DE102022206476A1 - Arrangement, vehicle and method for opening an electrical connection of an arrangement - Google Patents
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Abstract
Anordnung (100) für ein Bordnetz (210) eines Fahrzeuges (200), wobei die Anordnung (100) aufweist:- zumindest eine erste elektrische Verbindung (20),- eine elektrische Schaltvorrichtung (40) mit zumindest einem kontrollierbaren, elektrischen Schalter (41), wobei der kontrollierbare elektrische Schalter (41) zwischen einem Schließzustand und einem Offenzustand (OZ) überführbar ist,- zumindest einen Leitungssensor (51) zum Erfassen zumindest einer physikalischen Größe der ersten elektrischen Verbindung (20),- eine Kontrollvorrichtung (60), wobei die Kontrollvorrichtung (60) dazu eingerichtet ist, basierend auf der zumindest einen erfassten, physikalischen Größe der ersten elektrischen Verbindung (20) ein Verletzen zumindest eines festgelegten Auslösekriteriums für einen thermischen Überstrom in der ersten elektrischen Verbindung (20) zu erkennen, und wobei die Kontrollvorrichtung (60) ferner dazu eingerichtet ist, beim erkannten Verletzen des zumindest einen festgelegten Auslösekriteriums den kontrollierbaren, elektrischen Schalter (41) automatisch von dem Schließzustand in den Offenzustand (OZ) zu überführen, um die erste elektrische Verbindung (20) zu öffnen.Arrangement (100) for an on-board electrical system (210) of a vehicle (200), the arrangement (100) having: - at least a first electrical connection (20), - an electrical switching device (40) with at least one controllable electrical switch (41 ), wherein the controllable electrical switch (41) can be transferred between a closed state and an open state (OZ), - at least one line sensor (51) for detecting at least one physical quantity of the first electrical connection (20), - a control device (60), wherein the control device (60) is set up to detect a violation of at least one defined triggering criterion for a thermal overcurrent in the first electrical connection (20) based on the at least one detected physical quantity of the first electrical connection (20), and wherein the Control device (60) is further set up to automatically transfer the controllable electrical switch (41) from the closed state to the open state (OZ) when a violation of the at least one defined trigger criterion is detected in order to open the first electrical connection (20).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für ein Bordnetz eines Fahrzeuges, ein Fahrzeug mit einem Bordnetz sowie ein Verfahren zum Öffnen zumindest einer elektrischen Verbindung einer Anordnung für ein Bordnetz eines Fahrzeuges.The present invention relates to an arrangement for an on-board electrical system of a vehicle, a vehicle with an on-board electrical system and a method for opening at least one electrical connection of an arrangement for an on-board electrical system of a vehicle.
Ein Batteriefahrzeug weist ein Batteriesystem zum Bereitstellen elektrischer Energie für elektrische Verbraucher des Batteriefahrzeuges, bspw. einem elektrischen Antrieb zum Fortbewegen des Batteriefahrzeuges, auf. Das Batteriesystem ist für das Versorgen der elektrischen Verbraucher mit der elektrischen Energie über elektrische Verbindungen mit Verbrauchern des Batteriefahrzeuges elektrisch verbunden. Um das Batteriesystem und/oder die elektrischen Verbindungen und/oder die elektrischen Verbraucher in einem Fehlerfall vor einer Beschädigung und/oder einem Zerstören aufgrund einer zu starken Erwärmung durch einen fließenden Überstrom zu bewahren, können Schmelzsicherungen eingesetzt werden.A battery vehicle has a battery system for providing electrical energy for electrical consumers of the battery vehicle, for example an electric drive for moving the battery vehicle. The battery system is electrically connected to consumers of the battery vehicle via electrical connections to supply the electrical consumers with electrical energy. In order to protect the battery system and/or the electrical connections and/or the electrical consumers from damage and/or destruction in the event of a fault due to excessive heating caused by a flowing excess current, fuses can be used.
In der
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine besonders einfache und/oder kostengünstige und/oder bauraumarme Anordnung mit einem thermischen Überstromschutz für ein Bordnetz eines Fahrzeuges bzw. ein Fahrzeug mit einem Bordnetz mit einer derartigen Anordnung bereitzustellen. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein besonders einfaches Verfahren zum Öffnen zumindest einer ersten elektrischen Verbindung bei einem thermischen Überstrom in der ersten elektrischen Verbindung einer Anordnung für ein Bordnetz eines Fahrzeuges bereitzustellen.It is the object of the present invention to at least partially eliminate the disadvantages described above. In particular, it is the object of the present invention to provide a particularly simple and/or cost-effective and/or space-saving arrangement with thermal overcurrent protection for an on-board electrical system of a vehicle or a vehicle with an on-board electrical system with such an arrangement. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a particularly simple method for opening at least a first electrical connection in the event of a thermal overcurrent in the first electrical connection of an arrangement for an on-board electrical system of a vehicle.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und/oder dem Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.The above object is achieved by an arrangement with the features of claim 1 and a vehicle with the features of
Gemäß einem ersten Aspekt zeigt die vorliegende Erfindung eine Anordnung für ein Bordnetz eines Fahrzeuges, wobei die Anordnung zumindest eine erste elektrische Verbindung zum elektrischen Verbinden, insbesondere zum elektrotechnischen Verbinden, einer elektrischen Energiequelle zum Bereitstellen von elektrischer Energie mit zumindest einem ersten elektrischen Verbraucher umfasst. Außerdem umfasst die Anordnung eine elektrische Schaltvorrichtung mit zumindest einem kontrollierbaren, elektrischen Schalter, wobei der kontrollierbare, elektrische Schalter in der ersten elektrischen Verbindung angeordnet ist, und wobei der kontrollierbare elektrische Schalter zwischen einem Schließzustand, in welchem der kontrollierbare, elektrische Schalter geschlossen ist und elektrisch leitet, und einem Offenzustand, in welchem der kontrollierbare, elektrische Schalter geöffnet ist, überführbar ist. Außerdem umfasst die Anordnung zumindest einen Leitungssensor zum Erfassen zumindest einer physikalischen Größe der ersten elektrischen Verbindung. Außerdem umfasst die Anordnung eine Kontrollvorrichtung, wobei die Kontrollvorrichtung kommunikationstechnisch mit dem zumindest einen Leitungssensor verbunden ist, und wobei die Kontrollvorrichtung dazu eingerichtet ist, basierend auf der zumindest einen erfassten, physikalischen Größe der ersten elektrischen Verbindung ein Verletzen zumindest eines festgelegten Auslösekriteriums für einen thermischen Überstrom in der ersten elektrischen Verbindung zu erkennen, und wobei die Kontrollvorrichtung ferner dazu eingerichtet ist, beim erkannten Verletzen des zumindest einen festgelegten Auslösekriteriums den kontrollierbaren, elektrischen Schalter, insbesondere automatisch, von dem Schließzustand in den Offenzustand zu überführen, um die erste elektrische Verbindung zu öffnen.According to a first aspect, the present invention shows an arrangement for an on-board electrical system of a vehicle, wherein the arrangement comprises at least one first electrical connection for electrically connecting, in particular for electrically connecting, an electrical energy source for providing electrical energy to at least one first electrical consumer. The arrangement also includes an electrical switching device with at least one controllable electrical switch, wherein the controllable electrical switch is arranged in the first electrical connection, and wherein the controllable electrical switch switches between a closed state in which the controllable electrical switch is closed and electrically conducts, and can be transferred to an open state in which the controllable electrical switch is open. The arrangement also includes at least one line sensor for detecting at least one physical quantity of the first electrical connection. In addition, the arrangement comprises a control device, wherein the control device is connected to the at least one line sensor in terms of communication technology, and wherein the control device is set up to detect a violation of at least one defined triggering criterion for a thermal overcurrent based on the at least one detected physical quantity of the first electrical connection in the first electrical connection, and wherein the control device is further set up to transfer the controllable electrical switch, in particular automatically, from the closed state to the open state when a violation of the at least one defined trigger criterion is detected in order to open the first electrical connection .
Die zumindest eine erste elektrische Verbindung kann eine oder mehrere elektrische Leitung(en) und/oder eine oder mehrere elektrische Steckverbindung(en), usw. umfassen. The at least one first electrical connection can comprise one or more electrical line(s) and/or one or more electrical plug connection(s), etc.
Der zumindest eine kontrollierbare, elektrische Schalter ist insbesondere in der ersten elektrischen Verbindung in Reihe geschaltet, um in dem Offenzustand des kontrollierbaren, elektrischen Schalters einen Stromfluss in der ersten elektrischen Verbindung zu unterbrechen. Insbesondere ist der zumindest eine kontrollierbare, elektrische Schalter ein mechanischer (elektrischer) Schalter. Es ist jedoch auch denkbar, dass der zumindest eine kontrollierbare, elektrische Schalter ein elektronischer (elektrischer) Schalter ist, bspw. ein elektronischer Schalter eines Halbleiter-Leistungsschalters bzw. eines Halbleiter-Schützes.The at least one controllable electrical switch is connected in series in the first electrical connection in order to interrupt a current flow in the first electrical connection in the open state of the controllable electrical switch. In particular, the at least one controllable electrical switch is a mechanical (electrical) switch. However, it is also conceivable that the at least one controllable electrical switch is an electronic one (electrical) switch is, for example, an electronic switch of a semiconductor power switch or a semiconductor contactor.
Insbesondere ist der zumindest eine Leitungssensor an der ersten elektrischen Verbindung angeordnet. Das Anordnen des Leitungssensors an der ersten elektrischen Verbindung kann als ein indirektes oder direktes Anordnen verstanden werden. Ist der Leitungssensor direkt an der ersten elektrischen Verbindung angeordnet, so kann eine physikalische Größe, bspw. eine Temperatur, der ersten elektrischen Verbindung besonders genau bestimmt werden. Insbesondere erfasst ferner der zumindest eine Leitungssensor die zumindest eine physikalische Größe, bspw. eine Temperatur, der elektrischen Verbindung lokal.In particular, the at least one line sensor is arranged on the first electrical connection. Arranging the line sensor on the first electrical connection can be understood as an indirect or direct arrangement. If the line sensor is arranged directly on the first electrical connection, a physical quantity, for example a temperature, of the first electrical connection can be determined particularly precisely. In particular, the at least one line sensor also detects the at least one physical quantity, for example a temperature, of the electrical connection locally.
Insbesondere bilden die elektrische Schaltvorrichtung mit dem zumindest einen kontrollierbaren, elektrischen Schalter, sowie der zumindest eine Leitungssensor zum Erfassen der zumindest einen physikalischen Größe der ersten elektrischen Verbindung, sowie die Kontrollvorrichtung zusammen einen thermischen Überstromschutz bzw. eine thermische Überstromschutzvorrichtung zum Schutz der zumindest einen elektrischen Verbindung und/oder der elektrischen Energiequelle und/oder des zumindest einen ersten elektrischen Verbrauchers, bspw. eines elektrischen Betriebsmittels als Verbraucher, vor einem thermischen Überstrom aus. Somit kann bspw. auf eine oder mehrere Schmelzsicherungen in der ersten elektrischen Verbindung verzichtet werden.In particular, the electrical switching device with the at least one controllable electrical switch, as well as the at least one line sensor for detecting the at least one physical quantity of the first electrical connection, and the control device together form a thermal overcurrent protection or a thermal overcurrent protection device for protecting the at least one electrical connection and/or the electrical energy source and/or the at least one first electrical consumer, for example an electrical equipment as a consumer, from a thermal overcurrent. This makes it possible, for example, to dispense with one or more fuses in the first electrical connection.
Als thermischer Überstrom ist insbesondere ein elektrischer Strom (bzw. eine elektrische Stromstärke) zu verstehen, welcher größer ist als technisch zulässig und/oder gesetzlich zulässig für bspw. eine elektrische Leitung und/oder eine elektrische Steckverbindung und/oder Betriebsmittel, wie ein elektrischer Verbraucher. Dauert ein thermischer Überstrom eine gewisse Zeitdauer an, kann der thermische Überstrom zu einer Beschädigung und/oder Zerstörung führen. Ein thermischer Überstrom in der zumindest einen ersten elektrischen Verbindung der Anordnung kann durch eine Überlastung und/oder einen Kurzschluss in der Anordnung verursacht werden.Thermal overcurrent is to be understood in particular as an electrical current (or an electrical current intensity) which is greater than technically permissible and/or legally permissible for, for example, an electrical line and/or an electrical plug connection and/or equipment, such as an electrical consumer . If a thermal overcurrent lasts for a certain period of time, the thermal overcurrent can lead to damage and/or destruction. A thermal overcurrent in the at least one first electrical connection of the arrangement can be caused by an overload and/or a short circuit in the arrangement.
Insbesondere ist die zumindest eine von dem zumindest einen Leitungssensor erfasste physikalische Größe eine derartige physikalische Größe, welche auf einen elektrischen Strom bzw. eine elektrische Stromstärke in der ersten elektrischen Verbindung rückschließen lässt. Bspw. kann auch aus einer durch den Leitungssensor erfassten Temperatur der ersten elektrischen Verbindung und/oder aus einem durch den Leitungssensor erfassten Spannungsabfall (an) der ersten elektrischen Verbindung und/oder aus einer durch den Leitungssensor erfassten magnetischen Flussdichte auf einen durch die erste elektrische Verbindung fließenden elektrischen Strom rückgeschlossen werden und damit von der Kontrollvorrichtung erkannt werden, ob ein thermischer Überstrom vorliegt und ggf. ein festgelegtes Auslösekriterium verletzt wird.In particular, the at least one physical quantity detected by the at least one line sensor is a physical quantity which allows conclusions to be drawn about an electrical current or an electrical current intensity in the first electrical connection. For example, from a temperature of the first electrical connection detected by the line sensor and/or from a voltage drop (at) the first electrical connection detected by the line sensor and/or from a magnetic flux density detected by the line sensor to a through the first electrical connection flowing electrical current can be inferred and the control device can therefore detect whether a thermal overcurrent is present and, if necessary, a specified triggering criterion has been violated.
Die Kontrollvorrichtung kann insbesondere auch als ein Steuergerät oder mehrere kommunikationstechnisch miteinander in Verbindung stehende Steuergeräte verstanden werden.The control device can in particular also be understood as a control device or several control devices that are connected to one another in terms of communication technology.
Die Kontrollvorrichtung kann kabelgebunden und/oder kabellos mit dem zumindest einen Leitungssensor kommunikationstechnisch verbunden sein. Somit können die von dem Leitungssensor erfassten Informationen bezüglich der zumindest einen physikalischen Größe der Kontrollvorrichtung übermittelt werden.The control device can be connected to the at least one line sensor via wired and/or wireless communication technology. The information recorded by the line sensor regarding the at least one physical quantity can thus be transmitted to the control device.
Ferner kann die Kontrollvorrichtung mit der elektrischen Schaltvorrichtung bzw. dem kontrollierbaren, elektrischen Schalter, kommunikationstechnisch verbunden sein, um den kontrollierbaren, elektrischen Schalter zwischen dem Offenzustand und dem Schließzustand zu überführen, um die erste elektrische Verbindung (elektrotechnisch) zu schließen bzw. (elektrotechnisch) zu öffnen. Die Kontrollvorrichtung kann auch kabelgebunden und/oder kabellos mit der elektrischen Schaltvorrichtung kommunikationstechnisch verbunden sein. Dadurch, dass die Kontrollvorrichtung den kontrollierbaren, elektrischen Schalter zwischen dem Offenzustand und dem Schließzustand (wiederholt) überführen kann, ist vorteilhafterweise der kontrollierbare, elektrische Schalter (im Gegensatz zu einer Schmelzsicherung) mehrmals verwendbar. Außerdem weist vorteilhafterweise der kontrollierbare, elektrische Schalter einen besonders geringen Innenwiderstand auf, sodass ein Spannungsverlust über den kontrollierbaren, elektrischen Schalter besonders gering ist.Furthermore, the control device can be connected by communication technology to the electrical switching device or the controllable electrical switch in order to transfer the controllable electrical switch between the open state and the closed state in order to close the first electrical connection (electrically) or (electrotechnically) to open. The control device can also be connected to the electrical switching device via wired and/or wireless communication technology. Because the control device can (repeatedly) transfer the controllable electrical switch between the open state and the closed state, the controllable electrical switch (in contrast to a fuse) can advantageously be used several times. In addition, the controllable electrical switch advantageously has a particularly low internal resistance, so that a voltage loss across the controllable electrical switch is particularly low.
Insbesondere kann die Kontrollvorrichtung ferner eine Auswerteeinheit zum Auswerten der von dem Leitungssensor erfassten Informationen bezüglich der zumindest einen physikalischen Größe, bspw. der Temperatur, der ersten elektrischen Verbindung umfassen. Insbesondere kann ferner die Kontrollvorrichtung eine Recheneinheit für das Auswerten, insbesondere für ein softwaretechnisches Auswerten, der von dem Leitungssensor erfassten Informationen und/oder für das Erkennen, insbesondere für ein softwaretechnisches Erkennen, des Verletzens des zumindest einen festgelegten Auslösekriteriums für den thermischen Überstrom in der ersten elektrischen Verbindung aufweisen. Außerdem kann die Kontrollvorrichtung einen Speicher, vorzugsweise einen nicht-flüchtigen Speicher, aufweisen, auf welchem das zumindest eine festgelegte Auslösekriterium und/oder ein sich anpassendes, festgelegtes Auslösekriterium für den thermischen Überstrom in der ersten elektrischen Verbindung abgespeichert ist.In particular, the control device can further comprise an evaluation unit for evaluating the information recorded by the line sensor regarding the at least one physical quantity, for example the temperature, of the first electrical connection. In particular, the control device can also have a computing unit for evaluating, in particular for software evaluation, the information recorded by the line sensor and/or for detecting, in particular for software detection, the violation of the at least one defined triggering criterion for the thermal overcurrent in the first have electrical connection. In addition, the control device can have a memory, preferably a non-volatile memory, on which the at least one specified Triggering criterion and / or an adapting, fixed triggering criterion for the thermal overcurrent is stored in the first electrical connection.
Das festgelegte Auslösekriterium und/oder ein sich anpassendes, festgelegtes Auslösekriterium für den thermischen Überstrom in der ersten elektrischen Verbindung kann einen Schwellwert oder mehrere Schwellwerte aufweisen, wobei beim erkannten Verletzen des einen Schwellwerts, bspw. einem Temperatur-Schwellwert, oder beim erkannten Verletzen der mehreren Schwellwerte, bspw. einem Temperatur-Schwellwert und (gleichzeitig) einem Zeit-Schwellwert, der kontrollierbare, elektrische Schalter von dem Schließzustand in den Offenzustand überführt wird, um die erste elektrische Verbindung zu öffnen. Der Zeit-Schwellwert kann auch als eine Zeitdauer verstanden werden. Insbesondere wird ein Schwellwert, bspw. ein in der Kontrollvorrichtung hinterlegter Temperatur-Schwellwert, verletzt, wenn der Schwellwert, bspw. ein in der Kontrollvorrichtung hinterlegter Temperatur-Schwellwert, überschritten wird. Das festgelegte Auslösekriterium für den thermischen Überstrom in der ersten elektrischen Verbindung kann eine Auslösecharakteristik ausbilden bzw. sein. Außerdem kann das sich anpassende, festgelegte Auslösekriterium für den thermischen Überstrom in der ersten elektrischen Verbindung eine oder mehrere sich anpassende Auslösecharakteristik(en) ausbilden bzw. sein. Eine Auslösecharakteristik kann als eine Zeit-Temperatur Kennlinie und/oder eine Zeit-Strom Kennlinie und/oder eine Zeit-Spannung(sabfall) Kennlinie und/oder eine Zeit-Magnetfluss Kennlinie verstanden werden. Insbesondere kann das Auslösekriterium softwareseitig festlegbar bzw. softwareseitig festgelegt sein.The defined triggering criterion and/or an adapting, defined triggering criterion for the thermal overcurrent in the first electrical connection can have a threshold value or a plurality of threshold values, with a detected violation of one threshold value, for example a temperature threshold value, or a detected violation of the several threshold values Threshold values, for example a temperature threshold value and (at the same time) a time threshold value, the controllable electrical switch is transferred from the closed state to the open state in order to open the first electrical connection. The time threshold can also be understood as a period of time. In particular, a threshold value, for example a temperature threshold value stored in the control device, is violated if the threshold value, for example a temperature threshold value stored in the control device, is exceeded. The defined triggering criterion for the thermal overcurrent in the first electrical connection can form or be a triggering characteristic. In addition, the adapting, defined triggering criterion for the thermal overcurrent in the first electrical connection can form or be one or more adapting triggering characteristics. A tripping characteristic can be understood as a time-temperature characteristic and/or a time-current characteristic and/or a time-voltage (drop) characteristic and/or a time-magnetic flux characteristic. In particular, the triggering criterion can be set by software or determined by software.
Vorteilhafterweise kann mittels der ersten elektrischen Verbindung, der elektrischen Schaltvorrichtung mit dem zumindest einem elektrischen Schalter, dem zumindest einem Leitungssensor zum Erfassen der zumindest einen physikalischen Größe der ersten elektrischen Verbindung, sowie der Kontrollvorrichtung eine besonders einfache, kostengünstige und bauraumarme Anordnung mit einem thermischen Überstromschutz für das Bordnetz des Fahrzeugs bereitgestellt werden.Advantageously, by means of the first electrical connection, the electrical switching device with the at least one electrical switch, the at least one line sensor for detecting the at least one physical quantity of the first electrical connection, and the control device, a particularly simple, cost-effective and space-saving arrangement with thermal overcurrent protection for the vehicle's on-board electrical system.
Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Anordnung das zumindest eine festgelegte Auslösekriterium für den thermischen Überstrom in der ersten elektrischen Verbindung ein Stromkriterium der ersten elektrischen Verbindung und/oder ein Spannungskriterium der ersten elektrischen Verbindung und/oder ein Temperaturkriterium der ersten elektrischen Verbindung und/oder ein Magnetflusskriterium der ersten elektrischen Verbindung und/oder ein Zeitkriterium ist. Das Stromkriterium kann bspw. ein Strom-Schwellwert sein. Das Spannungskriterium kann bspw. ein Spannungs-Schwellwert sein. Das Temperaturkriterium kann bspw. ein Temperatur-Schwellwert sein. Das Zeitkriterium kann bspw. ein Zeit-Schwellwert, insbesondere eine Zeitdauer, sein. Das Magnetflusskriterium kann bspw. ein magnetischer Flussdichte-Schwellwert sein. Vorzugsweise wird das Stromkriterium und/oder das Spannungskriterium und/oder das Temperaturkriterium und/oder das Magnetflusskriterium mit dem Zeitkriterium, bspw. einer Zeitdauer, als festgelegtes Auslösekriterium für den thermischen Überstrom in der ersten elektrischen Verbindung kombiniert. Bspw. erkennt die Kontrollvorrichtung, dass eine mittels des zumindest einen Leitungssensors erfasste Temperatur der ersten elektrischen Verbindung (zeitkontinuierlich) über eine gewisse festgelegte Zeitdauer einen in der Kontrollvorrichtung hinterlegten festgelegten Temperatur-Schwellwert überschreitet und überführt deswegen den kontrollierbaren, elektrischen Schalter von dem Schließzustand in den Offenzustand, um die erste elektrische Verbindung zu öffnen, sodass ein Beschädigen und/oder ein Zerstören, bspw. der ersten elektrischen Verbindung, aufgrund eines thermischen Überstroms verhindert werden kann.It can be advantageous if, in an arrangement according to the invention, the at least one defined triggering criterion for the thermal overcurrent in the first electrical connection is a current criterion of the first electrical connection and/or a voltage criterion of the first electrical connection and/or a temperature criterion of the first electrical connection and / or a magnetic flux criterion of the first electrical connection and / or a time criterion. The current criterion can be, for example, a current threshold value. The voltage criterion can be, for example, a voltage threshold value. The temperature criterion can be, for example, a temperature threshold value. The time criterion can be, for example, a time threshold, in particular a time period. The magnetic flux criterion can be, for example, a magnetic flux density threshold value. Preferably, the current criterion and/or the voltage criterion and/or the temperature criterion and/or the magnetic flux criterion is combined with the time criterion, for example a period of time, as a fixed triggering criterion for the thermal overcurrent in the first electrical connection. For example, the control device detects that a temperature of the first electrical connection detected by the at least one line sensor (continuously) over a certain specified period of time exceeds a specified temperature threshold value stored in the control device and therefore transfers the controllable electrical switch from the closed state to the Open state to open the first electrical connection so that damage and/or destruction, for example of the first electrical connection, due to a thermal overcurrent can be prevented.
Vorteilhafterweise kann bei einer erfindungsgemäßen Anordnung das zumindest eine festgelegte Auslösekriterium für den thermischen Überstrom in der ersten elektrischen Verbindung ein sich anpassendes, festgelegtes Auslösekriterium sein, wobei insbesondere die Kontrollvorrichtung dazu eingerichtet ist, das sich anpassende, festgelegte Auslösekriterium an eine Umgebungstemperatur des Fahrzeuges und/oder an einen Zustand des zumindest einen ersten elektrischen Verbrauchers oder mehrerer elektrischer Verbraucher anzupassen. Mit anderen Worten ist insbesondere das zumindest eine festgelegte Auslösekriterium für den thermischen Überstrom in der ersten elektrischen Verbindung ein flexibles und einstellbares Auslösekriterium. Insbesondere kann das sich anpassende, festgelegte Auslösekriterium softwareseitig anpassbar und festlegbar bzw. softwareseitig angepasst und festgelegt sein. Somit können sich ändernde Bedingungen, bspw. eine sich ändernde Umgebungstemperatur und/oder ein sich ändernder Leistungsbedarf eines Verbrauchers und/oder ein Zu- bzw. Abschalten eines Verbrauchers oder mehrerer Verbraucher, berücksichtigt werden und ein thermischer Überstromschutz auf besonders einfache, kostengünstige Weise besonders vorteilhaft gewährleistet werden. Hierfür kann der Kontrollvorrichtung eine Zustandsinformation über den zumindest einen ersten über die erste elektrische Verbindung mit der elektrischen Energiequelle verbundenen Verbraucher oder über mehrere über die erste elektrische Verbindung mit der elektrischen Energiequelle verbundenen Verbraucher vorliegen bzw. übermittelt werden. Die Zustandsinformation über den zumindest einen ersten Verbraucher oder die mehreren Verbraucher kann bspw. eine Aktivität oder Inaktivität sein, d. h. ob der zumindest einen erste Verbraucher bzw. ein jeweiliger Verbraucher der mehreren Verbraucher aktiv oder inaktiv ist. Anhand dieser Zustandsinformationen kann die Kontrollvorrichtung das Auslösekriterium anpassen und (neu) festlegen. Somit kann bspw. auch mittels eines (einzigen) kontrollierbaren, elektrischen Schalters für eine Mehrzahl an über die zumindest eine erste elektrische Verbindung mit der elektrischen Energiequelle verbundenen Verbrauchern ein besonders vorteilhafter thermischer Überstromschutz in Abhängigkeit eines Zustandes des zumindest einen ersten Verbrauchers oder der mehreren Verbraucher bereitgestellt werden. Ferner kann das Anpassen des (festgelegten) Auslösekriteriums in zeitlichen Abständen, bspw. jede 10 s (Sekunden), oder zeitlich kontinuierlich erfolgen.Advantageously, in an arrangement according to the invention, the at least one fixed triggering criterion for the thermal overcurrent in the first electrical connection can be an adapting, fixed triggering criterion, with the control device in particular being set up to adapt the adapting, fixed triggering criterion to an ambient temperature of the vehicle and/or to adapt to a state of the at least one first electrical consumer or several electrical consumers. In other words, in particular the at least one defined triggering criterion for the thermal overcurrent in the first electrical connection is a flexible and adjustable triggering criterion. In particular, the adapting, defined triggering criterion can be adapted and defined on the software side or adapted and defined on the software side. Changing conditions, for example a changing ambient temperature and/or a changing power requirement of a consumer and/or a consumer or several consumers being switched on or off, can thus be taken into account and thermal overcurrent protection can be particularly advantageous in a particularly simple, cost-effective manner be guaranteed. For this purpose, the control device can have status information about the at least one first consumer connected to the electrical energy source via the first electrical connection or about several consumers connected to the electrical energy source via the first electrical connection. The status information about at least one first The th consumer or the multiple consumers can, for example, be an activity or inactivity, that is, whether the at least one first consumer or a respective consumer of the multiple consumers is active or inactive. Based on this status information, the control device can adapt and (re)define the trigger criterion. Thus, for example, a particularly advantageous thermal overcurrent protection can also be provided by means of a (single) controllable electrical switch for a plurality of consumers connected to the electrical energy source via the at least one first electrical connection, depending on a state of the at least one first consumer or the plurality of consumers become. Furthermore, the (determined) trigger criterion can be adjusted at time intervals, for example every 10 s (seconds), or continuously over time.
Mit besonderem Vorteil kann bei einer erfindungsgemäßen Anordnung der zumindest eine Leitungssensor eine Temperatur und/oder eine Stromstärke und/oder einen Spannungsabfall und/oder eine magnetische Flussdichte als die zumindest eine physikalische Größe der ersten elektrischen Verbindung erfassen. Durch das direkte Erfassen der elektrischen Stromstärke, bspw. mittels eines Amperemeters als Leitungssensor, in der ersten elektrischen Verbindung kann besonders einfach erkannt werden, ob ein thermischer Überstrom in der ersten elektrischen Verbindung vorliegt. Das Erfassen der Temperatur der ersten elektrischen Verbindung kann vorteilhafterweise besonders einfach und kostengünstig mittels eines an eine Außenseite der elektrischen Verbindung angeordneten Temperatursensors als Leitungssensor erfolgen. Weiter kann das Erfassen eines Spannungsabfalls an der ersten elektrischen Verbindung mittels eines Voltmeters als Leitungssensors besonders einfach erfolgen. Weiter kann das Erfassen der magnetischen Flussdichte bspw. mittels eines Hall-Sensors erfolgen. Insbesondere die Kontrollvorrichtung zusätzlich dazu ausgebildet sein, von einer erfassten Temperatur und/oder von einer erfassten Stromstärke und/oder von einem erfassten Spannungsabfall und/oder von einer erfassten magnetischen Flussdichte auf eine jeweils andere physikalische Größe, bspw. von einer magnetischen Flussdichte der ersten elektrischen Verbindung auf eine elektrische Stromstärke der ersten elektrischen Verbindung, umzurechnen. Somit kann die Kontrollvorrichtung ein Verletzen zumindest eines bspw. festgelegten Stromkriteriums als festgelegtes Auslösekriterium für den thermischen Überstrom in der ersten elektrischen Verbindung auch bei einer durch den Leitungssensor erfassten magnetischen Flussdichte in der ersten elektrischen Verbindung feststellen.With particular advantage, in an arrangement according to the invention, the at least one line sensor can detect a temperature and/or a current intensity and/or a voltage drop and/or a magnetic flux density as the at least one physical quantity of the first electrical connection. By directly detecting the electrical current intensity, for example using an ammeter as a line sensor, in the first electrical connection, it can be particularly easily recognized whether there is a thermal overcurrent in the first electrical connection. Detecting the temperature of the first electrical connection can advantageously be carried out particularly easily and inexpensively by means of a temperature sensor arranged on the outside of the electrical connection as a line sensor. Furthermore, detecting a voltage drop at the first electrical connection can be done particularly easily using a voltmeter as a line sensor. Furthermore, the magnetic flux density can be detected, for example, using a Hall sensor. In particular, the control device can additionally be designed to relate a detected temperature and/or a detected current intensity and/or a detected voltage drop and/or a detected magnetic flux density to a different physical quantity, for example a magnetic flux density of the first electrical Connection to an electrical current strength of the first electrical connection. The control device can thus detect a violation of at least one, for example, specified current criterion as a specified triggering criterion for the thermal overcurrent in the first electrical connection even with a magnetic flux density in the first electrical connection detected by the line sensor.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann bei einer erfindungsgemäßen Anordnung der zumindest eine Leitungssensor zum Erfassen der zumindest einen physikalischen Größe an einem lokal erhöhten elektrischen Widerstand der ersten elektrischen Verbindung angeordnet sein. Somit kann eine Veränderung der physikalischen Größe, bspw. eine durch einen Temperatursensor als Leitungssensor, erfasste Temperaturänderung der ersten elektrischen Verbindung besonders vorteilhaft erfasst werden, da an dem lokal erhöhten elektrischen Widerstand eine Veränderung stärker hervortritt. Der Leitungssensor zum Erfassen der zumindest einen physikalischen Größe kann an einer lokalen Verjüngung einer elektrischen Leitung der ersten elektrischen Verbindung angeordnet sein. Es ist ferner zusätzlich oder alternativ denkbar, dass der zumindest eine Leitungssensor zum Erfassen der zumindest einen physikalischen Größe durch eine Steckverbindung, insbesondere einer Steckerleiste, der ersten elektrischen Verbindung gebildet ist. Vorteilhafterweise kann ein Temperatursensor als Leitungssensor besonderes einfach von außen an einer Steckerleiste, insbesondere an einen Stecker der Steckerleiste, angeordnet bzw. angebracht werden. Somit kann eine bereits durch die Steckverbindung vorhandene, lokale Verjüngung der ersten elektrischen Verbindung als lokal erhöhter elektrischer Widerstand der ersten elektrische Verbindung verwendet werden und ein zusätzliches Verjüngen einer elektrischen Leitung der ersten elektrischen Verbindung, bspw. durch ein Kaltumformen einer elektrischen Leitung der ersten elektrischen Verbindung, kann entfallen.According to a further preferred embodiment, in an arrangement according to the invention, the at least one line sensor for detecting the at least one physical quantity can be arranged at a locally increased electrical resistance of the first electrical connection. A change in the physical quantity, for example a temperature change in the first electrical connection detected by a temperature sensor as a line sensor, can thus be detected particularly advantageously, since a change is more pronounced at the locally increased electrical resistance. The line sensor for detecting the at least one physical quantity can be arranged on a local taper of an electrical line of the first electrical connection. It is also additionally or alternatively conceivable that the at least one line sensor for detecting the at least one physical quantity is formed by a plug connection, in particular a connector strip, of the first electrical connection. Advantageously, a temperature sensor as a line sensor can be particularly easily arranged or attached from the outside to a connector strip, in particular to a plug of the connector strip. Thus, a local taper of the first electrical connection that is already present through the plug connection can be used as a locally increased electrical resistance of the first electrical connection and an additional taper of an electrical line of the first electrical connection, for example by cold forming an electrical line of the first electrical connection , can be omitted.
Vorteilhafterweise kann bei einer erfindungsgemäßen Anordnung sich die erste elektrische Verbindung in einen ersten Stromzweig zum elektrischen Verbinden, insbesondere zum elektrotechnischen Verbinden, der elektrischen Energiequelle mit dem ersten elektrischen Verbraucher und in einen zu dem ersten Stromzweig elektrisch parallel geschalteten, zweiten Stromzweig zum elektrischen Verbinden, insbesondere zum elektrotechnischen Verbinden, der elektrischen Energiequelle mit einem zweiten elektrischen Verbraucher aufteilen, wobei der zumindest eine Leitungssensor derart an den ersten Stromzweig und den zweiten Stromzweig der ersten elektrischen Verbindung angeordnet ist, dass der zumindest eine Leitungssensor zumindest eine physikalische Größe, bspw. eine Temperatur, des ersten Stromzweigs und zumindest eine physikalische Größe, bspw. eine Temperatur, des zweiten Stromzweigs der ersten elektrischen Verbindung erfasst. Somit kann auf besonders einfache und kostengünstige Weise die physikalische Größe des ersten Stromzweigs und die physikalische Größe des zweiten Stromzweigs durch einen, insbesondere einen einzigen, Leitungssensor erfasst werden. Der (einzige) Leitungssensor erfasst insbesondere für den ersten Stromzweig und den zweiten Stromzweig jeweils die gleiche physikalische Größe, bspw. jeweils eine Temperatur. Somit kann der Leitungssensor besonders einfach ausgebildet sein. Mittels des Leitungssensors können somit beide Stromzweige auf einen thermischen Überstrom überwacht werden. Vorzugsweise kann der Kontrollvorrichtung eine Zustandsinformation über den zumindest einen ersten Verbraucher und/oder den über den zweiten Verbraucher vorliegen bzw. übermittelt werden. Die Zustandsinformation über den zumindest einen ersten Verbraucher und/oder die Zustandsinformation über den zweiten Verbraucher kann bspw. eine Aktivität oder Inaktivität sein, d. h. ob der erste Verbraucher aktiv oder inaktiv und/oder der zweite Verbraucher aktiv oder inaktiv ist. Anhand dieser Zustandsinformationen kann die Kontrollvorrichtung das Auslösekriterium anpassen und (neu) festlegen. Somit kann bspw. ein thermischer Überstromschutz des ersten Verbrauchers auch bei einer Inaktivität des zweiten Verbrauchers mittels eines einzigen an den ersten Stromzweig und den zweiten Stromzweig angeordneten Leitungssensors besonders einfach, kostengünstig und bauraumarm gewährleistet werden.Advantageously, in an arrangement according to the invention, the first electrical connection can be in a first current branch for electrically connecting, in particular for electrically connecting, the electrical energy source to the first electrical consumer and in a second current branch for electrically connecting, in particular, electrically connected in parallel to the first current branch for electrically connecting the electrical energy source to a second electrical consumer, the at least one line sensor being arranged on the first current branch and the second current branch of the first electrical connection in such a way that the at least one line sensor detects at least one physical quantity, for example a temperature, of the first current branch and at least one physical quantity, for example a temperature, of the second current branch of the first electrical connection. The physical size of the first current branch and the physical size of the second current branch can thus be detected in a particularly simple and cost-effective manner by one, in particular a single, line sensor. The (single) line sensor detects the same physics, in particular for the first current branch and the second current branch ical size, for example a temperature in each case. The line sensor can therefore be designed to be particularly simple. Using the line sensor, both current branches can be monitored for thermal overcurrent. Preferably, status information about the at least one first consumer and/or about the second consumer can be present or transmitted to the control device. The status information about the at least one first consumer and/or the status information about the second consumer can, for example, be an activity or inactivity, that is, whether the first consumer is active or inactive and/or the second consumer is active or inactive. Based on this status information, the control device can adapt and (re)define the trigger criterion. Thus, for example, thermal overcurrent protection of the first consumer can be ensured in a particularly simple, cost-effective and space-saving manner, even when the second consumer is inactive, by means of a single line sensor arranged on the first current branch and the second current branch.
Mit besonderem Vorteil kann bei einer erfindungsgemäßen Anordnung die Anordnung einen Referenzsensor zumindest zum Plausibilisieren der von dem zumindest einen Leitungssensor erfassten zumindest einen physikalischen Größe der ersten elektrischen Verbindung aufweisen. Somit kann sichergestellt werden, dass die Kontrollvorrichtung den kontrollierbaren, elektrischen Schalter von dem Schließzustand in den Offenzustand nur überführt, wenn die von dem zumindest einen Leitungssensor erfasste physikalische Größe der ersten elektrischen Verbindung durch den Referenzsensor plausibilisiert ist. Der Referenzsensor ist insbesondere kommunikationstechnisch mit der Kontrollvorrichtung verbunden, um die von dem Referenzsensor erfassten Informationen der Kontrollvorrichtung mitzuteilen. Der Referenzsensor kann bspw. an der ersten elektrischen Verbindung angeordnet sein und eine physikalische Größe der ersten elektrischen Verbindung erfassen, wobei insbesondere die Kontrollvorrichtung bspw. durch einen Vergleich der von dem Leitungssensor erfassten physikalischen Größe der ersten elektrischen Verbindung und der von dem Referenzsensor erfassten physikalischen Größe, ggf. nach einem Umrechnen, der ersten elektrischen Verbindung die von dem zumindest einen Leitungssensor bezüglich der zumindest einen physikalischen Größe erfassten Informationen plausibilisiert.With particular advantage, in an arrangement according to the invention, the arrangement can have a reference sensor at least for checking the plausibility of the at least one physical quantity of the first electrical connection detected by the at least one line sensor. It can thus be ensured that the control device only transfers the controllable electrical switch from the closed state to the open state if the physical quantity of the first electrical connection detected by the at least one line sensor is checked for plausibility by the reference sensor. The reference sensor is in particular connected to the control device in terms of communication technology in order to communicate the information recorded by the reference sensor to the control device. The reference sensor can, for example, be arranged on the first electrical connection and detect a physical quantity of the first electrical connection, in particular the control device, for example, by comparing the physical quantity of the first electrical connection detected by the line sensor and the physical quantity detected by the reference sensor , if necessary after conversion, the first electrical connection checks the plausibility of the information recorded by the at least one line sensor with regard to the at least one physical quantity.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann bei einer erfindungsgemäßen Anordnung die elektrische Schaltvorrichtung ein Schütz umfassen, wobei das Schütz den zumindest einen kontrollierbaren, elektrischen Schalter aufweist. Der zumindest eine kontrollierbare, elektrische Schalter des Schützes kann ein mechanischer (elektrischer) Schalter eines mechanischen Schützes sein. Das mechanische Schütz kann auch als mechanisches Schaltschütz verstanden werden. Vorteilhafterweise ist ein mechanisches Schütz besonders einfach ausgestaltet. Das mechanische Schütz kann Steuerkontakte und Schaltkontakte aufweisen. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der zumindest eine kontrollierbare, elektrische Schalter des Schützes ein elektronischer Schalter eines elektronischen Schützes ist. Das elektronische Schütz ist bspw. ein Halbleiter-Schütz bzw. ein Halbleiter-Leistungsschalter. Das elektronische Schütz kann eine besonders hohe Schaltgeschwindigkeit und/oder Lebensdauer und/oder Robustheit aufweisen. Auch das elektronische Schütz kann zumindest einen Steuerkontakt oder mehrere Steuerkontakte und Schaltkontakte aufweisen.According to a further preferred embodiment, in an arrangement according to the invention, the electrical switching device can comprise a contactor, the contactor having the at least one controllable electrical switch. The at least one controllable electrical switch of the contactor can be a mechanical (electrical) switch of a mechanical contactor. The mechanical contactor can also be understood as a mechanical contactor. A mechanical contactor is advantageously designed to be particularly simple. The mechanical contactor can have control contacts and switching contacts. Alternatively, however, it is also conceivable that the at least one controllable electrical switch of the contactor is an electronic switch of an electronic contactor. The electronic contactor is, for example, a semiconductor contactor or a semiconductor circuit breaker. The electronic contactor can have a particularly high switching speed and/or service life and/or robustness. The electronic contactor can also have at least one control contact or several control contacts and switching contacts.
Wird von der Kontrollvorrichtung das Verletzen des zumindest einen festgelegten Auslösekriteriums für den thermischen Überstrom erkannt, so können mittels der Kontrollvorrichtung der zumindest eine Steuerkontakt oder die mehreren Steuerkontakte des mechanischen bzw. elektronischen Schützes derart kontrolliert, insbesondere angesteuert, werden, dass die Schaltkontakte des mechanischen bzw. elektronischen Schützes (als der kontrollierbare, elektrische Schalter) von dem Schließzustand in den Offenzustand überführt werden, um zumindest die erste elektrische Verbindung zu öffnen. Die erste elektrische Verbindung kann bspw. eine Plusleitung zum elektrischen Verbinden der elektrischen Energiequelle mit einem elektrischen Verbraucher sein, wobei insbesondere die Kontrollvorrichtung ferner dazu ausgebildet sein kann, neben der Plusleitung auch eine zu der Plusleitung korrespondierende Minusleitung zu öffnen.If the control device detects that the at least one defined triggering criterion for the thermal overcurrent has been violated, the control device can be used to control, in particular control, the at least one control contact or the several control contacts of the mechanical or electronic contactor in such a way that the switching contacts of the mechanical or . Electronic contactor (as the controllable electrical switch) is transferred from the closed state to the open state in order to open at least the first electrical connection. The first electrical connection can be, for example, a plus line for electrically connecting the electrical energy source to an electrical consumer, wherein in particular the control device can also be designed to open a minus line corresponding to the plus line in addition to the plus line.
Es ist ferner denkbar, dass nach dem Auslösen des zumindest einen kontrollierbaren, elektrischen Schalters nur durch eine aktive Freigabe, bspw. ein aktives Rücksetzen durch einen Menschen, der kontrollierbare, elektrische Schalter wieder von der Offenposition in die Schließposition überführt wird. Somit kann bspw. eine potentielle Gefahr aufgrund eines Fehlerfalls für einen Menschen verbessert verhindert werden. Als Auslösen des zumindest einen kontrollierbaren, elektrischen Schalters ist insbesondere das Überführen des kontrollierbaren, elektrischen Schalters von der Schließposition in die Offenposition zu verstehen.It is also conceivable that after the at least one controllable electrical switch has been triggered, the controllable electrical switch is transferred again from the open position to the closed position only by an active release, for example an active reset by a human. This means, for example, that a potential danger to a person due to an error can be better prevented. Triggering of the at least one controllable electrical switch is to be understood in particular as transferring the controllable electrical switch from the closed position to the open position.
Gemäß einem zweiten Aspekt zeigt die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, wobei das Fahrzeug ein Bordnetz aufweist. Das Bordnetz umfasst zumindest eine elektrische Energiequelle zum Bereitstellen elektrischer Energie. Außerdem umfasst das Bordnetz zumindest einen ersten elektrischen Verbraucher. Außerdem umfasst das Bordnetz zumindest eine erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung, wobei die elektrische Energiequelle mittels der zumindest einen ersten elektrischen Verbindung der Anordnung mit dem zumindest einen ersten elektrischen Verbraucher verbunden ist.According to a second aspect, the present invention shows a vehicle, in particular a motor vehicle, wherein the vehicle has an on-board electrical system. The on-board electrical system includes at least one electrical energy source for providing electrical energy. In addition, the on-board electrical system includes at least a first electrical consumer. In addition, the on-board electrical system includes at least one inventive according to designed arrangement, wherein the electrical energy source is connected to the at least one first electrical consumer by means of the at least one first electrical connection of the arrangement.
Das Kraftfahrzeug kann bspw. ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen sein. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug ein Batteriesystem aufweisen. Das Batteriesystem kann eine Mehrzahl bzw. eine Vielzahl an miteinander elektrisch (bzw. elektrotechnisch) verschalteten Batteriezellen als elektrische Energiequelle zum Bereitstellen elektrischer Energie, insbesondere zum Bereitstellen elektrischer Energie für ein Fortbewegen des Kraftfahrzeuges, aufweisen. Ferner kann das Batteriesystem des Kraftfahrzeuges ein Batteriemanagementsystem aufweisen, wobei insbesondere die Kontrollvorrichtung der erfindungsgemäßen Anordnung zumindest teilweise oder komplett durch das Batteriemanagementsystem gebildet ist. Außerdem kann das Batteriesystem des Kraftfahrzeuges ein Batteriegehäuse aufweisen, wobei vorzugsweise die miteinander elektrisch verschalteten Batteriezellen und/oder das Batteriemanagementsystem in dem Batteriegehäuse des Batteriesystems angeordnet sind. Insbesondere können auch zumindest ein Teil der ersten elektrischen Verbindung der erfindungsgemäßen Anordnung und/oder die elektrische Schaltvorrichtung mit dem zumindest einen kontrollierbaren, elektrischen Schalter der erfindungsgemäßen Anordnung und/oder der zumindest eine Leitungssensor der erfindungsgemäßen Anordnung zumindest teilweise in dem Batteriegehäuse des Batteriesystems angeordnet sein. Vorzugsweise ist zumindest der kontrollierbare, elektrische Schalter der elektrischen Schaltvorrichtung in dem Batteriegehäuse des Batteriesystems angeordnet. Somit kann die erste elektrische Verbindung bei einem erkannten thermischen Überstrom bereits innerhalb des Batteriegehäuses des Batteriesystems mittels des kontrollierbaren, elektrischen Schalters geöffnet werden.The motor vehicle can be, for example, a passenger car or a truck. In particular, the motor vehicle can have a battery system. The battery system can have a plurality or a large number of battery cells that are electrically (or electrically) connected to one another as an electrical energy source for providing electrical energy, in particular for providing electrical energy for moving the motor vehicle. Furthermore, the battery system of the motor vehicle can have a battery management system, in particular the control device of the arrangement according to the invention being formed at least partially or completely by the battery management system. In addition, the battery system of the motor vehicle can have a battery housing, with the battery cells electrically connected to one another and/or the battery management system preferably being arranged in the battery housing of the battery system. In particular, at least part of the first electrical connection of the arrangement according to the invention and/or the electrical switching device with the at least one controllable electrical switch of the arrangement according to the invention and/or the at least one line sensor of the arrangement according to the invention can also be arranged at least partially in the battery housing of the battery system. Preferably, at least the controllable electrical switch of the electrical switching device is arranged in the battery housing of the battery system. Thus, when a thermal overcurrent is detected, the first electrical connection can be opened within the battery housing of the battery system by means of the controllable electrical switch.
Das Fahrzeug kann auch mehrere erfindungsgemäße Anordnungen aufweisen, wobei die mehreren erfindungsgemäßen Anordnungen einen gemeinsame Kontrollvorrichtung, bspw. das Batteriemanagementsystem des Batteriesystems, aufweisen können. Somit kann das Fahrzeug besonders einfach ausgebildet sein.The vehicle can also have several arrangements according to the invention, wherein the several arrangements according to the invention can have a common control device, for example the battery management system of the battery system. The vehicle can therefore be designed to be particularly simple.
Das Fahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist damit dieselben Vorteile auf, wie sie bereits zu der Anordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.The vehicle according to the second aspect of the invention therefore has the same advantages as have already been described for the arrangement according to the first aspect of the invention.
Gemäß einem dritten Aspekt zeigt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Öffnen zumindest einer ersten elektrischen Verbindung bei einem thermischen Überstrom in der ersten elektrischen Verbindung einer Anordnung für ein Bordnetz eines Fahrzeuges, wobei insbesondere die Anordnung erfindungsgemäß ausgebildet ist, und wobei in der ersten elektrischen Verbindung ein kontrollierbarer, elektrische Schalter angeordnet ist. Das Verfahren umfasst als einen Schritt ein Erfassen, insbesondere ein automatisches Erfassen, zumindest einer physikalischen Größe der ersten elektrischen Verbindung der Anordnung mittels zumindest eines Leitungssensors. Außerdem umfasst das Verfahren als einen Schritt ein Erkennen, insbesondere ein automatisches Erkennen, eines Verletzens zumindest eines festgelegten Auslösekriteriums für den thermischen Überstrom in der ersten elektrischen Verbindung basierend auf der zumindest einen erfassten, physikalischen Größe der ersten elektrischen Verbindung, wobei insbesondere das automatische Erkennen des Verletzens mittels einer erfindungsgemäßen Kontrollvorrichtung erfolgt. Außerdem umfasst das Verfahren als einen Schritt ein Überführen, insbesondere ein automatisches Überführen, des kontrollierbaren, elektrischen Schalters beim erkannten Verletzen des zumindest einen festgelegten Auslösekriteriums von einem Schließzustand in einen Offenzustand, um die erste elektrische Verbindung zu öffnen, wobei insbesondere das automatische Überführen mittels einer erfindungsgemäßen Kontrollvorrichtung erfolgt.According to a third aspect, the present invention shows a method for opening at least a first electrical connection in the event of a thermal overcurrent in the first electrical connection of an arrangement for an on-board electrical system of a vehicle, in particular the arrangement being designed according to the invention, and wherein in the first electrical connection a controllable, electrical switch is arranged. The method includes, as a step, detecting, in particular automatically detecting, at least one physical quantity of the first electrical connection of the arrangement by means of at least one line sensor. In addition, the method includes, as a step, detecting, in particular automatically detecting, a violation of at least one defined triggering criterion for the thermal overcurrent in the first electrical connection based on the at least one detected physical quantity of the first electrical connection, in particular automatically detecting the Violation takes place by means of a control device according to the invention. In addition, the method includes, as a step, a transfer, in particular an automatic transfer, of the controllable electrical switch when a violation of the at least one defined trigger criterion is detected from a closed state to an open state in order to open the first electrical connection, in particular the automatic transfer by means of a Control device according to the invention takes place.
Die zuvor und die im Nachfolgenden beschrieben Verfahrensschritte können, sofern technisch sinnvoll, einzeln, zusammen, einfach, mehrfach, zeitlich parallel und/oder nacheinander in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden.The method steps described above and those described below can, if technically sensible, be carried out individually, together, simply, multiple times, in parallel and/or one after the other in any order.
Vorteilhafterweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren für das Überführen des kontrollierbaren, elektrischen Schalters von dem Schließzustand in den Offenzustand die von dem zumindest einen Leitungssensor erfasste, zumindest eine physikalischen Größe der ersten elektrischen Verbindung mittels eines Referenzsensors plausibilisiert werden. Somit kann sichergestellt werden, dass die Kontrollvorrichtung den kontrollierbaren, elektrischen Schalter von dem Schließzustand in den Offenzustand nur überführt, wenn die von dem zumindest einen Leitungssensor erfasste physikalische Größe der ersten elektrischen Verbindung durch den Referenzsensor plausibilisiert ist. Das Plausibilisieren kann mittels eines Vergleichens der von dem Leitungssensor erfassten physikalischen Größe der ersten elektrischen Verbindung mit einer von dem Referenzsensor erfassten physikalischen Größe der ersten elektrischen Verbindung erfolgen. Somit kann das Plausibilisieren besonders einfach erfolgen.Advantageously, in a method according to the invention for transferring the controllable electrical switch from the closed state to the open state, the at least one physical quantity of the first electrical connection detected by the at least one line sensor can be checked for plausibility by means of a reference sensor. It can thus be ensured that the control device only transfers the controllable electrical switch from the closed state to the open state if the physical quantity of the first electrical connection detected by the at least one line sensor is checked for plausibility by the reference sensor. The plausibility check can be done by comparing the physical size of the first electrical connection detected by the line sensor with a physical size of the first electrical connection detected by the reference sensor. This makes the plausibility check particularly easy.
Vorteilhafterweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ferner das Auslösen des kontrollierbaren, elektrischen Schalters durch ein Auswerten der von dem Leitungssensor erfassten physikalischen Größe und/oder über eine Zustandsabfrage des kontrollierbaren, elektrischen Schalters (Offenzustand bzw. Schließzustand) diagnostiziert werden. Somit kann sichergestellt werden, dass die erste elektrische Verbindung aufgrund eines thermischen Überstroms geöffnet hat.Advantageously, in a method according to the invention, the controllable electrical switch can also be triggered by a Evaluating the physical quantity detected by the line sensor and / or diagnosing it via a status query of the controllable electrical switch (open state or closed state). This makes it possible to ensure that the first electrical connection has opened due to a thermal overcurrent.
Das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung weist damit dieselben Vorteile auf, wie sie bereits zu der Anordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bzw. dem Fahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.The method according to the third aspect of the invention therefore has the same advantages as have already been described for the arrangement according to the first aspect of the invention or the vehicle according to the second aspect of the invention.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.Further measures improving the invention result from the following description of some exemplary embodiments of the invention, which are shown schematically in the figures. All features and/or advantages arising from the claims, the description or the drawings, including constructive details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention both individually and in the various combinations. It should be noted that the figures are only descriptive and are not intended to limit the invention in any way.
Es zeigen schematisch:
-
1 eine Bordnetz mit einer Anordnung, -
2 eine elektrische Leitung einer ersten elektrischen Verbindung, -
3 ein Bordnetz mit einer Anordnung, -
4 einen ersten und zweiten Stromzweig einer ersten elektrischen Verbindung, -
5 ein Fahrzeug mit einem Bordnetz, und -
6 ein Verfahren.
-
1 an electrical system with an arrangement, -
2 an electrical line of a first electrical connection, -
3 an on-board electrical system with an arrangement, -
4 a first and second current branch of a first electrical connection, -
5 a vehicle with an on-board electrical system, and -
6 a procedure.
In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen identische Bezugszeichen verwendet.In the following figures, identical reference numbers are used for the same technical features of different exemplary embodiments.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010
- EnergiequelleEnergy source
- 2020
- erste elektrische Verbindungfirst electrical connection
- 2121
- erster Stromzweigfirst branch of electricity
- 2222
- zweiter Stromzweigsecond current branch
- 25a, 25b25a, 25b
- elektrische Leitungelectrical line
- 2626
- Verjüngungrejuvenation
- 30a30a
- erster elektrischer Verbraucherfirst electrical consumer
- 30b30b
- zweiter elektrischer Verbrauchersecond electrical consumer
- 4040
- SchaltvorrichtungSwitching device
- 4141
- kontrollierbarer, elektrischer Schaltercontrollable, electrical switch
- 5151
- LeitungssensorLine sensor
- 6060
- KontrollvorrichtungControl device
- 7171
- ReferenzsensorReference sensor
- 100100
- Anordnungarrangement
- OZOZ
- Offenzustand Open state
- 200200
- Fahrzeugvehicle
- 210210
- Bordnetz On-board electrical system
- 320320
- Erfassen einer physikalischen GrößeDetecting a physical quantity
- 340340
- Erkennen eines Verletzens eines AuslösekriteriumsDetecting a violation of a trigger criterion
- 350350
- Plausibilisieren mittels eines ReferenzsensorsPlausibility check using a reference sensor
- 360360
- Überführen des Schalters von einem Schließzustand in einen OffenzustandTransferring the switch from a closed state to an open state
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102019213254 A1 [0003]DE 102019213254 A1 [0003]
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