostic device and in the event that an error is detected, the disconnecting element (260) is activated so that the connection between the low-voltage subnetwork (104, 204, 506) and the high voltage subnetwork (102, 202, 502).

Method according to Claim 9 in which a capacitor (126, 226) is used to smooth the voltage after the separation.

Method according to Claim 9 or 10 , where monitoring is continuous.