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Die Erfindung betrifft ein Hochvoltsystem für ein Kraftfahrzeug. Das Hochvoltsystem weist einen elektrischen Hochvoltenergiespeicher mit speicherseitigen HV-Anschlüssen und ein Hochvoltbordnetz mit bordnetzseitigen HV-Anschlüssen und einer Kapazitätsanordnung auf. Die Kapazitätsanordnung weist eine X-Kapazität, welche mit den bordnetzseitigen HV-Anschlüssen verbunden ist, und zwei Y-Kapazitäten, welche mit jeweils einem der bordnetzseitigen HV-Anschlüsse und einem Massepotential des Hochvoltsystems verbundenen sind, auf. Ferner weist das Hochvoltsystem eine Schalteinrichtung, welche zum Verschalten des Hochvoltenergiespeichers mit dem Hochvoltbordnetz mit den speicherseitigen und den bordnetzseitigen HV-Anschlüssen verbunden ist, sowie eine Entladevorrichtung zum Entladen der Kapazitätsanordnung auf. Die Entladevorrichtung weist einen mit den bordnetzseitigen HV-Anschlüssen verbundenen Entladewiderstand und pro Y-Kapazität eine passive Entladeschaltung auf, wobei die Entladeschaltungen dazu ausgelegt sind, die, aufgrund von parasitären hochohmigen Verbindungen der bordnetzseitigen HV-Anschlüsse und des Massepotentials mit den speicherseitigen HV-Anschlüssen auch bei geöffneter Schalteinrichtung aufgeladenen, Y-Kapazitäten zu entladen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einem Hochvoltsystem.
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Vorliegend richtet sich das Interesse auf Hochvoltsysteme für elektrifizierte Kraftfahrzeuge, also beispielsweise Elektrofahrzeuge, Hybridfahrzeuge und Brennstoffzellenfahrzeuge. Solche Hochvoltsysteme weisen üblicherweise einen Hochvoltenergiespeicher auf, welcher zum Versorgen von Hochvoltkomponenten, beispielsweise einer elektrischen Antriebsmaschine, eines Hochvoltbordnetzes des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Zum Hochvoltbordnetz kann auch ein Ladeanschluss gehören, über welchen der Hochvoltenergiespeicher zum Laden mit einer fahrzeugexternen Ladestation verbunden werden kann. HV-Potential führende HV-Anschlüsse des Hochvoltenergiespeichers sind üblicherweise über eine Schalteinrichtung, welche beispielsweise Schaltschütze aufweisen kann, mit HV-Anschlüssen des Hochvoltbordnetzes verbunden. Über diese Schalteinrichtung kann das Hochvoltbordnetz abgeschaltet geschaltet werden, indem der Hochvoltenergiespeicher, insbesondere galvanisch, von dem Hochvoltbordnetz getrennt wird.
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Das Hochvoltbordnetz weist außerdem Kapazitäten auf, welche entweder bewusst, beispielsweise in Form von Entstörkondensatoren, oder parasitär, beispielsweise konstruktionsbedingt, in das Hochvoltbordnetz eingebracht sind. Die X-Kapazität ist dabei im geschlossenen Zustand der Schalteinrichtung mit HV-Anschlüssen, also einem Pluspol und einem Minuspol, des Hochvoltenergiespeichers, verbunden. Y-Kapazitäten sind im geschlossenen Zustand der Schalteinrichtung mit jeweils einem der HV-Anschlüsse sowie einem Massepotential, der sogenannten Fahrzeugmasse, verbunden. Die bordnetzseitigen und speicherseitigen HV-Anschlüsse weisen, abgesehen von streng überwachten parasitären Isolationswiderständen, keine elektrische Verbindung zu dem Massepotential auf. Zudem ist üblicherweise ein Entladewiderstand vorgeschrieben, welcher zu der X-Kapazität parallelgeschaltet ist und zum Entladen der X-Kapazität, beispielsweise nach Öffnen der Schalteinrichtung, ausgelegt ist. So kann eine von dem Hochvoltenergiespeicher und den X-Kapazitäten ausgehende Gefährdung von Personen bei Berührung beider HV-Potentiale ausgeschlossen werden.
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Problematisch ist allerdings die elektrische Anbindung der HV-Anschlüsse zu der Fahrzeugmasse über die Y-Kapazitäten. Um eine Gefährdung von Personen bei Berührung von bereits nur einem HV-Potential zu verhindern, können die bewusst eingebrachten Y-Kondensatoren so ausgelegt werden, beispielsweise so weit in ihrer Kapazität verringert werden, dass ein Gesamtenergieinhalt der Y-Kapazitäten einen vorbestimmten Schwellwert nicht überschreitet. Dies wirkt sich im Falle von Entstörkondensatoren jedoch negativ auf ein EMV-Verhalten im Hochvoltbordnetz aus. Außerdem muss bei der Auslegung der Y-Kondensatoren eine an den Y-Kondensatoren anliegende und den Energieinhalt beeinflussende Spannung berücksichtig werden. Diese Spannung wird jedoch von den parasitären Isolationswiderständen, insbesondere einem sich alterungsbedingt verändernden Verhältnis der Isolationswiderstände und einer möglicherweise damit verbundenen Schieflast im Hochvoltsystem, beeinflusst, sodass der Gesamtenergieinhalt der Y-Kapazitäten, je nach Ausprägung der Schieflast, den vorbestimmten Schwellwert überschreiten kann.
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Dazu schlägt die
DE 10 2020 006 919 A1 vor, Informationen über eine solche Schieflast zu ermitteln und hierfür eine die Energiemenge der Y-Kapazitäten charakterisierende Kenngröße zu bestimmen. Die Kenngröße kann beispielsweise eine Spannung, ein Spannungsverhältnis, ein Verhältnis von Isolationswiderständen oder dergleichen sein. Im Falle, dass eine Schieflast erkannt wurde, können Maßnahmen eingeleitet werden. Eine solche Maßnahme kann beispielsweise die Abschaltung des Hochvoltbordnetzes oder die Reduzierung der Spannung an den Y-Kapazitäten, beispielsweise über eine Entladevorrichtung, sein. Das im Stand der Technik gezeigte Verfahren ist dahingehend aufwändig, dass zunächst die Schieflast ermittelt werden muss, um eine geeignete Maßnahme einleiten zu können. Die Abschaltung des Hochvoltbordnetzes durch Öffnen der Schalteinrichtung kann außerdem wirkungslos sein, wenn die Y-Kapazitäten auch über hochohmige, parasitäre Verbindungen zwischen dem Hochvoltenergiespeicher und dem Hochvoltbordnetz weiter aufgeladen werden. Eine solche hochohmige Verbindung kann unter anderem über alterungsbedingte Partikelablagerungen in einem Gehäuse der Schaltschütze oder über eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung von Schaltvorgängen der Schaltschütze, beispielsweise eine sogenannte Schützklebererkennung, erfolgen.
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Die
DE 10 2015 016 000 A1 zeigt eine Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Hochvoltbordnetz einer Kopplungseinrichtung zum Koppeln eines Energiespeichers über einen ersten und zweiten Bordnetzanschluss mit dem Hochvoltbordnetz, einer elektrischen Masse, einem Isolationswiderstand zwischen dem ersten Bordnetzanschluss und der Masse, einer Kapazität zwischen dem ersten Bordnetzanschluss und der Masse und parallel zum ersten Isolationswiderstand, einer Messeinrichtung zum Messen des Isolationswiderstands und/oder einer Spannung zwischen dem ersten Bordnetzanschluss und der Masse, und einer Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, die Messeinrichtung von einem inaktiven Zustand in einen aktiven Zustand zu überführen, wenn der Energiespeicher vom Hochvoltbordnetz getrennt wird, wodurch sich ein Gesamtisolationswiderstand zwischen dem ersten Bordnetzanschluss und der Masse verringert.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache, kostengünstige und zuverlässige Lösung zum Reduzieren einer Energiemenge in Y-Kapazitäten eines Hochvoltbordnetzes eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Hochvoltsystem sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
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Ein erfindungsgemäßes Hochvoltsystem für ein Kraftfahrzeug weist einen elektrischen Hochvoltenergiespeicher mit speicherseitigen HV-Anschlüssen und ein Hochvoltbordnetz mit bordnetzseitigen HV-Anschlüssen und einer Kapazitätsanordnung auf. Die Kapazitätsanordnung weist eine X-Kapazität, welche mit den bordnetzseitigen HV-Anschlüssen verbunden ist, und zwei Y-Kapazitäten, welche mit jeweils einem der bordnetzseitigen HV-Anschlüsse und einem Massepotential des Hochvoltsystems verbundenen sind, auf. Ferner weist das Hochvoltsystem eine Schalteinrichtung, welche zum Verschalten des Hochvoltenergiespeichers mit dem Hochvoltbordnetz mit den speicherseitigen und den bordnetzseitigen HV-Anschlüssen verbunden ist, sowie eine Entladevorrichtung zum Entladen der Kapazitätsanordnung auf.
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Die Entladevorrichtung weist zumindest einen mit den bordnetzseitigen HV-Anschlüssen verbundenen Entladewiderstand und pro Y-Kapazität eine passive Entladeschaltung auf. Die Entladeschaltungen sind dazu ausgelegt, die Y-Kapazitäten, welche aufgrund von parasitären hochohmigen Verbindungen der bordnetzseitigen HV-Anschlüsse und des Massepotentials mit den speicherseitigen HV-Anschlüssen auch bei geöffneter Schalteinrichtung aufgeladen sein können, zu entladen. Dazu weisen die Entladeschaltungen jeweils zumindest eine Diode auf, wobei die Dioden bezüglich einer Normalpolarität von, bei geschlossener Schalteinrichtung an den Y-Kapazitäten abfallenden Spannungen in Sperrrichtung gepolt sind. Die zumindest eine Diode einer Entladeschaltung ist durch einen Polaritätswechsel der Spannung an der zugehörigen Y-Kapazität zum Entladen der Y-Kapazitäten in Flussrichtung polbar, wobei der Polaritätswechsel durch das Aufladen der Y-Kapazitäten und durch die entladewiderstandsbedingte Potentialkopplung der bordnetzseitigen HV-Anschlüsse verursacht wird.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Hochvoltsystem. Das Hochvoltsystem kann aber auch für andere, nicht kraftfahrzeugspezifische, Anwendungen verwendet werden. Das Kraftfahrzeug ist ein elektrifiziertes Kraftfahrzeug und weist den Hochvoltenergiespeicher des Hochvoltsystems als Traktionsbatterie auf. Der Hochvoltenergiespeicher weist eine Vielzahl von miteinander verschalteten oder bedarfsgerecht verschaltbaren Energiespeicherzellen auf. Die speicherseitigen Hochvoltanschlüsse, kurz HV-Anschlüsse, bzw. Pole des Hochvoltenergiespeichers führen ein Hochvoltpotential und sind mit der Schalteinrichtung verbunden. Die Schalteinrichtung kann speicherintern oder speicherextern, beispielsweise in einer Relaisbox, angeordnet sein. Die Schalteinrichtung kann HV-Relais bzw. Schaltschütze aufweisen, wobei jeweils ein Schaltschütz mit einem speicherseitigen HV-Anschluss elektrisch verbunden ist. Die Schalteinrichtung kann Teil einer sogenannten Umschaltmatrix sein, bei welcher einzelne Speichereinheiten des Hochvoltenergiespeichers bedarfsgerecht seriell oder parallel verschaltet werden können.
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Das Hochvoltsystem weist insbesondere eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Schalteinrichtung auf, durch welche die Schalteinrichtung auch im geöffneten Zustand hochohmig überbrückt ist. Die Überwachungseinrichtung ist insbesondere zur Erkennung eines sogenannten Schützklebers, also einer unerwünschten, niederohmigen Verbindung zwischen dem Hochvoltenergiespeicher und dem Hochvoltbordnetz durch Verschweißen der Schaltkontakte der Schalteinrichtung, ausgebildet. Die Überwachungseinrichtung kann beispielsweise parallel zu den Schaltschützen geschaltete Messwiderstände aufweisen. Durch diese Messwiderstände wird eine dauerhafte hochohmige Verbindung zwischen dem Hochvoltenergiespeicher und dem Hochvoltbordnetz, auch bei geöffneter Schalteinrichtung bereitgestellt.
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Das Hochvoltbordnetz weist die bordnetzseitigen HV-Anschlüsse auf, welche über die Schalteinrichtung mit den speicherseitigen HV-Anschlüssen verbunden sind. Im geschlossenen Zustand der Schalteinrichtung liegt das an den speicherseitigen HV-Anschlüssen anliegende Hochvoltpotential auch an den bordnetzseitigen HV-Anschlüssen an. Das Hochvoltbordnetz kann eine Vielzahl von Hochvoltkomponenten, beispielsweise eine Traktionsmaschine und andere Hochvoltverbraucher, sowie einen Ladeanschluss zum Verbinden mit einer fahrzeugexternen Ladestation aufweisen. Außerdem weist das Hochvoltbordnetz die Kapazitätsanordnung mit der X-Kapazität und den zwei Y-Kapazitäten auf. Die Kapazitäten können zumindest teilweise Entstörkondensatoren einer Filtereinrichtung des Hochvoltbordnetzes sein. Auch können die Kapazitäten zumindest teilweise parasitäre, konstruktionsbedingte Kapazitäten des Hochvoltbordnetzes sein. Unter der X-Kapazität können dabei alle, parasitären und nicht parasitären Kapazitäten zusammengefasst sein, welche zwischen die bordnetzseitigen HV-Anschlüsse geschaltet sind und somit keine Verbindung zum Massepotential aufweisen. Unter einer ersten Y-Kapazität können dabei alle, parasitären und nicht parasitären Kapazitäten zusammengefasst sein, welche mit einem ersten, beispielsweise plusseitigen, bordnetzseitigen HV-Anschluss und dem Massepotential verbunden sind. Unter einer zweiten Y-Kapazität können alle, parasitären und nicht parasitären Kapazitäten zusammengefasst sein, welche mit einem zweiten, beispielsweise minusseitigen, bordnetzseitigen HV-Anschluss und dem Massepotential verbunden sind.
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Das Hochvoltsystem weist außerdem, speicherseitig und bordnetzseitig, parasitäre Isolationswiderstände auf, welche hochohmige, elektrische Verbindungen zwischen den HV-Anschlüssen und dem Massepotential ausbilden. Diese Isolationswiderstände können dabei ungleichmäßig altern, sodass sich eine Spannung an den Isolationswiderständen asymmetrisch aufteilt und die Isolationswiderstände somit eine Schieflast ausbilden. Da die Isolationswiderstände parallel zu den Y-Kapazitäten geschaltet sind, wirkt sich eine schieflastbedingte Spannungsasymmetrie auch auf eine Spannung an den Y-Kapazitäten und damit auf einen Energieinhalt der Y-Kapazitäten aus. Überschreitet der Energieinhalt zumindest einer der Y-Kapazitäten einen vorbestimmten Schwellwert, so kann es zu einer Gefährdung von Personen beim Berühren eines HV-Potentials kommen.
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Zum Entladen der Kapazitäten weist das Hochvoltsystem die Entladevorrichtung auf. Zum Entladen der X-Kapazität ist der zumindest eine Entladewiderstand vorgesehen, welcher zwischen die bordnetzseitigen HV-Anschlüsse geschaltet ist und somit parallel zu der X-Kapazität geschaltet ist. Dieser zumindest eine Entladewiderstand entlädt die X-Kapazität nach Öffnen der Schalteinrichtung und verringert somit die an der X-Kapazität anliegende Spannung und damit den Energieinhalt der X-Kapazität. Da der zumindest eine Entladewiderstand dauerhaft mit den bordnetzseitigen HV-Anschlüssen verbunden ist und da ein Widerstandswert des Entladewiderstandes deutlich kleiner ist als ein Widerstandswert der Isolationswiderstände und sich beispielsweise im Kiloohmbereich befindet, existiert eine niederohmige Kopplung zwischen den Hochvoltpotentialen.
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Diese niederohmige Kopplung führt im Normalbetrieb des Hochvoltsystems bei geschlossener Schalteinrichtung dazu, dass die an den Y-Kapazitäten anliegenden Spannungen, also die zwischen dem jeweiligen HV-Anschluss und dem Massepotential abfallende Spannung, von gleicher Polarität sind. Diese Polarität der Spannungen an den Y-Kondensatoren im Normalbetrieb des Hochvoltsystems wird hier als Normalpolarität bezeichnet. Sobald sich jedoch die Y-Kapazitäten aufgrund der parasitären, beispielsweise schützbrückenden, hochohmigen Verbindung zwischen den speicherseitigen HV-Anschlüssen und den bordnetzseitigen HV-Anschlüssen sowie aufgrund der parasitären, isolationswiderstandsbedingten hochohmigen Verbindung zwischen den HV-Anschlüssen und dem Massepotential aufladen, kehrt sich aufgrund der entladewiderstandsbedingten Potentialkopplung die Polarität einer der Spannungen an den Y-Kapazitäten um. Diese Polaritätsumkehr der Spannung an einer der Y-Kapazitäten wird durch die Entladeschaltungen der Entladevorrichtungen genutzt.
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Die Entladeschaltungen weisen die jeweils eine Diode auf. Insbesondere weist jede Entladeschaltung eine Kaskade aus zumindest zwei Dioden auf. Zur Spannungssymmetrierung kann jede Diode jeweils einen parallel geschalteten Widerstand aufweisen. Eine erste Entladeschaltung ist dabei mit dem ersten bordnetzseitigen HV-Anschluss sowie dem Massepotential verbunden. Die zweite Entladeschaltung ist mit dem zweiten bordnetzseitigen HV-Anschluss und dem Massepotential verbunden. Die Entladeschaltungen sind somit parallel zu jeweils einer Y-Kapazität geschaltet. Pro Entladeschaltung ist die zumindest eine Diode so angeordnet, dass sie bei Normalpolarität der Spannung an der zugehörigen Y-Kapazität in Sperrrichtung gepolt ist. Sobald sich die Y-Kapazitäten aufladen und die Spannung an einer der Y-Kapazitäten die Potentialumkehr aufgrund der entladewiderstandsbedingten Potentialkopplung erfährt, wird die zumindest eine Diode der parallelgeschalteten Entladeschaltung in Flussrichtung gepolt und entlädt die Y-Kapazitäten. Die Dioden reduzieren also die Spannungen an den Y-Kapazitäten und damit die in den Y-Kapazitäten gespeicherten Energiemengen. Da die Energiemenge quadratisch mit der Spannung steigt, ist das Reduzieren der Spannungen zum Reduzieren der Energiemengen der Y-Kapazitäten deutlich effizienter als das Reduzieren der Kapazitäten der Y-Kondensatoren. Dadurch, dass die Entladeschaltungen passiv ausgebildet sind und eine Entladeschaltung immer dann reagiert, wenn sich die Y-Kapazitäten aufladen, ist somit keine Erkennung der Aufladung sowie kein bewusstes Ansteuern der Entladeschaltungen nötig. Hierdurch ist die Entladevorrichtung besonders einfach und kostengünstig ausgebildet.
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Es erweist sich als vorteilhaft, wenn jede Entladeschaltung zumindest eine Schutzdiode, beispielsweise eine Z-Diode oder eine Suppressordiode, aufweist, welche bezüglich der Normalpolarität der jeweiligen Spannung in Flussrichtung gepolt ist und welche einen Verpolschutz vor einer von einem Isolationswächter einer fahrzeugexternen Ladestation bereitgestellten Verpolung ausbildet. Durch die zumindest eine Schutzdiode, der vorzugsweise zum Bauteilschutz ein Vorwiderstand vorgeschaltet ist, sind die Entladeschaltungen tolerant gegenüber einer von dem Isolationswächter aufgeprägte Verpolung der Spannungen, beispielsweise durch eine Verschiebung des Massepotentials.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Hochvoltsystem vorgestellten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine beispielhafte Darstellung eines Schaltplans eines Hochvoltsystems eines Kraftfahrzeugs in einem Normalbetrieb;
- 2. das Hochvoltsystem gemäß 1 in einem Entladebetrieb von Y-Kapazitäten des Hochvoltsystems.
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In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 und 2 zeigen ein Hochvoltsystem 1 für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug. Das Hochvoltsystem 1 weist einen elektrischen Hochvoltenergiespeicher 2 sowie ein Hochvoltbordnetz 3 auf. Der Hochvoltenergiespeicher 2 und das Hochvoltbordnetz 3 können über eine Schalteinrichtung 4 verschaltet werden. Dazu sind speicherseitige HV-Anschlüsse 5a, 5b sowie bordnetzseitige HV-Anschlüsse 6a, 6b mit Schaltschützen 7a, 7b der Schalteinrichtung 4 verbunden. In 1 sind die Schaltschütze 7a, 7b geschlossen, sodass der Hochvoltenergiespeicher 2 und das Hochvoltbordnetz 3 elektrisch verbunden sind. In 2 sind die Schaltschütze 7a, 7b geöffnet, sodass der Hochvoltenergiespeicher 2 und das Hochvoltbordnetz 3 getrennt sind. Sowohl der Hochvoltenergiespeicher 2 als auch das Hochvoltbordnetz 3 weisen parasitäre Isolationswiderstände 8a, 8b, 9a, 9b auf, welche mit den HV-Anschlüssen 5a, 5b, 6a, 6b sowie einem Massepotential M des Kraftfahrzeugs verbunden sind. Die speicherseitigen Isolationswiderstände 8a, 8b sind mit den jeweiligen speicherseitigen HV-Anschlüssen 5a, 5b und dem Massepotential M verbunden und die bordnetzseitigen Isolationswiderstände 9a, 9b sind mit den jeweiligen bordnetzseitigen HV-Anschlüssen 6a, 6b und dem Massepotential M verbunden.
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Das Hochvoltbordnetz 3 weist außerdem eine Kapazitätsanordnung 10 auf, welche eine X-Kapazität Cx und zwei Y-Kapazitäten Cy1, Cy2 aufweist. Die Kapazitäten Cx, Cy1, Cy2 können beispielsweise durch bewusst eingebrachte Kondensatoren und/oder parasitäre Kapazitäten ausgebildet sein. Die X-Kapazität Cx ist mit den bordnetzseitigen HV-Anschlüssen 6a, 6b verbunden. Die erste Y-Kapazität Cy1 ist mit dem ersten bordnetzseitigen, positiven HV-Anschluss 6a sowie mit dem Massepotential M verbunden. Die zweite Y-Kapazität Cy2 ist mit dem zweiten bordnetzseitigen, negativen HV-Anschluss 6b sowie mit dem Massepotential M verbunden. Somit weisen die HV-Anschlüsse 5a, 5b, 6a, 6b über die Isolationswiderstände 8a, 8b, 9a, 9b und die Y-Kapazitäten Cy1, Cy2 eine elektrische Verbindung zum Massepotential M auf.
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Zum Entladen der Kapazitäten Cx, Cy1, Cy2 bei geöffneter Schalteinrichtung 4 weist das Hochvoltsystem 1 eine Entladevorrichtung 11 auf. Die Entladevorrichtung 11 umfasst einen Entladewiderstand Re, welcher parallel zu der X-Kapazität Cx geschaltet ist. Dieser Entladewiderstand Re koppelt außerdem die Potentiale der bordnetzseitigen HV-Anschlüsse 6a, 6b niederohmig. Zum Entladen der Y-Kapazitäten Cy1, Cy2 weist die Entladevorrichtung 11 zwei passive Entladeschaltungen 12a, 12b auf, wobei eine erste Entladeschaltung 12a parallel zu der ersten Y-Kapazität Cy1 geschaltet ist und somit mit dem ersten bordnetzseitigen HV-Anschluss 6a und dem Massepotential M verbunden ist. Eine zweite Entladeschaltung 12b ist parallel zu der zweiten Y-Kapazität Cy2 geschaltet und mit dem zweiten bordnetzseitigen Anschluss 6b und dem Massepotential M verbunden.
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Außerdem sind in 1 die an den Kapazitäten Cx, Cy1, Cy2 anliegenden Spannungen Ux, Uy1, Uy2 im geschlossenen Zustand der Schalteinrichtung 4 gezeigt. Durch die über den Entladewiderstand Re bereitgestellte Kopplung der bordnetzseitigen HV-Anschlüsse 6a, 6b weisen die an den Y-Kapazitäten Cy1, Cy2 anliegenden Spannungen Uy1, Uy2 die gleiche Polarität auf. Die Entladeschaltungen 12a, 12b weisen jeweils eine Kaskade von Dioden D auf, welche bezüglich der Spannungen Uy1, Uy2 in Sperrrichtung gepolt sind, sodass die Entladeschaltungen 12a, 12b im Normalbetrieb des Hochvoltsystems 1 bei geschlossener Schalteinrichtung 4 und damit bei Normalpolarität der Spannungen Uy1, Uy2 inaktiv sind.
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Wenn nun die Schalteinrichtung 4, wie in 2 gezeigt, geöffnet ist, so kann dennoch eine hochohmige Verbindung 13 zwischen den HV-Anschlüssen 5a, 5b, 6a, 6b, hier über die Schaltschütze 7a, 7b der Schalteinrichtung existieren. Diese kann beispielsweise aufgrund alterungsbedingter Partikelablagerungen an den Schaltschützen 7a, 7b, welche eine Luft- und Kriechstrecke zwischen Schaltkontakten der Schaltschütze 7a, 7b verkürzen, entstehen. Auch kann diese hochohmige Verbindung 13 durch einer hier nicht gezeigten Überwachungseinrichtung bereitgestellt werden, welche Schaltvorgänge der Schaltschütze 7a, 7b überwacht und beispielsweise zur Erkennung einer unerwünschten Kontaktverschweißung der Schaltkontakte der Schaltschütze 7a, 7b ausgebildet ist.
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Zudem existieren hochohmige Verbindungen 14 zwischen den HV-Anschlüssen 5a, 5b, 6a, 6b und dem Massepotential M aufgrund der Isolationswiderstände 8a, 8b, 9a, 9b. Diese hochohmigen Verbindungen 13, 14 können zu einer Aufladung der Y-Kapazitäten Cy1, Cy2 auch im geöffneten Zustand der Schalteinrichtung 4 führen.
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Die durch den Entladewiderstand Re bereitgestellte Kopplung der HV-Anschlüsse 5a, 5b sorgt bei der Aufladung der Y-Kapazitäten dafür, dass eine der Spannungen Uy1, Uy2, hier die Spannung Uy2, eine Potentialumkehr erfährt. Welche der Spannungen Uy1, Uy2 eine Potentialumkehr erfährt, hängt dabei vom Verhältnis der Isolationswiderstände 8a, 8b, 9a, 9b sowie einem Widerstand der hochohmigen Verbindung 13 ab. Diese Potentialumkehr sorgt dafür, dass die Dioden D einer der Entladeschaltungen 12a, 12b, hier die Dioden D der zu der zweiten Y-Kapazität Cy2 parallel geschalteten Entladeschaltung 12b, in Flussrichtung gepolt sind und damit die Spannungen Uy1, Uy2 an den Y-Kapazitäten Cy1, Cy2 abgebaut. Die Y-Kapazitäten Cy1, Cy2 werden also durch diejenige Seite entladen, welche die Potentialumkehr erfährt. Zur Spannungssymmetrierung der an den Dioden D abfallenden Spannungen ist jeder Diode D jeweils ein Widerstand Rs parallel geschaltet. Außerdem weist jede Entladeschaltung 12a, 12b eine Z-Diode Z, beispielsweise eine 60 V-Z-Diode, auf, der jeweils ein Vorwiderstand Rv vorgeschaltet ist und welche dazu ausgelegt ist, einen Schutz vor einer Verpolung des Hochvoltsystems 1 durch einen Isolationswächter einer hier nicht gezeigten fahrzeugexternen Ladestation bereitzustellen.
