DE102022118789A1 - Motor vehicle electrical system with ripple current monitoring and method for operating a motor vehicle electrical system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugbordnetz (12) mit einem Hochvoltbordnetz (20), das einen Hochvoltenergiespeicher zur Bereitstellung einer Gleichspannung an einem Ausgangsanschluss (30) des Hochvoltenergiespeichers (22) zur energetischen Versorgung des Kraftfahrzeugbordnetzes (12) aufweist, wobei das Kraftfahrzeugbordnetz (12) mehrere direkt oder indirekt mit dem Hochvoltenergiespeicher (22) im Betrieb gekoppelte Versorgungszweige (34, 36, 38) aufweist, wobei jeder Versorgungszweig (34, 36, 38) mindestens eine elektrische Komponente (18, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54) aufweist. Dabei ist in mindestens einem der Versorgungszweige (34, 36, 38) eine Rippelstromüberwachungseinrichtung (RI1 - RI6) angeordnet, die dazu ausgelegt ist, einen vorbestimmt starken Rippelstrom zu detektieren, wobei das Kraftfahrzeugbordnetz (12) eine Steuereinrichtung (60) aufweist, die dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von dem detektierten vorbestimmt starken Rippelstrom eine Leistung (L) zumindest einer ersten Komponente (18, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54) der mehreren elektrischen Komponenten (18, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54) zu reduzieren.The invention relates to a motor vehicle electrical system (12) with a high-voltage electrical system (20), which has a high-voltage energy storage device for providing a direct voltage at an output connection (30) of the high-voltage energy storage device (22) for supplying energy to the motor vehicle electrical system (12), wherein the motor vehicle electrical system (12) has several has supply branches (34, 36, 38) coupled directly or indirectly to the high-voltage energy storage (22) during operation, each supply branch (34, 36, 38) having at least one electrical component (18, 42, 44, 46, 48, 50, 52 , 54). A ripple current monitoring device (RI1 - RI6) is arranged in at least one of the supply branches (34, 36, 38), which is designed to detect a predetermined strong ripple current, the motor vehicle electrical system (12) having a control device (60) which does this is designed, depending on the detected predetermined strong ripple current, a power (L) of at least a first component (18, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54) of the plurality of electrical components (18, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54).
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugbordnetz mit einem Hochvoltbordnetz, das einen Hochvoltenergiespeicher zur Bereitstellung einer Gleichspannung an einem Ausgangsanschluss des Hochvoltenergiespeichers zur energetischen Versorgung des Kraftfahrzeugbordnetzes aufweist, wobei das Kraftfahrzeugbordnetz mehrere direkt oder indirekt mit dem Hochvoltenergiespeicher im Betrieb gekoppelte Versorgungszweige aufweist, wobei jeder Versorgungszweig mindestens eine elektrische Komponente aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugbordnetzes.The invention relates to a motor vehicle electrical system with a high-voltage electrical system, which has a high-voltage energy storage device for providing a direct voltage at an output connection of the high-voltage energy storage device for supplying energy to the motor vehicle electrical system, wherein the motor vehicle electrical system has a plurality of supply branches that are directly or indirectly coupled to the high-voltage energy storage device during operation, each supply branch having at least one electrical supply branch Component has. Furthermore, the invention also relates to a method for operating a motor vehicle electrical system.
Elektrifizierte Fahrzeuge wie rein batterieelektrisch betriebene Fahrzeuge (BEV) oder Plugin-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEV) verfügen über ein komplexes Hochvoltsystem. Diverse, teilweise sehr leistungsfähige Hochvolt-Komponenten werden in einem Verbund betrieben, um Fahr-, Lade- oder Klimafunktionen im Fahrzeug zu realisieren. Jede Hochvolt-Komponente erzeugt im laufenden Betrieb Störungen im Hochvoltsystem, einen so genannten Hochvolt-Rippelstrom (englisch: high voltage ripple current). Diese Störungen können in den unterschiedlichsten Betriebsmodi des Fahrzeugs vorkommen, zum Beispiel durch schnelle Schaltvorgänge von Schaltelementen der betreffenden elektrischen Komponenten. Da dieses Phänomen bereits im Stand der Technik bekannt ist, gibt es gezielte Robustheitsanforderungen im Rahmen der Fahrzeugauslegung, die unter anderem eine definierte Schwelle für Rippelströme vorsieht. Bei der Auslegung und Entwicklung der einzelnen Hochvolt-Komponenten müssen diese strengen Anforderungen eingehalten werden. Insbesondere Hochvolt-Komponenten wie ein Pulswechselrichter sind prädestiniert, diese Störungen im Hochvoltsystem zu erzeugen. Insbesondere müssen die betroffenen Hochvolt-Komponenten in einem sehr großen Leistungsspektrum gegen Störungen robust sein, um keinen dauerhaften Bauteilschaden zu erfahren. Erfahrungen aus aktuellen Hochvolt-Fahrzeugbordnetzen zeigen, dass Hochvolt-Komponenten die Anforderungen nicht immer einhalten beziehungsweise einhalten können. Ursachen hierfür können vielfältig sein, zum Beispiel Lieferantenwechsel mit unbedachter Bauteilsubstitution während der Entwicklung oder Einsparmaßnahmen. Besonders bei Robustheitsmaßnahmen gegenüber Rippelströmen entstehen oft hohe Zusatzkosten für etwaige Filter oder Kondensatoren. Das hat zur Folge, dass sich die Materialeinzelkosten für die betroffenen Hochvolt-Komponenten enorm erhöhen, sofern derartige Störungen verhindert werden sollen.Electrified vehicles such as purely battery-electric vehicles (BEV) or plug-in hybrid electric vehicles (PHEV) have a complex high-voltage system. Various, sometimes very powerful, high-voltage components are operated in a network to implement driving, charging or air conditioning functions in the vehicle. Every high-voltage component generates disturbances in the high-voltage system during operation, a so-called high-voltage ripple current. These malfunctions can occur in a wide variety of operating modes of the vehicle, for example due to rapid switching of switching elements of the relevant electrical components. Since this phenomenon is already known in the state of the art, there are specific robustness requirements as part of the vehicle design, which, among other things, provides for a defined threshold for ripple currents. These strict requirements must be adhered to when designing and developing the individual high-voltage components. In particular, high-voltage components such as a pulse inverter are predestined to generate these disturbances in the high-voltage system. In particular, the affected high-voltage components must be robust against disruptions over a very wide power range in order to avoid permanent component damage. Experience from current high-voltage vehicle electrical systems shows that high-voltage components do not always comply or cannot comply with the requirements. There can be many reasons for this, for example changing suppliers with careless substitution of components during development or cost-cutting measures. Especially with robustness measures against ripple currents, high additional costs often arise for any filters or capacitors. As a result, the individual material costs for the affected high-voltage components increase enormously if such malfunctions are to be prevented.
Die
Auch hierdurch entstehen hohe Zusatzkosten für die zusätzlich erforderlichen Bauteile. Zudem sind die Anpassungsmöglichkeiten durch ein solches passives Bauelement sehr beschränkt.This also results in high additional costs for the additional components required. In addition, the customization options provided by such a passive component are very limited.
Des Weiteren beschreibt die
Hierbei weist das Verfahren ein Durchführen einer Regelmaßnahme mit einer Regeleinrichtung auf der Grundlage eines gemessenen Spannungssignals in dem Hochvolt-Zwischenkreis unter Berücksichtigung eines gemessenen Lastpunkts des elektrischen Antriebs auf. Die Regeleinrichtung wird verwendet zur Veränderung einer Taktfrequenz der Leistungshalbleiter und/oder zur Veränderung eines Modulationsmodus.Here, the method involves carrying out a control measure with a control device based on a measured voltage signal in the high-voltage intermediate circuit, taking into account a measured load point of the electric drive. The control device is used to change a clock frequency of the power semiconductors and/or to change a modulation mode.
Damit können Spannungsrippel lediglich dann reduziert werden, wenn diese durch Leistungshalbleiter beziehungsweise einem Pulswechselrichter verursacht sind.This means that voltage ripples can only be reduced if they are caused by power semiconductors or a pulse inverter.
Des Weiteren beschreibt die
Hierdurch können Spannungs- oder Stromrippel auch nur dann reduziert werden, wenn die die Spannungs- oder Stromrippel verursachende Komponente einen solchen Wechselrichter darstellt.This means that voltage or current ripples can only be reduced if the Component that causes voltage or current ripple represents such an inverter.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Kraftfahrzeugbordnetz und ein Verfahren bereitzustellen, mittels welchem in möglichst vielen Situationen auf möglichst flexible und effiziente Weise zu starke Rippelströme im Kraftfahrzeugbordnetz vermieden werden können.The object of the present invention is therefore to provide a motor vehicle electrical system and a method by means of which excessively strong ripple currents in the motor vehicle electrical system can be avoided in as many situations as possible in the most flexible and efficient manner possible.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kraftfahrzeugbordnetz und ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung, sowie der Figur.This task is solved by a motor vehicle electrical system and a method with the features according to the respective independent patent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims, the description and the figure.
Das erfindungsgemäß Kraftfahrzeugbordnetz weist ein Hochvoltbordnetz auf, welches wiederum einen Hochvoltenergiespeicher zur Bereitstellung einer Gleichspannung an einem Ausgangsanschluss des Hochvoltenergiespeichers zur energetischen Versorgung des Kraftfahrzeugbordnetzes aufweist. Weiterhin umfasst das Kraftfahrzeugbordnetz mehrere direkt oder indirekt mit dem Hochvoltenergiespeicher im Betrieb gekoppelte Versorgungszweige, wobei jeder Versorgungszweig mindestens eine elektrische Komponente aufweist. Dabei ist in mindestens einem der Versorgungszweige eine Rippelstromüberwachungseinrichtung angeordnet, die dazu ausgelegt ist, einen vorbestimmt starken Rippelstrom zu detektieren, wobei das Kraftfahrzeugbordnetz eine Steuereinrichtung aufweist, die dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von dem detektierten vorbestimmt starken Rippelstrom eine Leistung zumindest einer ersten Komponente der mehreren elektrischen Komponenten zu reduzieren.The motor vehicle electrical system according to the invention has a high-voltage electrical system, which in turn has a high-voltage energy storage device for providing a direct voltage at an output connection of the high-voltage energy storage device for supplying energy to the motor vehicle electrical system. Furthermore, the motor vehicle electrical system includes several supply branches that are directly or indirectly coupled to the high-voltage energy storage during operation, each supply branch having at least one electrical component. In this case, a ripple current monitoring device is arranged in at least one of the supply branches, which is designed to detect a predetermined strong ripple current, the motor vehicle electrical system having a control device which is designed to determine a power of at least a first component depending on the detected predetermined strong ripple current several electrical components.
Die Erfindung hat den großen Vorteil, dass sich eine Leistungsreduktion generell für alle oder zumindest viele elektrische Komponenten eines Kraftfahrzeugbordnetzes eignet, um zu starke Rippelströme zu verhindern, zumindest sofern diese Komponente, deren Leistung reduziert wird, auch maßgebliche Ursache für den so starken Rippelstrom ist. Grundsätzlich weist jede elektrische Komponente typischerweise von vornherein mindestens zwei verschiedene Leistungsstufen auf, die zu einem eingeschalteten Zustand und einem ausgeschalteten Zustand einer solchen elektrischen Komponente korrespondieren. Mit anderen Worten kann die Leistung auch einfach dadurch reduziert werden, indem die betreffende Komponente deaktiviert oder abgeschaltet wird. Denkbar sind aber auch beliebig viele Zwischenleistungsstufen, wodurch eine deutlich flexiblere Anpassung an eine gegebene Situation gegeben ist, um einen zu starken Rippelstrom zu vermeiden, um die betreffende Komponente dennoch weiter betreiben zu können. Dies ermöglicht vorteilhafterweise auch, Rippelströme in ihrem Ausmaß zu reduzieren, wenn diese zum Beispiel nicht von einem Pulswechselrichter, sondern einer anderen elektrischen Komponente des Fahrzeugbordnetzes hervorgerufen werden. Dies beruht insbesondere auf der Erkenntnis, dass nicht nur ein Pulswechselrichter Störungen im Hochvoltbordnetz verursachen kann, sondern eben auch andere Komponenten. Beispielsweise ist auch ein Hochvolt-Innenraumheizer, insbesondere mit einem PTC (positiv temperature coefficient)-Element prädestiniert, derartige Störungen in einem Hochvoltbordnetz in Form von hohen Rippelströmen zu erzeugen. Konkret muss der Hochvolt-Heizer in der Umsetzung als PTC-Element aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften in bestimmten Frequenzbereichen betrieben werden. Auch bei solchen elektrischen Komponenten des Bordnetzes kann nun vorteilhafterweise bei Auftreten vorbestimmt starker Rippelströme durch Reduktion der Leistung der betreffenden Komponenten Abhilfe geschaffen werden. Die Erfindung erlaubt es damit vorteilhafterweise, eine Belastung des Systems, insbesondere des Bordnetzes, durch Rippelströme zu erkennen, insbesondere mittels der mindestens einen Rippelstromüberwachungseinrichtung, und durch Anpassung der Betriebsstrategie oder durch eine Leistungsbegrenzung den Bauteilschutz sicherzustellen. Durch den Einsatz einer oder auch mehrerer solcher Rippelstromüberwachungseinrichtungen ist zudem ein finanzielles Einsparpotential gegenüber den kostentreibenden Robustheitsmaßnahmen zur Eindämmung von Rippelströmen gegeben. Hierdurch kann insgesamt der Bauteilschutz gewährleistet werden und eine Beschädigung von Komponenten, insbesondere Hochvolt-Komponenten, vermieden werden. Weiterhin können in der Regel auch Kostenpotentiale ausgewiesen werden, die sich im Fahrzeugprojekt positiv auswirken.The invention has the great advantage that a power reduction is generally suitable for all or at least many electrical components of a motor vehicle electrical system in order to prevent excessive ripple currents, at least if this component whose power is reduced is also the main cause of the strong ripple current. In principle, each electrical component typically has at least two different power levels from the outset, which correspond to an on state and an off state of such an electrical component. In other words, performance can also be reduced simply by deactivating or switching off the component in question. However, any number of intermediate power stages are also conceivable, which allows for significantly more flexible adaptation to a given situation in order to avoid excessive ripple current in order to still be able to continue to operate the component in question. This advantageously also makes it possible to reduce the extent of ripple currents if, for example, they are not caused by a pulse inverter but by another electrical component of the vehicle electrical system. This is based in particular on the knowledge that not only a pulse inverter can cause disruptions in the high-voltage electrical system, but also other components. For example, a high-voltage interior heater, in particular with a PTC (positive temperature coefficient) element, is predestined to generate such disturbances in a high-voltage electrical system in the form of high ripple currents. Specifically, when implemented as a PTC element, the high-voltage heater must be operated in certain frequency ranges due to its physical properties. Even with such electrical components of the vehicle electrical system, if predetermined strong ripple currents occur, a remedy can now advantageously be provided by reducing the power of the components in question. The invention thus advantageously makes it possible to detect a load on the system, in particular the on-board electrical system, due to ripple currents, in particular by means of the at least one ripple current monitoring device, and to ensure component protection by adapting the operating strategy or by limiting the power. By using one or more such ripple current monitoring devices, there is also potential for financial savings compared to the cost-increasing robustness measures for containing ripple currents. In this way, overall component protection can be guaranteed and damage to components, especially high-voltage components, can be avoided. Furthermore, cost potentials can usually also be identified that have a positive effect on the vehicle project.
Der Hochvoltenergiespeicher kann zum Beispiel als eine Hochvolt-Batterie ausgebildet sein. Die Hochvolt-Batterie kann zum Beispiel mehrere Batteriemodule mit wiederum jeweils mehreren Batteriezellen aufweisen. Diese können zum Beispiel als Lithium-Ionen-Zellen ausgebildet sein. Dass das Kraftfahrzeugbordnetz mehrere direkt oder indirekt mit dem Hochvoltenergiespeicher im Betrieb gekoppelte Versorgungszweige aufweist, kann dabei so verstanden werden, dass diese Versorgungszweige zum Beispiel direkt mit dem Hochvoltenergiespeicher, zum Beispiel über eine so genannte Battery Junction Box, gekoppelt sein können bzw. an diese Box angeschlossen sein können und damit Hochvolt-Versorgungszweige darstellen, oder dass diese Versorgungszweige auch elektrische Komponenten untereinander koppeln können und damit nur indirekt, das heißt über eine weitere elektrische Komponente, mit dem Hochvoltenergiespeicher koppelbar sind. Ein solcher Versorgungszweig kann zum Beispiel auch einem Niedervolt-Bordnetz zugeordnet sein und zum Beispiel Niedervolt-Verbraucher des Niedervolt-Bordnetzes über eine Wandlereinrichtung des Hochvoltbordnetzes, insbesondere einem DCDC-Wandler, versorgen. Dass diese Versorgungszweige dabei zumindest im Betrieb mit dem Hochvoltenergiespeicher gekoppelt sind, ist weiterhin so zu verstehen, dass Schaltelemente vorgesehen sein können, insbesondere Hauptschütze bzw. Hochvoltschütze, um den Hochvoltenergiespeicher in bestimmten Situationen, zum Beispiel im abgeschalteten Zustand des Kraftfahrzeugs, vom restlichen Hochvoltbordnetz zu entkoppeln. In diesem Fall sind dann auch die Versorgungszweige von dem Hochvoltenergiespeicher über die geöffneten Hauptschütze entkoppelt. Im Betrieb des Hochvoltenergiespeichers und insbesondere im Betrieb zumindest eines Teils des Kraftfahrzeugbordnetzes, insbesondere des Hochvoltbordnetzes, sind die Hauptschütze geschlossen und somit der Hochvoltenergiespeicher mit den Versorgungszweigen direkt oder indirekt gekoppelt.The high-voltage energy storage can be designed, for example, as a high-voltage battery. The high-voltage battery can, for example, have several battery modules, each with several battery cells. These can be designed as lithium-ion cells, for example. The fact that the motor vehicle electrical system has several supply branches that are directly or indirectly coupled to the high-voltage energy storage during operation can be understood to mean that these supply branches can be coupled, for example, directly to the high-voltage energy storage, for example via a so-called battery junction box, or to this box can be connected and thus represent high-voltage supply branches, or that these supply branches can also couple electrical components to one another and can therefore only be coupled to the high-voltage energy storage indirectly, that is via another electrical component. Such a supply branch can also be assigned to a low-voltage vehicle electrical system, for example be and, for example, supply low-voltage consumers of the low-voltage electrical system via a converter device of the high-voltage electrical system, in particular a DCDC converter. The fact that these supply branches are coupled to the high-voltage energy storage at least during operation is further to be understood as meaning that switching elements can be provided, in particular main contactors or high-voltage contactors, in order to disconnect the high-voltage energy storage from the rest of the high-voltage on-board network in certain situations, for example when the motor vehicle is switched off decouple. In this case, the supply branches are then decoupled from the high-voltage energy storage device via the open main contactors. During operation of the high-voltage energy storage and in particular during operation of at least part of the motor vehicle electrical system, in particular the high-voltage electrical system, the main contactors are closed and thus the high-voltage energy storage is directly or indirectly coupled to the supply branches.
Ein solcher Versorgungszweig, insbesondere Hochvolt-Versorgungszweig, kann zum Beispiel als Leitungspaar, zum Beispiel Hochvolt-Leitungspaar aufgefasst werden, wobei eine der beiden Leitungen einem positiven Potential und die andere einem negativen Potential zugeordnet ist. An dieses Leitungspaar kann eine entsprechende dem Versorgungszweig zugeordnete elektrische Komponente angeschlossen sein. Dabei kann die elektrische Komponente über diesen Versorgungszweig, das heißt das entsprechende Leitungspaar, mit Energie versorgt werden. Handelt es sich bei der elektrischen Komponente zum Beispiel um ein Ladegerät des Kraftfahrzeugbordnetzes, so kann über diese Ladegerät auch der Hochvoltenergiespeicher mit Energie versorgt werden. Grundsätzlich kann es sich also bei den elektrischen Komponenten um elektrische Verbraucher, aber auch um Energiequellen handeln. Die Versorgungszweige können somit zur elektrischen Versorgung der von Ihnen umfassten elektrischen Komponenten verwendet werden, sowie auch zur Versorgung anderer Komponenten, zum Beispiel des Hochvoltenergiespeichers durch die vom betreffenden Versorgungszweig umfassten elektrischen Komponenten. Dabei kann einem Versorgungszweig nur eine einzelne elektrische Komponente zugeordnet sein oder auch mehrere solcher elektrischen Komponenten, die wiederum einzeln und separat voneinander, zum Beispiel in jeweiligen Komponentengehäusen, ausgeführt sein können, oder auch zu einer Verbrauchergruppe zusammengefasst sein können und in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein können.Such a supply branch, in particular a high-voltage supply branch, can be understood, for example, as a pair of lines, for example a high-voltage line pair, with one of the two lines being assigned to a positive potential and the other to a negative potential. A corresponding electrical component assigned to the supply branch can be connected to this pair of lines. The electrical component can be supplied with energy via this supply branch, i.e. the corresponding pair of lines. If the electrical component is, for example, a charger of the vehicle electrical system, the high-voltage energy storage device can also be supplied with energy via this charger. In principle, the electrical components can be electrical consumers, but also energy sources. The supply branches can therefore be used to supply the electrical components they comprise, as well as to supply other components, for example the high-voltage energy storage, through the electrical components comprised by the relevant supply branch. A supply branch can only be assigned a single electrical component or several such electrical components, which in turn can be designed individually and separately from one another, for example in respective component housings, or can also be combined to form a consumer group and arranged in a common housing can.
Die Rippelstromüberwachungseinrichtung kann als Messeinrichtung ausgeführt sein und entsprechend mit einer oder beiden Versorgungsleitungen eines betreffenden Versorgungszweigs gekoppelt sein, z.B. um einen Strom einer Versorgungsleitung oder beider Versorgungsleitungen zu messen oder eine Spannung zwischen den Potentialen beider Versorgungsleitungen. Dabei kann die Rippelstromüberwachungseinrichtung verschiedene bzw. auch andere Messgrößen oder daraus abgeleitete Größen ermitteln oder überwachen, wie dies später näher erläutert wird. Ein vorbestimmt starker Rippelstrom kann gemäß einem vorbestimmten Kriterium detektiert werden, und zum Beispiel durch einen dem Rippelstrom zugeordneten Grenzwert charakterisiert sein. Dieser Grenzwert muss sich aber nicht notwendigerweise auf die Größe „Stromstärke“ beziehen, sondern kann sich auch auf eine andere mit dem Rippelstrom im Zusammenhang stehende Größe beziehen, zum Beispiel die Leistung und/oder die Frequenz.The ripple current monitoring device can be designed as a measuring device and can be coupled accordingly to one or both supply lines of a relevant supply branch, e.g. to measure a current of one supply line or both supply lines or a voltage between the potentials of both supply lines. The ripple current monitoring device can determine or monitor various or other measured variables or variables derived therefrom, as will be explained in more detail later. A predetermined strong ripple current can be detected according to a predetermined criterion and can be characterized, for example, by a limit value assigned to the ripple current. However, this limit does not necessarily have to refer to the quantity “current”, but can also refer to another quantity related to the ripple current, for example the power and/or the frequency.
Grundsätzlich ist es möglich, dass die Rippelstromüberwachungseinrichtung und/oder die Steuereinrichtung dabei auch in die erste Komponente integriert sind. Dies hat jedoch den Nachteil, dass, falls ein solches Messsystem in einem bestehenden Fahrzeugsystem beziehungsweise bestehenden Bordnetz nachgerüstet werden soll, auch die teuren elektrischen Komponenten, insbesondere Hochvolt-Komponenten, wie eine Leistungselektronik, angepasst oder ausgetauscht werden müssten. Daher ist es bevorzugt, wenn die Rippelstromüberwachungseinrichtung und/oder die Steuereinrichtung nicht innerhalb einer elektrischen Komponente, deren Leistung zur Reduktion eines als zu stark detektierten Rippelstroms reduzierbar ist, integriert ist. Vorzugsweise ist also die Rippelstromüberwachungseinrichtung in den betreffenden Versorgungszweig integriert, und zwar außerhalb der an diesen Versorgungszweig angeschlossenen elektrischen Komponenten beziehungsweise außerhalb der von diesem Versorgungszweig umfassten sonstigen elektrischen Komponenten. Die Rippelstromüberwachungseinrichtung stellt somit ein eigenständiges Bauteil dar.In principle, it is possible for the ripple current monitoring device and/or the control device to also be integrated into the first component. However, this has the disadvantage that if such a measuring system is to be retrofitted into an existing vehicle system or existing electrical system, the expensive electrical components, in particular high-voltage components such as power electronics, would also have to be adapted or replaced. It is therefore preferred if the ripple current monitoring device and/or the control device is not integrated within an electrical component whose power can be reduced to reduce a ripple current that is detected as being too strong. Preferably, the ripple current monitoring device is integrated into the relevant supply branch, specifically outside the electrical components connected to this supply branch or outside the other electrical components included in this supply branch. The ripple current monitoring device therefore represents an independent component.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es zudem vorgesehen, dass die Steuereinrichtung als eine zentrale Steuereinrichtung zur Steuerung mehrerer der Komponenten ausgebildet ist. Die elektrischen Komponenten können damit vorteilhafterweise zentral durch eine gemeinsame, übergeordnete Steuereinrichtung gesteuert werden. Dies erlaubt die Implementierung deutlich flexiblerer und intelligenterer Steuerungen. Durch eine von einer solchen zentralen Steuereinrichtung ausgeführten zentralen Steuerungssoftware können dann beispielsweise nicht nur Akutmaßnahmen, sondern auch prädiktive und intelligente Algorithmen umgesetzt werden, was bislang nicht möglich ist. Wie nachfolgend noch näher erläutert ist, ist es zudem bevorzugt, dass nicht nur eine Rippelstromüberwachungseinrichtung vorgesehen ist, sondern mehrere, die in verschiedenen Versorgungszweigen verteilt angeordnet sein können, und damit an verschiedenen Punkten des Bordnetzes, insbesondere Hochvoltbordnetzes, die vorhandenen Rippelströme überwachen können. Eine zentrale Steuereinrichtung erlaubt in einem solchen Fall dann auch eine deutlich intelligentere Auswertung der von den jeweiligen Rippelstromüberwachungseinrichtungen erfassten Messwerte. Insbesondere können auch die Messwerte unterschiedlicher Rippelstromüberwachungseinrichtungen zueinander verglichen werden, insbesondere durch die zentrale Steuereinrichtung, um beispielsweise die den zu starken Rippelstrom maßgeblich verursachende Komponente zu bestimmen und/oder zu plausibilisieren.In a particularly advantageous embodiment of the invention, it is also provided that the control device is designed as a central control device for controlling several of the components. The electrical components can thus advantageously be controlled centrally by a common, higher-level control device. This allows the implementation of significantly more flexible and intelligent controls. Central control software executed by such a central control device can then be used, for example, to implement not only acute measures, but also predictive and intelligent algorithms, which has not been possible so far. As will be explained in more detail below, it is also preferred that not only one ripple current monitoring device is provided, but also or several, which can be arranged distributed in different supply branches and can therefore monitor the existing ripple currents at different points of the on-board electrical system, in particular high-voltage on-board electrical system. In such a case, a central control device then also allows a much more intelligent evaluation of the measured values recorded by the respective ripple current monitoring devices. In particular, the measured values of different ripple current monitoring devices can also be compared with one another, in particular by the central control device, in order, for example, to determine and/or check the plausibility of the component that significantly causes the excessive ripple current.
Die zentrale Steuereinrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.The central control device can have a data processing device or a processor device that is set up to carry out an embodiment of the method according to the invention. For this purpose, the processor device can have at least one microprocessor and/or at least one microcontroller and/or at least one FPGA (Field Programmable Gate Array) and/or at least one DSP (Digital Signal Processor). Furthermore, the processor device can have program code that is designed to carry out the embodiment of the method according to the invention when executed by the processor device. The program code can be stored in a data memory of the processor device.
Die Auswertung der Störungen und mögliche Gegenmaßnahmen, die zumindest die Reduktion der Leistung der betreffenden Komponente umfassen, können dann von der Steuersoftware der zentralen Steuereinrichtung ausgeführt und ermittelt werden und dann eine Ansteuerung der Leistungskomponenten oder anderer elektrischer Komponenten, die als ursächlich für die Störungen bestimmt wurden, durch eine logische Schnittstelle beziehungsweise einen Daten-BUS durch die Steuereinrichtung vorgenommen werden. Somit kann nicht nur eine Anpassung der Taktfrequenz zum Beispiel eines Pulswechselrichters vorgenommen werden, sondern zum Beispiel auch eine dynamische Leistungsreduzierung der störenden Komponenten umgesetzt werden. Durch die zentrale Steuerungssoftware der zentralen Steuereinrichtung sind prädiktive intelligente Algorithmen umsetzbar. Wird zum Beispiel nur sehr kurzzeitig eine extreme Störung der Bordnetzspannung beziehungsweise des Bordnetzstroms, zum Beispiel durch einen Ein- oder Ausschaltvorgang einer betreffenden elektrischen Komponente detektiert, so kann eine entsprechende Gegenmaßnahme in Form der Leistungsreduktion auch erst zukünftig und nicht instantan umgesetzt werden. Zum Beispiel kann der nächste Ein- oder Ausschaltvorgang dieser elektrischen Komponente angepasst durchgeführt werden, zum Beispiel nicht abrupt, sondern stufenweise. Somit können störende Ereignisse auch zukünftig vermieden werden, indem prädiktiv entsprechende Leistungsanpassungsmaßnahmen der betreffenden elektrischen Komponenten durchgeführt werden.The evaluation of the disturbances and possible countermeasures, which include at least the reduction of the power of the relevant component, can then be carried out and determined by the control software of the central control device and then a control of the power components or other electrical components that were determined to be the cause of the disturbances , can be carried out by the control device through a logical interface or a data BUS. This means that not only can the clock frequency of a pulse inverter, for example, be adjusted, but a dynamic power reduction of the interfering components can also be implemented, for example. Predictive intelligent algorithms can be implemented using the central control software of the central control device. For example, if an extreme disturbance in the vehicle electrical system voltage or the vehicle electrical system current is only detected for a very short time, for example by switching a relevant electrical component on or off, a corresponding countermeasure in the form of power reduction can only be implemented in the future and not immediately. For example, the next switching on or off process of this electrical component can be carried out in an adapted manner, for example not abruptly, but gradually. This means that disruptive events can also be avoided in the future by predictively carrying out appropriate power adjustment measures of the relevant electrical components.
Die Rippelstromüberwachungseinrichtung bzw. die Steuereinrichtung, die die von der Rippelstromüberwachungseinrichtung erfassten bzw. ermittelten Überwachungsgrößen auswertet, kann also auch dazu ausgelegt sein, im Falle eines detektierten vorbestimmt starken Rippelstroms und in Abhängigkeit von der Auswertung nicht nur die verursachende Komponente sondern auch eine verursachende Betriebssituation dieser Komponente zur ermitteln und die Komponente derart zu steuern, dass diese in einer zukünftigen gleichen Betriebssituation, z.B. einem Anschaltvorgang oder Ausschaltvorgang, modifiziert betrieben wird, wobei dieser modifizierte Betrieb eine Reduktion der Leistung umfasst im Vergleich zum Betrieb der Komponente in der Betriebssituation, die den vorbestimmt starken Rippelstrom verursacht hat.The ripple current monitoring device or the control device, which evaluates the monitoring variables detected or determined by the ripple current monitoring device, can therefore also be designed to, in the case of a detected predetermined strong ripple current and depending on the evaluation, not only the causative component but also a causative operating situation of this Component to determine and to control the component in such a way that it is operated in a modified manner in a future same operating situation, e.g. a switch-on process or switch-off process, this modified operation comprising a reduction in power compared to the operation of the component in the operating situation that predetermines the caused strong ripple current.
Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in mehreren der Versorgungszweige eine Rippelstromüberwachungseinrichtung angeordnet, die jeweils dazu ausgelegt ist, einen vorbestimmt starken Rippelstrom im ihr zugeordneten Versorgungszweig zu detektieren, insbesondere wobei die erste Komponente mindestens eine der folgenden darstellt: Einen ersten Pulswechselrichter, insbesondere für einen Vorderradantrieb, einen zweiten Pulswechselrichter, insbesondere für einen Hinterradantrieb, eine Anschlusseinrichtung zum Anschließen eines Ladekabels zum Laden des Hochvoltenergiespeichers, eine Verbrauchergruppe, umfassend ein Ladegerät und/oder eine Leistungsnetzverteilungseinrichtung und/oder einen DCDC-Wandler, ein Niedervolt-Bordnetz, einen Hochvolt-Nebenverbraucher, insbesondere einen Hochvolt-Heizer und/oder einen elektrischen Klimakompressor.In a further very advantageous embodiment of the invention, a ripple current monitoring device is arranged in several of the supply branches, which is each designed to detect a predetermined strong ripple current in the supply branch assigned to it, in particular wherein the first component represents at least one of the following: a first pulse inverter, in particular for a front-wheel drive, a second pulse inverter, in particular for a rear-wheel drive, a connection device for connecting a charging cable for charging the high-voltage energy storage device, a consumer group comprising a charger and/or a power network distribution device and/or a DCDC converter, a low-voltage vehicle electrical system, a high-voltage -Auxiliary consumers, in particular a high-voltage heater and/or an electric air conditioning compressor.
All diese Komponenten können Störungen im Bordnetz verursachen. Somit können nun vorteilhafterweise die Betriebsweisen und insbesondere die jeweiligen Leistungen all dieser Komponenten angepasst werden, sollte eine durch eine dieser Komponenten verursachte Störung im Bordnetz detektiert werden. Dabei kann insbesondere das Niedervolt-Bordnetz als eine elektrische Komponente aufgefasst werden, wenngleich das Niedervolt-Bordnetz typischerweise vielzählige verschiedene elektrische Verbraucher und gegebenenfalls auch Zusatzenergiespeicher aufweist. Das Niedervolt-Bordnetz kann dabei über einen DCDC-Wandler als Teil der oben genannten Verbrauchergruppe aus dem Hochvoltbordnetz versorgt werden. Im Versorgungszweig zwischen dem Niedervolt-Bordnetz und diesem DCDC-Wandler kann entsprechend eine Rippelstromüberwachungseinrichtung geschaltet sein. Diese überwacht entsprechend die im Niedervolt-Bordnetz auftretenden Rippelströme und kann bei einem vorbestimmt hohen oder starken Rippelstrom dies ebenfalls an die Steuereinrichtung melden, die daraufhin zum Beispiel die Leistungsversorgung des Niedervolt-Bordnetzes aus dem Hochvoltbordnetz über den DCDC-Wandler drosselt. Alternativ oder zusätzlich können auch einzelne Niedervolt-Verbraucher oder Niedervolt-Komponenten des Niedervolt-Bordnetzes angesteuert werden, um diese hinsichtlich ihrer Betriebsleistung zu reduzieren oder zu deaktivieren.All of these components can cause disruptions in the vehicle electrical system. This means that the operating modes and in particular the respective performances of all these components can now advantageously be adapted if a fault caused by one of these components is detected in the on-board electrical system. In particular, the low-voltage on-board electrical system can be viewed as an electrical component, although the low-voltage on-board electrical system typically has numerous different electrical consumers and possibly also additional energy storage. The low-voltage electrical system can be converted from the high-voltage via a DCDC converter as part of the consumer group mentioned above be supplied by the on-board network. A ripple current monitoring device can be connected in the supply branch between the low-voltage vehicle electrical system and this DCDC converter. This monitors the ripple currents occurring in the low-voltage vehicle electrical system and, in the event of a predetermined high or strong ripple current, can also report this to the control device, which then, for example, throttles the power supply to the low-voltage vehicle electrical system from the high-voltage vehicle electrical system via the DCDC converter. Alternatively or additionally, individual low-voltage consumers or low-voltage components of the low-voltage electrical system can also be controlled in order to reduce or deactivate their operating power.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Art der Leistungsreduktion in Abhängigkeit von der entsprechenden elektrischen Komponente festgelegt ist, deren Leistung reduziert werden soll, falls diese als maßgeblich ursächlich für einen zu hohen Rippelstrom bestimmt wurde. Wird beispielsweise das Ladegerät oder sogar ein extern angeschlossenes Ladekabel als ursächlich für eine Störung im Bordnetz bestimmt, so kann der Ladevorgang zum Laden des Hochvoltenergiespeichers auch unterbrochen werden oder mit reduzierter Leistung ausgeführt werden, wobei die Leistungsreduktion unmittelbar nach Detektion der Störung umgesetzt werden kann. Wird beispielsweise bestimmt, dass ein Pulswechselrichter für eine Störung ursächlich ist, so ist es bevorzugt, die Leistungsreduktion zum einen stufenweise auszuführen, oder zumindest den betreffenden Pulswechselrichter nicht sofort zu deaktivieren, sondern zunächst weiter zu betreiben, wenngleich auch auf einer niedrigeren Leistungsstufe, um auch weiterhin die Antriebsfunktionalität des Kraftfahrzeugs zumindest temporär aufrecht zu erhalten, z.B. bis gewährleistet ist, dass das Kraftfahrzeug sich im Stillstand und/oder in einer sicheren Position befindet. Sollten die durch den betreffenden Pulswechselrichter verursachten Störungen gravierend sein, so kann dieser zunächst mit nur geringfügig reduzierter Leistung betrieben werden, zum Beispiel für eine vorbestimmte Zeitdauer, zum Beispiel fünf Minuten, und währenddessen kann eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden. Befindet sich das Fahrzeug letztendlich im Stillstand oder einem anderen sicheren Fahrzustand, so kann die Leistung des Pulswechselrichters weiter reduziert werden. Die Leistungsreduktion eines Pulswechselrichters kann darüber hinaus auch davon abhängig sein, ob noch ein weiterer Pulswechselrichter für eine weitere Antriebsachse vorhanden ist oder nicht und/oder ob dieser Pulswechselrichter aktuell im Betrieb ist oder zum Beispiel bereits aufgrund der Erzeugung von Störungen ebenfalls bereits abgeschaltet wurde.Furthermore, it is advantageous if the type of power reduction is determined depending on the corresponding electrical component whose power is to be reduced if this has been determined to be the main cause of a ripple current that is too high. For example, if the charger or even an externally connected charging cable is determined to be the cause of a malfunction in the vehicle electrical system, the charging process for charging the high-voltage energy storage device can also be interrupted or carried out with reduced power, with the power reduction being able to be implemented immediately after the malfunction is detected. If, for example, it is determined that a pulse inverter is the cause of a malfunction, it is preferred to carry out the power reduction gradually, or at least not to deactivate the pulse inverter in question immediately, but to initially continue to operate it, albeit at a lower power level continue to maintain the drive functionality of the motor vehicle at least temporarily, e.g. until it is guaranteed that the motor vehicle is at a standstill and / or in a safe position. If the disturbances caused by the pulse inverter in question are serious, it can initially be operated with only slightly reduced power, for example for a predetermined period of time, for example five minutes, and during this time a warning can be issued to the driver. If the vehicle is ultimately at a standstill or in another safe driving state, the power of the pulse inverter can be further reduced. The power reduction of a pulse inverter can also depend on whether there is another pulse inverter for another drive axle or not and/or whether this pulse inverter is currently in operation or, for example, has already been switched off due to the generation of interference.
Da manche Verbraucher, wie zum Beispiel ein Ladegerät, eine Leistungsnetzverteilungseinrichtung und ein DCDC-Wandler oftmals als eine Verbrauchergruppe in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, ist es vorteilhaft, eine solche Verbrauchergruppe als einen einzelnen Verbraucher beziehungsweise eine einzelne elektrische Komponente zu handhaben und im Versorgungszweig dieser Verbrauchergruppe nur eine einzelne Rippelstromüberwachungseinrichtung vorzusehen. Eine Ansteuerung zur Leistungsreduktion betrifft dann entsprechend nicht die einzelnen Verbraucher dieser Verbrauchergruppe, sondern die Gruppe als Ganzes.Since some consumers, such as a charger, a power network distribution device and a DCDC converter, are often accommodated as a consumer group in a common housing, it is advantageous to handle such a consumer group as a single consumer or a single electrical component and in the supply branch of this Consumer group should only be provided with a single ripple current monitoring device. A control to reduce power then does not affect the individual consumers in this consumer group, but rather the group as a whole.
Auch können beispielsweise die Hochvolt-Nebenverbraucher, wie zum Beispiel der elektrische Klimakompressor oder der Hochvolt-Heizer einem gleichen Versorgungszweig zugeordnet sein, beziehungsweise einer gemeinsamen Rippelstromüberwachungseinrichtung zugeordnet sein. Eine Ansteuerung der betreffenden Komponenten des gleichen Versorgungszweigs kann dennoch unabhängig voneinander vorgenommen werden. Wird zum Beispiel in diesem Versorgungszweig eine Störung detektiert, so kann durch die Steuereinrichtung zum Beispiel bestimmt werden, zum Beispiel auf Basis historischer Messdaten und Erfahrungswerten, dass hierfür wahrscheinlicher der Hochvolt-Heizer verantwortlich ist als der elektrische Klimakompressor, so kann entsprechend die Leistung nur des Hochvolt-Heizers reduziert werden, um die Stärke der Rippelströme zu reduzieren. Treten dann die Störungen weiterhin auf beziehungsweise lassen sich diese durch diese Maßnahme nicht reduzieren, so kann alternativ der elektrische Klimakompressor in seiner Leistung reduziert werden, falls dieser aktuell in Betrieb ist. Die Auswahl, welche der Komponenten in ihrer Leistung reduziert wird, kann beispielsweise auch in Abhängigkeit vom aktuellen Betriebszustand der betreffenden Komponente und/oder der anderen, im gleichen Versorgungszweig befindlichen Komponenten bestimmt werden.The high-voltage auxiliary consumers, such as the electric air conditioning compressor or the high-voltage heater, can also be assigned to the same supply branch, or assigned to a common ripple current monitoring device. The relevant components of the same supply branch can still be controlled independently of one another. If, for example, a fault is detected in this supply branch, the control device can determine, for example based on historical measurement data and empirical values, that the high-voltage heater is more likely to be responsible for this than the electric air conditioning compressor, so the performance of only the High-voltage heater can be reduced in order to reduce the strength of the ripple currents. If the faults continue to occur or cannot be reduced through this measure, the performance of the electric air conditioning compressor can alternatively be reduced if it is currently in operation. The selection of which of the components is reduced in power can also be determined, for example, depending on the current operating state of the component in question and/or the other components located in the same supply branch.
Des Weiteren stellt es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die Rippelstromüberwachungseinrichtungen dazu ausgelegt sind, eine Detektion des vorbestimmt starken Rippelstroms an die gleiche zentrale Steuereinrichtung zu melden. Wie oben bereits beschrieben erlaubt dies vorteilhafterweise eine zentrale Überwachung und eine deutlich differenziertere Auswertung der bereitgestellten Messdaten, sowie beispielsweise auch eine zusätzliche Plausibilisierung.Furthermore, it represents a further advantageous embodiment of the invention if the ripple current monitoring devices are designed to report a detection of the predetermined strong ripple current to the same central control device. As already described above, this advantageously allows central monitoring and a significantly more differentiated evaluation of the measurement data provided, as well as, for example, additional plausibility checks.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Rippelstromüberwachungseinrichtung dazu ausgelegt, den vorbestimmt starken Rippelstrom zu detektieren, wenn mindestens eine von der Rippelstromüberwachungseinrichtung ermittelte und mit dem Rippelstrom in Zusammenhang stehende Größe einen der Größe zugeordneten Grenzwert über- oder unterschreitet, insbesondere wobei für mindestens zwei der Rippelstromüberwachungseinrichtungen zwei verschiedene Grenzwerte für die gleiche, mit dem Rippelstrom in Zusammenhang stehende mindestens eine Größe vorgegeben sind. Ob also ein zu starker Rippelstrom in einem bestimmten Versorgungszweig vorliegt oder nicht, und damit eine zu starke Störung vorliegt oder nicht, kann anhand der Vorgabe bestimmter Grenzwerte festgelegt werden. Die Rippelstromüberwachungseinrichtungen können dann entsprechend in ihrem betreffenden Versorgungszweig die entsprechende zu überwachende Größe wiederholt ermittelt und mit dem zugeordneten Grenzwert vergleichen. Für unterschiedliche Versorgungszweige können auch unterschiedliche Grenzwerte festgelegt werden. Diese können insbesondere in Anpassung an die im Versorgungszweig befindlichen elektrischen Komponenten geeignet gewählt werden, zum Beispiel auf Basis von Erfahrungswerten oder experimentellen Auswertungen. Vorzugsweise werden dabei Größen betrachtet, wie zum Beispiel die Rippelstromfrequenz oder die Leistung des betreffenden Versorgungszweigs, deren zugeordnete Grenzwerte nicht überschritten werden sollten. Theoretisch ist es auch denkbar, solche zu überwachenden Größen negativ zu definieren, so dass ihre zugeordneten Grenzwerte dann entsprechend nicht unterschritten werden sollten.In a further advantageous embodiment of the invention, the ripple current monitoring device is designed to detect the predetermined strong ripple current when at least one of the ripple current monitoring device The variable determined by the device and associated with the ripple current exceeds or falls below a limit value assigned to the variable, in particular with two different limit values for the same at least one variable associated with the ripple current being specified for at least two of the ripple current monitoring devices. Whether there is too strong a ripple current in a particular supply branch or not, and therefore too strong a disturbance or not, can be determined by specifying certain limit values. The ripple current monitoring devices can then repeatedly determine the corresponding variable to be monitored in their relevant supply branch and compare it with the assigned limit value. Different limit values can also be set for different supply branches. These can be selected in particular to adapt to the electrical components in the supply branch, for example based on empirical values or experimental evaluations. Preferably, variables are considered, such as the ripple current frequency or the power of the relevant supply branch, whose assigned limit values should not be exceeded. Theoretically, it is also conceivable to define such variables to be monitored negatively, so that their assigned limit values should not be undershot.
Jede Rippelstromüberwachungseinrichtung kann zum Beispiel über eine Stromsensorik zur hochfrequenten Messung der Rippelströme aufweisen, um an jedem Hochvolt-Zweig oder anderen Versorgungszweig vorhandene oder potentielle Rippelströme zu detektieren. Werden Störungen detektiert und überschreiten die Störungen einen definierten Schwellwert, melden die betroffenen Rippelstromüberwachungseinrichtungen der betroffenen Versorgungszweige dies an die zentrale Steuereinrichtung. In dieser werden die Warnungen der Rippelstromüberwachungseinrichtungen gesammelt, plausibilisiert und gegebenenfalls Warnhinweise an ein Benutzerinterface gesendet und dem Fahrer bzw. Benutzer des Kraftfahrzeugs angezeigt, um eine Leistungsreduktion anzumelden. Die verursachende Hochvolt-Komponente im betreffenden Hochvolt-Zweig oder Versorgungszweig wird daraufhin in einen reduzierten Betrieb versetzt.Each ripple current monitoring device can, for example, have a current sensor system for high-frequency measurement of the ripple currents in order to detect existing or potential ripple currents on each high-voltage branch or other supply branch. If faults are detected and the faults exceed a defined threshold value, the affected ripple current monitoring devices of the affected supply branches report this to the central control device. In this, the warnings from the ripple current monitoring devices are collected, checked for plausibility and, if necessary, warnings are sent to a user interface and displayed to the driver or user of the motor vehicle in order to report a power reduction. The causing high-voltage component in the relevant high-voltage branch or supply branch is then put into reduced operation.
Daher stellt es eine weitere, sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die Rippelstromüberwachungseinrichtung dazu ausgelegt ist, einen Strom und/oder eine Spannung im ihr zugeordneten Versorgungszweig wiederholt, insbesondere hochfrequent, zu messen und daraus als mit dem Rippelstrom in Zusammenhang stehende mindestens eine Größe eine Frequenz des Rippelstroms und/oder eine Höhe einer Leistung zu ermitteln. Grundsätzlich könnte auch die Amplitude oder der Amplitudenverlauf des erfassten beziehungsweise gemessenen Rippelstroms ermittelt, und mit einem entsprechenden Grenzwert verglichen werden. Gerade aber die Betrachtung der Leistung hat sich als sehr effizient und aussagekräftig zur Ermittlung eventuell vorhandener Störungen erwiesen. Zudem ist bei der Beurteilung, wie groß die durch einen Rippelstrom verursachte thermische und/oder elektromagnetische Belastung ist, nicht nur allein von der Amplitude des Rippelstroms abhängig, sondern insbesondere auch von dessen Frequenz. Daher ist die Betrachtung der Frequenz als weitere Kenngröße zur Beurteilung des Rippelstroms sehr vorteilhaft. Aus den Größen Frequenz und Leistung und/oder anderen charakteristischen mit dem Rippelstrom in Zusammenhang stehenden Größen kann zum Beispiel auch eine kombinierte Größe durch eine mathematische Verknüpfung dieser genannten Größen gebildet werden und dann lediglich für diese kombinierte Größe ein Grenzwert definiert werden. Mit anderen Worten kann auch die Frequenz und die Leistung ermittelt werden, und daraus die mit dem Rippelstrom in Zusammenhang stehende, kombinierte Größe durch mathematische Verknüpfung der Frequenz mit der Leistung. Für die resultierenden kombinierte Größe kann ein Grenzwert vorgegebenen sein und dann der betreffende Versorgungszweig auf ein Überschreiten oder Unterschreiten dieses Grenzwerts überwacht werden.Therefore, it represents a further, very advantageous embodiment of the invention if the ripple current monitoring device is designed to measure a current and / or a voltage in the supply branch assigned to it repeatedly, in particular at a high frequency, and to use this as at least one variable related to the ripple current to determine a frequency of the ripple current and/or a level of power. In principle, the amplitude or the amplitude curve of the detected or measured ripple current could also be determined and compared with a corresponding limit value. However, it is precisely the consideration of performance that has proven to be very efficient and meaningful in determining any existing faults. In addition, when assessing how large the thermal and/or electromagnetic load caused by a ripple current is, it depends not only on the amplitude of the ripple current, but in particular also on its frequency. Therefore, considering the frequency as a further parameter for assessing the ripple current is very advantageous. For example, a combined variable can be formed from the variables frequency and power and/or other characteristic variables related to the ripple current by mathematically linking these variables and then a limit value can only be defined for this combined variable. In other words, the frequency and the power can also be determined, and from this the combined quantity associated with the ripple current by mathematically linking the frequency with the power. A limit value can be specified for the resulting combined variable and the relevant supply branch can then be monitored to ensure that this limit value is not exceeded or fallen below.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der ersten Komponente mehrere verschiedene Leistungsstufen zugeordnet und die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, die Leistung der ersten Komponente stufenweise zu reduzieren. Dies ist sehr vorteilhaft, zum Beispiel wenn es sich bei der ersten Komponente um einen Pulswechselrichter handelt, da dessen Betrieb dann nicht sofort eingestellt werden muss, sondern sukzessive reduziert beziehungsweise modifiziert werden kann. Dadurch kann das Fahrzeug zumindest noch zeitweise weiter betrieben werden. Außerdem ermöglicht eine sukzessive Leistungsreduktion, dass der Fahrer zuvor durch eine entsprechende Warnung gewarnt wird. Das Unfallrisiko wird dadurch reduziert. Beispielsweise kann die erste Komponente über folgende Leistungsstufen oder Zustände verfügen: Eine erste Stufe, die zu einem normalen Betrieb korrespondiert, eine zweite Stufe, die zu einer geringen Leistungsreduzierung korrespondiert, und die eingenommen werden kann, um Leistungsspitzen abzufangen, und eine dritte Stufe, die zu einer starken Leistungsreduzierung korrespondiert, und die eingenommen werden kann, wenn besonders starke Störungen im System auftreten, so dass vorübergehend eine deutliche Begrenzung der Leistung erfolgen kann.In a further advantageous embodiment of the invention, the first component is assigned several different power levels and the control device is designed to gradually reduce the power of the first component. This is very advantageous, for example if the first component is a pulse inverter, since its operation does not have to be stopped immediately, but can be successively reduced or modified. This means that the vehicle can continue to be operated at least temporarily. In addition, a gradual reduction in power allows the driver to be warned in advance with a corresponding warning. This reduces the risk of accidents. For example, the first component may have the following performance levels or states: a first level that corresponds to normal operation, a second level that corresponds to a small power reduction and which can be adopted to absorb power peaks, and a third level that corresponds to a strong reduction in performance, and which can be taken if particularly severe disturbances occur in the system, so that the performance can temporarily be significantly limited.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, die durch die Rippelstromüberwachungseinrichtung erfassten Messdaten zu speichern, auszuwerten und in Abhängigkeit von der Auswertung in einer nächsten bestimmten Betriebssituation der ersten Komponente die Leistung zu reduzieren, insbesondere in vorbestimmter Weise. Die Leistungsreduktion beziehungsweise Anpassung der Betriebsweise der ersten Komponente kann damit vorteilhafterweise auch prädiktiv und präventiv erfolgen, um in zukünftigen Betriebssituationen Störungen gar nicht mehr auftreten zu lassen. In Betriebssituationen, in denen bislang kleinere Leistungsspitzen aufgetreten sind, kann die Komponenten zukünftig dann gemäß der zweiten Stufe betrieben werden, damit solche Leistungsspitzen erst gar nicht mehr auftreten, und in Situationen, in denen typischerweise starke Störungen auftreten, kann die Komponente zukünftig gemäß der dritten Stufe betrieben werden, damit auch solche starken Störungen erst gar nicht mehr auftreten.In a further advantageous embodiment of the invention, the control device is designed to store and evaluate the measurement data recorded by the ripple current monitoring device and, depending on the evaluation, to reduce the power in a next specific operating situation of the first component, in particular in a predetermined manner. The power reduction or adjustment of the operating mode of the first component can therefore advantageously also be carried out predictively and preventively in order to prevent malfunctions from occurring in future operating situations. In operating situations in which smaller power peaks have previously occurred, the components can in future be operated according to the second stage so that such power peaks no longer occur, and in situations in which strong disturbances typically occur, the component can in the future be operated according to the third be operated at a low level so that such strong disturbances no longer occur.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, bei Detektion eines vorbestimmt starken Rippelstroms durch eine erste der Rippelstromüberwachungseinrichtungen die den vorbestimmt starken Rippelstrom maßgeblich verursachende erste Komponente aus den mehreren Komponenten zu bestimmen und insbesondere in Abhängigkeit von Messdaten, die von mindestens einer zweiten Rippelstromüberwachungseinrichtung der mehreren Rippelstromüberwachungseinrichtungen bereitgestellt werden, nach einem vorbestimmten Kriterium zu plausibilisieren, und die Leistung der bestimmten ersten Komponente zu reduzieren, insbesondere nur im Falle einer erfolgten oder erfolgreichen Plausibilisierung. Beispielsweise können die Messdaten mehrerer Rippelstromüberwachungseinrichtungen miteinander verglichen werden, um eine von einer dieser Überwachungseinrichtungen detektierte Störung zu verifizieren. Erzeugt beispielsweise eine elektrische Komponente in einem ersten Versorgungszweig eine bestimmte Störung, die von der zugeordneten Rippelstromüberwachungseinrichtung detektiert wird, so hat diese Störung in Form eines sehr hohen Rippelstroms typischerweise auch entsprechende Auswirkungen auf die anderen Versorgungszweige, so dass erhöhte Rippelstromwerte auch in den anderen Versorgungszweigen, wenn auch in reduziertem Ausmaß, von den zugeordneten Rippelstromüberwachungseinrichtungen gemessen werden sollten. Ist dies nicht der Fall, so kann dies zum Beispiel auch auf eine Fehlmessung oder Fehlfunktion der ersten Rippelstromüberwachungseinrichtung selbst hinweisen. Dies erlaubt eine deutlich differenziertere Betrachtung und Fehlerbehebung.In a further advantageous embodiment of the invention, the control device is designed to determine the first component from the plurality of components that significantly causes the predetermined strong ripple current when a predetermined strong ripple current is detected by a first of the ripple current monitoring devices and in particular as a function of measurement data from at least one second ripple current monitoring device of the several ripple current monitoring devices are provided, to check the plausibility according to a predetermined criterion, and to reduce the performance of the specific first component, in particular only in the case of a successful or successful plausibility check. For example, the measurement data from several ripple current monitoring devices can be compared with one another in order to verify a fault detected by one of these monitoring devices. For example, if an electrical component in a first supply branch generates a certain disturbance that is detected by the associated ripple current monitoring device, this disturbance in the form of a very high ripple current typically also has corresponding effects on the other supply branches, so that increased ripple current values also occur in the other supply branches. albeit to a reduced extent, should be measured by the assigned ripple current monitoring devices. If this is not the case, this can also indicate, for example, an incorrect measurement or malfunction of the first ripple current monitoring device itself. This allows for a much more differentiated view and troubleshooting.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbordnetz oder eine seiner Ausgestaltungen.Furthermore, the invention also relates to a motor vehicle with a motor vehicle electrical system according to the invention or one of its embodiments.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugbordnetzes eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeugbordnetz ein Hochvoltbordnetz aufweist, das einen Hochvoltenergiespeicher umfasst, der eine Gleichspannung an einem Ausgangsanschluss des Hochvoltenergiespeichers zur energetischen Versorgung des Kraftfahrzeugbordnetzes bereitstellt, wobei das Kraftfahrzeugbordnetz mehrere direkt oder indirekt mit dem Hochvoltenergiespeicher im Betrieb gekoppelte Versorgungszweige aufweist, und wobei jeder Versorgungszweig mindestens eine elektrische Komponente aufweist. Dabei reduziert im Falle, dass eine in mindestens einem der Versorgungszweige angeordnete Rippelstromüberwachungseinrichtung einen vorbestimmt starken Rippelstrom detektiert, eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugbordnetzes in Abhängigkeit von dem detektierten vorbestimmt starken Rippelstrom eine Leistung zumindest einer ersten Komponente der mehreren elektrischen Komponenten.Furthermore, the invention also relates to a method for operating a motor vehicle on-board electrical system of a motor vehicle, wherein the motor vehicle on-board electrical system has a high-voltage on-board electrical system that includes a high-voltage energy storage device that provides a direct voltage at an output connection of the high-voltage energy storage device for supplying energy to the motor vehicle on-board electrical system, wherein the motor vehicle on-board electrical system has several directly or indirectly has supply branches coupled to the high-voltage energy storage during operation, and each supply branch has at least one electrical component. In the event that a ripple current monitoring device arranged in at least one of the supply branches detects a predetermined strong ripple current, a control device of the motor vehicle electrical system reduces a power of at least a first component of the plurality of electrical components depending on the detected predetermined strong ripple current.
Die für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugbordnetz und seine Ausgestaltungen beschriebenen Vorteile gelten in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Verfahren.The advantages described for the motor vehicle electrical system according to the invention and its configurations apply equally to the method according to the invention.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbordnetzes beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes further developments of the method according to the invention, which have features as have already been described in connection with the further developments of the motor vehicle electrical system according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the method according to the invention are not described again here.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes the combinations of the features of the described embodiments. The invention therefore also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, provided that the embodiments have not been described as mutually exclusive.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.Exemplary embodiments of the invention are described below. The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments represent each individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is intended to include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.
Dabei zeigt die einzige Fig. eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 10 mit einem Kraftfahrzeugbordnetz 12 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zusätzlich ist zudem noch eine Infrastruktur 14, insbesondere in Form eines mit dem Fahrzeug 10 koppelbaren Ladekabels 16 dargestellt. Das Kraftfahrzeugbordnetz 12 gliedert sich in ein Niedervolt-Bordnetz 18 mit diversen Niedervolt-Verbrauchern, die hier nicht näher dargestellt sind, und ein Hochvoltbordnetz 20. Das Hochvoltbordnetz 20 weist als Energiequelle wiederum eine Hochvolt-Batterie 22 als Beispiel für einen Hochvoltenergiespeicher auf. Die Hochvolt-Batterie 22 kann wiederum mehrere Batteriemodule 24 mit jeweils mehreren Batteriezellen 26 aufweisen. Die Hochvolt-Batterie 22 ist zudem über Hauptschütze 28 mit dem restlichen Hochvoltbordnetz 20 koppelbar oder von diesem entkoppelbar. Die Hochvolt-Batterie 22 stellt zudem an ihrem Ausgang 30 eine Ausgangsspannung in Form einer Gleichspannung bereit. Die Hochvolt-Batterie 22 versorgt im geschlossenen Zustand der Hauptschütze 28 das Hochvoltbordnetz 20 mit Energie, und kann auch indirekt das Niedervolt-Bordnetz 18, insbesondere über eine Wandlereinrichtung 32, wie zum Beispiel einen hier dargestellten DCDC-Wandler 32 mit Ausgangsstufe, mit Energie versorgen. Im geschlossenen Zustand der Hauptschütze 28, oder allgemein im Betrieb des Hochvoltenergiespeichers 22 sind verschiedene Versorgungszweige 34, 36, 38 direkt oder indirekt an der Hochvolt-Batterie 22 angeschlossen. Insbesondere sind dabei die Hochvolt-Zweige 34 direkt mit der Hochvolt-Batterie 22, insbesondere über eine so genannte Battery Junction Box 40, d.h. einen Anschlusskasten 40, gekoppelt, während die Zweige 36, 38 über weitere Komponenten indirekt mit der Hochvolt-Batterie 22 verbunden sind. Weiterhin sind die mit 34 und 36 bezeichneten Versorgungszweige Teil des Hochvoltbordnetzes 20, und der mit 38 bezeichnete Zweig ist Teil des Niedervolt-Bordnetzes 18. Dieses kann zum Beispiel als 12-Volt-Bordnetz ausgebildet sein. Jeder dieser Versorgungszweige 34, 36, 38 weist dabei mindestens eine elektrische Komponente auf, die über den betreffenden Versorgungszweig versorgt wird oder die eventuell sogar die Hochvolt-Batterie 22 mit Energie versorgt, wie dies im Falle der Ladedosen 42, 44, 46 der Fall ist. Insbesondere sind hierbei exemplarisch eine Ladedose 42 für ein DC-Laden, das heißt ein Laden mit Gleichstrom, vorgesehen, eine erste Ladedose 44 zum Laden mit Wechselstrom, und eine zweite Ladedose 46 ebenfalls zum Laden mit Wechselstrom. Zum Laden des Energiespeichers 22 kann an eine jeweilige Ladedose 42, 44, 46 ein entsprechendes Ladekabel 16 angeschlossen werden. In ein solches Ladekabel können wiederum verschiedene Funktionalitäten integriert sein, wie in diesem Beispiel eine integrierte Steuer- und Überwachungseinheit 16a, zum Beispiel in Form eines sogenannten In-cable-controll-and-protection-device, und ein Fehlerstromschutzschalter 16b.The only figure shows a schematic representation of a
Die direkt oder indirekt über die jeweiligen Versorgungszweige 34, 36, 38 an die Batterie 22 angeschlossenen elektrischen Komponenten sind nun die Folgenden: Ein erster Pulswechselrichter 48 für die Vorderachse, ein zweiter Pulswechselrichter 50 für die Hinterachse des Fahrzeugs 10, Hochvolt-Nebenverbraucher 52, zum Beispiel ein PTC-Heizer und/oder ein elektrischer Klimakompressor, eine Leistungseinheit 54, die auch als integrated powerbox bezeichnet werden kann und die wiederum weitere Verbraucher beziehungsweise Komponenten umfasst, wie den bereits genannten DCDC-Wandler 32, eine Leistungsnetzverteilungseinheit 56 und ein Ladegerät 58. Das Ladegerät 58 ist wiederum über die Leistungsnetzverteilungseinheit 56 über einen entsprechenden Versorgungszweig 36 mit der ersten AC-Ladedose 44 verbunden, sowie über einen davon separaten Versorgungszweig 36 mit der zweiten AC-Ladedose 46. Auch das Niedervolt-Bordnetz 18 stellt eine weitere Komponente dar, die über den Versorgungszweig 38 aus dem Hochvoltbordnetz 20 durch den DCDC-Wandler 32 versorgt wird.The electrical components connected directly or indirectly to the battery 22 via the
All diese genannten Komponenten können grundsätzlich Störungen im Bordnetz 12 verursachen, insbesondere in Form von Hochvolt-Rippeln. Hochvolt-Rippel entstehen beim Betrieb von verschiedenen Hochvolt-Komponenten. Je nach Betriebspunkt können Hochvolt-Rippel eine Belastung für andere Hochvolt-Komponenten oder allgemein elektrische Komponenten, im Systemverbund, vor allem im Hochvolt-Systemverbund darstellen. Diese Rippel erzeugen eine thermische sowie elektromagnetische Belastung an betroffenen Komponenten und können die Bauteillebensdauer deutlich verkürzen oder im Extremfall zur Beschädigung von betroffenen Hochvolt-Komponenten führen. Gezielte Robustheitsmaßnahmen, um Rippelströme zu unterbinden, verursachen dabei hohe Kosten bei den einzelnen Komponenten.All of these components mentioned can fundamentally cause disruptions in the vehicle
Zur Vermeidung oder Reduktion solcher Störungen ist es nun vorgesehen, dass in mindestens einem der genannten Versorgungszweige 34, 36, 38, insbesondere in mehreren dieser Zweige 34, 36, 38, und bevorzugt in fast allen dieser Zweige34, 36, 38, insbesondere bis auf den Zweig 34 zwischen der DC-Ladedose 42 und der Batterie 22, eine jeweilige Rippelstromüberwachungseinrichtung R11, R12, R13, R14, R15, R16 vorgesehen ist. Diese Rippelstromüberwachungseinrichtungen R11, R12, R13, R14, R15, R16 werden nachfolgend auch als Rippel-Interface-Devices R11, R12, R13, R14, R15, R16 bezeichnet. Vorliegend werden also im HochvoltSystem 20 an allen relevanten Hochvolt-Zweigen 34, 36 solche Rippel-Interface-Devices R11, R12, R13, R14, R15, R16 verbaut. Auch zwischen dem DCDC-Wandler 32 und dem Niedervolt-Bordnetz 18 ist als Teil des Niedervolt-Zweigs 38 ein solches Rippel-Interface-Device R15 verbaut. Dabei kann jedes dieser Rippel-Interface-Devices R11, R12, R13, R14, R15, R16 über eine Stromsensorik zur hochfrequenten Messung von Rippelströmen verfügen, um an jedem Zweig 34, 36, 38, insbesondere Hochvolt-Zweig 34, 36, vorhandene potentielle Rippelströme zu detektieren. Der über die jeweilige Versorgungsleitung beziehungsweise den betreffenden Versorgungszweig 34, 36, 38 fließende Strom ist mit I bezeichnet. Werden Ströme I detektiert und überschreiten die Störungen, die auf diese Ströme I zurückzuführen sind, einen definierten für jeden Zweig 34, 36, 38 separat definierbaren Schwellwert, melden die betroffenen Rippel-Interface-Devices R11, R12, R13, R14, R15, RI6 den betroffenen Versorgungszweig 34, 36, 38, insbesondere HV-Zweig 34, 36, an einen Zentralrechner 60 des Kraftfahrzeugs 10, der als ein übergeordnetes Steuergerät 60 bereitgestellt werden kann und zuvor auch als zentrale Steuereinrichtung 60 bezeichnet wurde. Im Zentralrechner 60 werden die Warnungen der jeweiligen Rippel-Interface-Devices R11, R12, R13, R14, R15, RI6 gesammelt, plausibilisiert und es werden gegebenenfalls Warnhinweise im Kundeninterface, das heißt über eine Benutzerstelle im Kraftfahrzeug 10 an den Fahrer beziehungsweise einen Benutzer des Kraftfahrzeugs 10 ausgegeben oder angezeigt, um eine Leistungsreduktion anzumelden. Die verursachende Hochvolt-Komponente 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54 im betreffenden HV-Zweig 34, 36 wird daraufhin in einen reduzierten Betrieb versetzt. Dies umfasst eine Leistungsreduktion des Betriebs dieser Komponente 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54.In order to avoid or reduce such disturbances, it is now provided that in at least one of the mentioned
In der Fig. ist dabei schematisch dargestellt, wie der Zentralrechner 60 durch Ansteuerung des zweiten Pulswechselrichters 50 dessen Leistung L auf eine reduzierte Leistung LR reduziert. Dabei kann jede Komponente 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54 insbesondere Hochvolt-Komponente 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54 über mehrere, zum Beispiel mindestens drei, Leistungsstufen oder Zustände verfügen, einschließlich eines normalen Betriebs, einer Stufe mit geringer Leistungsreduzierung gegenüber dem normalen Betrieb, und einer Stufe mit starker Leistungsreduzierung gegenüber dem normalen Betrieb, die jedoch von einer Deaktivierung der Komponente 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54 verschieden ist.The figure shows schematically how the
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Verfahren zum Schutz des Hochvolt-Systems vor Hochvolt-Rippelströmen während dem Betrieb bereitgestellt werden kann. Diese neue Idee „Verfahren zum Schutz des Hochvoltsystems vor Hochvolt-Rippelströmen während dem Betrieb“ integriert damit ein Verfahren in das Fahrzeug, um Rippelströme zu detektieren und Gegenmaßnahmen einzuleiten. Durch diese Idee kann der Bauteilschutz gewährleistet und eine Beschädigung von Hochvolt-Komponenten vermieden werden. Weiterhin können in der Regel auch Kostenpotentiale ausgewiesen werden, da durch den Einsatz der Rippel-Interface-Devices ein finanzielles Einsparpotential gegenüber den kostentreibenden Robustheitsmaßnahmen zur Eindämmung von Rippelströmen bereitgestellt ist. Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Verfahren zum Schutz des Hochvolt-Systems vor Hochvolt-Rippelströmen während dem Betrieb bereitgestellt werden kann.Overall, the examples show how the invention can provide a method for protecting the high-voltage system from high-voltage ripple currents during operation. This new idea “Method for protecting the high-voltage system from high-voltage ripple currents during operation” integrates a method into the vehicle to detect ripple currents and initiate countermeasures. This idea can ensure component protection and prevent damage to high-voltage components. Furthermore, cost potential can usually also be identified, since the use of ripple interface devices provides financial savings potential compared to the cost-driving robustness measures to contain ripple currents. Overall, the examples show how the invention can provide a method for protecting the high-voltage system from high-voltage ripple currents during operation.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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