DE102021101314A1 - Batteriesystem für ein elektrisches Fahrzeug mit elektronischer Energieweiche - Google Patents

Batteriesystem für ein elektrisches Fahrzeug mit elektronischer Energieweiche Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem für ein elektrisches Fahrzeug, umfassend: eine erste Batterie, die an einen ersten elektrischen Antrieb anschaltbar ist; eine zweite, redundante Batterie, die an einen zweiten, redundanten elektrischen Antrieb anschaltbar ist; und eine elektronische Energieweiche mit einem ersten Eingangsanschluss, einem zweiten Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss, wobei der erste Eingangsanschluss mit der ersten Batterie elektrisch verbunden ist, wobei der zweite Eingangsanschluss mit der zweiten Batterie elektrisch verbunden ist, und wobei der Ausgangsanschluss mit einem elektrischen Nebenaggregat elektrisch verbindbar ist, wobei die elektronische Energieweiche konfiguriert ist, den Ausgangsanschluss wahlweise mit dem ersten Eingangsanschluss oder dem zweiten Eingangsanschluss elektrisch zu verbinden, um das elektrische Nebenaggregat entsprechend mit elektrischer Energie aus der ersten Batterie oder der zweiten Batterie zu versorgen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein redundantes Batteriesystem für ein elektrisches Fahrzeug mit einer elektronischen Energieweiche und ein Verfahren zum redundanten Versorgen eines elektrischen Nebenaggregats eines elektrischen Fahrzeugs mit elektrischer Energie aus einem Batteriesystem des elektrischen Fahrzeugs zum Antreiben des elektrischen Nebenaggregats. Insbesondere betrifft die Erfindung ein elektronisches Hochvolt-Schütz für eine solche Energieweiche.
  • Ab Level 3 des automatisierten Fahrens wird die Traktion verfügbarkeits- und sicherheitsrelevant. Ein Sicherheitskonzept beruht darauf, die Traktionsbatterie in zwei 400V Batterien aufzuteilen und zwei Antriebs E-Motoren (jeweils vorne und hinten) in einem Redundanzansatz vorzuhalten. Dabei entstehen zwei Problematiken: 1. Bei der Verwendung von Sicherungen für die Nebenaggregate Pfade können im Fehlerfall Rückwirkungen auf das verfügbarkeitsrelevante Traktionsbordnetz mit Überstromabschaltung der Batterie entstehen aufgrund der Trägheit der Sicherungen. 2. Werden die Nebenaggregate über eine der 400V Batterien versorgt, so wird dies zu einer asymmetrischen Belastung der Batterien führen. Die asymmetrische Entladung führt zu einer Einschränkung des Redundanzkonzeptes und damit der Reichweite.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Sicherheitskonzept zum automatisierten Fahren zu schaffen, insbesondere ein Sicherheitskonzept, das auch den Stufen 3 und 4 beim automatisierten Fahren genügt.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.
  • Die Erfindung basiert auf der Idee, für die Nebenaggregate des elektrischen Fahrzeugs, insbesondere Komfort-Nebenaggregate wie Klimakompressor, die Sicherungen und Schütze durch elektronische HV (Hochvolt)-Schütze basierend auf HV-Mosfets oder IGBTs zu ersetzen. Im Fehlerfall ermöglichen diese dann eine schnelle, rückwirkungsfreie Abschaltung. Des Weiteren werden die Nebenaggregate mit zwei elektronischen HV-Schaltern, die als Energieweiche beschaltet sind, an beide Batterien (z.B. 400V Batterien) angeschlossen. Diese Energieweiche erlaubt (während der Fahrt) ein unterbrechungsfreies Umschalten von einer Batterie zur anderen. Damit wird es möglich eine aktive Symmetrierung der Batterien durch Lastumschaltung vorzunehmen.
  • Die zwei Batterien (z.B. als 400V Batterien realisiert) können für das Hochleistungs-Laden weiterhin über Bank-Umschaltung zu einer einzigen Batterie (z.B. 800V Batterie) in Reihe geschaltet werden. Die Möglichkeit des Hochstrom-Ladens (z.B. mit 400V) an bestehenden Säulen ist inhärent auch gegeben. Der bestehende Baukasten an Nebenaggregaten (z.B. 400V Nebenaggregaten) wie Lenkunterstützung, Klimakompressor, Heizung kann weiterhin verwendet werden.
  • Im Gegensatz zu mechanischen Schützen, welche eine große und nicht vorhersehbare Totzeit-Ansteuerung zur Öffnung haben und daher für das hier geforderte Sicherheitskonzept nicht geeignet sind, kann die Abschaltung mit der hier offenbarten elektronischen Energieweiche quasi unmittelbar erfolgen, also ohne signifikante Totzeit. Des Weiteren ist die große Anzahl an Schaltzyklen für ein mechanisches Schütz nicht machbar. Es wird sich nach bereits kurzer Zeit ein Verschleiß einstellen, der eine Wartung erfordert und somit das autonome Fahren ineffizient macht.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Batteriesystem für ein elektrisches Fahrzeug, umfassend: eine erste Batterie, die an einen ersten elektrischen Antrieb anschaltbar ist, um den ersten elektrischen Antrieb mit elektrischer Energie zum Antreiben des elektrischen Fahrzeugs zu versorgen; eine zweite, redundante Batterie, die an einen zweiten, redundanten elektrischen Antrieb anschaltbar ist, um den zweiten elektrischen Antrieb mit elektrischer Energie zum Antreiben des elektrischen Fahrzeugs zu versorgen; und eine elektronische Energieweiche mit einem ersten Eingangsanschluss, einem zweiten Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss, wobei der erste Eingangsanschluss mit der ersten Batterie elektrisch verbunden ist, wobei der zweite Eingangsanschluss mit der zweiten Batterie elektrisch verbunden ist, und wobei der Ausgangsanschluss mit einem elektrischen Nebenaggregat des elektrischen Fahrzeugs elektrisch verbindbar ist, um das elektrische Nebenaggregat mit elektrischer Energie zum Antreiben des elektrischen Nebenaggregats zu versorgen, wobei die elektronische Energieweiche konfiguriert ist, den Ausgangsanschluss wahlweise mit dem ersten Eingangsanschluss oder dem zweiten Eingangsanschluss elektrisch zu verbinden, um das elektrische Nebenaggregat entsprechend mit elektrischer Energie aus der ersten Batterie oder der zweiten Batterie zu versorgen.
  • Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass die elektronische Energieweiche während der Fahrt ein unterbrechungsfreies Umschalten von einer Batterie zur anderen erlaubt. Damit wird es möglich eine aktive Symmetrierung der Batterien durch Lastumschaltung vorzunehmen. Im Fehlerfall ermöglichen diese dann eine schnelle, rückwirkungsfreie Abschaltung.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Batteriesystems ist das Batteriesystem gemäß einer Redundanz entsprechend Sicherheitsstufe C oder D der ASI L (Automotive Safety Integrity Level) Norm ausgelegt.
  • Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass mit diesem Batteriesystem ein verbessertes Sicherheitskonzept zum automatisierten Fahren gewährleistet werden kann, das auch den Stufen 3 und 4 beim automatisierten Fahren genügt.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Batteriesystems umfasst die elektronische Energieweiche folgendes: ein erstes Paar elektronischer Schalter, das zwischen den ersten Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss geschaltet ist; und ein zweites Paar elektronischer Schalter, das zwischen den zweiten Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss geschaltet ist.
  • Durch die Realisierung der Energieweiche als elektronische Energieweiche, d.h. basierend auf elektronischen Bauelementen, wie Halbleiterschaltern, kann eine schnelle, rückwirkungsfreie Abschaltung gewährleistet werden, so dass es im Fehlerfall nicht zu Rückwirkungen auf andere Systeme im Fahrzeug kommt. Bei der konventionellen Lösung erfolgt hingegen der Schutz gegen Kurzschluss oder Überstrom durch eine Schmelzsicherung. Diese ist allerdings sehr träge und benötigt einen hohen Auslösestrom. Dieser Strom kann zu einem signifikanten Spannungsfall der Batterie und der Leitungspfade führen, der wiederum Rückwirkung auf andere, teils sicherheitsrelevante Funktionen hat.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Batteriesystems umfasst das erste Paar elektronischer Schalter zwei in Reihe geschaltete bidirektionale HV-MOSFETs oder IGBTs, die jeweils in Gegenrichtung zueinander sperren; und das zweite Paar elektronischer Schalter umfasst zwei in Reihe geschaltete bidirektionale HV-MOSFETs oder IGBTs, die jeweils in Gegenrichtung zueinander sperren.
  • Durch die bidirektionale Ausführung werden die folgenden Vorteile erreicht: Die Unabhängigkeit der beiden Speicher erbt den originären ASIL Level. Bei bidirektionaler Ausführung können jeweils zwei Mosfets (IGBTs) sperren und die ASIL Anforderung kann somit dekomponiert werden. Ferner werden Ausgleichsströmen beim gleichzeitigen Durchschalten beider Zweige vermieden.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Batteriesystems ist ein erster elektronischer Schalter des ersten Paars elektronischer Schalter ausgebildet, ansprechend auf ein erstes Schaltsignal, einen Stromfluss in Richtung von der ersten Batterie zu dem elektrischen Nebenaggregat zu sperren; wobei ein zweiter elektronischer Schalter des ersten Paars elektronischer Schalter ausgebildet ist, ansprechend auf ein zweites Schaltsignal, einen Stromfluss in Richtung von dem elektrischen Nebenaggregat zu der ersten Batterie zu sperren; wobei ein erster elektronischer Schalter des zweiten Paars elektronischer Schalter ausgebildet ist, ansprechend auf ein drittes Schaltsignal, einen Stromfluss in Richtung von der zweiten Batterie zu dem elektrischen Nebenaggregat zu sperren; und wobei ein zweiter elektronischer Schalter des zweiten Paars elektronischer Schalter ausgebildet ist, ansprechend auf ein viertes Schaltsignal, einen Stromfluss in Richtung von dem elektrischen Nebenaggregat zu der zweiten Batterie zu sperren.
  • Damit wird der Vorteil erreicht, dass jeweils zwei elektronische Schalter sperren und jeweils zwei elektronische Schalter durchlassen können. Somit kann die ASIL Anforderung der Stufen 3 und 4 erfüllt werden. Ferner werden Ausgleichsströmen beim gleichzeitigen Durchschalten beider Zweige vermieden.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Batteriesystems umfasst die elektronische Energieweiche ferner folgendes: einen zweiten Ausgangsanschluss, der mit einem zweiten elektrischen Nebenaggregat des elektrischen Fahrzeugs elektrisch verbindbar ist, um das zweite elektrische Nebenaggregat mit elektrischer Energie zum Antreiben des zweiten elektrischen Nebenaggregats zu versorgen.
  • Damit wird der Vorteil erreicht, dass zwei (und mehr Nebenaggregate) gemäß dem hier vorgestellten Sicherheitskonzept mit elektrischer Energie versorgt werden können.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Batteriesystems umfasst die elektronische Energieweiche ferner folgendes: ein weiteres erstes Paar elektronischer Schalter, das zwischen den ersten Eingangsanschluss und den zweiten Ausgangsanschluss geschaltet ist; und ein weiteres zweites Paar elektronischer Schalter, das zwischen den zweiten Eingangsanschluss und den zweiten Ausgangsanschluss geschaltet ist.
  • Auch bei Verwendung mehrerer Nebenaggregate kommt es zu einer schnellen, rückwirkungsfreien Abschaltung von fehlerhaften Modulen.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Batteriesystems umfasst das Batteriesystem ferner: ein erstes Hochvolt-Schütz, das zwischen den ersten Eingangsanschluss der elektronischen Energieweiche und einen antriebsseitigen Anschluss der ersten Batterie geschaltet ist, wobei das erste Hochvolt-Schütz ausgebildet ist, ansprechend auf ein erstes Abschaltsignal den ersten Eingangsanschluss der elektronischen Energieweiche von dem antriebsseitigen Anschluss der ersten Batterie zu trennen; und ein zweites Hochvolt-Schütz, das zwischen den zweiten Eingangsanschluss der elektronischen Energieweiche und einen antriebsseitigen Anschluss der zweiten Batterie geschaltet ist, wobei das zweite Hochvolt-Schütz ausgebildet ist, ansprechend auf ein zweites Abschaltsignal den zweiten Eingangsanschluss der elektronischen Energieweiche von dem antriebsseitigen Anschluss der zweiten Batterie zu trennen.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Batteriesystems ist der erste Eingangsanschluss der elektronischen Energieweiche mit einem ersten antriebsseitigen Pol, insbesondere einem antriebsseitigen Pluspol, der ersten Batterie und einem ersten antriebsseitigen Pol, insbesondere einem antriebsseitigen Pluspol, der zweiten Batterie elektrisch verbunden.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Batteriesystems ist der Ausgangsanschluss der elektronischen Energieweiche über das elektrische Nebenaggregat mit einem zweiten Pol der ersten Batterie oder der zweiten Batterie, insbesondere einem antriebsseitigen oder netzseitigen Minuspol, elektrisch verbindbar.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Batteriesystems umfasst das Batteriesystem ferner: ein drittes Hochvolt-Schütz, das zwischen einen ersten netzseitigen Pol der ersten Batterie und eine Ladedose geschaltet ist, wobei das dritte Hochvolt-Schütz ausgebildet ist, ansprechend auf ein drittes Abschaltsignal den ersten netzseitigen Pol der ersten Batterie von der Ladedose zu trennen; und ein viertes Hochvolt-Schütz, das zwischen einen zweiten netzseitigen Pol der zweiten Batterie und die Ladedose geschaltet ist, wobei das vierte Hochvolt-Schütz ausgebildet ist, ansprechend auf ein viertes Abschaltsignal den zweiten netzseitigen Pol der zweiten Batterie von der Ladedose zu trennen.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Batteriesystems umfasst das Batteriesystem ferner: ein fünftes Hochvolt-Schütz, das zwischen den ersten netzseitigen Pol der ersten Batterie und einen ersten netzseitigen Pol der zweiten Batterie geschaltet ist, wobei das fünfte Hochvolt-Schütz ausgebildet ist, ansprechend auf ein fünftes Abschaltsignal den ersten netzseitigen Pol der ersten Batterie von dem ersten netzseitigen Pol der zweiten Batterie zu trennen.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Batteriesystems ist der zweite netzseitige Pol der ersten Batterie mit dem zweiten netzseitigen Pol der zweiten Batterie elektrisch verbunden.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Batteriesystems ist die elektronische Energieweiche ausgebildet, das elektrische Nebenaggregat unterbrechungsfrei von der ersten Batterie zu der zweiten Batterie umzuschalten.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Versorgen eines elektrischen Nebenaggregats eines elektrischen Fahrzeugs mit elektrischer Energie aus einem Batteriesystem des elektrischen Fahrzeugs zum Antreiben des elektrischen Nebenaggregats, wobei das Batteriesystem folgende Komponenten umfasst: eine erste Batterie, die an einen ersten elektrischen Antrieb (M1) anschaltbar ist, um den ersten elektrischen Antrieb (M1) mit elektrischer Energie zum Antreiben des elektrischen Fahrzeugs zu versorgen; eine zweite, redundante Batterie (Bat2), die an einen zweiten, redundanten elektrischen Antrieb (M2) anschaltbar ist, um den zweiten elektrischen Antrieb (M1) mit elektrischer Energie zum Antreiben des elektrischen Fahrzeugs zu versorgen; und eine konfigurierbare elektronische Energieweiche mit einem ersten Eingangsanschluss, einem zweiten Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss, wobei der erste Eingangsanschluss mit der ersten Batterie (Bat1) elektrisch verbunden ist, wobei der zweite Eingangsanschluss mit der zweiten Batterie (Bat2) elektrisch verbunden ist, und wobei der Ausgangsanschluss mit dem elektrischen Nebenaggregat des elektrischen Fahrzeugs elektrisch verbunden ist, um das elektrische Nebenaggregat mit elektrischer Energie zum Antreiben des elektrischen Nebenaggregats zu versorgen, wobei das Verfahren folgendes umfasst: Konfigurieren der elektronischen Energieweiche zum elektrischen Verbinden des Ausgangsanschlusses mit dem ersten Eingangsanschluss, um das elektrische Nebenaggregat mit elektrischer Energie aus der ersten Batterie zu versorgen; und wahlweises Umkonfigurieren der elektronischen Energieweiche zum elektrischen Verbinden des Ausgangsanschlusses mit dem zweiten Eingangsanschluss, um das elektrische Nebenaggregat mit elektrischer Energie aus der zweiten Batterie zu versorgen.
  • Mit einem solchen Verfahren wird der technische Vorteil erreicht, dass die elektronische Energieweiche während der Fahrt ein unterbrechungsfreies Umschalten von einer Batterie zur anderen erlaubt. Damit wird es möglich, eine aktive Symmetrierung der Batterien durch Lastumschaltung vorzunehmen. Im Fehlerfall ermöglichen diese dann eine schnelle, rückwirkungsfreie Abschaltung.
  • Das Verfahren kann z.B. auf einem Controller ablaufen, z.B. einer Fahrzeugsteuerung oder einer Batteriesteuerung.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt, wenn der Programmcode auf einem Computer oder Prozessor läuft.
  • Das Computerprogramm kann z.B. auf einem Controller implementier werden, z.B. einer Fahrzeugsteuerung oder einer Batteriesteuerung.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren näher beschrieben. In den Figuren zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines konventionellen HV-Traktionsbordnetz in vereinfachter Darstellung;
    • 2 eine schematische Darstellung der Umsetzung eines Sicherheitskonzeptes beim autonomen Fahren mit Redundanz der Quellen und des Antriebes;
    • 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Konfiguration mit HV-Energieweiche;
    • 4 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Konfiguration mit HV-Energieweiche zur wechselweisen Versorgung eines Kompressors über beide Batterien; und
    • 5 eine schematische Darstellung 500 eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Versorgen eines elektrischen Nebenaggregats.
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen. Ferner versteht es sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist.
  • Die Aspekte und Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen sich im Allgemeinen auf gleiche Elemente beziehen. In der folgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein eingehendes Verständnis von einem oder mehreren Aspekten der Erfindung zu vermitteln. Für einen Fachmann kann es jedoch offensichtlich sein, dass ein oder mehrere Aspekte oder Ausführungsformen mit einem geringeren Grad der spezifischen Details ausgeführt werden können. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen und Elemente in schematischer Form dargestellt, um das Beschreiben von einem oder mehreren Aspekten oder Ausführungsformen zu erleichtern. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines konventionellen HV-Traktionsbordnetz 100 in vereinfachter Darstellung.
  • Eine Batterie 110, z.B. 400V Batterie, ist über Schalter 111, 112 und Leistungselektronik 113 an einen Antriebsmotor 101 anschaltbar, um das elektrische Fahrzeug anzutreiben. Vom Pluspol der Batterie 110 zweigen Verbindungen zu den Nebenaggregaten 140 ab, um die Nebenaggregate 140 mit elektrischer Energie der Batterie 110 zu versorgen. Über weitere Schalter 114, 124 kann die Batterie 110 zum Laden an eine DC-Ladedose 130 angeschlossen werden.
  • Diese Konfiguration ist zum autonomen Fahren nicht geeignet, da keine Redundanz verfügbar ist. Insbesondere ist eine ASIL C oder D Sicherheitsstufe auf die Verfügbarkeit der Traktion so nicht möglich, da viele Einzelpunktfehler möglicherwiese zu einem Ausfall der Traktion führen können.
  • Das Automotive Safety Integrity Level (ASIL) ist ein Risikoklassifizierungsschema, das in der Norm ISO 26262 - Funktionale Sicherheit für Straßenfahrzeuge definiert ist. Dies ist eine Anpassung des Sicherheitsintegritätsniveaus (SIL), das in IEC 61508 für die Automobilindustrie verwendet wird. Diese Klassifizierung hilft bei der Definition der Sicherheitsanforderungen, die erforderlich sind, um der Norm ISO 26262 zu entsprechen. Der ASIL wird durch eine Risikoanalyse einer potenziellen Gefahr unter Berücksichtigung des Schweregrads, der Exposition und der Kontrollierbarkeit des Fahrzeugbetriebsszenarios erstellt. Das Sicherheitsziel für diese Gefahr trägt wiederum die ASIL-Anforderungen.
  • Es gibt vier ASILs, die durch den Standard identifiziert werden: ASIL A, ASIL B, ASIL C, ASIL D. ASIL D schreibt die höchsten Integritätsanforderungen an das Produkt vor und ASIL A die niedrigsten.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung der Umsetzung eines Sicherheitskonzeptes beim autonomen Fahren mit Redundanz der Quellen und des Antriebes.
  • In diesem Bordnetz bzw. Batteriesystem sind zwei Antriebsmotoren 101, 102 und zwei Batterien 110, 120 vorgesehen, um das Sicherheitskonzept mit redundanten Quellen 110, 120 und Antrieben 101, 102 umzusetzen.
  • Die erste Batterie 110, z.B. als 400V Batterie realisiert, ist über Schalter 111, 112 und Leistungselektronik 113 an den ersten Antriebsmotor 101 anschaltbar, um das elektrische Fahrzeug anzutreiben. Vom Pluspol der ersten Batterie 110 zweigen Verbindungen zu den Nebenaggregaten 140 ab, um die Nebenaggregate 140 mit elektrischer Energie der ersten Batterie 110 zu versorgen. Über weitere Schalter 114, 124, 125 kann die erste Batterie 110 zum Laden an eine DC-Ladedose 130 angeschlossen werden.
  • Die zweite Batterie 120, z.B. als 400V Batterie realisiert, ist als redundante Batterie vorgesehen. Die zweite Batterie 120 ist über Schalter 121, 122 und Leistungselektronik 123 an den zweiten Antriebsmotor 102 anschaltbar, um das elektrische Fahrzeug anzutreiben. Über die Schalter 124, 125, 114 kann die zweite Batterie 120 zum Laden an die DC-Ladedose 130 angeschlossen werden.
  • Ein Nebenaggregat 140 kann beispielsweise der Kompressor für die Klimatisierung der Batterien sein. Für einen kurzfristigen Übergang in den sicheren Zustand ist dieser nicht sicherheitsrelevant (thermische Trägheit der Batterie). Für die Funktion wäre es aber sinnvoll, die Versorgung dieses Aggregates aufrecht zu erhalten, auch wenn eine Batterie stillgelegt oder entlastet werden muss. Des Weiteren belasten in dieser Anordnung die Nebenaggregate 140 eine Batterie (Asymmetrische Belastung). Aus den genannten Gründen ist es erstrebenswert, die Versorgung der Nebenaggregate 140 zwischen den Quellen, d.h. den Batterien 101, 102 umschalten zu können. Eine solche Lösung wird in 3 vorgestellt.
  • Gemäß dem Stand der Technik sind Lösungen mit zwei Batterien für eine redundante Traktionsversorgung bekannt mit zwei Kompressoren jeweils für die erste und die zweite Batterie. Die doppelte Ausführung des Kompressors ist hier notwendig, weil ein Umschalten von einer Batterie auf die andere nicht möglich ist.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Konfiguration 300 mit HV-Energieweiche 310. Die Energieweiche kann hier aus jeweils einem Paar bidirektionaler HV-Mosfets oder IGBTs bestehen.
  • Das in 3 dargestellte Batteriesystem 300 für ein elektrisches Fahrzeug umfasst die folgenden Komponenten: eine erste Batterie 110, die an einen ersten elektrischen Antrieb 101 anschaltbar ist, um den ersten elektrischen Antrieb 101 mit elektrischer Energie zum Antreiben des elektrischen Fahrzeugs zu versorgen; eine zweite, redundante Batterie 120, die an einen zweiten, redundanten elektrischen Antrieb 102 anschaltbar ist, um den zweiten elektrischen Antrieb 102 mit elektrischer Energie zum Antreiben des elektrischen Fahrzeugs zu versorgen; und eine elektronische Energieweiche 310.
  • Eine Energieweiche im Zusammenhang dieser Offenbarung ist ein Schalter, der Energie analog zu einer mechanischen Weiche über zwei unterschiedliche Pfade übertragen kann. Die Energie kann von einer ersten Quelle bzw. Batterie stammen oder von einer zweiten Quelle bzw. Batterie. Die Energieweiche kann den Quellpfad umstellen, über den ein Verbraucher, z.B. ein Nebenaggregat seine elektrische Energie bezieht. Eine elektronische Energieweiche kann die Pfade mittels elektronischer Schalter, z.B. Mosfets oder IGBTs umstellen.
  • Ein Mosfet ist ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor, d.h. eine zu den Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate gehörende Bauform eines Transistors. Meist basiert diese Form auf einem Schichtstapel aus einer metallischen Gate-Elektrode, einem Halbleiter und dem dazwischen befindlichem oxidischen Dielektrikum. Dies stellt eine Metall-Isolator-Halbleiter-Struktur dar.
  • Ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode, „insulated-gate bipolar transistor“, IGBT, ist ein Halbleiterbauelement, das in der Leistungselektronik verwendet wird, da es Vorteile des Bipolartransistors wie gutes Durchlassverhalten, hohe Sperrspannung, Robustheit, und Vorteile eines Feldeffekttransistors wie nahezu leistungslose Ansteuerung in sich vereinigt.
  • Die elektronische Energieweiche 310 umfasst einen ersten Eingangsanschluss 321, einen zweiten Eingangsanschluss 322 und einen Ausgangsanschluss 331. Der erste Eingangsanschluss 321 ist mit der ersten Batterie 110 (über den Schalter 111) elektrisch verbunden. Der zweite Eingangsanschluss 322 ist mit der zweiten Batterie 120 (über den Schalter 121) elektrisch verbunden.
  • Der Ausgangsanschluss 331 ist mit einem elektrischen Nebenaggregat 140 des elektrischen Fahrzeugs elektrisch verbindbar, um das elektrische Nebenaggregat 140 mit elektrischer Energie zum Antreiben des elektrischen Nebenaggregats 140 zu versorgen.
  • Die elektronische Energieweiche 310 ist konfiguriert, den Ausgangsanschluss 331 wahlweise mit dem ersten Eingangsanschluss 321 oder dem zweiten Eingangsanschluss 322 elektrisch zu verbinden, um das elektrische Nebenaggregat 140 entsprechend mit elektrischer Energie aus der ersten Batterie 110 oder der zweiten Batterie 120 zu versorgen.
  • Das Batteriesystem 300 kann gemäß einer Redundanz entsprechend Sicherheitsstufe C oder D der ASIL (Automotive Safety Integrity Level) Norm ausgelegt sein.
  • Die elektronische Energieweiche 310 kann ferner Folgendes umfassen: ein erstes Paar 311 elektronischer Schalter, das zwischen den ersten Eingangsanschluss 321 und den Ausgangsanschluss 331 geschaltet ist; und ein zweites Paar 312 elektronischer Schalter, das zwischen den zweiten Eingangsanschluss 322 und den Ausgangsanschluss 331 geschaltet ist.
  • Das erste Paar 311 elektronischer Schalter kann zwei in Reihe geschaltete bidirektionale HV-MOSFETs oder IGBTs, Q1, Q2 umfassen, die jeweils in Gegenrichtung zueinander sperren. Das zweite Paar 312 elektronischer Schalter kann zwei in Reihe geschaltete bidirektionale HV-MOSFETs oder IGBTs, Q3, Q4 umfassen, die jeweils in Gegenrichtung zueinander sperren.
  • Ein erster elektronischer Schalter Q1 des ersten Paars 311 elektronischer Schalter kann ausgebildet sein, ansprechend auf ein erstes Schaltsignal, einen Stromfluss in Richtung von der ersten Batterie 110 zu dem elektrischen Nebenaggregat 140 zu sperren. Ein zweiter elektronischer Schalter Q2 des ersten Paars 311 elektronischer Schalter kann ausgebildet sein, ansprechend auf ein zweites Schaltsignal, einen Stromfluss in Richtung von dem elektrischen Nebenaggregat 140 zu der ersten Batterie 110 zu sperren.
  • Ein erster elektronischer Schalter Q3 des zweiten Paars 312 elektronischer Schalter kann ausgebildet sein, ansprechend auf ein drittes Schaltsignal, einen Stromfluss in Richtung von der zweiten Batterie 120 zu dem elektrischen Nebenaggregat 140 zu sperren. Ein zweiter elektronischer Schalter Q4 des zweiten Paars 312 elektronischer Schalter kann ausgebildet sein, ansprechend auf ein viertes Schaltsignal, einen Stromfluss in Richtung von dem elektrischen Nebenaggregat 140 zu der zweiten Batterie 120 zu sperren.
  • Die elektronische Energieweiche 310 kann ferner Folgendes umfassen: einen zweiten Ausgangsanschluss 332, der mit einem zweiten elektrischen Nebenaggregat 140 des elektrischen Fahrzeugs elektrisch verbindbar ist, um das zweite elektrische Nebenaggregat 140 mit elektrischer Energie zum Antreiben des zweiten elektrischen Nebenaggregats 140 zu versorgen.
  • Für jedes Nebenaggregat 140 kann ein entsprechender Ausgangsanschluss vorhanden sein, um das entsprechende Nebenaggregat 140 wahlweise an die erste oder zweite Batterie anzuschließen.
  • Nebenaggregate sind in dieser Offenbarung Hochvolt-Nebenaggregate, welche durch die Antriebsbatterien 110, 120 gespeist werden und nicht durch einfache 12V Batterien. Es kann sich um einen Kompressor für die Klimaanlage handeln, um eine Lenkunterstützung oder eine Heizung, welche zum Betrieb Hochspannung, wie etwa 400 Volt benötigen.
  • Die elektronische Energieweiche 310 kann ferner folgendes umfassen: ein weiteres erstes Paar 313 elektronischer Schalter, das zwischen den ersten Eingangsanschluss 321 und den zweiten Ausgangsanschluss 332 geschaltet ist; und ein weiteres zweites Paar 314 elektronischer Schalter, das zwischen den zweiten Eingangsanschluss 322 und den zweiten Ausgangsanschluss 332 geschaltet ist.
  • Das Batteriesystem 300 kann ferner ein erstes Hochvolt-Schütz 111 umfassen, das zwischen den ersten Eingangsanschluss 321 der elektronischen Energieweiche 310 und einen antriebsseitigen Anschluss 116 der ersten Batterie 110 geschaltet ist. Das erste Hochvolt-Schütz 111 ist ausgebildet, ansprechend auf ein erstes Abschaltsignal den ersten Eingangsanschluss 321 der elektronischen Energieweiche 310 von dem antriebsseitigen Anschluss 116 der ersten Batterie 110 zu trennen.
  • Das Batteriesystem 300 kann ferner ein zweites Hochvolt-Schütz 121 umfassen, das zwischen den zweiten Eingangsanschluss 322 der elektronischen Energieweiche 310 und einen antriebsseitigen Anschluss 126 der zweiten Batterie 120 geschaltet ist. Das zweite Hochvolt-Schütz 121 ist ausgebildet, ansprechend auf ein zweites Abschaltsignal den zweiten Eingangsanschluss 322 der elektronischen Energieweiche 310 von dem antriebsseitigen Anschluss 126 der zweiten Batterie 120 zu trennen.
  • Der erste Eingangsanschluss 321 der elektronischen Energieweiche 310 kann mit einem ersten antriebsseitigen Pol 116, insbesondere einem antriebsseitigen Pluspol, der ersten Batterie 110 und einem ersten antriebsseitigen Pol 126, insbesondere einem antriebsseitigen Pluspol, der zweiten Batterie 120 elektrisch verbunden sein.
  • Der Ausgangsanschluss 331 der elektronischen Energieweiche 310 kann über das elektrische Nebenaggregat 140 mit einem zweiten Pol 117, 127 der ersten Batterie 110 oder der zweiten Batterie 120, insbesondere einem antriebsseitigen 117, 127 oder netzseitigen 128 Minuspol, elektrisch verbindbar sein.
  • Das Batteriesystem 300 kann ferner ein drittes Hochvolt-Schütz 114 umfassen, das zwischen einen ersten netzseitigen Pol 119 der ersten Batterie 110 und eine Ladedose 130 geschaltet ist, wobei das dritte Hochvolt-Schütz 114 ausgebildet ist, ansprechend auf ein drittes Abschaltsignal den ersten netzseitigen Pol 119 der ersten Batterie 110 von der Ladedose 130 zu trennen.
  • Das Batteriesystem 300 kann ferner ein viertes Hochvolt-Schütz 124 umfassen, das zwischen einen zweiten netzseitigen Pol 128 der zweiten Batterie 120 und die Ladedose 130 geschaltet ist, wobei das vierte Hochvolt-Schütz 124 ausgebildet ist, ansprechend auf ein viertes Abschaltsignal den zweiten netzseitigen Pol 128 der zweiten Batterie 120 von der Ladedose 130 zu trennen.
  • Das Batteriesystem 300 kann ferner ein fünftes Hochvolt-Schütz 125 umfassen, das zwischen den ersten netzseitigen Pol 119 der ersten Batterie 110 und einen ersten netzseitigen Pol 129 der zweiten Batterie 120 geschaltet ist, wobei das fünfte Hochvolt-Schütz 125 ausgebildet ist, ansprechend auf ein fünftes Abschaltsignal den ersten netzseitigen Pol 119 der ersten Batterie 110 von dem ersten netzseitigen Pol 129 der zweiten Batterie 120 zu trennen.
  • Die hier beschriebenen Abschaltsignale können von einem Steuergerät, z.B. einem Fahrzeugsteuergerät bzw. Controller oder einem Batteriesteuergerät bzw. Controller entsprechend einer Logik bereitgestellt werden.
  • Der zweite netzseitige Pol 128 der ersten Batterie 110 ist mit dem zweiten netzseitigen Pol 128 der zweiten Batterie 120 elektrisch verbunden.
  • Die elektronische Energieweiche 310 kann das elektrische Nebenaggregat 140 unterbrechungsfrei von der ersten Batterie 110 zu der zweiten Batterie 120 umschalten.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Konfiguration mit HV-Energieweiche 310 zur wechselweisen Versorgung eines Kompressors 141 über beide Batterien 110, 120.
  • Die Konfiguration ist die gleiche wie oben zu 3 beschrieben. In 4 ist als beispielhaftes Nebenaggregat 140 ein Kompressor 141 eines Kühlsystems dargestellt. Der Eingangsanschluss 142 des Kompressors 141 ist in diesem Beispiel mit dem zweiten Ausgang 332 der elektronischen Energieweiche zusammengeschaltet und der Ausgangsanschluss 143 des Kompressors 141 ist (über den Schalter 122) an den antriebsseitigen Minuspol 127 der zweiten Batterie 120 geschaltet. Alternativ kann der Ausgangsanschluss 143 des Kompressors 141 auch (über den Schalter 112) mit dem antriebsseitigen Minuspol 117 der ersten Batterie 110 verbunden werden oder mit dem netzseitigen Minuspol 128 von erster und zweiter Batterie 110, 120.
  • 4 zeigt somit, wie exemplarisch ein Kompressor 141 über wechselweise beide Batterien 110, 120 versorgt werden kann. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, weil die Klimatisierung der Batterie auch im Stand für längere Zeit aktiv sein muss und eine symmetrierbare Belastung der beiden Batterien 110, 120 nur über solch eine Energieweiche 310 vorgenommen werden kann.
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung 500 eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Versorgen eines elektrischen Nebenaggregats.
  • Das Verfahren 500 dient zum redundanten Versorgen eines elektrischen Nebenaggregats 140 eines elektrischen Fahrzeugs mit elektrischer Energie aus einem Batteriesystem 300, 400 des elektrischen Fahrzeugs, wie oben zu den 3 und 4 beschrieben, zum Antreiben des elektrischen Nebenaggregats. Das Batteriesystem 300, 400 umfasst folgende Komponenten: eine erste Batterie 110, die an einen ersten elektrischen Antrieb 101 anschaltbar ist, um den ersten elektrischen Antrieb 101 mit elektrischer Energie zum Antreiben des elektrischen Fahrzeugs zu versorgen, wie oben zu den 3 und 4 beschrieben; eine zweite, redundante Batterie 120, die an einen zweiten, redundanten elektrischen Antrieb 102 anschaltbar ist, um den zweiten elektrischen Antrieb 102 mit elektrischer Energie zum Antreiben des elektrischen Fahrzeugs zu versorgen, wie oben zu den 3 und 4 beschrieben; und eine konfigurierbare elektronische Energieweiche 310 mit einem ersten Eingangsanschluss 321, einem zweiten Eingangsanschluss 322 und einem Ausgangsanschluss 331, wobei der erste Eingangsanschluss 321 mit der ersten Batterie 110 elektrisch verbunden ist, wie oben zu den 3 und 4 beschrieben. Der zweite Eingangsanschluss 322 ist mit der zweiten Batterie 120 elektrisch verbunden ist und der Ausgangsanschluss 331 ist mit dem elektrischen Nebenaggregat 140 des elektrischen Fahrzeugs elektrisch verbunden, um das elektrische Nebenaggregat mit elektrischer Energie zum Antreiben des elektrischen Nebenaggregats zu versorgen, wie oben zu den 3 und 4 beschrieben.
  • Das Verfahren 500 umfasst die folgenden Schritte: Konfigurieren 501 der elektronischen Energieweiche 310 zum elektrischen Verbinden des Ausgangsanschlusses 331 mit dem ersten Eingangsanschluss 321, um das elektrische Nebenaggregat 140 mit elektrischer Energie aus der ersten Batterie 110 zu versorgen; und wahlweises Umkonfigurieren 502 der elektronischen Energieweiche 310 zum elektrischen Verbinden des Ausgangsanschlusses 331 mit dem zweiten Eingangsanschluss 322, um das elektrische Nebenaggregat 140 mit elektrischer Energie aus der zweiten Batterie 120 zu versorgen.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    konventionelles HV-Traktionsbordnetz
    101
    (erster) Antriebsmotor
    110
    (erste) Batterie, z.B. 400V Batterie
    111
    Schalter, z.B. HV-Schütz
    112
    Schalter, z.B. HV-Schütz
    113
    Leistungselektronik
    114
    weiterer Schalter, z.B. HV-Schütz
    124
    weiterer Schalter, z.B. HV-Schütz
    130
    DC-Ladedose
    140
    Nebenaggregat(e)
    200
    HV-Traktionsbordnetz mit Umsetzung Sicherheitskonzept
    102
    zweiter, redundanter Antriebsmotor
    120
    zweite, redundante Batterie, z.B. 400V Batterie
    121
    Schalter, z.B. HV-Schütz
    122
    Schalter, z.B. HV-Schütz
    123
    Leistungselektronik
    125
    weiterer Schalter, z.B. HV-Schütz
    300
    Batteriesystem in erfindungsgemäßer Konfiguration mit HV-Energieweiche
    310
    elektronische Energieweiche
    311
    erstes Paar elektronischer Schalter
    312
    zweites Paar elektronischer Schalter
    313
    weiteres erstes Paar elektronischer Schalter
    314
    weiteres zweites Paar elektronischer Schalter
    Q1
    erster elektronischer Schalter, z.B. Mosfet oder IGBT, des ersten Paars
    Q2
    zweiter elektronischer Schalter, z.B. Mosfet oder IGBT, des ersten Paars
    Q3
    erster elektronischer Schalter, z.B. Mosfet oder IGBT, des zweiten Paars
    Q4
    zweiter elektronischer Schalter, z.B. Mosfet oder IGBT, des zweiten Paars
    321
    erster Eingangsanschluss der elektronischen Energieweiche
    322
    zweiter Eingangsanschluss der elektronischen Energieweiche
    331
    (erster) Ausgangsanschluss der elektronischen Energieweiche
    332
    zweiter Ausgangsanschluss der elektronischen Energieweiche
    400
    Batteriesystem in erfindungsgemäßer Konfiguration mit HV-Energieweiche und Kompressor 141 als Nebenaggregat
    141
    Kühlsystem bzw. Kompressor als Nebenaggregat
    142
    Eingangsanschluss des Kühlsystems
    143
    Ausgangsanschluss des Kühlsystems
    500
    Verfahren zum redundanten Versorgen eines elektrischen Nebenaggregats
    501
    Verfahrensschritt 1: Konfigurieren der Energieweiche
    502
    Verfahrensschritt 2: wahlweises Umkonfigurieren der Energieweiche

Claims (15)

  1. Batteriesystem (300, 400) für ein elektrisches Fahrzeug, umfassend: eine erste Batterie (110), die an einen ersten elektrischen Antrieb (101) anschaltbar ist, um den ersten elektrischen Antrieb (101) mit elektrischer Energie zum Antreiben des elektrischen Fahrzeugs zu versorgen; eine zweite, redundante Batterie (120), die an einen zweiten, redundanten elektrischen Antrieb (102) anschaltbar ist, um den zweiten elektrischen Antrieb (102) mit elektrischer Energie zum Antreiben des elektrischen Fahrzeugs zu versorgen; und eine elektronische Energieweiche (310) mit einem ersten Eingangsanschluss (321), einem zweiten Eingangsanschluss (322) und einem Ausgangsanschluss (331), wobei der erste Eingangsanschluss (321) mit der ersten Batterie (110) elektrisch verbunden ist, wobei der zweite Eingangsanschluss (322) mit der zweiten Batterie (120) elektrisch verbunden ist, und wobei der Ausgangsanschluss (331) mit einem elektrischen Nebenaggregat (140, 141) des elektrischen Fahrzeugs elektrisch verbindbar ist, um das elektrische Nebenaggregat (140, 141) mit elektrischer Energie zum Antreiben des elektrischen Nebenaggregats (140, 141) zu versorgen, wobei die elektronische Energieweiche (310) konfiguriert ist, den Ausgangsanschluss (331) wahlweise mit dem ersten Eingangsanschluss (321) oder dem zweiten Eingangsanschluss (322) elektrisch zu verbinden, um das elektrische Nebenaggregat (140, 141) entsprechend mit elektrischer Energie aus der ersten Batterie (110) oder der zweiten Batterie (120) zu versorgen.
  2. Batteriesystem (300, 400) nach Anspruch 1, wobei das Batteriesystem gemäß einer Redundanz entsprechend Sicherheitsstufe C oder D der ASIL (Automotive Safety Integrity Level) Norm ausgelegt ist.
  3. Batteriesystem (300, 400) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elektronische Energieweiche (310) folgendes umfasst: ein erstes Paar (311) elektronischer Schalter, das zwischen den ersten Eingangsanschluss (321) und den Ausgangsanschluss (331) geschaltet ist; und ein zweites Paar (312) elektronischer Schalter, das zwischen den zweiten Eingangsanschluss (322) und den Ausgangsanschluss (331) geschaltet ist.
  4. Batteriesystem (300, 400) nach Anspruch 3, wobei das erste Paar (311) elektronischer Schalter zwei in Reihe geschaltete bidirektionale HV-MOSFETs oder IGBTs (Q1, Q2) umfasst, die jeweils in Gegenrichtung zueinander sperren; und wobei das zweite Paar (312) elektronischer Schalter zwei in Reihe geschaltete bidirektionale HV-MOSFETs oder IGBTs (Q3, Q4) umfasst, die jeweils in Gegenrichtung zueinander sperren.
  5. Batteriesystem (300, 400) nach Anspruch 3 oder 4, wobei ein erster elektronischer Schalter (Q1) des ersten Paars (311) elektronischer Schalter ausgebildet ist, ansprechend auf ein erstes Schaltsignal, einen Stromfluss in Richtung von der ersten Batterie (110) zu dem elektrischen Nebenaggregat (140, 141) zu sperren; wobei ein zweiter elektronischer Schalter (Q2) des ersten Paars (311) elektronischer Schalter ausgebildet ist, ansprechend auf ein zweites Schaltsignal, einen Stromfluss in Richtung von dem elektrischen Nebenaggregat (140, 141) zu der ersten Batterie (110) zu sperren; wobei ein erster elektronischer Schalter (Q3) des zweiten Paars (312) elektronischer Schalter ausgebildet ist, ansprechend auf ein drittes Schaltsignal, einen Stromfluss in Richtung von der zweiten Batterie (120) zu dem elektrischen Nebenaggregat (140, 141) zu sperren; und wobei ein zweiter elektronischer Schalter (Q4) des zweiten Paars (312) elektronischer Schalter ausgebildet ist, ansprechend auf ein viertes Schaltsignal, einen Stromfluss in Richtung von dem elektrischen Nebenaggregat (140, 141) zu der zweiten Batterie (120) zu sperren.
  6. Batteriesystem (300, 400) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die elektronische Energieweiche (310) ferner folgendes umfasst: einen zweiten Ausgangsanschluss (332), der mit einem zweiten elektrischen Nebenaggregat (140) des elektrischen Fahrzeugs elektrisch verbindbar ist, um das zweite elektrische Nebenaggregat (140) mit elektrischer Energie zum Antreiben des zweiten elektrischen Nebenaggregats (140) zu versorgen.
  7. Batteriesystem (300, 400) nach Anspruch 6, wobei die elektronische Energieweiche (310) ferner folgendes umfasst: ein weiteres erstes Paar (313) elektronischer Schalter, das zwischen den ersten Eingangsanschluss (321) und den zweiten Ausgangsanschluss (332) geschaltet ist; und ein weiteres zweites Paar (314) elektronischer Schalter, das zwischen den zweiten Eingangsanschluss (322) und den zweiten Ausgangsanschluss (332) geschaltet ist.
  8. Batteriesystem (300, 400) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend: ein erstes Hochvolt-Schütz (111), das zwischen den ersten Eingangsanschluss (321) der elektronischen Energieweiche (310) und einen antriebsseitigen Anschluss (116) der ersten Batterie (110) geschaltet ist, wobei das erste Hochvolt-Schütz (111) ausgebildet ist, ansprechend auf ein erstes Abschaltsignal den ersten Eingangsanschluss (321) der elektronischen Energieweiche von dem antriebsseitigen Anschluss (116) der ersten Batterie (110) zu trennen; und ein zweites Hochvolt-Schütz (121), das zwischen den zweiten Eingangsanschluss (322) der elektronischen Energieweiche (310) und einen antriebsseitigen Anschluss (126) der zweiten Batterie (120) geschaltet ist, wobei das zweite Hochvolt-Schütz (121) ausgebildet ist, ansprechend auf ein zweites Abschaltsignal den zweiten Eingangsanschluss (322) der elektronischen Energieweiche (310) von dem antriebsseitigen Anschluss (126) der zweiten Batterie (120) zu trennen.
  9. Batteriesystem (300, 400) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Eingangsanschluss (321) der elektronischen Energieweiche (310) mit einem ersten antriebsseitigen Pol (116), insbesondere einem antriebsseitigen Pluspol, der ersten Batterie (110) und einem ersten antriebsseitigen Pol (126), insbesondere einem antriebsseitigen Pluspol, der zweiten Batterie (120) elektrisch verbunden ist.
  10. Batteriesystem (300, 400) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Ausgangsanschluss (331) der elektronischen Energieweiche (310) über das elektrische Nebenaggregat (140, 141) mit einem zweiten Pol (117, 127) der ersten Batterie (110) oder der zweiten Batterie (120), insbesondere einem antriebsseitigen (117, 127) oder netzseitigen (128) Minuspol, elektrisch verbindbar ist.
  11. Batteriesystem (300, 400) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend: ein drittes Hochvolt-Schütz (114), das zwischen einen ersten netzseitigen Pol (119) der ersten Batterie (110) und eine Ladedose (130) geschaltet ist, wobei das dritte Hochvolt-Schütz (114) ausgebildet ist, ansprechend auf ein drittes Abschaltsignal den ersten netzseitigen Pol (119) der ersten Batterie (110) von der Ladedose (130) zu trennen; und ein viertes Hochvolt-Schütz (124), das zwischen einen zweiten netzseitigen Pol (128) der zweiten Batterie (120) und die Ladedose (130) geschaltet ist, wobei das vierte Hochvolt-Schütz (124) ausgebildet ist, ansprechend auf ein viertes Abschaltsignal den zweiten netzseitigen Pol (128) der zweiten Batterie (120) von der Ladedose (130) zu trennen.
  12. Batteriesystem (300, 400) nach Anspruch 11, ferner umfassend: ein fünftes Hochvolt-Schütz (125), das zwischen den ersten netzseitigen Pol (119) der ersten Batterie (110) und einen ersten netzseitigen Pol (129) der zweiten Batterie (Bat2) geschaltet ist, wobei das fünfte Hochvolt-Schütz (125)ausgebildet ist, ansprechend auf ein fünftes Abschaltsignal den ersten netzseitigen Pol (119) der ersten Batterie (110) von dem ersten netzseitigen Pol (129) der zweiten Batterie (120) zu trennen.
  13. Batteriesystem (300, 400) nach Anspruch 11 oder 12, wobei der zweite netzseitige Pol (128) der ersten Batterie (110) mit dem zweiten netzseitigen Pol (128) der zweiten Batterie (120) elektrisch verbunden ist.
  14. Batteriesystem (300, 400) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die elektronische Energieweiche (310) ausgebildet ist, das elektrische Nebenaggregat (140, 141) unterbrechungsfrei von der ersten Batterie (110) zu der zweiten Batterie (120) umzuschalten.
  15. Verfahren (500) zum redundanten Versorgen eines elektrischen Nebenaggregats (140) eines elektrischen Fahrzeugs mit elektrischer Energie aus einem Batteriesystem des elektrischen Fahrzeugs zum Antreiben des elektrischen Nebenaggregats, wobei das Batteriesystem folgende Komponenten umfasst: eine erste Batterie (110), die an einen ersten elektrischen Antrieb (101) anschaltbar ist, um den ersten elektrischen Antrieb (101) mit elektrischer Energie zum Antreiben des elektrischen Fahrzeugs zu versorgen; eine zweite, redundante Batterie (120), die an einen zweiten, redundanten elektrischen Antrieb (102) anschaltbar ist, um den zweiten elektrischen Antrieb (102) mit elektrischer Energie zum Antreiben des elektrischen Fahrzeugs zu versorgen; und eine konfigurierbare elektronische Energieweiche (310) mit einem ersten Eingangsanschluss (321), einem zweiten Eingangsanschluss (322) und einem Ausgangsanschluss (331), wobei der erste Eingangsanschluss (321) mit der ersten Batterie (110) elektrisch verbunden ist, wobei der zweite Eingangsanschluss (322) mit der zweiten Batterie (120) elektrisch verbunden ist, und wobei der Ausgangsanschluss (331) mit dem elektrischen Nebenaggregat (140) des elektrischen Fahrzeugs elektrisch verbunden ist, um das elektrische Nebenaggregat mit elektrischer Energie zum Antreiben des elektrischen Nebenaggregats zu versorgen, wobei das Verfahren (500) folgendes umfasst: Konfigurieren (501) der elektronischen Energieweiche (310) zum elektrischen Verbinden des Ausgangsanschlusses (331) mit dem ersten Eingangsanschluss (321), um das elektrische Nebenaggregat (140) mit elektrischer Energie aus der ersten Batterie (110) zu versorgen; und wahlweises Umkonfigurieren (502) der elektronischen Energieweiche (310) zum elektrischen Verbinden des Ausgangsanschlusses (331) mit dem zweiten Eingangsanschluss (322), um das elektrische Nebenaggregat (140) mit elektrischer Energie aus der zweiten Batterie (120) zu versorgen.
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