DE102020112278A1 - Circuit arrangement for linking networks with different nominal voltages via DC voltage converters - Google Patents

Circuit arrangement for linking networks with different nominal voltages via DC voltage converters Download PDF

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DE102020112278A1
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André Körner
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Hella GmbH and Co KGaA
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/102—Parallel operation of dc sources being switching converters

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung (S) zum Verknüpfen von Netzen mit unterschiedlichen Nennspannungen über Gleichspannungswandler (DC/DC_a, DC/DC_b)- mit einem ersten Anschluss (A1p) für ein erstes Teilnetz (BNHV-1) mit einer ersten Nennspannung,- mit einem Anschluss (A2) für ein erstes Teilnetz (BN12-1) mit einer zweiten Nennspannung,- mit einem ersten Gleichspannungswandler (DC/DC_a), der einen ersten Ein- und Ausgang (1.1) und einen zweiten Ein- und Ausgang aufweist (1.2),- mit einer als erste Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem ersten Ein- und Ausgang (1.1) des ersten Gleichspannungswandlers (DC/DC_a) und dem ersten Anschluss (A1p) für das erste Teilnetz (BNHV-1) mit der ersten Nennspannung, die über einen ersten Knoten (K1) geführt ist,- mit einer als zweite Verbindung bezeichneten 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, die über einen zweiten Knoten (K2) geführt ist,- mit einem Anschluss (A4) für ein zweites Teilnetz (BN12-2) mit der zweiten Nennspannung,- mit einem zweiten Gleichspannungswandler (DC/DC_b), der einen ersten Ein- und Ausgang (2.1) und einen zweiten Ein- und Ausgang (2.2) aufweist,- wobei der erste Ein- und Ausgang (1.1) des ersten Gleichspannungswandlers (DC/DC_a) und der erste Ein- und Ausgang (2.1) des zweiten Gleichspannungswandlers (DC/DC_b) zweipolig ausgeführt ist.The invention relates to a circuit arrangement (S) for linking networks with different nominal voltages via DC voltage converters (DC / DC_a, DC / DC_b) - with a first connection (A1p) for a first sub-network (BNHV-1) with a first nominal voltage, - with a connection (A2) for a first sub-network (BN12-1) with a second nominal voltage, - with a first DC voltage converter (DC / DC_a), which has a first input and output (1.1) and a second input and output (1.2 ), - with a connection called the first connection between the first input and output (1.1) of the first DC / DC converter (DC / DC_a) and the first connection (A1p) for the first subnetwork (BNHV-1) with the first nominal voltage, which via a first node (K1), - with a connection called a second connection between the second input and output (1.2) of the first DC / DC converter (DC / DC_a) and the connection (A2) for the first subnetwork (BN12-1 ) with the second nominal sp annung, which is routed via a second node (K2), - with a connection (A4) for a second subnetwork (BN12-2) with the second nominal voltage, - with a second DC / DC converter (DC / DC_b), which has a first input and output (2.1) and a second input and output (2.2), - wherein the first input and output (1.1) of the first DC voltage converter (DC / DC_a) and the first input and output (2.1) of the second DC voltage converter ( DC / DC_b) is two-pole.

Description

Die Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung der in der deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen 10 2019 209 026.5 offenbarten Erfindung.The invention relates to a further development of the one in the German patent application with the official file number 10 2019 209 026.5 disclosed invention.

Die Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2019 209 026.5 offenbart eine Schaltungsanordnung zum Verknüpfen von Netzen mit unterschiedlichen Nennspannungen über Gleichspannungswandler

  • - mit einem ersten 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 ersten 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.
Registration with the file number 10 2019 209 026.5 discloses a circuit arrangement for linking networks with different nominal voltages via DC voltage converters
  • - with a first connection for a first sub-network with a first nominal voltage,
  • - with a connection for a first sub-network with a second nominal voltage,
  • - With a first DC voltage converter, which has a first input and output and a second input and output,
  • - with a connection called the first connection between the first input and output of the first DC voltage converter and the first connection for the first sub-network with the first nominal voltage, which is routed via a first node,
  • - with a connection, called a second connection, between the second input and output of the first DC voltage converter and the connection for the first sub-network with the second nominal voltage, which is routed via a second node,
  • - with a connection for a second sub-network with the second nominal voltage,
  • - with a second DC voltage converter, which has a first input and output and a second input and output,
  • - with a connection called the third connection between the first input and output and a third node,
  • - with a connection called the fourth connection between the second input and output and the connection for the second sub-network with the second nominal voltage, which is routed via a fourth node,
  • - With a first coupling switch, which is connected on the one hand to the first node and on the other hand to the third node and
  • - With a second coupling switch, which is connected on the one hand to the second node and on the other hand to the fourth node.

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. Die Offenlegungsschrift DE 10 2019 209 026 A1 wird hiermit in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung durch Bezugnahmen einbezogen.In the registration 10 2019 209 026.5 Such a circuit arrangement is described which also has a connection for a second sub-network with the first nominal voltage and in which the third connection is routed to the third connection via the third node. The disclosure document DE 10 2019 209 026 A1 is hereby incorporated into the disclosure content of the present application by reference.

Mit dieser, in der Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2019 209 026.5 offenbarten Schaltungsanordnung ist es möglich, die wenigstens vier Teilnetze miteinander 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.With this circuit arrangement disclosed in the application with the file number 10 2019 209 026.5, it is possible to connect the at least four sub-networks to one another and to transport electrical energy from one sub-network to one of the other sub-networks and vice versa. The energy is transported between the subnetworks with the same nominal voltage via the coupling switches and between subnetworks with different nominal voltages via the DC voltage converter and - if the subnetworks are connected to different DC voltage converters - via a DC voltage converter and a coupling switch.

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.The coupling switches and the DC voltage converters make it possible to use power sources provided in various sub-networks to supply electrical consumers, regardless of which sub-network the consumer is located in. This makes it possible to create redundancy for the power sources.

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.In the application with the file number 10 2019 209 026.5 it is also disclosed to connect particularly safety-relevant consumers to two sub-networks, so that if one of the two sub-networks fails, a supply from the other sub-network is possible.

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.Since the failure of a sub-network or a fault in the sub-network could have repercussions on the circuit arrangement or the other sub-networks connected to it, the sub-networks can be separated from one another via the coupling switch and the DC voltage converter. For this purpose, the coupling switch connected to the failed or faulty sub-network or the DC voltage converter connected to the failed or faulty sub-network can be switched off.

Die in der Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2019 209 026.5 offenbarte Schaltungsanordnung ist einpolig ausgeführt.The circuit arrangement disclosed in the application with the file number 10 2019 209 026.5 is single-pole.

Eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art kann in Kraftfahrzeugen verwendet werden, um Bordnetze mit verschiedenen Nennspannungen zu koppeln. Üblich ist es zum Beispiel, in Fahrzeugen Bordnetze mit 12 Volt und mit 48 Volt Nennspannung miteinander zu koppeln. Diese Bordnetze haben bei den bekannten Konzepten ein gemeinsames Massepotential, was die Ausführung der Bordnetze und insbesondere auch der Schaltungsanordnung vereinfacht.A circuit arrangement of the type mentioned at the beginning can be used in motor vehicles in order to couple vehicle electrical systems with different nominal voltages. It is common, for example, to couple electrical systems with 12 volts and 48 volts nominal voltage in vehicles. In the known concepts, these on-board networks have a common ground potential, which is what makes the execution of the On-board networks and in particular also the circuit arrangement simplified.

Neben Fahrzeugen mit gekoppelten Bordnetzen mit gemeinsamer Masse gibt es aber auch Fahrzeuge mit Bordnetzen mit verschiedenen Nennspannungen, die massefrei sind und zweipolig ausgeführt sind. Das ist zum Beispiel bei Hochvoltbordnetzen für Elektro- oder Hybridfahrzeuge der Fall. Die in der Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2019 209 026.5 offenbarte Schaltungsanordnung ist nicht ohne weiteres geeignet in einem Fahrzeug mit einem Hochvoltbordnetz eingesetzt zu werden, das mit den weiteren Bordnetzen mit niedriger Nennspannung kein gemeinsames Potential hat.In addition to vehicles with coupled on-board networks with a common ground, there are also vehicles with on-board networks with different nominal voltages that are floating and have two poles. This is the case, for example, with high-voltage on-board networks for electric or hybrid vehicles. The circuit arrangement disclosed in the application with the file number 10 2019 209 026.5 is not readily suitable for use in a vehicle with a high-voltage electrical system that has no potential in common with the other electrical systems with a low nominal voltage.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an.This is where the present invention begins.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Ausfallsicherheit zu verbessern.The present invention is based on the object of improving the reliability.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

  • - dass der erste Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers und der erste Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers zweipolig ausgeführt sind,
  • - mit einem zweiten Anschluss für das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannung,
  • - mit einer als fünfte Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem ersten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers und dem zweiten Anschluss für das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannung, die über einen fünften Knoten geführt ist,
  • - mit einer als sechste Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem ersten Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers und einem sechsten Knoten,
  • - mit einem dritten Kopplungsschalter, mit einem dritten Kopplungsschalter (S1n), mit einem Leiter oder mit einer Sicherung, insbesondere einer Pyrofuse oder Sprengsicherung, der oder die einerseits mit dem fünften Knoten und andererseits mit dem sechsten Knoten verbunden ist.
According to the invention, this object is achieved by
  • - that the first input and output of the first DC voltage converter and the first input and output of the second DC voltage converter are two-pole,
  • - with a second connection for the first sub-network with the first nominal voltage,
  • - with a connection called the fifth connection between the first input and output of the first DC voltage converter and the second connection for the first sub-network with the first nominal voltage, which is routed via a fifth node,
  • - with a connection called the sixth connection between the first input and output of the second DC voltage converter and a sixth node,
  • - with a third coupling switch, with a third coupling switch ( S1n ), with a conductor or with a fuse, in particular a pyrofuse or explosive fuse, which is connected on the one hand to the fifth node and on the other hand to the sixth node.

Gemäß der Erfindung wird also vorgeschlagen, die in der Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2019 209 026.5 beschriebene Schaltungsanordnung so weiter zu entwickeln, dass ein Bordnetz zweipolig und ohne gemeinsames Potential mit einem anderen Bordnetz durch die Gleichspannungswandler der Schaltungsanordnung versorgt werden kann.According to the invention, it is proposed to further develop the circuit arrangement described in the application with the file number 10 2019 209 026.5 so that an on-board network can be supplied with two-pole and without common potential with another on-board network by the DC voltage converter of the circuit arrangement.

Bei einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung können ein erster Anschluss und ein zweiter Anschluss für ein zweites Teilnetz mit der ersten Nennspannung vorgesehen sein. Die dritte Verbindung kann über den dritten Knoten weiter zum ersten Anschluss für das zweite Teilnetz mit der ersten Nennspannung geführt sein und die sechste Verbindung kann über den sechsten Knoten weiter zum zweiten Anschluss für das zweite Teilnetz mit der ersten Nennspannung geführt sein.In a circuit arrangement according to the invention, a first connection and a second connection for a second sub-network with the first nominal voltage can be provided. The third connection can be routed via the third node to the first connection for the second subnetwork with the first rated voltage and the sixth connection can be routed via the sixth node to the second connection for the second subnetwork with the first rated voltage.

Die erste Verbindung kann über wenigstens einen ersten Trennschalter, die zweite Verbindung kann über wenigstens einen zweiten Trennschalter, die dritte Verbindung kann über wenigstens einen dritten Trennschalter, die vierte Verbindung kann über wenigstens einen vierten Trennschalter, die fünfte Verbindung kann über wenigstens einen fünften Trennschalter und/oder die sechste Verbindung kann über wenigstens einen sechsten Trennschalter geführt sein.The first connection can be via at least one first isolating switch, the second connection can be via at least one second isolating switch, the third connection can be via at least one third isolating switch, the fourth connection can be via at least one fourth isolating switch, the fifth connection can be via at least one fifth isolating switch and / or the sixth connection can be routed via at least one sixth disconnector.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung können die Trennschalter an verschiedenen Stellen in der ersten, der zweiten, der dritten und/oder der vierten Verbindung angeordnet sein.In the circuit arrangement according to the invention, the disconnectors can be arranged at different points in the first, the second, the third and / or the fourth connection.

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. Einer der fünften Trennschalter oder der fünfte Trennschalter können zwischen dem Anschluss der Schaltungsanordnung für das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannung und dem fünften Knoten angeordnet sein. Zusammen mit dem ersten Trennschalter ist es dann möglich, das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannung zweipolig 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.One of the first isolating switches or the first isolating switch can be arranged between the connection of the circuit arrangement for the first sub-network with the first nominal voltage and the first node. One of the fifth circuit breakers or the fifth circuit breaker can be arranged between the connection of the circuit arrangement for the first sub-network with the first nominal voltage and the fifth node. Together with the first isolating switch, it is then possible to separate the first sub-network with the first nominal voltage in two poles from the circuit arrangement according to the invention. If a defective first sub-network with the first nominal voltage is separated from the rest of the circuit arrangement according to the invention, it cannot have any effect on the arrangement according to the invention in such a way that its DC-DC converter would have to be switched off and its coupling switch opened.

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. Auch einer der fünften Trennschalter oder der fünfte Trennschalter kann zwischen dem vierten Knoten und dem ersten Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers angeordnet sein. Dann ist es möglich, den ersten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers zweipolig 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 Gleichspannungsschalters verbundene erste Kopplungsschalter geöffnet werden müsste.One of the first isolating switches or the first isolating switch can likewise be arranged between the first node and the first input and output of the first DC / DC converter. One of the fifth circuit breakers or the fifth circuit breaker can also be arranged between the fourth node and the first input and output of the second DC voltage converter. It is then possible to separate the first input and output of the first DC voltage converter in two poles from the remaining circuit arrangement according to the invention. If a defective first input and output is separated from the rest of the circuit arrangement according to the invention, it cannot have any effect on the arrangement according to the invention in the way that the first input and output of the first DC voltage switch connected first coupling switch would have to be opened.

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.One of the second isolating switches or the second isolating switch can be arranged between the connection of the circuit arrangement for the first sub-network with the second nominal voltage and the second node. It is then possible to separate the first sub-network with the second nominal voltage from the circuit arrangement according to the invention. If a defective first sub-network with the second nominal voltage is separated from the rest of the circuit arrangement according to the invention, it cannot have any effect on the arrangement according to the invention in such a way that its DC-DC converter would have to be switched off and its coupling switch opened.

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.One of the second isolating switches or the second isolating switch can likewise be arranged between the second node and the second input and output of the first DC voltage converter. It is then possible to separate the second input and output of the first DC voltage converter from the rest of the circuit arrangement according to the invention. If a defective second input and output is separated from the rest of the circuit arrangement according to the invention, it cannot have any effect on the arrangement according to the invention in such a way that the second coupling switch connected to this second input and output of the first DC voltage switch would have to be opened.

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. Einer der sechsten Trennschalter oder der sechste Trennschalter können zwischen dem Anschluss der Schaltungsanordnung für das zweite Teilnetz mit der ersten Nennspannung und dem sechsten Knoten angeordnet sein. Zusammen mit dem dritten Trennschalter ist es dann möglich, das zweite Teilnetz mit der ersten Nennspannung zweipolig 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.One of the third circuit breakers or the third circuit breaker can be arranged between the connection of the circuit arrangement for the second sub-network with the first nominal voltage and the third node. One of the sixth disconnectors or the sixth disconnectors can be arranged between the connection of the circuit arrangement for the second sub-network with the first nominal voltage and the sixth node. Together with the third isolating switch, it is then possible to separate the second sub-network with the first nominal voltage in two poles from the circuit arrangement according to the invention. If a defective second sub-network with the first nominal voltage is separated from the rest of the circuit arrangement according to the invention, it cannot have any effect on the arrangement according to the invention in such a way that its DC-DC converter would have to be switched off and its coupling switch opened.

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. Auch einer der sechsten Trennschalter oder der sechste Trennschalter kann zwischen dem sechsten Knoten und dem ersten Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers angeordnet sein. Dann ist es möglich, den ersten Ein- und Ausgang des zweiten 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 zweiten Gleichspannungsschalters verbundene erste Kopplungsschalter geöffnet werden müsste.One of the third circuit breakers or the third circuit breaker can also be arranged between the third node and the first input and output of the second DC / DC converter. One of the sixth isolating switch or the sixth isolating switch can also be arranged between the sixth node and the first input and output of the second DC voltage converter. It is then possible to separate the first input and output of the second DC voltage converter from the rest of the circuit arrangement according to the invention. If a defective first input and output is separated from the rest of the circuit arrangement according to the invention, it cannot have any effect on the arrangement according to the invention in such a way that the first coupling switch connected to this first input and output of the second DC voltage switch would have to be opened.

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.One of the fourth circuit breakers or the fourth circuit breaker can be arranged between the connection of the circuit arrangement for the second sub-network with the second nominal voltage and the fourth node. It is then possible to separate the second sub-network with the second nominal voltage from the circuit arrangement according to the invention. If a defective second sub-network with the second nominal voltage is separated from the rest of the circuit arrangement according to the invention, it cannot have any effect on the arrangement according to the invention in such a way that its DC-DC converter would have to be switched off and its coupling switch opened.

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.One of the fourth circuit breakers or the fourth circuit breaker can also be arranged between the fourth node and the second input and output of the second DC / DC converter. It is then possible to separate the second input and output of the second DC voltage converter from the rest of the circuit arrangement according to the invention. If a defective second input and output is separated from the rest of the circuit arrangement according to the invention, it cannot have any effect on the arrangement according to the invention in such a way that the second coupling switch connected to this second input and output of the second DC voltage switch would have to be opened.

Die Trennschalter und die Kopplungsschalter einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung können steuerbare Schalter sein und die Schaltungsanordnung kann eine Steuerung aufweisen, die mit Steuerungsanschlüssen der steuerbaren Schalter verbunden ist.The isolating switches and the coupling switches of a circuit arrangement according to the invention can be controllable switches and the circuit arrangement can have a controller which is connected to control connections of the controllable switches.

Der erste Gleichspannungswandler kann ein Multiphasenwandler sein. Auch der zweite Gleichspannungswandler kann 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
The first DC voltage converter can be a multiphase converter. The second DC voltage converter can also be a multiphase converter. Here several groups, each consisting of at least one switch with associated inductances, are arranged in parallel within the DC voltage converter, the individual elements being controlled in a fixed sequence, but regulated in a correspondingly more complex manner. The group formation serves to increase performance and that seamless flow of electricity. This changes the properties of the converter:
  • - Increase in the ability to deliver electricity
  • - Reduction of residual ripple (ripple)
  • - Reduction of the required capacities
  • - Reduction of the emitted interference

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 und
  • 2 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit einer zweipoligen Verbindung von Ein- und Ausgängen von Gleichspannungswandlern zu Teilnetzen.
The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows:
  • 1 a circuit arrangement as it is known from the application with the file number 10 2019 209 026.5 and
  • 2 a circuit arrangement according to the invention with a two-pole connection of inputs and outputs of DC voltage converters to form sub-networks.

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 die erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen Teil eines Kraftfahrzeugbordnetzes sein, das verschiedene Teilnetze umfasst, die unterschiedliche Nennspannungen haben, zum Beispiel Teilnetze mit 12 V Nennspannung und Teilnetze mit 48 V Nennspannung. Die Schaltungsanordnungen können auch höhere Spannungen haben, wie sie beispielsweise in Fahrzeugen mit Elektroantrieben üblich sind.The circuit arrangement known from the application with the file number 10 2019 209 026.5 is intended to link networks with different nominal voltages via DC voltage converters. Like the circuit arrangements according to the invention, such circuit arrangements can also be part of a motor vehicle electrical system that includes various sub-networks that have different nominal voltages, for example sub-networks with 12 V nominal voltage and sub-networks with 48 V nominal voltage. The circuit arrangements can also have higher voltages, as are customary, for example, in vehicles with electric drives.

Die in der 1 dargestellte Schaltungsanordnung und die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung aus der 2 weisen viele Gemeinsamkeiten, insbesondere eine ähnliche Topologie und gleiche Bauelemente und Komponenten auf. Gleiche Bauelemente und Komponenten sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Zunächst wird die Topologie der Schaltungsanordnung nach 1 und die Funktion der Schaltungsanordnung nach 1 erläutert. Anschließend werden die Unterschiede der Topologie der Schaltungsanordnung nach 2 zu der der Schaltungsanordnung nach 1 erläutert, die in der zweipoligen Anbindung von zwei Teilnetzen liegen. In der Funktion unterscheiden sich die beiden Schaltungsanordnungen nicht.The one in the 1 The circuit arrangement shown and the circuit arrangement according to the invention from FIG 2 have a lot in common, in particular a similar topology and the same elements and components. The same structural elements and components are denoted by the same reference symbols in the figures. First, the topology of the circuit arrangement is according to 1 and the function of the circuit arrangement 1 explained. Then the differences in the topology of the circuit arrangement are shown 2 to that of the circuit arrangement 1 explained, which lie in the two-pole connection of two subnetworks. The two circuit arrangements do not differ in terms of their function.

Die in der 1 dargestellte Schaltungsanordnung 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. Die Schaltungsanordnung 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.The one in the 1 circuit arrangement shown S. has a connection A1 for a first subnetwork BN48-1 with a first nominal voltage and a connection A3 for a first sub-network BN12-1 with a second nominal voltage. The circuit arrangement has a first DC voltage converter DC / DC_a , the first input and output 1.1 and a second input and output 1.2 having. A first connection between the first input and output 1.1 of the first DC voltage converter DC / DC_a and the connection A1 for the first subnetwork BN48-1 with the first nominal voltage make an electrical current from the first input and output 1.1 to connection A1 and vice versa possible. This first connection is through a first node K1 guided. There is also a second connection between the second input and output 1.2 of the first DC / DC converter DC / DC_a and the connection A2 for the first subnet BN12-1 produced with the second nominal voltage, over which a current between the first DC voltage converter DC / DC_a and the connection A2 and vice versa is possible. This second connection is through a second node K2 guided.

Die in der 1 dargestellte Schaltungsanordnung S hat 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.The one in the 1 circuit arrangement shown S. also has a connection A3 for a second subnetwork BN48-2 with the first nominal voltage, a connection A4 for a second subnet BN12-2 with the second nominal voltage and a second DC voltage converter DC / DC_b , a first input and output 2.1 and a second input and output 2.2 having. A third connection connects the first input and output 2.1 of the second DC voltage converter DC / DC_b and the connection A3 for the second subnetwork BN48-2 with the first nominal voltage via a third node K3 and a fourth connection connects the second input and output 2.2 of the second DC / DC converter DC / DC_b and the connection A4 for the second subnet BN12-2 with the second nominal voltage via a fourth node K4 .

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.Electrical energy can be drawn from the sub-networks via the first connection and the second connection BN48-1 , BN12-1 to the first DC / DC converter DC / DC_a and transmitted in the reverse directions. Electrical energy can be drawn from the sub-networks via the third connection and the fourth connection BN48-2 , BN12-2 to the second DC / DC converter DC / DC_b and transmitted in the reverse directions. A transfer of energy from the sub-network BN48-1 to one of the subnets BN48-2 , BN12-2 and vice versa is not possible with the topology described so far. The same applies to power transmission from subnetwork BN12_2 to one of the subnetworks BN48-1 , BN12-1 and vice versa. In addition, no energy can be obtained from the first DC / DC converter DC / DC_a to the second subnets BN48-2 , BN12-2 and vice versa or from the second DC / DC converter DC / DC_b to the first subnets BN48-1 , BN12-1 and vice versa.

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.So that such an energy transfer is also possible, a first and a second coupling switch S1, S2 are provided. The first Coupling switch S1 is on the one hand with the first node K1 and on the other hand with the third node K3 connected, the second coupling switch S2 is on the one hand with the second knot K2 and on the other hand with the fourth node K4 tied together. If the coupling switches S1, S2 are closed, there is a transfer of energy between the first sub-networks BN48-1 , BN12-1 on the one hand and the second subnets BN48-2 , BN12-2 on the other hand possible. There is also an energy transfer from each of the sub-networks BN12-1 , BN12-2 with the second nominal voltage across each of the DC-DC converters DC / DC_a , DC / DC_b to the subnets BN48-1 , BN48-2 possible with the first nominal voltage and vice versa.

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.The first subnet BN48-1 with the first nominal voltage comprises an electrical machine M / G, which can work as a motor and as a generator in order to receive or provide electrical energy or power. It is also in the first subnet BN48-1 With the first nominal voltage, a battery is provided that can absorb or provide electrical energy or power. Furthermore, safety-relevant consumers ASIL are in the first subnetwork BN48-1 provided with the first nominal voltage.

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. The second subnet BN48-2 With the first nominal voltage, in addition to non-safety-relevant consumers QM also includes the safety-relevant consumers ASIL, which are already part of the first sub-network BN48-1 with the first nominal voltage.

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.The safety-relevant consumers ASIL can thus be supplied with electrical energy in two ways, namely from the first sub-network and from the second sub-network with the first nominal voltage.

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.The first subnet BN12-1 with the second nominal voltage comprises a battery that can absorb or provide electrical energy or power. Furthermore, safety-relevant consumers ASIL are in the first subnetwork BN12-1 provided with the second nominal voltage.

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.The second subnet BN12-2 With the second nominal voltage, in addition to non-safety-relevant consumers QM, it also includes the safety-relevant consumers ASIL, which are already part of the first sub-network BN12-1 with the second nominal voltage. These safety-relevant consumers ASIL can also be supplied with electrical energy in two ways, namely from the first sub-network and from the second sub-network with the second nominal voltage.

Die in der 2 dargestellte Schaltungsanordnung unterscheidet sich von der in der 1 dargestellten Schaltungsanordnung dadurch, dass die Teilnetze BNHV-1, BNHV-2 Teilnetze mit einer Hochspannung als erste Nennspannung sind, über elektrische Antriebe eines Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie versorgt werden können. Diese Hochvolt-Teilnetze sind zweipolig mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung S verbunden. Die Schaltungsanordnung S weist dazu einen ersten Anschluss A1p und einen zweiten Anschluss A1n zur Verbindung mit dem ersten Teilnetz mit der ersten Nennspannung und einen erste Anschluss A3p und einen zweiten Anschluss A3n zur Verbindung mit dem zweiten Teilnetz mit der ersten Nennspannung auf.The one in the 2 The circuit arrangement shown differs from that in 1 circuit arrangement shown in that the sub-networks BNHV-1 , BNHV-2 Subnetworks with a high voltage as the first nominal voltage can be supplied with electrical energy via electrical drives of an electric vehicle. These high-voltage sub-networks have two poles with the circuit arrangement according to the invention S. tied together. The circuit arrangement S. has a first connection for this purpose A1p and a second port A1n for connection to the first sub-network with the first nominal voltage and a first connection A3p and a second port A3n for connection to the second sub-network with the first nominal voltage.

Der ersten Anschluss A1p ist über die erste Verbindung über den ersten Knoten und der zweite Anschluss A1n ist über eine fünfte Verbindung einen fünften Knoten mit ersten, zweipoligen Ein- und Ausgang 1.1p, 1.1n des ersten Gleichspannungswandler DC/DC_a verbunden. Der erste Anschluss A3p ist über die dritte Verbindung über den dritten Knoten und der zweite Anschluss A3n ist über eine sechste Verbindung über einen sechsten Knoten mit ersten, zweipoligen Ein- und Ausgang 2.1 p, 2.1n des zweiten Gleichspannungswandler DC/DC_b verbunden. Damit ist zwischen den Teilnetzen BNHV-1, BNHV-2 und den Gleichspannungswandlern DC/DC_a, DC/DC_b eine zweipolige Verbindung hergestellt.The first connection A1p is via the first link via the first node and the second port A1n is a fifth node with a first, two-pole input and output via a fifth connection 1.1p , 1.1n of the first DC / DC converter DC / DC_a tied together. The first connection A3p is via the third link via the third node and the second port A3n is via a sixth connection via a sixth node with first, two-pole input and output 2.1 p, 2.1n of the second DC voltage converter DC / DC_b tied together. This is between the subnets BNHV-1 , BNHV-2 and the DC-DC converters DC / DC_a , DC / DC_b a two-pole connection is established.

Der erste Knoten K1 ist über den ersten Kopplungsschalter S1p mit dem dritten Knoten K3 verbunden. Der fünfte Knoten K5 ist über einen dritten Kopplungsschalter S1n mit dem sechsten Knoten K6 verbunden. Damit sind der erste Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers DC/DC_a und der erste Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers DC/DC_b zweipolig über den erste Kopplungsschalter S1p und den dritten Kopplungsschalter S1n miteinander verbunden und können auch zweipolig voneinander getrennt werden.The first knot K1 is via the first coupling switch S1p with the third knot K3 tied together. The fifth knot K5 is via a third coupling switch S1n with the sixth knot K6 tied together. This is the first input and output of the first DC / DC converter DC / DC_a and the first input and output of the second DC / DC converter DC / DC_b two-pole via the first coupling switch S1p and the third coupling switch S1n connected to one another and can also be separated from one another in two poles.

Das erste Teilnetz BNHV-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 BNHV-1 mit der ersten Nennspannung vorgesehen.The first subnet BNHV-1 with the first nominal voltage comprises an electrical machine M / G, which can work as a motor and as a generator in order to receive or provide electrical energy or power. It is also in the first subnet BN48-1 With the first nominal voltage, a battery is provided that can absorb or provide electrical energy or power. Furthermore, safety-relevant consumers ASIL are in the first subnetwork BNHV-1 provided with the first nominal voltage.

Das zweite Teilnetz BNHV-2 mit der ersten Nennspannung umfasst neben nicht sicherheitsrelevanten Verbrauchern QM auch die sicherheitsrelevanten Verbraucher ASIL, die schon Teil des ersten Teilnetzes BNHV-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.The second subnet BNHV-2 With the first rated voltage, QM also includes consumers that are not safety-relevant safety-relevant consumer ASIL, which is already part of the first sub-network BNHV-1 with the first nominal voltage. The safety-relevant consumers ASIL can thus be supplied with electrical energy in two ways, namely from the first sub-network and from the second sub-network with the first nominal voltage.

Die Verbraucher, die elektrische Maschine und die Batterie des ersten Teilnetzes BNHV-1 und des zweiten Teilnetzes BNHV-2 mit der ersten Nennspannung sind zweipolig an die Teilnetze und damit an die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung angeschlossen.The consumers, the electrical machine and the battery of the first sub-network BNHV-1 and the second subnet BNHV-2 with the first nominal voltage are two-pole connected to the sub-networks and thus to the circuit arrangement according to the invention.

Eine nicht dargestellte Steuerung ist mit Steueranschlüssen des ersten Kopplungsschalters S1p und dem dritten Kopplungsschalter S1n verbunden. Die Steuerung ist so eingerichtet, dass die Kopplungsschalter S1p, S1n stets gleichzeitig betätigt werden und stets den gleichen Schaltzustand haben.A controller, not shown, is connected to the control connections of the first coupling switch S1p and the third coupling switch S1n tied together. The controller is set up so that the coupling switches S1p , S1n are always operated at the same time and always have the same switching status.

Die Schaltungsanordnung nach 2 kann wie die Schaltungsanordnung nach 1 zum Transport von elektrischer Energie von einem Teilnetz in ein anderes Teilnetz genutzt werden. Auch kann durch Öffnen der Kopplungsschalter eine Entkopplung stattfinden.The circuit arrangement according to 2 can like the circuit arrangement according to 1 be used to transport electrical energy from one sub-network to another sub-network. Decoupling can also take place by opening the coupling switch.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

SS.
Schaltungsanordnung Circuit arrangement
A1pA1p
erster Anschluss der Schaltungsanordnung für das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannungfirst connection of the circuit arrangement for the first sub-network with the first nominal voltage
A1nA1n
zweiter Anschluss der Schaltungsanordnung für das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannungsecond connection of the circuit arrangement for the first sub-network with the first nominal voltage
A2A2
Anschluss der Schaltungsanordnung für das erste Teilnetz mit der zweiten NennspannungConnection of the circuit arrangement for the first sub-network with the second nominal voltage
A3pA3p
erster Anschluss der Schaltungsanordnung für das zweite Teilnetz mit der ersten Nennspannungfirst connection of the circuit arrangement for the second sub-network with the first nominal voltage
A3nA3n
zweiter Anschluss der Schaltungsanordnung für das zweite Teilnetz mit der ersten Nennspannungsecond connection of the circuit arrangement for the second sub-network with the first nominal voltage
A4A4
Anschluss der Schaltungsanordnung für das zweite Teilnetz mit der zweiten Nennspannung Connection of the circuit arrangement for the second sub-network with the second nominal voltage
DC/DC_aDC / DC_a
erster Gleichspannungswandlerfirst DC / DC converter
1.1p, 1.1n1.1p, 1.1n
erster Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlersfirst input and output of the first DC / DC converter
1.21.2
zweiter Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers second input and output of the first DC / DC converter
DC/DC_bDC / DC_b
zweiter Gleichspannungswandlersecond DC / DC converter
2.1p, 2.1n2.1p, 2.1n
erster Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlersfirst input and output of the second DC / DC converter
2.22.2
zweiter Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers second input and output of the second DC / DC converter
K1K1
erster Knotenfirst knot
K2K2
zweiter Knotensecond knot
K3K3
dritter Knotenthird knot
K4K4
vierter Knotenfourth knot
K5K5
fünfter Knotenfifth knot
K6K6
sechster Knoten sixth knot
S1pS1p
erster Kopplungsschalterfirst coupling switch
S2S2
zweiter Kopplungsschaltersecond coupling switch
S1nS1n
dritter Kopplungsschalter third coupling switch
BN48-1BN48-1
erstes Teilnetz mit erster Nennspannung (1)first sub-network with first nominal voltage ( 1 )
BN48-2BN48-2
zweites Teilnetz mit erster Nennspannung (1)second sub-network with first nominal voltage ( 1 )
BNHV-1BNHV-1
erstes Teilnetz mit erster Nennspannung (2)first sub-network with first nominal voltage ( 2 )
BNHV-2BNHV-2
zweites Teilnetz mit erster Nennspannung (2)second sub-network with first nominal voltage ( 2 )
BN12-1BN12-1
erstes Teilnetz mit zweiter Nennspannungfirst sub-network with second nominal voltage
BN12-2BN12-2
zweites Teilnetz mit zweiter Nennspannungsecond sub-network with second nominal voltage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102019209026 [0001, 0002]DE 102019209026 [0001, 0002]
  • WO 102019209026 [0003]WO 102019209026 [0003]
  • DE 102019209026 A1 [0003]DE 102019209026 A1 [0003]

Claims (5)

Schaltungsanordnung (S) zum Verknüpfen von Netzen mit unterschiedlichen Nennspannungen über Gleichspannungswandler (DC/DC_a, DC/DC_b) - mit einem ersten Anschluss (A1p) für ein erstes Teilnetz (BNHV-1) mit einer ersten Nennspannung, - mit einem Anschluss (A2) für ein erstes Teilnetz (BN12-1) mit einer zweiten Nennspannung, - mit einem ersten Gleichspannungswandler (DC/DC_a), der einen ersten Ein- und Ausgang (1.1) und einen zweiten Ein- und Ausgang aufweist (1.2), - mit einer als erste Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem ersten Ein- und Ausgang (1.1) des ersten Gleichspannungswandlers (DC/DC_a) und dem ersten Anschluss (A1p) für das erste Teilnetz (BNHV-1) mit der ersten Nennspannung, die über einen ersten Knoten (K1) geführt ist, - mit einer als zweite Verbindung bezeichneten 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, die über einen zweiten Knoten (K2) geführt ist, - mit einem Anschluss (A4) für ein zweites Teilnetz (BN12-2) mit der zweiten Nennspannung, - mit einem zweiten Gleichspannungswandler (DC/DC_b), der einen ersten Ein- und Ausgang (2.1) und einen zweiten Ein- und Ausgang (2.2) aufweist, - mit einer als dritte Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem ersten Ein- und Ausgang (2.1) und einem dritten Knoten (K3), - mit einer als vierte Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem zweiten Ein- und Ausgang (2.2) und dem Anschluss (A4) für das zweite Teilnetz (BN12-2) mit der zweiten Nennspannung, die über einen vierten Knoten (K4) geführt ist, - mit einem ersten Kopplungsschalter (S1p), der einerseits mit dem ersten Knoten (K1) und andererseits mit dem dritten Knoten (K3) verbunden ist und - mit einem zweiten Kopplungsschalter (S2), der einerseits mit dem zweiten Knoten (K2) und andererseits mit dem vierten Knoten (K4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, - dass der erste Ein- und Ausgang (1.1) des ersten Gleichspannungswandlers (DC/DC_a) und der erste Ein- und Ausgang (2.1) des zweiten Gleichspannungswandlers (DC/DC_b) zweipolig ausgeführt sind, - mit einem zweiten Anschluss (A1n) für das erste Teilnetz (BNHV-1) mit der ersten Nennspannung, - mit einer als fünfte Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem ersten Ein- und Ausgang (1.1) des ersten Gleichspannungswandlers (DC/DC_a) und dem zweiten Anschluss (A1n) für das erste Teilnetz (BNHV-1) mit der ersten Nennspannung, die über einen fünften Knoten (K5) geführt ist, - mit einer als sechste Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem ersten Ein- und Ausgang (2.1) des zweiten Gleichspannungswandlers (DC/DC_b) und einem sechsten Knoten (K6) und - mit einem dritten Kopplungsschalter (S1n), mit einem Leiter oder mit einer Sicherung, insbesondere einer Pyrofuse oder Sprengsicherung, der oder die einerseits mit dem fünften Knoten (K5) und andererseits mit dem sechsten Knoten (K6) verbunden ist. Circuit arrangement (S) for linking networks with different nominal voltages via DC voltage converters (DC / DC_a, DC / DC_b) - with a first connection (A1p) for a first sub-network (BNHV-1) with a first nominal voltage, - with a connection (A2 ) for a first sub-network (BN12-1) with a second nominal voltage, - with a first DC voltage converter (DC / DC_a), which has a first input and output (1.1) and a second input and output (1.2), - with a connection, called the first connection, between the first input and output (1.1) of the first DC voltage converter (DC / DC_a) and the first connection (A1p) for the first subnetwork (BNHV-1) with the first nominal voltage, which is via a first node (K1) is performed, - with a connection, called a second connection, between the second input and output (1.2) of the first DC / DC converter (DC / DC_a) and the connection (A2) for the first subnetwork (BN12-1) with the second Nominal voltage, which has a second node (K2), - with a connection (A4) for a second sub-network (BN12-2) with the second nominal voltage, - with a second DC / DC converter (DC / DC_b), which has a first input and output (2.1) and a second input and output (2.2), - with a connection, called a third connection, between the first input and output (2.1) and a third node (K3), - with a connection, called a fourth connection, between the second one - and output (2.2) and the connection (A4) for the second subnetwork (BN12-2) with the second nominal voltage, which is routed via a fourth node (K4), - with a first coupling switch (S1p), which is connected to the first node (K1) and on the other hand to the third node (K3) is connected and - with a second coupling switch (S2), which is connected on the one hand to the second node (K2) and on the other hand to the fourth node (K4), characterized in , - that the first input and output (1.1) de s first DC voltage converter (DC / DC_a) and the first input and output (2.1) of the second DC voltage converter (DC / DC_b) are two-pole, - with a second connection (A1n) for the first sub-network (BNHV-1) with the first Nominal voltage, - with a connection, called the fifth connection, between the first input and output (1.1) of the first DC voltage converter (DC / DC_a) and the second connection (A1n) for the first subnetwork (BNHV-1) with the first nominal voltage that is routed via a fifth node (K5), - with a sixth connection, called a connection between the first input and output (2.1) of the second DC / DC converter (DC / DC_b) and a sixth node (K6) and - with a third coupling switch ( S1n), with a conductor or with a fuse, in particular a pyrofuse or explosive fuse, which is connected on the one hand to the fifth node (K5) and on the other hand to the sixth node (K6). Schaltungsanordnung (S) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass die Schaltungsanordnung einen ersten Anschluss (A3p) und einen zweiten Anschluss (A3n) für ein zweites Teilnetz (BNHV-2) mit der ersten Nennspannung aufweist, - dass die dritte Verbindung über den dritten Knoten (K3) weiter zum ersten Anschluss (A3p) für das zweite Teilnetz (BNHV-2) mit der ersten Nennspannung geführt ist und - dass die sechste Verbindung über den sechsten Knoten (K6) weiter zum zweiten Anschluss (A3n) für das zweite Teilnetz (BNHV-2) mit der ersten Nennspannung geführt ist.Circuit arrangement (S) according to Claim 1 Characterized in that - the circuit arrangement has a first terminal (A3p) and a second terminal (A3n) for a second sub-network (BNHV-2) having the first rated voltage, - that the third link about the third node (K3) goto first connection (A3p) for the second sub-network (BNHV-2) is performed with the first nominal voltage and - that the sixth connection via the sixth node (K6) continues to the second connection (A3n) for the second sub-network (BNHV-2) with the first nominal voltage is performed. Schaltungsanordnung (S) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 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, die vierte Verbindung über wenigstens einen vierten Trennschalter, die fünfte Verbindung über wenigstens einen fünften Trennschalter und/oder die sechste Verbindung über wenigstens einen sechsten Trennschalter geführt ist bzw. sind.Circuit arrangement (S) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the first connection via at least one first isolating switch, the second connection via at least one second isolating switch, the third connection via at least one third isolating switch, the fourth connection via at least one fourth isolating switch, the fifth connection via at least one fifth isolating switch and / or the sixth connection is / are routed via at least one sixth disconnector. Schaltungsanordnung (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschalter und die Kopplungsschalter (S1p, S1n, S2) steuerbare Schalter sind und die Schaltungsanordnung (S) eine Steuerung aufweist, die mit Steuerungsanschlüssen der steuerbaren Schalter (S1p, S1n, S2) verbunden ist.Circuit arrangement (S) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the isolating switches and the coupling switches (S1p, S1n, S2) are controllable switches and the circuit arrangement (S) has a controller which is connected to control connections of the controllable switches (S1p, S1n, S2). Schaltungsanordnung (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gleichspannungswandler (DC/DC_a) und/oder der zweite Gleichspannungswandler (DC/DC_b) ein Multiphasenwandler ist bzw. sind.Circuit arrangement (S) according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that the first DC / DC converter (DC / DC_a) and / or the second DC / DC converter (DC / DC_b) is or are a multiphase converter.
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