DE102020111454A1 - Elektrische Schaltungsanordnung und Kraftfahrzeug - Google Patents

Elektrische Schaltungsanordnung und Kraftfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE102020111454A1
DE102020111454A1 DE102020111454.0A DE102020111454A DE102020111454A1 DE 102020111454 A1 DE102020111454 A1 DE 102020111454A1 DE 102020111454 A DE102020111454 A DE 102020111454A DE 102020111454 A1 DE102020111454 A1 DE 102020111454A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
potential connection
interference suppression
capacitor
ground
potential
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020111454.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Poisel
Martin HÜTTL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Priority to DE102020111454.0A priority Critical patent/DE102020111454A1/de
Publication of DE102020111454A1 publication Critical patent/DE102020111454A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/322Means for rapidly discharging a capacitor of the converter for protecting electrical components or for preventing electrical shock
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2270/00Problem solutions or means not otherwise provided for
    • B60L2270/10Emission reduction
    • B60L2270/14Emission reduction of noise
    • B60L2270/147Emission reduction of noise electro magnetic [EMI]
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14Arrangements for reducing ripples from dc input or output
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/44Circuits or arrangements for compensating for electromagnetic interference in converters or inverters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Elektrische Schaltungsanordnung umfassend einen ersten Entstörkondensator (3) und einen zweiten Entstörkondensator (4) sowie einen ersten Potentialanschluss (5) und einen zweiten Potentialanschluss (6), wobei der erste Entstörkondensator (3) zwischen Masse und dem ersten Potentialanschluss (5) geschaltet ist und der zweite Entstörkondensator (3) zwischen Masse und dem zweiten Potentialanschluss (6) geschaltet ist, wobei zur Entladung der Entstörkondensatoren (3, 4) zwischen dem ersten Potentialanschluss (5) und einem mit Masse direkt oder indirekt verbundenen Schaltungsknoten (12) eine Reihenschaltung aus einem ersten Schaltelement (8) und einem ersten Entladewiderstand (10) und zwischen dem zweiten Potentialanschluss (6) und dem Schaltungsknoten (12) eine Reihenschaltung aus einem zweiten Schaltelement (8) und einem zweiten Entladewiderstand (11) geschaltet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungsanordnung umfassend einen ersten Entstörkondensator und einen zweiten Entstörkondensator sowie einen ersten Potentialanschluss und einen zweiten Potentialanschluss, wobei der erste Entstörkondensator zwischen Masse und dem ersten Potentialanschluss geschaltet ist und der zweite Entstörkondensator zwischen Masse und dem zweiten Potentialanschluss geschaltet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
  • Kraftfahrzeuge mit einem elektrischen Traktionsmotor umfassen in der Regel einen Hochvoltenergiespeicher sowie elektrische Schaltungen mit Hochvoltkomponenten, um mittels einem dem Energiespeicher entnommenen Strom den Traktionsmotor betreiben zu können. Dabei ist erforderlich, dass beispielsweise nach einem Unfall des Kraftfahrzeugs eine an den Hochvoltkomponenten anliegende Spannung unter eine Berührspannung fällt, welche als nicht berührgefährlich eingestuft ist. Weiterhin ist vorgegeben, dass eine in der Hochvoltkomponente gespeicherte Energie einen gewissen Energiegehalt nicht überschreiten darf.
  • Diese Vorgaben betreffen insbesondere in den Hochvoltschaltungen vorgesehene Kondensatoren, da in diesen auch nach einem Abtrennen einer Verbindung zu dem Hochvoltenergiespeicher Energie beziehungsweise eine elektrische Ladung gespeichert sein kann, so dass weiterhin am Kondensator auch eine Spannung anliegt. Insbesondere können die gespeicherte Energie und/oder die anliegende Spannung noch über den jeweils vorgeschriebenen Grenzwerten liegen. Darüber hinaus bauen sich die im Kondensator gespeicherte Energie beziehungsweise die am Kondensator anliegende Spannung von selbst nur sehr langsam an, so dass der Einsatz einer sogenannten aktiven Entladung, bei der ein Kondensator über einen zugeschalteten Widerstand entladen wird, erforderlich sein kann. Dazu sind aus dem Stand der Technik verschiedene Ansätze bekannt.
  • In DE 10 2009 055 053 A1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entladung eines Energiespeichers, insbesondere eines Zwischenkreiskondensators, in einem als Hochspannungsnetz ausgeführten Gleichspannungszwischenkreis in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Dabei sind parallel zu dem Energiespeicher ein erster Entladewiderstand und ein zweiter Entladewiderstand geschaltet, wobei der zweite Entladewiderstand selbsttätig parallel zu dem ersten Entladewiderstand geschaltet wird, wenn eine Spannung an dem Energiespeicher einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet.
  • Aus DE 10 2017 209 100 A1 ist eine Entladeschaltung zur Entladung eines Hochvolt-Zwischenkreises eines Fahrzeugs bekannt. Der Hochvolt-Zwischenkreis umfasst dabei einen Zwischenkreiskondensator, an dem eine Hochvoltspannung anliegt. Die Entladeschaltung ist dabei dazu eingerichtet, in Abhängigkeit der Hochvoltspannung die Höhe eines Entladestroms durch die Entladeschaltung einzustellen.
  • Bei Entstörkondensatoren, welche als Y-Kondensatoren eingesetzt werden, das heißt, welche jeweils zwischen einem Potentialanschluss und einem Massepotential geschaltet sind, besteht jedoch das Problem, dass diese im Fall einer asymmetrischen Aufladung nicht vollständig durch ein Kurzschließen der Potentialanschlüsse entladen werden können. Eine nach einem Potentialausgleich zwischen den Potentialanschlüssen verbleibende Restladung in einem der Y-Kondensatoren muss über einen Isolationswiderstand zwischen Masse und dem mit dem Y-Kondensator verbundenen Potentialanschluss erfolgen, was aufgrund der Höhe des Isolationswiderstands unerwünscht viel Zeit in Anspruch nehmen kann.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine elektrische Schaltungsanordnung anzugeben, mit der eine verbesserte Entladung von Entstörkondensatoren ermöglicht wird.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer elektrischen Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur Entladung der Entstörkondensatoren zwischen dem ersten Potentialanschluss und einem mit Masse direkt oder indirekt verbundenen Schaltungsknoten eine Reihenschaltung aus einem ersten Schaltelement und einem ersten Entladewiderstand und zwischen dem zweiten Potentialanschluss und dem Schaltungsknoten eine Reihenschaltung aus einem zweiten Schaltelement und einem zweiten Entladewiderstand geschaltet ist.
  • Dies ermöglicht ein Entladen der als Y-Kondensatoren verschalteten Entstörkondensatoren durch ein Schließen der Schaltelemente auch in dem Fall, in dem die Entstörkondensatoren asymmetrisch aufgeladen sind und bereits ein Potentialausgleich zwischen dem ersten Potentialanschluss und dem zweiten Potentialanschluss stattgefunden hat. Der Schaltungsknoten zwischen der Reihenschaltung aus dem ersten Schaltelement und dem ersten Entladewiderstand und der Reihenschaltung aus dem zweiten Schaltelement und dem zweiten Entladewiderstand ist dabei direkt oder indirekt mit einem Massepotential verbunden. In diesem Zusammenhang bedeutet direkt verbunden, dass der Schaltungsknoten direkt auf dem Massepotential liegt, wohingegen indirekt verbunden bedeutet, dass zwischen dem Massepotential und dem Schaltungsknoten noch ein oder mehrere elektrische Bauteile angeordnet sind. Bei Betrieb der elektrischen Schaltung kann insbesondere am ersten Potentialanschluss ein positives Hochspannungs-Gleichstrompotential (HV+) und am zweiten Potentialanschluss ein negatives Hochspannungs-Gleichstrompotential (HV-) anliegen.
  • Die Verbindung des mit dem ersten Entstörkondensator verbundenen ersten Potentialanschluss über das erste Schaltelement und den ersten Entladewiderstand zu dem Schaltungsknoten und somit zu einem Massepotential ermöglicht es, durch ein Schließen des ersten Schaltelements den ersten Entstörkondensator über den ersten Entladewiderstand zu entladen. Entsprechend kann der zweite Entstörkondensator über das zweite Schaltelement und den zweiten Entladewiderstand entladen werden. Der erste Entladewiderstand und der zweite Entladewiderstand können insbesondere gleich groß sein.
  • Dies vermeidet es vorteilhaft, dass die Restladung in einem der Entstörkondensatoren über einen zwischen dem ersten Potentialanschluss und Masse beziehungsweise dem zweiten Potentialanschluss und Masse vorhandenen Isolationswiderstand abgebaut werden muss. Das Entladen der Entstörkondensatoren über den ersten Entladewiderstand und den zweiten Entladewiderstand hat dabei den besonderen Vorteil, dass die Zeitdauer bis zu einer hinreichenden Entladung, das heißt die Zeitdauer, bis die an den Entstörkondensatoren bzw. die zwischen einem der Potentialanschlüsse und Masse anliegende Spannung unter eine Berührspannung gefallen ist, deutlich reduziert werden kann. Auch bestimmt sich eine maximale Zeitdauer aus der Kapazität des Entstörkondensators und dem jeweiligen Entladewiderstand bzw. weiterer zwischen dem Schaltungsknoten und Masse angeordneter Bauteile und nicht anhand eines nur hinsichtlich eines erforderlichen Minimalwerts definierten Isolationswiderstands. Ein Entladen eines Entstörkondensators über einen Isolationswiderstand kann mehrere Minuten in Anspruch nehmen, wohingegen eine Entladung über den Entladewiderstand weitaus schneller, beispielsweise innerhalb einiger Sekunden, erreicht werden kann.
  • Der Fall einer asymmetrischen Aufladung der Entstörkondensatoren kann beispielsweise auftreten, wenn aufgrund eines Isolationsfehlers zwischen dem ersten Potentialanschluss und Masse oder dem zweiten Potentialanschluss und Masse der erste Entstörkondensator und der zweite Entstörkondensator jeweils unterschiedlich stark aufgeladen werden. Eine weitere mögliche Ursache für eine asymmetrische Aufladung der Entstörkondensatoren kann vorliegen, wenn bei Betrieb der elektrischen Schaltungsanordnung beispielsweise zyklisch der Isolationswiderstand durch eine Messeinrichtung geprüft wird und durch diese Prüfung ein asymmetrischer Energiegehalt und somit eine asymmetrische Spannung in die Entstörkondensatoren eingeprägt wird.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein weiterer Entstörkondensator zwischen dem ersten Potentialanschluss und dem zweiten Potentialanschluss geschaltet ist. Dieser als X-Kondensator verschaltete Entstörkondensator kann beispielsweise ein Zwischenkreiskondensator eines Gleichspannungszwischenkreises sein, welcher auch als Energiepuffer dient und zumindest kurzfristig Energie speichert. Der weitere Kondensator kann in einem Fehlerfall durch das insbesondere gleichzeitige Schließen des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements ebenfalls über die sich ergebende Reihenschaltung aus dem ersten Entladewiderstand und dem zweiten Entladewiderstand entladen werden.
  • Durch das Entladen des X-Kondensators wird ein Potentialausgleich zwischen dem ersten Potentialanschluss und dem zweiten Potentialanschluss erreicht. Das Verbinden des Schaltungsknotens mit Masse ermöglicht es vorteilhaft, sowohl den X-Kondensator beziehungsweise den Zwischenkreiskondensator als auch die jeweils als Y-Kondensator verschalteten ersten und zweiten Entstörkondensatoren über dieselben Entladewiderstände zu entladen, so dass sich ein einfacher und kompakter Aufbau der elektrischen Schaltungsanordnung zur Entladung der verschiedenen Typen von Entstörkondensatoren ergibt.
  • Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Entladewiderstände jeweils einen Widerstand zwischen 50 Ω und 500 Ω aufweisen. Dies ermöglicht eine schnelle Entladung der Entstörkondensatoren über die Entladewiderstände, welche in einem Bereich zwischen 50 Ω und 500 Ω jeweils deutlich unter dem Widerstand einer Isolation zwischen dem ersten Potentialanschluss und Masse beziehungsweise dem zweiten Potentialanschluss und Masse liegen.
  • Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Schaltungsknoten und einem Massepotential ein weiterer Kondensator geschaltet ist. Der weitere Kondensator ermöglicht eine höhere Sperrspannung zwischen dem ersten Potentialanschluss und Masse beziehungsweise zwischen dem zweiten Potentialanschluss und Masse, wenn das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement geöffnet sind.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kapazität des weiteren Kondensators größer als die Kapazität eines der Entstörkondensatoren ist, insbesondere dass die Kapazität des weiteren Kondensators zwischen 0,5 µF und 500 µF beträgt. Der erste Entstörkondensator und der zweite Entstörkondensator können bevorzugt jeweils eine Kapazität zwischen 50 nF und 500 nF, insbesondere von 150 nF, aufweisen. Beim Entladen der Entstörkondensatoren wird die im ersten Entstörkondensator oder zweiten Entstörkondensator gespeicherte Energie in den weiteren Kondensator abgeleitet.
  • Um auch eine schnelle Entladung des weiteren Kondensators zu ermöglichen, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass parallel zu dem weiteren Kondensator ein weiterer Entladewiderstand geschaltet ist. Dieser weitere Entladewiderstand dient dazu, den weiteren Kondensator zu entladen, nachdem dieser die Energie aus dem ersten Entstörkondensator und/oder dem zweiten Entstörkondensator aufgenommen hat. Die Entladung des weiteren Kondensators durch den weiteren Entladewiderstand kann dabei insbesondere auch in einem ausgeschalteten Zustand der Schaltungsanordnung erfolgen, d.h. wenn das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement jeweils geöffnet sind.
  • Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Widerstand des weiteren Entladewiderstands kleiner ist als ein Isolationswiderstand zwischen Masse und dem ersten Potentialanschluss und/oder zwischen Masse und dem zweiten Potentialanschluss, insbesondere dass der Widerstand des weiteren Entladewiderstands zwischen 1kΩ und 10MΩ beträgt.
  • Für ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug ist vorgesehen, dass es eine erfindungsgemäße elektrische Schaltungsanordnung umfasst.
  • Sämtliche vorangehend im Bezug zur erfindungsgemäßen elektrischen Schaltungsanordnung beschriebenen Vorteile und Ausgestaltungen gelten entsprechend auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
  • Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der erste Potentialanschluss und der zweite Potentialanschluss trennbar mit einem Energiespeicher des Kraftfahrzeugs verbunden sind und/oder dass der erste Potentialanschluss und der zweite Potentialanschluss mit einem Traktionswechselrichter des Kraftfahrzeugs verbunden sind. Der Energiespeicher kann dabei insbesondere als eine Hochvolt-Batterie ausgeführt sein und einen Traktionsenergiespeicher des Kraftfahrzeugs darstellen. Der erste Entstörkondensator und der zweite Entstörkondensator sowie ein gegebenenfalls vorhandener weiterer Entstörkondensator können dabei beispielsweise dazu verwendet werden, um von einem als Pulswechselrichter ausgebildeten Traktionswechselrichter im Gleichstromzwischenkreis erzeugte Störungen zu filtern.
  • In einem Fehlerfall oder im Falle eines Unfalls des Kraftfahrzeugs können der Energiespeicher und die elektrische Schaltungsanordnung getrennt werden. Durch ein Schließen des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements der elektrischen Schaltungsanordnung kann dann eine Entladung der Entstörkondensatoren erfolgen. Die Schaltungsanordnung kann dabei mit dem Traktionswechselrichter als ein gemeinsames Bauteil ausgeführt sein. Es ist auch möglich, dass einzelne Bauteile der Schaltungsanordnung, beispielsweise der erste Entstörkondensator, der zweite Entstörkondensator und/oder ein weiterer Entstörkondensator, mit dem Traktionswechselrichter als gemeinsames Bauteil ausgeführt sind.
  • Weitere Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:
    • 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
    • 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltung, und
    • 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltung.
  • In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine elektrische Schaltungsanordnung 2, welche zwischen einen Energiespeicher 17 und einen Traktionswechselrichter 18 des Kraftfahrzeugs geschaltet ist. Die elektrische Schaltungsanordnung 2 ist dabei trennbar über eine Trennvorrichtung (nicht dargestellt) mit dem als Hochvolt-Batterie ausgeführten Energiespeicher 17 verbunden. Durch die elektrische Schaltungsanordnung 2 kann eine Filterung von Störungen in dem Gleichstromzwischenkreis zwischen dem Energiespeicher 17 und dem Traktionswechselrichter 18 erfolgen. Der Aufbau der elektrischen Schaltung 2 wird in Bezug zu den nachfolgenden Figuren erläutert.
  • Über den Traktionswechselrichter 18, welcher beispielsweise als ein Pulswechselrichter ausgebildet ist, wird ein Traktionselektromotor 19 des Kraftfahrzeugs 1 betrieben, wobei durch den Traktionswechselrichter 4 ein von dem Energiespeicher 17 abgegebener Gleichstrom in einen Wechselstrom zum Betreiben des Traktionsmotors 19 gewandelt wird. Es ist möglich, dass die elektrische Schaltungsanordnung 2 zumindest teilweise in den Traktionswechselrichter 18 integriert ist beziehungsweise dass einzelne Bauelemente der elektrischen Schaltung 2 mit weiteren Bauelementen des Traktionswechselrichters 18 in einem gemeinsamen Gehäuse und/oder auf einer gemeinsamen Platine angeordnet sind.
  • In 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Schaltungsanordnung 2 dargestellt. Die elektrische Schaltungsanordnung 2 umfasst einen ersten Entstörkondensator 3 und einen zweiten Entstörkondensator 4, wobei der erste Entstörkondensator 3 zwischen einem ersten Potentialanschluss 5 und einem Massepotential und der zweite Entstörkondensator 4 zwischen einem zweiten Potentialanschluss 6 und dem Massepotential geschaltet ist. Am ersten Potentialanschluss 5 liegt in diesem Ausführungsbeispiel ein positives Potential einer Hochvolt-Gleichspannung (HV+), am zweiten Potentialanschluss 6 entsprechend ein negatives Potential der Hochvolt-Gleichspannung (HV-). Die Hochvolt-Gleichspannung wird im Kraftfahrzeug 1 durch den Energiespeicher 17 bereitgestellt.
  • Weiterhin umfasst die elektrische Schaltungsanordnung 2 einen weiteren Entstörkondensator 7, welcher zwischen dem ersten Potentialanschluss 5 und dem zweiten Potentialanschluss 6 geschaltet ist. Der erste Entstörkondensator 3 und der zweite Entstörkondensator 4 stellen jeweils Y-Kondensatoren dar, welche einen der Potentialanschlüsse 5, 6 jeweils mit dem Massepotential verbinden. Der weitere Entstörkondensator 7 stellt einen X-Kondensator dar, welcher zwischen dem ersten Potentialanschluss 5 und dem zweiten Potentialanschluss 6 geschaltet ist. Der weitere Entstörkondensator 7 dient insbesondere als Zwischenkreiskondensator im Gleichspannungszwischenkreis des Kraftfahrzeugs 1.
  • Weiterhin umfasst die elektrische Schaltungsanordnung 2 ein erstes Schaltelement 8, ein zweites Schaltelement 9, einen ersten Entladewiderstand 10 und einen zweiten Entladewiderstand 11. Das erste Schaltelement 8 sowie der erste Entladewiderstand 10 sind in Reihe zwischen dem ersten Potentialanschluss 5 und einem Schaltungsknoten 12 geschaltet. Das zweite Schaltelement 9 sowie der zweite Entladewiderstand 11 sind zwischen dem Schaltungsknoten 12 und dem zweiten Potentialanschluss 6 ebenfalls in Reihe geschaltet. Der Schaltungsknoten 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel direkt mit dem Massepotential verbunden.
  • In einem Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs 1 sind das erste Schaltelement 8 und das zweite Schaltelement 9 geöffnet, so dass durch die Entstörkondensatoren 3, 4, 7 im Gleichstromzwischenkreis des Kraftfahrzeugs 1 auftretende Störungen, welche beispielsweise durch den Betrieb des Traktionswechselrichter 18 entstehen, gefiltert werden können. Im Falle eines Fehlers oder eines Unfalls des Kraftfahrzeugs 1 ist es erforderlich, dass die Entstörkondensatoren 3, 4, 7 jeweils entladen werden, damit ihre Spannung jeweils unter den Grenzwert einer Berührspannung, beispielsweise auf einen Wert unterhalb von 60 V, fällt. Diese Berührspannung ist insbesondere geringer als die von dem Energiespeicher 17 am ersten Potentialanschluss 5 und am zweiten Potentialanschluss 6 erzeugte Potentialdifferenz, welche beispielsweise in einem Bereich zwischen 100 V und 1000 V liegen kann.
  • Dazu können das erste Schaltelement 8 und das zweite Schaltelement 9 insbesondere gleichzeitig geschlossen werden, so dass der weitere Kondensator 7 über den ersten Entladewiderstand 10 und den zweiten Entladewiderstand 11 entladen werden kann. Der Energiespeicher 17 wird dabei von der elektrischen Schaltung 2 abgetrennt, so dass durch den Abbau der Ladung im weiteren Kondensator 7 ein Potentialausgleich zwischen dem ersten Potentialanschluss 5 und dem zweiten Potentialanschluss 6 stattfindet. Solange eine Potentialdifferenz besteht beziehungsweise wenn der erste Entstörkondensator 3 und der zweite Entstörkondensator 4 symmetrisch geladen sind, werden diese dabei mitentladen. Es kann jedoch der Fall auftreten, dass der erste Entstörkondensator 3 und der zweite Entstörkondensator 4 asymmetrisch aufgeladen sind. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn es zwischen dem ersten Potentialanschluss 5 und Masse oder zwischen dem zweiten Potentialanschluss 6 und Masse ein Isolationsfehler aufgetreten ist. Es ist auch möglich, dass eine asymmetrische Aufladung in Folge einer insbesondere zyklisch erfolgenden Prüfung eines Isolationswiderstand 13 zwischen dem ersten Potentialanschluss 5 und Masse und eines Isolationswiderstand 14 zwischen dem zweiten Potentialanschluss 6 und Masse auftritt.
  • Der Isolationswiderstand 13 zwischen dem ersten Potentialanschluss 5 und Masse sowie der Isolationswiderstand 14 zwischen dem zweiten Potentialanschluss 6 und Masse sind in 2 schematisch dargestellt. Die in einem der Entstörkondensatoren 3, 4 verbleibende Restladung kann zwar grundsätzlich über den jeweiligen Isolationswiderstand 13, 14 entladen werden, aufgrund des hohen elektrischen Widerstandes der Isolationswiderstände 13, 14 kann dies jedoch eine vergleichsweise lange Zeit, beispielsweise mehrere Minuten, dauern.
  • Durch das Verbinden des Schaltungsknotens 12 zwischen der Reihenschaltung aus dem ersten Schaltelement 8 und dem ersten Entladewiderstand 10 und der Reihenschaltung aus dem zweiten Schaltelement 9 und dem zweiten Entladewiderstand 11 mit dem Massepotential wird es vorteilhaft ermöglicht, dass der erste Entstörkondensator 3 über den ersten Entladewiderstand 10 entladen werden kann, beziehungsweise, dass der zweite Entstörkondensator 4 über den zweite Entladewiderstand 11 entladen werden kann. Dies bewirkt ein schnelleres Entladen des ersten Entstörkondensators 3 beziehungsweise des zweiten Entstörkondensators 4. Dazu ist der elektrische Widerstand des ersten Entladewiderstands 10 und des zweiten Entladewiderstands 11 jeweils geringer als der Wert des Isolationswiderstands 13 beziehungsweise des Isolationswiderstands 14.
  • In 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 2 gezeigt. Der Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels der Schaltungsanordnung 2 entspricht dabei grundsätzlich dem ersten Ausführungsbeispiel, jedoch umfasst die elektrische Schaltungsanordnung 2 in diesem Ausführungsbeispiel einen weiteren Kondensator 15 sowie einen weiteren Entladewiderstand 16. Der weitere Kondensator 15 und der weitere Entladewiderstand 16 sind dabei parallel zueinander zwischen dem Schaltungsknoten 12 und Masse geschaltet, so dass der Schaltungsknoten 12 in diesem Ausführungsbeispiel indirekt mit dem Massepotential verbunden ist.
  • In einem Zustand, in dem das erste Schaltelement 8 und das zweite Schaltelement 9 offen sind, also in einem Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs, wird durch den weiteren Kondensator 15 und den weiteren Entladewiderstand 16 eine Sperrspannung zwischen dem ersten Potentialanschluss 5 beziehungsweise dem zweiten Potentialanschluss 6 und dem Massepotential über die jeweilige Sperrspannung des ersten Schaltelementes 8 beziehungsweise des zweiten Schaltelements 9 hinaus erhöht. Bei Schließen des ersten Schaltelements 8 und des zweiten Schaltelements 9 kann die Ladung aus dem ersten Entstörkondensator 3 und/oder dem zweiten Entstörkondensator 4 von dem weiteren Kondensator 15 aufgenommen werden, wobei die dann im Kondensator 15 gespeicherte Ladung über den weiteren Entladewiderstand 16 abgebaut wird. Die Entladung des weiteren Kondensators 15 durch den weiteren Entladewiderstand 16 erfolgt dabei insbesondere auch in einem ausgeschalteten Zustand der Schaltungsanordnung 2, d.h. wenn das erste Schaltelement 8 und das zweite Schaltelement 10 jeweils geöffnet sind.
  • In beiden Ausführungsbeispielen können die Schaltelemente 8, 9 beispielsweise als Feldeffekttransistoren oder als Bipolartransistoren ausgebildet sein. Der erste Entstörkondensator 3 und der zweite Entstörkondensator 4 können eine Kapazität zwischen 50 nF und 500 nF, insbesondere von 150 nF, aufweisen. Der weitere Entstörkondensator 7 kann eine größere Kapazität, beispielsweise zwischen 100 µF und 1000 µF, insbesondere von 500 µF, aufweisen. Der erste Entladewiderstand 10 und der zweite Entladewiderstand 11 können jeweils einen Widerstand zwischen 50 Ω und 500 Ω aufweisen. Der erste Entladewiderstand und der zweite Entladewiderstand können insbesondere gleich groß sein. Die Kapazität des weiteren Kondensators 15 kann zwischen 0,5 µF und 500 µF betragen. Der elektrische Widerstand des weiteren Entladewiderstands 16 ist insbesondere geringer als der Isolationswiderstand 13 bzw. der Isolationswiderstand 14 und kann beispielsweise zwischen 1kΩ und 10MΩ betragen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009055053 A1 [0004]
    • DE 102017209100 A1 [0005]

Claims (9)

  1. Elektrische Schaltungsanordnung umfassend einen ersten Entstörkondensator (3) und einen zweiten Entstörkondensator (4) sowie einen ersten Potentialanschluss (5) und einen zweiten Potentialanschluss (6), wobei der erste Entstörkondensator (3) zwischen Masse und dem ersten Potentialanschluss (5) geschaltet ist und der zweite Entstörkondensator (3) zwischen Masse und dem zweiten Potentialanschluss (6) geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entladung der Entstörkondensatoren (3, 4) zwischen dem ersten Potentialanschluss (5) und einem mit Masse direkt oder indirekt verbundenen Schaltungsknoten (12) eine Reihenschaltung aus einem ersten Schaltelement (8) und einem ersten Entladewiderstand (10) und zwischen dem zweiten Potentialanschluss (6) und dem Schaltungsknoten (12) eine Reihenschaltung aus einem zweiten Schaltelement (8) und einem zweiten Entladewiderstand (11) geschaltet ist.
  2. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Entstörkondensator (7) zwischen dem ersten Potentialanschluss (5) und dem zweiten Potentialanschluss (6) geschaltet ist.
  3. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladewiderstände (10,11) jeweils einen Widerstand zwischen 50 Ω und 500 Ω aufweisen.
  4. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schaltungsknoten (12) und einem Massepotential eine weiterer Kondensator (15) geschaltet ist.
  5. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität des weiteren Kondensators (15) größer als die Kapazität eines der Entstörkondensatoren (3, 4) ist, insbesondere dass die Kapazität des weiteren Kondensators (15) zwischen 0,5 µF und 500 µF beträgt.
  6. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu dem weiteren Kondensator (15) ein weiterer Entladewiderstand (16) geschaltet ist.
  7. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand des weiteren Entladewiderstands (16) kleiner ist als ein Isolationswiderstand (13, 14) zwischen Masse und dem ersten Potentialanschluss (5) und/oder zwischen Masse und dem zweiten Potentialanschluss (6), insbesondere dass der Widerstand des weiteren Entladewiderstands (16) zwischen 1kΩ und 10MQ beträgt.
  8. Kraftfahrzeug umfassend eine elektrische Schaltungsanordnung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Potentialanschluss (5) und der zweite Potentialanschluss (6) trennbar mit einem Energiespeicher (17) des Kraftfahrzeugs (1) verbunden sind und/oder dass der erste Potentialanschluss (5) und der zweite Potentialanschluss (6) mit einem Traktionswechselrichter (18) des Kraftfahrzeugs (1) verbunden sind.
DE102020111454.0A 2020-04-27 2020-04-27 Elektrische Schaltungsanordnung und Kraftfahrzeug Pending DE102020111454A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020111454.0A DE102020111454A1 (de) 2020-04-27 2020-04-27 Elektrische Schaltungsanordnung und Kraftfahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020111454.0A DE102020111454A1 (de) 2020-04-27 2020-04-27 Elektrische Schaltungsanordnung und Kraftfahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020111454A1 true DE102020111454A1 (de) 2021-10-28

Family

ID=78260871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020111454.0A Pending DE102020111454A1 (de) 2020-04-27 2020-04-27 Elektrische Schaltungsanordnung und Kraftfahrzeug

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102020111454A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024056339A1 (de) * 2022-09-16 2024-03-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hochvoltsystem für ein kraftfahrzeug mit passiven entladeschaltungen für y-kapazitäten

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009055053A1 (de) 2009-12-21 2011-06-22 Robert Bosch GmbH, 70469 Verfahren und Vorrichtung zur Entladung eines Energiespeichers in einem Hochspannungsnetz
DE102017209100A1 (de) 2017-05-31 2018-12-06 Robert Bosch Gmbh Enladeschaltung und Verfahren zur Entladung eines Hochvolt-Zwischenkreises eines Fahrzeugs

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009055053A1 (de) 2009-12-21 2011-06-22 Robert Bosch GmbH, 70469 Verfahren und Vorrichtung zur Entladung eines Energiespeichers in einem Hochspannungsnetz
DE102017209100A1 (de) 2017-05-31 2018-12-06 Robert Bosch Gmbh Enladeschaltung und Verfahren zur Entladung eines Hochvolt-Zwischenkreises eines Fahrzeugs

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024056339A1 (de) * 2022-09-16 2024-03-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hochvoltsystem für ein kraftfahrzeug mit passiven entladeschaltungen für y-kapazitäten

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2232179C3 (de) Elektrisches Energieversorgungssystem
EP3503343B1 (de) Elektrisches system und verfahren zur diagnose der funktionsfähigkeit von leistungsrelais in einem elektrischen system
DE102008022776B4 (de) Vereinfachte automatische Entladefunktion für Fahrzeuge
DE102010041253A1 (de) DC-Ladestation für eine Batterie eines Elektrofahrzeugs
DE102013008586A1 (de) Vorladen eines Kraftfahrzeug-Hochvoltnetzes
DE102015016000A1 (de) Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Entladung von Y-Kapazitäten in Fahrzeugen mit Hochvoltbordnetz
DE102019202892A1 (de) Bordnetzanordnung, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Bordnetzanordnung
DE102017220982A1 (de) Traktionsnetz
DE102019003542A1 (de) Spannungsversorgungsvorrichtung für ein zumindest teilweise elektrisch betreibbares Kraftfahrzeug, wobei ein erster elektrischer und ein zweiter elektrischer Energiespeicher direkt mit einem Ladeanschluss gekoppelt sind, sowie Verfahren
DE102020111454A1 (de) Elektrische Schaltungsanordnung und Kraftfahrzeug
DE102019005732A1 (de) Hochvolt-System für ein Fahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben eines Hochvolt-Systems für ein Fahrzeug
DE102021003884A1 (de) Schutzvorrichtung für ein elektrisches Gleichstromnetz
WO2022128521A1 (de) Fahrzeugladeschaltung mit gleichrichtereinrichtung, zwischenkreiskondensator und vor-/entladeschaltung
DE102021003850A1 (de) Hochvoltbordnetz für ein Fahrzeug
DE102021001285A1 (de) Elektrisches Bordnetz für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben des elektrischen Bordnetzes
DE102015101283A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum elektrischen Laden einer Hochvoltbatterie an einem Wechselstromnetz
DE102018204230A1 (de) Filtervorrichtung für einen elektrischen Stromrichter, elektrischer Stromrichter und Verfahren zum Ansteuern einer Filtervorrichtung für einen elektrischen Stromrichter
WO2023006339A1 (de) Isolationswächter und verfahren zu dessen betrieb
DE102019007867A1 (de) Elektrisches Bordnetz und Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs
EP4168811A1 (de) Isolationsüberwachung in einem hochspannungssystem, insbesondere in einem kraftfahrzeug
DE102021005533A1 (de) Komponentenanordnung für ein elektrisches Hochvoltbordnetz eines Fahrzeugs
DE102020004578A1 (de) Spannungswandler und Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiepeichers eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs
DE102020214760A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Energiespeichersystems und Energiespeichersystem
DE102016012375A1 (de) Schalteinrichtung zum elektrischen Koppeln einer Zwischenkreiskapazität eines Gleichspannungszwischenkreises mit einer Gleichspannungsquelle
DE102019005123A1 (de) Energiewandler zum galvanischen Koppeln eines ersten Gleichspannungszwischenkreises mit einem zweiten Gleichspannungszwischenkreis

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified