KR20240021903A - 고전압 구역과 이로부터 연장되고 안전 디바이스를 통해 연결된 복수의 저전압 구역을 갖는 차량 전기 시스템 - Google Patents

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Abstract

차량 전기 시스템(FB)은 고전압 구역(HV), 이 고전압 구역(HV) 외부로 연장되는 제1 저전압 구역(N1), 제2 저전압 구역(N2) 및 안전 디바이스(S)를 포함한다. 안전 디바이스(S)는 제1 저전압 구역(N1)을 제2 저전압 구역(N2)에 연결한다. 안전 디바이스(S)는 갈바닉 절연 유닛(T) 또는 전압 제한 요소(SB)를 갖는다.

Description

고전압 구역과 이로부터 연장되고 안전 디바이스를 통해 연결된 복수의 저전압 구역을 갖는 차량 전기 시스템
본 발명은, 고전압 구역과 이 고전압 구역으로부터 연장되고 안전 디바이스를 통해 연결된 복수의 저전압 구역을 갖는 차량 전기 시스템에 관한 것이다.
고전압 충전식 배터리를 전력원으로 사용하는 전기 견인 구동부를 차량에 장착하는 것이 알려져 있다. 차량 사용자를 보호하기 위해 고전압 전위를 전달하는 연결부는 절연되고 또한 다른 보호 조치를 가질 수 있다. 또한 절연 값이 지나치게 낮은 경우 추가 조치를 취할 수 있도록 차량 접지에 대한 고전압 전위의 절연 저항을 검출하는 절연 모니터가 일반적으로 사용된다. 결함 발생 시 접촉 전압은 매우 높아 사용자에게 큰 위험을 초래할 수 있으므로, 본 발명의 목적은 고전압 전기 시스템을 갖는 차량의 안전성을 향상시키는 것이다.
본 목적은 청구항 1에 청구된 차량 전기 시스템에 의해 달성된다. 추가 특성, 특징, 실시예 및 장점은 종속 청구항, 설명 및 도면으로부터 드러난다.
고전압 구성요소, 즉 정상 동작 시 고전압 전위를 전달하는 구성요소는 절연체 및 적절한 하우징을 통해 사용자로부터 전기적으로 충분히 절연될 수 있어서 이런 점에서 높은 수준의 안전성이 있는 것으로 인식되었다. 그러나 고전압 전위를 갖는 구성요소가 위치된 공간 영역에는 또한 고전압 온보드 전기 시스템으로부터 멀리 라우팅되는 저전압 케이블과 저전압 구성요소도 존재한다. 저전압 케이블은 고전압 케이블과 동일한 정도로 절연되거나 보호되지 않기 때문에 고전압 구역 내에 결함이 발생하여 저전압 케이블이 고전압 전위를 전달하는 경우, 감전의 위험이 높아진다. 따라서, 고전압 구역 외부로 연장되는 제1 저전압 구역은 먼저 안전 디바이스에 연결되고, 제2 저전압 구역은 이 안전 디바이스로부터 연장되는 것이 제안된다. 안전 디바이스는 갈바닉 절연과 같은 조치에 의해 또는 전압 제한 요소에 의해 제1 저전압 구역과 고전압 구역 사이에 절연 결함이 발생한 경우 위험한 전압이 안전 디바이스를 넘어 전파되지 않는 것을 보장하여 안전 디바이스는 이러한 위험한 전압이 제2 추가 저전압 구역에 도달하는 것을 차단할 수 있다. 이를 통해 결함이 없는 경우 저전압 동작에도 불구하고 이 구역을 외부 접근으로부터 보호하기 위해 고전압이 흐를 위험에 노출되는 추가 구역을 한정할 수 있는 한편, 결함 발생 시 발생하는 고전압으로부터 안전 디바이스로 인해 제2 저전압 구역을 안전 디바이스에 의해 더 큰 범위로 보호할 수 있다. 본 발명에 따르면, 이는 고전압 구역 내에 결함이 발생할 경우에는 제1 저전압 구역이라도 고전압 전압을 전달할 수 있다는 사실을 고려한다. 결함으로 인해 고전압 구역으로부터 제1 저전압 구역으로 확산될 수 있는 제2 저전압 구역의 고전압 전압에 대해 더 큰 안전성을 확보하기 위해 안전 디바이스를 통해 이러한 위험 전압의 전파 경로를 차단하는 것이 제안된다.
따라서, 고전압 구역, 제1 저전압 구역 및 제2 저전압 구역을 갖는 차량 전기 시스템이 설명된다. 제1 저전압 구역은 고전압 구역 밖으로 연장된다. 저전압 구역은 특히 저전압 구성요소 및/또는 저전압 케이블이 위치된 물리적 구획을 나타낸다. 제2 저전압 구역은 고전압 구역 밖으로 직접 연장되지 않고 제1 저전압 구역과 (간접적으로) 인접한다. 절연 결함이 있는 경우, 제1 저전압 구역에는 고전압 구역의 고전압 전위가 제공될 수 있다. 이 고전압 전위가 제2 저전압 구역에도 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 차량 전기 시스템은 안전 디바이스를 포함한다. 제2 저전압 구역은 이 디바이스를 통해 제1 저전압 구역에 연결된다. 제2 저전압 구역과 제1 저전압 구역 사이에는 추가 (갈바닉 전도성) 연결이 없다.
그 결과, 안전 디바이스는 고전압 구역으로부터 제1 저전압 구역으로 연장되는 대응하는 위험한 고전압 전위가 제2 저전압 구역에 도달하는 것을 차단할 수 있다. 따라서 제2 저전압 구역은 절연 결함으로 인해 고전압 구역으로부터 제1 저전압 구역으로 전달되는 고전압 전위로부터 안전 디바이스에 의해 보호된다. 안전 디바이스는 갈바닉 절연 구성요소 및/또는 전압 제한 요소를 갖는다. 그러면 제1 저전압 구역과 제2 저전압 구역 사이의 안전 디바이스 내에 갈바닉 절연이 존재한다. 전압 제한 요소는 제1 및/또는 제2 저전압 구역의 전위와, 접지 또는 섀시와 같은 누설 전위 사이에 제공되고, 관련 저전압 구역이 누설 전위에 대해 전압 한계를 초과하는 전압을 가질 때 활성화된다. 안전 디바이스는 언급된 안전 조치를 모두 포함할 수도 있다.
특히, 안전 디바이스는 또한 제2 저전압 구역과 제1 저전압 구역을 물리적으로 분리한다. 안전 디바이스는 바람직하게는 제1 저전압 구역과 제2 저전압 구역 사이에 위치되고, 제1 저전압 구역과 제2 저전압 구역 사이에 연장되는 안전 구역을 형성한다. 이러한 구역은 하우징 등과 같은 경계로 정해질 수 있다.
일 실시예에서, 제1 저전압 구역은 고전압 구역 밖으로 라우팅되는 모든 저전압 케이블을 둘러싼다. 제2 저전압 구역은 특히 신호 전송 또는 공급 전압 전송을 위해 제1 저전압 구역의 관련 케이블 및/또는 구성요소에 기능적으로 연결된 모든 케이블 및/또는 구성요소를 둘러싼다. 복수의 안전 디바이스가 제공될 수 있고, 각각의 안전 디바이스에는 제1 저전압 케이블의 일부가 연결되며, 바람직하게는 고전압 구역 외부로 연장되는 모든 저전압 케이블이 안전 디바이스 중 하나에 연결되어 이러한 모든 저전압 케이블은 안전 디바이스에서 보호되거나 종료된다.
차량 전기 시스템은 저전압 유닛을 포함할 수 있고, 예를 들어, 고전압 구역의 구성요소를 제어하거나 고전압 구역 내에서 발생하는 센서 데이터를 획득하기 위한 제어 유닛을 포함할 수 있다. 또한, 저전압 유닛은 버스 통신 모듈, 특히 CAN 버스 슬레이브 또는 CAN 버스 마스터와 같은 통신 디바이스를 가질 수 있다. 저전압 유닛은 또한 예를 들어 기능적으로 또는 신호 전송을 위해 고전압 구역 내의 구성요소, 예를 들어, 또한 특히 고전압 구역의 전압을 디스플레이할 수 있는 전압 디스플레이 또는 디스플레이 디바이스에 연결되는 디스플레이 또는 입력 기구일 수 있다. 저전압 유닛은 또한 (제1 및 제2 저전압 구역을 통해) 고전압 구역 내의 구성요소에 저전압을 공급하는 저전압 공급원일 수 있다.
저전압 유닛은 제2 저전압 구역에 연결된다. 제2 저전압 구역은 저전압 유닛을 안전 디바이스에 연결한다. 저전압 유닛과 안전 디바이스 사이에는 저전압 구역이 제공된다. 저전압 유닛은 제2 저전압 구역과 이 제2 저전압 구역에 연결된 안전 디바이스를 통해 제1 저전압 구역에 연결된다. 이 저전압 유닛은 결국 고전압 구역으로 이어진다. 따라서 제1 저전압 구역, 안전 디바이스 및 제2 저전압 구역은 저전압 유닛과 고전압 구역 사이에 (특히 고전압 구역에서 시작하여 이 순서대로) 제공된다. 제2 저전압 구역, 안전 디바이스 및 제1 저전압 구역을 통해 저전압 유닛은 신호 전송 및/또는 전압 공급을 위해 고전압 구역 또는 이 고전압 구역 내에 위치된 구성요소에 연결된다. 이러한 구성요소는 특히 고전압 구역에 위치된 저전압 구성요소이다. 여기서 신호 전송 연결은 갈바닉 절연 데이터 연결을 의미한다. 또한, 전압 공급 연결은 또한 변압기 형태의 갈바닉 절연 구성요소(갈바닉 절연)를 갖는 안전 디바이스에 의해 갈바닉 절연될 수 있다. 갈바닉 절연은 예를 들어 안전 디바이스의 갈바닉 절연 변압기에 의해 제공될 수 있고, 이의 일측(예를 들어, 1차측)은 제1 저전압 구역에 연결되고, 제2 측(2차측)은 제2 저전압 구역에 연결된다. 또한 신호 전송을 위해 두 저전압 구역을 서로 연결하는 갈바닉 절연 구성요소로 광 커플러를 사용할 수 있다. 언급된 변압기는 신호 전송을 위한 송신기일 수 있고, 또는 전력 전송을 위한 변압기일 수 있고, 또는 (예를 들어, 전력선 통신의 경우) 이 둘 다일 수 있다.
저전압 구역에는 케이블, 특히 신호 케이블, 통신 케이블, 센서 케이블 및/또는 저전압 공급 케이블이 있다. 케이블은 60V 미만의 동작 전압용으로 설계되어 고전압 절연이 없다. 특히, 케이블의 절연은 고전압용이 아닌 저전압용으로 설계된다. 제1 저전압 구역에는 고전압 구역에 위치된 하나 이상의 저전압 구성요소를 안전 디바이스에 연결하는 케이블이 있다. 이 연결에는 갈바닉 전도성이 있다. 따라서 고전압 구역 내에 결함이 발생하는 경우 제1 저전압 구역의 하나의 케이블은 고전압 전위를 가질 수 있고, 이 고전압 전위는 안전 디바이스까지만 라우팅된다. 그런 다음 안전 디바이스는 고전압 전위를 차단한다. 제2 저전압 구역에도 안전 디바이스에 연결된 케이블이 있다. 따라서 제2 저전압 구역의 케이블은 안전 디바이스를 통해 제1 저전압 구역의 케이블에 연결된다. 이렇게 안전 디바이스에 의해 수립된 연결은 갈바닉 절연된다. 따라서 신호 케이블은 갈바닉 절연 변압기를 통해 또는 바람직하게는 광 커플러를 통해 데이터 전송 유닛에 연결된다. 저전압 공급 케이블은 갈바닉 절연 변압기를 통해 연결될 수 있다. 안전 디바이스는 갈바닉 절연 방식으로 제1 저전압 구역의 각 케이블을 제2 저전압 구역의 관련 케이블에 연결한다. 제1 저전압 구역의 각 케이블은 제2 저전압 구역에 등가물을 가져서, 고전압 구역에 위치된 제1 저전압 구역의 각 저전압 케이블은 제2 저전압 구역에 등가물을 갖는다. 케이블은 특히 플렉스 포일 인쇄 회로 기판의 전도체 트랙 및/또는 와이어로 구현될 수 있다. 차량 전기 시스템은 특히 제2 저전압 구역을 통해 안전 디바이스에 연결되는 하나 이상의 저전압 유닛을 포함한다. 언급한 바와 같이 저전압 유닛은 디스플레이, 제어 유닛, HMI 유닛, 입력 유닛 등일 수 있다. 저전압 유닛은 특히 차량 내부, 엔진실, 트렁크 등과 같이 사용자가 쉽게 접근할 수 있는 구획에 또는 이 구획에 인접하여 존재할 수 있다.
또 다른 양태는 안전 디바이스에 의해 두 저전압 구역을 공간적으로 분리하는 것이다. 특히, 하나의 양태는 사용자가 쉽게 접근할 수 없는 제1 구획에 제1 저전압 구역(결함 발생 시 고전압 전위가 발생할 수 있음)을 제공하는 것을 포함한다. 따라서 제1 저전압 구역은 연속적인 경계에 의해 (차량 사용자가) 외부에서 접근하는 것이 방지되는 제1 구획에 제공될 수 있다. 연속적인 경계에는 커버 등이 제공될 수 있고, 이 커버는 차량의 정상 사용 중에는 사용자가 열 수 없고 특히 도구를 필요로 한다. 이를 통해 사용자는 차량을 정상적으로 사용하는 동안 저전압 구역에 접근할 수 없다. 그 결과 의도치 않은 접촉을 방지할 수 있다. 저전압 구역의 연속적인 경계는 플라스틱 커버 또는 금속 (접지) 커버에 의해 제공될 뿐만 아니라 커버와 함께 구획을 완전히 둘러싸는 벽에 의해 제공될 수 있다. 이러한 벽에는 바람직하게는 개구가 없거나, 도구로만 열 수 있고 어려움 없이는 열 수 없는 개구만이 있다. 요약하면, 제1 구획은 폐쇄되어 있고, 정상 동작 시에는 열 수 없고, 특히 도구 없이는 열 수 없다.
제2 저전압 구역은 제2 구획에 제공된다. 이 제2 구획은 개방될 수 있고, 특히 외부에서 자유롭게 접근할 수 있다. 제2 구획은 일반적인 사용 중에 사용자가 쉽게 접근할 수 있으며, 특히 엔진실, 승객실, 트렁크 등에 쉽게 접근할 수 있다. 예를 들어, 제2 구획의 엔진실에는 12V 배터리나 12V 유닛이 제공될 수 있다. 후드가 개방되면 이러한 구성요소에는 추가 도구 없이 접근할 수 있다. 특히, 제2 구획을 폐쇄하여 도구 없이는 접근할 수 없게 하는 덮개가 필요치 않다. 안전 디바이스는 바람직하게는 별도의 하우징에 제공된다. 이 하우징은 제1 구획과 제2 구획 사이에 위치된다. 특히, 제1 구획은 자체 하우징에 직접 접촉한다. 제2 구획도 바람직하게는 안전 디바이스의 하우징에 접촉하지만, 제1 구획은 제2 구획으로부터 분리된 상태로 유지된다. 제1 구획과 제2 구획의 물리적 분리는 안전 디바이스에 의해 효과적으로 보호될 수 있다.
또 다른 옵션은 제1 구획에 위치된 하우징에 안전 디바이스를 제공하는 것이다. 특히, 안전 디바이스가 제공된 하우징은 제1 구획의 내측에 위치될 수 있다. 이는 특히 제1 구획의 외벽의 내측 또는 제1 구획의 경계의 외벽이다. 그런 다음 제2 저전압 구역은 내측을 구성하는 벽을 통해 또는 외벽을 통해 라우팅되어 안전 디바이스에 연결될 수 있다. 안전 디바이스가 제1 구획의 외벽에 직접 위치된다는 사실은 제2 저전압 구역이 제1 저전압 구역과 연결되지 않음을 보장한다. 특히, 안전 디바이스는 고전압 구역뿐만 아니라 제1 저전압 구역이 제공되는 고전압 하우징의 외벽의 내측에 위치된 하우징에 제공될 수 있다. 특히 이는 안전 디바이스에 의해 전체 제2 저전압 구역과 물리적 및 전기적으로 분리된 전체 제1 저전압 구역에 적용된다.
안전 디바이스가 적어도 하나의 전압 제한 요소를 갖는 실시예에서, 이 요소는 누설 전위와 제1 구역 및/또는 제2 구역의 저전압 전위 또는 케이블 사이에 제공될 수 있다. 이 경우, 제1 저전압 구역에 과도한 전압이 발생하면 이 전류는 누설 전위로 소산된다. 누설 전위는 특히 접지 또는 섀시에 있다. 전압 제한 요소는 배리스터(varistor), 가스 방전관, 스파크 갭, 보호 다이오드, 사이리스터 회로, TVS 사이리스터, DIAC, 제너 다이오드 또는 억제 다이오드 또는 4층 다이오드로 구현될 수 있다.
다양한 고전압 극성으로부터 저전압 전위를 보호하거나 다수의 케이블을 보호하기 위해 안전 디바이스에는 다수의 전압 제한 요소가 제공될 수 있다. 전압 제한 요소를 사용하는 경우 두 저전압 구역이 반드시 갈바닉 절연되는 것은 아니다. 대신, 전압 제한 요소가 사용될 때, 제1 저전압 구역의 케이블이 제2 저전압 구역의 케이블에 전도성으로 결합되는 것이 제공될 수 있다. 그러나 두 저전압 구역 사이에 안전 디바이스를 삽입하면 제1 저전압 구역의 전압이 너무 높을 경우 전압 제한 요소의 활성화로 인해 이 전압이 감소되거나 제한될 가능성이 있다.
제2 저전압 구역은 제1 저전압 구역의 과도한 고전압으로 인한 전류의 방전에 의해 보호된 상태로 유지된다. 제1 저전압 구역의 케이블을 제2 저전압 구역의 케이블에 연결하는 저항기 등이 안전 디바이스에 제공될 수 있고, 이 전압 제한 요소는 바람직하게는 관련 저항기에 연결된 제2 저전압 구역의 케이블의 단부에 제공된다. 그런 다음 두 저전압 구역을 직렬로 연결하는 저항기는 최대 전달 가능한 전류를 제한하고, 동시에 (고전압 결함으로 인해) 과도한 전류가 발생하면 저항기에 의해 제한된 전류가 기준 전위로 소산된다. 두 저전압 구역을 서로 연결하는 저항기는 바람직하게는 케이블이 결함 없이 그 기능을 수행할 수 있도록 설계되고, 즉 신호를 전송하거나 공급 전압을 전송하도록 구성되도록 설계된다.
위에서 언급한 바와 같이, 차량 전기 시스템은 제2 저전압 구역을 통해 안전 디바이스에 연결되는 저전압 유닛을 포함할 수 있다. 저전압 유닛은 센서 감지 유닛, 활성화 유닛, 통신 디바이스 또는 모니터링 유닛을 제공할 수 있고, 이들 모두는 고전압 구역에 배열된 저전압 구성요소와 관련된다. 따라서 저전압 유닛은 고전압 구역 외부에 제공되지만, 기능적으로는 (데이터 전송 및/또는 공급 전압 전송을 위해) 고전압 구역 내에 위치된 저전압 구성요소에 연결된다. 저전압 유닛 자체는 정상 사용 시 사용자가 쉽게 접근할 수 있는 구획에 제공될 수 있다. 이는 예를 들어 일반적으로 대시보드나 승객실에 위치된 디스플레이 또는 HMI 인터페이스의 제어부에 적용된다. 이는 또한 엔진실(또는 트렁크)에 위치되고 사용자가 적절한 사용법에 따라 (관련 승객실 도어, 테일 게이트 또는 엔진실 커버를 연 후) 쉽게 접근할 수 있는 저전압 유닛에도 적용된다.
안전 디바이스는 바람직하게는 결함 출력부를 갖는다. 안전 디바이스는 저전압 구역 중 적어도 하나의 구역의 전압이 전압 한계를 초과하는 경우 고전압 결함을 결함 출력부에 출력하도록 구성된다. 이는 앞서 언급한 구역 중 단 하나의 전도체에만 존재하는 전압에도 적용될 수 있다. 전압은 접지 또는 섀시와 같은 누설 전위를 기준으로 한다. 전압 한계는 바람직하게는 60V 미만, 예를 들어, 50V, 40V, 35V 또는 25V이다. 전압 한계는 결함 없는 동작에서 발생하는 저전압 구역의 모든 케이블의 최대 레벨보다 높다. 차량 전기 시스템은 결함 신호 출력부에 기능적으로 연결된 방전 또는 연결 해제 디바이스를 가질 수 있다. 이 경우, 결함 신호 출력부에 (신호 형태의) 고전압 결함이 발생하면 적절한 조치(방전 및/또는 연결 해제)가 수행될 수 있다. 고전압 결함은 저전압 구역의 전압이 예를 들어 60V DC 또는 30 Vrms AC의 전압 한계를 초과할 때 발생한다.
"고전압"이라는 접두사는 관련 구성요소가 특히 절연과 관련하여 60V 초과, 적어도 100V, 적어도 200V, 적어도 400V, 적어도 600V 또는 적어도 800V의 동작 전압용으로 설계된 것을 나타낸다. "저전압"이라는 접두사는 관련 구성요소가 특히 절연과 관련하여 60V 미만, 48V 이하, 24V 또는 12V 이하의 동작 전압용으로 설계된 것을 나타낸다. 이러한 전압 값은 DC 전압을 의미하지만, RMS 전압의 크기 또는 AC 전압의 진폭을 의미할 수도 있다.
순수 전기 구동부 또는 전기 구동부를 갖는 하이브리드 구동부를 갖는 자동차는 본 명세서에 설명된 차량 전기 시스템을 가질 수 있다. 자동차에는 고전압 견인 배터리와 고전압 견인 구동부가 제공될 수 있고, 이 둘 모두는 본 명세서에 설명된 차량 전기 시스템의 고전압 구역에 연결된다. 그러면 고전압 견인 배터리와 고전압 견인 구동부는 바람직하게는 본 명세서에 설명된 차량 전기 시스템의 일부가 된다.
도 1은 예로서 본 명세서에 설명된 주제를 설명하는 데 사용된다.
도 1은 적어도 하나의 고전압 구성요소(HVK)가 위치된 고전압 구역(HV)을 보여준다. 고전압 구역은 고전압 하우징으로 둘러싸여 있다. 고전압 구역은 또한 제1 저전압 구역(N1)의 케이블(L1)이 시작되는 저전압 구성요소(K)를 포함한다. 저전압 구역(N1)과 또한 그 케이블(L1)은 (고전압 구역 내의) 저전압 구성요소로부터 고전압 구역(HV) 밖으로 연장된다. 제1 저전압 구역(N1)은 구획(R1)을 둘러싸서, 이 구획은 차량 사용자가 적절하게 사용하는 경우 외부에서 접근할 수 없다. 이를 위해, 예를 들어, 저전압 구역(N1)의 제1 구획(R1)을 폐쇄하는 커버(A)가 제공될 수 있다. 이 경우, 커버(A)는 사용자가 도구 없이 또는 정상적인 사용 과정에서 구획(R1)에 접근할 수 없는 방식으로 이 구획(R1)을 폐쇄한다.
제1 저전압 구역(N1)에는 안전 디바이스(S)가 연결된다. 이 안전 디바이스는 하우징(G)을 갖는다. 그런 다음 케이블(L2)을 갖는 제2 저전압 구역(N2)이 안전 디바이스(S)에 연결된다. 이들 케이블은 고전압 구역 외부에 위치된 저전압 유닛으로 이어진다. 따라서 저전압 유닛(NG)은 (고전압 구역(HV) 내에 위치된) 저전압 구성요소(K)에 기능적으로 연결된다. 이는 저전압 구성요소(K)가 저전압 유닛(NG)과 통신할 수 있고/있거나, 이 저전압 유닛에 의해 전압을 공급받을 수 있고/있거나, 저전압 유닛에 의해 활성화될 수 있음을 의미한다. 또한, 구성요소(K)는 센서 데이터와 같은 데이터를 저전압 유닛에 전달할 수도 있다.
고전압 구역(HV)에서 제1 저전압 구역(N1)의 케이블(L1)에 고전압이 접촉하는 경우 발생할 수 있는 과전압으로부터 제2 저전압 구역(N2)을 보호하기 위해 안전 디바이스(S)는 갈바닉 절연 구성요소(T) 및/또는 전압 제한 요소(SB)를 포함한다. 갈바닉 절연 구성요소(T)의 경우 예를 들어 광 커플러 및/또는 갈바닉 절연 변압기가 사용된다. 갈바닉 절연 구성요소(T)는 갈바닉 절연을 기능적 특징으로 한정하는 파선을 통해 순전히 상징적으로 표시되어 있다. 예로서 전압 제한 요소(SB)는 안전 디바이스(S) 내의 케이블을 기준 전위 또는 누설 전위(M)(접지)에 연결하는 배리스터이다. 관련 케이블에서 접지에 대한 전압이 너무 높으면 전압 제한 요소(SB)가 활성화되어 관련 전류를 접지로 소산시킨다. 이는 과도한 전압으로부터 제2 저전압 구역(N2)을 보호한다. 특히, 안전 디바이스(S)는 전압 제한 요소(SB)를 통한 전류 흐름을 검출하여 전류 흐름에 기초하여 고전압 결함을 검출할 수 있다. 그런 다음 이것은 안전 디바이스(S)의 결함 신호 출력부(F)에서 신호 형태로 발행된다. 절연 구성요소(T)는 고전압이 제2 저전압 구역(N2)에 도달하는 것을 물리적으로 방지하는 반면, 전압 제한 요소(SB)는 결함으로 유발된 고전압을 감소시킬 뿐만 아니라 고전압 결함을 검출하는 역할을 한다. 갈바닉 절연(T)만이 제공되는 경우에도, 전압 한계가 초과되면 대응하는 결함 신호를 결함 출력부(F)에 출력하기 위해 제1 저전압 구역(N1)의 리드(L1)의 전위를 모니터링할 수 있다. 안전 디바이스(S)는 이러한 목적을 위해 구성된다.

Claims (7)

  1. 차량 전기 시스템(FB)으로서,
    고전압 구역(HV), 상기 고전압 구역(HV) 외부로 연장되는 제1 저전압 구역(N1), 제2 저전압 구역(N2), 및 상기 제1 저전압 구역(N1)을 상기 제2 저전압 구역(N2)에 연결하는 안전 디바이스(S)를 포함하고, 상기 안전 디바이스(S)는 갈바닉 절연 구성요소(T) 또는 전압 제한 요소(SB)를 갖는, 차량 전기 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 저전압 유닛(NG)을 추가로 포함하고, 상기 적어도 하나의 저전압 유닛은 상기 제2 저전압 구역(N2)에 연결되고, 신호 전달 및/또는 전압 공급을 위해 상기 제2 저전압 구역(N2), 상기 안전 디바이스(S) 및 상기 제1 저전압 구역(N1)을 통해 상기 고전압 구역(HV) 내 저전압 구성요소(K)에 연결되는, 차량 전기 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 저전압 구역(N1)은 상기 고전압 구역(HV)에 위치된 저전압 구성요소(K)를 상기 안전 디바이스(S)에 연결하는 케이블(L1)을 포함하고, 상기 제2 저전압 구역(N2)은 상기 안전 디바이스(S)에 연결된 케이블(L2)을 갖는, 차량 전기 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 저전압 구역(N1)은 연속적인 경계(B)에 의해 외부 접근이 차단되는 제1 구획(R1)에 제공되고, 상기 제2 저전압 구역(N2)은 외부에서 자유롭게 접근 가능한 제2 구획(R2)에 제공되고, 상기 안전 디바이스(S)는, 상기 제1 구획(R1)과 상기 제2 구획(R2) 사이에 또는 상기 제1 구획(R1)의 경계(B)의 외벽의 내측(I)에 위치된 별도의 하우징(G)에 제공된, 차량 전기 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안전 디바이스(S)는 상기 전압 제한 요소(SB)를 포함하고, 상기 전압 제한 요소(SB)는 배리스터, 가스 방전관, 스파크 갭, 보호 다이오드, 사이리스터 회로, TVS 사이리스터, DIAC, 제너 다이오드, 억제 다이오드 및/또는 4층 다이오드를 포함하는, 차량 전기 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 저전압 구역(N2)은 상기 안전 디바이스(S)를 적어도 하나의 저전압 유닛(NG)에 연결하고, 상기 적어도 하나의 저전압 유닛은 저전압 구성요소(K)를 위한 센서 검출 유닛, 저전압 구성요소(K)를 위한 활성화 유닛, 저전압 구성요소(K)와 통신하는 케이블 기반 통신 디바이스, 또는 저전압 구성요소(K)를 위한 모니터링 유닛을 갖고, 상기 저전압 구성요소(K)는 상기 고전압 구역(HV)에 배열된, 차량 전기 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안전 디바이스(S)는 결함 신호 출력부(F)를 갖고, 상기 안전 디바이스(S)는 상기 결함 신호 출력부(F)에서 고전압 결함을 출력하고, 특히 상기 저전압 구역(N1, N2) 중 적어도 하나의 저전압 구역에서 상기 안전 디바이스(S)의 전압 측정/모니터링 디바이스의 결과가 전압 한계가 초과되는 경우 상기 신호를 상위 레벨 차량 제어 유닛으로 송신하도록 구성된, 차량 전기 시스템.
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