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Die Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung der in der deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen
10 2019 209 026.5 offenbarten Erfindung.
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Die Anmeldung mit dem Aktenzeichen
10 2019 209 026.5 offenbart eine Schaltungsanordnung zum Verknüpfen von Netzen mit unterschiedlichen Spannungslagen über Gleichspannungswandler
- - mit einem Anschluss für ein erstes Teilnetz mit einer ersten Nennspannung,
- - mit einem Anschluss für ein erstes Teilnetz mit einer zweiten Nennspannung,
- - mit einem ersten Gleichspannungswandler, der einen ersten Ein- und Ausgang und einen zweiten Ein- und Ausgang aufweist,
- - mit einer als erste Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem ersten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers und dem Anschluss für das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannung, die über einen ersten Knoten geführt ist,
- - mit einer als zweite Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem zweiten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers und dem Anschluss für das erste Teilnetz mit der zweiten Nennspannung, die über einen zweiten Knoten geführt ist,
- - mit einem Anschluss für ein zweites Teilnetz mit der zweiten Nennspannung,
- - mit einem zweiten Gleichspannungswandler, der einen ersten Ein- und Ausgang und einen zweiten Ein- und Ausgang aufweist,
- - mit einer als dritte Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem ersten Ein- und Ausgang und einem dritten Knoten,
- - mit einer als vierte Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem zweiten Ein- und Ausgang und dem Anschluss für das zweite Teilnetz mit der zweiten Nennspannung, die über einen vierten Knoten geführt ist,
- - mit einem ersten Kopplungsschalter, der einerseits mit dem ersten Knoten und andererseits mit dem dritten Knoten verbunden ist und
- - mit einem zweiten Kopplungsschalter, der einerseits mit dem zweiten Knoten und andererseits mit dem vierten Knoten verbunden ist.
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In der Anmeldung
10 2019 209 026.5 ist eine solche Schaltungsanordnung beschrieben, die außerdem einen Anschluss für ein zweites Teilnetz mit der ersten Nennspannung aufweist und bei der die dritte Verbindung über den dritten Knoten weiter zum dritten Anschluss geführt ist.
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Mit dieser, in der Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2019 209 026.5 offenbarten Schaltungsanordnung ist es möglich, die wenigstens vier Teilnetze mit einander zu verbinden und elektrische Energie aus dem einen Teilnetz in eines der anderen Teilnetze zu transportieren und umgekehrt. Der Energietransport erfolgt dabei zwischen den Teilnetzen mit gleicher Nennspannung über die Kopplungsschalter und zwischen Teilnetzen mit verschiedenen Nennspannungen über die Gleichspannungswandler und - falls die Teilnetze mit verschiedenen Gleichspannungswandlern verbunden sind - über einen Gleichspannungswandler und einen Kopplungsschalter.
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Durch die Kopplungsschalter und die Gleichspannungswandler ist es möglich, in verschiedenen Teilnetzen vorgesehene Stromquellen zur Versorgung von elektrischen Verbrauchern zu nutzen, egal in welchem Teilnetz der Verbraucher angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, eine Redundanz der Stromquellen zu schaffen.
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In der Anmeldung mit dem Aktenzeichen
10 2019 209 026.5 ist ebenfalls offenbart, besonders sicherheitsrelevante Verbraucher an zwei Teilnetze anzuschließen, so dass bei einem Ausfall eines der beiden Teilnetze eine Versorgung aus dem anderen Teilnetz möglich ist.
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Da der Ausfall eines Teilnetzes oder ein Fehler in dem Teilnetz Rückwirkungen auf die Schaltungsanordnung oder die anderen daran angeschlossenen Teilnetze haben könnte, können die Teilnetze über die Kopplungsschalter und die Gleichspannungswandler voneinander getrennt werden. Dazu kann der mit dem ausgefallenen oder fehlerhaften Teilnetz verbundene Kopplungsschalter bzw. der mit dem ausgefallenen oder fehlerhaften Teilnetz verbundene Gleichspannungswandler ausgeschaltet werden.
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Bei der in der Anmeldung mit dem Aktenzeichen
10 2019 209 026.5 beschriebenen Schaltungsanordnung kann es zum Beispiel wegen eines Ausfalls des ersten Teilnetzes mit der ersten Nennspannung zu einer Situation kommen, in der der erste Kopplungsschalter geöffnet ist und der erste Gleichspannungswandler ausgeschaltet ist. Der an sich intakte erste Gleichspannungswandler ist in dieser Situation lediglich ausgeschaltet, um das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannung von dem ersten und/oder dem zweiten Teilnetz mit der zweiten Nennspannung zu trennen. Die Kopplung der verbleibenden intakten Teilnetze, dem zweiten Teilnetz mit der ersten Nennspannung und dem ersten und dem zweiten Teilnetz mit der zweiten Nennspannung erfolgt dann über den zweiten Gleichspannungswandler bzw. den zweiten Kopplungsschalter. Kommt es nun zu einem Ausfall des zweiten Gleichspannungswandlers, besteht zwischen dem zweiten Teilnetz mit der ersten Nennspannung und den Teilnetzen mit der zweiten Nennspannung keine Verbindung mehr, über die Energie ausgetauscht werden könnte. Eine redundante Energieversorgung ist dann womöglich nicht mehr gegeben.
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Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Ausfallsicherheit zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erste Verbindung über wenigstens einen ersten Trennschalter, die zweite Verbindung über wenigstens einen zweiten Trennschalter, die dritte Verbindung über wenigstens einen dritten Trennschalter und/oder die vierte Verbindung über wenigstens einen vierten Trennschalter geführt ist bzw. sind.
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Durch die Trennschalter ist es möglich, defekte Teilnetze und/oder defekte Gleichspannungswandler von den intakten Teilnetzen oder den intakten Teilen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zu trennen, ohne dass dazu die Kopplungsschalter geöffnet werden müssen. Dadurch ist es möglich, auch in Situationen, in denen bei der in der Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2019 209 026.5 beschriebenen Schaltungsanordnung ein Kopplungsschalter geöffnet werden muss, ein defektes Teilnetz von der Schaltungsanordnung zu trennen oder einen defekten Gleichspannungswandler von der übrigen Schaltungsanordnung zu trennen, um somit eine größere Ausfallsicherheit zu erreichen.
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Gemäß der Erfindung ist es möglich, dass die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wie die aus der Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2019 209 026.5 bekannte Schaltungsanordnung einen Anschluss für ein zweites Teilnetz mit der ersten Nennspannung aufweist und die dritte Verbindung über den dritten Knoten weiter zum dritten Anschluss geführt ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung können die Trennschalter an verschiedenen Stellen in der ersten, der zweiten, der dritten und/oder der vierten Verbindung angeordnet sein.
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Einer der ersten Trennschalter oder der erste Trennschalter können zwischen dem Anschluss der Schaltungsanordnung für das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannung und dem ersten Knoten angeordnet sein. Dann ist es möglich, das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannung von der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zu trennen. Ist ein defektes erstes Teilnetz mit der ersten Nennspannung von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung getrennt, kann es keine Wirkung auf die erfindungsgemäße Anordnung in der Art entfalten, dass deren Gleichspannungswandler ausgeschaltet und deren Kopplungsschalter geöffnet werden müssten.
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Einer der ersten Trennschalter oder der erste Trennschalter kann ebenso zwischen dem ersten Knoten und dem ersten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers angeordnet sein. Dann ist es möglich, den ersten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zu trennen. Ist ein defekter erster Ein- und Ausgang von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung getrennt, kann er keine Wirkung auf die erfindungsgemäße Anordnung in der Art entfalten, dass der mit diesem ersten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungsschalter erste Kopplungsschalter geöffnet werden müsste.
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Einer der zweiten Trennschalter oder der zweite Trennschalter können zwischen dem Anschluss der Schaltungsanordnung für das erste Teilnetz mit der zweiten Nennspannung und dem zweiten Knoten angeordnet sein. Dann ist es möglich, das erste Teilnetz mit der zweiten Nennspannung von der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zu trennen. Ist ein defektes erstes Teilnetz mit der zweiten Nennspannung von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung getrennt, kann es keine Wirkung auf die erfindungsgemäße Anordnung in der Art entfalten, dass deren Gleichspannungswandler ausgeschaltet und deren Kopplungsschalter geöffnet werden müssten.
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Einer der zweiten Trennschalter oder der zweite Trennschalter kann ebenso zwischen dem zweiten Knoten und dem zweiten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers angeordnet sein. Dann ist es möglich, den zweiten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zu trennen. Ist ein defekter zweiter Ein- und Ausgang von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung getrennt, kann er keine Wirkung auf die erfindungsgemäße Anordnung in der Art entfalten, dass der mit diesem zweiten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungsschalters verbundene zweite Kopplungsschalter geöffnet werden müsste.
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Einer der dritten Trennschalter oder der dritte Trennschalter können zwischen dem Anschluss der Schaltungsanordnung für das zweite Teilnetz mit der ersten Nennspannung und dem dritten Knoten angeordnet sein. Dann ist es möglich, das zweite Teilnetz mit der ersten Nennspannung von der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zu trennen. Ist ein defektes zweites Teilnetz mit der ersten Nennspannung von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung getrennt, kann es keine Wirkung auf die erfindungsgemäße Anordnung in der Art entfalten, dass deren Gleichspannungswandler ausgeschaltet und deren Kopplungsschalter geöffnet werden müssten.
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Einer der dritten Trennschalter oder der dritte Trennschalter kann ebenso zwischen dem dritten Knoten und dem ersten Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers angeordnet sein. Dann ist es möglich, den ersten Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandler von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zu trennen. Ist ein defekter erster Ein- und Ausgang von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung getrennt, kann er keine Wirkung auf die erfindungsgemäße Anordnung in der Art entfalten, dass der mit diesem ersten Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungsschalters verbundene erste Kopplungsschalter geöffnet werden müsste.
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Einer der vierten Trennschalter oder der vierte Trennschalter können zwischen dem Anschluss der Schaltungsanordnung für das zweite Teilnetz mit der zweiten Nennspannung und dem vierten Knoten angeordnet sein. Dann ist es möglich, das zweite Teilnetz mit der zweiten Nennspannung von der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zu trennen. Ist ein defektes zweites Teilnetz mit der zweiten Nennspannung von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung getrennt, kann es keine Wirkung auf die erfindungsgemäße Anordnung in der Art entfalten, dass deren Gleichspannungswandler ausgeschaltet und deren Kopplungsschalter geöffnet werden müssten.
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Einer der vierten Trennschalter oder der vierte Trennschalter kann ebenso zwischen dem vierten Knoten und dem zweiten Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers angeordnet sein. Dann ist es möglich, den zweiten Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zu trennen. Ist ein defekter zweiter Ein- und Ausgang von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung getrennt, kann er keine Wirkung auf die erfindungsgemäße Anordnung in der Art entfalten, dass der mit diesem zweiten Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungsschalters verbundene zweite Kopplungsschalter geöffnet werden müsste.
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Es ist möglich, dass die Trennschalter und die Kopplungsschalter einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung steuerbare Schalter sind und die Schaltungsanordnung eine Steuerung aufweist, die mit Steuerungsanschlüssen der steuerbaren Schalter verbunden sind.
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Ferner ist es möglich, dass wenigstens einer der Trennschalter oder alle Trennschalter und/oder wenigstens einer der Kopplungsschalter oder alle Kopplungsschalter ein zweipoliger Schalter ist bzw. zweipolige Schalter sind.
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Der erste Gleichspannungswandler und/oder der zweite Gleichspannungswandler können ein Multiphasenwandler sein. Hier werden innerhalb des Gleichspannungswandlers mehrere Gruppen, bestehend aus jeweils mindestens einem Schalter mit zugeordneten Induktivitäten, parallel angeordnet, wobei die einzelnen Glieder in fester Sequenz gesteuert, jedoch entsprechend aufwändiger geregelt werden. Die Gruppenbildung dient der Leistungssteigerung und dem lückenlosen Stromfluss. Dadurch ändern sich die Eigenschaften des Wandlers:
- - Erhöhung der Stromlieferfähigkeit
- - Minderung der Restwelligkeit (Ripple)
- - Verkleinerung der benötigten Kapazitäten
- - Verminderung der Störaussendung
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Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine Schaltungsanordnung, wie sie aus der Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2019 209 026.5 bekannt ist,
- 2 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit Trennschaltern zwischen Knoten und Ein- und Ausgängen von Gleichspannungswandlern,
- 3 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit Trennschaltern zwischen Knoten und Ein- und Ausgängen von Phasen von Multiphasen-Gleichspannungswandlern,
- 4 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit Trennschaltern zwischen Knoten und Ein- und Ausgängen von Phasen von Multiphasen-Gleichspannungswandlern und mit Trennschaltern zwischen Anschlüssen für Teilnetze und den Knoten.
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Die aus der Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2019 209 026.5 bekannte Schaltungsanordnung ist zum Verknüpfen von Netzen mit unterschiedlichen Nennspannungen über Gleichspannungswandler vorgesehen. Solche Schaltungsanordnungen können wie auch im Übrigen den erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen Teil eine Kraftfahrzeugbordnetzes sein, das verschiedene Teilnetze umfasst, die unterschiedliche Nennspannungen haben, zum Beispiel Teilnetze mit 12 V Nennspannung und Teilnetze mit 48 V Nennspannungen. Die Schaltungsanordnungen können auch höhere Spannungen haben, wie sie beispielsweise in Fahrzeugen mit Elektroantrieben üblich sind.
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Die in der 1 dargestellte Schaltungsanordnung und die erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen aus den 2 bis 4 weisen viele Gemeinsamkeiten, insbesondere eine gleiche Topologie und gleiche Bauelemente und Komponenten auf. Gleiche Bauelemente und Komponenten sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Jede der in den Figuren dargestellten Schaltungsanordnungen S hat einen Anschluss A1 für ein erstes Teilnetz BN48-1 mit einer ersten Nennspannung und einen Anschluss A3 für ein erstes Teilnetz BN12-1 mit einer zweiten Nennspannung. Jede der Schaltungsanordnungen hat einen ersten Gleichspannungswandler DC/DC_a, der einen ersten Ein- und Ausgang 1.1 und einen zweiten Ein- und Ausgang 1.2 aufweist. Eine erste Verbindung zwischen dem ersten Ein- und Ausgang 1.1 des ersten Gleichspannungswandlers DC/DC_a und dem Anschluss A1 für das erste Teilnetz BN48-1 mit der ersten Nennspannung machen einen elektrischen Strom vom ersten Ein- und Ausgang 1.1 zum Anschluss A1 und umgekehrt möglich. Diese erste Verbindung ist über einen ersten Knoten K1 geführt. Ferner ist eine zweite Verbindung zwischen dem zweiten Ein- und Ausgang 1.2 des ersten Gleichspannungswandlers DC/DC_a und dem Anschluss A2 für das erste Teilnetz BN12-1 mit der zweiten Nennspannung hergestellt, über die ein Strom zwischen dem ersten Gleichspannungswandler DC/DC_a und dem Anschuss A2 und umgekehrt möglich ist. Diese zweite Verbindung ist über einen zweiten Knoten K2 geführt.
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Die in den Figuren dargestellten Schaltungsanordnungen S haben ferner jeweils einen Anschluss A3 für ein zweites Teilnetz BN48-2 mit der ersten Nennspannung, einen Anschluss A4 für ein zweites Teilnetz BN12-2 mit der zweiten Nennspannung und einen zweiten Gleichspannungswandler DC/DC_b, der einen ersten Ein- und Ausgang 2.1 und einen zweiten Ein- und Ausgang 2.2 aufweist. Eine dritte Verbindung verbindet den ersten Ein- und Ausgang 2.1 des zweiten Gleichspannungswandlers DC/DC_b und den Anschluss A3 für das zweite Teilnetz BN48-2 mit der ersten Nennspannung über einen dritten Knoten K3 und eine vierte Verbindung verbindet den zweiten Ein- und Ausgang 2.2 des zweiten Gleichspannungswandlers DC/DC_b und den Anschluss A4 für das zweite Teilnetz BN12-2 mit der zweiten Nennspannung über einen vierten Knoten K4.
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Über die erste Verbindung und die zweite Verbindung kann elektrische Energie von den Teilnetzen BN48-1, BN12-1 zu dem ersten Gleichspannungswandler DC/DC_a und in die umgekehrten Richtungen übertragen werden. Über die dritte Verbindung und die vierte Verbindung kann elektrische Energie von den Teilnetzen BN48-2, BN12-2 zu dem zweiten Gleichspannungswandler DC/DC_b und in die umgekehrten Richtungen übertragen werden. Eine Übertragung von Energie aus dem Teilnetz BN48-1 zu einem der Teilnetze BN48-2, BN12-2 und umgekehrt ist mit der bisher beschriebenen Topologie dagegen nicht möglich. Gleiches gilt für eine Energieübertragung vom Teilnetz BN12_2 zu einem der Teilnetze BN48-1, BN12-1 und umgekehrt. Außerdem kann keine Energie von dem ersten Gleichspannungswandler DC/DC_a zu den zweiten Teilnetzen BN48-2, BN12-2 und umgekehrt oder von dem zweiten Gleichspannungswandler DC/DC_b zu den erste Teilnetzen BN48-1, BN12-1 und umgekehrt übertragen werden.
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Damit auch eine solche Energieübertragung möglich ist, sind ein erster und ein zweiter Kopplungsschalter S1, S2 vorgesehen. Der erste Kopplungsschalter S1 ist einerseits mit dem ersten Knoten K1 und andererseits mit dem dritten Knoten K3 verbunden, der zweite Kopplungsschalter S2 ist einerseits mit dem zweiten Knoten K2 und andererseits mit dem vierten Knoten K4 verbunden. Sind die Kopplungsschalter S1, S2 geschlossen, ist eine Energieübertragung zwischen den ersten Teilnetzen BN48-1, BN12-1 einerseits und den zweiten Teilnetzen BN48-2, BN12-2 andererseits möglich. Außerdem ist eine Energieübertragung von jedem der Teilnetze BN12-1, BN12-2 mit der zweiten Nennspannung über jeden der Gleichspannungswandler DC/DC_a, DC/DC_b zu den Teilnetzen BN48-1, BN48-2 mit der ersten Nennspannung und umgekehrt möglich.
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Das erste Teilnetz BN48-1 mit der ersten Nennspannung umfasst eine elektrische Maschine M/G, die als Motor und als Generator arbeiten kann, um elektrische Energie bzw. Leistung aufzunehmen oder bereitzustellen. Außerdem ist in dem ersten Teilnetz BN48-1 mit der ersten Nennspannung eine Batterie vorgesehen, die elektrische Energie bzw. Leistung aufnehmen oder bereitstellen kann. Ferner sind sicherheitsrelevante Verbraucher ASIL in dem ersten Teilnetz BN48-1 mit der ersten Nennspannung vorgesehen.
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Das zweite Teilnetz BN48-2 mit der ersten Nennspannung umfasst neben nicht sicherheitsrelevanten Verbrauchern QM auch die sicherheitsrelevanten Verbraucher ASIL, die schon Teil des ersten Teilnetzes BN48-1 mit der ersten Nennspannung sind. Die sicherheitsrelevanten Verbraucher ASIL können somit auf zwei Wegen mit elektrischer Energie versorgt werden, nämlich aus dem ersten Teilnetz und aus dem zweiten Teilnetz mit der ersten Nennspannung.
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Das erste Teilnetz BN12-1 mit der zweiten Nennspannung umfasst eine Batterie, die elektrische Energie bzw. Leistung aufnehmen oder bereitstellen kann. Ferner sind sicherheitsrelevante Verbraucher ASIL in dem ersten Teilnetz BN12-1 mit der zweiten Nennspannung vorgesehen.
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Das zweite Teilnetz BN12-2 mit der zweiten Nennspannung umfasst neben nicht sicherheitsrelevanten Verbrauchern QM auch die sicherheitsrelevanten Verbraucher ASIL, die schon Teil des ersten Teilnetzes BN12-1 mit der zweiten Nennspannung sind. Auch diese sicherheitsrelevanten Verbraucher ASIL können auf zwei Wegen mit elektrischer Energie versorgt werden, nämlich aus dem ersten Teilnetz und aus dem zweiten Teilnetz mit der zweiten Nennspannung.
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Die in der 2 dargestellte Schaltungsanordnung weist zusätzlich zu den bereits genannten Bauelementen und Komponenten einen ersten Trennschalter S3, einen zweiten Trennschalter S4, einen dritten Trennschalter S5 und einen vierten Trennschalter S6 auf.
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Der erste Trennschalter S3 ist zwischen dem ersten Knoten K1 und dem ersten Ein- und Ausgang 1.1 des ersten Gleichspannungswandlers DC/DC_a angeordnet. Mit ihm kann der erste Ein- und Ausgang 1.1 des ersten Gleichspannungswandlers DC/DC_a von der übrigen Schaltungsanordnung getrennt werden.
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Der zweite Trennschalter S4 ist zwischen dem zweiten Knoten K2 und dem zweiten Ein- und Ausgang 1.2 des ersten Gleichspannungswandlers DC/DC_a angeordnet. Mit ihm kann der zweite Ein- und Ausgang 1.2 des ersten Gleichspannungswandlers DC/DC_a von der übrigen Schaltungsanordnung getrennt werden.
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Der dritte Trennschalter S5 ist zwischen dem dritten Knoten K3 und dem ersten Ein- und Ausgang 2.1 des zweiten Gleichspannungswandlers DC/DC_b angeordnet. Mit ihm kann der erste Ein- und Ausgang 2.1 des zweiten Gleichspannungswandlers DC/DC_b von der übrigen Schaltungsanordnung getrennt werden.
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Der vierte Trennschalter S6 ist zwischen dem vierten Knoten K4 und dem zweiten Ein- und Ausgang 2.2 des zweiten Gleichspannungswandlers DC/DC_b angeordnet. Mit ihm kann der zweite Ein- und Ausgang 2.2 des zweiten Gleichspannungswandlers DC/DC_b von der übrigen Schaltungsanordnung getrennt werden.
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Die in der 3 dargestellte Schaltungsanordnung unterscheidet sich von der in der 2 dargestellten Schaltungsanordnung dadurch, dass die Gleichspannungswandler DC/DC_a, DC/DC_b Multiphasen-Gleichspannungswandler sind. Der erste und der zweite Gleichspannungswandler DC/DC_a, DC/DC_b weisen jeweils mehrere parallel geschaltete Gruppen, bestehend aus jeweils einem Schaltelement mit zugeordneten Induktivitäten auf, wobei die einzelnen Glieder in fester Sequenz gesteuert oder geregelt werden. Jede Gruppe des ersten und des zweiten Gleichspannungswandlers DC/DC_a, DC/DC_b hat einen ersten Ein- und Ausgang und einen zweiten Ein- und Ausgang.
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Der erste Ein- und Ausgang jeder der Gruppen des ersten Gleichspannungswandlers DC/DC_a ist über einen ersten Trennschalter S3 mit dem ersten Knoten K1 und der zweite Ein- und Ausgang jeder der Gruppen des ersten Gleichspannungswandlers DC/DC_a über einen zweiten Trennschalter S4 mit dem zweiten Knoten K2 verbunden. Die ersten Trennschalter S3 ermöglichen es, die ersten Ein- und Ausgänge 1.1 des ersten Gleichspannungswandlers DC/DC_a von der übrigen Schaltungsanordnung zu trennen. Die zweiten Trennschalter S4 ermöglichen es, die zweiten Ein- und Ausgänge 1.2 des ersten Gleichspannungswandlers DC/DC_a von der übrigen Schaltungsanordnung zu trennen.
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Der erste Ein- und Ausgang jeder der Gruppen des zweiten Gleichspannungswandlers DC/DC_b ist über einen dritten Trennschalter S5 mit dem dritten Knoten K3 und der zweite Ein- und Ausgang jeder der Gruppen des zweiten Gleichspannungswandlers DC/DC_b über einen vierten Trennschalter S6 mit dem vierten Knoten K4 verbunden. Die dritten Trennschalter S5 ermöglichen es, die ersten Ein- und Ausgänge 2.1 des zweiten Gleichspannungswandlers DC/DC_b von der übrigen Schaltungsanordnung zu trennen. Die vierten Trennschalter S6 ermöglichen es, die zweiten Ein- und Ausgänge 2.2 des zweiten Gleichspannungswandlers DC/DC_b von der übrigen Schaltungsanordnung zu trennen.
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Die in der 4 dargestellte Schaltungsanordnung S unterscheidet sich von der Schaltungsanordnung gemäß der 3 dadurch, dass ein weiterer erster Trennschalter S7, ein weiterer zweiter Trennschalter S8, ein weiterer dritter Trennschalter S9 und ein weiterer vierter Trennschalter S10 vorgesehen sind, die mit den Anschlüssen A1, A2, A3, A4 für die Teilnetze BN12-1, BN12-2, BN48-1, BN48-2 der Schaltungsanordnung und den Knoten K1, K2, K3, K4 verbunden sind.
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So ist der weitere erste Trennschalter S7 mit dem Anschluss A1 und dem ersten Knoten K1 verbunden. Mit diesem weiteren ersten Trennschalter S7 ist es möglich, den Anschluss A1 und das daran angeschlossene erste Teilnetz BN48-1 mit der ersten Nennspannung von der Schaltungsanordnung S zu trennen.
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Der weitere zweite Trennschalter S8 ist mit dem Anschluss A2 und dem zweiten Knoten K2 verbunden. Mit dem weiteren zweiten Trennschalter S8 ist es möglich, den Anschluss A2 und das daran angeschlossene erste Teilnetz BN12-1 mit der zweiten Nennspannung von der Schaltungsanordnung S zu trennen.
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Der weitere dritte Trennschalter S9 ist mit dem Anschluss A3 und dem dritten Knoten K3 verbunden. Mit dem weiteren dritten Trennschalter S9 ist es möglich, den Anschluss A3 und das daran angeschlossene zweite Teilnetz BN48-1 mit der ersten Nennspannung von der Schaltungsanordnung S zu trennen.
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Schließlich ist der weitere vierte Trennschalter S10 mit dem Anschluss A4 und dem vierten Knoten K4 verbunden. Mit dem weiteren vierten Trennschalter S10 kann der Anschluss A4 und das daran angeschlossene zweite Teilnetz BN12-1 mit der zweiten Nennspannung von der Schaltungsanordnung S getrennt werden.
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Eine Trennung von einem der Teilnetze kann sinnvoll sein, wenn in dem Teilnetz ein Defekt vorliegt, zum Beispiel ein Kurzschluss. Die Trennung kann dann vorgenommen werden, ohne dass dazu einer der Kopplungsschalter geöffnet werden muss und einer der Gleichspannungswandler ausgeschaltet werden müsste.
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Bezugszeichenliste
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- S
- Schaltungsanordnung
- A1
- Anschluss der Schaltungsanordnung für das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannung
- A2
- Anschluss der Schaltungsanordnung für das erste Teilnetz mit der zweiten Nennspannung
- A3
- Anschluss der Schaltungsanordnung für das zweite Teilnetz mit der ersten Nennspannung
- A4
- Anschluss der Schaltungsanordnung für das zweite Teilnetz mit der zweiten Nennspannung
- DC/DC_a
- erster Gleichspannungswandler
- 1.1
- erster Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers
- 1.2
- zweiter Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers
- DC/DC_b
- zweiter Gleichspannungswandler
- 2.1
- erster Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers
- 2.2
- zweiter Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers
- K1
- erster Knoten
- K2
- zweiter Knoten
- K3
- dritter Knoten
- K4
- vierter Knoten
- S1
- erster Kopplungsschalter
- S2
- zweiter Kopplungsschalter
- S3
- erster Trennschalter
- S4
- zweiter Trennschalter
- S5
- dritter Trennschalter
- S6
- vierter Trennschalter
- S7
- weiterer erster Trennschalter
- S8
- weiterer zweiter Trennschalter
- S9
- weiterer dritter Trennschalter
- S10
- weiterer vierter Trennschalter
- BN48-1
- erstes Teilnetz mit erster Nennspannung
- BN48-2
- zweites Teilnetz mit erster Nennspannung
- BN12-1
- erstes Teilnetz mit zweiter Nennspannung
- BN12-2
- zweites Teilnetz mit zweiter Nennspannung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019209026 [0001]
- WO 10 2019 209 026.5 [0002, 0006, 0008]
- WO 102019209026 [0003]
