WO2010012538A1 - Elektrisches bordnetzsystem - Google Patents

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electrical system
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Martin Gustmann
Manfred Stahl
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to an electrical vehicle electrical system for a motor vehicle, comprising at least one electrical system with at least one electrical load connected thereto and / or at least one electrical power generating device connected thereto, and at least one energy store, wherein the energy store can be disconnected from the electrical system via a switching device.
  • the invention further relates to a motor vehicle, in particular a hybrid motor vehicle with at least one electrical system. Furthermore, the invention relates to a method for checking the operating state of an electrical system
  • Switching device that reversibly connects an electrical energy storage with a motor vehicle electrical system.
  • Such contactors are used in so-called high-voltage on-board networks.
  • Such Hochvoltbordnetze be operated at a relation to the normal vehicle electrical system voltage of 12 volts or 24 volts increased voltage such as 42 volts or 48 volts.
  • Such high-voltage electrical systems are increasingly used for the operation of particularly high-performance electrical components. For example, these may be electric heaters or else drive motors or recuperation generators in hybrid vehicles. Due to the advancing technical development in the automotive industry such high-performance electrical components, and associated high-voltage electrical systems are becoming increasingly widespread.
  • Defective or faulty hardware or software can also lead to a sticking of the contactors.
  • a contactor can also cause aging of the contactor due to aging, constructive defects or manufacturing errors.
  • an electrical on-board network system for a motor vehicle which has at least one on-board network with at least one electrical consumer connected thereto and / or at least one energy generating device connected to it, and at least one energy store, wherein the energy store can be disconnected from the vehicle electrical system via a switching device, with at least one switching device monitoring device that checks the operating state of the switching device.
  • the switching device may, in particular, be an electrical switch which can be opened and closed. Specifically, it may be a contactor, which is preferably designed for high electrical currents and / or high vehicle electrical system voltages.
  • the energy store may be a storage device, which in particular has electrical Energy caching can.
  • the intermediate storage of electrical energy can be done for example by physical and / or chemical means, such as accumulators (eg lead-acid batteries, nickel-cadmium storage batteries, nickel-metal hydride batteries, lithium-ion batteries, lithium-polymer batteries or capacitors (eg It is also possible that the intermediate storage of the electrical energy takes place mechanically, for example by accelerating or braking a flywheel, and at least one electrical consumer or at least one electric energy generating device is connected to the actual vehicle electrical system If, in particular, at least one electrical consumer and at least one electrical energy generating device are provided, however, a plurality of electrical consumers and optionally also a plurality of electrical energy generating devices will normally be present be his.
  • accumulators eg lead-acid batteries, nickel-cadmium storage batteries, nickel-metal hydride batteries, lithium-ion batteries, lithium-polymer batteries or capacitors
  • the switching device monitoring device which checks the operating state of the switching device, can be embodied as an electronic circuit, for example as a single-board computer.
  • the electronic switching device monitoring device may be formed as a separate device or structurally integrated in a component such as the switching device. It is also possible for the switching device monitoring device to be integrated into an electronic control device which is present anyway, for example by providing it with additional circuit logic or with additional logic commands.
  • the switching device monitoring device is preferably based on a check of the interaction of several grain components and their mutual influence among each other. In this way, a particularly reliable statement about the operating state of the switching device can be realized.
  • At least one of the electrical loads is designed as an electric traction motor.
  • the electrical load (the electric traction motor) can be operated temporarily as an electric generator.
  • Such a temporary operation of an electric motor as an electric generator is common, for example, in hybrid drive systems for motor vehicles.
  • Electric traction motors require for their operation high electrical power, and consequently high voltages and / or high electrical currents.
  • the provision of a high-voltage vehicle electrical system usually proves to be unavoidable in motor vehicles.
  • such a high-voltage vehicle electrical system should be realized for safety reasons, operational safety reasons as well as functional reasons as possible with a separable by a switching device energy storage.
  • the operation of the electric traction motor as an electric generator is generally carried out in a hybrid motor vehicle during the so-called Rekuperationsbethebs, in which the kinetic energy of the vehicle is converted into electrical energy to be cached in the energy storage.
  • Rekuperationsbethebs in which the kinetic energy of the vehicle is converted into electrical energy to be cached in the energy storage.
  • high electrical voltages and / or high electrical currents occur due to the function.
  • At least one electrical energy generating device is designed as an electrical generator, which can be driven in particular by an internal combustion engine.
  • an electric generator mechanical or chemical energy, which in the force substance is converted into electrical energy.
  • a hybrid motor vehicle it is possible, for example in the presence of a decoded electrical generator, to convert mechanical power generated by the internal combustion engine into electrical energy largely independently of the current operating state of the hybrid motor vehicle. This makes it possible, for example, to operate the internal combustion engine particularly frequently in a particularly fuel-efficient speed or torque range.
  • a meaningful embodiment may result if the switching device can assume at least two switching states, preferably three or more switching states.
  • the two switching states (or the presence of a plurality of switching states in the case of two of these switching states) can be, in particular, an open switch position (infinite electrical resistance) and a closed switch position (electrical resistance essentially equal to zero).
  • the switch positions mentioned can prove to be particularly advantageous, because thereby the resulting electrical losses can be minimized.
  • At least one switching device monitoring device is designed as a load test device and preferred has load load sources.
  • the switching device monitoring device can check, for example, on the voltage drop occurring at the switching device, which operating state the switching device currently occupies.
  • the switching device monitoring device when one or more electrical consumers are switched on, although the switching device is activated (switched), then it can be assumed that the switching device has a defect, For example, in the form of corroded switch contact surfaces, the actual operating state can be determined particularly accurately if the consumption behavior of the electrical consumers is known with particular accuracy It is useful, of course, if the time duration in which the load test load is connected to the vehicle electrical system is sensible, in addition to the currently operated consumers. is so small that the consumption behavior of possibly other consumers connected to the electrical system does not change or changes only slightly. As a load test load is especially to think of a switchable electrical resistance to ground, such as the brake chopper of an electric drive.
  • At least one switching device monitoring device is designed as a feed-in test device and preferably has feed-in test sources.
  • a feed-in test can be particularly suitable if the energy storage has only a low degree of filling. With such, only low degree of filling of the energy storage, a load test could possibly not be performed due to the lack of available electrical energy. Under certain circumstances, it may also be possible that the load test could even lead to damage to the energy store when the energy storage device is in a low state of charge.
  • the feed-in test sources can preferably be energy sources whose electrical energy-emitting behavior is known as accurately as possible and / or as reproducible as possible.
  • At least one switching device monitoring device has at least one measuring device which is taken from the group comprising current measuring devices, voltage measuring devices, voltage difference measuring devices, voltage profile measuring devices and current flow measuring devices.
  • the current measuring device may be a measuring device which measures the electrical current (ie the battery current) flowing through the switching device. The measurement itself can be done by methods known per se.
  • a voltage measuring device can be a measuring device which measures the voltage prevailing in the vehicle electrical system, the voltage applied to the energy store, which measures at an electrical load and / or the voltage applied to an electrical power generating device. The voltages thus determined can also be compared with one another in the switching device monitoring device.
  • a voltage difference measuring device may be a measuring device which measures a voltage drop or a voltage difference between two defined points.
  • the points may be, for example, the input and output side of the switching device.
  • a voltage curve Measuring device may be a measuring device, which determines the time course or the development over time of a voltage applied at a certain point.
  • a current flow measuring means can be provided, which determines the time course of an electrical current passing through a certain point.
  • a plurality of measured values of different measuring devices may be combined with one another in the switching device monitoring device, for example, in order to achieve a further improved leveling accuracy, or a faster determination of the operating state of the switching device.
  • the electrical system has at least a second electrical system, which preferably has a different target voltage.
  • the electrical system can have a high-voltage electrical system with a vehicle electrical system voltage of 42 volts or 48 volts, which is particularly suitable for high-power electrical consumers.
  • the additional second electrical system can be operated, for example, with a voltage of 12 volts or 24 volts. This makes it possible to be able to fall back on already existing motor vehicle components particularly easy. As a result, for example, a particularly rapid spread of the proposed electrical wiring system can be promoted.
  • the electrical system is provided with the switching device having the higher vehicle electrical system voltage.
  • the second electrical system (or other electrical systems) is provided with a switching device.
  • a motor vehicle in particular a hybrid motor vehicle, which has at least one electrical vehicle electrical system with the structure described above.
  • a suitably trained motor vehicle then has the already explained properties and advantages in an analogous manner.
  • a method for checking the operating state of an electrical switching device that reversibly connects an electrical energy store to a motor vehicle electrical system be such that the operating state of the switching device is measured by measuring the time course of at least one voltage, by measuring the time course of at least one current. is determined by measuring the electrical current flowing through the switching device and / or by measuring a voltage difference across the switching device.
  • the proposed method can also be further developed in the sense of the training options explained above. It then has the already explained in connection with the electrical system wiring properties and advantages in an analogous manner.
  • Fig. 1 An embodiment of a high-voltage vehicle electrical system of a hybrid vehicle with closed contactor
  • FIG. 2 different measured curves of the high-voltage vehicle electrical system shown in FIG. 1 in the event of a faulty contactor
  • FIG. FIG. 3 shows the exemplary embodiment of a high-voltage vehicle electrical system of a hybrid vehicle with closed protection illustrated in FIG. 1;
  • FIG. 4 shows different measuring curves of the high-voltage on-board network shown in FIG. 3 in the event of a faulty contactor.
  • FIG. 1 shows a schematic circuit diagram of the electrical system 1 for a hybrid motor vehicle 15.
  • the electrical system 1 has a high-voltage on-board network 2 with a nominal voltage of, for example, 42 volts or 48 volts, and a normal voltage on-board network 3 with a nominal voltage of 12 volts ,
  • High voltage electrical system 2 and normal voltage electrical system 3 are electrically connected to each other via a voltage converter 4.
  • the voltage converter 4 has no function (off), draws from the normal voltage electrical system 3 power and converts this to the higher operating voltage of the high voltage on-board network 2 or takes the high voltage on-board power 2 and sets this to the lower voltage level of the normal voltage electrical system 3 um.
  • one (or more) interruption switch 5 can be provided to safely disconnect the high voltage electrical system 2 and the normal voltage electrical system 3 from each other electrically.
  • The, or the interruption switch 5 can of course also be designed as electronic switches, such as transistors, thyristors, triacs or the like.
  • the normal voltage electrical system 3 is shown here only schematically. In connection with the normal voltage electrical system 3, for example, an alternator, a starter, a vehicle electronics, lighting technical equipment, electric radiators, ignition systems, fuel injection systems, fans and a vehicle battery.
  • the high-voltage electrical system 2 shown in FIG. 1 has a high-voltage battery unit 6 in which a high-voltage battery 7 and an electric contactor 8 are formed as an integral unit.
  • the electrical contactor 8 has three different breaker switches 9a, 9b, 9c, which are looped into three different line branches 10a, 10b, 10c.
  • the line branch 10c corresponds to the ground line.
  • the high-voltage battery 7 can therefore be electrically isolated from the rest of the electrical system 1 via the breaker switch 9a, 9b, 9c of the electric contactor 8.
  • the line branch 10a corresponds to the voltage pole (positive pole) of the high-voltage battery 7.
  • a line branch 10b is also provided, in which a forward resistor 11 is looped. At a very low state of charge of the high-voltage battery 7, this line branch 10 b can be selected with series resistor 11 in order to avoid excessive charging current, which could damage the high-voltage battery 7.
  • an electric traction motor 12 is also provided, with which the hybrid motor vehicle 15 can be at least partially driven.
  • the traction motor 12 takes the high-voltage electrical system 2 a corresponding electrical power. If the hybrid vehicle 15 is delayed, the traction motor 12 is operated as an electric generator. As a result, the kinetic energy of the hybrid vehicle 15 is converted into electrical energy, which can be temporarily stored in the high-voltage battery unit 6 (recuperation operation). The electrical energy stored there can be used, for example, at a later time in order to accelerate the hybrid vehicle 15 again.
  • a generator 13 is provided in the high-voltage vehicle electrical system 2.
  • the electric generator 13 is mechanically connected, for example, to the crankshaft of an internal combustion engine (not shown in the present case). If the hybrid vehicle 15 is moved, for example with the aid of the internal combustion engine at a constant driving speed, usually unused mechanical drive power of the internal combustion engine is available. This unused mechanical drive power of the internal combustion engine can be converted by means of the generator 13 into electrical energy, and stored in the high-voltage battery unit 6. This makes it possible to operate the internal combustion engine in a particularly energy-efficient speed and torque range, so that the hybrid vehicle 15 requires less fuel over a longer period of time.
  • a test resistor 14 can be seen, with which the high-voltage electrical system 2 (and with a corresponding switch position of the breaker switches 9a, 9b, 9c of the electric contactor 8) with a defined electrical load can be charged. Additionally or alternatively, of course, the traction motor 12 and / or the voltage converter 4 (possibly also other electrical loads) serve as an electrical load.
  • the measuring point U 0 (18) corresponds to the electrical voltage level of the ground line branch 10c of the high-voltage battery unit 6.
  • the measuring terminal Ui (16) corresponds to the voltage level of the positive pole of the high-voltage battery 7.
  • the measuring terminal U 2 (17) corresponds to the voltage level of the electrical consumers 4, 12, 14 or electrical energy sources 4, 12, 13 connected in the high-voltage electrical system 2.
  • a measuring point I 1 (19) is provided, with which the high-voltage battery current can be detected, ie the current with which the high-voltage battery unit 6 is charged or discharged.
  • the measured values can be supplied to an electronic control circuit 20, which is shown only schematically here, and which monitors the operating state of the high-voltage on-board electrical system 2.
  • the control circuit 20 can also control the breaker switches 9a, 9b, 9c and the voltage converter 4.
  • FIG. 2 shows the time t along the abscissa 21 and the measured value of one of the measuring points 16, 17, 18, 19 along the ordinate 22.
  • FIG. 2c Another signal is shown in Fig. 2c.
  • the high-voltage battery voltage U 1 (16) and the high-voltage vehicle power supply voltage U 2 (17) deviate greatly from one another when at a switching instant t 0 (23) one or more electrical consumers 4, 12, 14 are turned on.
  • Fig. 2d is shown how a defective electrical contactor 8 may affect when the electric contactor 8 is closed, when at a switching time t 0 (23) one or more power supply devices 4, 12, 13 are turned on. Despite the closed electric contactor 8, it may then lead to an increase in the high-voltage vehicle electrical system voltage U 2 (17) in relation to the high-voltage battery voltage U 1 (16).
  • FIG. 3 shows the electrical vehicle electrical system 1 of a hybrid vehicle 15 already shown in FIG. Deviating from the electrical wiring system 1 shown in Figure 1 of the electrical contactor 8 of the high-voltage battery unit 6 is opened in the electrical wiring system 1 shown in Fig. 3. For this purpose, the breaker switches 9a, 9b, 9c of the electric contactor 8 have each been brought into the disconnection switching position.
  • a fault of the electric contactor 8 is also indicated by the fact that, despite open contactor 8, a battery current I 1 (19) of significant magnitude remains, as shown in Fig. 4b.
  • a fault of the electric contactor 8 is also present when the high-voltage battery voltage Ui (16) and the high-voltage vehicle power supply voltage U 2 (17) remain at a similar level (see FIG. he Fig. 4c or Fig. 4d), although at a switching time t 0 (23), an electrical load 4, 12, 14 is switched on in the high-voltage electrical system 2, or an electrical power supply device 4, 12, 13 is switched on in the electrical high-voltage electrical system 2.

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Abstract

Ein elektrisches Bordnetzsystem (1) für ein Kraftfahrzeug (15), weist ein Bordnetz (2) mit daran angeschlossenen elektrischen Verbrauchern (4, 12, 14), mit daran angeschlossenen elektrischen Energieerzeugungsvorrichtungen (4, 12, 13), sowie wenigstens einen Energiespeicher (7) auf, wobei der Energiespeicher (7) über eine Schaltvorrichtung (8) vom Bordnetz (2) getrennt werden kann. Es ist wenigstens eine Schaltvorrichtungsüberwachungsvorrichtung (20) vorgesehen, die den Betriebszustand der Schaltvorrichtung (8) überprüft.

Description

Elektrisches Bordnetzsystem
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bordnetzsystem für ein Kraftfahrzeug, aufweisend wenigstens ein Bordnetz mit wenigstens einem daran angeschlossenen elektrischen Verbraucher und/oder wenigstens einer daran an- geschlossenen elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung, sowie wenigstens einem Energiespeicher, wobei der Energiespeicher über eine Schaltvorrichtung vom Bordnetz getrennt werden kann. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybridkraftfahrzeug mit zumindest einem elektrischen Bordnetzsystem. Darüber hinaus betrifft die Erfin- düng ein Verfahren zum Überprüfen des Betriebszustands einer elektrischen
Schaltvorrichtung, die einen elektrischen Energiespeicher mit einem Kraftfahrzeugbordnetz reversibel verbindet.
Bei Kraftfahrzeugen werden aus Sicherheitserwägungen sowie aus Gründen der besseren Speicherbarkeit elektrischer Energie in zunehmendem Maße Batterien (Akkumulatoren) verwendet, welche in einem Normalbetriebszu- stand über sogenannte Schütze elektrisch mit dem Bordspannungsnetz verbunden sind. An dem Bordspannungsnetz sind in an sich bekannter Weise elektrische Verbraucher sowie elektrische Energieerzeuger, in der Regel elektrische Generatoren, angeschlossen. In einem Stillstandsbetriebszu- stand werden die Schütze dagegen geöffnet, so dass die Batterie elektrisch vom Bordspannungsnetz getrennt wird (wobei es möglich ist, dass einige ausgewählte Verbraucher nach wie vor mit der Fahrzeugbatterie verbunden bleiben, wie beispielsweise eine Borduhr und dergleichen). Dadurch kann die Fahrzeugbatterie beispielsweise vor einer Entladung durch Kriechströme geschützt werden. Ein Öffnen der Schütze kann jedoch auch bei einem Unfall erfolgen, um so das Entstehen von Kurzschlüssen wirksam zu verhindern.
Besonders häufig werden derartige Schütze bei sogenannten Hochvoltbordnetzen verwendet. Derartige Hochvoltbordnetze werden bei einer gegenüber der normalen Fahrzeugbordnetzspannung von 12 Volt beziehungsweise 24 Volt erhöhten Spannung wie beispielsweise 42 Volt oder 48 Volt betrieben. Derartige Hochvoltbordnetze werden in zunehmendem Maße zum Betrieb besonders leistungsstarker elektrischer Komponenten verwendet. Beispielsweise kann es sich dabei um elektrische Heizvorrichtungen, oder aber auch um Fahrmotoren beziehungsweise Rekuperationsgeneratoren bei Hybridfahrzeugen handeln. Durch die fortschreitende technische Entwicklung im Kraftfahrzeugbau finden derartige elektrische Hochleistungskomponenten, und damit einhergehend Hochvoltbordnetze eine zunehmende Verbreitung.
Wird ein Schütz, insbesondere ein bei einem Hochvoltbordnetz verwendetes Schütz, unter Last geschaltet, kann es zu einem sogenannten Verkleben der Kontakte kommen. Um ein derartiges Verkleben der Kontakte zu verhindern, wird bislang über eine Steuerungselektronik versucht, den über die Schütze fliesenden elektrischen Strom zu mininieren, bevor ein Öffnen der Schütze zugelassen wird. In manchen Fällen ist es jedoch nicht vermeidbar, die Schütze auch unter einer höheren Last zu Schalten.
Auch defekte beziehungsweise fehlerhafte Hardware oder Software kann zu einem Verkleben der Schütze führen. Darüber hinaus kann es bei einem Schütz auch durch Alterung, durch konstruktive Mängel oder durch Herstellungsfehler zu einem Fehler des Schützes kommen.
Um die Funktion und die Sicherheit eines mit Schützen versehenen Kraftfahrzeugs zu erhöhen, ist es erforderlich, etwaige auftretende Defekte des Schützes zuverlässig erkennen zu können.
Bislang bekannte Schütze weisen hier nach wie vor Defizite auf.
Es wird daher vorgeschlagen, ein elektrisches Bordnetzsystem für ein Kraftfahrzeug, welches wenigstens ein Bordnetz mit wenigstens einem daran angeschlossenen elektrischen Verbraucher und/oder wenigstens einer daran angeschlossenen Energieerzeugungsvorrichtung, sowie wenigstens einen Energiespeicher aufweist, wobei der Energiespeicher über eine Schaltvorrichtung vom Bordnetz getrennt werden kann, mit wenigstens einer Schalt- vorrichtungsüberwachungsvorrichtung auszubilden, die den Betriebszustand der Schaltvorrichtung überprüft. Bei der Schaltvorrichtung kann es sich ins- besondere um einen elektrischen Schalter handeln, welcher geöffnet und geschlossen werden kann. Speziell kann es sich um ein Schütz handeln, welches bevorzugt für hohe elektrische Ströme und/oder für hohe Kraftfahrzeugbordnetzspannungen konstruiert ist. Bei dem Energiespeicher kann es sich um eine Speichervorrichtung handeln, welche insbesondere elektrische Energie Zwischenspeichern kann. Die Zwischenspeicherung elektrischer Energie kann beispielsweise auf physikalischem und/oder chemischem Wege erfolgen, wie beispielsweise durch Akkumulatoren (z.B. Bleiakkumulatoren, Nickel-Cadmium-Akkumulatoren, Nickel-Metallhydrid-Akkumulatoren, Lithium-Ionen-Akkumulatoren, Lithium-Polymer-Akkumulatoren oder Kondensatoren (z.B. Goldcap-Kondensatoren). Möglich ist es auch, dass die Zwischenspeicherung der elektrischen Energie auf mechanischem Wege, wie beispielsweise durch das Beschleunigen beziehungsweise Abbremsen eines Schwungrads, erfolgt. Am eigentlichen Bordnetz ist zumindest ein e- lektrischer Verbraucher oder wenigstens eine elektrische Energieerzeugungsvorrichtung angeschlossen. Bevorzugt ist insbesondere wenigstens ein elektrischer Verbraucher sowie wenigstens eine elektrische Energieerzeugungsvorrichtung vorgesehen. Üblicherweise werden jedoch eine Mehrzahl an elektrischen Verbrauchern und gegebenenfalls auch eine Mehrzahl an elektrischen Energieerzeugungsvorrichtungen vorhanden sein. Möglich ist es dabei im Übrigen, dass eine beziehungsweise mehrere Vorrichtungen vorhanden sind, welche zeitweise als elektrischer Verbraucher und zeitweise als elektrische Energieerzeugungsvorrichtung wirken. Die Schaltvorrich- tungsüberwachungsvorrichtung, die den Betriebszustand der Schaltvorrich- tung überprüft, kann beispielsweise als elektronische Schaltung ausgebildet sein, wie beispielsweise als Einplatinencomputer. Die elektronische Schalt- vorrichtungsüberwachungsvorrichtung kann als gesonderte Vorrichtung ausgebildet sein oder baulich in einer Komponente, wie beispielsweise der Schaltvorrichtung, integriert sein. Möglich ist es auch, dass die Schaltvor- richtungsüberwachungsvorrichtung in eine ohnehin vorhandenen elektronischen Steuervorrichtung integriert wird, indem diese beispielsweise mit einer zusätzlichen Schaltungslogik beziehungsweise mit zusätzlichen Logikanweisungen versehen wird. Die Schaltvorrichtungsüberwachungsvorrichtung beruht bevorzugt auf einer Überprüfung des Zusammenspiels mehrerer Korn- ponenten und deren gegenseitiger Beeinflussung untereinander. Auf diese Weise kann eine besonders zuverlässige Aussage über den Betriebszustand der Schaltvorrichtung realisiert werden.
Möglich ist es, dass zumindest einer der elektrischen Verbraucher als elektrischer Fahrmotor ausgebildet ist. Vorzugsweise kann der elektrische Verbraucher (der elektrische Fahrmotor) zeitweise als elektrischer Generator betrieben werden. Ein derartiger, zeitweiser Betrieb eines Elektromotors als elektrischer Generator ist beispielsweise bei Hybridantriebssystemen für Kraftfahrzeuge üblich. Elektrische Fahrmotoren benötigen für deren Betrieb hohe elektrische Leistungen, und damit einhergehend hohe Spannungen und/oder hohe elektrische Ströme. Insofern erweist sich bei Kraftfahrzeugen das Vorsehen eines Hochvoltbordnetzes in der Regel als unumgänglich. Ein derartiges Hochvoltbordnetz sollte jedoch aus Sicherheitsgründen, Betriebs- Sicherheitsgründen sowie aus Funktionalitätsgründen möglichst mit einem durch eine Schaltvorrichtung abtrennbaren Energiespeicher realisiert werden. Der Betrieb des elektrischen Fahrmotors als elektrischer Generator erfolgt bei einem Hybridkraftfahrzeug in der Regel während des sogenannten Rekuperationsbethebs, bei dem die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie umgewandelt wird, um im Energiespeicher zwischengespeichert zu werden. Auch hier treten funktionsbedingt in der Regel hohe elektrische Spannungen und/oder hohe elektrische Ströme auf.
Sinnvoll kann es auch sein, wenn wenigstens eine elektrische Energieer- zeugungsvorrichtung als elektrischer Generator ausgebildet ist, der insbesondere von einem Verbrennungsmotor angetrieben werden kann. Auch eine derartige Ausbildung von Energieerzeugungsvorrichtungen ist oftmals bei Hybridkraftfahrzeugen anzutreffen. Mit Hilfe eines elektrischen Generators kann mechanische beziehungsweise chemische Energie, welche im Kraft- stoff enthalten ist, in elektrische Energie umgewandelt werden. Bei einem Hybridkraftfahrzeug ist es beispielsweise beim Vorhandensein eines dezi- dierten elektrischen Generators möglich, weitgehend unabhängig vom aktuellen Betriebszustand des Hybrid kraftfahrzeugs vom Verbrennungsmotor erzeugte mechanische Leistung in elektrische Energie umzuwandeln. Dadurch ist es beispielsweise möglich, den Verbrennungsmotor besonders häufig in einem besonders kraftstoffeffizienten Drehzahl- beziehungsweise Drehmomentbereich zu betreiben.
Eine sinnvolle Ausführungsform kann sich ergeben, wenn die Schaltvorrichtung zumindest zwei Schaltzustände, vorzugsweise drei oder mehr Schaltzustände einnehmen kann. Bei den zwei Schaltzuständen (beziehungsweise beim Vorhandensein einer Mehrzahl von Schaltzuständen bei zweien dieser Schaltzustände) kann es sich insbesondere um eine geöffnete Schalterstel- lung (unendlicher elektrischer Widerstand) sowie um eine geschlossene Schalterstellung (elektrischer Widerstand im Wesentlichen gleich Null) handeln. Die genannten Schalterstellungen können sich insbesondere deshalb als vorteilhaft erweisen, weil dadurch die entstehenden elektrischen Verluste minimiert werden können. Es kann sich jedoch auch als sinnvoll erweisen, dass bei zumindest einem der Schaltzustände ein elektrischer Widerstand in die Verbindung zwischen Energiespeicher und Bordnetz eingeschleift wird. Insbesondere kann es sich dabei um einen dritten, vierten usw. Schaltzustand handeln. Denn bei manchen Bethebszuständen kann ein derartiger Vorwiderstand zum Schutz des Energiespeichers sinnvoll sein. Die Betriebs- Sicherheit des elektrischen Bordnetzsystems kann damit nochmals erhöht werden.
Sinnvoll kann es sein, wenn zumindest eine Schaltvorrichtungsüber- wachungsvorrichtung als Lasttesteinrichtung ausgebildet ist und Vorzugs- weise Lasttestquellen aufweist. Bei Kenntnis der elektrischen Belastung des Bordnetzes durch den beziehungsweise die elektrischen Verbraucher kann die Schaltvorrichtungsüberwachungsvorrichtung beispielsweise über den an der Schaltvorrichtung auftretenden Spannungsabfall überprüfen, welchen Betriebszustand die Schaltvorrichtung aktuell einnimmt. Wird beispielsweise von der Schaltvorrichtungsüberwachungsvorrichtung ein hoher Spannungsabfall entlang der Schaltvorrichtung ermittelt, wenn eine beziehungsweise mehrere elektrische Verbraucher eingeschaltet sind, obwohl die Schaltvorrichtung auf „geschlossen" angesteuert (geschaltet) ist, so kann davon aus- gegangen werden, dass die Schaltvorrichtung einen Defekt aufweist, beispielsweise in Form von korrodierten Schaltkontaktoberflächen. Der aktuelle Betriebszustand kann besonders genau ermittelt werden, wenn das Verbrauchsverhalten der elektrischen Verbraucher besonders genau bekannt ist. Um die Überprüfungsgenauigkeit der Schaltvorrichtungs- Überwachungsvorrichtung zu erhöhen kann dabei eine besondere Lasttestlast vorgesehen werden, die als alleiniger Verbraucher, oder zusätzlich zu den aktuell betriebenen Verbrauchern als Last an das Bordnetz gelegt wird. Sinnvoll ist es dabei selbstverständlich, wenn die Zeitdauer, in der die Lasttestlast ans Bordnetz angeschlossen ist, so klein ist, dass sich das Verbrauchsverhalten der gegebenenfalls übrigen ans Bordnetz angeschlossenen Verbraucher nicht oder nur wenig ändert. Als Lasttestlast ist insbesondere an einen zuschaltbaren elektrischen Widerstand gegen Masse, wie beispielsweise den Brems-Chopper eines elektrischen Umrichters zu denken.
Möglich ist es aber auch, dass zumindest eine Schaltvorrichtungsüber- wachungsvorrichtung als Einspeisetesteinrichtung ausgebildet ist und vorzugsweise Einspeisetestquellen aufweist. Auch hierdurch kann der Betriebszustand der Schaltvorrichtung zuverlässig ermittelt werden. Ein Einspeise- test kann sich insbesondere dann anbieten, wenn der Energiespeicher einen nur niedrigen Befüllungsgrad aufweist. Bei einem derartigen, nur niedrigen Befüllungsgrad des Energiespeichers könnte ein Lasttest mangels verfügbarer elektrischer Energie gegebenenfalls nicht durchgeführt werden. Möglich wäre es unter Umständen auch, dass der Lasttest bei einem niedrigen Befül- lungszustand des Energiespeichers sogar zu einer Beschädigung des Energiespeichers führen könnte. Bei den Einspeisetestquellen kann es sich bevorzugt um Energiequellen handeln, deren elektrisches Energieabgabeverhalten möglichst genau bekannt und/oder möglichst reproduzierbar ist.
Möglich ist es auch, dass zumindest eine Schaltvorrichtungsüberwachungs- vorrichtung zumindest eine Messeinrichtung aufweist, die der Gruppe entnommen ist, die Strommesseinrichtungen, Spannungsmesseinrichtungen, Spannungsdifferenzmesseinrichtungen, Spannungsverlaufmesseinrichtun- gen und Stromverlaufmesseinrichtungen umfasst. Bei der Strommesseinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Messeinrichtung handeln, die den durch die Schaltvorrichtung fließenden elektrischen Strom (also den Batteriestrom) misst. Die Messung selbst kann durch an sich bekannte Verfahren erfolgen. Bei einer Spannungsmesseinrichtung kann es sich um eine Mess- einrichtung handeln, welche die im Bordnetz vorherrschende Spannung, die am Energiespeicher anliegende Spannung, die an einem elektrischen Verbraucher und/oder die an einer elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung anliegende Spannung misst. Die derart ermittelten Spannungen können auch in der Schaltvorrichtungsüberwachungsvorrichtung miteinander vergli- chen werden. Bei einer Spannungsdifferenzmesseinrichtung kann es sich um eine Messeinrichtung handeln, welche einen Spannungsabfall beziehungsweise eine Spannungsdifferenz zwischen zwei definierten Punkten misst. Bei den Punkten kann es sich beispielsweise um die Eingangs- sowie Ausgangsseite der Schaltvorrichtung handeln. Bei einer Spannungsverlauf- messeinrichtung kann es sich um eine Messeinrichtung handeln, welche den zeitlichen Verlauf beziehungsweise die zeitliche Entwicklung einer an einem bestimmten Punkt anliegenden Spannung ermittelt. Dementsprechend kann auch ein Stromverlaufsmessmittel vorgesehen werden, welches den zeitli- chen Verlauf eines durch einen bestimmten Punkt hindurchgehenden elektrischen Stroms ermittelt. Möglich ist es selbstverständlich auch, dass beispielsweise in der Schaltvorrichtungsüberwachungsvorrichtung mehrere Messwerte unterschiedlicher Messeinrichtungen miteinander kombiniert werden, um zu einer nochmals verbesserten Aussagegenauigkeit, bezie- hungsweise zu einer schnelleren Ermittlung des Betriebszustands der Schaltvorrichtung zu kommen.
Eine weitere sinnvolle Ausführungsform des elektrischen Bordnetzsystems kann sich ergeben, wenn das elektrische Bordnetzsystem zumindest ein zweites Bordnetz aufweist, welches vorzugsweise eine abweichende Sollspannung aufweist. Beispielsweise kann das elektrische Bordnetzsystem ein Hochvoltbordnetz mit einer Bordnetzspannung von 42 Volt beziehungsweise 48 Volt aufweisen, welches insbesondere für elektrische Hochleistungsverbraucher geeignet ist. Das zusätzliche, zweite Bordnetz, kann beispiels- weise mit einer Spannung von 12 Volt oder 24 Volt betrieben werden. Dadurch ist es möglich, besonders einfach auf bereits vorhandene Kraftfahrzeugkomponenten zurückgreifen zu können. Dadurch kann beispielsweise eine besonders rasche Verbreitung des vorgeschlagenen elektrischen Bordnetzsystems gefördert werden. Vorzugsweise ist das Bordnetz mit der Schaltvorrichtung versehen, welches die höhere Bordnetzspannung aufweist. Möglich ist es jedoch auch, dass auch das zweite Bordnetz (beziehungsweise weitere Bordnetze) mit einer Schaltvorrichtung versehen ist. Vorgeschlagen wird weiterhin ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybridkraftfahrzeug, welches zumindest ein elektrisches Bordnetzsystem mit dem oben beschriebenen Aufbau aufweist. Ein entsprechend ausgebildetes Kraftfahrzeug weist dann die bereits erläuterten Eigenschaften und Vorteile in analoger Weise auf.
Weiterhin wird vorgeschlagen, ein Verfahren zum Überprüfen des Betriebszustands einer elektrischen Schaltvorrichtung, die einen elektrischen Energiespeicher mit einem Kraftfahrzeugbordnetz reversibel verbindet, derart auszubilden, dass der Betriebszustand der Schaltvorrichtung durch Messung des zeitlichen Verlaufs zumindest einer Spannung, durch Messung des zeitlichen Verlaufs zumindest eines Stroms, durch Messung des durch die Schaltvorrichtung fließenden elektrischen Stroms und/oder durch Messung einer Spannungsdifferenz über die Schaltvorrichtung hinweg ermittelt wird. Auch das vorgeschlagene Verfahren kann im Sinne der oben erläuterten Ausbildungsmöglichkeiten weiter gebildet werden. Es weist dann die bereits in Zusammenhang mit dem elektrischen Bordnetzsystem erläuterten Eigenschaften und Vorteile in analoger Weise auf.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : Ein Ausführungsbeispiel für ein Hochvoltbordnetz eines Hybridfahrzeugs mit geschlossenem Schütz;
Fig. 2: unterschiedliche Messkurven der in Fig. 1 dargestellten Hochvoltbordnetzes bei fehlerhaftem Schütz; Fig. 3: das in Fig.1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Hochvoltbordnetzes eines Hybridfahrzeugs mit geschlossenem Schutz;
Fig. 4: unterschiedliche Messkurven des in Fig. 3 dargestellten Hochvolt- bordnetzes bei fehlerhaftem Schütz.
Fig. 1 zeigt in einem schematischen Schaltplan das elektrische Bordnetzsystem 1 für ein Hybridkraftfahrzeug 15. Das elektrische Bordnetzsystem 1 weist dabei ein Hochspannungsbordnetz 2 mit einer Sollspannung von bei- spielsweise 42 Volt oder 48 Volt, sowie ein Normalspannungsbordnetz 3 mit einer Sollspannung von 12 Volt auf. Hochspannungsbordnetz 2 und Normalspannungsbordnetz 3 stehen über einen Spannungswandler 4 elektrisch miteinander in Verbindung. Je nach aktuellem Betriebszustand von Hochspannungsbordnetz 2 beziehungsweise Normalspannungsbordnetz 3 ist der Spannungswandler 4 ohne Funktion (ausgeschaltet), entnimmt aus dem Normalspannungsbordnetz 3 Strom und setzt diesen auf die höhere Betriebsspannung des Hochspannungsbordnetzes 2 um oder entnimmt dem Hochspannungsbordnetz 2 Strom und setzt diesen auf das niedrigere Spannungsniveau des Normalspannungsbordnetzes 3 um. Beim nur schematisch eingezeichneten Spannungswandler 4 können ein (oder mehrere) Unterbrechungsschalter 5 vorgesehen werden, um das Hochspannungsbordnetz 2 und das Normalspannungsbordnetz 3 sicher elektrisch voneinander trennen zu können. Der, beziehungsweise die Unterbrechungsschalter 5 können selbstverständlich auch als elektronische Schalter, wie beispielsweise als Transistoren, Thyristoren, Triacs oder dergleichen ausgeführt sein.
Das Normalspannungsbordnetz 3 ist vorliegend nur schematisch dargestellt. Im Zusammenhang mit dem Normalspannungsbordnetz 3 können beispielsweise eine Lichtmaschine, ein Anlasser, eine Fahrzeugelektronik, beleuch- tungstechnische Einrichtungen, elektrische Heizkörper, Zündsysteme, Kraft- stoffeinspritzsysteme, Ventilatoren und eine Fahrzeugbatterie vorgesehen sein.
Das in Fig. 1 dargestellte Hochvoltbordnetz 2 weist eine Hochvoltbatterieeinheit 6 auf, in welcher als integrale Einheit eine Hochvoltbatterie 7 und ein elektrisches Schütz 8 ausgebildet sind. Das elektrische Schütz 8 weist drei unterschiedliche Unterbrecherschalter 9a, 9b, 9c auf, welche in drei unterschiedliche Leitungszweige 10a, 10b, 10c eingeschleift sind. Der Lei- tungzweig 10c entspricht der Masseleitung. Die Hochvoltbatterie 7 kann also über die Unterbrecherschalter 9a, 9b, 9c des elektrischen Schützes 8 elektrisch potentialfrei vom übrigen Bordnetzsystem 1 getrennt werden. Der Leitungszweig 10a entspricht dem Spannungspol (Pluspol) der Hochvoltbatterie 7. Zusätzlich ist noch ein Leitungszweig 10b vorgesehen, in dem ein Vorwi- derstand 11 eingeschleift ist. Bei einem sehr niedrigen Ladezustand der Hochvoltbatterie 7 kann dieser Leitungszweig 10b mit Vorwiderstand 11 gewählt werden, um einen übermäßigen Ladestrom, der die Hochvoltbatterie 7 beschädigen könnte, zu vermeiden.
Im Hochvoltbordnetz 2 ist darüber hinaus ein elektrischer Fahrmotor 12 vorgesehen, mit dem das Hybridkraftfahrzeug 15 zumindest zum Teil angetrieben werden kann. Dazu entnimmt der Fahrmotor 12 dem Hochvoltbordnetz 2 eine entsprechende elektrische Leistung. Wird das Hybridfahrzeug 15 verzögert, so wird der Fahrmotor 12 als elektrischer Generator betrieben. Da- durch wird die kinetische Energie des Hybridfahrzeugs 15 in elektrische E- nergie umgewandelt, die in der Hochvoltbatterieeinheit 6 zwischengespeichert werden kann (Rekuperationsbetheb). Die dort gespeicherte elektrische Energie kann beispielsweise zu einem späteren Zeitpunkt verwendet werden, um das Hybridfahrzeug 15 erneut zu beschleunigen. Weiterhin ist im Hochvoltbordnetz 2 ein Generator 13 vorgesehen. Der elektrische Generator 13 steht beispielsweise mit der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors (vorliegend nicht dargestellt) mechanisch in Verbindung. Wird das Hybridfahrzeug 15 beispielsweise mit Hilfe des Verbrennungsmotors mit konstanter Fahrgeschwindigkeit bewegt, so steht üblicherweise ungenutzte mechanische Antriebsleistung des Verbrennungsmotors zur Verfügung. Diese ungenutzte mechanische Antriebsleistung des Verbrennungsmotors kann mit Hilfe des Generators 13 in elektrische Energie umgewandelt werden, und in der Hochvoltbatterieeinheit 6 zwischengespeichert werden. Dadurch ist es möglich, den Verbrennungsmotor in einem besonders energieeffizienten Drehzahl- und Drehmomentbereich zu betreiben, sodass das Hybridfahrzeug 15 über einen längeren Zeitraum hinweg gesehen weniger Kraftstoff benötigt.
Schließlich ist im Hochvoltbordnetz 2 des elektrischen Bordnetz 1 noch ein Testwiderstand 14 zu erkennen, mit dem das Hochvoltbordnetz 2 (und bei einer entsprechenden Schalterstellung der Unterbrecherschalter 9a, 9b, 9c des elektrischen Schützes 8 auch die Hochvoltbatterie 7) mit einer definier- ten elektrischen Last belastet werden kann. Zusätzlich oder alternativ können selbstverständlich auch der Fahrmotor 12 und/oder der Spannungswandler 4 (gegebenenfalls auch weitere elektrische Verbraucher) als elektrische Last dienen.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, sind beim Hochvoltbordnetz 2 unterschiedliche Messpunkte 16, 17, 18, 19 vorgesehen. Der Messpunkt U0 (18) entspricht dem elektrischen Spannungsniveau des Masseleitungszweigs 10c der Hochvoltbatterieeinheit 6. Der Messanschluss Ui (16) entspricht dem Spannungsniveau des Pluspols der Hochvoltbatterie 7. Der Messanschluss U2 (17) entspricht dem Spannungsniveau der im Hochvoltbordnetz 2 angeschlossenen elektrischen Verbraucher 4, 12, 14 beziehungsweise elektrischen Energiequellen 4, 12, 13. Weiterhin ist noch ein Messpunkt I1 (19) vorgesehen, mit dem der Hochvoltbatteriestrom erfasst werden kann, also der Strom, mit dem die Hochvoltbatterieeinheit 6 geladen beziehungsweise entladen wird. Die Messwerte können einer vorliegend nur schematisch dargestellten elektronischen Steuerschaltung 20 zugeführt werden, die den Betriebszustand des Hochvoltbordnetzes 2 überwacht. Insbesondere kann die Steuerschaltung 20 auch die Unterbrecherschalter 9a, 9b, 9c sowie den Spannungswandler 4 ansteuern.
Bei geöffnetem elektrischem Schütz 8 der Hochvoltbatterieeinheit 6 (Fig.1 ) können sich unterschiedliche Messergebnisse einstellen, die jeweils auf einen Defekt des elektrischen Schützes 8 hinweisen. Ein solcher Defekt könn- te beispielsweise darin liegen, dass eine (oder mehrere) Unterbrechungsschalter 9a, 9b, 9c nicht geschlossen sind, beziehungsweise die Kontaktflächen der entsprechenden Schalter 9a, 9b, 9c Kontaktschwierigkeiten aufweisen (beispielsweise weil sie verzundert sind). Eine Auswahl von Messergebnissen, die auf einen derartigen Fehler hinweisen, ist in Fig. 2 (Teilfigu- ren 2a, 2b, 2c, 2d) dargestellt. In Fig.2 ist jeweils längs der Abszisse 21 die Zeit t und längs der Ordinate 22 der Messwert einer der Messpunkte 16, 17, 18, 19 dargestellt.
Wenn beispielsweise bei geschlossenem elektrischem Schütz 8 (Unterbre- chungsschalter 9a, 9c, gegebenenfalls auch 9b sind geschlossen) die Spannung der Hochvoltbatterie 7, Ui (16) und die an den elektrischen Verbrauchern beziehungsweise Energieversorgungsvorrichtungen 4, 12, 13, 14 anliegende Spannung U2 (17) stark von einander abweicht (Fig. 2a) so deutet dies auf einen Defekt des elektrischen Schützes 8 hin. Ebenfalls deutet es auf einen Defekt des elektrischen Schützes 8 hin, wenn bei geschlossenem elektrischen Schütz 8 der Batteriestrom I1 (19) auf einem niedrigen Niveau verharrt, obwohl zu diesem Zeitpunkt elektrische Verbrau- eher 4, 12, 14, beziehungsweise elektrische Energieversorgungseinheiten 4, 12, 13 eingeschaltet sind. Es wird darauf hingewiesen, der Batteriestrom I1 (19) vorzeichenbehaftet ist (Laden/Entladen der Hochvoltbatterieeinheit 6).
Ein weiteres Signal ist Fig. 2c dargestellt. Auch hier deutet es auf einen De- fekt des elektrischen Schützes 8 hin, wenn trotz geschlossenem elektrischen Schütz 8 die Hochvoltbatteriespannung U1 (16) und die Hochvoltbordnetz- ausgangsspannung U2 (17) stark von einander abzuweichen beginnen, wenn zu einem Schaltzeitpunkt t0 (23) ein oder mehrere elektrische Verbraucher 4, 12, 14 eingeschaltet werden.
In Fig. 2d ist dargestellt, wie sich ein defekter elektrischer Schütz 8 bei geschlossenem elektrischen Schütz 8 auswirken kann, wenn zu einem Schaltzeitpunkt t0 (23) ein oder mehrere Energieversorgungseinrichtungen 4, 12, 13 eingeschaltet werden. Trotz geschlossenem elektrischen Schütz 8 kann es dann zu einem Anwachsen der Hochvoltbordnetzspannung U2 (17) im Verhältnis zur Hochvoltbatteriespannung U1 (16) kommen.
In Fig. 3 ist das bereits in Fig. 1 dargestellte elektrische Bordnetzsystems 1 eines Hybridfahrzeugs 15 dargestellt. Abweichend vom in Fig.1 dargestellten elektrischen Bordnetzsystem 1 ist beim in Fig. 3 dargestellten elektrischen Bordnetzsystem 1 der elektrische Schütz 8 der Hochvoltbatterieeinheit 6 geöffnet. Dazu sind die Unterbrechungsschalter 9a, 9b, 9c des elektrischen Schützes 8 jeweils in die Unterbrechungsschaltstellung gebracht worden. Wenn beispielsweise aufgrund eines Schaltvorgangs des elektrischen Schützes 8 unter Last dessen elektrische Kontakte miteinander verklebt sind, so kann es trotz geöffnetem Schütz 8 zu einer zumindest teilweisen elektrischen Verbindung zwischen der Hochvoltbatterieeinheit 6 und den übrigen Komponenten 4, 12, 13, 14 des Hochvoltbordnetzes 2 kommen. Infolgedessen ergeben sich insbesondere an den Messpunkten 16, 17, 18, 19 typische Strom- beziehungsweise Spannungskurven, die auf einen Defekt des elektrischen Schützes 8 hinweisen. Eine Auswahl derartiger Strom- beziehungsweise Spannungskurven, die auf einen elektrischen Defekt des Schützes 8 hinweisen, ist in Fig. 4 dargestellt. In den Teilfiguren 4a, 4b, 4c, 4d der Fig. 4 sind dabei jeweils einzelne Messwerte dargestellt. Längs der Abszisse 21 ist jeweils der Zeitverlauf t, längs der Ordinate 22 jeweils die Größe des entsprechenden Messpunktes 16, 17, 18, 19 dargestellt.
Wenn beispielsweise, wie in Fig. 4a dargestellt, trotz geöffnetem Schütz 8 unabhängig von der Belastung des Hochvoltbordnetzes 2 mit elektrischen Verbrauchern 4, 12, 14 beziehungsweise elektrischen Versorgungseinrichtungen 4, 12, 13 die Hochvoltbatteriespannung Ui (16) und die Hochvolt- bordnetzausgangsspannung U2 (17) im Wesentlichen gleich bleiben, so deu- tet dies auf einen elektrischen Schütz 8 hin, der nicht mehr (vollständig) öffnen kann.
Ein Fehler des elektrischen Schützes 8 wird auch dadurch angezeigt, dass trotz geöffnetem Schütz 8 ein Batteriestrom I1 (19) von signifikanter Größe verbleibt, so wie dies in Fig. 4b dargestellt ist.
Ein Fehler des elektrischen Schützes 8 liegt in aller Regel ebenfalls dann vor, wenn die Hochvoltbatteriespannung Ui (16) und die Hochvoltbordnetz- ausgangsspannung U2 (17) auf einem gleichartigen Niveau verbleiben (sie- he Fig. 4c oder Fig. 4d), obwohl zu einem Schaltzeitpunkt t0 (23) ein elektrischer Verbraucher 4, 12, 14 im Hochvoltbordnetz 2 eingeschaltet wird, beziehungsweise eine elektrische Energieversorgungsvorrichtung 4, 12, 13 im elektrischen Hochvoltbordnetz 2 eingeschaltet wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Elektrisches Bordnetzsystem (1 ) für ein Kraftfahrzeug (15), aufweisend wenigstens ein Bordnetz (2) mit wenigstens einem daran ange- schlossenen elektrischen Verbraucher (4, 12, 14) und/oder wenigstens einer daran angeschlossenen elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung (4, 12, 13), sowie wenigstens einem Energiespeicher (7), wobei der Energiespeicher (7) über eine Schaltvorrichtung (8) vom Bordnetz (2) getrennt werden kann, gekennzeichnet durch wenigstens eine Schaltvorrichtungsüberwachungsvorrichtung (20), die den Betriebszustand der Schaltvorrichtung (8) überprüft.
2. Elektrisches Bordnetzsystem (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der elektrischen Verbraucher (4, 12, 14) als elektrischer Fahrmotor (12) ausgebildet ist und vorzugsweise zeitweise als elektrischer Generator (12) betrieben werden kann.
3. Elektrisches Bordnetzsystem (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine elektrische Energieerzeugungs- Vorrichtung (13) als elektrischer Generator (13) ausgebildet ist, der insbesondere von einem Verbrennungsmotor angetrieben werden kann.
4. Elektrisches Bordnetzsystem (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung (8) zumindest zwei Schaltzustände, vorzugsweise drei oder mehr Schaltzustände (10a, 10b, 10c) einnehmen kann.
5. Elektrisches Bordnetzsystem (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schaltvor- richtungsüberwachungsvorrichtung (20) als Lasttesteinrichtung (4, 12, 14) ausgebildet ist und vorzugsweise Lasttestlasten (14) aufweist.
6. Elektrisches Bordnetzsystem (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schaltvor- richtungsüberwachungsvorrichtung (20) als Einspeisetesteinrichtung (4, 12, 13) ausgebildet ist und vorzugsweise Einspeisetestquellen auf- weist.
7. Elektrisches Bordnetzsystem (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schaltvor- richtungsüberwachungsvorrichtung (20) zumindest eine M esse in rieh - tung aufweist, die der Gruppe entnommen ist, die Strommesseinrichtungen (19), Spannungsmesseinrichtungen (16, 17, 18), Spannungs- differenzmesseinhehtungen (16, 17, 18), Spannungsverlaufmessein- richtungen (16, 17, 18) und Stromverlaufmesseinrichtungen (19) um- fasst.
8. Elektrisches Bordnetzsystem (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein zweites Bordnetz (3), welches vorzugsweise eine abweichende Sollspannung aufweist.
9. Kraftfahrzeug (15), insbesondere Hybridkraftfahrzeug, gekennzeichnet durch zumindest ein elektrisches Bordnetzsystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10.Verfahren zum Überprüfen des Betriebszustands einer elektrischen
Schaltvorrichtung (8), die einen elektrischen Energiespeicher (7) mit einem Kraftfahrzeugbordnetz (2) reversibel verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand der Schaltvorrichtung (8) durch Messung des zeitlichen Verlaufs zumindest einer Spannung (16, 17, 18), durch Messung des zeitlichen Verlaufs zumindest einer
Stromstärke (19), durch Messung des durch die Schaltvorrichtung fließenden elektrischen Stroms (19) und/oder durch Messung einer Spannungsdifferenz über die Schaltvorrichtung (16, 17, 18) hinweg ermittelt wird.
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