DE112016006844T5 - Batterietrennschaltungen und Verfahren zum Steuern einer Batterietrennschaltung - Google Patents

Batterietrennschaltungen und Verfahren zum Steuern einer Batterietrennschaltung Download PDF

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Abstract

Verschiedene Ausführungsformen stellen eine Batterietrennschaltung bereit. Die Batterietrennschaltung beinhaltet: einen ersten Halbleiterschalter, der dazu ausgelegt ist, zwischen einer Batterie und einem Elektroniksystem bereitgestellt zu werden; ein Relais, das dazu ausgelegt ist, die Batterie vom Elektroniksystem zu isolieren; eine Vorladeschaltung einschließlich eines zweiten Halbleiterschalters; und eine Snubber-Schaltung einschließlich des zweiten Halbleiterschalters.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Batterietrennschaltungen und Verfahren zum Steuern einer Batterietrennschaltung.
  • Hintergrund
  • Elektrofahrzeuge (EVs), hybride Elektrofahrzeuge (HEVs) und Plug-in-HEVs verwenden ein oder mehrere Antriebssysteme zum Bereitstellen von Antriebskraft. Die Antriebssysteme beinhalten ein elektrisches System, das Leistung von Leistungsquellen, wie etwa einem Stromnetz, zum Laden einer Batterie empfängt, einen Motor antreibt, um das Fahrzeug zu bewegen, und Zubehör mit Energie versorgt, um Funktionen, wie etwa Beleuchtung, durchzuführen, und ein Batteriepack, das elektrische Leistung auf eine chemische Art und Weise speichert, um das Fahrzeug in der Zukunft zu betreiben. Unter gewissen Umständen kann es wünschenswert sein, das elektrische System vom Batteriepack abzutrennen.
  • Die US 2011/0133677 offenbart eine Schaltungsanordnung zum Versorgen eines elektrischen Antriebs, mit dem mindestens zwei elektrische Energiequellen verbunden sein können. Mindestens eine der mindestens zwei elektrischen Energiequellen versorgt den elektrischen Antrieb zumindest intermittierend mittels mindestens eines Betätigungselements. Mindestens eine elektrische Energiequelle kann mittels eines Schalters vom elektrischen Antrieb getrennt werden.
  • Die US 2012/0306264 offenbart eine Schalterlastabwurfvorrichtung für einen Trennschalter, die in Elektrofahrzeugen verwendet werden kann. Der Trennschalter muss eine galvanische Trennung zwischen der Batterie und der Zwischenschaltung durchführen. Zu diesem Zweck wird mindestens ein Halbleiterschalter verwendet. Der auszuschaltende Strom wird über den Halbleiterschalter zum Trennen der elektrischen Verbindung geleitet. Der Trennschalter wird zuvor oder nachfolgend unter verringertem Spannungsaufbau ausgeschaltet.
  • Kurzfassung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Batterietrennschaltung nach Anspruch 1 bereitgestellt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern einer Batterietrennschaltung nach Anspruch 9 bereitgestellt.
  • Figurenliste
  • In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen allgemein die gleichen Teile durchweg durch die unterschiedlichen Ansichten. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, stattdessen wird der Schwerpunkt allgemein auf die Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung gelegt. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen gilt:
    • 1 stellt eine Batterietrenneinheit in einem Elektrofahrzeug(EV)-System dar;
    • 2 und 3 stellen verschiedene Batterietrenneinheiten dar;
    • 4A stellt eine Batterietrennschaltung gemäß verschiedenen Ausführungsformen dar;
    • 4B stellt ein Flussdiagramm dar, das ein Verfahren zum Steuern einer Batterietrennschaltung veranschaulicht;
    • 5 stellt eine Veranschaulichung eines Systems gemäß verschiedenen Ausführungsformen dar; und
    • 6 stellt ein Diagramm dar, das eine Schaltsteuerung und kritische Spannungs- und Stromwellenformen gemäß verschiedenen Ausführungsformen veranschaulicht.
  • Beschreibung
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Batterietrenneinheit für Elektrofahrzeuge bereitgestellt sein.
  • 1 stellt ein System 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen dar. Wie in 1 dargestellt, kann eine Batterietrenneinheit (BDU) 104 als eine Primärschnittstelle zwischen einem Batteriepack 102 und einem elektrischen System (zum Beispiel einschließlich eines Ladegeräts 108 und eines Wechselrichters 112) agieren. Die BDU 104 kann sowohl Stromflüsse vom Ladegerät 108 (das mit einer Stromquelle verbunden sein kann, zum Beispiel einer Wechselstromquelle 106) zum Batteriepack 102 als auch vom Batteriepack 102 zum Wechselrichter 112 (mit anderen Worten: Motortreiber), der zum Beispiel dazu ausgelegt ist, einen Motor 114 anzutreiben, und zu Zubehör (in 1 nicht dargestellt) steuern. Ein Kondensator (C) 110 kann zwischen dem Ladegerät 108 und dem Wechselrichter 112 bereitgestellt sein. Die BDU 104 kann einen oder mehrere Schalter, die Hochstrompfade zwischen dem Batteriepack 102 und dem elektrischen System öffnen und schließen, und eine Steuerung, die die Schalter steuert, beinhalten.
  • Als die Primärschnittstelle zwischen dem Batteriepack 102 und dem elektrischen System eines Fahrzeugs kann die BDU 104 mehrere unterschiedliche Funktionen durchführen. Diese Funktionen können Folgendes beinhalten:
    • - Bereitstellen eines leitfähigen Pfads vom Ladegerät 118 zum Batteriepack 102, indem ihre Schalter EIN-geschaltet bleiben, sodass das Batteriepack 102 geladen wird. Eine Fahrzeugzentralsteuerung kann mit eigenem Zeitplan starten oder stoppen, das Batteriepack 102 zu laden, indem die Schalter der BDU 104 zu EIN und AUS gesteuert werden, falls das eingesteckte Ladegerät 108 z. B. von einer externen Elektrofahrzeug(EV)-Ladestation nicht steuerbar ist;
    • - Durchführen eines Vorladens durch Steuern eines Stromflusses vom Batteriepack 102 zu anderen Komponenten des Fahrzeugs (z. B. dem Wechselrichter 112, der mit einem Elektromotor 114 verbunden ist, oder zu Zubehör), um die Komponenten vor Stromspitzen zu schützen. Stromspitzen können auftreten, wenn die Komponenten anfänglich aktiviert werden (z. B. wenn das Fahrzeug eingeschaltet wird);
    • - Bereitstellen eines leitfähigen Pfads vom Batteriepack 102 zum Wechselrichter 112, um den Elektromotor 114 anzutreiben, und zu Zubehör, um Funktionen, wie etwa Beleuchtung, durchzuführen, indem seine Schalter EIN-geschaltet bleiben. Die Fahrzeugzentralsteuerung kann das Versorgen des Wechselrichters 112 und des Zubehörs mit Energie mit Anweisungen von einem Benutzer starten oder stoppen, indem die Schalter der BDU 104 zu EIN und AUS gesteuert werden;
    • - Bereitstellen eines leitfähigen Pfads vom Wechselrichter 112 zum Batteriepack 102, um das Batteriepack 102 während der Fahrzeugbremsstufe zu laden, indem ihre Schalter EIN-geschaltet bleiben. Der Motor 114 kann als ein elektrischer Generator während der Bremsstufe funktionieren, um das Batteriepack 102 zu laden, indem der Wechselrichter 112 in einem Gleichrichtermodus betrieben wird;
    • - Schützen der Schaltung, indem der Stromfluss zwischen dem Batteriepack 102 und dem elektrischen System unterbrochen wird, wenn eine Größe des Stroms oder die Dauer, für die sich der Strom an dieser Größe befindet, größer als ein vorbestimmter Wert ist;
    • - Sammeln von kritischen Parametern, wie etwa Spannung und Strom, indem die Eingangsspannung der BDU 104 (Batterieseite) und Ausgangsspannung der BDU (DC(Gleichstrom)-Verbindungsseite) und ein Stromfluss durch Hochstrompfade zwischen dem Batteriepack 102 und dem elektrischen System gemessen werden. Die gesammelten Parameter können zu der Fahrzeugzentralsteuerung gesendet werden, um Funktionen hoher Ebene umzusetzen.
  • 2 stellt eine Veranschaulichung 200 eines Systems dar, das eine BDU 204, eine Batterie 202 (mit anderen Worten: ein Batteriepack) und einen Wechselrichter 206 beinhaltet. Zwei elektromechanische Hochspannungs-Hochstrom-Relais 210 und 216 können dazu ausgelegt sein, das elektrische System mit dem Batteriepack 202 zu verbinden oder von diesem zu trennen. Ein mechanisches Hochspannungs-Niederstrom-Relais, zum Beispiel ein Vorlade-Relais 212, und ein Leistungswiderstand 214 können zum Vorladen des Wechselrichters 206 verwendet werden, um einen hohen Einschaltstrom zu verhindern. Eine Sicherung 208 kann verwendet werden, um das Batteriepack 202 vor einer Überstromentladung zu schützen, indem das elektrische System vom Batteriepack 202 permanent getrennt wird. Da die mechanischen Relais 210, 216 möglicherweise einen gewissen Raum brauchen, um eine Bogenentladung während des Ausschaltens zu unterdrücken, kann diese Lösung zu voluminösen Vorrichtungen mit niedriger Zuverlässigkeit, langsamem Schalten, kurzer Lebensdauer und hohen Kosten führen.
  • 3 stellt eine Veranschaulichung eines Systems 300 mit einer Batterie 302 (mit anderen Worten: einem Batteriepack), einer BDU 304 und einem Wechselrichter 306 dar. Die beiden in 2 dargestellten mechanischen Hochspannungs-Hochstrom-Relais werden durch Leistungselektronikschalter ersetzt, z. B. zwei Paare von IGBTs (Bipolartransistoren mit isoliertem Gate) 308, 310, 312 und 314, die mit einer gemeinsamen Emitterkonfiguration miteinander verbunden sind, ferner unter Verwendung mehrerer Dioden 316, 318, 320, 322. Dank einer schnellen Schaltung ohne Bogenentladung kann dieses System eine kompakte Größe, hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer besitzen. Zusätzlich dazu kann dieses System kostengünstiger als die in 2 dargestellte Lösung basierend auf mechanischen Relais sein. Die Systemeffizienz kann jedoch aufgrund eines Spannungsabfalls über die Halbleitervorrichtungen erheblich niedriger sein. Dieser Spannungsabfall kann nicht nur zu Energieverschwendung führen, die zu einer erhöhten Größe des Batteriepacks 302 führt, sondern kann auch zu einer Wärmeerzeugung führen, die ein Problem der Wärmeabfuhr sein könnte.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine BDU mit verringerten Systemkosten und verringerter Systemabmessung für Elektrofahrzeuge bereitgestellt werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können Leistungselektronikschalter mit mechanischen Relais kombiniert werden, um niedrige Kosten und ein kleines Volumen zu erzielen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein aktiver Hochfrequenzschalter für sowohl eine Vorladeschaltung als auch eine Snubber-Rücksetzschaltung verwendet werden, um Kosten und Volumen zu verringern.
  • 4A stellt eine Batterietrennschaltung 400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen dar. Die Batterietrennschaltung 400 kann einen ersten Halbleiterschalter 402 beinhalten, der dazu ausgelegt ist, zwischen einer Batterie und einem Elektroniksystem bereitgestellt zu werden. Die Batterietrennschaltung 400 kann ferner ein Relais 404 beinhalten, das dazu ausgelegt ist, die Batterie vom Elektroniksystem zu isolieren (zum Beispiel, wenn das elektronische System ausgeschaltet ist). Die Batterietrennschaltung 400 kann ferner eine Vorladeschaltung 406 einschließlich eines zweiten Halbleiterschalters und eine Snubber-Schaltung 408 einschließlich des zweiten Halbleiterschalters beinhalten. Der erste Halbleiterschalter 402, das Relais 404, die Vorladeschaltung 406 und die Snubber-Schaltung 408 können miteinander gekoppelt sein, wie durch Linien 410 angegeben, zum Beispiel elektrisch gekoppelt, zum Beispiel unter Verwendung einer Leitung oder eines Kabels, und/oder mechanisch gekoppelt.
  • Mit anderen Worten kann eine Batterietrennschaltung 400 bereitgestellt werden, bei der die Vorladeschaltung 406 und die Snubber-Schaltung 408 gemeinsam einen Halbleiterschalter verwenden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der erste Halbleiterschalter ein Leistungshalbleiterschalter sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Relais 404 ein mechanisches Relais, ein elektromechanisches Relais oder ein Schütz sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der erste Halbleiterschalter zwei Transistoren und zwei Dioden beinhalten.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vorladeschaltung 406 einen Transistor, zwei Dioden und eine Induktivität konfiguriert als ein Abwärtswandler beinhalten.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Snubber-Schaltung 408 einen Transistor, fünf Dioden, einen Transformator, eine Induktivität und einen Kondensator beinhalten.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Snubber-Schaltung 408 dazu ausgelegt sein, eine Spannungsspitze zu unterdrücken.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Snubber-Schaltung 408 dazu ausgelegt sein, in einem Kondensator gespeicherte Energie zur Batterie zu transferieren.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Halbleiterschalter ein MOSFET beinhalten oder dieser sein oder kann ein IGBT sein oder kann eine beliebige andere Art von Halbleiterschalter sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vorladeschaltung 406 dazu ausgelegt sein, das Elektroniksystem vorzuladen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vorladeschaltung 406 ferner zwei Dioden und eine Induktivität beinhalten.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Snubber-Schaltung 408 dazu ausgelegt sein, eine Spannungsspitze über den direktionalen Leistungselektronikschalter zu unterdrücken.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Leistungselektronikschalter 402 zwei weitere Halbleiterschalter und zwei Dioden beinhalten.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Snubber-Schaltung 408 ferner mehrere Dioden, eine Induktivität und einen Kondensator beinhalten.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Leistungselektronikschalter 402 einen bidirektionalen Leistungselektronikschalter beinhalten oder dieser sein.
  • 4B stellt ein Flussdiagramm 412 dar, das ein Verfahren zum Steuern einer Batterietrennschaltung veranschaulicht. Bei 414 kann ein erster Halbleiterschalter gesteuert werden, der dazu ausgelegt ist, zwischen einer Batterie und einem Elektroniksystem bereitgestellt zu werden. Bei 416 kann ein Relais gesteuert werden, um die Batterie vom Elektroniksystem zu isolieren (zum Beispiel, wenn die Batterie ausgeschaltet ist, oder zum Beispiel, wenn das Elektroniksystem ausgeschaltet ist). Bei 418 kann eine Vorladeschaltung einschließlich eines zweiten Halbleiterschalters gesteuert werden. Bei 420 kann eine Snubber-Schaltung einschließlich des zweiten Halbleiterschalters gesteuert werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Snubber-Schaltung in einem Kondensator gespeicherte Energie zur Batterie transferieren.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vorladeschaltung das Elektroniksystem vorladen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Snubber-Schaltung eine Spannungsspitze über den direktionalen Leistungselektronikschalter unterdrücken.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Halbleiterschalter einen MOSFET, ein IGBT oder eine andere Art von Halbleiterschalter beinhalten oder dieses bzw. diese sein.
  • 5 stellt ein System 500 mit einer Batterie 502, einer BDU 554 (mit anderen Worten: einer Batterietrennschaltung) und einem Motortreiber oder Wechselrichter 558 gemäß verschiedenen Ausführungsformen dar.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein bidirektionaler Leistungselektronikschalter mit gemeinsamer Emitterkonfiguration einen ersten Transistor 522, eine erste Diode 524, einen zweiten Transistor 526 und eine zweite Diode 528 beinhalten. Der erste Transistor 522 und der zweite Transistor 526 können IGBTs oder MOSFETs (Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor) oder eine beliebige andere Art von Halbleiterschalter sein. Die erste Diode 524 und die zweite Diode 528 können Freilaufdioden sein. Dieser bidirektionale Leistungselektronikschalter kann durch eine BDU-Steuerung 520 gesteuert werden, um den starken Stromfluss zwischen der Batterie 502 und dem Elektroniksystem (zum Beispiel einschließlich des Motortreibers oder Wechselrichter 558) zu starten/stoppen.
  • Ein mechanisches Relais 542 kann bereitgestellt sein. Das mechanische Relais 542 kann durch die BDU-Steuerung 520 gesteuert werden, um das Batteriepack 502 und das Elektroniksystem zu isolieren, wenn es AUS-geschaltet ist, um eine statische Restspannung am Ausgang der BDU 554 zu verhindern.
  • Eine Vorladezelle (mit anderen Worten: Vorladeschaltung) kann bereitgestellt sein, die einen dritten Transistor 540 (der zum Beispiel ein MOSFET oder ein IGBT oder eine beliebige andere Art von Halbleiterschalter sein kann), eine dritte Diode 548, eine vierte Diode 530 und eine Induktivität 544, die als ein Abwärtswandler fungieren kann, beinhaltet. Der Strom in der Induktivität 544 kann gesteuert werden, um die DC-Verbindung richtig zu laden.
  • Ein Snubber-Schaltkreis kann bereitgestellt sein, der den dritten Transistor 540, die vierte Diode 530, eine fünfte Diode 534, eine sechste Diode 536 (die eine Zener-Diode sein kann), eine siebte Diode 516, eine achte Diode 538, einen Transformator 518/532 (wobei sich zwei Spulen 518 und 532 einen gemeinsamen Metallkern teilen können, wie durch die Kästchen 560 und 562 angegeben), die Induktivität 544 und einen Kondensator 546 beinhaltet. Dieser Snubber kann die Spannungsspitze über den bidirektionalen Leistungselektronikschalter 402 unterdrücken, wenn er AUS-geschaltet wird, um die starken Stromflüsse zwischen dem Batteriepack 502 und dem Elektroniksystem abzuschneiden. Dieser Snubber kann die im Kondensator 546 gespeicherte Energie zurück zum Batteriepack 502 transferieren, nachdem sowohl der bidirektionale Leistungselektronikschalter 402 als auch das mechanische Relais 542 AUS-geschaltet werden. Die Diode 538 kann einen Pfad für den Strom in der Transformatorprimärwicklung 532 bereitstellen, um den Kondensator 546 zu laden.
  • Die Batterie 502 kann ein positives Potenzial 504 und ein negatives Potenzial 506 bereitstellen, die über Widerstände 508, 510 verbunden sein können, wobei die Verbindung der Widerstände 508, 510 mit Masse verbunden sein kann, wie durch 512 angegeben.
  • Ein erster Spannungssensor 514, ein zweiter Spannungssensor 552 (der dazu ausgelegt sein kann, eine DC-Verbindungsspannung 556 zu erfassen) und ein Stromsensor 550 können bereitgestellt sein. Der erste Spannungssensor 514 kann durch einen Widerstand in Reihe, durch eine integrierte Schaltung (IC), durch einen Hall-Effekt-Sensor oder durch ein Signal von einem Batteriemanagementsystem in der Batterie 502 bereitgestellt werden. Der zweite Spannungssensor 552 kann durch einen Widerstand in Reihe, durch eine integrierte Schaltung (IC), durch einen Hall-Effekt-Sensor oder durch ein Signal vom Motortreiber oder Wechselrichter 558 bereitgestellt werden. Der Stromsensor 550 kann durch einen Shunt, durch einen Transformator oder durch einen Hall-Effekt-Sensor bereitgestellt werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das BDU-Steuersystem alle aktiven Schalter einschließlich des ersten Transistors 522, des zweiten Transistors 526, des dritten Transistors 540 und des mechanischen Relais 542 steuern, indem Spannungen (Batteriepackspannung und DC-Verbindungsspannung) und Ströme (zum Beispiel Flüsse zwischen dem Batteriepack und dem Elektroniksystem, zum Beispiel in der Primärseite des Transformators 518/532, zum Beispiel in der Induktivität 544) überwacht werden. Die Schaltsteuerung und kritische Spannungs- und Stromwellenformen sind in 6 veranschaulicht.
  • 6 stellt ein Diagramm 600 dar, das eine Schaltsteuerung und kritische Spannungs- und Stromwellenformen verschiedener Elemente der in 5 dargestellten Schaltung veranschaulicht. Es wird verstanden, dass die Veranschaulichung der Wellenformen in 6 für veranschaulichende Zwecke ist und daher keine absoluten Werte gegeben sind. Für die Transistoren 522, 526, 540 und den Schalter 542 bedeutet ein niedrigerer Wert „aus“ und ein höherer Wert bedeutet „ein“. Eine vertikale Achse 604 gibt die jeweilige in den Wellenformen veranschaulichte Variable an. Die Wellenformen in 6 sind der Kürze halber mit den gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden in 5 dargestellten Elemente bezeichnet. Eine horizontale Achse 602 gibt die Zeit mit den folgenden Zeitpunkten an: (1) Anfangszustand, (2) das elektromechanische Relais 542 wird EIN-geschaltet, (3) Vorladen der DC-Verbindung, (4) DC-Verbindung ist betriebsbereit, (5) Normalbetrieb, (6) DC-Verbindung-Kurzschlussfehler trat auf, (7) die Transistoren 522 und 526 werden AUS-geschaltet, (8) der Kondensator 546 ist vollständig geladen, (9) das mechanische Relais 542 wird AUS-geschaltet, (10) der Kondensator 546 wird entladen, (11) System wird AUS-geschaltet.
  • Die Vorrichtungen und Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen können eine Elektroniktopologie und eine Steuerstrategie für eine BDU bereitstellen, die die Systemgesamtkosten verringern können, zum Beispiel durch Ersetzen des elektromechanischen Hochspannungs-Hochstrom-Relais 210 mit kostenniedrigen Leistungselektronikschaltern, durch Ersetzen des schnellen elektromechanischen Hochspannungs-Hochstrom-Relais 216 mit einem langsamen Niederspannungs-Hochstrom-Relais, durch Weglassen des mechanischen Hochspannungs-Niederstrom-Relais 212 und des Leistungswiderstands 214, indem die Vorladefunktion durch Betreiben eines Teils der Snubber-Schaltung als ein Abwärtswandler umgesetzt wird, durch Weglassen der Sicherung 208.
  • Die Vorrichtungen und Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen können eine Elektroniktopologie und eine Steuerstrategie für eine BDU bereitstellen, die die Lebensdauer erhöhen können. Da ein hoher Betriebsstrom durch die Leistungselektronikschalter 402 abgetrennt werden kann, kann das mechanische Relais 404 immer mit Nullstrom (Off-Load-Betrieb) EIN- und AUS-geschaltet werden, und somit wird möglicherweise keine Lichtbogenkammer, und keine schnelle Schaltfähigkeit benötigt, sodass das System kostengünstigere und kleinere Relais verwenden kann.
  • Die Vorrichtungen und Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen können eine Elektroniktopologie und eine Steuerstrategie für eine BDU bereitstellen, die eine kleine Geometrie bereitstellen können. Die Leistungselektronikschalter 402 können Schalter ohne Bogenentladung mit kompakter Größe sein. Das mechanische Relais 404 kann immer mit Nullstrom EIN- und AUS-geschaltet werden, was keine Lichtbogenkammer bedeutet, somit kann es eine kleine Größe besitzen.
  • Verschiedene Ausführungsformen können bereitgestellt werden, die für eine Elektronikbatterietrenneinheit für ein Elektrofahrzeug verwendet werden sollen.
  • Obwohl die Erfindung insbesondere mit Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden ist, sollten Fachleute auf dem Gebiet verstehen, dass verschiedene Änderungen in der Form und in den Einzelheiten daran vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Schutzumfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, abzuweichen. Der Schutzumfang der Erfindung wird somit durch die angehängten Ansprüche angegeben und alle Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Ansprüche fallen, sollen somit eingeschlossen werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2011/0133677 [0003]
    • US 2012/0306264 [0004]

Claims (10)

  1. Batterietrennschaltung, umfassend: einen ersten Halbleiterschalter, der dazu ausgelegt ist, zwischen einer Batterie und einem Elektroniksystem bereitgestellt zu werden; ein Relais, das dazu ausgelegt ist, die Batterie vom Elektroniksystem zu isolieren; eine Vorladeschaltung, die einen zweiten Halbleiterschalter umfasst; und eine Snubber-Schaltung, die den zweiten Halbleiterschalter umfasst.
  2. Batterietrennschaltung nach Anspruch 1, wobei der erste Halbleiterschalter einen Leistungshalbleiterschalter umfasst.
  3. Batterietrennschaltung nach Anspruch 1, wobei das Relais ein mechanisches Relais und/oder ein elektromechanisches Relais und/oder ein Schütz umfasst.
  4. Batterietrennschaltung nach Anspruch 1, wobei der erste Halbleiterschalter zwei Transistoren und zwei Dioden umfasst.
  5. Batterietrennschaltung nach Anspruch 1, wobei die Vorladeschaltung einen Transistor, zwei Dioden und eine Induktivität konfiguriert als ein Abwärtswandler umfasst.
  6. Batterietrennschaltung nach Anspruch 1, wobei die Snubber-Schaltung einen Transistor, fünf Dioden, einen Transformator, eine Induktivität und einen Kondensator umfasst.
  7. Batterietrennschaltung nach Anspruch 1, wobei die Snubber-Schaltung dazu ausgelegt ist, eine Spannungsspitze zu unterdrücken.
  8. Batterietrennschaltung nach Anspruch 1, wobei die Snubber-Schaltung dazu ausgelegt ist, in einem Kondensator gespeicherte Energie zur Batterie zu transferieren.
  9. Verfahren zum Steuern einer Batterietrennschaltung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Steuern eines ersten Halbleiterschalters, der dazu ausgelegt ist, zwischen einer Batterie und einem Elektroniksystem bereitgestellt zu werden; Steuern eines Relais, um die Batterie vom Elektroniksystem zu isolieren; Steuern einer Vorladeschaltung, die einen zweiten Halbleiterschalter umfasst; und Steuern einer Snubber-Schaltung, die den zweiten Halbleiterschalter umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Snubber-Schaltung in einem Kondensator gespeicherte Energie zur Batterie transferiert.
DE112016006844.1T 2016-05-12 2016-05-12 Batterietrennschaltungen und Verfahren zum Steuern einer Batterietrennschaltung Pending DE112016006844T5 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/SG2016/050223 WO2017196254A1 (en) 2016-05-12 2016-05-12 Battery disconnect circuits and methods for controlling a battery disconnect circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112016006844T5 true DE112016006844T5 (de) 2019-02-14

Family

ID=60268043

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