WO2015018749A1 - Vorladeeinheit für batterieunterbrechungseinheit - Google Patents

Vorladeeinheit für batterieunterbrechungseinheit Download PDF

Info

Publication number
WO2015018749A1
WO2015018749A1 PCT/EP2014/066572 EP2014066572W WO2015018749A1 WO 2015018749 A1 WO2015018749 A1 WO 2015018749A1 EP 2014066572 W EP2014066572 W EP 2014066572W WO 2015018749 A1 WO2015018749 A1 WO 2015018749A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
unit
housing
contactor
precharging
charging
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/066572
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gergely GALAMB
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to US14/910,912 priority Critical patent/US20160190841A1/en
Priority to CN201480044689.6A priority patent/CN105453376A/zh
Publication of WO2015018749A1 publication Critical patent/WO2015018749A1/de

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
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H02J7/0045—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction concerning the insertion or the connection of the batteries
    • 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
    • H02J7/00309—Overheat or overtemperature 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
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a pre-charging unit for a
  • the present invention relates to a pre-charging unit as a functional unit combined in a separate housing for use in differently constructed
  • Battery charger allows two different modes of operation
  • Electric vehicles are electromechanical components for connecting the high-voltage (HV) terminals (called “contactors”), fuses,
  • BDU Battery Disconnect Unit
  • the invention basically describes a way in which the precharging unit including main contactor can be grouped within a battery interruption unit and as a standard component for different designs
  • a precharging unit according to the invention comprises a main contactor, a precharging contactor and a
  • Precharge resistor which are housed in a common housing.
  • the precharge contactor in conjunction with the precharge resistor, is configured to charge a DC link capacitance with a maximum current limited by the precharge resistor when connecting an electrochemical energy store to a vehicle electrical system (e.g., a vehicle). Only then is the main contactor closed, which has no
  • Precharge resistance Due to the preloaded DC link capacity, the voltage difference between the energy storage and the
  • Vorladet electrically connected in parallel with the main contactor with two external electrical connections on the housing of the precharging unit according to the invention.
  • the housing has at least two external electrical connections, which in each case the
  • the above-proposed arrangement has the advantage that the entire pre-charging unit can be constructed in the same way in a large number of different battery interrupting units.
  • the pre-charging unit according to the invention can be manufactured inexpensively in large quantities.
  • all components are already interconnected in the unit, so that only the positive and the negative high voltage (HV) connection must be connected from the outside.
  • the entire unit comes with a minimum number of attachment points, which makes the
  • the pre-charging unit according to the present invention can be used in any combination
  • Battery interruption unit may be arranged differently, whereby a maximum flexibility to meet a variety of different Embodiments of the battery disconnection unit is possible.
  • the housing offers the possibility of acoustic encapsulation of relatively loud switching contactors.
  • a certain predefined relative orientation of the main contactor to the pre-charging contactor may advantageously be predefined.
  • the housing is made of plastic and / or metal. While a production of metal allows a particularly good heat dissipation of the pre-charging, a simple electrical insulation and cost-effective production is possible by using plastics.
  • the pre-charging is thermally well-conductively coupled to a metallic part of the housing.
  • Precharge resistor disposed spatially close to the metallic part of the housing and / or thermally coupled thereto by means of heat conduction means (e.g., thermal grease). In this way, overheating of the
  • the main contactor and the pre-charging contactor are arranged substantially identically with respect to their opening directions. In other words, a moving when opening or closing the respective contactor part is moved in the same direction.
  • Acceleration of the precharging unit according to the invention substantially (unintentional) closing of both contactors by the inertia of their components can be effected only in one direction.
  • a shock acting in the opposite direction causes no undesired closing operation for both the main contactor and the precharging contactor.
  • An alternative arrangement is that the main contactor and the pre-charging contactor are arranged with respect to their opening directions (that is, the direction of movement when opening) substantially oriented opposite to each other. In this way, in an external shock in opening or
  • the pre-charging resistor has an electrical resistance
  • the precharge resistance between 20 and 60 ⁇ , preferably between 30 and 50 ⁇ , be dimensioned.
  • Resistance region is typical of a precharge resistor as used to precharge a DC link present in an electrically operable vehicle (EV, HEV).
  • EV electrically operable vehicle
  • the precharging unit according to the invention further comprises a structure-borne sound decoupling unit, via which it is set up to be fixed to a periphery.
  • Structure-borne sound decoupling unit reduce the operating noise of the relatively loud shooter in such a way that the sound signals are transmitted only attenuated to the surrounding solid structure.
  • Structure-borne sound decoupling units are elastic sections which have a low-pass characteristic. In this way, the impulsive suggestions of the operating noise of the contactors can be significantly isolated.
  • the housing is arranged as a closure of one of
  • Precharger associated control unit for example, battery interruption unit, which acts as a periphery of the precharging unit according to the invention
  • Precharger associated control unit for example, battery interruption unit, which acts as a periphery of the precharging unit according to the invention
  • Control device have an opening which during assembly of the
  • Vorladeritt according to the invention is closed by the housing of the pre-charging unit. In this way, housing sections of the
  • Pre-charging also be used to seal an encapsulation of the associated control unit. More preferably, the external electrical connections of
  • Vorladeiki to be arranged within a closed by the housing of the pre-charging and the housing of the associated control unit volume.
  • the external connections are arranged on the housing of the precharging unit such that electrical contacting thereof can take place through its periphery, while the housing of the precharging unit in conjunction with the housing of the associated control unit houses the corresponding electrical connections.
  • external wiring is eliminated and the electrical connection is protected from external influences (e.g., fluid-tight).
  • a battery disconnecting unit comprising a pre-charging unit as described in detail above in connection with the first aspect of the invention.
  • the battery interruption unit (BDU) can meet even different, customer-specific geometrical and electrical boundary conditions, while their interface to the precharging unit according to the invention is constructed in each case substantially identical, resulting in the aforementioned advantages.
  • Figure 1 is a schematic representation of a typical BDU for
  • FIG. 2 is a schematic representation of a typical BDU for
  • Figure 3 is a schematic representation of an embodiment of a Vorladetechnik invention.
  • FIG. 1 schematically shows a battery interrupting unit 100 according to the invention comprising a pre-charging unit 1 according to the invention.
  • Vorladeiki 1 according to the invention is functionally highlighted by a dashed demarcation line in the battery disconnection unit 100 according to the invention.
  • the pre-charging unit 1 comprises a main contactor 2, a
  • the aforesaid two-terminal poles are galvanically connected to terminals B +, V + arranged externally on the housing of the battery interrupting unit 100.
  • a current sensor 1 1 is arranged to measure a current through the external terminal B +.
  • the external terminals B (body) +, V (Vehicle) + opposite two external terminals B-, V- are arranged, which are electrically connected within the housing of the battery disconnection unit 100 according to the invention by a second main contactor 9 with a series-connected fuse 10 are.
  • Battery interrupt unit 100 arranged second fuse 8 is electrically connectable via two additional external contacts 101, 102 with a periphery of the battery disconnection unit 100.
  • FIG. 2 shows an alternative exemplary embodiment of a battery interrupting unit 100 according to the invention as a schematic circuit diagram.
  • the external electrical connections B +, V +, B-, V- as well as the elements connecting them correspond to the arrangement shown in FIG.
  • Battery Interrupt Unit 100 has four additional external ports labeled FC +, OBC +, OBC-, FC-.
  • FC + or FC + FC + or FC +
  • OBC + are electrically connected to the terminal V + via a series connection of a second contactor 13 with an ohmic resistor 12 or excluding an ohmic resistor 14.
  • the external terminal OBC- is electrically short-circuited to the terminal C-, while between the external terminal FC- and the terminal V- a third contactor 15 is arranged.
  • FC fast charging connection
  • Terminals 13 and 15 can be switched voltage-free. This circle can, as shown, additionally be secured by a fuse 12. In addition, connections for an onboard charger (onboard charger, OBC) or air conditioning compressors to the BDU are available, which are also secured by the prior art via a fuse 14.
  • FIG. 3 shows a detailed view of a schematically illustrated one
  • Embodiment of a pre-charging unit 1 according to the present invention Embodiment of a pre-charging unit 1 according to the present invention.
  • Two electrical connections 6, 7 protrude out of a housing 5. Both are furnished, alternatively over a main contactor, which in the direction of the
  • Terminals 6, 7 closes, or a series circuit of a
  • Precharge 4 and a Vorladetent 3 which opens in the direction of the terminals 6, 7, to be electrically connected to each other.
  • the main contactor 2 and the Vorladetent 3 are arranged "back-to-back" to each other, so that the smaller volume of Vorladethes 3 a
  • a collar 16 Within the collar 16, a rubber lip 17 is arranged as a structure-borne sound decoupling unit, which can receive a bias voltage between the housing 5 of the illustrated pre-charging unit 1 and its periphery.
  • a flange 18 is provided for screwing the pre-charging unit 1 at its periphery.
  • the flange 18 also has rubber elements 19 for
  • Structure-borne sound decoupling are arranged to create a screw head (not shown) between the flange 18 and a screw head
  • the housing 5 is also equipped with a
  • Heat conduction 22 filled which serves to heat the pre-charge resistor 4 and the contactors 2, 3. Another function of the heat conducting means 22 is the electrical lines 20, 21 between the external
  • the precharging unit according to the invention can be described or understood as a housing unit comprising a precharging circuit together with the main contactor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Es werden eine Batterieunterbrechungseinheit und eine Vorladeeinheit, umfassend ein Hauptschütz, ein Vorladeschütz, einen Vorladewiderstand und ein Gehäuse, vorgeschlagen. Das Hauptschütz und das Vorladeschütz sind, ebenso wie der Vorladewiderstand, im Gehäuse angeordnet. Der Vorladewiderstand und das Vorladeschütz sind als elektrische Reihenschaltung parallel zum Hauptschütz mit zwei externen elektrischen Anschlüssen am Gehäuse elektrisch verbunden.

Description

Beschreibung
Titel
Vorladeeinheit für Batterieunterbrechungseinheit Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorladeeinheit für eine
Batterieunterbrechungseinheit. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorladeeinheit als eine in einem eigenen Gehäuse zusammengefasste Funktionseinheit zur Verwendung in unterschiedlich aufgebauten
Batterieunterbrechungseinheiten.
US 201 1/133701 A1 und US 6034504 A offenbaren jeweils eine
Batterieladevorrichtung mit eingebauter Schutzeinrichtung. Die
Batterieladevorrichtung ermöglicht zwei unterschiedliche Betriebsarten zum
Laden der Batterie mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten.
Bei Verwendung von Hochvolt (HV)-Traktionsbatterien in Hybrid- und
Elektrofahrzeugen werden elektromechanische Komponenten zum Zuschalten der Hochvolt (HV)-Anschlüsse (genannt„Schütze"), Sicherungen,
Stromsensoren, Vorladewiderstand und Vorladeschütz häufig in einer
Komponente, der sogenannten Battery Disconnect Unit (BDU,
„Batterieunterbrechungseinheit"), zusammengefasst. Dadurch, dass die
Bauräume sich von Fahrzeugmodell zu Fahrzeugmodell stark unterscheiden, ist es meist nicht möglich, stets identische Batterieunterbrechungseinheiten zu verbauen. Die Standardisierung einer Batterieunterbrechungseinheit ist somit nicht möglich und Fahrzeugmodell-spezifische Entwicklungsaufwände entstehen (mit nahezu jedem Fahrzeugtyp) erneut. Die einzelnen Komponenten der Batterieunterbrechungseinheit werden, obwohl in vielen Batterien die gleichen Komponenten verwendet werden, in unterschiedlichen Gehäusen in
Abhängigkeit der Gehäusebauform kundenspezifisch angeordnet. Auf diese Weise entstehen für jede neue Bauform einer Batterieunterbrechungseinheit Entwicklungs- und Werkzeugkosten, welche auf eine lediglich geringe Stückzahl aufgeteilt werden.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung beschreibt grundsätzlich eine Möglichkeit, wie die Vorladeeinheit inklusive Hauptschütz innerhalb einer Batterieunterbrechungseinheit gruppiert werden kann und als Standardbauteil für unterschiedliche Designs einer
Batterieunterbrechungseinheit verwendet werden kann. Eine erfindungsgemäße Vorladeeinheit umfasst dabei ein Hauptschütz, ein Vorladeschütz und einen
Vorladewiderstand, welche in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Das Vorladeschütz ist in Verbindung mit dem Vorladewiderstand eingerichtet, beim Verbinden eines elektrochemischen Energiespeichers mit einem Bordnetz (z.B. eines Fortbewegungsmittels) eine Zwischenkreiskapazität mit einem durch den Vorladewiderstand begrenzten maximalen Strom aufzuladen. Erst anschließend wird das Hauptschütz geschlossen, welches keinen
Vorladewiderstand aufweist. Aufgrund der vorgeladenen Zwischenkreiskapazität ist die Spannungsdifferenz zwischen dem Energiespeicher und der
Zwischenkreiskapazität jedoch nicht mehr so hoch, dass unerwünscht hohe Ausgleichsströme fließen. Erfindungsgemäß sind der Vorladewiderstand und das
Vorladeschütz als elektrische Reihenschaltung parallel zum Hauptschütz mit zwei externen elektrischen Anschlüssen am Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorladeeinheit elektrisch verbunden. Mit anderen Worten weist das Gehäuse zumindest zwei externe elektrische Anschlüsse auf, welche jeweils das
Hauptschütz bzw. die Reihenschaltung aus Vorladewiderstand und
Vorladeschütz elektrisch kontaktierbar machen. Die vorstehend vorgeschlagene Anordnung weist den Vorteil auf, dass die gesamte Vorladeeinheit in einer Vielzahl unterschiedlicher Batterieunterbrechungseinheiten gleich aufgebaut sein kann. Somit lässt sich die erfindungsgemäße Vorladeeinheit in hoher Stückzahl kostengünstig fertigen. Zudem sind in der Einheit sämtliche Komponenten bereits miteinander verschaltet, so dass lediglich der positive und der negative Hochvolt (HV)-Anschluss von außen verbunden werden muss. Die gesamte Einheit kommt mit einer minimalen Anzahl von Befestigungspunkten aus, wodurch die
Konzeption der gesamten Batterieunterbrechungseinheit vereinfacht wird. Die Vorladeeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung kann in jeder
Batterieunterbrechungseinheit unterschiedlich angeordnet sein, wodurch eine maximale Flexibilität zum Entsprechen einer Vielzahl unterschiedlicher Ausgestaltungen der Batterieunterbrechungseinheit möglich wird. Zudem bietet das Gehäuse die Möglichkeit einer akustischen Kapselung der relativ laut schaltenden Schütze. Überdies kann eine Körperschallentkopplung aufgrund der wenigen mechanischen Schnittstellen mit der Peripherie einfach und
kostengünstig realisiert werden. Überdies kann durch die räumliche
Zusammenfassung sich gegenseitig bedingende Funktionen der enthaltenen Einheiten a priori berücksichtigt sein. Beispielsweise kann eine bestimmte vordefinierte relative Orientierung des Hauptschützes zum Vorladeschütz in vorteilhafter Weise vordefiniert sein.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Vorteilhafterweise ist das Gehäuse aus Kunststoff und/oder aus Metall gefertigt. Während eine Fertigung aus Metall eine besonders gute Wärmeabfuhr der Vorladeeinheit ermöglicht, ist durch eine Verwendung von Kunststoffen eine einfache elektrische Isolation und kostengünstiger Fertigung möglich.
Weiter bevorzugt ist der Vorladewiderstand thermisch gut leitend mit einem metallischen Teil des Gehäuses gekoppelt. Mit anderen Worten ist der
Vorladewiderstand räumlich nahe am metallischen Teil des Gehäuses angeordnet und/oder mittels Wärmeleitmitteln (z.B. Wärmeleitpaste) thermisch an diesen angekoppelt. Auf diese Weise kann eine Überhitzung des
Vorladewiderstandes beim Vorladen einer Zwischenkreiskapazität eines
Bordnetzes verhindert werden.
Weiter bevorzugt sind das Hauptschütz und das Vorladeschütz hinsichtlich ihrer Öffnungsrichtungen im Wesentlichen identisch angeordnet. Mit anderen Worten wird ein beim Öffnen bzw. Schließen des jeweiligen Schützes bewegter Teil in dieselbe Richtung bewegt. Dies bietet den Vorteil, dass bei einem externen Schlag auf die erfindungsgemäße Vorladeeinheit bzw. bei extremer
Beschleunigung der erfindungsgemäßen Vorladeeinheit im Wesentlichen nur in einer Richtung ein (unerwünschtes) Schließen beider Schütze durch die Trägheit ihrer Komponenten bewirkt werden kann. Ein in die entgegengesetzte Richtung wirkender Stoß veranlasst hingegen sowohl für das Hauptschütz als auch für das Vorladeschütz keinen unerwünschten Schließvorgang. Eine alternative Anordnung besteht darin, dass das Hauptschütz und das Vorladeschütz hinsichtlich ihrer Öffnungsrichtungen (also Bewegungsrichtung beim Öffnen) im Wesentlichen einander entgegengesetzt orientiert angeordnet sind. Auf diese Weise wird bei einem externen Schock in Öffnungs- bzw.
Schließrichtung jeweils ein Schütz bevorzugt schließen, das andere hingegen bevorzugt öffnen. Somit kann sichergestellt werden, dass bei einem externen Schock zumindest eines der beiden Schütze mit hoher Wahrscheinlichkeit geöffnet bleibt bzw. geöffnet wird. Beispielsweise weist der Vorladewiderwiderstand einen elektrischen Widerstand
< 100 Ω auf. Beispielsweise kann der Vorladewiderstand zwischen 20 und 60 Ω, bevorzugt zwischen 30 und 50 Ω, dimensioniert sein. Der genannte
Widerstandsbereich ist typisch für einen Vorladewiderstand, wie er zum Vorladen eines in einem elektrisch betreibbaren Fahrzeug (EV, HEV) vorhandenen Zwischenkreises eingesetzt wird.
Weiter bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Vorladeeinheit weiter eine Körperschallentkopplungseinheit, über welche sie eingerichtet ist, an einer Peripherie festgelegt zu werden. Mit anderen Worten kann die
Körperschallentkopplungseinheit das Betriebsgeräusch der relativ lauten Schütze dahingehend mindern, dass die Schallsignale nur gedämpft an die umgebende feste Struktur weitergeleitet werden. Ein Beispiel für
Körperschallentkopplungseinheiten sind elastische Abschnitte, welche eine Tiefpasscharakteristik aufweisen. Auf diese Weise können die impulsartigen Anregungen des Betriebsgeräusches der Schütze erheblich isoliert werden.
Weiter bevorzugt ist das Gehäuse eingerichtet, als Verschluss eines der
Vorladeeinheit zugeordneten Steuergerätes (z.B. Batterieunterbrechungseinheit, welche als Peripherie der erfindungsgemäßen Vorladeeinheit fungiert) verwendet zu werden. Mit anderen Worten kann ein Gehäuse des zugeordneten
Steuergerätes eine Öffnung aufweisen, welche bei der Montage der
erfindungsgemäßen Vorladeeinheit durch das Gehäuse der Vorladeeinheit verschlossen wird. Auf diese Weise können Gehäuseabschnitte der
Vorladeeinheit auch zum Verschließen einer Kapselung des zugeordneten Steuergerätes verwendet werden. Weiter bevorzugt sind die externen elektrischen Anschlüsse der
erfindungsgemäßen Vorladeeinheit eingerichtet, innerhalb eines vom Gehäuse der Vorladeeinheit und vom Gehäuse des zugeordneten Steuergerätes abgeschlossenen Volumens angeordnet zu werden. Mit anderen Worten sind die externen Anschlüsse so am Gehäuse der Vorladeeinheit angeordnet, dass eine elektrische Kontaktierung derselben durch ihre Peripherie erfolgen kann, während das Gehäuse der Vorladeeinheit in Verbindung mit dem Gehäuse des zugeordneten Steuergerätes die korrespondierenden elektrischen Anschlüsse einhaust. Auf diese Weise entfällt eine externe Verdrahtung und die elektrische Verbindung ist gegenüber externen Einflüssen (z.B. fluiddicht) geschützt.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Batterieunterbrechungseinheit, umfassend eine Vorladeeinheit, vorgeschlagen, wie sie in Verbindung mit dem erstgenannten Erfindungsaspekt vorstehend im Detail beschrieben worden ist. Die Batterieunterbrechungseinheit (BDU) kann dabei selbst unterschiedlichen, kundenspezifischen geometrischen und elektrischen Randbedingungen genügen, während ihre Schnittstelle zur erfindungsgemäßen Vorladeeinheit jeweils im Wesentlichen identisch aufgebaut ist, wobei sich die vorgenannten Vorteile ergeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer typischen BDU für
Hybridfahrzeuge ohne Schnellladefunktion;
Figur 2 eine schematische Darstellung einer typischen BDU für
Hybridfahrzeuge mit Schnellladefunktion und zusätzlichen Nebenaggregaten; und
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorladeeinheit.
Ausführungsformen der Erfindung Figur 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Batterieunterbrechungseinheit 100, umfassend eine erfindungsgemäße Vorladeeinheit 1 . Die
erfindungsgemäße Vorladeeinheit 1 ist durch eine gestrichelte Demarkationslinie funktionell in der erfindungsgemäßen Batterieunterbrechungseinheit 100 hervorgehoben. Die Vorladeeinheit 1 umfasst ein Hauptschütz 2, ein
Vorladeschütz 3 und einen Vorladewiderstand 4, der in Reihe zum Vorladeschütz 3 geschaltet ist. Die vorgenannten Zweipole sind mit extern am Gehäuse der Batterieunterbrechungseinheit 100 angeordneten Anschlüssen B+, V+ galvanisch verbunden. Ein Stromsensor 1 1 ist eingerichtet, einen Strom durch den externen Anschluss B+ zu messen. Den externen Anschlüssen B(Body)+, V(Vehicle)+ gegenüberliegend sind zwei externe Anschlüsse B-, V- angeordnet, welche innerhalb des Gehäuses der erfindungsgemäßen Batterieunterbrechungseinheit 100 durch ein zweites Hauptschütz 9 mit einer zu diesem in Reihe liegenden Sicherung 10 elektrisch verbunden sind. Eine ebenfalls innerhalb der
Batterieunterbrechungseinheit 100 angeordnete zweite Sicherung 8 ist über zwei zusätzliche externe Kontakte 101 , 102 elektrisch mit einer Peripherie der Batterieunterbrechungseinheit 100 verbindbar.
Figur 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batterieunterbrechungseinheit 100 als schematisches Schaltbild. Die externen elektrischen Anschlüsse B+, V+, B-, V- sowie die diese verbindenden Elemente entsprechen der in Figur 1 dargestellten Anordnung. Zur Realisierung einer Schnellladefunktion weist die in Figur 2 dargestellte
Batterieunterbrechungseinheit 100 vier zusätzliche externe Anschlüsse auf, welche mit FC+, OBC+, OBC-, FC- bezeichnet sind. Die Anschlüsse FC+ bzw.
OBC+ sind über eine Reihenschaltung eines zweiten Schützes 13 mit einem Ohmschen Widerstand 12 bzw. ausschließlich einem Ohmschen Widerstand 14 elektrisch mit dem Anschluss V+ verbunden. Der externe Anschluss OBC- ist mit dem Anschluss C- elektrisch kurzgeschlossen, während zwischen dem externen Anschluss FC- und dem Anschluss V- ein drittes Schütz 15 angeordnet ist.
Fahrzeuge mit einem separaten Anschluss für eine Schnellladesäule (Fastcharge connection, FC) haben üblicherweise separate Schütze, über welche die
Anschlussklemmen 13 und 15 spannungsfrei geschaltet werden können. Dieser Kreis kann, wie dargestellt, zusätzlich über eine Sicherung 12 abgesichert sein. Zusätzlich sind Anschlüsse für ein Onboard Ladegerät (onboard charger, OBC) bzw. Klimakompressoren an der BDU vorhanden, die ebenfalls nach dem Stand der Technik über eine Sicherung 14 abgesichert sind. Figur 3 zeigt eine Detailansicht eines schematisch dargestellten
Ausführungsbeispiels einer Vorladeeinheit 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Zwei elektrische Anschlüsse 6, 7 ragen aus einem Gehäuse 5 heraus. Beide sind eingerichtet, wahlweise über ein Hauptschütz, welches in Richtung der
Anschlüsse 6, 7 schließt, oder eine Reihenschaltung aus einem
Vorladewiderstand 4 und einem Vorladeschütz 3, welches in Richtung der Anschlüsse 6, 7 öffnet, elektrisch miteinander verbunden zu werden. Das Hauptschütz 2 und das Vorladeschütz 3 sind "Rücken-an-Rücken" zueinander angeordnet, so dass das geringere Volumen des Vorladeschützes 3 eine
Anordnung des Vorladewiderstandes 4 neben dem Vorladeschütz 3 ermöglicht. Die schmale Seite, an welcher die externen Anschlüsse 6, 7 aus dem Gehäuse ragen, wird durch einen Kragen 16 umlaufen. Innerhalb des Kragens 16 ist eine Gummilippe 17 als Körperschallentkopplungseinheit angeordnet, welche eine Vorspannung zwischen dem Gehäuse 5 der dargestellten Vorladeeinheit 1 und ihrer Peripherie aufnehmen kann. Zusätzlich ist außerhalb des Kragens 16 ein Flansch 18 zur Verschraubung der Vorladeeinheit 1 an ihrer Peripherie vorgesehen. Der Flansch 18 weist ebenfalls Gummielemente 19 zur
Körperschallentkopplung auf. Diese sind eingerichtet, eine zwischen dem Flansch 18 und einem (nicht dargestellten) Schraubenkopf erzeugte
Vorspannung aufzunehmen. Das Gehäuse 5 ist zudem mit einem
Wärmeleitmittel 22 aufgefüllt, welches zur Entwärmung des Vorladewiderstandes 4 sowie der Schütze 2, 3 dient. Eine weitere Funktion des Wärmeleitmittels 22 besteht darin, die elektrischen Leitungen 20, 21 zwischen den externen
Anschlüssen 6, 7 und dem Vorladeschütz 3 bzw. dem Vorladewiderstand 4 sowie zwischen dem Vorladeschütz 3 und dem Vorladewiderstand 4 einzubetten und so gegenüber mechanischen Stößen abzusichern. Zudem kommt dem
Wärmeleitmittel 22 die Funktion einer Körperschalldämmung gegenüber dem Betriebsgeräusch der Schütze 2, 3 zu. Die Einheit aus Vorladeschütz 3 und Vorladewiderstand 4 wird häufig auch als Vorladekreis bezeichnet. Mit anderen
Worten kann die erfindungsgemäße Vorladeeinheit als Gehäuseeinheit, umfassend einen Vorladekreis nebst Hauptschütz, beschrieben bzw. aufgefasst werden.
Auch wenn die erfindungsgemäßen Aspekte und vorteilhaften
Ausführungsformen anhand der in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungsfiguren erläuterten Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben worden sind, sind für den Fachmann Modifikationen und Kombinationen von Merkmalen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, deren Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.

Claims

Ansprüche
1 . Vorladeeinheit (1 ) für eine Batterieunterbrechungseinheit (100), umfassend ein Hauptschütz (2),
ein Vorladeschütz (3),
- einen Vorladewiderstand (4), und
ein Gehäuse (5), wobei das Hauptschütz (2), das Vorladeschütz (3) und der Vorladewiderstand (4) im Gehäuse (5) angeordnet sind, wobei weiter
der Vorladewiderstand (4) und das Vorladeschütz (3) als elektrische Reihenschaltung parallel zum Hauptschütz (2) mit zwei externen elektrischen Anschlüssen (6, 7) am Gehäuse (5) elektrisch verbunden sind.
2. Vorladeeinheit nach Anspruch 1 , wobei das Gehäuse (5) Kunststoff
und/oder Metall umfasst.
3. Vorladeeinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Vorladewiderstand (4) über eine Wärmeleitpaste thermisch mit einem metallischen Teil des Gehäuses (5) gekoppelt ist.
4. Vorladeeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das
Hauptschütz (2) und das Vorladeschütz (3) hinsichtlich ihrer
Öffnungsrichtungen im Wesentlichen identisch orientiert angeordnet sind.
5. Vorladeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Hauptschütz
(2) und das Vorladeschütz (3) hinsichtlich ihrer Öffnungsrichtungen im Wesentlichen einander entgegengesetzt orientiert angeordnet sind.
6. Vorladeeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der
Vorladewiderstand (4) einen Widerstand kleiner als 500 Ohm aufweist, insbesondere zwischen 20 und 60 Ohm, bevorzugt zwischen 30 und 50 Ohm aufweist. Vorladeeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorladeeinheit (1 ) weiter eine Körperschallentkopplungseinheit (17, 19) umfasst, über welche sie eingerichtet ist, an einer Peripherie festgelegt werden.
Vorladeeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (5) eingerichtet ist, als Verschluss eines der Vorladeeinheit zugeordneten Steuergerätes (100) als Peripherie verwendet zu werden.
Vorladeeinheit nach Anspruch 8, wobei insbesondere die externen elektrischen Anschlüsse (6, 7) eingerichtet sind, innerhalb eines vom Gehäuse (5) abgeschlossenen Volumens des zugeordneten Steuergerätes (100) angeordnet zu werden.
Batterieunterbrechungseinheit (100) umfassend eine Vorladeeinheit (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
PCT/EP2014/066572 2013-08-07 2014-08-01 Vorladeeinheit für batterieunterbrechungseinheit WO2015018749A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/910,912 US20160190841A1 (en) 2013-08-07 2014-08-01 Precharging unit for a battery interruption unit
CN201480044689.6A CN105453376A (zh) 2013-08-07 2014-08-01 用于电池切断单元的预充电单元

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013215563.8 2013-08-07
DE102013215563.8A DE102013215563A1 (de) 2013-08-07 2013-08-07 Vorladeeinheit für Batterieunterbrechungseinheit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015018749A1 true WO2015018749A1 (de) 2015-02-12

Family

ID=51518743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/066572 WO2015018749A1 (de) 2013-08-07 2014-08-01 Vorladeeinheit für batterieunterbrechungseinheit

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20160190841A1 (de)
CN (1) CN105453376A (de)
DE (1) DE102013215563A1 (de)
WO (1) WO2015018749A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015225544A1 (de) * 2015-12-17 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Trennvorrichtung in standardisiertem Format
US10368465B2 (en) 2017-09-07 2019-07-30 Lear Corporation Electrical unit
DE102018202392A1 (de) 2018-02-16 2019-08-22 Audi Ag Verfahren zum Kaschieren eines Geräuschs eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug
US11077760B2 (en) 2019-02-26 2021-08-03 Ford Global Technologies, Llc Precharging for direct current fast charging
CN112224024A (zh) * 2020-10-16 2021-01-15 南通国轩新能源科技有限公司 一种新能源汽车用bdu
CN115742783A (zh) * 2021-09-03 2023-03-07 比亚迪股份有限公司 配电器、车辆的充配电系统、车辆以及充电桩

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6034504A (en) 1998-06-10 2000-03-07 Ericsson Inc. Two-wire multi-rate battery charger
US20110133701A1 (en) 2009-12-03 2011-06-09 Ambit Microsystems (Shanghai) Ltd. Dual-mode charger circuit
DE102010038892A1 (de) * 2010-08-04 2012-02-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Begrenzung eines Einschaltstromes in einem elektrischen Netz
DE102010062249A1 (de) * 2010-12-01 2012-06-21 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung zur Verwendung in einem elektrischen Antriebssystem und Verfahren zum Betrieb einer solchen
DE102012018321A1 (de) * 2012-09-15 2013-03-21 Daimler Ag Verfahren zum Abschalten eines Batteriesystems unter Last sowie Batteriesystem

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7186131B2 (en) * 2003-03-19 2007-03-06 Kulite Semiconductor Products, Inc. Vibration isolated transducer connector
JP2006246569A (ja) * 2005-03-01 2006-09-14 Mitsubishi Motors Corp 車両の電力制御装置
JP2008243710A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Denso Corp サービスプラグ、電池機器モジュールおよび電池パック
CN101262140B (zh) * 2008-04-30 2010-06-02 刘云海 锂动力电池组串并联切换充电方法与充电装置
DE102010032456B4 (de) * 2010-07-28 2012-11-29 Schaltbau Gmbh Elektrisches Schaltschütz
DE102010042992A1 (de) * 2010-10-27 2012-05-03 Sb Limotive Company Ltd. Stromversorgungseinrichtung, Verfahren zum Trennen einer Batterie von einer Anschlusseinrichtung und Kraftfahrzeug
US8659270B2 (en) * 2010-10-29 2014-02-25 Tesla Motors, Inc. Battery pack overcharge protection system
US8288031B1 (en) * 2011-03-28 2012-10-16 Lg Chem, Ltd. Battery disconnect unit and method of assembling the battery disconnect unit
CN202271862U (zh) * 2011-09-15 2012-06-13 北汽福田汽车股份有限公司 用于电动汽车的电池Pack设备
WO2013059611A2 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 Cobasys, Llc Modular battery disconnect unit
JP5362141B1 (ja) * 2012-05-23 2013-12-11 三菱電機株式会社 インバータ装置
US9266433B2 (en) * 2012-07-23 2016-02-23 Ford Global Technologies, Llc Low cost charger circuit with precharge
US20140192457A1 (en) * 2013-01-10 2014-07-10 Tyco Electronics Corporation Battery distribution unit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6034504A (en) 1998-06-10 2000-03-07 Ericsson Inc. Two-wire multi-rate battery charger
US20110133701A1 (en) 2009-12-03 2011-06-09 Ambit Microsystems (Shanghai) Ltd. Dual-mode charger circuit
DE102010038892A1 (de) * 2010-08-04 2012-02-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Begrenzung eines Einschaltstromes in einem elektrischen Netz
DE102010062249A1 (de) * 2010-12-01 2012-06-21 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung zur Verwendung in einem elektrischen Antriebssystem und Verfahren zum Betrieb einer solchen
DE102012018321A1 (de) * 2012-09-15 2013-03-21 Daimler Ag Verfahren zum Abschalten eines Batteriesystems unter Last sowie Batteriesystem

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013215563A1 (de) 2015-02-12
CN105453376A (zh) 2016-03-30
US20160190841A1 (en) 2016-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015018749A1 (de) Vorladeeinheit für batterieunterbrechungseinheit
EP2913863B1 (de) Elektrische Energiespeichervorrichtung für Kraftfahrzeuge
DE102016115823A1 (de) Kraftfahrzeugbordnetz sowie Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeugbordnetz
DE112017000289T5 (de) Relaisvorrichtung und stromversorgungsvorrichtung
DE102014202504A1 (de) Trenneinheit zur galvanischen Trennung des Leistungsstromkreises zwischen einer Spannungsquelle und einer Verbrauchereinrichtung sowie Batteriesystem mit einer solchen Trenneinheit
DE102013202591A1 (de) Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug
EP1411364A1 (de) Fahrzeugbordnetz mit Batteriezustandserkennung am Pluspol der Batterie
DE102014008516A1 (de) Bordnetz für ein Kraftfahrzeug
DE102017112701A1 (de) Elektrische Hochspannungssysteme und Trennvorrichtungen
DE102017212187A1 (de) Energiespeichervorrichtung
DE102019208769A1 (de) Akkumulator
DE112018004777T5 (de) Verbindungseinheit und Stromversorgungssystem
DE102012012154A1 (de) Gehäuse zur Aufnahme mindestens einer Batteriezelle, Kontaktierungsvorrichtung, Batteriesystem und Fahrzeug
DE102018127785A1 (de) Elektrisches Energiesystem für ein Kraftfahrzeug
WO2020120308A1 (de) Anordnung zum schalten einer hochvoltbatterie in einem fahrzeug
DE102014009088A1 (de) Ladevorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher
DE102020202752A1 (de) Elektrischer Energiespeicher, Vorrichtung und Verfahren
DE102013222462A1 (de) Fahrzeugbatterie mit einer Vorrichtung zur Auswahl einer zulässigen Stromrichtung
EP1806280A1 (de) Aussenbordmotor für ein Boot
DE102018004109A1 (de) Batterie zum reversiblen elektrochemischen Speichern von elektrischer Ladung
EP3834270B1 (de) Batterieanordnung für den hilfsbetrieb eines schienenfahrzeugs
DE102013002080A1 (de) Elektrische Konvertierungseinrichtung für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug
DE102017205612A1 (de) Verfahren zur Ansteuerung einer Trennvorrichtung eines elektrochemischen Energiespeichers
DE102012001157A1 (de) Hochvoltkabelsatz für ein Kraftfahrzeug
DE102017221252A1 (de) Fahrzeug mit einem Batterietrennrelais

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201480044689.6

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14761800

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14910912

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14761800

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1