DE112014005110T5 - Secured control of an electrical heating device - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 1 zur gesicherten Ansteuerung eines Anheizmoduls 3, mit mindestens einem Heizwiderstand 31, 33, der zwischen einem Hochspannungsleiter 5 und einem Masseleiter 7 eines Hochspannungsstromnetzes 9 in Reihe geschaltet sein kann. Die Vorrichtung 1 umfasst Folgendes: – einen ersten elektronischen Schalter 11, der mit dem mindestens einen Heizwiderstand 31, 33 in Reihe geschaltet ist, – einen zweiten elektronischen Schalter 15, der mit dem mindestens einen Heizwiderstand 31, 33 und dem ersten elektronischen Schalter 11 in Reihe geschaltet ist, – ein erstes und ein zweites Steuermodul 13, 17, die den ersten bzw. zweiten elektronischen Schalter 11 steuern können, wobei das zweite Steuermodul 17 in Bezug auf das erste Steuermodul 13 schwebend ist, und – Schaltumwandlungsmittel 19, die mit einem Niederspannungsstromnetz 21 verbunden sind und das erste Steuermodul 13 und das zweite Steuermodul 17 unabhängig voneinander speisen, wobei die Umwandlungsmittel 19 eine galvanische Trennung zwischen dem Niederspannungsstromnetz 21 und dem Hochspannungsstromnetz 9 aufweisen.The invention relates to a device 1 for the secure control of a Anheizmoduls 3, with at least one heating resistor 31, 33, which may be connected in series between a high voltage conductor 5 and a ground conductor 7 of a high voltage power supply 9. The device 1 comprises the following: a first electronic switch 11 connected in series with the at least one heating resistor 31, 33, a second electronic switch 15 connected to the at least one heating resistor 31, 33 and the first electronic switch 11 in FIG A first and a second control module 13, 17, which can control the first and second electronic switches 11, wherein the second control module 17 with respect to the first control module 13 is floating, and - switching conversion means 19, which with a Low-voltage power network 21 are connected and the first control module 13 and the second control module 17 feed independently of each other, wherein the conversion means 19 have a galvanic isolation between the low-voltage power supply 21 and the high voltage power grid 9.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine elektrische Anheizeinrichtung und insbesondere eine gesicherte Ansteuerung einer derartigen Anheizeinrichtung.The present invention generally relates to an electrical heating device and in particular to a secure control of such a heating device.

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Elektro- oder Hybridfahrzeuge, bei denen die elektrischen Anheizeinrichtungen dazu ausgelegt sind, mit zwei Versorgungsspannungen mit unterschiedlichen Werten betrieben zu werden, üblicherweise mit einer niedrigen Spannung in der Größenordnung von 12 Volt und einer hohen Spannung in der Größenordnung von 350 Volt. Die hohe Spannung dient dazu, die Anheizeinrichtung in Betrieb zu setzen, während die niedrige Spannung dazu dient, diesen Betrieb zu steuern (Betrieb, Stillstand, Leistung, usw.). Das Niederspannungsnetz des Fahrzeugs wird im Allgemeinen durch die Niederspannungsbatterie mit dem Nominalwert 12 V gebildet. Dieser Niederspannungskreis ist über Anschlüsse der Niederspannungsbatterie mit der Fahrzeugkarosserie verbunden. Das Hochspannungsnetz des Fahrzeugs ist durch die Hochspannungsbatterie (~350 V) gebildet, die als Traktionsbatterie bezeichnet wird. Der Hochspannungskreis bleibt für die Fahrzeuginsassen unzugänglich.The invention relates to the field of electric or hybrid vehicles in which the electrical heaters are adapted to be operated with two supply voltages of different values, usually with a low voltage of the order of 12 volts and a high voltage of the order of 350 Volt. The high voltage is used to put the heater into operation, while the low voltage is used to control this operation (operation, standstill, power, etc.). The low-voltage network of the vehicle is generally formed by the low-voltage battery with a nominal value of 12V. This low-voltage circuit is connected via connections of the low-voltage battery to the vehicle body. The high-voltage network of the vehicle is formed by the high-voltage battery (~ 350 V), which is called a traction battery. The high voltage circuit remains inaccessible to the vehicle occupants.

Anheizeinrichtungen für Elektro- oder Hybridfahrzeuge werden dazu verwendet, den Fahrgastraum des Fahrzeugs durch Erwärmen des Wassers aus dem Kühlkreis zu wärmen. Anheizeinrichtungen umfassen ein oder mehrere Heizwiderstandselemente und werden mit einem Kraftstrom gespeist, der aus der Hochspannungsbatterie des Fahrzeugs (~350 V), auch Traktionsbatterie genannt, stammt. Das Heizwiderstandselement kann beispielsweise von einem Ansteuerkreis gesteuert werden, der einen Leistungstransistor aufweist, der an der Kraftstromversorgung mit dem Heizelement in Reihe geschaltet ist, wobei das Transisorgate von einer Gateansteuervorrichtung gesteuert wird, deren Energie aus dem Niederspannungskreis des Fahrzeugs stammt.Electric or hybrid vehicle heaters are used to warm the passenger compartment of the vehicle by heating the water from the refrigerant circuit. Heating means comprise one or more heating resistance elements and are supplied with a power current derived from the high voltage battery of the vehicle (~350 V), also called a traction battery. The heating resistance element may be controlled, for example, by a drive circuit having a power transistor connected in series with the power supply to the heating element, the transisorgate being controlled by a gate drive device whose power comes from the low voltage circuit of the vehicle.

Wenn der Kreis zur Versorgung einer Anheizeinrichtung defekt ist, was beispielsweise durch einen Kurzschluss des Leistungstransistors verursacht wurde, kann es sein, dass die Anheizeinrichtung permanent betrieben wird, was eine Brandgefahr darstellt, wenn das Wasser zum Sieden kommt und verdampft, wodurch Fahrzeugteile sehr hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Anheizeinrichtungen in Fahrzeugen müssen der Norm ISO 26262 entsprechen, wobei das von einer defekten Anheizeinrichtung stammende Risiko als ASIL-D eingestuft wird (angelsächsische Initialen für automoative safety integrity level), was sicherheitstechnisch dem kritischsten Anforderungsniveau entspricht.If the circuit for supplying a heating device is defective, which was caused for example by a short circuit of the power transistor, it may be that the heating device is operated permanently, which is a fire hazard when the water comes to a boil and evaporates, causing vehicle parts very high temperatures get abandoned. In-vehicle heating devices must conform to ISO 26262 standard, with the risk from a faulty heating device being classified as ASIL-D (Anglo-Saxon initials for automotive safety integrity level), which is the most critical safety level.

Zum Schutz gegen anormal hohe Temperaturen werden bei Anheizeinrichtungen als Heizwiderstandselemente gewöhnlich entweder Heizwiderstände verwendet, die einer Sicherung zugeordnet sind, wie etwa ein Bimetallstreifen, oder Elemente mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC-Elemente genannt). Mit PTC-Elementen, deren Widerstand mit der Temperatur steigt, ist es möglich, eine gegebene Temperatur (von etwa 200°C zum Beispiel) nicht zu übersteigen. PTC-Elemente sind jedoch (im Vergleich zu einem festen Widerstand) eher kostspielig, und ihre Leistung sinkt in Abhängigkeit von der Wassertemperatur sehr rasch. Die Bimetallstreifen haben ihrerseits den Nachteil der Lichtbogenbildung bei einer Unterbrechung des Kraftgleichstroms. Außerdem sind Bimetallstreifen wenig kompakt.For protection against abnormally high temperatures, heating elements commonly used in heating devices are either heating resistors associated with a fuse, such as a bimetallic strip, or elements having a positive temperature coefficient (called PTC elements). With PTC elements whose resistance increases with temperature, it is possible not to exceed a given temperature (of about 200 ° C, for example). However, PTC elements are rather expensive (compared to a fixed resistor) and their performance decreases very rapidly depending on the water temperature. The bimetallic strip in turn have the disadvantage of arcing during an interruption of the DC power. In addition, bimetallic strips are not very compact.

Es ist somit erforderlich, über eine Anheizeinrichtungsansteuerung zu verfügen, mit der jeglicher Defekt eines der Elemente des elektronischen Kreises behoben werden kann, um einen ungewollten Betrieb der Anheizeinrichtung und somit einen Brandgefahr zu verhindern, und dabei die oben genannten Nachteile der herkömmlichen Ansteuerungen beseitigt werden können.Thus, it is necessary to have a heater control which can remedy any defect of one of the elements of the electronic circuit to prevent accidental operation of the heater and thus a fire hazard, while eliminating the above drawbacks of conventional controls ,

Die vorliegende Erfindung zielt auf diese Aufgabe ab und schlägt eine Vorrichtung zur gesicherten Ansteuerung eines Anheizmoduls vor, mit mindestens einem Heizwiderstand, der zwischen einem Hochspannungsleiter und einem Masseleiter eines Hochspannungsstromnetzes in Reihe geschaltet sein kann, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst:

  • – einen ersten elektronischen Schalter, der mit dem mindestens einen Heizwiderstand in Reihe geschaltet sein kann,
  • – ein erstes Steuermodul, das den ersten elektronischen Schalter steuern kann,
  • – einen zweiten elektronischen Schalter, der mit dem mindestens einen Heizwiderstand und dem ersten elektronischen Schalter in Reihe geschaltet sein kann,
  • – ein zweites Steuermodul, das den zweiten elektronischen Schalter steuern kann, wobei das zweite Steuermodul in Bezug auf das erste Steuermodul schwebend ist, und
  • – Schaltumwandlungsmittel, die mit einem Niederspannungsstromnetz verbunden sein und das erste Steuermodul und das zweite Steuermodul unabhängig voneinander speisen können, wobei die Umwandlungsmittel eine galvanische Trennung zwischen dem Niederspannungsstromnetz und dem Hochspannungsstromnetz aufweisen.
The present invention is directed to this object and proposes a device for the secure activation of a heating module, with at least one heating resistor which can be connected in series between a high-voltage conductor and a ground conductor of a high-voltage power network, the device comprising:
  • A first electronic switch, which may be connected in series with the at least one heating resistor,
  • A first control module that can control the first electronic switch,
  • A second electronic switch, which may be connected in series with the at least one heating resistor and the first electronic switch,
  • A second control module that is capable of controlling the second electronic switch, wherein the second control module is floating with respect to the first control module, and
  • - Switching conversion means, which can be connected to a low-voltage power network and the first control module and the second control module can feed independently, wherein the conversion means have a galvanic isolation between the low-voltage power network and the high voltage power network.

Die erfindungsgemäße gesicherte Ansteuerung eines Anheizmoduls bietet somit eine Redundanz bei der Funktion der doppelt vorhandenen Komponenten (Steuermodul, Schalter). Dadurch ist es möglich, einen möglichen Defekt einer dieser Komponenten zu verhindern und somit die geforderte Funktionssicherheit hinsichtlich einer Brandgefahr zu gewährleisten und dabei die oben genannten Nachteile zu beseitigen.The inventive secure control of a Anheizmoduls thus provides a redundancy in the function of the duplicate components (control module, switch). This makes it possible to detect a possible defect of one of these To prevent components and thus to ensure the required reliability in terms of fire risk while eliminating the disadvantages mentioned above.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfassen die Umwandlungsmittel zwei Schaltwandler, die jeweils Folgendes aufweisen:

  • – eine primäre Wicklung, die zur Bereitstellung elektrischer Energie mit dem Niederspannungsstromnetz verbunden sein kann,
  • – eine sekundäre Wicklung, die von der primären Wicklung galvanisch getrennt ist,
wobei die sekundäre Wicklung durch Abgabe der bereitgestellten elektrischen Energie einen Nutzspannungswert bereitstellen kann.According to one embodiment of the invention, the conversion means comprise two switching converters, each comprising:
  • A primary winding, which may be connected to the low-voltage power network for the provision of electrical energy,
  • A secondary winding which is galvanically isolated from the primary winding,
wherein the secondary winding can provide a useful voltage value by delivering the provided electrical energy.

Die Umwandlungsmittel umfassen besonders bevorzugt einen einzigen Schaltwandler, der das erste und das zweite Steuermodul speisen kann.The conversion means particularly preferably comprise a single switching converter which can feed the first and the second control module.

Zusätzlich zu den oben genannten Vorteilen bildet ein einzelner Schaltwandler eine perfekt angepasste, wirtschaftlich und ausgeklügelte Versorgung der beiden Steuermodule, mit der es ferner möglich ist, im Vergleich zu zwei getrennten Versorgungen Platz zu sparen. Mit einem einzigen Wandler kann außerdem Platz gewonnen werden.In addition to the above advantages, a single switching converter provides a perfectly matched, economical and sophisticated supply of the two control modules, with which it is also possible to save space compared to two separate supplies. Space can also be gained with a single transducer.

Gemäß einer Variante handelt es sich bei dem einzelnen Schaltwandler um einen Sperrwandler, der Folgendes aufweist:

  • – eine primäre Wicklung, die zur Bereitstellung elektrischer Energie mit dem Niederspannungsstromnetz verbunden sein kann,
  • – zwei sekundäre Wicklungen, die von der primären Wicklung galvanisch getrennt sind,
wobei die sekundären Wicklungen durch Abgabe der bereitgestellten elektrischen Energie ein und denselben Nutzspannungswert bereitstellen können.According to a variant, the single switching converter is a flyback converter comprising:
  • A primary winding, which may be connected to the low-voltage power network for the provision of electrical energy,
  • Two secondary windings galvanically isolated from the primary winding,
wherein the secondary windings can provide one and the same useful voltage value by delivering the provided electrical energy.

Der einzelne Schaltwandler weist vorzugsweise auch Folgendes auf:

  • – eine Einstellwicklung, die durch Abgabe der bereitgestellten elektrischen Energie einen Nutzspannungswert bereitstellen kann, und
  • – ein Einstellmodul,
wobei das Einstellmodul den von der Einstellwicklung bereitgestellten Nutzspannungswert messen und das Tastverhältnis des Wandlers einstellen kann, um einen vorbestimmten Nutzspannungswert zu erhalten. Dadurch kann der Wandler so eingestellt werden, dass die erste und die zweite sekundäre Wicklung einen vorbestimmten Nutzspannungswert zur Speisung des ersten und zweiten Steuermoduls bereitstellen.The single switching converter preferably also has the following:
  • A setting winding capable of providing a duty value by outputting the supplied electric power, and
  • An adjustment module,
wherein the adjustment module can measure the useful voltage value provided by the adjustment winding and adjust the duty cycle of the converter to obtain a predetermined duty value. Thereby, the converter can be adjusted so that the first and the second secondary winding provide a predetermined Nutzspannungswert for feeding the first and second control module.

Die Vorrichtung weist vorteilhaft ferner einen ersten Temperatursensor und einen zweiten Temperatursensor auf, wobei die Sensoren einen Wassertemperaturwert in der Nähe des mindestens einen ersten Heizwiderstands des Anheizmoduls erfassen und den erfassten Wert zu einem der Steuermodule leiten können.The device advantageously further comprises a first temperature sensor and a second temperature sensor, wherein the sensors can detect a water temperature value in the vicinity of the at least one first heating resistor of the Anheizmoduls and direct the detected value to one of the control modules.

Gemäß einer bevorzugten Variante handelt es sich bei dem ersten Steuermodul um ein Hauptsteuermodul und bei dem zweiten Steuermodul um ein Nebensteuermodul.According to a preferred variant, the first control module is a main control module and the second control module is a sub-control module.

Das Hauptsteuermodul weist vorteilhafterweise ein Strommessmodul auf, das einen Kraftstrom messen kann, der durch den ersten elektronischen Schalter und den zweiten elektronischen Schalter fließt.The main control module advantageously has a current measuring module that can measure a force current flowing through the first electronic switch and the second electronic switch.

Gemäß einer Variante können das erste und das zweite Steuermodul über eine Datenverbindung miteinander kommunizieren.According to a variant, the first and the second control module can communicate with one another via a data connection.

Das Hauptsteuermodul kann vorzugsweise Folgendes durchführen:

  • – Erfassen eines Fehlers des ersten oder des zweiten elektronischen Schalters mit dem Strommessmodul und Erfassen eines Fehlers des Nebensteuermoduls über die Datenverbindung,
  • – Ansteuern des Öffnens des ersten elektronischen Schalters bei der Erfassung eines dieser Fehler.
The main control module may preferably perform the following:
  • Detecting a fault of the first or the second electronic switch with the current measuring module and detecting a fault of the sub-control module via the data connection,
  • - Driving the opening of the first electronic switch in the detection of one of these errors.

Das Nebensteuermodul kann vorzugsweise einen Fehler des Hauptsteuermoduls über die Datenverbindung erfassen und das Öffnen des zweiten elektronischen Schalters bei der Erfassung eines Fehlers ansteuern.The sub-control module may preferably detect an error of the main control module via the data connection and control the opening of the second electronic switch in the detection of an error.

Die Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform weist vorteilhaft ferner Folgendes auf:

  • – ein LIN-Kommunikationsmodul, das mit dem Niederspannungsstromnetz verbunden sein kann, und
  • – einen nicht-galvanischen Koppler,
wobei das LIN-Kommunikationsmodul über den nicht-galvanischen Koppler Befehle zur Ansteuerung des Anheizmoduls zum Hauptsteuermodul übertragen kann.The device according to one embodiment advantageously also has the following:
  • A LIN communication module, which may be connected to the low voltage power supply, and
  • A non-galvanic coupler,
wherein the LIN communication module via the non-galvanic coupler can transmit commands for controlling the Anheizmoduls to the main control module.

Der erste und der zweite elektronische Schalter weisen vorzugsweise einen Transistor mit einem Gate auf, das mit einem zugeordneten Ausgang des zugeordneten Steuermoduls verbunden ist. Gemäß Varianten handelt es sich bei dem Transistor um einen IGBT- oder MOSFET-Transistor. Das erste und das zweite Steuermodul weisen einen Mikrocontroller und eine Gateansteuervorrichtung auf. The first and second electronic switches preferably comprise a transistor with a gate connected to an associated output of the associated control module. According to variants, the transistor is an IGBT or MOSFET transistor. The first and second control modules include a microcontroller and a gate driver.

Der erste und der zweite elektronische Schalter können vorteilhafterweise auf der gleichen Seite des mindestens einen Heizwiderstands angeschlossen sein. Alternativ können der erste und der zweite elektronische Schalter vorteilhafterweise auf der einen und auf der anderen Seite des mindestens einen Heizwiderstands angeschlossen sein.The first and the second electronic switch may advantageously be connected on the same side of the at least one heating resistor. Alternatively, the first and the second electronic switch may advantageously be connected on one side and on the other side of the at least one heating resistor.

Der Nutzspannungswert beträgt vorzugsweise etwa 15 V.The useful voltage value is preferably about 15 V.

Die Erfindung und die Vorteile, die sie bietet, werden anhand der nachfolgenden Beschreibung eines nicht einschränkenden Beispiels zur Ausführung der Erfindung, die mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben ist, besser verstanden. Darin zeigen:The invention and the advantages which it offers will be better understood from the following description of a non-restrictive example for carrying out the invention, given with reference to the accompanying drawings. Show:

1 ein vereinfachtes Schema einer Vorrichtung zur gesicherten Ansteuerung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und 1 a simplified diagram of a device for secure activation according to a first embodiment of the invention and

2 schematisch eine Vorrichtung zur gesicherten Ansteuerung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. 2 schematically a device for secure control according to a second embodiment of the invention.

1 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zur gesicherten Ansteuerung eines Anheizmoduls 3, wobei das Anheizmodul 3 zwei Heizwiderstände 31, 33 aufweist, die zwischen einem Hochspannungsleiter 5 und einem Masseleiter 7 eines Hochspannungsstromnetzes in Reihe geschaltet sein können. Die Vorrichtung 1 zur gesicherten Ansteuerung weist Folgendes auf:

  • – einen ersten elektronischen Schalter 11, der mit den Heizwiderständen 31, 33 in Reihe geschaltet sein kann,
  • – ein erstes Steuermodul 13, das den ersten elektronischen Schalter 11 steuern kann,
  • – einen zweiten elektronischen Schalter 15, der mit den Heizwiderständen 31, 33 und dem ersten elektronischen Schalter 11 in Reihe geschaltet sein kann, und
  • – ein zweites Steuermodul 17, das den zweiten elektronischen Schalter 15 steuern kann.
1 shows an embodiment of a device 1 for the secure control of a heating module 3 , wherein the heating module 3 two heating resistors 31 . 33 which is between a high voltage conductor 5 and a ground leader 7 a high voltage power network can be connected in series. The device 1 for secure control has the following:
  • - a first electronic switch 11 that with the heating resistors 31 . 33 can be connected in series,
  • A first control module 13 That's the first electronic switch 11 can control
  • - a second electronic switch 15 that with the heating resistors 31 . 33 and the first electronic switch 11 can be connected in series, and
  • - a second control module 17 that the second electronic switch 15 can control.

Die Ansteuerungsvorrichtung 1 gemäß der dargestellten Ausführungsform weist ferner Schaltumwandlungsmittel 19 auf, die an ein Niederspannungsstromnetz angeschlossen sind. Das Niederspannungsstromnetz liefert zum Beispiel eine Spannung von etwa 12 V, die zwischen etwa 9 V und 16 V variieren kann. The driving device 1 according to the illustrated embodiment further comprises switching conversion means 19 connected to a low voltage power supply. For example, the low voltage power supply provides a voltage of about 12V, which may vary between about 9V and 16V.

Das Niederspannungsnetz kann beispielsweise durch die Niederspannungsbatterie des Fahrzeugs gebildet sein. Das Hochspannungsnetz wird zum Beispiel durch die Traktionsbatterie des Fahrzeugs gebildet. Sie liefert eine Spannung von etwa 350 V, die zwischen etwa 250 V und 450 V variieren kann.The low-voltage network can be formed for example by the low-voltage battery of the vehicle. The high voltage network is formed for example by the traction battery of the vehicle. It supplies a voltage of about 350V, which can vary between about 250V and 450V.

Die Umwandlungsmittel 19 dienen dazu, einen Niederspannungsnutzwert zum ersten Steuermodul 13 und zum zweiten Steuermodul 17 zu leiten. Dieser Ausgangsspannungswert beträgt üblicherweise 15 V und ist für die beiden Steuermodulversorgungen im Wesentlichen identisch. Die Umwandlungsmittel 19 weisen eine galvanische Trennung zwischen dem Niederspannungsstromnetz und dem Hochspannungsstromnetz auf, um die Sicherheitsisolierung zwischen diesen beiden Netzen zu gewährleisten. Diese Sicherheitsisolierung wird von den Herstellern für Elektro- und Hybridfahrzeuge gefordert.The conversion means 19 serve to provide a low voltage utility to the first control module 13 and to the second control module 17 to lead. This output voltage value is usually 15V and is substantially identical for the two control module supplies. The conversion means 19 have a galvanic isolation between the low voltage power grid and the high voltage power grid to ensure safety isolation between these two networks. This safety insulation is required by manufacturers of electric and hybrid vehicles.

Die Versorgung des zweiten Steuermoduls 17 ist in Bezug auf die Versorgung des ersten Steuermoduls 13 schwebend. Das bedeutet, dass keine feste Verbindung zwischen dem Massepotential des ersten Schalters 11 und des ersten Steuermoduls 13 und dem Massepotential des zweiten Schalters 15 und des zweiten Steuermoduls 17 besteht. Die Massepotentiale können zum Beispiel für den Fall, dass der zweite Schalter 15 geschlossen ist, den gleichen Wert haben und in anderen Fällen voneinander verschieden sein.The supply of the second control module 17 is with respect to the supply of the first control module 13 pending. This means that there is no firm connection between the ground potential of the first switch 11 and the first control module 13 and the ground potential of the second switch 15 and the second control module 17 consists. The ground potentials can, for example, in the event that the second switch 15 is closed, have the same value and in other cases be different from each other.

Wie in 1 gezeigt, umfassen die Umwandlungsmittel 19 vorzugsweise einen einzelnen Schaltwandler, der das erste Steuermodul 13 und das zweite Steuermodul 17 unabhängig voneinander speisen kann. Der Wandler ist zum Beispiel ein Sperrwandler mit Induktivitäten (Wicklungen), die an ein und demselben magnetischen Kern angeschlossen sind. Das Niederspannungsnetz liefert elektrische Energie zur Primärseite des Wandlers 19, die als magnetische Energie abgespeichert wird. Die magnetische Energie wird von der Sekundärseite als elektrische Energie abgegeben. Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Schaltwandler eine primäre Wicklung 119 auf, die an das Niederspannungsstromnetz angeschlossen ist, sowie zwei sekundäre Wicklungen 219, 319, die von der primären Wicklung 119 galvanisch getrennt sind. Der Schaltwandler weist auch eine Einstellwicklung 419 in Form einer dritten sekundären Wicklung auf, mit der der Wandler 19 eingestellt werden kann, so dass die erste und zweite sekundäre Wicklung 219, 319 eine Ausgangsspannung mit einem vorbestimmten Wert von beispielsweise etwa 15 V bereitstellt. Dazu weist der Wandler 19 auch ein Einstellmodul 420 auf, das mit der Einstellwicklung 419 verbunden ist und das Tastverhältnis des Wandlers 19 in Abhängigkeit von dem Ausgangsspannungswert der drei sekundären Wicklungen 219, 319, 419 einstellt, um einen vorbestimmten Nutzspannungswert für die jeweilige Versorgung der beiden Steuermodule 13, 17 zu erhalten. Wenn die Ausgangsspannung zu hoch ist, wird das Tastverhältnis zum Beispiel abgesenkt, um die vorbestimmte Ausgangsspannung zu erhalten. Dies ist möglich, wenn davon ausgegangen wird, dass die drei Sekundärseiten ähnlich sind. Die gute Einstellung einer sekundären Wicklung führt somit automatisch zur guten Einstellung der beiden anderen sekundären Wicklungen.As in 1 shown include the conversion means 19 Preferably, a single switching converter, the first control module 13 and the second control module 17 can feed independently. The converter is, for example, a flyback converter with inductances (windings) connected to one and the same magnetic core. The low voltage network supplies electrical energy to the primary side of the converter 19 , which is stored as magnetic energy. The magnetic energy is released from the secondary side as electrical energy. In the illustrated embodiment, the switching converter has a primary winding 119 connected to the low voltage power grid and two secondary windings 219 . 319 that from the primary winding 119 are galvanically isolated. The switching converter also has a setting winding 419 in the form of a third secondary winding, with which the converter 19 can be adjusted so that the first and second secondary winding 219 . 319 an output voltage having a predetermined value of, for example, about 15 V provides. For this purpose, the converter 19 also an adjustment module 420 on that with the adjustment winding 419 is connected and the duty cycle of the converter 19 depending on the output voltage value of the three secondary windings 219 . 319 . 419 is set to a predetermined Nutzspannungswert for the respective supply of the two control modules 13 . 17 to obtain. For example, if the output voltage is too high, the duty cycle is lowered to lower the duty cycle to obtain predetermined output voltage. This is possible if it is assumed that the three secondary pages are similar. The good setting of a secondary winding thus automatically leads to the good setting of the other two secondary windings.

Ein einzelner Schaltwandler vom Typ Sperrwandler als Umwandlungsmittel 19 ist somit perfekt für die Versorgung der beiden Steuermodule 13, 17 geeignet. Der einzelne Wandler bildet nämlich eine wirtschaftliche, einfache und ausgeklügelte Versorgung der beiden redundanten Steuermodule.A single switching converter of the flyback converter type as conversion means 19 is therefore perfect for the supply of the two control modules 13 . 17 suitable. The single converter namely forms an economical, simple and sophisticated supply of the two redundant control modules.

Gemäß einer nicht gezeigten Variante der Vorrichtung 1 zur gesicherten Ansteuerung umfassen die Umwandlungsmittel 19 zwei Schaltwandler. Bei dieser Variante weist jeder der beiden Wandler eine primäre Wicklung auf, die an das Niederspannungsstromnetz angeschlossen ist, sowie eine sekundäre Wicklung, die galavanisch von der primären Wicklung getrennt ist. Jede sekundäre Wicklung gibt elektrische Energie ab, um ihr zugeordnetes Steuermodul zu speisen.According to a variant of the device, not shown 1 for secure activation, the conversion means comprise 19 two switching converters. In this variant, each of the two converters has a primary winding connected to the low voltage power supply and a secondary winding Galvanically isolated from the primary winding. Each secondary winding dissipates electrical energy to power its associated control module.

Sowohl der erste als auch der zweite elektronische Schalter 11, 15 weisen einen Transistor auf. Das Gate G des Transistors ist mit einem Ausgang seines zugeordneten Steuermoduls verbunden. Bei dem Transistor kann es sich beispielsweise um einen IGBT-Transistor (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode, angelsächsische Initialen für Insulated Gate Bipolar Transistor) oder um einen MOSFET-Transistor (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor, angelsächsische Initialen für Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) handeln.Both the first and the second electronic switch 11 . 15 have a transistor. The gate G of the transistor is connected to an output of its associated control module. The transistor may be, for example, an IGBT transistor (Insulated Gate Bipolar Transistor, Anglo Saxon Initials for Insulated Gate Bipolar Transistor) or a MOSFET transistor (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, Anglo Saxon Initials for Metal Oxide Semiconductor Field Effect transistor) act.

Gemäß der dargestellten Ausführungsform weist das erste Steuermodul 13 einen ersten Mikrocontroller 113 und eine erste Gateansteuervorrichtung 213 auf, und das zweite Steuermodul 17 weist einen zweiten Mikrocontroller 117 und eine zweite Gateansteuervorrichtung 217 auf. Die beiden Versorgungen, die von den Sekundärseiten des Wandlers 19 bereitgestellt werden, sind jeweils dazu vorgesehen, eine Baugruppe aus Mikrocontroller und Gateansteuervorrichtung zu speisen. Die erste und die zweite Gateansteuervorrichtung 213, 217 steuern ihren zugeordneten Transistor an, um diesen zwischen dem blockierten Zustand (geöffnete Stellung) und dem Durchlasszustand (geschlossene Stellung) zu schalten. Die Gateansteuervorrichtungen 213, 217 legen 0 V an das Gate des Transistors an, um den Transistor zu öffnen, und 12 V (bei einem MOSFET) oder 15 V (bei einem IGBT), um diesen zu schließen. Jeder Mikrocontroller 113, 117 steuert seinen zugeordneten Transistor so, dass dieser auf einen Wert von etwa 12 V oder 15 V angesteuert wird, der zum Schutz des Transistors um nicht mehr als etwa 2 V variiert.According to the illustrated embodiment, the first control module 13 a first microcontroller 113 and a first gate driver 213 on, and the second control module 17 has a second microcontroller 117 and a second gate driver 217 on. The two supplies coming from the secondary sides of the converter 19 are each provided to feed a module of microcontroller and Gateansteuervorrichtung. The first and second gate drivers 213 . 217 drive their associated transistor to switch it between the blocked state (open position) and the on-state (closed position). The gate drivers 213 . 217 Apply 0 V to the gate of the transistor to open the transistor and 12 V (for a MOSFET) or 15 V (for an IGBT) to close it. Every microcontroller 113 . 117 controls its associated transistor to be driven to a value of about 12V or 15V that does not vary by more than about 2V to protect the transistor.

Gemäß einer Variante weist die Vorrichtung 1 ferner (nicht gezeigte) Einstelleinrichtungen für jeden Mikrocontroller 113, 117 auf, um die Spannung zu deren Speisung einzustellen. Die Spannung von 15V, die von den Sekundärseiten des Wandlers bereitgestellt wird, können von den Einstelleinrichtungen auf 5 V gesenkt werden.According to a variant, the device 1 further adjustment means (not shown) for each microcontroller 113 . 117 to set the voltage for their supply. The voltage of 15V provided by the secondary sides of the converter can be lowered to 5V by the adjusters.

Die Vorrichtung 1 weist vorteilhaft einen ersten und einen zweiten Temperatursensor 35, 37 auf, die jeweils in der Nähe eines der beiden Heizwiderstände 31, 33 des Anheizmoduls 3 angeordnet sind, um die Temperatur des erwärmten Wassers des Kühlkreises zu messen. Der erste Temperatursensor 35 leitet seinen erfassten Temperaturwert zum ersten Steuermodul 13, und der zweite Temperatursensor 37 leitet seinen erfassten Temperaturwert zum zweiten Steuermodul 17. Wenn die Temperatur des Wassers nahe ihrem Siedepunkt liegt und zum Beispiel etwa 90°C beträgt, wird der elektronische Schalter 11, 15, der dem Steuermodul 13, 17 zugeordnet ist, das den gemessenen Wert empfangen hat, von dem Steuermodul 13, 17 in die geöffnete Stellung gebracht, um den Stromfluss im Anheizmodul 3 zu unterbrechen. Da der Temperaturwert des Wassers für beide Sensoren nahezu identisch ist, werden die beiden Schalter in die geöffnete Stellung gebracht. Die Erfassung der Temperatur ist somit Teil der Diagnose des ordnungsgemäßen Betriebs der Steuervorrichtung 1.The device 1 advantageously has a first and a second temperature sensor 35 . 37 on, each near one of the two heating resistors 31 . 33 of the heating module 3 are arranged to measure the temperature of the heated water of the cooling circuit. The first temperature sensor 35 passes its sensed temperature value to the first control module 13 , and the second temperature sensor 37 transfers its sensed temperature value to the second control module 17 , When the temperature of the water is near its boiling point, for example, about 90 ° C, the electronic switch 11 . 15 , the control module 13 . 17 which has received the measured value from the control module 13 . 17 brought into the open position to the flow of current in the Anheizmodul 3 to interrupt. Since the temperature value of the water for both sensors is almost identical, the two switches are brought into the open position. The detection of the temperature is thus part of the diagnosis of the proper operation of the control device 1 ,

Gemäß einer Variante weist das Anheizmodul 3 einen einzigen Heizwiderstand auf, und die beiden Temperatursensoren 35, 37 können sich in der Nähe des einzigen Heizwiderstands befinden. Das erste Steuermodul 13 empfängt die beiden Temperaturwerte, die in der Nähe der beiden Heizwiderstände bzw. in der Nähe eines einzigen Heizwiderstands gemessen wurden.According to a variant, the heating module 3 a single heating resistor, and the two temperature sensors 35 . 37 can be near the single heating resistor. The first control module 13 receives the two temperature values measured near the two heater resistors or in the vicinity of a single heater resistor.

Durch die Verdopplung bestimmter Komponenten der Ansteuervorrichtung (Steuermodule, elektronische Schalter, Temperatursensoren) ist es hier möglich, über eine Redundanz bei der Funktion dieser Komponenten zu verfügen, wodurch ein möglicher Fehler einer dieser Komponenten behoben wird. Zu den Fehlern eines Steuermoduls können zum Beispiel eine Blockierung aufgrund einer Verriegelung (engl. latch-up) des Kreises und eine Fehlfunktion der Elektronik des Steuermoduls gehören. In den meisten Fällen führt auch das Ausfallen eines Transistors zu einem Kurzschluss.By doubling certain components of the drive device (control modules, electronic switches, temperature sensors), it is possible here to have a redundancy in the function of these components, whereby a possible error of one of these components is eliminated. The errors of a control module may include, for example, a lock due to latching of the circuit and a malfunction of the control module electronics. In most cases, the failure of a transistor will cause a short circuit.

Bei der Veranschaulichung der Ausführungsform sind der erste elektronische Schalter 11 und der zweite elektronische Schalter 15 beispielhaft miteinander und mit den beiden Heizwiderständen 31, 33 in Reihe geschaltet, welche parallel im Anheizmodul 3 angeordnet sind. Die beiden Schalter 11, 15 sind auf der Seite des Massepotentials der Heizwiderstände 31, 33 in Reihe geschaltet.In the illustration of the embodiment, the first electronic switch 11 and the second electronic switch 15 exemplary with each other and with the two heating resistors 31 . 33 in Series connected, which parallel in the Anheizmodul 3 are arranged. The two switches 11 . 15 are on the side of the ground potential of the heating resistors 31 . 33 connected in series.

Gemäß weiteren Varianten können die Schalter auch auf der Seite des Hochspannungspotentials der Heizwiderstände oder auf der einen und auf der anderen Seite der Heizwiderstände in Reihe geschaltet sein.According to further variants, the switches can also be connected in series on the side of the high-voltage potential of the heating resistors or on one side and on the other side of the heating resistors.

Das erste Steuermodul 13 ist vorteilhaft ein Hauptsteuermodul mit einem Hauptmikrocontroller 113 und einer Hauptvorrichtung 213 zur Gatesteuerung, und das zweite Steuermodul 17 ist ein Nebensteuermodul mit einem Hilfsmikrocontroller 117 und einer Hilfsvorrichtung 217 zur Gatesteuerung. Der Hauptund Hilfsmikrocontroller 13, 17 kommunizieren über eine Datenverbindung 23 miteinander. Bei dieser Verbindung 23 kann es sich zum Beispiel um eine SPI-Verbindung (angelsächsische Initialen für Serial Peripheral Interface) handeln, bei der das Nebenmodul auf die Anforderungen des Hauptmoduls hinsichtlich einer Kommunikation entsprechend einem von dem Hauptmodul erzeugten Takts reagiert. Das Hauptmodul 13 kann zum Beispiel das Nebenmodul 17 auffordern, ihm die über den zweiten Temperatursensor 37 gemessene Temperatur mitzuteilen. Diese Datenverbindung 23 wird in nicht galvanischer Weise durchgeführt, so dass die beiden Steuermodule 13, 17 schwebend zueinander bleiben können. Dazu weist die Vorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform ein Verbindungsmodul 27 auf. Das Verbindungsmodul 27 umfasst beispielsweise einen Optokoppler oder einen kapazitiven Koppler (digitaler Koppler). Die SPI-Kommunikation ist bidirektional. Durch die Kommunikation können die Steuermodule 13, 17 Diagnosesequenzen durchführen, die nachfolgend ausführlicher betrachtet werden.The first control module 13 is advantageously a main control module with a main microcontroller 113 and a main device 213 for gate control, and the second control module 17 is a slave control module with an auxiliary microcontroller 117 and an auxiliary device 217 for gate control. The main and auxiliary microcontroller 13 . 17 communicate via a data connection 23 together. At this connection 23 it may be, for example, an SPI (Serial Peripheral Interface) connection, in which the slave module responds to the requirements of the main module for communication in accordance with a clock generated by the main module. The main module 13 can, for example, the secondary module 17 Ask him about the second temperature sensor 37 report measured temperature. This data connection 23 is carried out in a non-galvanic manner, so that the two control modules 13 . 17 to be able to stay together For this purpose, the device 1 According to the second embodiment, a connection module 27 on. The connection module 27 includes, for example, an optocoupler or a capacitive coupler (digital coupler). SPI communication is bidirectional. Through communication, the control modules 13 . 17 Perform diagnostic sequences, which are considered in more detail below.

Das Hauptsteuermodul 13 weist ein Strommessmodul 313 auf, mit dem es möglich ist, Messungen des Kraftstroms durchzuführen, der durch den ersten Transistor 11 (Haupttransistor) und den zweiten Transistor 15 (Hilfstransistor) fließt. Wenn die beiden Transistoren 11, 15 geschlossen sind, muss ein Kraftstrom erfasst werden. In allen anderen Fällen muss kein Strom gemessen werden. Das Hauptmodul 13 kann dadurch den ordnungsgemäßen Betrieb der beiden Transistoren 11, 15 überprüfen. Diese Überprüfung kann auch durch die Messung der Hochspannung am Ausgang der Heizelemente 31, 33 erfolgen.The main control module 13 has a current measurement module 313 with which it is possible to carry out measurements of the force current passing through the first transistor 11 (Main transistor) and the second transistor 15 (Auxiliary transistor) flows. If the two transistors 11 . 15 are closed, a power flow must be detected. In all other cases no current has to be measured. The main module 13 This will allow the proper operation of both transistors 11 . 15 to verify. This check can also be done by measuring the high voltage at the output of the heating elements 31 . 33 respectively.

Gemäß der Ausführungsform aus 2 weist die Vorrichtung 1 zur gesicherten Ansteuerung ferner ein LIN-Kommunikationsmodul (angelsächsische Initialen für Local Interconnect Network) 25 auf, das mit dem Niederspannungsstromkreis verbunden ist, sowie ein nicht galvanisches Kopplungsmittel 250 zwischen dem LIN-Kommunikationsmodul 25 und der Hauptmikrocontroller 113. Die LIN-Kommunikation ist bidirektional. Durch die LIN-Kommunikation ist es möglich, mit dem Ansteuersystem (Mikrocontroller, Ansteuervorrichtung, Schalter) der Anheizeinrichtung 3 zu kommunizieren, auch wenn die Hochspannungsversorgung nicht funktioniert. Dadurch kann das LIN-Kommunikationsmodul 25 Befehle zur Ansteuerung des Anheizmoduls 3 zum Hauptmikrocontroller 113 leiten, damit die Gateansteuervorrichtung 213 als Folge ihren Transistor 11 ansteuern kann. Bei der gezeigten Ausführungsform verfügt der Hilfsmikrocontroller 117 nicht über Mittel zur Kommunikation mit dem Niederspannungsnetz, wobei die Kommunikation mit dem Hauptmikrocontroller 113 über die LIN- und SPI-Verbindungen gewährleistet wird. Die Kopplungsmittel 250 umfassen zum Beispiel einen Optokoppler oder einen kapazitiven Koppler (digitalen Koppler).According to the embodiment of 2 has the device 1 for secure control furthermore a LIN communication module (Anglo-Saxon initials for Local Interconnect Network) 25 connected to the low voltage circuit and a non-galvanic coupling means 250 between the LIN communication module 25 and the main microcontroller 113 , The LIN communication is bidirectional. Through the LIN communication, it is possible with the drive system (microcontroller, drive device, switch) of the heater 3 to communicate, even if the high voltage supply is not working. This allows the LIN communication module 25 Commands for controlling the heating module 3 to the main microcontroller 113 conduct, so that the gate drive device 213 as a result of their transistor 11 can drive. In the embodiment shown, the auxiliary microcontroller has 117 does not have means of communication with the low voltage network, whereby communication with the main microcontroller 113 guaranteed via the LIN and SPI connections. The coupling agents 250 For example, they include an optical coupler or a capacitive coupler (digital coupler).

Das Hauptsteuermodul 13 erfüllt vorteilhafterweise eine bestimmte Anzahl von Funktionen, wobei die Hauptfunktionen die folgenden sind:

  • – Diagnose des ordnungsgemäßen Betriebs des ersten und zweiten Schalters 11, 15, indem beispielsweise überprüft wird, dass keiner der beiden kurzgeschlossen ist. Diese Diagnose kann entsprechend dem nachfolgenden Schema durchgeführt werden: – erster Schalter geöffnet und zweiter Schalter geschlossen, und – zweiter Schalter geöffnet und erster Schalter geschlossen.
The main control module 13 advantageously fulfills a certain number of functions, the main functions being the following:
  • - Diagnosing the proper operation of the first and second switches 11 . 15 by checking, for example, that neither is short-circuited. This diagnosis can be carried out according to the following scheme: first switch open and second switch closed, second switch open and first switch closed.

In beiden Fällen muss kein Strom erfasst werden.

  • – Überprüfen des ordnungsgemäßen Betriebs des Nebensteuermoduls 17 über die Datenverbindung 23,
  • – Auslösen des Öffnens des ersten Schalters 11, wenn einer dieser Fehler erfasst wird.
In both cases no current has to be detected.
  • - Check the proper operation of the slave control module 17 over the data connection 23 .
  • - triggering the opening of the first switch 11 if one of these errors is detected.

Die Hauptfunktionen des Nebensteuermoduls 17 sind:

  • – die Erfassung eines Ausfalls des Hauptsteuermoduls 13 über die Datenverbindung 23,
  • – das Auslösen des Öffnens des zweiten Schalters 15, wenn ein Ausfall erfasst wird.
The main functions of the slave control module 17 are:
  • - the detection of a failure of the main control module 13 over the data connection 23 .
  • - Triggering the opening of the second switch 15 when a failure is detected.

Das Hauptsteuermodul 13 weist vorteilhaft außerdem ein Hochspannungsmessmodul 29 zur Messung der Spannung zwischen dem Hochspannungsleiter 5 und dem Masseleiter 7 des Hochspannungsstromnetzes auf. In Abhängigkeit von dem gemessenen Hochspannungswert kann das Tastverhältnis des Hauptschalters 11 so angepasst werden, dass die erforderliche Leistung der Heizwiderstände 31, 33 des Anheizmoduls 3 erhalten wird.The main control module 13 Advantageously also has a high voltage measuring module 29 for measuring the voltage between the high voltage conductor 5 and the mass leader 7 of the high voltage power grid. Depending on the measured high voltage value, the duty cycle of the main switch 11 be adjusted so that the required power of the heating resistors 31 . 33 of the heating module 3 is obtained.

Zusätzlich zur oben erwähnten Redundanz bei der Funktion der Bauteile der Vorrichtung bietet somit die Ausführungsform eine gesteigerte Sicherung gegen den unerwünschten Betrieb der Heizwiderstände aufgrund der Kommunikation zwischen den Steuermodulen und den Diagnosen, die dadurch möglich sind.Thus, in addition to the above-mentioned redundancy in the function of the components of the device, the embodiment provides enhanced protection against the undesirable operation of the heating resistors due to the communication between the control modules and the diagnostics possible thereby.

Die Vorrichtung 1 weist vorzugsweise ein EMC-Filtermodul 41 (angelsächsische Initialen Electro Magnetic Compatibility) zwischen dem Niederspannungspotential des Niederspannungskreises und der Primärseite 119 des Wandlers 19 (in 2 gezeigt) auf. Das EMC-Filtermodul ist dazu geeignet, mögliche Spannungsschwankungen zu beseitigen, die zum Beispiel von der elektromagnetischen Beeinträchtigung aus dem Betrieb des Wandlers 19 stammen.The device 1 preferably has an EMC filter module 41 (Anglo-Saxon initials Electro Magnetic Compatibility) between the low-voltage potential of the low-voltage circuit and the primary side 119 of the converter 19 (in 2 shown). The EMC filter module is suitable for eliminating potential voltage fluctuations, for example, from the electromagnetic interference resulting from the operation of the converter 19 come.

Die Vorrichtung 1 zur gesicherten Ansteuerung weist vorteilhaft auch Temperatursensoren 38, 39 in der Nähe der Transistoren auf, um deren Temperatur zu messen. Die Temperatur der Transistoren kann in Abhängigkeit von der Umgebung variieren, zum Beispiel aufgrund der Erwärmung durch den Motor. Wenn die Temperatur einen bestimmten Wert von beispielsweise etwa 120°C überschreitet, wird der betreffende Transistor geöffnet, um diesen zu schützen.The device 1 for secure control advantageously also has temperature sensors 38 . 39 near the transistors to measure their temperature. The temperature of the transistors may vary depending on the environment, for example due to heating by the motor. When the temperature exceeds a certain value of, for example, about 120 ° C, the transistor in question is opened to protect it.

Claims (17)

Vorrichtung (1) zur gesicherten Ansteuerung eines Anheizmoduls (3), mit mindestens einem Heizwiderstand (31, 33), der zwischen einem Hochspannungsleiter (5) und einem Masseleiter (7) eines Hochspannungsstromnetzes (9) in Reihe geschaltet sein kann, wobei die Vorrichtung (1) Folgendes umfasst: – einen ersten elektronischen Schalter (11), der mit dem mindestens einen Heizwiderstand (31, 33) in Reihe geschaltet sein kann, – ein erstes Steuermodul (13), das den ersten elektronischen Schalter (11) steuern kann, – einen zweiten elektronischen Schalter (15), der mit dem mindestens einen Heizwiderstand (31, 33) und dem ersten elektronischen Schalter (11) in Reihe geschaltet sein kann, – ein zweites Steuermodul (17), das den zweiten elektronischen Schalter (15) steuern kann, wobei das zweite Steuermodul (17) in Bezug auf das erste Steuermodul (13) schwebend ist, und – Schaltumwandlungsmittel (19), die mit einem Niederspannungsstromnetz (21) verbunden sein und das erste Steuermodul (13) und das zweite Steuermodul (17) unabhängig voneinander speisen können, wobei die Umwandlungsmittel (19) eine galvanische Trennung zwischen dem Niederspannungsstromnetz (21) und dem Hochspannungsstromnetz (9) aufweisen.Contraption ( 1 ) for the secure activation of a heating module ( 3 ), with at least one heating resistor ( 31 . 33 ) connected between a high-voltage conductor ( 5 ) and a ground conductor ( 7 ) of a high-voltage power network ( 9 ) may be connected in series, the device ( 1 ) Comprises: - a first electronic switch ( 11 ), which is connected to the at least one heating resistor ( 31 . 33 ) can be connected in series, - a first control module ( 13 ), which is the first electronic switch ( 11 ), - a second electronic switch ( 15 ), which is connected to the at least one heating resistor ( 31 . 33 ) and the first electronic switch ( 11 ) can be connected in series, - a second control module ( 17 ), the second electronic switch ( 15 ), the second control module ( 17 ) with respect to the first control module ( 13 ), and - switching conversion means ( 19 ) connected to a low voltage power grid ( 21 ) and the first control module ( 13 ) and the second control module ( 17 ) can feed independently of each other, the conversion means ( 19 ) a galvanic isolation between the low-voltage power grid ( 21 ) and the high voltage power grid ( 9 ) exhibit. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei der die Umwandlungsmittel (19) zwei Schaltwandler umfassen, die jeweils Folgendes aufweisen: – eine primäre Wicklung, die zur Bereitstellung elektrischer Energie mit dem Niederspannungsstromnetz (21) verbunden sein kann, – eine sekundäre Wicklung, die von der primären Wicklung galvanisch getrennt ist, wobei die sekundäre Wicklung durch Abgabe der bereitgestellten elektrischen Energie einen Nutzspannungswert bereitstellen kann. Contraption ( 1 ) according to claim 1, wherein the conversion means ( 19 ) comprise two switching converters, each comprising: a primary winding adapted to supply electrical energy to the low voltage power grid ( 21 ) - a secondary winding that is galvanically isolated from the primary winding, wherein the secondary winding can provide a useful voltage value by delivering the electrical energy provided. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei der die Umwandlungsmittel (19) einen einzigen Schaltwandler aufweisen, der das erste und das zweite Steuermodul (13, 17) speisen kann.Contraption ( 1 ) according to claim 1, wherein the conversion means ( 19 ) have a single switching converter, the first and the second control module ( 13 . 17 ) can feed. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, bei der der einzige Schaltwandler (19) ein Sperrwandler ist, der Folgendes umfasst: – eine primäre Wicklung (119), die zur Bereitstellung elektrischer Energie mit dem Niederspannungsstromnetz (21) verbunden sein kann, – zwei sekundäre Wicklungen (219, 319), die von der primären Wicklung galvanisch getrennt sind, wobei die sekundären Wicklungen durch Abgabe der bereitgestellten elektrischen Energie ein und denselben Nutzspannungswert bereitstellen können.Contraption ( 1 ) according to claim 3, wherein the single switching converter ( 19 ) is a flyback converter, comprising: - a primary winding ( 119 ) used to supply electrical energy to the low-voltage power grid ( 21 ), - two secondary windings ( 219 . 319 ) galvanically isolated from the primary winding, wherein the secondary windings can provide one and the same useful voltage value by delivering the electrical energy provided. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, bei der der einzige Schaltwandler (19) ferner Folgendes umfasst: – eine Einstellwicklung (419), die durch Abgabe der bereitgestellten elektrischen Energie einen Nutzspannungswert bereitstellen kann, und – ein Einstellmodul (420), wobei das Einstellmodul den von der Einstellwicklung bereitgestellten Nutzspannungswert messen und das Tastverhältnis des Wandlers einstellen kann, um einen vorbestimmten Nutzspannungswert zu erhalten.Contraption ( 1 ) according to claim 4, in which the only switching converter ( 19 ) further comprises: - a setting winding ( 419 ) which can provide a useful voltage value by delivery of the electrical energy provided, and - an adjustment module ( 420 ), wherein the adjustment module can measure the useful voltage value provided by the adjustment winding and adjust the duty cycle of the converter to obtain a predetermined duty value. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner einen ersten Temperatursensor (35) und einen zweiten Temperatursensor (37) aufweist, wobei die Sensoren einen Wassertemperaturwert in der Nähe des mindestens einen ersten Heizwiderstands (31, 33) des Anheizmoduls (3) erfassen und den erfassten Wert zu einem der Steuermodule (13, 17) leiten können.Contraption ( 1 ) according to any one of the preceding claims, further comprising a first temperature sensor ( 35 ) and a second temperature sensor ( 37 ), wherein the sensors have a water temperature value in the vicinity of the at least one first heating resistor ( 31 . 33 ) of the heating module ( 3 ) and transfer the recorded value to one of the control modules ( 13 . 17 ). Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das erste Steuermodul (13) ein Hauptsteuermodul ist und das zweite Steuermodul (17) ein Nebensteuermodul ist. Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the first control module ( 13 ) is a main control module and the second control module ( 17 ) is a slave control module. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, bei der das Hauptsteuermodul (13) ein Strommessmodul (313) aufweist, das einen Kraftstrom messen kann, der durch den ersten elektronischen Schalter (11) und den zweiten elektronischen Schalter (15) fließt.Contraption ( 1 ) according to claim 7, wherein the main control module ( 13 ) a current measuring module ( 313 ), which is capable of measuring a force current passing through the first electronic switch ( 11 ) and the second electronic switch ( 15 ) flows. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 und 8, bei der das erste und das zweite Steuermodul (13, 17) über eine Datenverbindung (23) miteinander kommunizieren können. Contraption ( 1 ) according to one of claims 7 and 8, in which the first and the second control module ( 13 . 17 ) via a data connection ( 23 ) can communicate with each other. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der das Hauptsteuermodul (13) Folgendes durchführen kann: – Erfassen eines Fehlers des ersten oder des zweiten elektronischen Schalters (11, 15) mit dem Strommessmodul (313) und Erfassen eines Fehlers des Nebensteuermoduls (17) über die Datenverbindung (23), – Ansteuern des Öffnens des ersten elektronischen Schalters (11) bei der Erfassung eines dieser Fehler.Contraption ( 1 ) according to one of claims 7 to 9, in which the main control module ( 13 ) Can: - detect a fault of the first or the second electronic switch ( 11 . 15 ) with the current measuring module ( 313 ) and detecting a fault of the slave control module ( 17 ) via the data connection ( 23 ), - driving the opening of the first electronic switch ( 11 ) when detecting one of these errors. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der das Nebensteuermodul (17) einen Fehler des Hauptsteuermoduls (13) über die Datenverbindung (23) erfassen und das Öffnen des zweiten elektronischen Schalters (15) bei der Erfassung eines Fehlers ansteuern kann.Contraption ( 1 ) according to one of claims 7 to 10, in which the secondary control module ( 17 ) an error of the main control module ( 13 ) via the data connection ( 23 ) and opening the second electronic switch ( 15 ) can control the detection of an error. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, die ferner Folgendes aufweist: – ein LIN-Kommunikationsmodul (25), das mit dem Niederspannungsstromnetz (21) verbunden sein kann, und – einen nicht-galvanischen Koppler (250), wobei das LIN-Kommunikationsmodul (25) über den nicht-galvanischen Koppler (250) Befehle zur Ansteuerung des Anheizmoduls (3) zum Hauptsteuermodul (13) übertragen kann.Contraption ( 1 ) according to one of claims 7 to 11, further comprising: - a LIN communication module ( 25 ) connected to the low-voltage power grid ( 21 ), and - a non-galvanic coupler ( 250 ), wherein the LIN communication module ( 25 ) via the non-galvanic coupler ( 250 ) Commands for controlling the heating module ( 3 ) to the main control module ( 13 ) can transmit. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der erste und der zweite elektronische Schalter (11, 15) einen Transistor mit einem Gate (G) aufweist, das mit einem Ausgang des zugeordneten Steuermoduls (13, 17) verbunden ist. Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the first and the second electronic switches ( 11 . 15 ) has a transistor with a gate (G) connected to an output of the associated control module ( 13 . 17 ) connected is. Vorrichtung (1) nach Anspruch 13, bei der es sich bei dem Transistor um einen IGBT- oder MOSFET-Transistor handelt.Contraption ( 1 ) according to claim 13, wherein the transistor is an IGBT or MOSFET transistor. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 13 und 14, bei der das erste und das zweite Steuermodul (13, 17) einen Mikrocontroller (113, 117) und eine Gateansteuervorrichtung (213, 217) aufweisen.Contraption ( 1 ) according to one of claims 13 and 14, in which the first and the second control module ( 13 . 17 ) a microcontroller ( 113 . 117 ) and a gate driver ( 213 . 217 ) exhibit. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der erste und der zweite elektronische Schalter (11, 15) auf der gleichen Seite des mindestens einen Heizwiderstands (31, 33) angeschlossen sein können.Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the first and the second electronic switches ( 11 . 15 ) on the same side of the at least one heating resistor ( 31 . 33 ) can be connected. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei der der erste und der zweite elektronische Schalter (11, 15) auf der einen und auf der anderen Seite des mindestens einen Heizwiderstands (31, 33) angeschlossen sein können.Device according to one of claims 1 to 14, in which the first and the second electronic switch ( 11 . 15 ) on one side and on the other side of the at least one heating resistor ( 31 . 33 ) can be connected.
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