DE102018131363A1 - Verfahren zum Betrieb eines Hochvoltnetzes in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug, Hochvoltnetz für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug und Elektro- oder Hybridfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum Betrieb eines Hochvoltnetzes in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug, Hochvoltnetz für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug und Elektro- oder Hybridfahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Hochvoltnetzes (10) in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit mindestens einem Traktionsantrieb (5, 6) und mit einem Batteriesystem (3), das mindestens zwei Hochvoltbatterien (1, 2) umfasst, wobei das Batteriesystem (3) wahlweise in einem Normalbetriebsmodus betrieben wird, in dem beide Hochvoltbatterien (1, 2) aktiviert sind, um Energie zum Betrieb des Traktionsantriebs (5, 6) bereitzustellen, oder in einem Fehlerbetriebsmodus betrieben wird, in dem eine erste Hochvoltbatterie (1, 2) aktiviert ist und eine zweite Hochvoltbatterie (1, 2) deaktiviert ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Hochvoltnetz (10) für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit mindestens einem Traktionsantrieb (5, 6), mit einem Batteriesystem (3), das mindestens zwei Hochvoltbatterien (1, 2) umfasst, und mit einer Steuereinrichtung (8) zur Steuerung des Batteriesystems (3), wobei die Steuereinrichtung (8) konfiguriert ist, das Batteriesystem (3) wahlweise in einem Normalbetriebsmodus zu betreiben, in dem beide Hochvoltbatterien (1, 2) aktiviert sind, um Energie zum Betrieb des Traktionsantriebs (5, 6) bereitzustellen, oder in einem Fehlerbetriebsmodus zu betreiben, in dem eine erste Hochvoltbatterie (1, 2) aktiviert ist und eine zweite Hochvoltbatterie (1, 2) deaktiviert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Hochvoltnetzes in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Hochvoltnetz für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug sowie ein Elektro- oder Hybridfahrzeug mit einem Hochvoltnetz.
  • Elektro- oder Hybridfahrzeuge weisen üblicherweise ein Hochvoltnetz mit einer Hochvoltbatterie auf. Die Hochvoltbatterie hat in der Regel eine Nennspannung von größer als 350 V und dient als Energiespeicher, der beispielsweise über einen Ladeanschluss geladen werden kann. Typischerweise weisen solche Hochvoltnetze in Elektro- oder Hybridfahrzeugen zudem einen Traktionsantrieb auf, der aus der Hochvoltbatterie gespeist wird. Bei derartigen Elektro- oder Hybridfahrzeugen führt der Ausfall der Hochvoltbatterie oftmals dazu, dass das Fahrzeug nicht mehr manövrierfähig ist. Hierdurch wird die Verfügbarkeit des Elektro- oder Hybridfahrzeugs eingeschränkt.
  • Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, die Verfügbarkeit eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs zu erhöhen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines Hochvoltnetzes in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit mindestens einem Traktionsantrieb und mit einem Batteriesystem, das mindestens zwei Hochvoltbatterien umfasst, wobei das Batteriesystem wahlweise in einem Normalbetriebsmodus betrieben wird, in dem beide Hochvoltbatterien aktiviert sind, um Energie zum Betrieb des Traktionsantriebs bereitzustellen, oder in einem Fehlerbetriebsmodus betrieben wird, in dem eine erste Hochvoltbatterie aktiviert ist und eine zweite Hochvoltbatterie deaktiviert ist.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Hochvoltnetz für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit mindestens einem Traktionsantrieb, mit einem Batteriesystem, das mindestens zwei Hochvoltbatterien umfasst, und mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Batteriesystems, wobei die Steuereinrichtung konfiguriert ist, das Batteriesystem wahlweise in einem Normalbetriebsmodus zu betreiben, in dem beide Hochvoltbatterien aktiviert sind, um Energie zum Betrieb des Traktionsantriebs bereitzustellen, oder in einem Fehlerbetriebsmodus zu betreiben, in dem eine erste Hochvoltbatterie aktiviert ist und eine zweite Hochvoltbatterie deaktiviert ist.
  • Gemäß der Erfindung weist das Hochvoltnetz mindestens zwei Hochvoltbatterien auf, die im Normalbetriebsmodus aktiviert sind, d.h. zur Aufnahme und Abgabe von elektrischer Energie bereitstehen. Das Hochvoltnetz kann wahlweise in einem Fehlerbetriebsmodus betrieben werden, in welchem nur die erste Hochvoltbatterie aktiv ist, die zweite Hochvoltbatterie hingegen nicht. Das bedeutet, dass in dem Fehlerbetriebsmodus die erste Hochvoltbatterie zur Aufnahme und Abgabe von elektrischer Energie bereitsteht, die zweite Hochvoltbatterie hingegen nicht. Somit ist es möglich, in dem Fehlerbetriebsmodus die Versorgung des Traktionsantriebs mit Energie aus der ersten Hochvoltbatterie aufrechtzuerhalten. Der Traktionsantrieb kann daher auch beim Ausfall einer der Hochvoltbatterien genutzt werden, um das Fahrzeug zu manövrieren. Hierdurch wird die Verfügbarkeit des Elektro- oder Hybridfahrzeugs erhöht.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Hochvoltnetz wahlweise in einem alternativen Fehlerbetriebsmodus betrieben wird, in dem die erste Hochvoltbatterie deaktiviert ist und die zweite Hochvoltbatterie aktiviert ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Batteriesystem ausgehend von dem Normalbetriebsmodus in den Fehlerbetriebsmodus versetzt wird, wenn ein Fehlerzustand erkannt wird, insbesondere ein Fehlerzustand in der zweiten Hochvoltbatterie. Beispielsweise kann ein Abfall der durch die zweite Hochvoltbatterie bereitgestellten Spannung und/oder ein Kurzschlussstrom und/oder die Überschreitung eines Temperaturschwellenwerts erkannt werden. Besonders bevorzugt weist das Hochvoltnetz eine Fehlerdetektionseinrichtung zum Erkennen eines Fehlerzustands auf, insbesondere einen Sensor oder eine Detektionslogik.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die erste Hochvoltbatterie und die zweite Hochvoltbatterie in dem Normalbetriebsmodus in Serie geschaltet sind. Durch die Serienschaltung der beiden Hochvoltbatterien kann in dem Hochvoltnetz eine Spannung bereitgestellt werden, die der Summe der Nennspannungen beider Hochvoltbatterien entspricht. Hierdurch steht im Normalbetriebsmodus eine gegenüber dem Fehlerbetriebsmodus erhöhte Spannung zur Verfügung. Im Fehlerbetriebsmodus kann der Notfahrbetrieb mit einer Spannung aufrechterhalten werden, die der Nennspannung der aktiven, ersten Hochvoltbatterie entspricht. Insofern steht im Fehlerbetriebsmodus eine gegenüber dem Normalbetriebsmodus reduzierte Spannung und reduzierte Leistung zur Verfügung.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Hochvoltnetz einen ersten Traktionsantrieb und einen zweiten Traktionsantrieb aufweist, wobei in dem Normalbetriebsmodus wahlweise beide Traktionsantriebe mit den aktivierten Hochvoltbatterien verbunden werden oder nur der erste Traktionsantrieb oder nur der zweite Traktionsantrieb.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass das Hochvoltnetz einen ersten Traktionsantrieb aufweist, der mit der ersten Hochvoltbatterie und nicht mit der zweiten Hochvoltbatterie verbunden ist, und einen zweiten Traktionsantrieb aufweist, der nicht mit der erste Hochvoltbatterie aber mit der zweiten Hochvoltbatterie verbunden ist. Ein derartiges Hochvoltnetz weist somit mehrere Traktionsantriebe auf, die jeweils einzelnen Hochvoltbatterien zugeordnet sind. Beispielsweise kann der erste Traktionsantrieb zum Antrieb einer Vorderachse des Elektro- oder Hybridfahrzeugs ausgebildet sein und der zweite Traktionsantrieb kann zum Antrieb einer Hinterachse des Elektro- oder Hybridfahrzeugs ausgebildet sein. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann der einzelne Traktionsantrieb sowohl im Normal- als auch im Fehlerbetriebsmodus aus derselben Hochvoltbatterie gespeist werden, so dass im Normal- als auch im Fehlerbetriebsmodus dieselbe Leistung zum Betrieb des jeweiligen Traktionsantrieb zu Verfügung steht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in dem Normalbetriebsmodus beide Hochvoltbatterien über einen der jeweiligen Hochvoltbatterie zugeordneten Gleichspannungswandler Energie in ein gemeinsames Bordnetz, insbesondere in ein Niederspannungs-Bordnetz, einspeisen, und in dem Fehlerbetriebsmodus die erste Hochvoltbatterie über den ihr zugeordneten Gleichspannungswandler Energie in das Bordnetz einspeist und die zweite Hochvoltbatterie nicht. Hierdurch kann eine Versorgung des Bordnetzes mit elektrischer Energie auch im Fehlerbetriebsmodus ermöglicht werden. Insbesondere kann eine Niedervoltbatterie des Bordnetzes im Fehlerbetriebsmodus über den jeweiligen Gleichspannungswandler aus der der ersten Hochvoltbatterie geladen werden. Das Bordnetz weist bevorzugt eine Bordnetzspannung auf, die niedriger ist als die Nennspannung der Hochvoltbatterien. Beispielsweise kann die Bordnetzspannung eine Spannung im Bereich von 10 V bis 50 V, bevorzugt 12 V, 24 V oder 48 V, sein.
  • Bevorzugt weisen die beiden Hochvoltbatterien eine Nennspannung im Bereich größer als 350 V, bevorzugt im Bereich größer als 380 V, beispielsweise im Bereich größer oder gleich 400 V, insbesondere 400 V, auf. Die Spannung des Hochvoltnetzes kann im Bereich zwischen 350 V und 900 V liegen, beispielsweise bei 400 V oder 800 V.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die beiden Hochvoltbatterien in dem Normalbetriebsmodus in einem Master-Slave-Betrieb betrieben, wobei bevorzugt die erste Hochvoltbatterie als Master-Batterie konfiguriert ist und die zweite Hochvoltbatterie als Slave-Batterie konfiguriert ist. In dem Master-Slave-Betrieb kann ein Betriebszustand der Master-Batterie von der Slave-Batterie übernommen werden. Beispielsweise kann die Master-Batterie in einen Ladezustand versetzt werden, indem die Master-Batterie, insbesondere über einen Ladeanschluss, geladen wird. Die Slave-Batterie kann diesen Ladezustand übernehmen und ebenfalls geladen werden.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, insbesondere ein autonomes Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit einem vorstehend beschriebenen Hochvoltnetz.
  • Bei dem Elektro- oder Hybridfahrzeug können dieselben Vorteile erreich werden, wie dies bereits im Zusammenhang mit dem Hochvoltnetz beschrieben worden ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Elektro- oder Hybridfahrzeugs ist die erste Hochvoltbatterie im Bereich einer Vorderachse des Elektro- oder Hybridfahrzeugs und die zweite Hochvoltbatterie im Bereich einer Hinterachse des Elektro- oder Hybridfahrzeugs angeordnet. Durch eine derartige Anordnung kann die Gefahr, einer Beeinträchtigung beider Hochvoltbatterien bei einem Crash reduziert werden.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. Hierin zeigt:
    • 1 ein erstes, erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Hochvoltnetzes in einer schematischen Darstellung; und
    • 2 ein zweites, erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Hochvoltnetzes schematischen Darstellung.
  • In der 1 ist ein schematisches Schaltbild eines Hochvoltnetzes 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Das Hochvoltnetz 10 ist grundsätzlich für ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug geeignet und weist mehrere Traktionsantriebe 5, 6 auf. Ein weiterer Bestandteil des Hochvoltnetzes 10 ist ein Batteriesystem 3, welche mehrere, hier zwei, Hochvoltbatterien 1, 2 umfasst. Die Hochvoltbatterien weisen jeweils eine Nennspannung von 400 V auf. Ferner umfasst das Hochvoltnetz 10 einen Ladeanschluss 7.
  • Das Batteriesystem 3 ist parallel zu einem Kondensator 4 geschaltet, über dem die Nennspannung des Hochvoltnetzes 1 abfällt und diese glättet. Das Batteriesystem 3 umfasst mehrere Schalteinrichtungen S1, S2, S3, S4, über welche die Verschaltung der der Hochvoltbatterien 1, 2 eingestellt werden kann. Insofern ist es möglich, durch das Einstellen der Schalteinrichtungen S1, S2, S3, S4 verschieden Betriebszustände des Batteriesystems 3 einzustellen. Die Schalteinrichtungen S1, S2, S3, S4 können beispielsweise als Halbleiterschalter, insbesondere als MOSFET, IGBT oder GTO, als Relais oder als Schütz ausgebildet sein. Eine erste Schalteinrichtung S1 ist mit einem positiven Potential P des Hochvoltnetzes 10 und mit einem Mittelpotential M des Hochvoltnetzes verbunden. Eine zweite Schalteinrichtung S2 ist mit einem negativen Potential N und dem Mittelpotential M verbunden. Eine dritte Schalteinrichtung S3 ist mit einer ersten Hochvoltbatterie 1 und dem Mittelpotential M verbunden und eine vierte Schalteinrichtung S4 ist mit einer zweiten Hochvoltbatterie 2 und dem Mittelpotential M verbunden.
  • Zur Einstellung der Betriebszustände des Batteriesystems 3, insbesondere zur Ansteuerung der Schalteinrichtungen S1, S2, S3, S4 weist das Hochvoltnetz 10 ferner eine Steuereinrichtung 8 auf. Die Steuereinrichtung 8 kann beispielsweise als programmierbare Steuereinrichtung ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung 8 ist dazu konfiguriert ist, das Batteriesystem 3 wahlweise in einem Normalbetriebsmodus zu betreiben, in dem beide Hochvoltbatterien 1, 2 aktiviert sind, um Energie zum Betrieb der Traktionsantriebe 5, 6 bereitzustellen, oder in einem Fehlerbetriebsmodus zu betreiben, in dem eine erste Hochvoltbatterie 1,2 aktiviert ist und eine zweite Hochvoltbatterie 1, 2 deaktiviert ist.
  • In dem Normalbetriebsmodus werden die beiden Hochvoltbatterien 1, 2 in Serie geschaltet. Hierzu werden die Schalteinrichtungen S1, S2, S3, S4 derart angesteuert, dass die erste Schalteinrichtung S1 und die zweite Schalteinrichtung S2 nicht-leitend sind und die dritte Schalteinrichtung S3 und die vierte Schalteinrichtung S4 leitend sind. In dem Normalbetriebsmodus kann das Batteriesystem somit eine Nennspannung bereitstellen, die der Summe der Nennspannungen der Hochvoltbatterien 1, 2 entspricht, hier 800 V.
  • Wahlweise kann das Batteriesystem 3 in einen Fehlerbetriebsmodus versetzt werden, in welchem nur eine der beiden Hochvoltbatterien 1, 2 aktiv ist und die jeweilige andere Hochvoltbatterie 1, 2 nicht aktiv ist. In einem ersten Fehlerbetriebsmodus werden die Schalteinrichtungen S1, S2, S3, S4 derart angesteuert, dass die erste Schalteinrichtung S1 nicht-leitend ist, die zweite Schalteinrichtung S2 leitend ist, die dritte Schalteinrichtung leitend ist und die vierte Schalteinrichtung S4 nicht-leitend ist. Insofern ist in dem ersten Fehlerbetriebsmodus nur die erste Hochvoltbatterie 1 aktiviert während die zweite Hochvoltbatterie 2 deaktiviert ist. In einem zweiten Fehlerbetriebsmodus werden die Schalteinrichtungen S1, S2, S3, S4 derart angesteuert, dass die erste Schalteinrichtung S1 leitend ist, die zweite Schalteinrichtung S2 nicht-leitend ist, die dritte Schalteinrichtung S3 nicht-leitend ist und die vierte Schalteinrichtung S4 leitend ist. In diesem ersten Fehlerbetriebsmodus ist somit nur die zweite Hochvoltbatterie 2 aktiv während die erste Hochvoltbatterie 1 deaktiviert ist. In dem ersten oder zweiten Fehlerbetriebsmodus kann das Batteriesystem 3 eine Nennspannung bereitstellen, die der Nennspannung der jeweiligen aktiven Hochvoltbatterie 1, 2 entspricht. Bei dem Ausführungsbeispiel beträgt die Nennspannung in dem Fehlerbetriebsmodus 400 V.
  • Der Wechsel von dem Normalbetriebsmodus in den Fehlerbetriebsmodus erfolgt dann, wenn ein Fehlerzustand erkannt wird, insbesondere ein Fehlerzustand in der Hochvoltbatterie 1, 2, die in dem jeweiligen Fehlerbetriebsmodus deaktiviert wird. Beispielsweise kann ein Abfall der durch die jeweilige Hochvoltbatterie 1, 2 bereitgestellten Spannung und/oder ein Kurzschlussstrom und/oder die Überschreitung eines Temperaturschwellenwerts erkannt werden. Besonders bevorzugt weist das Hochvoltnetz 10 eine Fehlerdetektionseinrichtung zum Erkennen eines Fehlerzustands auf, insbesondere einen Sensor oder eine Detektionslogik.
  • Bei dem Hochvoltnetz 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind mehrere Traktionsantriebe 5, 6 vorgesehen, die über geeignete Schalteinrichtungen wahlweise mit dem positiven Potential P und dem negativen Potential N des Hochvoltnetzes 10 verbunden werden können. Insofern ist es in dem Normalbetriebsmodus möglich, entweder einen der Traktionsantriebe 5, 6, zwei der Traktionsantriebe 5, 6 eine höhere Anzahl an Traktionsantrieben 5, 6, oder alle Traktionsantrieben 5, 6 mit dem Batteriesystem 3 und damit mit den aktivierten Hochvoltbatterien 1, 2, zu verbinden.
  • Gemäß einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels kann vorgesehen sein, dass das Hochvoltnetz 10 mit einem Bordnetz, insbesondere mit einem Niederspannungs-Bordnetz, verbunden ist. Hierzu können ein oder mehrere Gleichspannungswandler vorgesehen sein, über welche die höhere Spannung des Hochvoltnetzes 10 in eine geringe Spannung des Bordnetzes umgesetzt werden kann.
  • In der 2 ist ein schematisches Schaltbild eines als Elektrofahrzeug oder als Hybridfahrzeug ausgebildeten Fahrzeugs mit einem Hochvoltnetz 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Das Hochvoltnetz 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist mehrere Traktionsantriebe 5, 6 und eine Hochspannungs-Klimaanlage 9 auf. Ein weiterer Bestandteil des Hochvoltnetzes 10 ist ein Batteriesystem 3, welche mehrere, hier zwei, Hochvoltbatterien 1, 2 umfasst. Die Hochvoltbatterien weisen jeweils eine Nennspannung von 400 V auf. Ferner umfasst das Hochvoltnetz 10 einen Ladeanschluss 7 und eine als power balancing unit ausgebildete Steuereinrichtung 8.
  • Das Batteriesystem 3 weist zwei Hochvoltbatterien 1, 2 auf. Die Steuereinrichtung 8 kann beispielsweise als programmierbare Steuereinrichtung ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung 8 ist dazu konfiguriert, das Batteriesystem 3 wahlweise in einem Normalbetriebsmodus zu betreiben, in dem beide Hochvoltbatterien 1, 2 aktiviert sind, um Energie zum Betrieb der Traktionsantriebe 5, 6 bereitzustellen, oder in einem Fehlerbetriebsmodus zu betreiben, in dem eine erste Hochvoltbatterie 1,2 aktiviert ist und eine zweite Hochvoltbatterie 1, 2 deaktiviert ist. Dabei wird das Batteriesystem 3 ausgehend von dem Normalbetriebsmodus in den Fehlerbetriebsmodus versetzt, wenn ein Fehlerzustand erkannt wird, insbesondere ein Fehlerzustand in der zweiten Hochvoltbatterie 2.
  • Das Hochvoltnetz 10 weist einen ersten Traktionsantrieb 5 auf, der mit der ersten Hochvoltbatterie 1 und nicht mit der zweiten Hochvoltbatterie 2 verbunden ist, und einen zweiten Traktionsantrieb 6, der nicht mit der ersten Hochvoltbatterie 1 aber mit der zweiten Hochvoltbatterie 2 verbunden ist. In dem Normalbetriebsmodus wird der erste Traktionsantrieb 5 durch die erste Hochvoltbatterie 1 des Batteriesystems 3 gespeist und der zweite Traktionsantrieb 6 wird durch die zweite Hochvoltbatterie 2 des Batteriesystems 3 gespeist. Gemäß einer Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels können mehrere erste Traktionsantriebe 5 vorgesehen sein, die aus der ersten Hochvoltbatterie 1 gespeist werden und/oder es können mehrere zweite Traktionsantriebe 6 vorgesehen sein, die aus der zweiten Hochvoltbatterie 2 gespeist werden.
  • In dem Normalbetriebsmodus speisen beide Hochvoltbatterien 1, 2 zudem über einen der jeweiligen Hochvoltbatterie 1, 2 zugeordneten Gleichspannungswandler 11, 12 Energie in ein gemeinsames Bordnetz 20, insbesondere in ein Niederspannungs-Bordnetz, ein. Das Niederspannungsbordnetz kann beispielsweise eine Nennspannung von 12 V aufweisen. Typischerweise umfasst das Bordnetz eine Niederspannungs-Batterie. In dem Fehlerbetriebsmodus, in welchem die zweite Hochvoltbatterie 2 deaktiviert ist, speist nur die erste Hochvoltbatterie 1 über den ihr zugeordneten Gleichspannungswandler 11 Energie in das Bordnetz 20 ein und die zweite Hochvoltbatterie 2 speist keine Energie ein.
  • An das Bordnetz 20 sind ferner Beleuchtungseinrichtungen 21, eine Steuereinheit 22, ein HAD (highly automated driving)-System 23, eine Kühlung 24, ein Internet of Things (IoT) System 25 sowie eine Niederspannungs-Klimaanlage 26 angeschlossen. Ferner sind mit dem Bordnetz 20 eine erster Lenkeinrichtung 27, beispielsweise für eine Vorderachse des Fahrzeugs, und eine zweite Lenkeinrichtung 28, beispielsweise für die Hinterachse des Fahrzeugs, verbunden. Bevorzugt können mehrere erste Lenkeinrichtungen 27, beispielsweise an jedem Rad der Vorderachse, und/oder mehrere zweite Lenkeinrichtungen 28, beispielsweise an jedem Rad der Hinterachse, vorgesehen sein.
  • Die Hochvoltbatterien 1, 2, weisen eine Nennspannung im Bereich größer als 350 V, bevorzugt im Bereich größer als 380 V, beispielsweise im Bereich größer oder gleich 400 V, insbesondere 400 V, auf.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Hochvoltnetzen 10 für Elektro- oder Hybridfahrzeuge mit mindestens einem Traktionsantrieb 5, 6 und mit einem Batteriesystem 3, das mindestens zwei Hochvoltbatterien 1, 2 umfasst, kann ein Betriebsverfahren zur Anwendung kommen, bei welchem das Batteriesystem 3 wahlweise in einem Normalbetriebsmodus betrieben wird, in dem beide Hochvoltbatterien 1, 2 aktiviert sind, um Energie zum Betrieb des Traktionsantriebs 5, 6 bereitzustellen, oder in einem Fehlerbetriebsmodus betrieben wird, in dem eine erste Hochvoltbatterie 1 aktiviert ist und eine zweite Hochvoltbatterie 2 deaktiviert ist. Hierdurch kann die Verfügbarkeit des Elektro- bzw. Hybridfahrzeugs erhöht werden.
  • Bei den Hochvoltnetzen 10 gemäß der Ausführungsbeispiele kann vorgesehen sein, dass die erste Hochvoltbatterie 1 im Bereich einer Vorderachse des Elektro- oder Hybridfahrzeugs und die zweite Hochvoltbatterie 2 im Bereich einer Hinterachse des Elektro- oder Hybridfahrzeugs angeordnet ist. Hierdurch kann die Gefahr, einer Beeinträchtigung beider Hochvoltbatterien 1, 2 bei einem Crash reduziert werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Hochvoltbatterie
    2
    Hochvoltbatterie
    3
    Batteriesystem
    4
    Kondensator
    5
    Traktionsantrieb
    6
    Traktionsantrieb
    7
    Ladeanschluss
    8
    Steuereinrichtung
    9
    Hochspannungs-Klimaanlage
    10
    Hochvoltnetz
    11
    Gleichspannungswandler
    12
    Gleichspannungswandler
    20
    Bordnetz
    21
    Beleuchtungseinrichtungen
    22
    Steuereinheit
    23
    HAD-System
    24
    Kühlung
    25
    IoT-System
    26
    Niederspannungs-Klimaanlage
    27
    Lenkeinrichtung
    28
    Lenkeinrichtung
    P
    positives Potential
    M
    Mittelpotential
    N
    negatives Potential
    S1
    Schalteinrichtung
    S2
    Schalteinrichtung
    S3
    Schalteinrichtung
    S4
    Schalteinrichtung

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Hochvoltnetzes (10) in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit mindestens einem Traktionsantrieb (5, 6) und mit einem Batteriesystem (3), das mindestens zwei Hochvoltbatterien (1, 2) umfasst, wobei das Batteriesystem (3) wahlweise in einem Normalbetriebsmodus betrieben wird, in dem beide Hochvoltbatterien (1, 2) aktiviert sind, um Energie zum Betrieb des Traktionsantriebs (5, 6) bereitzustellen, oder in einem Fehlerbetriebsmodus betrieben wird, in dem eine erste Hochvoltbatterie (1, 2) aktiviert ist und eine zweite Hochvoltbatterie (1, 2) deaktiviert ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriesystem (3) ausgehend von dem Normalbetriebsmodus in den Fehlerbetriebsmodus versetzt wird, wenn ein Fehlerzustand erkannt wird, insbesondere ein Fehlerzustand in der zweiten Hochvoltbatterie (1, 2).
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hochvoltbatterie (1, 2) und die zweite Hochvoltbatterie (1, 2) in dem Normalbetriebsmodus in Serie geschaltet sind.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochvoltnetz (10) einen ersten Traktionsantrieb (5) und einen zweiten Traktionsantrieb (6) aufweist, wobei in dem Normalbetriebsmodus wahlweise beide Traktionsantriebe (5, 6) mit den aktivierten Hochvoltbatterien (1, 2) verbunden werden oder nur der erste Traktionsantrieb (5) oder nur der zweite Traktionsantrieb (6).
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochvoltnetz (10) einen ersten Traktionsantrieb (5) aufweist, der mit der ersten Hochvoltbatterie (1) und nicht mit der zweiten Hochvoltbatterie (2) verbunden ist, und einen zweiten Traktionsantrieb (6) aufweist, der nicht mit der erste Hochvoltbatterie (1) aber mit der zweiten Hochvoltbatterie (2) verbunden ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Normalbetriebsmodus beide Hochvoltbatterien (1, 2) über einen der jeweiligen Hochvoltbatterie (1, 2) zugeordneten Gleichspannungswandler (11, 12) Energie in ein gemeinsames Bordnetz (20), insbesondere in ein Niederspannungs-Bordnetz, einspeisen, und in dem Fehlerbetriebsmodus die erste Hochvoltbatterie (1) über den ihr zugeordneten Gleichspannungswandler (11) Energie in das Bordnetz (20) einspeist und die zweite Hochvoltbatterie (2) nicht.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hochvoltbatterien (1, 2) eine Nennspannung im Bereich größer als 350 V, bevorzugt im Bereich größer als 380 V, beispielsweise im Bereich größer oder gleich 400 V, insbesondere 400 V, aufweisen.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hochvoltbatterien (1, 2) in dem Normalbetriebsmodus in einem Master-Slave-Betrieb betrieben werden, wobei bevorzugt die erste Hochvoltbatterie (1) als Master-Batterie konfiguriert ist und die zweite Hochvoltbatterie (2) als Slave-Batterie konfiguriert ist.
  9. Hochvoltnetz (10) für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit mindestens einem Traktionsantrieb (5, 6), mit einem Batteriesystem (3), das mindestens zwei Hochvoltbatterien (1, 2) umfasst, und mit einer Steuereinrichtung (8) zur Steuerung des Batteriesystems (3), wobei die Steuereinrichtung (8) konfiguriert ist, das Batteriesystem (3) wahlweise in einem Normalbetriebsmodus zu betreiben, in dem beide Hochvoltbatterien (1, 2) aktiviert sind, um Energie zum Betrieb des Traktionsantriebs (5, 6) bereitzustellen, oder in einem Fehlerbetriebsmodus zu betreiben, in dem eine erste Hochvoltbatterie (1, 2) aktiviert ist und eine zweite Hochvoltbatterie (1, 2) deaktiviert ist.
  10. Elektro- oder Hybridfahrzeug, insbesondere autonomes Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit einem Hochvoltnetz (10) nach Anspruch 9, wobei bevorzugt die erste Hochvoltbatterie (1) im Bereich einer Vorderachse des Elektro- oder Hybridfahrzeugs und die zweite Hochvoltbatterie (2) im Bereich einer Hinterachse des Elektro- oder Hybridfahrzeugs angeordnet ist.
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