DE102017210996A1

DE102017210996A1 - Capacitor device for a DC link of an electrical system of an electric motor vehicle and motor vehicle with capacitor device

Info

Publication number: DE102017210996A1
Application number: DE102017210996.3A
Authority: DE
Inventors: Thomas Felkel
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2019-01-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kondensatorvorrichtung (10) für einen Zwischenkreis eines elektrischen Bordnetzes eines elektrischen Kraftfahrzeugs, wobei die Kondensatorvorrichtung (10) zum innerhalb einer vorbestimmten Entladezeit ermöglichten Entladen einer elektrischen Kapazität (11) der Kondensatorvorrichtung (10) eine schaltbare Entladevorrichtung (12) aufweist, welche zumindest einen ohmschen Widerstand (17) aufweist, wobei ein Kondensatorgehäuse (13) der Kondensatorvorrichtung (10) über zwei Anschlüsse (14) zum Anschließen an den Zwischenkreis verfügt und in dem Kondensatorgehäuse (13) die elektrische Kapazität (11) und die schaltbare Entladevorrichtung (12) bereitgestellt sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einer Kondensatorvorrichtung (10).

The invention relates to a capacitor device (10) for a DC link of an electrical vehicle electrical system, wherein the capacitor device (10) has a switchable discharge device (12) for discharging an electrical capacitor (11) of the capacitor device (10) within a predetermined discharge time. which has at least one ohmic resistance (17), wherein a capacitor housing (13) of the capacitor device (10) has two connections (14) for connection to the intermediate circuit and in the capacitor housing (13) the electrical capacitance (11) and the switchable discharge device (12) are provided. The invention further relates to a motor vehicle with a capacitor device (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kondensatorvorrichtung für einen Zwischenkreis eines elektrischen Bordnetzes eines elektrischen Kraftfahrzeugs. Eine elektrische Kapazität der Kondensatorvorrichtung kann innerhalb einer vorbestimmten Zeit entladen werden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Kondensatorvorrichtung.The invention relates to a capacitor device for a DC link of an electrical system of an electric motor vehicle. An electric capacity of the capacitor device may be discharged within a predetermined time. The invention further relates to a motor vehicle with a capacitor device according to the invention.

Es kann in bestimmten Situationen notwendig sein, Kondensatoren, zum Beispiel Zwischenkreiskondensatoren eines Kraftfahrzeugs, aus Sicherheitsgründen innerhalb einer vorbestimmten Zeit zu entladen, sodass eine zugehörige Spannung unter einen vorgegebenen Wert sinkt. Es sind Vorrichtungen bekannt, die eine elektrische Kapazität, also einen Kondensator, in einer vorbestimmten Zeit entladen können.It may be necessary in certain situations to discharge capacitors, for example DC link capacitors of a motor vehicle, for safety reasons within a predetermined time, so that an associated voltage drops below a predetermined value. Devices are known which can discharge an electrical capacitance, that is to say a capacitor, in a predetermined time.

Aus der DT 25 01 893 A1 ist ein Kondensator mit einem in einem Kondensatorwickelabschnitt versenkten Widerstand bekannt. Der Widerstand verbindet als Entladungswiderstand Elektroden des Kondensators, um diesen nach einem Abschalten innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode zu entladen. Der Nachteil an dieser Lösung ist, dass die vorbestimmte Zeitperiode entweder lang sein muss, oder der Kondensator auch bereits vor dem Abschalten kontinuierlich entladen wird, da ein Wert des Widerstands entsprechend klein gewählt sein muss.From DT 25 01 893 A1, a capacitor with a sunken in a capacitor winding section resistor is known. The resistor connects as discharge resistor electrodes of the capacitor to discharge after a shutdown within a predetermined period of time. The disadvantage of this solution is that the predetermined period of time must either be long, or the capacitor is discharged continuously even before switching off, since a value of the resistor must be selected to be correspondingly small.

Aus der DE 11 2011 105 634 T5 ist eine schaltbare Entladeschaltung bekannt, die einen Entladewiderstand und einen Schalter zum Verbinden und Trennen des Entladewiderstandes aufweist. Die Entladeschaltung ist gemeinsam mit Kondensatoren, einem Inverter und einem Spannungswandler in einem Gehäuse eines Energiecontrollers enthalten, welcher in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird. Der Nachteil an dieser Lösung ist, dass die Entladeschaltung einen Kondensator nicht entladen kann, wenn Kondensator und Ladeschaltung zum Beispiel bei einem Crash des Kraftfahrzeugs voneinander elektrisch getrennt werden.From the DE 11 2011 105 634 T5 For example, a switchable discharge circuit is known which has a discharge resistor and a switch for connecting and disconnecting the discharge resistor. The discharge circuit is included together with capacitors, an inverter and a voltage converter in a housing of an energy controller, which is used in a motor vehicle. The disadvantage of this solution is that the discharge circuit can not discharge a capacitor when capacitor and charging circuit are electrically isolated from each other, for example, in a crash of the motor vehicle.

Aus der EP 2 860 836 A2 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Sicherheitsschaltung bekannt. Hierbei sind wenigstens ein Kondensator und eine Reihenschaltung aus einem gesteuerten Schalter und einem Entladungswiderstand bereitgestellt. Bei Abschalten einer Versorgungsspannung schließt der gesteuerte Schalter einen Entladungsstromkreis, der durch den Kondensator und den Entladungswiderstand gebildet ist. Auch hierbei ist der Nachteil, dass eine Entladung nicht stattfinden kann, wenn beispielsweise bei einem Crash eines Kraftfahrzeugs der gesteuerte Schalter und der Kondensator voneinander getrennt werden, was insbesondere der Fall sein kann, wenn diese räumlich voneinander getrennt angeordnet sind.From the EP 2 860 836 A2 For example, a method for operating a safety circuit is known. Here, at least one capacitor and a series circuit of a controlled switch and a discharge resistor are provided. When a supply voltage is cut off, the controlled switch closes a discharge circuit formed by the capacitor and the discharge resistor. Again, the disadvantage is that a discharge can not take place when, for example, in a crash of a motor vehicle, the controlled switch and the capacitor are separated from each other, which may be particularly the case when they are arranged spatially separated from each other.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kondensatorvorrichtung für einen Zwischenkreis eines elektrischen Bordnetzes eines elektrischen Kraftfahrzeugs bereitzustellen, wobei eine elektrische Kapazität der Kondensatorverrichtung innerhalb einer vorgebbaren Zeit entladen werden kann und ein sicheres Entladen auch dann gewährleistet ist, wenn zum Beispiel bei einem Crash des Kraftfahrzeugs Komponenten des Bordnetzes voneinander elektrisch getrennt werden.The object of the invention is to provide a capacitor device for an intermediate circuit of an electrical system of an electric motor vehicle, wherein an electrical capacitance of the Kondensatorverrichtung can be discharged within a predetermined time and a safe discharge is ensured even if, for example, in a crash of the motor vehicle components of the electrical system are separated from each other electrically.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst gemäß der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.The object is achieved according to the independent claims. Advantageous developments are described by the dependent claims, the following description and the figures.

Die Erfindung stellt eine Kondensatorvorrichtung für einen Zwischenkreis eines elektrischen Bordnetzes eines elektrischen Kraftfahrzeugs bereit. Das elektrische Kraftfahrzeug kann ein rein elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug oder ein Hybrid-Fahrzeug sein. Der Zwischenkreis kann zwischen einer Batterie und einem Stromrichter einer elektrischen Maschine geschaltet sein. Die Kondensatorvorrichtung kann in dem Zwischenkreis, insbesondere einem Zwischenkreis eines Hochvoltnetzes, Spannungs- und Strom-Rippel dämpfen. Dazu kann die Kondensatorvorrichtung elektrische Energie aufnehmen und wieder abgeben. Die Kondensatorvorrichtung umfasst ein Gehäuse mit zwei Anschlüssen, welche elektrisch mit dem Zwischenkreis verbunden werden können.The invention provides a capacitor device for a DC link of an electrical system of an electric motor vehicle. The electric motor vehicle may be a purely electrically operated motor vehicle or a hybrid vehicle. The intermediate circuit may be connected between a battery and a power converter of an electrical machine. The capacitor device can attenuate voltage and current ripple in the intermediate circuit, in particular a DC link of a high-voltage network. For this purpose, the capacitor device can absorb and release electrical energy. The capacitor device comprises a housing with two terminals, which can be electrically connected to the DC link.

Die Kondensatorvorrichtung ist dazu eingerichtet, eine elektrische Kapazität der Kondensatorvorrichtung innerhalb einer vorbestimmten Entladezeit zu entladen. Die elektrische Kapazität weist zumindest während eines Betriebszustandes eine Ladungsmenge auf, die in bestimmten Fällen aus Sicherheitsgründen abgeführt werden muss. Ein solcher Fall kann zum Beispiel ein Autounfall oder Crash sein, bei dem zumindest ein Teil der Kondensatorvorrichtung freigelegt werden kann und somit die Gefahr besteht, dass ein Benutzer des Kraftfahrzeugs die Kondensatorvorrichtung berühren kann. In diesem Fall ist es notwendig, dass die Kondensatorvorrichtung eine Spannung aufweist, die geringer als eine vorbestimmte Spannung ist, bei der gesundheitliche Schäden des Benutzers auftreten können, wenn dieser einen Anschluss der Kondensatorvorrichtung berührt. Eine solche Spannung kann beispielsweise 60 V sein. Durch die Kondensatorvorrichtung ist also sichergestellt, dass eine Spannung an einer elektrischen Kapazität der Kondensatorvorrichtung innerhalb einer vorbestimmten Entladezeit durch Entladung der elektrischen Kapazität auf einen Wert gebracht wird, der geringer ist als ein vorbestimmter Wert. Die elektrische Kapazität kann ein Folienkondensator sein, der ein Polypropylen oder PCT-Material aufweist, oder ein Keramikkondensator sein. Es sind auch andere Kondensatortypen als elektrische Kapazität möglich.The capacitor device is configured to discharge an electrical capacitance of the capacitor device within a predetermined discharge time. The electrical capacity has, at least during an operating state, an amount of charge which in certain cases has to be dissipated for safety reasons. Such a case may be, for example, a car crash or crash where at least part of the condenser device may be exposed and thus there is a risk that a user of the motor vehicle may touch the condenser device. In this case, it is necessary for the capacitor device to have a voltage that is less than a predetermined voltage at which damage to the user's health can occur when it touches a terminal of the capacitor device. Such a voltage may be, for example, 60V. Thus, it is ensured by the capacitor device that a voltage at an electric capacitance of the capacitor device is brought within a predetermined discharge time by discharging the electric capacitance to a value which is lower than a predetermined value. The electrical capacity can be Film capacitor may be, which has a polypropylene or PCT material, or a ceramic capacitor. Other capacitor types than electrical capacitance are possible.

Um zu gewährleisten, dass eine Spannung, die an der Kondensatorvorrichtung anliegt, auch in Fällen wie einem Crash auf Werte unterhalb des vorbestimmten Wertes gesenkt werden kann, ist vorgesehen, dass zumindest eine schaltbare Entladevorrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse mit der elektrischen Kapazität der Kondensatorvorrichtung bereitgestellt ist und von der elektrischen Kapazität insbesondere allein durch eine Isolationsschicht getrennt ist. Das Gehäuse weist also zum einen die elektrische Kapazität auf, die eine elektrische Ladung speichern kann und somit eine elektrische Spannung an Anschlüssen der Kondensatorvorrichtung bewirkt und zum anderen eine schaltbare Entladevorrichtung auf, mittels derer die elektrische Kapazität entladen werden kann. Vorzugsweise weist das Gehäuse neben der elektrischen Kapazität und der schaltbaren Entladevorrichtung keine weiteren Bauelemente auf oder nur solche, welche die Gehäusegröße jedenfalls nicht wesentlich, beispielsweise nicht um mehr als 10% und vorzugsweise weniger als 10%, vergrößern oder insbesondere einen räumlichen Abstand zwischen elektrischer Kapazität und schaltbarer Entladevorrichtung nicht vergrößern.In order to ensure that a voltage applied to the capacitor device can be reduced to values below the predetermined value even in cases such as a crash, it is provided that at least one switchable discharge device is provided in a common housing with the electrical capacitance of the capacitor device and is separated from the electrical capacitance in particular only by an insulating layer. The housing thus has, on the one hand, the electrical capacitance which can store an electrical charge and thus causes an electrical voltage at terminals of the capacitor device and, on the other hand, a switchable discharge device, by means of which the electrical capacitance can be discharged. In addition to the electrical capacitance and the switchable discharging device, the housing preferably has no further components or only those which do not substantially increase the housing size, for example by more than 10% and preferably less than 10%, or in particular a spatial distance between the electrical capacitance and switchable unloading device does not increase.

Die elektrische Kapazität und die schaltbare Entladevorrichtung sind jeweils mit den Anschlüssen der Kondensatorvorrichtung verbunden, welche ein Anschließen der Kondensatorvorrichtung an ein elektrisches Bordnetz ermöglichen. Mit schaltbarer Entladevorrichtung ist gemeint, dass die Entladevorrichtung zumindest einen elektronisch aktiven Teil aufweist, der ein Schalter ist, welcher zum Beispiel elektrisch geschaltet werden kann. Es ist auch möglich, dass der Schalter anders geschaltet wird, etwa per optischem Signal oder per Wärmesignal. Elektrisch seriell zu dem Schalter ist in der schaltbaren Entladevorrichtung zumindest ein ohmscher Widerstand bereitgestellt. Die elektrische Kapazität und die schaltbare Entladevorrichtung der Kondensatorvorrichtung sind elektrisch parallel angeordnet.The electrical capacitance and the switchable discharge device are respectively connected to the terminals of the capacitor device, which allow a connection of the capacitor device to an electrical system. With a switchable discharge device, it is meant that the discharge device has at least one electronically active part, which is a switch which, for example, can be electrically switched. It is also possible that the switch is switched differently, such as by optical signal or by heat signal. Electrically in series with the switch, at least one ohmic resistance is provided in the switchable discharge device. The electrical capacitance and the switchable discharge device of the capacitor device are arranged electrically in parallel.

In einem deaktivierten Zustand der schaltbaren Entladevorrichtung wird die elektrische Kapazität zumindest über die schaltbare Entladevorrichtung nicht entladen. In einem aktivierten Zustand, der beispielsweise gegeben ist, wenn der Schalter eingeschaltet ist, wird die elektrische Kapazität über den seriell geschalteten ohmsche Widerstand entladen, sodass die Spannung, die zwischen den Anschlüssen der Kondensatorvorrichtung anliegt innerhalb der vorbestimmten Zeit geringer als der vorbestimmte Wert ist. Dazu ist der Widerstandswert des ohmschen Widerstandes in bekannter Weise in Abhängigkeit des Wertes der elektrischen Kapazität ausgelegt.In a deactivated state of the switchable discharging device, the electrical capacitance is not discharged at least via the switchable discharging device. In an activated state, which is given, for example, when the switch is turned on, the electric capacitance is discharged via the series-connected ohmic resistor, so that the voltage applied between the terminals of the capacitor device within the predetermined time is less than the predetermined value. For this purpose, the resistance value of the ohmic resistance is designed in a known manner as a function of the value of the electrical capacitance.

Der Vorteil, der sich aus der Erfindung ergibt, ist, dass in einer Kondensatorvorrichtung in direkter räumlicher Nähe zu einer jeweiligen elektrischen Kapazität eine schaltbare Entladevorrichtung bereitgestellt ist, die der elektrischen Kapazität insbesondere räumlich näher ist als eine schaltbare Entladevorrichtung, die in einem diskreten Gehäuse oder einem auch andere elektronische Komponenten aufweisenden Gehäuse, bereitgestellt ist. Dadurch kann erstens auf eine zentrale Entladevorrichtung im Bordnetz verzichtet werden, wodurch sich ein Verkabelungsaufwand deutlich verringert, und zweitens ist ein sicheres Entladen der elektrischen Kapazität auch in einem Fall gewährleistet, in welchem einzelne Komponenten des Bordnetzes voneinander physikalisch und/oder elektrisch getrennt sind. Insbesondere, wenn in einem Bordnetz mehrere Kondensatorvorrichtungen vorhanden sind, ergibt sich daraus ein Vorteil, dass keine zentrale Entladevorrichtung benötigt wird, sondern Entladevorrichtungen dezentral verteilt sind und an jeder relevanten elektrischen Kapazität, also jedem Kondensator einzeln bereitgestellt sind. Eine relevante elektrische Kapazität kann eine Kapazität sein, die mit mindestens einer vorbestimmten Spannung, etwa mehr als 200 V, insbesondere 400 V, betrieben wird und/oder die einen vorbestimmten Kapazitätswert aufweist, der beispielsweise 100 µF, vorzugsweise 500 µF oder 800 µF beträgt. Der Kapazitätswert ist unter anderem von der elektrischen Auslegung und Leistung von anderen Komponenten des Bordnetzes abhängig.The advantage that results from the invention is that in a capacitor device in direct spatial proximity to a respective electrical capacitance, a switchable discharge device is provided, which is in particular spatially closer to the electrical capacitance than a switchable discharge device, which in a discrete housing or a housing which also has other electronic components. As a result, firstly, a central unloading device in the electrical system can be dispensed with, which significantly reduces cabling costs, and secondly, reliable discharge of the electrical capacity is ensured even in a case in which individual components of the vehicle electrical system are physically and / or electrically disconnected from one another. In particular, if a plurality of capacitor devices are present in an electrical system, this results in an advantage that no central discharge device is required, but discharge devices are distributed decentrally and are provided individually at each relevant electrical capacitance, that is to say each capacitor. A relevant electrical capacitance may be a capacitance which is operated with at least one predetermined voltage, for example more than 200 V, in particular 400 V, and / or which has a predetermined capacitance value which is, for example, 100 μF, preferably 500 μF or 800 μF. The capacity value depends, among other things, on the electrical design and performance of other components of the electrical system.

In einer Weiterbildung der Kondensatorvorrichtung ist vorgesehen, dass die schaltbare Entladevorrichtung zumindest einen Halbleiterschalter und einen seriellen ohmschen Widerstand aufweist. Der Halbleiterschalter kann zum Beispiel ein Transistor sein, beispielsweise ein MOSFET oder ein Bipolartransistor. Es ist auch möglich, dass der Halbleiterschalter ein IGBT ist. Die schaltbare Entladevorrichtung ist elektrisch parallel zur elektrischen Kapazität der Kondensatorvorrichtung geschaltet, so dass mittels des Halbleiterschalters bei einem Schaltvorgang die zwei Elektroden der elektrischen Kapazität über den ohmsche Widerstand elektrisch verbunden oder getrennt werden. Der Halbleiterschalter weist also zumindest zwei Schaltzustände auf, zwischen denen geschaltet werden kann, so dass in einem geschlossenen Schalterzustand eine elektrische Ladung der elektrischen Kapazität über den ohmschen Widerstand als Strom fließen kann und dadurch der ohmsche Widerstand als ein elektrischer Verbraucher Energie aus der elektrischen Kapazität aufnimmt und verbraucht.In a further development of the capacitor device, it is provided that the switchable discharge device has at least one semiconductor switch and a serial ohmic resistance. The semiconductor switch may be, for example, a transistor, for example a MOSFET or a bipolar transistor. It is also possible that the semiconductor switch is an IGBT. The switchable discharge device is electrically connected in parallel to the electrical capacitance of the capacitor device, so that by means of the semiconductor switch in a switching operation, the two electrodes of the electric capacitance are electrically connected or disconnected via the ohmic resistance. The semiconductor switch thus has at least two switching states, between which can be switched, so that in a closed switch state, an electrical charge of the electrical capacitance can flow as a current through the ohmic resistance and thereby absorbs the ohmic resistance as an electrical load energy from the electrical capacitance and consumed.

In einer Weiterbildung der Kondensatorvorrichtung ist vorgesehen, dass neben der schaltbaren Entladevorrichtung zusätzlich eine passive Entladevorrichtung bereitgestellt ist. Mit einer passiven Entladevorrichtung ist dabei eine elektrische Schaltung gemeint, die allein aus passiven elektrischen Bauelementen besteht. Eine passive Entladevorrichtung ist zum Beispiel ein einzelner ohmscher Widerstand, der fest zwischen den beiden Elektroden der elektrischen Kapazität angebracht ist und diese kontinuierlich miteinander verbindet. Der Vorteil an dieser Weiterbildung ist, dass auch dann, wenn die schaltbare Entladevorrichtung die elektrische Kapazität nicht entlädt, die Spannung an den Anschlüssen der Kondensatorvorrichtung im Fall, dass die Kondensatorvorrichtung nicht mit einem externen Strom beaufschlagt wird, dadurch herab senkt, dass die elektrische Kapazität über die passive Entladevorrichtung entladen wird. Hierbei ist eine Entladezeit vorzugsweise länger, insbesondere um ein vielfaches länger als eine Entladezeit, innerhalb derer die schaltbare Entladevorrichtung im aktivierten Zustand die elektrische Kapazität entlädt. Im Fall, dass eine schaltbare und eine passive Entladevorrichtung bereitgestellt sind, ist der ohmsche Widerstand der schaltbaren Entladevorrichtung so ausgelegt, dass die Entladung innerhalb der vorbestimmten Zeit unter Berücksichtigung einer gleichzeitigen Entladung der elektrischen Kapazität über die passive Entladevorrichtung beendet ist.In a further development of the capacitor device, it is provided that, in addition to the switchable discharge device, a passive discharge device is additionally provided. With a passive discharge device is an electrical circuit meant, which consists solely of passive electrical components. A passive discharge device is, for example, a single ohmic resistor fixedly connected between the two electrodes of the electric capacitance and continuously connecting them together. The advantage of this development is that even if the switchable discharge device does not discharge the electrical capacitance, the voltage at the terminals of the capacitor device in the event that the capacitor device is not subjected to an external current, thereby lowering, that the electrical capacity is discharged via the passive discharge device. In this case, a discharge time is preferably longer, in particular by a multiple longer than a discharge time, within which the switchable discharge device discharges the electrical capacitance in the activated state. In the case where a switchable and a passive discharge device are provided, the ohmic resistance of the switchable discharge device is designed so that the discharge is completed within the predetermined time in consideration of a simultaneous discharge of the electric capacitance via the passive discharge device.

In einer Weiterbildung der Kondensatorvorrichtung ist vorgesehen, dass die vorbestimmte Entladezeit der schaltbaren Entladevorrichtung 5 Sekunden oder vorzugsweise weniger als 5 Sekunden beträgt, und insbesondere 2 Sekunden beträgt. Innerhalb dieser vorbestimmten Entladezeit wird die elektrische Kapazität entladen, so dass sich zumindest nach der vorbestimmten Entladezeit ausgehend von einer vorgegebenen Nennspannung, die etwa zwischen 200 V und 800 V liegen kann, eine elektrische Spannung an den Anschlüssen der Kondensatorvorrichtung ergibt, die einen Wert von weniger als einem vorbestimmten Spannungswert aufweist, insbesondere weniger als 60 V aufweist. Der Vorteil, der sich daraus ergibt, ist, dass die Spannung an den Anschlüssen der Kondensatorvorrichtung innerhalb einer sehr kurzen Zeit auf einen für einen Benutzer, der die Kondensatorvorrichtung berührt, ungefährlichen Spannungswert herab gesenkt werden kann.In a further development of the capacitor device, it is provided that the predetermined discharge time of the switchable discharge device 5 Seconds, or preferably less than 5 seconds, and in particular 2 seconds. Within this predetermined discharge time, the electrical capacitance is discharged so that, at least after the predetermined discharge time, starting from a predetermined nominal voltage, which can be approximately between 200 V and 800 V, an electrical voltage results at the terminals of the capacitor device which has a value of less has as a predetermined voltage value, in particular less than 60 V has. The advantage that results is that the voltage at the terminals of the capacitor device can be lowered within a very short time to a voltage level that is harmless to a user touching the capacitor device.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die schaltbare Entladevorrichtung dazu eingerichtet ist, einen Entladevorgang durchzuführen, wenn ein Schaltvorgang stattfindet. Damit ist gemeint, dass ein Entladevorgang dann durchgeführt wird, wenn der Halbleiterschalter der schaltbaren Entladevorrichtung geschaltet wird. Ein Schaltvorgang kann in einem Fall stattfinden, wenn eine Strommesseinrichtung an einem der Anschlüsse der Kondensatorvorrichtung einen Stromfluss erfasst, welcher unterhalb eines vorbestimmten Wertes ist. Vorzugsweise findet ein Schaltvorgang dann statt, wenn kein Strom durch die Anschlüsse fließt, also der Wert des Stromflusses wenigstens Null Ampere mit einem vorgegebenen Toleranzbereich beträgt, da sich in diesem Fall die Kondensatorvorrichtung nicht in einem Betriebszustand befindet. Der Schaltvorgang kann unter der beschriebenen Bedingung auch erst nach einer vorgebbaren Mindestzeitdauer stattfinden. Die Strommesseinrichtung kann so ausgestaltet sein, dass sie dem Halbleiterschalter ein Schaltsignal bereitstellt, wenn der Wert des Stromflusses den vorbestimmten Wert oder einen geringeren Wert als den vorbestimmten Wert beträgt. Eine elektrische Schaltung der schaltbaren Entladevorrichtung kann auch so ausgelegt sein, dass der Halbleiterschalter in einem Zustand, in dem kein Stromfluss durch die Anschlüsse der Kondensatorvorrichtung vorliegt, geschlossen ist und bei einem Stromfluss durch die Anschlüsse der Kondensatorvorrichtung einen geöffneten Schaltzustand einnimmt. Eine solche elektrische Schaltung kann eine sogenannte „normally closed“-Schaltung sein, also eine Schaltung, deren Schalter immer geschlossen ist, außer wenn die Anschlüsse der Kondensatorvorrichtung und damit die elektrische Kapazität mit einem Strom beaufschlagt sind.In a further development, it is provided that the switchable unloading device is set up to carry out an unloading process when a switching operation takes place. By this is meant that a discharging process is performed when the semiconductor switch of the switchable discharging device is switched. A switching operation may take place in a case where a current measuring device detects a current flow at one of the terminals of the capacitor device which is below a predetermined value. Preferably, a switching operation takes place when no current flows through the terminals, so the value of the current flow is at least zero amps with a predetermined tolerance range, since in this case the capacitor device is not in an operating condition. The switching process can take place under the condition described only after a predetermined minimum period of time. The current measuring device may be configured to provide a switching signal to the semiconductor switch when the value of the current flow is the predetermined value or less than the predetermined value. An electrical circuit of the switchable discharge device can also be designed such that the semiconductor switch is closed in a state in which there is no current flow through the connections of the capacitor device, and assumes an open switching state in the case of a current flow through the connections of the capacitor device. Such an electrical circuit may be a so-called "normally closed" circuit, ie a circuit whose switch is always closed, except when the terminals of the capacitor device and thus the electrical capacitance are subjected to a current.

In einer Weiterbildung ist die schaltbare Entladevorrichtung dazu eingerichtet, den Halbleiterschalter in Abhängigkeit eines Informationssignals zu schalten. Ein Entladevorgang wird per Schaltvorgang dann durchgeführt, wenn an der schaltbaren Entladevorrichtung das Informationssignal eines vorbestimmten Betriebszustandes vorliegt. Dieser Betriebszustand kann zum Beispiel bei einem Crash des Kraftfahrzeugs vorliegen. Das Informationssignal kann dann von einem Bordcomputer an die schaltbare Entladevorrichtung übertragen werden. Der Vorteil daran ist, dass durch das Informationssignal der Entladevorgang gesteuert werden kann und in verschiedenen vorbestimmten Betriebszuständen die elektrische Kapazität der Kondensatorvorrichtung entladen werden kann. Eine Entladung kann insbesondere auch schon dann geschehen, wenn der Bordcomputer einen Crash des Kraftfahrzeugs in einer unmittelbaren, vorbestimmten zeitlichen Nähe, beispielsweise in den nächsten 2 Sekunden vorhersagt.In a development, the switchable discharge device is set up to switch the semiconductor switch as a function of an information signal. A discharge process is carried out by switching operation when the information signal of a predetermined operating state is present at the switchable discharge device. This operating state can be present, for example, in the event of a crash of the motor vehicle. The information signal can then be transmitted from an on-board computer to the switchable unloading device. The advantage of this is that the discharging process can be controlled by the information signal and the electrical capacitance of the capacitor device can be discharged in various predetermined operating states. In particular, a discharge can already take place when the on-board computer predicts a crash of the motor vehicle in an immediate, predetermined time proximity, for example in the next 2 seconds.

Eine Weiterbildung der Kondensatorvorrichtung sieht vor, dass die elektrische Kapazität ein Wickelkondensator ist. Ein Wickelkondensator weist eine Zylinderform auf. Die schaltbare Entladevorrichtung ist in dieser Weiterbildung an einer Grundfläche oder einer Deckfläche der Zylinderform des Wickelkondensators positioniert. Damit ist gemeint, dass die schaltbare Entladevorrichtung im Gehäuse der Kondensatorvorrichtung an einem planen Ende des Wickelkondensator angebracht ist. Der Vorteil, der sich daraus ergibt ist, dass die Kondensatorvorrichtung dadurch eine kompakte Bauform erhält und das Gehäuse der Kondensatorvorrichtung klein ausgelegt werden kann, sodass es in einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs wenig Platz benötigt.A development of the capacitor device provides that the electrical capacitance is a wound capacitor. A wound capacitor has a cylindrical shape. The switchable unloading device is positioned in this development on a base surface or a top surface of the cylindrical shape of the wound capacitor. By this is meant that the switchable discharge device is mounted in the housing of the capacitor device at a flat end of the wound capacitor. The advantage that results is that the capacitor device thereby obtains a compact design and the housing of the capacitor device can be made small, so that it requires little space in a vehicle electrical system of a motor vehicle.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass die elektrische Kapazität der Kondensatorvorrichtung ein Plattenkondensator ist. Der Plattenkondensator kann insbesondere mehrere Elektrodenschichten aufweisen, die übereinander gestapelt sind, sodass sich ein hoher Kapazitätswert bei einer kompakten Bauform ergibt. Der Vorteil daran ist, dass eine Höhe oder eine Breite des Plattenkondensators so ausgelegt sein kann, dass sie genau an eine Höhe oder eine Breite der schaltbaren Entladevorrichtung angepasst ist. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, ein Gehäuse kompakt und gleichförmig, insbesondere rechteckig zu gestalten. A further development provides that the electrical capacitance of the capacitor device is a plate capacitor. In particular, the plate capacitor may comprise a plurality of electrode layers which are stacked on top of one another, so that a high capacitance value results in a compact design. The advantage of this is that a height or a width of the plate capacitor can be designed so that it is exactly adapted to a height or a width of the switchable discharge device. This results in the possibility of making a housing compact and uniform, in particular rectangular.

Eine Weiterbildung der Kondensatorvorrichtung sieht vor, dass zumindest ein Teil der schaltbaren Entladevorrichtung zwischen den Elektroden des Wickelkondensators und/oder des Plattenkondensators angeordnet ist. Damit ist gemeint, dass zum Beispiel das Halbleiterschaltelement oder der Halbleiterschalter in ein Dielektrikum eines jeweiligen Kondensators eingebracht ist. Es ist auch möglich, dass der ohmsche Widerstand der schaltbaren Entladevorrichtung seriell zum Halbleiterschalter im Dielektrikum eines jeweiligen Kondensators eingebracht ist. Der Vorteil der Weiterbildung ist, dass die schaltbare Entladevorrichtung räumlich dadurch an der elektrischen Kapazität so angeordnet ist, dass ein Trennen der schaltbaren Entladevorrichtung und der elektrischen Kapazität auch bei einem Crash eines Kraftfahrzeugs unmöglich ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich durch diese Bauart eine Baugröße der Kondensatorvorrichtung weiter verringert, sodass bevorzugt die Kondensatorvorrichtung nur so groß ist, wie die elektrische Kapazität, die durch die Kondensatorvorrichtung bereitgestellt ist.A development of the capacitor device provides that at least part of the switchable discharge device is arranged between the electrodes of the wound capacitor and / or of the plate capacitor. By this is meant that, for example, the semiconductor switching element or the semiconductor switch is incorporated in a dielectric of a respective capacitor. It is also possible for the ohmic resistance of the switchable discharging device to be introduced in series with the semiconductor switch in the dielectric of a respective capacitor. The advantage of the development is that the switchable discharge device is spatially arranged on the electrical capacitance so that a separation of the switchable discharge device and the electrical capacitance is impossible even in a crash of a motor vehicle. A further advantage is that this design further reduces a size of the capacitor device, so that preferably the capacitor device is only as large as the electrical capacitance provided by the capacitor device.

Zur Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Bordnetz, etwa ein Kraftfahrzeug, das einen Elektromotor und eine Batterie zur Energieversorgung des Elektromotors aufweist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Zwischenkreis des elektrischen Bordnetzes des Kraftfahrzeugs eine erfindungsgemäße Kondensatorvorrichtung aufweist.The invention also includes a motor vehicle with an electrical system, such as a motor vehicle, having an electric motor and a battery for powering the electric motor. The motor vehicle according to the invention is characterized in that at least one intermediate circuit of the electrical system of the motor vehicle has a capacitor device according to the invention.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kondensatorvorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes developments of the motor vehicle according to the invention, which have features as they have already been described in connection with the developments of the capacitor device according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the motor vehicle according to the invention are not described again here.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 ein schematisches Ersatzschaltbild der erfindungsgemäßen Kondensatorvorrichtung;
2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Kondensatorvorrichtung mit einem Wickelkondensator und einer schaltbaren Entladevorrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse.

In the following, embodiments of the invention are described. This shows:

1 a schematic equivalent circuit diagram of the capacitor device according to the invention;
2 a schematic representation of the capacitor device according to the invention with a wound capacitor and a switchable discharging device in a common housing.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention, which are to be considered independently of one another, which each further develop the invention independently of one another and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are each provided with the same reference numerals.

1 zeigt eine Kondensatorvorrichtung 10 mit einer elektrischen Kapazität 11 und einer schaltbaren Entladevorrichtung 12. Die elektrische Kapazität 11 und die schaltbare Entladevorrichtung 12 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 13 bereitgestellt, welches über elektrische Anschlüsse 14 verfügt. Die schaltbare Entladevorrichtung 12 weist einen Schalter 15 mit einem Schaltsignaleingang 16 auf, sowie einen ohmschen Widerstand 17. 1 shows a capacitor device 10 with an electrical capacity 11 and a switchable unloading device 12 , The electrical capacity 11 and the switchable unloading device 12 are in a common housing 13 provided, which via electrical connections 14 features. The switchable unloading device 12 has a switch 15 with a switching signal input 16 on, as well as an ohmic resistance 17 ,

2 zeigt eine Kondensatorvorrichtung 20, die ein Gehäuse 13 aufweist, wobei ein Teil des Gehäuses 13 ein Kapazitätsteil 21 ist, in dem in diesem Ausführungsbeispiel die Kapazität als Wickelkondensator bereitgestellt ist, und zumindest ein anderer Teil des Gehäuses ein Schaltteil 22 ist. Der Schaltteil 22 weist eine schaltbare Entladevorrichtung 12 auf. Der Wickelkondensator des Kapazitätsteils 21 weist eine gewickelte Schicht 23 auf, die zumindest zwei Elektroden, ein Dielektrikum und eine Isolationsschicht aufweist. 2 shows a capacitor device 20 that a housing 13 having, wherein a part of the housing 13 a capacity part 21 is, in which in this embodiment, the capacity is provided as a wound capacitor, and at least one other part of the housing, a switching part 22 is. The switching part 22 has a switchable unloading device 12 on. The wound capacitor of the capacitive part 21 has a wound layer 23 which has at least two electrodes, a dielectric and an insulation layer.

In einem Ausführungsbeispiel wird der Kondensatorvorrichtung 10 über die Anschlüsse 14 ein elektrischer Strom zugeführt. In diesem Fall ist der Schalter 15 der Entladevorrichtung 12 geöffnet, sodass der zugeführte elektrische Strom allein über die elektrische Kapazität 11 fließt. In einem anderen Ausführungsbeispiel wird der Stromfluss über die Anschlüsse 14 zu einem Zeitpunkt t1 gestoppt, d.h. auf null Ampere herab gesenkt, ein Amplitudenwert des Stromes ist also gleich Null. Zum Zeitpunkt t1 schließt der Schalter 15 der schaltbaren Entladevorrichtung 12, sodass eine auf der elektrischen Kapazität 11 gespeicherte elektrische Ladung als Strom über den geschlossenen Schalter 15 und den ohmsche Widerstand 17 fließen kann. Im ohmschen Widerstand 17 wird der Strom in eine Wärmeenergie umgewandelt und somit die in der elektrischen Kapazität 11 gespeicherte elektrische Energie verbraucht, sodass eine elektrische Spannung zwischen den Anschlüssen 14 herabgesenkt wird. Der Schalter 15 wird dadurch geschlossen, dass eine nicht abgebildete Strommesseinrichtung zum Zeitpunkt t1 ein Schaltsignal an den Schaltsignaleingang 16 führt, durch welches der Schalter 15, der hier ein Halbleiterschalter ist, geschlossen wird.In one embodiment, the capacitor device 10 over the connections 14 supplied an electric current. In this case, the switch 15 the unloading device 12 opened, so that the supplied electric power alone on the electric capacity 11 flows. In another embodiment, the flow of current across the terminals 14 stopped at a time t1, that is lowered to zero amperes, so that an amplitude value of the current is equal to zero. At time t1, the switch closes 15 the switchable unloading device 12 so one on the electrical capacity 11 stored electric charge as electricity over the closed switch 15 and the ohmic resistance 17 can flow. In ohmic resistance 17 the electricity is converted into heat energy and thus in the electrical capacity 11 consumes stored electrical energy, so that electrical voltage between the terminals 14 is lowered. The desk 15 is closed by the fact that an unillustrated current measuring device at the time t1 a switching signal to the switching signal input 16 leads, through which the switch 15 , which is a semiconductor switch here, is closed.

In einem anderen Ausführungsbeispiel wird am Schaltsignaleingang 16 ein Informationssignal angelegt. In Abhängigkeit dieses Informationssignals bleibt der Schalter 15 entweder geöffnet oder wird durch einen Schaltvorgang geschlossen. Der Schaltvorgang geschieht also in Abhängigkeit oder gesteuert vom Informationssignal und schließt den Schalter 15 beispielsweise dann, wenn das Informationssignal einen ersten Wert aufweist. Der erste Wert ist beispielsweise dann erreicht, wenn ein Bordcomputer eines Kraftfahrzeugs, in dem die Kondensatorvorrichtung eingebaut ist, eine Information an die Kondensatorvorrichtung sendet, dass sich das Kraftfahrzeug in einem Crash-Zustand befindet, beispielsweise dann wenn das Kraftfahrzeug gegen einen Gegenstand gefahren ist oder der Bordcomputer vorhersagt, dass in den nächsten Sekunden, z.B. den nächsten 2 Sekunden, das Kraftfahrzeug gegen einen Gegenstand fahren wird. Ein Informationssignal kann aber auch dann den ersten Wert aufweisen, wenn das Kraftfahrzeug beispielsweise abgeschaltet wird, so dass ein Betrieb der Kondensatorvorrichtung nicht mehr notwendig ist. Insbesondere weist das Informationssignal den ersten Wert auf, wenn sich das Kraftfahrzeug in einem Werkstatt-Zustand befindet, also Arbeiten am Bordnetz durchgeführt werden sollen. In diesem Fall ist es notwendig, dass an der Kondensatorvorrichtung höchstens ein Spannungswert anliegt, der unterhalb eines vorbestimmten Spannungswertes, beispielsweise 60 V, liegt.In another embodiment, at the switching signal input 16 an information signal is applied. Depending on this information signal remains the switch 15 either opened or closed by a switching operation. The switching process thus takes place as a function of or controlled by the information signal and closes the switch 15 for example, when the information signal has a first value. The first value is achieved, for example, when an on-board computer of a motor vehicle in which the capacitor device is installed sends information to the capacitor device that the motor vehicle is in a crash state, for example when the motor vehicle has moved against an object or the on-board computer predicts that in the next few seconds, for example the next 2 seconds, the motor vehicle will drive against an object. However, an information signal can also have the first value when the motor vehicle is switched off, for example, so that operation of the capacitor device is no longer necessary. In particular, the information signal has the first value when the motor vehicle is in a workshop state, ie work is to be performed on the vehicle electrical system. In this case, it is necessary for the capacitor device to have at most one voltage value which is below a predetermined voltage value, for example 60 V.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die elektrische Kapazität 11 der Kondensatorvorrichtung 20 durch einen Wickelkondensator mit einer gewickelten Schicht 23 ausgeführt. Eine schaltbare Entladevorrichtung 12 ist in einem Schaltteil 22 des Gehäuses 13 angeordnet. Insbesondere wird das Gehäuse 13 durch den Schaltteil 22 nicht wesentlich vergrößert. Beispielsweise beträgt der Größenanteil des Schaltteils 22 nur 20 % des Gehäuses 13, vorzugsweise nur weniger als 10 % des Gehäuses 13. Eine schaltbare Entladevorrichtung 12 ist elektrisch mit den Anschlüssen 14 der Kondensatorvorrichtung 20 verbunden und elektrisch parallel zu dem Wickelkondensator geschaltet.In a further embodiment, the electrical capacitance 11 the capacitor device 20 through a wound capacitor with a wound layer 23 executed. A switchable unloading device 12 is in a switching part 22 of the housing 13 arranged. In particular, the housing is 13 through the switching part 22 not significantly enlarged. For example, the size fraction of the switching part 22 only 20% of the case 13 , preferably only less than 10% of the housing 13 , A switchable unloading device 12 is electric with the connections 14 the capacitor device 20 connected and electrically connected in parallel to the wound capacitor.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die schaltbare Entladevorrichtung 12 innerhalb der gewickelten Schicht 23 oder zwischen Schichtlagen des Wickelkondensators angebracht. Der elektrische Schalter 15 und/oder der ohmsche Widerstand 17 sind also in den Wickelkondensator eingewickelt. Dabei ist zum Beispiel die schaltbare Entladevorrichtung 12 in einem Dielektrikum der gewickelten Schicht angebracht, oder die schaltbare Entladevorrichtung 12 ist durch eine Isolationsschicht elektrisch isoliert und zwischen zwei Lagen des Wickelkondensators eingewickelt. Auf diese Weise ist der Schaltteil 22 im Kapazitätsteil 21 integriert, sodass der Schaltteil 22 wegfällt und somit das Gehäuse 13 nicht vergrößert. Die elektrische Schaltung der elektrischen Komponenten ist dabei gleich der vorher beschriebenen elektrischen Schaltung. Insbesondere ist eine Signalleitung bereitgestellt, die aus der gewickelten Schicht 23 des Wickelkondensators herausgeführt ist und im Wickelkondensator mit dem Schaltsignaleingang 16 des Schalters 15 verbunden ist. Dadurch kann der Schalter 15 von außerhalb des Gehäuses 13 oder zumindest von außerhalb der des Wickelkondensator geschaltet werden.In a further embodiment, the switchable unloading device 12 inside the wound layer 23 or between layers of the wound capacitor attached. The electric switch 15 and / or the ohmic resistance 17 So wrapped in the wound capacitor. In this case, for example, the switchable unloading device 12 mounted in a dielectric of the wound layer, or the switchable discharge device 12 is electrically insulated by an insulating layer and wrapped between two layers of the wound capacitor. In this way, the switching part 22 in the capacity section 21 integrated, so that the switching part 22 falls away and thus the housing 13 not enlarged. The electrical circuit of the electrical components is equal to the previously described electrical circuit. In particular, a signal line is provided which consists of the wound layer 23 the winding capacitor is led out and in the wound capacitor with the switching signal input 16 of the switch 15 connected is. This allows the switch 15 from outside the case 13 or at least switched from outside the winding capacitor.

Durch die Erfindung wird also eine schaltbare Entladeschaltung dezentral direkt in einzelnen Zwischenkreiskondensatoren eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs platziert. Dadurch kann eine Entladeschaltung an einer zentralen Stelle eines Bordnetzes entfallen. Eine Entladung des Kondensators ist auch im Falle eines Abtrennens einzelner Komponenten des Bordnetzsystems sichergestellt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass jeder einzelne Zwischenkreiskondensator oder Kondensator, an dem eine bestimmte Spannung anliegt oder der eine bestimmte Größe, das bedeutet einen bestimmten Kapazitätswert aufweist, eine eigene, einzelne, aktive, also schaltbare, Entladeschaltung aufweist. Der Vorteil daran ist, dass jeder Kondensator unabhängig vom restlichen System entladen werden kann. Dazu ist in jedem Zwischenkreiskondensator eine Entladeschaltung integriert. Wenn der Kondensator nicht mehr bestromt wird, also an den Anschlüssen des Kondensators kein Stromfluss stattfindet, wird die Entladeschaltung aktiviert, so dass der Kondensator entladen wird.By means of the invention, therefore, a switchable discharge circuit is placed directly in individual DC link capacitors of a vehicle electrical system of a motor vehicle. As a result, a discharge circuit at a central point of a vehicle electrical system can be dispensed with. A discharge of the capacitor is ensured even in the case of a separation of individual components of the electrical system. According to the invention, it is provided that each individual intermediate circuit capacitor or capacitor, to which a specific voltage is applied, or which has a specific size, that is to say a specific capacitance value, has its own, individual, active, that is to say switchable, discharge circuit. The advantage of this is that each capacitor can be discharged independently of the rest of the system. For this purpose, a discharge circuit is integrated in each DC link capacitor. If the capacitor is no longer energized, so no current flow takes place at the terminals of the capacitor, the discharge circuit is activated, so that the capacitor is discharged.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Kondensatorvorrichtung bereitgestellt ist, die eine Entladung einer elektrischen Kapazität der Kondensatorvorrichtung in vorbestimmten Fällen unabhängig von einem restlichen Teil eines elektrischen Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs gewährleistet.Overall, the examples show how a capacitor device is provided by the invention, which ensures a discharge of an electrical capacitance of the capacitor device in predetermined cases independently of a remaining part of an electrical system of a motor vehicle.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 112011105634 T5 [0004]
EP 2860836 A2 [0005]

Claims

Capacitor device (10) for an intermediate circuit of an electrical system of an electric motor vehicle, wherein the capacitor device (10) for discharging an electrical capacitance (11) of the capacitor device (10) within a predetermined discharge time has at least one switchable discharge device (12) which comprises at least one characterized in that a capacitor housing (13) of the capacitor device (10) via two terminals (14) for connection to the DC link and in the capacitor housing (13) has the electrical capacitance (11) and the switchable discharging device (12) are provided.

Capacitor device (10) after Claim 1 , characterized in that the switchable discharging device (12) has at least one semiconductor switch (15) which electrically connects two electrodes of the electrical capacitance (11) via the ohmic resistor (17) in a switching state of the semiconductor switch (15) which can be set by means of a switching signal.

Capacitor device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that in addition to the switchable discharge device (12), at least one passive discharge device is additionally provided in the capacitor housing (13).

Capacitor device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the predetermined discharge time is 5 s or less than 5 s and that a resistance value of the ohmic resistance is configured to discharge a voltage of the electrical capacitance (11) by means of discharging within the predetermined discharge time. to lower to a value of less than 60V.

Capacitor device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the switchable discharge device (12) is adapted to carry out a discharge process when a current measuring device detects a current flow at one of the terminals (14), which is below a predetermined value.

Capacitor device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the switchable discharge device (12) is adapted to carry out a discharge operation when the switchable discharge device (12) is an information signal of a predetermined operating condition.

Capacitor device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical capacitance (11) of the capacitor device (10) comprises a wound capacitor having a cylindrical shape, and the switchable discharge device (12) at least partially on a base surface or top surface of the cylindrical shape is positioned.

Capacitor device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical capacitance (11) of the capacitor device comprises a plate capacitor.

Capacitor device (10) after Claim 7 or 8th , characterized in that at least a part of the switchable discharge device (12) is arranged spatially between the electrodes of the wound capacitor and / or the plate capacitor.

Motor vehicle with an electrical vehicle electrical system, characterized in that at least one intermediate circuit of the electrical system has a capacitor device (10) according to one of the preceding claims.