DE19951095C2 - Vorrichtung zur Sicherung eines elektrischen Netzes - Google Patents
Vorrichtung zur Sicherung eines elektrischen NetzesInfo
- Publication number
- DE19951095C2 DE19951095C2 DE19951095A DE19951095A DE19951095C2 DE 19951095 C2 DE19951095 C2 DE 19951095C2 DE 19951095 A DE19951095 A DE 19951095A DE 19951095 A DE19951095 A DE 19951095A DE 19951095 C2 DE19951095 C2 DE 19951095C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrical system
- ignition
- triggering
- battery
- series
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/0034—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using reverse polarity correcting or protecting circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00308—Overvoltage protection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
- H01H2039/008—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current using the switch for a battery cutoff
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
- H01H39/006—Opening by severing a conductor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Air Bags (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sicherung eines
eine Batterie enthaltenden
Bordnetzes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie
aus der DE 197 02 116 C2 bekannt ist.
Aus der DE 197 49 896 A1 ist ein pyrotechnischer
Sicherheitsschalter für den Batteriestromkreis eines
Kraftfahrzeuges bekannt, wobei in einer Leitungsverbindung
eine elektrothermisch durchtrennbare Sicherungsstrecke mit
definierter Ansprechcharakteristik angeordnet ist, die durch
die Zündung eines pyroelektrischen Treibsatzes mechanisch und
elektrisch durchgetrennt wird.
Es ist ferner bekannt (DE 44 06 730 A1), zwischen der Batterie
und dem Bordnetz eines Kraftfahrzeuges die Stromversorgung des
Bordnetzes dadurch selbsttätig zu unterbrechen, dass bei einem
Aufprall eine pyrotechnische Einrichtung gezündet wird, die
einen Schalter in seine Öffnungsstellung überführt.
In ähnlicher Weise wird bei der DE 44 25 307 A1 eine mit einer
Batteriekabelklemme eine Baueinheit bildende pyrotechnische
Treibladung bei anormal großer Beschleunigung des
Kraftfahrzeuges gezündet und so die Verbindung zwischen der
Batterie und den elektrischen Verbrauchern aufgetrennt.
Schließlich ist es auch bekannt (DE 196 20 204 A1), die
Anschlusseinrichtung für eine Batterieklemme bei einem KFZ-
Bordnetz so auszubilden, dass an der Batterieklemme ein
Hülsenkörper angeordnet ist, in den ein mit einem
weiterführendem elektrischen Leiterdraht verbundener
Steckkontakt eingeführt wird. Ferner ist im Bereich von
Hülsenkörper und Steckkontakt eine von aussen zündbare
pyrotechnische Zündpille so gelagert, dass bei einer Explosion
der Steckkontakt durch den Explosionsdruck aus dem
Hülsenkörper herausgedrückt wird.
Durch alle diese Einrichtungen gelingt es, die elektrische
Verbindung zwischen einer Fahrzeugbatterie und dem Bordnetz
aufzutrennen, hauptsächlich zu dem Zweck, um im Falle eines
Unfalls das Bordnetz stromlos zu machen.
Üblicherweise kann eine solche pyrotechnische Treibladung so
aufgebaut sein (DE 297 00 594 U1), dass der durchzutrennende
elektrische Leiter innerhalb eines Schaltergehäuses angeordnet
ist und von einer pyroelektrischen Treibladung durchtrennt
wird, wobei nach der Trennung sich bildende Leiterenden
innerhalb des geschlossenen Schaltergehäuses verbleiben.
Probleme bei Bordnetzen von fahrbaren Einheiten entstehen
ferner auch dadurch, dass beim Nehmen oder Geben von
Fremdstarthilfe Verpolungen oder Kurzschlüsse auftreten
können, wobei schließlich auch ein erhebliches Risiko gegen
die Einwirkung von Überspannungen besteht, wenn aufgrund des
Einsatzes höherer Bordnetzspannungen (Fremdstart eines
Fahrzeuges mit 14 V Bordnetz durch ein Fahrzeug mit 42 V
Bordnetz) erhebliche Schäden an den elektronischen
Bauelementen im Fahrzeug mit 14 V Bordnetz zu erwarten sind.
Um daher eine sichere Fremdstarthilfe bei Bordnetzen von
beweglichen Einheiten zu gewährleisten, ist es vor allen
Dingen erforderlich, sowohl die bordnetzeigene Batterie als
auch das Bordnetz selbst gegen Verpolung zu schützen, sowohl
für den Fall, dass eine Fremdstarthilfe von einem gegebenen
Fahrzeug geleistet wird, oder dass dieses Fahrzeug
Fremdstarthilfe in Anspruch nehmen muss, weil die eigene
Bordnetzbatterie für einen Startversuch nicht mehr über die
erforderliche Kapazität verfügt, beispielsweise also zu stark
entladen ist.
Da bei in einem Kraftfahrzeug angeordneten handelsüblichen
Batterien ein mechanischer Schutz gegen Verpolung nicht
realisierbar ist und eine Verpolung an sich grundsätzlich auch
nicht bei einem Starthilfeversuch ausgeschlossen werden kann,
die beispielsweise durch Unachtsamkeit einer Bedienungsperson
verursacht wird, besteht ferner ein Trend zur Absicherung
einzelner Leitungen innerhalb eines Fahrzeugs, d. h. es werden
beispielsweise Bauelemente oder einzelne Baugruppen, die
besonders empfindlich auf eine Verpolung reagieren, durch in
Reihe geschaltete Dioden gegen Verpolschäden geschützt.
Nachteilig ist hierbei allerdings, dass bei höheren Strömen
die Verlustleistung der Schutzdioden stark ansteigt.
In diesem Zusammenhang ist es auch bekannt (DE 39 30 896 A1),
Reihenschaltungen von zu schützenden Elementen mit invers
geschalteten MOSFETs vorzusehen, wodurch sich geringere
Verlustleistungen ergeben. Eine solche Lösung ist allerdings
sehr kostspielig.
Bekannt ist ferner (DE 29 19 022 A1) ein Generatorsystem
und/oder Verbraucher gegen eine Beschädigung durch ein
Anschließen einer falsch gepolten Spannungsquelle, nämlich
Batterie oder dergleichen, dadurch zu schützen, dass eine
Einrichtung zur Erkennung der Falschpolung vorgesehen ist, die
aus einer Serienschaltung eines Verpolschutzrelais und einer
Verpolschutzdiode besteht. Das Relais benötigt im
eingeschalteten Zustand jedoch eine relativ hohe
Ansteuerleistung und weist zudem einen relativ hohen
Einschaltwiderstand auf, so dass im Startfall mit einer
Verschlechterung der Systemeigenschaften zu rechnen ist.
Ausserdem besteht bei einem Relais beim Abschalten von hohen
Strömen die Gefahr des Verschweissens der Schaltkontakte.
Schließlich weist eine weitere bekannte Schaltungsanordnung
(DE 197 19 919 A1) zum Schutz von Verbrauchern vor
Verpolungsschäden in einem Bordnetz ein Begrenzungselement und
eine Auslöseeinheit auf, wobei das Begrenzungselement parallel
zum Bordnetz geschaltet ist und bei falsch gepolter Spannung
die Bordnetzspannung auf einen vorgegebenen Wert begrenzt, der
für sonstige elektronische Einheiten noch nicht schädlich ist.
Durch diese Begrenzung baut sich ferner eine Spannung am
Begrenzungselement auf, die dazu benutzt wird, einen Schalter
zu öffnen.
Weitere bekannte Verpolschutzanordnungen, die jedoch im
vorliegenden Zusammenhang keine größere Bedeutung haben und
auf die daher auch nicht näher eingegangen wird, lassen sich
ferner den folgenden Veröffentlichungen entnehmen: DE 42 31 970 C2,
DE 30 30 700 A1, DE 33 13 051 A1, DE 34 08 657 A1, DE 196 03 117 A1.
Grundsätzlich ist der Einsatz bestimmter Bauelemente in
modernen Bordnetzen, insbesondere von Elektrolytkondensatoren
oder Halbleiter-Leistungsschalter auf MOSFET-Basis in
Kraftfahrzeugbordnetzen durch die Gefahr der Verpolung
eingeschränkt. Bei einem Elektrolytkondensator kann eine
solche Verpolung zur explosionsartigen Zerstörung des
Kondensators mit den entsprechenden Folgeschäden führen, bei
Halbleiterschaltern hingegen kann es im Verpolungsfall zu
einem hohen Stromfluss über die Rückwärtsdiode der üblichen
MOS-Transistoren kommen, was zu einer Zerstörung der Schalter
und/oder zu einem ungewollten Einschalten von Verbrauchern
führen kann. Besonders kritisch sind hier Brückenschaltungen.
Andererseits werden sowohl Elektrolytkondensatoren als auch
Halbleiterelemente zunehmend im Bordnetzbereich von Fahrzeugen
eingesetzt, wobei insbesondere bei Elektromotoren, die über
Pulsweitenmodulationen geregelt werden, die hohen
Schaltfreuqenzen mit Hilfe von Halbleiterschaltern erzeugt
werden. Der Einsatz von Elektrolytkondensatoren dient dem Ver
meiden von Rückwirkungen auf das Bordnetz.
Schließlich offenbart Druckschrift DE 197 02 116 C2 eine Vor
richtung zur Sicherung eines elektrischen Bordnetzes eines Kfz
mit einem schalterartigen Trennelement, das mindestens zwei
zugeordnete und voneinander unabhängige, jeweils ein Abschal
tung bewirkende Auslöseeinheiten aufweist. Die erste Auslöse
einheit besteht aus einem Stromleiter und einer Diode und
spricht bei Falschpolung z. B. durch eine Starthilfebatterie
an, die zweite Auslöseeinheit besteht aus der Steuereinrich
tung und der Spule und spricht auf Kurzschlussstrom (Sensor)
oder auf Aufprall (Beschleunigungssensor) an.
Dazu weist das verwendete Trennelement hierzu ein Elektromag
netsystem auf, das alternativ (je nach Auslösefall) über eine
erste bzw. eine zweite Auslöseeinheit auf ein Signal eines
Stromsensors oder eines Aufprall-Beschleunigungssensors bzw.
einer Diode zur Erkennung einer Falschpolung anspricht. Jedoch
erfordert dieses Elektromagnetsystem Bauraum, der bevorzugt
eingespart wird, und bei Ausfall des Elektromagnetsystems kann
auf beiden "Zweigen" weder durch die erste noch durch die
zweite Auslöseeinheit ansprechend auf ein Zustandssignal eine
Trennung erfolgen, so dass nicht einmal mehr teilweiser Schutz
des Bordnetzes gegeben ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich
tung zur Sicherung eines eine Batterie enthaltenden Bordnetzes
von mobilen Einheiten, Kraftfahrzeugen, Booten und dgl. derart
weiterzubilden, dass Bauraum eingespart wird und zusätzlich si
chergestellt wird, dass das Trennelement zumindest noch auf
einen Teil der Zustandssignale anspricht, auch, wenn das
Trennelement nicht mehr voll funktionsfähig ist, so dass zu
mindest ein Teilschutz des Bordnetzes erhalten bleibt. Zudem
soll die Realisierung einer Vorrichtung zur Sicherung eines
eines Batterie enthaltenden Bordnetzes kostengünstig im Ver
gleich zu bekannten Vorrichtungen sein.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merk
malen des Anspruchs 1 und hat den Vorteil, dass auf jegliche,
ein Bordnetz und dessen Komponenten schädigende Einflüsse von
aussen wie Verpolung, Überspannung oder Kurzschluss sicher und
zuverlässig durch Abtrennung des Bordnetzes, also Auftrennung
der Verbindung zwischen dem Bordnetz und der es speisenden
Batterie bzw. auf Fremdbatterie reagiert wird, wobei das eine
vorhandene Trennelement so ausgebildet ist, dass auf unter
schiedliche Einflüsse zurückzuführende Störungen gleichermaßen
mit der Abschaltung des Bordnetzes reagiert werden kann. Hier
durch vereinfacht sich der Aufbau der Trenneinrichtung erheb
lich, er ist ferner auch kostengünstig.
Ausserdem ist der Austausch des die Abtrennung bewirkenden
Trennelements, welches ein pyrotechnisches Trenn
element ist, vereinfacht.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden im
folgenden im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer
Vorrichtung zur Sicherung eines elektrischen Bord
netzes und in
Fig. 2 eine Realisierungsform der Sicherheitsschaltung
der Fig. 1 mit Angabe diskreter Bauelemente,
während die
Fig. 3 eine Ausführungsform eines möglichen Trenn
elements auf pyrotechnischer Basis im Querschnitt
zeigt.
Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, neben
dem Verpolschutz noch weitere Funktionalitäten wie
Überspannungsschutz und Leitungsabsicherung dadurch zu
integrieren, dass in einem das Bordnetz von der
Stromversorgung über Batterie oder Fremdbatterie im
Störungsfall abschaltendem Trennelement mindestens zwei
Auslöseeinheiten zusammengefasst sind, die von
unterschiedlichen Einflussgrößen über Sensoren oder
unmittelbar aus dem Netz angesteuert werden und in der Lage
sind, jede für sich und unabhängig von der anderen die
Auslösung, also die Netzabtrennung, zu veranlassen.
In Fig. 1, wie im übrigen auch in Fig. 2, sind lediglich die
sicherheitsrelevanten Komponenten der Sicherungsvorrichtung
für ein elektrisches Netz, insbesondere Bordnetz dargestellt,
wobei die weiterführenden Leitungen A, B zum eigentlichen
Bordnetz und seinen mindestens teilweise jedenfalls
empfindlich auf Störeinflüsse reagierenden Komponenten führen.
Die Bordnetz Minusleitung B ist mit dem Minusanschluss 12
einer Versorgungsbatterie 10 direkt durchverbunden; die
Bordnetz Plusleitung A liegt über ein schaltbares bzw.
schaltendes Trennelement 17 am Plusanschluss 11 der Batterie
10, wobei in diesem Bereich noch ein Fremdspannungsstützpunkt
11a, falls gewünscht, definiert werden kann, der der Anschal
tung einer fremden Hilfsbatterie, beispielsweise eines Fremd
fahrzeugs dient, wenn die eigene Batterie ausgefallen oder
sonstwie entladen ist.
Das die Leitungsverbindung vom Pluspol der Batterie zur Bord
netzplusleitung A in einem Schadens- oder Störungsfall unter
brechende Trennelement 17 ist als pyrotechnisches
Zündelement ausgebildet, so wie es als bevorzugtes Ausfüh
rungsbeispiel in Fig. 3 gezeigt ist. Hierauf wird weiter unten
noch eingegangen.
Zur Ansteuerung des Trennelements 17 ist ein erstes aktiv wir
kendes Auslöseelement 3 vorgesehen, welches, für den angenom
menen Fall der Ausbildung des Trennelements 17 als pyrotechni
sches Zündelement, mit einem Zünddraht 33 in Reihe geschaltet
ist und auf Verpoleinflüsse, wenn gewünscht auch entsprechend
empfindlich reagiert und so die Öffnung des Trennelements 17
bewirkt; ein zweites aktives Auslöseelement 4 umfasst eine
zweite, zugeordnete Zündwicklung 34 für den Fall eines pyro
technischen Zündelements 35 als Trennelement 17 und wird im
Störungs- oder Schadensfall gesondert über eine eigene Ansteu
erung 11 so angesteuert, dass über den Zünddraht 34 die Ab
trennung des Bordnetzes erfolgt, auch unabhängig von dem ers
ten aktiv wirkenden Auslöseelement 3 und auch dann, wenn die
ses gar nicht angesprochen hat - umgekehrt gilt dies auch für
das erste aktiv wirkende Auslöseelement 3, welches eine Ab
trennung des Bordnetzes durch Ansteuerung des Trennelements 17
bewirken kann, auch wenn das zweite aktive Auslöseelement 4
nicht reagiert.
In der Ausführungsform der Fig. 2 handelt es sich bei dem ers
ten aktiv wirkenden Auslöseelement 3 um eine Zenerdiode 21 in
Reihe mit dem Zünddraht 33; das zweite aktive Auslöseelement 4
ist ein Transistor 10, der bei entsprechender Ansteuerung
durchschaltet und den Zünddraht 34 in Reihe mit seiner Kollek
torstrecke zur Auslösung des pyrotechnischen Zündelements 35
bringt. Die Ansteuerung 11 könnte beispielsweise auch ein ge
eigneter, auf Extrembeschleunigung reagierender Unfallsensor
sein.
Da beide Auslöseelemente sowohl auf gleiche als auch auf un
terschiedliche Störungsfälle reagieren und ansprechen können,
ist eine mögliche Grundfunktion wie folgt, wobei man zunächst
aus der Darstellung der Fig. 3 erkennt, dass die beiden Zünd
drähte 33, 34 in der gleichen pyrotechnischen Mischung 30 ein
gebettet sind, die mit dem durchzutrennenden Leiter 31 in ei
nem alle Komponenten aufnehmenden Gehäuse 32 angeordnet ist,
wobei sich in dem Gehäuse noch ein Hohlraum 43 befindet, der
bei Durchtrennung nach pyrotechnischer Zündung über den Zünd
draht 33 und/oder den Zünddraht 34 das Leiterstück aufnimmt.
Für eine Auslösung im Betrieb als Sicherung kann der Standard
zünddraht 34 in konventioneller 2 Ohm Technik aufgebaut sein,
d. h. er weist einen Widerstand von ca. 2 Ohm auf und benötigt
einen Auslösestrom von etwa 2 Ampère, der problemlos von dem
Transistorelement 10 zur Verfügung gestellt
werden kann, wenn dieses an seinem Ansteuereingang 11 aufgrund
einer Störung angesteuert wird.
Für die bisher angegeben Daten sowie auch für folgende Daten,
die, wie sich versteht, mit Bezug auf die Erfindung nicht
einschränkend wirken, sondern lediglich der Erläuterung eines
Ausführungsbeispiels im einzelnen dienen, ist ein
Spannungsabfall am Zünddraht von etwa 4 V erforderlich, der bei
durchgeschaltetem Transistor 10 mit Sicherheit aufgebracht
werden kann, etwa im Falle einer Überspannung oder bei
drohendem, von entsprechenden Sensoren erfasster Unfallgefahr.
Insofern dient das zweite aktive Auslöseelement 4 in der Form
des Transistors 10 als Sicherung für den allgemeinen
Auslösefall, der jedoch einen Verpolfall nicht immer mit
Sicherheit erkennen kann, da im Falle einer Verpolung der
Spannungsabfall für die genannte Auslösung des Zünddrahtes 34
nicht zur Verfügung gestellt werden kann. Hier setzt das erste
aktiv wirkende Auslöseelement 3, in der bevorzugten Form einer
Zenerdiode 21 ein, wobei dieser Schaltkreis aus Zenerdiode 21
mit zugeordnetem Zünddraht 33 so ausgelegt ist, dass auch bei
einem Spannungsabfall von < 2 V, üblicherweise < 1,3 V noch eine
ausreichende Erwärmung zum Zünden des pyrotechnischen
Treibmittels erzeugt werden kann. Dabei setzt im Falle einer
Verpolung zunächst ein Verpolschutzelement 1 ein, welches als
übliche Verpolschutzdiode 24 ausgebildet sein kann und als
Begrenzungselement im Verpolungsfall eine solche Spannung von
< 2 V im Bordnetz noch zulässt, ohne dass, aufgrund der dann
umgekehrten Polung, ein Schaden auftritt. Da andererseits im
Verpolungsfall ausreichend Strom zur Verfügung steht und der
Zündstrom hier nicht direkt aktiv geschaltet werden muss,
stellt der erhöhte Strombedarf keine Limitierung dar.
Es ist daher möglich, über diese Komponente 21, 33 auch im
Verpolungsfall sicher abzuschalten, und zwar durch eine
entsprechende Auslegung des Zünddrahts 33. Im Verpolungsfall
wird der Zünddraht 33 über die Zehnerdiode 21 entsprechend
auch sehr hoch bestromt, da die Diode dann leitend ist und
aufgrund des Verhaltens der Verpolschutzdiode 24 im Bordnetz
eine (verpolte) Spannung etwa zwischen 1,3 V-2 V zur Verfügung
steht. Um den Zünder über den Schaltkreis 21, 33 bei -1 V mit
Sicherheit auslösen zu lassen, ist davon auszugehen, dass über
der Zehnerdiode 21 zunächst 0,7 V abfallen, wenn diese leitend
wird. Dadurch stehen für die Zündeinheit, also den Zünddraht
33 lediglich noch 0,3 V zur Verfügung, so dass, um die gleiche
elektrische Leistung für die Zündung wie der reguläre Zünder
zu erzeugen, der Widerstand des Zünddrahtes einen Wert von
0,01 Ohm nicht überschreiten darf, bei, wie schon erwähnt,
entsprechend unbegrenzt zur Verfügung stehendem Strom.
Der Verpolungsfall kann auf verschiedene Ursachen
zurückzuführen sein, beispielsweise allein schon dadurch, dass
die eigene Batterie 10 fehlerhaft, nämlich verpolt
angeschlossen wird oder auch dadurch, dass bei eigener
erschöpfter Batterie Hilfsenergie aus einer Fremdbatterie für
einen Anlassvorgang zur Verfügung gestellt und in diesem Falle
verpolt wird.
Schließlich ist auch noch der Störungsfall einer Überspannung
zu berücksichtigen, der dann entstehen würde, wenn zwar
polgerecht angeschlossen wird, jedoch mit einer weit
überhöhten Spannung von beispielsweise 42 V (bei einem 12 V
Bordnetz) ausgeholfen wird.
Auch dieser Fall lässt sich über den Zündzweig aus den
Elementen 21 und 33 beherrschen und so eine Beschädigung
elektronischer Bauelemente im Bordnetz vermeiden, da bei einer
solchen Überspannung die Zehnerdiode 21 durchbricht und der
Zünddraht 33 ebenfalls auslöst.
Claims (2)
1. Vorrichtung zur Sicherung eines eine Batterie enthaltenden
Bordnetzes von mobilen Einheiten, Kraftfahrzeugen, Booten
und dgl. gegen Verpolung, Kurzschluss und Aufprall, mit
einem im Falle eines Ansprechens auslösenden,
schalterartigem Trennelement im Anschlussbereich des
Bordnetzes, wobei das Trennelement (17) mindestens zwei
zugeordnete, voneinander unabhängig und jeweils für sich
eine Abschaltung des Bordnetzes über das Trennelement (17)
bewirkende Auslöseeinheiten (3, 33; 4, 34) aufweist, die
auf unterschiedliche Ansteuerungen ansprechen, und wobei
ein erstes aktiv wirkendes Auslöseelement (3) in Reihe mit
einem Auslösewiderstand (33) für das Trennelement (17) und
ein zweites aktives Auslöseelement (4) in Reihe mit einem
weiteren Auslösewiderstand (34) für das Trennelement (17)
vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste aktiv wirkende Auslöseelement (3) eine Zenerdiode (21) mit einem in Reihe geschalteten, sehr niederohmigen Zünddraht (33) ist, welches auf Verpolung und Überspannungen anspricht, und
das zweite aktive Auslöseelement (4) ein Transistor oder sonstiges Halbleiterschaltelement in Reihe mit einem weiteren Zünddraht (34), welches auf z. B. Aufprall anspricht, für das Trennelement (17) ist, welches selbst als pyrotechnisches, zwei Zünddrähte (33, 34) aufweisendes Zündelement (35) ausgebildet ist.
das erste aktiv wirkende Auslöseelement (3) eine Zenerdiode (21) mit einem in Reihe geschalteten, sehr niederohmigen Zünddraht (33) ist, welches auf Verpolung und Überspannungen anspricht, und
das zweite aktive Auslöseelement (4) ein Transistor oder sonstiges Halbleiterschaltelement in Reihe mit einem weiteren Zünddraht (34), welches auf z. B. Aufprall anspricht, für das Trennelement (17) ist, welches selbst als pyrotechnisches, zwei Zünddrähte (33, 34) aufweisendes Zündelement (35) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
parallel zu den Bordnetzleitungen (A, B) ein Verpolschutz
(1) in Form einer Verpolschutzdiode (24) vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19951095A DE19951095C2 (de) | 1999-10-23 | 1999-10-23 | Vorrichtung zur Sicherung eines elektrischen Netzes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19951095A DE19951095C2 (de) | 1999-10-23 | 1999-10-23 | Vorrichtung zur Sicherung eines elektrischen Netzes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19951095A1 DE19951095A1 (de) | 2001-06-13 |
DE19951095C2 true DE19951095C2 (de) | 2003-09-04 |
Family
ID=7926636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19951095A Expired - Fee Related DE19951095C2 (de) | 1999-10-23 | 1999-10-23 | Vorrichtung zur Sicherung eines elektrischen Netzes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19951095C2 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005006100A1 (de) * | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Audi Ag | Sicherheitsschaltung und Verfahren zur Absicherung einer elektronischen Schaltungsanordnung vor Beschädigung bei Verpolung einer angeschlossenen Energieversorgungseinheit |
DE102007033183A1 (de) * | 2007-07-13 | 2009-01-15 | Auto-Kabel Management Gmbh | Verpolschutzeinrichtung |
DE102015213456A1 (de) * | 2015-07-17 | 2017-01-19 | Robert Bosch Gmbh | Zelleinheit und Verfahren zur Bestimmung eines durch eine Zelleinheit fließenden Stroms |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10334197A1 (de) * | 2003-07-26 | 2005-02-17 | Daimlerchrysler Ag | Schutzanordnung für eine elektrische Einrichtung |
DE102004019817A1 (de) * | 2004-04-23 | 2005-11-24 | Audi Ag | Schaltungsanordnung zum Schutz von elektrischen Verbrauchern in Kraftfahrzeugen |
DE102009058729A1 (de) | 2009-12-17 | 2011-06-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, 80809 | Bordnetz für Fahrzeuge |
DE102014117280A1 (de) * | 2014-11-25 | 2016-05-25 | Pilz Gmbh & Co. Kg | Sicherheitsschaltgerät zum Ein- und sicheren Ausschalten eines elektrischen Verbrauchers |
DE102017202538A1 (de) | 2017-02-16 | 2018-08-16 | Audi Ag | Sicherungsvorrichtung, Kraftfahrzeug mit einer Sicherungsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Sicherungsvorrichtung |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2919022A1 (de) * | 1979-05-11 | 1980-11-20 | Bosch Gmbh Robert | Verpolschutzanordnung fuer ein batterieladesystem |
DE3930896A1 (de) * | 1989-09-15 | 1991-03-28 | Vdo Schindling | Verpolschutzschaltung |
DE4406730A1 (de) * | 1994-03-02 | 1995-09-14 | Bayern Chemie Gmbh Flugchemie | Vorrichtung zum Unterbrechen der Stromversorgung eines Kraftfahrzeuges bei einem Unfall |
DE4425307A1 (de) * | 1994-07-18 | 1996-01-25 | Bayerische Motoren Werke Ag | Elektrischer Sicherheitsschalter für Kraftfahrzeuge |
DE29700594U1 (de) * | 1997-01-15 | 1997-03-20 | Knipping Kunststofftechnik Werk King-Plastic GmbH, 51647 Gummersbach | Elektrischer Sicherheitsschalter für ein Kraftfahrzeug |
DE19620204A1 (de) * | 1996-05-20 | 1997-11-27 | Grote & Hartmann | Anschlußeinrichtung für eine Batterieklemme |
DE19719919A1 (de) * | 1997-05-13 | 1998-11-26 | Daimler Benz Ag | Anordnung zum Schutz von elektrischen Einrichtungen |
DE19702116C2 (de) * | 1997-01-22 | 1999-02-18 | Siemens Ag | Schutzvorrichtung gegen Falschpolung im elektrischen Bordnetz eines Fahrzeuges |
DE19749896A1 (de) * | 1997-11-12 | 1999-06-02 | Knipping Kunststofftechnik Wer | Pyrotechnischer Sicherheitsschalter |
-
1999
- 1999-10-23 DE DE19951095A patent/DE19951095C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2919022A1 (de) * | 1979-05-11 | 1980-11-20 | Bosch Gmbh Robert | Verpolschutzanordnung fuer ein batterieladesystem |
DE3930896A1 (de) * | 1989-09-15 | 1991-03-28 | Vdo Schindling | Verpolschutzschaltung |
DE4406730A1 (de) * | 1994-03-02 | 1995-09-14 | Bayern Chemie Gmbh Flugchemie | Vorrichtung zum Unterbrechen der Stromversorgung eines Kraftfahrzeuges bei einem Unfall |
DE4425307A1 (de) * | 1994-07-18 | 1996-01-25 | Bayerische Motoren Werke Ag | Elektrischer Sicherheitsschalter für Kraftfahrzeuge |
DE19620204A1 (de) * | 1996-05-20 | 1997-11-27 | Grote & Hartmann | Anschlußeinrichtung für eine Batterieklemme |
DE29700594U1 (de) * | 1997-01-15 | 1997-03-20 | Knipping Kunststofftechnik Werk King-Plastic GmbH, 51647 Gummersbach | Elektrischer Sicherheitsschalter für ein Kraftfahrzeug |
DE19702116C2 (de) * | 1997-01-22 | 1999-02-18 | Siemens Ag | Schutzvorrichtung gegen Falschpolung im elektrischen Bordnetz eines Fahrzeuges |
DE19719919A1 (de) * | 1997-05-13 | 1998-11-26 | Daimler Benz Ag | Anordnung zum Schutz von elektrischen Einrichtungen |
DE19749896A1 (de) * | 1997-11-12 | 1999-06-02 | Knipping Kunststofftechnik Wer | Pyrotechnischer Sicherheitsschalter |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005006100A1 (de) * | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Audi Ag | Sicherheitsschaltung und Verfahren zur Absicherung einer elektronischen Schaltungsanordnung vor Beschädigung bei Verpolung einer angeschlossenen Energieversorgungseinheit |
DE102005006100B4 (de) * | 2005-02-10 | 2010-01-07 | Audi Ag | Sicherheitsschaltung und Verfahren zur Absicherung einer elektronischen Schaltungsanordnung vor Beschädigung bei Verpolung einer angeschlossenen Energieversorgungseinheit |
DE102007033183A1 (de) * | 2007-07-13 | 2009-01-15 | Auto-Kabel Management Gmbh | Verpolschutzeinrichtung |
DE102007033183B4 (de) * | 2007-07-13 | 2011-04-21 | Auto-Kabel Management Gmbh | Verpolschutzeinrichtung und Verfahren zum Unterbrechen eines Stromes |
DE102015213456A1 (de) * | 2015-07-17 | 2017-01-19 | Robert Bosch Gmbh | Zelleinheit und Verfahren zur Bestimmung eines durch eine Zelleinheit fließenden Stroms |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19951095A1 (de) | 2001-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0981849B1 (de) | Anordnung zum schutz von elektrischen einrichtungen | |
DE102017203851B4 (de) | Elektrische Sicherung, Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Sicherung und elektrisches Traktionsnetz | |
DE102016107707B3 (de) | Schutzvorrichtung für eine Hochvolt-Spannungsversorgung | |
DE102016222339A1 (de) | Pyrotechnischer schalter und zwischenkreis-entladungssystem | |
DE102014001708A1 (de) | Hochvoltbordnetz eines Kraftfahrzeugs | |
DE102016113773A1 (de) | Schmelzsicherung | |
WO2014191135A1 (de) | Modultrennung in batteriesystemen bei unfällen | |
DE102019204033B3 (de) | Elektrische Sicherung, Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Sicherung und elektrisches Traktionsnetz | |
DE102008044774A1 (de) | Parallelschaltung aus einer pyrotechnischen Sicherung und einer weiteren Sicherung für ein Kraftfahrzeug | |
DE19951095C2 (de) | Vorrichtung zur Sicherung eines elektrischen Netzes | |
DE102016216829A1 (de) | Trenneinrichtung zum Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Komponenten eines Kraftfahrzeugs, sowie Vorrichtung mit einer solchen Trenneinrichtung | |
DE102016107706A1 (de) | Ansteuerungsvorrichtung für eine pyrotechnische Sicherungsvorrichtung | |
DE102005041604A1 (de) | Vorrichtung mit wenigstens einem Doppelschichtkondensator | |
DE19929246C2 (de) | Batteriesystem | |
DE19950694A1 (de) | Schalter | |
DE10054153A1 (de) | Leistungsschalter und diesen verwendendes Kabelbaumgerät | |
EP1052662B1 (de) | Schalter für Fahrzeuge | |
DE102005029076B4 (de) | Elektrische Sicherheitseinrichtung für Kraftfahrzeuge | |
EP1033803A2 (de) | Sicherungssystem für Kraftfahrzeuge | |
DE102016224810A1 (de) | Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor, insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeug | |
EP0825068A1 (de) | Notabschaltvorrichtung für Bordstromnetze | |
DE10111252A1 (de) | Anordnung zum Schutz von Vebrauchern | |
WO2000042688A1 (de) | Schaltungsanordnung zum schutz gegen spannungsverpolung | |
DE102012214879A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung für eine passive Aktivierung einer pyrotechnischen Sicherung im Batteriesystem | |
DE19922332C1 (de) | Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8304 | Grant after examination procedure | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |