WO2023016836A1 - Device for discharging an electric energy store of an electric apparatus - Google Patents

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WO2023016836A1
WO2023016836A1 PCT/EP2022/071498 EP2022071498W WO2023016836A1 WO 2023016836 A1 WO2023016836 A1 WO 2023016836A1 EP 2022071498 W EP2022071498 W EP 2022071498W WO 2023016836 A1 WO2023016836 A1 WO 2023016836A1
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discharge
voltage
energy store
electrical energy
discharging
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PCT/EP2022/071498
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Inventor
Juergen Gerhart
Michael Rummel
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/322Means for rapidly discharging a capacitor of the converter for protecting electrical components or for preventing electrical shock
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/50Charging of capacitors, supercapacitors, ultra-capacitors or double layer capacitors

Definitions

  • the invention relates to a device for discharging an electrical energy store of an electrical device.
  • the invention also relates to a method for discharging an electrical energy store of an electrical device.
  • a so-called "discharge function” must usually be implemented in electronic control units of vehicles that are operated in the electrical high-voltage (HV) network. This is used to discharge all electrical voltages in the control unit to less than 60V contact voltage in the event of a voltage failure of an electrical on-board network, a disconnection of the HV plug, in the event of an accident, etc.
  • HV high-voltage
  • This variant has the disadvantage that you cannot ensure the discharge in all situations, since you have to make an active decision to discharge. This is possible, for example, by controlling a microcontroller. However, if the power supply to the microcontroller fails or the microcontroller itself has a defect, it is no longer possible to activate the discharge.
  • the electrical supply voltage is discharged to a lower voltage potential in an exponential curve in a defined period of time.
  • the object is achieved with a device for discharging an electrical energy store of an electrical device:
  • the device is designed to detect a discharge situation in which the electrical energy store has to be discharged within a defined time
  • the device is further designed to activate the discharging of the electrical energy store by means of a discharging element
  • the discharge element can be switched in parallel with the electrical energy store. This makes it possible to comply with a standard that stipulates, for example, that an electrical energy store of a control device must be discharged to contact voltage, in particular below 60V, within 5s.
  • the object is achieved with a method for discharging an electrical energy store of an electrical device, having the steps:
  • This provides a method with which an electrical energy store is discharged to a defined electrical voltage within a defined period of time.
  • the electrical energy store is designed as one or more buffer capacitors. More than one electrical energy store is preferably formed.
  • a preferred development of the device is characterized in that by comparing the measured voltage with a reference voltage, a decision is made as to whether a discharge situation is present, a discharge state being present when a measured voltage is less than a reference voltage.
  • a detection device is provided in the form of a sample and hold circuit.
  • a preferred development of the device is characterized in that a switch is switched, in particular cyclically, preferably for a first period of time. It is advantageous that a voltage is detected while the switch is switched. It is also advantageous that by comparing the measured voltage with a reference voltage, a decision is made as to whether a discharge case is present, a discharge state being present when the measured voltage is less than the reference voltage.
  • a further preferred development of the device provides for a switch to initiate rapid discharging of the electrical energy store to be activated when the event of discharge is detected.
  • a further preferred embodiment of the device is characterized in that a supply voltage is discharged to approximately 60 V, in particular less than 60 V, within 10 s, in particular 6 s, preferably approximately 5 s. This can easily be achieved, e.g. by means of an appropriately dimensioned resistor.
  • a further preferred embodiment of the device is characterized in that the electrical voltage is set at a reference capacitance by a switch controlled by a timer.
  • timer is in the form of a bistable flip-flop or a programmable timer module.
  • a further preferred embodiment of the device is characterized in that it also has a suppression element which is designed to implement switch-on suppression of the switch. Diagnostic purposes for the device can advantageously be implemented in this way by means of a microcontroller which controls the suppression element.
  • a further preferred embodiment of the device is characterized in that it also has a passive discharge element in an electrically conductive connection with the reference capacitance. In this way, a defined comparison between the measurement voltage and the reference voltage is made possible, it being possible, for example, for a discharge characteristic of the reference capacitor to be monitored to be formed in a very defined manner.
  • a further preferred embodiment of the device is characterized in that a two-stage voltage divider is provided for providing an electrical voltage for the comparator. In this way, a time constant for the reference capacitor can be set in an optimized manner.
  • a further preferred embodiment of the device is characterized in that the device is provided for discharging the electrical energy store of a control device in a defined manner.
  • a development is characterized in that the at least one electrical energy store is part of the electrical device.
  • the electrical device is in particular a control device or is connected to such a device, in particular interacts, or the control device is part of the electrical device.
  • the electrical device and/or the control device being used in particular in a vehicle.
  • the electrical device and/or the control unit preferably serves to control an electrical high-voltage consumer, in particular a drive motor of the vehicle, an electric compressor, a fan, a pump or another supply device of the vehicle.
  • a development of the method is characterized in that a decision is made as to whether a discharge situation is present by comparing a measured voltage with a reference voltage. Furthermore, it is advantageous that a discharge state is present when the measured voltage is lower than the reference voltage.
  • a development of the method is characterized in that a switch is switched, in particular cyclically, preferably for a first period of time. It is advantageous that a voltage is detected while the switch is switched, in particular for a defined period of time, and that a decision is made by comparing the measured voltage with a reference voltage as to whether a discharge case is present, a discharge state being present when the measured voltage is smaller than the reference voltage.
  • a further development of the method is characterized in that a switch for initiating rapid discharging of the electrical energy store is activated when the event of discharge is detected. Faster discharging takes place via the discharge element.
  • Device features disclosed result analogously from corresponding disclosed method features and vice versa. This means in particular that features, technical advantages and designs relating to the device for discharging an electrical energy storage device result from corresponding designs, features and technical advantages relating to the method for discharging an electrical energy storage device of an electrical device and vice versa.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a device for discharging an electrical energy store
  • the present invention proposes an electronic circuit that makes it possible to activate a discharge of an electrical energy store without using a microcontroller or another control in a defined situation. This is achieved by using a sample-hold stage with a downstream comparator to monitor the HV input voltage of an electrical device. When the HV input voltage drops in a defined manner, a fast discharge circuit is activated, thus ensuring fast discharging in a defined manner, even if the control via a microcontroller fails.
  • the existing boundary conditions can be outlined as follows:
  • the electrical energy storage device or devices are discharged via a passive discharge element 18 and the HV voltage drops quickly by a defined voltage level (e.g. 20V in 3.5 seconds).
  • FIG. 1 shows a basic mode of operation of the proposed method.
  • a time profile of an electrical supply voltage II can be seen.
  • a permanent monitoring of AU/t1 is provided, with a comparison being carried out with a voltage reference value AUref.
  • AUref a voltage reference value
  • AU>AU ref a rapid discharge process (fast discharge) of the electrical energy store is activated.
  • t1 rapid discharging of the electrical energy store 10 is supported, e.g. within 1 s. t1 can be dimensioned with 0.1 s, for example (factor 10 smaller than the rapid discharging). This enables rapid discharge faster than 5s, preferably within 4.6 - 4.7 s.
  • Figure 2 shows a device 100 for detecting a discharge case of an electrical energy store 10.
  • Said electrical energy store 10 (DC link capacitor, DCL capacitor) can, for example, for buffering electrical Be arranged voltage in an electronic control unit of an electric vehicle, wherein the electrical supply voltage HV + 60V or more, in particular 200V, 400V, 800V or 1000V can be.
  • One or more electrical energy stores 10 are conceivable.
  • the electrical energy store 10 is embodied as a buffer capacitor, for example.
  • the electrical energy store is a buffer store or buffer elements or, in general, components of the electrical device that are designed to store electrical energy.
  • the electrical energy store 10 can also be designed as one or more batteries, preferably as a secondary battery.
  • the electrical energy store can also be a combination of a capacitor and a battery, in particular a secondary battery.
  • a two-stage voltage divider with a first voltage divider R1/R2 and a second voltage divider R3/R4 can be seen at the input of a comparator 15.
  • the second voltage divider R3/R4 is only optional and is used to lower the electrical supply voltage HV + , which may be very high, to a level that is favorable for the comparator 15.
  • a single-stage voltage divider with the two ohmic resistors R1, R2 would also be conceivable.
  • a discharge element 11 can be seen in the form of a constant ohmic resistance, for example, which is connected in series with a switch element 12 . If an impermissible drop or interruption of the supply voltage HV + or HV is detected; for example as a result of an accident, a technical maintenance operation, a cable fault, etc., the switch element 12 is closed and the electrical energy store 10 is thereby discharged “quickly” via the discharge element 11 in the form of the ohmic resistance.
  • a detection or trigger circuit of the device 100 that is suitable for this purpose is explained in more detail below.
  • a timer 13, which cyclically controls a switch 14, is used to alternately charge a reference capacitor Cref with a sample-hold stage, which provides the electrical reference voltage U ref .
  • a downstream comparator 15 can be seen, which compares the current measurement voltage Umess with a reference voltage U ref , the measurement voltage being an image of the supply voltage HV + and the reference voltage U ref normally having to be smaller than the electrical measurement voltage Umess.
  • a “normal fair” is understood to mean a non-discharging situation of the electrical energy store 10 .
  • the comparator 15 which is fed to an optional suppression element 16 (e.g. OR element), which is also controlled by a microcontroller (not shown) and is used to suppress switching on, e.g. for diagnostic purposes Device 100 to realize.
  • An output signal of the suppression element 16 is fed to an inverter 17 which provides the correct polarity for a switch 12 driving control signal.
  • the device 100 has an optional passive discharge element 18 .
  • the optional passive discharge element 18 is embodied in the form of a resistor, for example. According to an alternative embodiment, it can also be designed as a current sink. A defined comparison between the measurement voltage Umess and the reference voltage U ref is thus made possible, as a result of which, for example, a discharge characteristic of the reference capacitor C ref to be monitored according to FIG. 1 can be formed in a very defined manner.
  • the optional passive discharge element 18 is preferably necessary in order to obtain a voltage drop in the event of discharge.
  • the voltage drop requires activation of the "rapid discharge” via the discharge element 11 . The exact way it works is described below.
  • the optional passive discharge element 18 serves as a secondary discharge path, in particular when the device according to the invention fails.
  • the discharge via the optional passive discharge element 18 takes place much more slowly, in particular in approximately 120 s or less.
  • the optional passive discharge element 18 is a resistance, preferably with higher resistance value as the discharge element 11 . The resistance value is increased to keep the power loss low.
  • the circuit activates the switch 12, in particular during the first time period t1. If the voltage falls below the reference voltage U ref or if the voltage drop itself is greater than a defined value, the switch 12 remains closed . If no voltage drop is detected, the switch 12 is opened again. Closing to detect a voltage drop of the switch 12 is repeated cyclically. If there is a voltage drop, but this is less than the reference voltage Uref after the time t1, the switch 12 is opened again. Such a small voltage drop can occur in particular as a result of incorrect triggering, in particular due to voltage dips in the vehicle electrical system.
  • FIG. 3 shows a time profile of an electrical control signal S for the switch 14. This shows a period t1 with a switch-on time tem in which the switch 14 is closed and with a switch-off time t off in which the switch 14 is open.
  • the reference capacitor C ref is cyclically charged to the electrical reference voltage U ref with the aid of the timer 13 .
  • the reference capacitor Cref is charged alternately with a sample hold stage in this way.
  • the first voltage divider R1, R2 provides the electrical reference voltage U ref , the first voltage divider being dimensioned in such a way that it provides, for example, 90% of the measurement voltage Umess. This ensures that, under normal circumstances, the reference voltage U ref is always smaller than the measurement voltage Umess.
  • the reference capacitor Cref is always kept at the current measurement voltage Umess by the switch 14 cyclically controlled by the timer 13 . This occurs alternately with a predetermined time t1, with the electronic switch 14 bidirectionally carrying the charging/discharging current in the reference capacitor C ref .
  • the second voltage divider R3, R4 can be used in order to use a comparator 15 for lower electrical voltages (eg max. 25V, with the voltage at R3 being approx. 5% of HV+ in a favorable design).
  • the measured voltage Umess falls due to a discharge via "passive discharge", so the voltage U ref tracks the measured voltage Umess for the switch-on time tem (e.g. with 0.2 x t1 , i.e. 20 ms).
  • the "passive discharge” takes place in particular via the discharge element 18.
  • the measurement voltage Umess drops below the reference voltage U ref and the comparator 15 switches.
  • the electrical energy store 10 can be discharged very quickly (for example in about 1 second) to a defined voltage value, for example to ⁇ 60V.
  • the rapid discharge then takes place via the discharge element 11.
  • the profile is dependent on the discharge element 11. In particular, the profile is exponential if the discharge element includes a resistor or is designed as such. If, on the other hand, the discharge element 11 is in the form of a current sink, a linear profile results, with a preferably constant discharge current.
  • Timer 13 can be implemented using various standard circuits, e.g. as a bistable flip-flop, programmable timer module, etc.
  • rapid discharging must not be incorrectly activated for several timer cycles (e.g. max. 5 ⁇ t1), because the discharge resistor 11 can then be thermally overloaded due to the rapid discharging.
  • the discharge resistor 11 is therefore designed in such a way that it can discharge the electrical energy store 10 within, for example, 1s.
  • the “fast discharge” could be incorrectly activated due to an undefined voltage level in the electronic device HV circuit. To do this, the fast discharge signal could be suppressed by the microcontroller. As a rule, however, this is permissible because a "fast discharge" when switching on the electrical device can usually be accepted for a short time.
  • Diagnostic options result from a back measurement and a comparison of Uref and Umess, as well as monitoring the on/off time of the timer 13.
  • cyclic monitoring of the rapid discharging can be carried out by activation via the microcontroller.
  • a test of the comparator 15 and the activation of “fast discharge” can be carried out by feeding in a test voltage for the reference voltage, which is greater than the measurement voltage Umess.
  • the electrical energy store 10 can be provided, for example, to buffer an electrical operating voltage in an electronic control unit of an electric vehicle.
  • a capacitance value of the electrical energy store 10 can be specified, for example, by EMC specifications or other relevant standards.
  • the proposed device 100 can be used in all HV devices that require the electronics to be discharged, e.g. in an e-compressor, which implements an electrically controlled compressor for the purpose of air conditioning the interior of a vehicle.
  • an e-compressor which implements an electrically controlled compressor for the purpose of air conditioning the interior of a vehicle.
  • step 200 a discharge case in which the electrical energy store 10 has to be discharged is detected.
  • the detection takes place by means of the optional passive discharge element 18 or by switching the switch 12, in particular cyclically.
  • the electrical energy store 10 is discharged by means of at least one discharge element 11, the discharge element 11 being connected in parallel with the electrical energy store 10 and being designed to discharge the electrical energy store 10 to a defined voltage value in a defined time.
  • the discharge element 11 is designed as a current sink. Corresponding discharge elements are shown in FIGS.
  • the discharge element 11 according to FIG. 5 has a depletion MOS FET.
  • the discharge element 11 may include a resistor R5.
  • the resistor is arranged between the source S and the gate G of the depletion MOSFET.
  • a negative gate-source voltage UGS is generated, so that the depletion MOS FET can be used as a constant current sink with a defined current according to its characteristic.
  • the resistor R5 could also be omitted.
  • the gate G and the source S of the depletion MOSFET would then be connected directly to one another.
  • a level of the electrical current results from dividing the threshold voltage of the depletion MOS FET by a resistance value of the resistor R5.
  • the diode shown as an example in Figure 5 represents a parasitic element of the depletion MOSFET.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of a discharge element 11 with bipolar transistors T1, T2, which are connected within a current-limiting circuit known per se.
  • an electric current is generated by means of the resistor R5 determined, with a current flow through the transistor T1 being monitored.
  • An electrical voltage drop across R5 increases in the event of an increasing electrical current through the transistor T1.
  • the transistor T2 begins to conduct, with the transistor T2 diverting electrical current from the base of T1 and conducting it to ground. This reduces the collector current of the transistor T1 and keeps the electrical voltage across the resistor R1 constant at a defined value, in particular at approx. 0.7 V.
  • the discharge takes place with a discharge element, which is designed as a current sink, in particular according to one of the two previous statements, with a constant current.
  • the passive discharge element is also designed as a current sink according to one of the embodiments above.

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Abstract

Disclosed is a device (100) for discharging an electric energy store (10) of an electric apparatus, wherein: - the device (100) is designed to recognize a discharge event requiring that the electric energy store (10) be discharged within a specific time; - the device (100) is furthermore designed to activate the discharging operation of the electric energy store (10) by means of a discharging element (11); - in a discharge event, the discharging element (11) can be connected in parallel to the electric energy store (10).

Description

Beschreibung Description
Titel title
Vorrichtung zum Entladen eines elektrischen Energiespeichers einer elektrischen Einrichtung Device for discharging an electrical energy store of an electrical device
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entladen eines elektrischen Energiespeichers einer elektrischen Einrichtung. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Entladen eines elektrischen Energiespeichers einer elektrischen Einrichtung. The invention relates to a device for discharging an electrical energy store of an electrical device. The invention also relates to a method for discharging an electrical energy store of an electrical device.
Stand der Technik State of the art
Bei elektronischen Steuergeräten von Fahrzeugen, die im elektrischen Hochvolt (HV) Netz betrieben werden, muss in der Regel eine sogenannte „Entladungs-Funktion“ implementiert sein. Diese dient dazu, bei einem Spannungsausfall eines elektrischen Bordnetzes, einem Abkoppeln des HV-Steckers, im Falle eines Unfalls, usw. alle elektrischen Spannungen im Steuergerät auf unter 60V Berührspannung zu entladen. A so-called "discharge function" must usually be implemented in electronic control units of vehicles that are operated in the electrical high-voltage (HV) network. This is used to discharge all electrical voltages in the control unit to less than 60V contact voltage in the event of a voltage failure of an electrical on-board network, a disconnection of the HV plug, in the event of an accident, etc.
Es gibt grundsätzlich zwei verschiedene Möglichkeiten, die genannte Entladungsfunktion bereitzustellen: a) Mittels einer passiven Entlade-Einheit (z.B. Entlade-Widerstand oder Entlade- Stromsenke), die permanent an die HV Spannungsversorgung angeschlossen ist. Wenn die elektrische Spannung des Steuergeräts wegfällt, z. B. durch Abkoppeln des HV-Steckers, wird die Elektronik automatisch durch die passive Entlade-Einheit entladen. Diese Variante hat allerdings den Nachteil, dass bei Vorhandensein der HV- Spannung eine ständige Verlustleistung (z. B. 5 Watt) durch die passive Entladeeinheit erzeugt wird, was zur teilweisen Entladung der HV-Batterie führt und unnötig Verlustwärme erzeugt. b) Mittels einer aktiv geschalteten Entlade-Einheit: in diesem Fall wird die Entladung aktiv an die HV-Versorgung in der ECU geschaltet und erzeugt das Entladen nur dann, wenn die Entlade-Einheit eingeschaltet ist. Diese Variante hat den Nachteil, dass man die Entladung nicht in allen Situationen sicherstellen kann, da man eine aktive Entscheidung für die Entladung treffen muss. Dies ist z.B. durch die Ansteuerung eines Mikrocontrollers möglich. Falls allerdings die Spannungsversorgung des Mikrocontrollers ausfällt oder der Mikrocontroller selbst einen Defekt hat, ist eine Aktivierung der Entladung nicht mehr möglich. There are basically two different ways of providing the named discharge function: a) Using a passive discharge unit (eg discharge resistor or discharge current sink) that is permanently connected to the HV power supply. If the electrical voltage of the control unit fails, e.g. B. by uncoupling the HV connector, the electronics are automatically discharged by the passive discharge unit. However, this variant has the disadvantage that when the HV voltage is present, a constant power loss (e.g. 5 watts) is generated by the passive discharge unit, which leads to the partial discharge of the HV battery and generates unnecessary heat loss. b) By means of an actively switched discharge unit: in this case the discharge is actively switched to the HV supply in the ECU and only generates the discharge when the discharge unit is switched on. This variant has the disadvantage that you cannot ensure the discharge in all situations, since you have to make an active decision to discharge. This is possible, for example, by controlling a microcontroller. However, if the power supply to the microcontroller fails or the microcontroller itself has a defect, it is no longer possible to activate the discharge.
Herkömmliche Entladeschaltungen basieren auf der aktiven oder passiven Entladung der Hochvoltspannung durch einen festen Ohm'schen Widerstand, der permanent (passiv) oder geschaltet (aktiv) die elektrische Hochvoltspannung über den Pufferkondensator des Inverters entlädt. Dies ist z.B. aus US 2017/0355267A1 bekannt. Conventional discharge circuits are based on the active or passive discharge of the high-voltage voltage through a fixed ohmic resistor, which permanently (passively) or switched (actively) discharges the electrical high-voltage voltage via the buffer capacitor of the inverter. This is known, for example, from US 2017/0355267A1.
Dabei wird die elektrische Versorgungsspannung in einem exponentiellen Verlauf in einer definierten Zeitspanne auf ein unteres Spannungspotential entladen. The electrical supply voltage is discharged to a lower voltage potential in an exponential curve in a defined period of time.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of Invention
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Entladen eines elektrischen Energiespeichers einer elektrischen Einrichtung bereitzustellen. It is an object of the present invention to provide an improved device for discharging an electrical energy store of an electrical device.
Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst mit einer Vorrichtung zum Entladen eines elektrischen Energiespeichers einer elektrischen Einrichtung: According to a first aspect, the object is achieved with a device for discharging an electrical energy store of an electrical device:
- wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, einen Entladungsfall, bei dem der elektrischen Energiespeicher in einer definierten Zeit entladen werden muss, zu erkennen; - Wherein the device is designed to detect a discharge situation in which the electrical energy store has to be discharged within a defined time;
- wobei die Vorrichtung ferner ausgebildet ist, das Entladen des elektrischen Energiespeichers mittels eines Entladeelements zu aktivieren; - Wherein the device is further designed to activate the discharging of the electrical energy store by means of a discharging element;
- wobei im Entladungsfall das Entladeelement parallel zum elektrischen Energiespeicher schaltbar ist. Dadurch wird die Einhaltung einer Norm möglich, die z.B. vorsieht, dass innerhalb von 5s ein elektrischen Energiespeicher eines Steuergeräts auf Berührspannung, insbesondere unter 60V entladen sein muss. - In the event of discharge, the discharge element can be switched in parallel with the electrical energy store. This makes it possible to comply with a standard that stipulates, for example, that an electrical energy store of a control device must be discharged to contact voltage, in particular below 60V, within 5s.
Die Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt gelöst mit einem Verfahren zum Entladen eines elektrischen Energiespeichers einer elektrischen Einrichtung, aufweisend die Schritte: According to a second aspect, the object is achieved with a method for discharging an electrical energy store of an electrical device, having the steps:
Erkennen eines Entladungsfalls, in der der elektrischen Energiespeicher entladen werden muss; und Recognizing a discharge case in which the electrical energy store has to be discharged; and
Entladen des elektrischen Energiespeichers mittels wenigstens eines Entladeelements, wobei das Entladeelement parallel zum elektrischen Energiespeicher geschaltet wird und ausgebildet ist, den elektrischen Energiespeicher in einer definierten Zeit zu entladen. Discharging the electrical energy store by means of at least one discharge element, the discharge element being connected in parallel with the electrical energy store and being designed to discharge the electrical energy store in a defined time.
Dadurch wird ein Verfahren bereitgestellt, mit dem ein elektrischen Energiespeicher innerhalb eines definierten Zeitraums auf eine definierte elektrische Spannung entladen wird. This provides a method with which an electrical energy store is discharged to a defined electrical voltage within a defined period of time.
Bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen. Preferred embodiments of the device are subject of dependent claims.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist, dass der elektrische Energiespeicher als ein oder mehrere Pufferkondensatoren ausgebildet ist. Vorzugsweise sind mehr als ein elektrischer Energiespeicher ausgebildet. A preferred embodiment is that the electrical energy store is designed as one or more buffer capacitors. More than one electrical energy store is preferably formed.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Vergleichs der gemessenen Spannung mit einer Referenzspannung eine Entscheidung getroffen wird, ob ein Entladefall vorliegt, wobei ein Entladezustand vorliegt, wenn eine gemessene Spannung kleiner als eine Referenzspannung ist. Auf diese Weise wird eine Erkennungseinrichtung in Form einer Sample-and-Hold-Schaltung bereitgestellt. A preferred development of the device is characterized in that by comparing the measured voltage with a reference voltage, a decision is made as to whether a discharge situation is present, a discharge state being present when a measured voltage is less than a reference voltage. In this way a detection device is provided in the form of a sample and hold circuit.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalter, insbesondere zyklisch, vorzugsweise für einen ersten Zeitraum, geschalten wird. Vorteilhaft ist, dass eine Spannung erfasst wird, während der Schalter geschalten ist. Weiterhin ist vorteilhaft, dass mittels eines Vergleichs der gemessenen Spannung mit einer Referenzspannung eine Entscheidung getroffen wird, ob ein Entladefall vorliegt, wobei ein Entladezustand vorliegt, wenn die gemessene Spannung kleiner als die Referenzspannung ist. A preferred development of the device is characterized in that a switch is switched, in particular cyclically, preferably for a first period of time. It is advantageous that a voltage is detected while the switch is switched. It is also advantageous that by comparing the measured voltage with a reference voltage, a decision is made as to whether a discharge case is present, a discharge state being present when the measured voltage is less than the reference voltage.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Vorrichtung sieht vor, dass bei Erkennen des Entladungsfalls ein Schalter zum Initiieren eines schnellen Entladens des elektrischen Energiespeichers geschaltet wird. A further preferred development of the device provides for a switch to initiate rapid discharging of the electrical energy store to be activated when the event of discharge is detected.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Versorgungsspannung innerhalb von 10s, insbesondere 6s, vorzugsweise ca. 5s auf ca. 60 V, insbesondere weniger als 60V entladen ist. Dies lässt sich auf einfache Weise z.B. mittels eines entsprechend dimensionierten Widerstands erreichen. A further preferred embodiment of the device is characterized in that a supply voltage is discharged to approximately 60 V, in particular less than 60 V, within 10 s, in particular 6 s, preferably approximately 5 s. This can easily be achieved, e.g. by means of an appropriately dimensioned resistor.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die elektrische Spannung an einer Referenzkapazität durch einen von einem Timer angesteuerten Schalter eingestellt wird. A further preferred embodiment of the device is characterized in that the electrical voltage is set at a reference capacitance by a switch controlled by a timer.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Timer als ein bistabiles Flip Flop oder als ein programmierbarer Timerbaustein ausgebildet ist. Another preferred embodiment of the device is characterized in that the timer is in the form of a bistable flip-flop or a programmable timer module.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie ferner ein Unterdrückungselement aufweist, das ausgebildet ist, eine Einschaltunterdrückung des Schalters zu realisieren. Vorteilhaft sind auf diese Weise mittels eines Mikrocontrollers, der das Unterdrückungselement ansteuert, Diagnosezwecke für die Vorrichtung realisierbar. A further preferred embodiment of the device is characterized in that it also has a suppression element which is designed to implement switch-on suppression of the switch. Diagnostic purposes for the device can advantageously be implemented in this way by means of a microcontroller which controls the suppression element.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie ferner ein passives Entladungselement in elektrisch leitender Verbindung mit der Referenzkapazität aufweist. Auf diese Weise ist ein definierter Vergleich zwischen der Messspannung und der Referenzspannung ermöglicht, wobei z.B. eine zu überwachende Entladekennlinie des Referenzkondensators sehr definiert ausgebildet werden kann. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass für ein Bereitstellen einer elektrischen Spannung für den Komparator ein zweistufiger Spannungsteiler vorgesehen ist. Auf diese Weise kann eine Zeitkonstante für den Referenzkondensator optimiert eingestellt werden. A further preferred embodiment of the device is characterized in that it also has a passive discharge element in an electrically conductive connection with the reference capacitance. In this way, a defined comparison between the measurement voltage and the reference voltage is made possible, it being possible, for example, for a discharge characteristic of the reference capacitor to be monitored to be formed in a very defined manner. A further preferred embodiment of the device is characterized in that a two-stage voltage divider is provided for providing an electrical voltage for the comparator. In this way, a time constant for the reference capacitor can be set in an optimized manner.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung vorgesehen ist, den elektrischen Energiespeicher eines Steuergeräts definiert zu entladen. A further preferred embodiment of the device is characterized in that the device is provided for discharging the electrical energy store of a control device in a defined manner.
Eine Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der wenigstens eine elektrische Energiespeicher Teil der elektrischen Einrichtung ist. Wobei die elektrische Einrichtung insbesondere ein Steuergerät darstellt oder mit einem solchen verbunden ist, insbesondere zusammenwirkt oder das Steuergerät Teil der elektrischen Einrichtung ist. Wobei die elektrische Einrichtung und/oder das Steuergerät insbesondere in einem Fahrzeug eingesetzt wird. Wobei die elektrische Einrichtung und/oder das Steuergerät vorzugsweise zur Ansteuerung eines elektrischen Hochvolt Verbrauchers dient, insbesondere eines Antriebsmotors des Fahrzeugs, eines elektrischen Kompressors, eines Lüfters, einer Pumpe oder einer weiteren Versorgungsvorrichtung des Fahrzeugs. A development is characterized in that the at least one electrical energy store is part of the electrical device. The electrical device is in particular a control device or is connected to such a device, in particular interacts, or the control device is part of the electrical device. The electrical device and/or the control device being used in particular in a vehicle. The electrical device and/or the control unit preferably serves to control an electrical high-voltage consumer, in particular a drive motor of the vehicle, an electric compressor, a fan, a pump or another supply device of the vehicle.
Eine Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass mittels eines Vergleichs einer gemessenen Spannung mit einer Referenzspannung eine Entscheidung getroffen wird, ob ein Entladefall vorliegt. Weiterhin ist vorteilhaft, dass ein Entladezustand vorliegt, wenn die gemessene Spannung kleiner als die Referenzspannung ist. A development of the method is characterized in that a decision is made as to whether a discharge situation is present by comparing a measured voltage with a reference voltage. Furthermore, it is advantageous that a discharge state is present when the measured voltage is lower than the reference voltage.
Eine Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass ein Schalter, insbesondere zyklisch, vorzugsweise für einen ersten Zeitraum geschalten wird. Vorteilhaft ist, dass eine Spannung erfasst wird während der Schalter, insbesondere für einen definierten Zeitraum geschalten ist, und dass mittels eines Vergleichs der gemessenen Spannung mit einer Referenzspannung eine Entscheidung getroffen wird, ob ein Entladefall vorliegt, wobei ein Entladezustand vorliegt, wenn die gemessene Spannung kleiner als die Referenzspannung ist. Eine Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass bei Erkennen des Entladungsfalls ein Schalter zum Initiieren eines schnellen Entladens des elektrischen Energiespeichers geschaltet wird. Das schnellere Entladen erfolgt über das Entladungselement. A development of the method is characterized in that a switch is switched, in particular cyclically, preferably for a first period of time. It is advantageous that a voltage is detected while the switch is switched, in particular for a defined period of time, and that a decision is made by comparing the measured voltage with a reference voltage as to whether a discharge case is present, a discharge state being present when the measured voltage is smaller than the reference voltage. A further development of the method is characterized in that a switch for initiating rapid discharging of the electrical energy store is activated when the event of discharge is detected. Faster discharging takes place via the discharge element.
Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren im Detail beschrieben. Gleiche oder funktionsgleiche Elemente haben darin gleiche Bezugszeichen. Die Figuren sind insbesondere dazu gedacht, die erfindungswesentlichen Prinzipien zu verdeutlichen. The invention is described in detail below with further features and advantages on the basis of several figures. Elements that are the same or have the same function have the same reference numbers therein. The figures are intended in particular to clarify the principles that are essential to the invention.
Offenbarte Vorrichtungsmerkmale ergeben sich analog aus entsprechenden offenbarten Verfahrensmerkmalen und umgekehrt. Dies bedeutet insbesondere, dass sich Merkmale, technische Vorteile und Ausführungen betreffend die Vorrichtung zum Entladen eines elektrischen Energiespeichers aus entsprechenden Ausführungen, Merkmalen und technischen Vorteilen betreffend das Verfahren zum Entladen eines elektrischen Energiespeichers einer elektrischen Einrichtung ergeben und umgekehrt. Device features disclosed result analogously from corresponding disclosed method features and vice versa. This means in particular that features, technical advantages and designs relating to the device for discharging an electrical energy storage device result from corresponding designs, features and technical advantages relating to the method for discharging an electrical energy storage device of an electrical device and vice versa.
In den Figuren zeigt: In the figures shows:
Fig. 1 eine Entladekurve, die mit der Vorrichtung beim Entladen des elektrischen Energiespeichers überwacht wird; 1 shows a discharge curve that is monitored with the device when discharging the electrical energy store;
Fig. 2 eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Entladen eines elektrischen Energiespeichers; 2 shows an embodiment of a device for discharging an electrical energy store;
Fig. 3 einen zeitlichen Verlauf eines Steuersignals für das Bereitstellen einer elektrischen Referenzspannung; und 3 shows a time profile of a control signal for providing an electrical reference voltage; and
Fig. 4 einen prinzipiellen Ablauf eines Verfahrens zum Entladen eines elektrischen Energiespeichers einer elektrischen Einrichtung; 4 shows a basic sequence of a method for discharging an electrical energy store of an electrical device;
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des Entladeelements; und 5 shows a further embodiment of the discharge element; and
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform des Entladeelements. Beschreibung von Ausführungsformen 6 shows a further embodiment of the discharge element. Description of Embodiments
Die vorliegende Erfindung schlägt eine elektronische Schaltung vor, die ein Aktivieren einer Entladung eines elektrischen Energiespeichers ohne Einsatz eines Mikrocontrollers oder einer anderen Ansteuerung in einer definierten Situation ermöglicht. Dies wird erreicht, indem mittels einer Sample-Hold-Stufe mit nachgeschaltetem Komparator die HV-Eingangsspannung einer elektrischen Einrichtung überwacht wird. Bei einem definierten Absinken der HV-Eingangsspannung wird eine schnelle Entladeschaltung aktiviert und damit definiert ein schnelles Entladen sichergestellt, auch bei einem Ausfall der Ansteuerung über einen Mikrocontroller. The present invention proposes an electronic circuit that makes it possible to activate a discharge of an electrical energy store without using a microcontroller or another control in a defined situation. This is achieved by using a sample-hold stage with a downstream comparator to monitor the HV input voltage of an electrical device. When the HV input voltage drops in a defined manner, a fast discharge circuit is activated, thus ensuring fast discharging in a defined manner, even if the control via a microcontroller fails.
Die vorliegenden Randbedingungen lassen sich wie folgt skizzieren: The existing boundary conditions can be outlined as follows:
- Realisierung von „passive discharge“ (langsames Entladen). Dies muss so dimensioniert werden, dass die HV Spannung so schnell entladen wird, dass ein Spannungsabfall sicher erfasst werden kann. - Realization of "passive discharge" (slow discharging). This must be dimensioned in such a way that the HV voltage is discharged so quickly that a voltage drop can be reliably detected.
- Wenn die HV-Spannung abgeschaltet wird, entlädt sich der oder die elektrischen Energiespeicher über ein passives Entladungselement 18 und die HV-Spannung sinkt definiert schnell um ein definiertes Spannungsniveau (z.B. 20V in 3,5 see). - If the HV voltage is switched off, the electrical energy storage device or devices are discharged via a passive discharge element 18 and the HV voltage drops quickly by a defined voltage level (e.g. 20V in 3.5 seconds).
Fig. 1 zeigt eine prinzipielle Wirkungsweise des vorgeschlagenen Verfahrens. Man erkennt einen zeitlichen Verlauf einer elektrischen Versorgungsspannung II. Vorgesehen ist eine permanente Überwachung von AU/t1 , wobei ein Vergleich mit einem Spannungs-Referenzwert AUref durchgeführt wird. Im Falle, dass AU > AUref ist, wird ein schneller Entladevorgang (fast discharge) des elektrischen Energiespeichers aktiviert. 1 shows a basic mode of operation of the proposed method. A time profile of an electrical supply voltage II can be seen. A permanent monitoring of AU/t1 is provided, with a comparison being carried out with a voltage reference value AUref. In the event that AU>AU ref , a rapid discharge process (fast discharge) of the electrical energy store is activated.
Im Ergebnis ist dadurch ein schnelles Entladen des elektrischen Energiespeichers 10 unterstützt, z.B. innerhalb von 1 s. t1 kann z.B. mit 0,1 s dimensioniert sein (Faktor 10 kleiner als die schnelle Entladung). Damit ist eine schnelle Entladung schneller als 5s, vorzugsweise innerhalb von 4,6 - 4,7 s möglich. As a result, rapid discharging of the electrical energy store 10 is supported, e.g. within 1 s. t1 can be dimensioned with 0.1 s, for example (factor 10 smaller than the rapid discharging). This enables rapid discharge faster than 5s, preferably within 4.6 - 4.7 s.
Figur 2 zeigt eine Vorrichtung 100 zum Erkennen eines Entladungsfalls eines elektrischen Energiespeichers 10. Der genannte elektrische Energiespeicher 10 (DC- Link-Kondensator, DCL-Kondensator) kann z.B. zur Pufferung von elektrischer Spannung in einem elektronischen Steuergerät eines E-Fahrzeugs angeordnet sein, wobei die elektrische Versorgungsspannung HV+ 60V oder mehr, insbesondere 200V, 400V, 800V oder 1000V, betragen kann. Denkbar ist ein einzelner oder mehrere elektrischen Energiespeicher 10. Figure 2 shows a device 100 for detecting a discharge case of an electrical energy store 10. Said electrical energy store 10 (DC link capacitor, DCL capacitor) can, for example, for buffering electrical Be arranged voltage in an electronic control unit of an electric vehicle, wherein the electrical supply voltage HV + 60V or more, in particular 200V, 400V, 800V or 1000V can be. One or more electrical energy stores 10 are conceivable.
In Figur 2 ist der elektrische Energiespeicher 10 beispielhaft als Pufferkondensator ausgebildet. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung steht der elektrische Energiespeicher für Pufferspeicher oder Pufferelemente oder generell Bausteine der elektrischen Einrichtung, die dafür ausgebildet sind, elektrische Energie zu speichern. Insbesondere kann der elektrische Energiespeicher 10 auch als eine oder mehrere Batterien, vorzugsweise als Sekundärbatterie ausgebildet sein. Auch kann der elektrische Energiespeicher eine Kombination aus einem Kondensator und einer Batterie, insbesondere Sekundärbatterie darstellen. In FIG. 2, the electrical energy store 10 is embodied as a buffer capacitor, for example. According to a preferred development, the electrical energy store is a buffer store or buffer elements or, in general, components of the electrical device that are designed to store electrical energy. In particular, the electrical energy store 10 can also be designed as one or more batteries, preferably as a secondary battery. The electrical energy store can also be a combination of a capacitor and a battery, in particular a secondary battery.
Man erkennt am Eingang eines Komparators 15 einen zweistufigen Spannungsteiler mit einem ersten Spannungsteiler R1/R2 und einem zweiten Spannungsteiler R3/R4. Der zweite Spannungsteiler R3/R4 ist lediglich optional und dient dazu, die unter Umständen sehr hohe elektrische Versorgungsspannung HV+ auf ein für den Komparator 15 günstiges Niveau abzusenken. Denkbar wäre auch ein einstufiger Spannungsteiler mit den beiden Ohm'schen Widerständen R1, R2. A two-stage voltage divider with a first voltage divider R1/R2 and a second voltage divider R3/R4 can be seen at the input of a comparator 15. The second voltage divider R3/R4 is only optional and is used to lower the electrical supply voltage HV + , which may be very high, to a level that is favorable for the comparator 15. A single-stage voltage divider with the two ohmic resistors R1, R2 would also be conceivable.
Man erkennt ein Entladeelement 11 in beispielhafter Form eines konstanten Ohm'schen Widerstands, das in Serie zu einem Schalterelement 12 geschaltet ist. Im Falle eines Erkennens eines unzulässigen Abfalls bzw. Unterbrechung der Versorgungsspannung HV+oder HV; zum Beispiel als Folge eines Unfalls, eines technischen Wartungsvorgangs, eines Kabelfehlers, usw. wird das Schalterelement 12 geschlossen und dadurch der elektrischen Energiespeicher 10 über das Entladeelement 11 in Form des Ohm'schen Widerstands „schnell“ entladen. A discharge element 11 can be seen in the form of a constant ohmic resistance, for example, which is connected in series with a switch element 12 . If an impermissible drop or interruption of the supply voltage HV + or HV is detected; for example as a result of an accident, a technical maintenance operation, a cable fault, etc., the switch element 12 is closed and the electrical energy store 10 is thereby discharged “quickly” via the discharge element 11 in the form of the ohmic resistance.
Eine dafür geeignete Erkennungs- bzw. Triggerschaltung der Vorrichtung 100 wird im Folgenden näher erläutert. A detection or trigger circuit of the device 100 that is suitable for this purpose is explained in more detail below.
Mittels eines Timers 13, der einen Schalter 14 zyklisch ansteuert, wird ein alternierendes Laden eines Referenzkondensators Cref mit einer Sample-Hold-Stufe, der die elektrische Referenzspannung Uref bereitstellt, durchgeführt. Erkennbar ist ein nachgeschalteter Komparator 15, der einen Vergleich der aktuellen Messspannung Umess mit einer Referenzspannung Uref durchführt, wobei die Messspannung ein Abbild der Versorgungsspannung HV+ ist und die Referenzspannung Uref im Normalfall kleiner als die elektrische Messspannung Umess sein muss. Unter einem „Normalfair wird in diesem Zusammenhang eine Nicht-Entladesituation des elektrischen Energiespeichers 10 verstanden. A timer 13, which cyclically controls a switch 14, is used to alternately charge a reference capacitor Cref with a sample-hold stage, which provides the electrical reference voltage U ref . A downstream comparator 15 can be seen, which compares the current measurement voltage Umess with a reference voltage U ref , the measurement voltage being an image of the supply voltage HV + and the reference voltage U ref normally having to be smaller than the electrical measurement voltage Umess. In this context, a “normal fair” is understood to mean a non-discharging situation of the electrical energy store 10 .
Bei einem Abfall der HV-Spannung HV+ sinkt die Messspannung Umess unter die Referenzspannung Uref, wodurch das schnelle Entladen des elektrischen Energiespeichers 10 aktiviert wird. In diesem Fall wird durch den Komparator 15 ein logisches elektrisches Signal ausgegeben, welches einem optionalen Unterdrückungselement 16 (z.B. ODER-Glied) zugeführt wird, welches zusätzlich von einem Mikrocontroller (nicht dargestellt) angesteuert wird und dazu dient, eine Einschaltunterdrückung, z.B. zu Diagnosezwecken der Vorrichtung 100 zu realisieren. Ein Ausgangssignal des Unterdrückungselements 16 wird einem Inverter 17 zugeführt, der die richtige Polarität für ein einen Schalter 12 ansteuerndes Steuersignal bereitstellt. If the HV voltage HV + falls, the measurement voltage Umess falls below the reference voltage U ref , as a result of which the rapid discharging of the electrical energy store 10 is activated. In this case, a logical electrical signal is output by the comparator 15, which is fed to an optional suppression element 16 (e.g. OR element), which is also controlled by a microcontroller (not shown) and is used to suppress switching on, e.g. for diagnostic purposes Device 100 to realize. An output signal of the suppression element 16 is fed to an inverter 17 which provides the correct polarity for a switch 12 driving control signal.
Man erkennt ferner, dass die Vorrichtung 100 ein optionales passives Entladungselement 18 aufweist. Das optionales passives Entladungselement 18 ist beispielhaft in Form eines Widerstands ausgebildet. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann es auch als Strom-Senke ausgebildet sein. Damit ist ein definierter Vergleich zwischen der Messspannung Umess und der Referenzspannung Uref ermöglicht, wodurch z.B. eine gemäß Fig. 1 zu überwachende Entladekennlinie des Referenzkondensators Cref sehr definiert ausgebildet werden kann. It can also be seen that the device 100 has an optional passive discharge element 18 . The optional passive discharge element 18 is embodied in the form of a resistor, for example. According to an alternative embodiment, it can also be designed as a current sink. A defined comparison between the measurement voltage Umess and the reference voltage U ref is thus made possible, as a result of which, for example, a discharge characteristic of the reference capacitor C ref to be monitored according to FIG. 1 can be formed in a very defined manner.
Vorzugsweise ist das optionale passive Entladeelement 18 notwendig um im Entladefall einen Spannungsabfall zu erhalten. Wobei der Spannungsabfall eine Aktivierung des „schnellen Entladens“ über das Entladeelement 11 benötigt wird. Die genau Funktionsweise wird im Folgenden beschrieben. The optional passive discharge element 18 is preferably necessary in order to obtain a voltage drop in the event of discharge. The voltage drop requires activation of the "rapid discharge" via the discharge element 11 . The exact way it works is described below.
Weiterhin dient das optionale passives Entladungselement 18 als sekundärer Entladungspfad, insbesondere dann, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung ausfällt. Insbesondere erfolgt die Entladung über das optionales passives Entladungselement 18 deutlich langsamer, insbesondere in ca. 120 s oder weniger. Insbesondere ist das optionales passives Entladungselement 18 als Widerstand, vorzugsweise mit höheren Widerstandswert als das Entladungselement 11 , ausgeführt. Der Widerstandswert ist erhöht um die Verlustleistung gering zu halten. Furthermore, the optional passive discharge element 18 serves as a secondary discharge path, in particular when the device according to the invention fails. In particular, the discharge via the optional passive discharge element 18 takes place much more slowly, in particular in approximately 120 s or less. In particular, the optional passive discharge element 18 is a resistance, preferably with higher resistance value as the discharge element 11 . The resistance value is increased to keep the power loss low.
Ist kein optionales passives Entladeelement 18 ausgebildet, so aktiviert die Schaltung, insbesondere während dem ersten Zeitraum t1 , den Schalter 12. Fällt die Spannung unter die Referenzspannung Uref oder ist der Spannungsabfall selbst größer als ein definierter Wert, so bleibt der Schalter 12 geschlossen. Wird kein Spannungsabfall festgestellt, so wird der Schalter 12 wieder geöffnet. Das Schließen zur Erfassung eines Spannungsabfalls des Schalters 12 wird zyklisch wiederholt. Liegt ein Spannungsabfall vor, dieser ist jedoch nach der Zeit t1 geringer als Referenzspannung Uref so wird der Schalter 12 wieder geöffnet. Ein solcher kleiner Spannungsabfall kann insbesondere durch Fehlauslösung, insbesondere aufgrund von Spannungseinbrüche am Bordnetz erfolgen. If no optional passive discharge element 18 is formed, the circuit activates the switch 12, in particular during the first time period t1. If the voltage falls below the reference voltage U ref or if the voltage drop itself is greater than a defined value, the switch 12 remains closed . If no voltage drop is detected, the switch 12 is opened again. Closing to detect a voltage drop of the switch 12 is repeated cyclically. If there is a voltage drop, but this is less than the reference voltage Uref after the time t1, the switch 12 is opened again. Such a small voltage drop can occur in particular as a result of incorrect triggering, in particular due to voltage dips in the vehicle electrical system.
Fig. 3 zeigt einen zeitlichen Verlauf eines elektrischen Steuersignals S für den Schalter 14. Man erkennt darin eine Periode t1 mit einer Einschaltzeit tem, in welcher der Schalter 14 geschlossen ist und mit einer Ausschaltzeit taus, in welcher der Schalter 14 geöffnet ist. Auf diese Weise wird der Referenzkondensator Cref mit Hilfe des Timers 13 zyklisch auf die elektrische Referenzspannung Uref geladen. 3 shows a time profile of an electrical control signal S for the switch 14. This shows a period t1 with a switch-on time tem in which the switch 14 is closed and with a switch-off time t off in which the switch 14 is open. In this way, the reference capacitor C ref is cyclically charged to the electrical reference voltage U ref with the aid of the timer 13 .
Im Ergebnis wird auf diese Weise ein alternierendes Laden des Referenzkondensators Cref mit einer Sample-Hold-Stufe durchgeführt. As a result, the reference capacitor Cref is charged alternately with a sample hold stage in this way.
Mit dem ersten Spannungsteiler R1 , R2 wird die elektrische Referenzspannung Uref bereitgestellt, wobei eine Dimensionierung des ersten Spannungsteilers derart ist, dass damit z.B. 90% der Messspannung Umess bereitgestellt werden. Damit ist sichergestellt, dass im Normalfall die Referenzspannung Uref immer kleiner ist als die Messspannung Umess. Mit dem vom Timer 13 zyklisch angesteuerten Schalter 14 wird der Referenzkondensator Cref stets auf der aktuellen Messspannung Umess gehalten. Dies geschieht alternierend mit einer vorgegebenen Zeit t1 , wobei der elektronische Schalter 14 den Lade-/Entladestrom im Referenzkondensator Cref bidirektional führt. The first voltage divider R1, R2 provides the electrical reference voltage U ref , the first voltage divider being dimensioned in such a way that it provides, for example, 90% of the measurement voltage Umess. This ensures that, under normal circumstances, the reference voltage U ref is always smaller than the measurement voltage Umess. The reference capacitor Cref is always kept at the current measurement voltage Umess by the switch 14 cyclically controlled by the timer 13 . This occurs alternately with a predetermined time t1, with the electronic switch 14 bidirectionally carrying the charging/discharging current in the reference capacitor C ref .
Der zweite Spannungsteiler R3, R4 kann eingesetzt werden, um einen Komparator 15 für kleinere elektrische Spannungen einzusetzen (z.B. max. 25V, wobei in einer günstigen Auslegung die Spannung an R3 ca. 5% von HV+ beträgt). Im Entladungsfall sinkt die Messspannung Umess wegen einer Entladung über „passive discharge“ ab, so wird die Spannung Uref der Messspannung Umess für die Einschaltzeit tem nachgeführt, (z. B. mit 0,2 x t1 , also 20 ms). Der „passive discharge“ erfolgt insbesondere über das Entladungselement 18. In der Ausschaltzeit taus sinkt die Messspannung Umess unter die Referenzspannung Uref und der Komparator 15 schaltet. Dies führt zur Aktivierung des schnellen Entladens, wodurch der elektrischen Energiespeicher 10 sehr schnell (z.B. in ca. 1 see) auf einen definierten Spannungswert, z.B. auf < 60V entladen werden kann. Innerhalb des zweiten Zeitraums t2 erfolgt dann die schnelle Entladung über das Entladeelement 11. Der Verlauf ist hierbei abhängig von dem Entladeelement 11. Insbesondere ist der Verlauf exponentiell, wenn das Entladeelement einen Widerstand umfasst oder als solcher ausgebildet ist. Ist das Entladeelement 11 dagegen als Strom-Senke ausgebildet, so ergibt sich ein linearer Verlauf, mit vorzugsweise konstantem Entlade-Strom. The second voltage divider R3, R4 can be used in order to use a comparator 15 for lower electrical voltages (eg max. 25V, with the voltage at R3 being approx. 5% of HV+ in a favorable design). In the case of discharge, the measured voltage Umess falls due to a discharge via "passive discharge", so the voltage U ref tracks the measured voltage Umess for the switch-on time tem (e.g. with 0.2 x t1 , i.e. 20 ms). The "passive discharge" takes place in particular via the discharge element 18. During the switch-off time t off , the measurement voltage Umess drops below the reference voltage U ref and the comparator 15 switches. This leads to the activation of rapid discharging, as a result of which the electrical energy store 10 can be discharged very quickly (for example in about 1 second) to a defined voltage value, for example to <60V. Within the second time period t2, the rapid discharge then takes place via the discharge element 11. The profile is dependent on the discharge element 11. In particular, the profile is exponential if the discharge element includes a resistor or is designed as such. If, on the other hand, the discharge element 11 is in the form of a current sink, a linear profile results, with a preferably constant discharge current.
Bei einem Verhältnis von Widerstandswerten des Spannungsteilers R3, R4 von 1 :20 (z.B. 20 kOhm : 400 kOhm) kann bei einem elektrischen Spannungsabfall von 20V ein Unterschied von Umess zu Uref von < 1 V erkannt werden (o.k.-Fall). With a ratio of resistance values of the voltage divider R3, R4 of 1:20 (eg 20 kOhm: 400 kOhm) with an electrical voltage drop of 20 V, a difference of <1 V between Umess and U ref can be detected (ok case).
Bei einem Verhältnis von Widerstandswerten des Spannungsteilers R1 , R2 mit 90 kOhm : 10 kOhm (90%) und einer Referenzkapazität Cref bei 5*tau in 20 msec ergibt sich ein Kapazitätswert des Referenzkondensators Cref folgendermaßen: With a ratio of resistance values of the voltage divider R1, R2 with 90 kOhm: 10 kOhm (90%) and a reference capacitance C ref at 5*tau in 20 msec, a capacitance value of the reference capacitor Cref results as follows:
Cref= Tau/R = 1/5 x 0,02s/10 kOhm = 400 nF (1) Cref= Tau/R = 1/5 x 0.02s/10kOhm = 400nF (1)
Tau ... Zeitkonstante des Referenzkondensators Cref Tau ... time constant of the reference capacitor C re f
Falls die Referenzspannung Uref größer ist als eine Spannung am Widerstand R3 des zweiten Spannungsteilers, erfolgt eine Entladung des Referenzkondensators Cref über R2 + R3 || R1 (ca. 27 kOhm). Dabei ergibt sich: If the reference voltage U ref is greater than a voltage across the resistor R3 of the second voltage divider, the reference capacitor C ref is discharged via R2+R3 || R1 (approx. 27 kOhm). This results in:
5 x Tau = Cref x R = 400 nF x 27 kOhm = 54 ms (o.k.-Fall) (2) 5 x Tau = Cref x R = 400 nF x 27 kOhm = 54 ms (OK case) (2)
Der Timer 13 kann durch verschiedene Standardschaltungen realisiert werden, z.B. als bistabiles Flipflop, programmierbarer Timerbaustein, usw. Bei Spannungseinbrüchen auf der HV-Leitung darf das schnelle Entladen nicht für mehrere Timer-Zyklen (z. B. max. 5 x t1) fälschlich aktiviert werden, weil dann der Entladewiderstand 11 aufgrund des schnellen Entladens thermisch überlastet werden kann. Der Entladewiderstand 11 wird daher so ausgelegt, dass er den elektrischen Energiespeicher 10 innerhalb von z.B. 1s entladen kann. Timer 13 can be implemented using various standard circuits, e.g. as a bistable flip-flop, programmable timer module, etc. In the event of voltage dips on the HV line, rapid discharging must not be incorrectly activated for several timer cycles (e.g. max. 5×t1), because the discharge resistor 11 can then be thermally overloaded due to the rapid discharging. The discharge resistor 11 is therefore designed in such a way that it can discharge the electrical energy store 10 within, for example, 1s.
Beim Einschalten eines elektronischen Geräts mit der Vorrichtung 100 könnte es dazu führen, dass aufgrund Undefinierter Spannungspegel im elektronischen Gerät HV Kreis das „fast discharge“ fälschlicherweise aktiviert wird. Hierzu könnte das fast discharge- Signal durch den Mikrocontroller unterdrückt werden. In der Regel ist dies aber zulässig, da ein „fast discharge“ beim Einschalten des elektrischen Geräts für kurze Zeit in der Regel akzeptiert werden kann. When an electronic device with the device 100 is switched on, the “fast discharge” could be incorrectly activated due to an undefined voltage level in the electronic device HV circuit. To do this, the fast discharge signal could be suppressed by the microcontroller. As a rule, however, this is permissible because a "fast discharge" when switching on the electrical device can usually be accepted for a short time.
Diagnosemöglichkeiten ergeben sich durch eine Rückmessung und einen Vergleich von Uref und Umess, sowie eine Überwachung der Ein-/Ausschaltzeit des Timers 13. Zusätzlich kann eine zyklische Überwachung des schnellen Entladens durch eine Aktivierung über den Mikrocontroller durchgeführt werden. Ein Test des Komparators 15 und der Aktivierung von „fast discharge“ kann durch ein testweises Einspeisen einer Testspannung für die Referenzspannung, die größer als die Messspannung Umess ist, durchgeführt werden. Diagnostic options result from a back measurement and a comparison of Uref and Umess, as well as monitoring the on/off time of the timer 13. In addition, cyclic monitoring of the rapid discharging can be carried out by activation via the microcontroller. A test of the comparator 15 and the activation of “fast discharge” can be carried out by feeding in a test voltage for the reference voltage, which is greater than the measurement voltage Umess.
Es versteht sich von selbst, dass alle vorgenannten Zahlenwerte und Dimensionierungsangaben lediglich beispielhaft sind. Der elektrischen Energiespeicher 10 kann z.B. zur Pufferung einer elektrischen Betriebsspannung in einem elektronischen Steuergerät eines elektrischen Fahrzeugs vorgesehen sein. It goes without saying that all the aforementioned numerical values and dimensioning information are merely examples. The electrical energy store 10 can be provided, for example, to buffer an electrical operating voltage in an electronic control unit of an electric vehicle.
Denkbar sind aber auch andere Anwendungsfälle, in denen eine elektrische Spannung eines elektrischen Energiespeichers 10 definiert entladen werden soll. Ein Kapazitätswert des elektrischen Energiespeichers 10 kann z.B. durch EMV- Vorgaben oder sonstige einschlägige Normen vorgegeben sein. However, other applications are also conceivable, in which an electrical voltage of an electrical energy store 10 is to be discharged in a defined manner. A capacitance value of the electrical energy store 10 can be specified, for example, by EMC specifications or other relevant standards.
Die vorgeschlagene Vorrichtung 100 kann bei allen HV-Geräten, die eine Entladung der Elektronik benötigen, eingesetzt werden, z.B. bei einem e-Kompressor, der einen elektrisch gesteuerten Kompressor zum Zwecke einer Innenraum-Klimatisierung eines Fahrzeugs realisiert. The proposed device 100 can be used in all HV devices that require the electronics to be discharged, e.g. in an e-compressor, which implements an electrically controlled compressor for the purpose of air conditioning the interior of a vehicle.
Fig. 4 zeigt einen prinzipiellen Ablauf eines vorgeschlagenen Verfahrens. In einem Schritt 200 wird ein Erkennen eines Entladungsfalls, in der der elektrischen Energiespeicher 10 entladen werden muss, durchgeführt. 4 shows a basic sequence of a proposed method. In a step 200, a discharge case in which the electrical energy store 10 has to be discharged is detected.
Das Erkennen erfolgt wie zuvor beschrieben mittels dem optionalen passiven Entladeelement 18 oder durch, insbesondere zyklisches, Schalten des Schalters 12. As described above, the detection takes place by means of the optional passive discharge element 18 or by switching the switch 12, in particular cyclically.
In einem Schritt 210 wird ein Entladen des elektrischen Energiespeichers 10 mittels wenigstens eines Entladeelements 11 durchgeführt, wobei das Entladeelement 11 parallel zum elektrischen Energiespeicher 10 geschaltet wird und ausgebildet ist, den elektrischen Energiespeicher 10 in einer definierten Zeit auf einen definierten Spannungswert zu entladen. In a step 210, the electrical energy store 10 is discharged by means of at least one discharge element 11, the discharge element 11 being connected in parallel with the electrical energy store 10 and being designed to discharge the electrical energy store 10 to a defined voltage value in a defined time.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Entladeelement 11 als Strom- Senke ausgebildet. In Figur 5 und 6 sind entsprechende Entladeelement dargestellt. According to a development of the invention, the discharge element 11 is designed as a current sink. Corresponding discharge elements are shown in FIGS.
Das Entladeelement 11 gemäß Figur 5 weist einen Depletion-MOS-FETs auf. Zusätzlich kann das Entladeelement 11 einen Widerstand R5 umfassen. Der Widerstand ist zwischen der Source S und dem Gate G des Depletion-MOS- FETs angeordnet. Durch ein Verbinden des Gates G und Source S durch den Widerstand R5 wird eine negative Gate-Source-Spannung UGS erzeugt, sodass der Depletion-MOS FET als Konstant-Stromsenke mit einem definierten Strom entsprechend seiner Kennlinie eingesetzt werden kann. Insbesondere bei großen Ströme, vorzugsweise größer 100mA könnte der Wiederstand R5 auch entfallen. Entsprechend würde dann das Gate G und die Source S des Depletion-MOS- FETs direkt miteinander verbunden werden. Eine Höhe des elektrischen Stroms ergibt sich dabei aus einer Division der Threshold-Spannung des Depletion-MOS FET durch einen Widerstandswert des Widerstands R5. Die in Figur 5 beispielhaftgezeigte Diode stellt ein parasitäres Element des Depletion-MOS- FET dar. The discharge element 11 according to FIG. 5 has a depletion MOS FET. In addition, the discharge element 11 may include a resistor R5. The resistor is arranged between the source S and the gate G of the depletion MOSFET. By connecting the gate G and source S through the resistor R5, a negative gate-source voltage UGS is generated, so that the depletion MOS FET can be used as a constant current sink with a defined current according to its characteristic. In particular in the case of large currents, preferably greater than 100mA, the resistor R5 could also be omitted. Correspondingly, the gate G and the source S of the depletion MOSFET would then be connected directly to one another. A level of the electrical current results from dividing the threshold voltage of the depletion MOS FET by a resistance value of the resistor R5. The diode shown as an example in Figure 5 represents a parasitic element of the depletion MOSFET.
Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Entladeelements 11 mit Bipolar-Tran- sistoren T1 , T2, die innerhalb einer an sich bekannten Strombegrenzungsschaltung verschaltet sind. Dabei wird mittels des Widerstandes R5 ein elektrischer Strom ermittelt, wobei ein Stromfluss durch den Transistor T1 überwacht wird. Ein elektrischer Spannungsabfall über R5 steigt im Falle eines steigenden elektrischen Stroms durch den Transistor T1. Sobald die Spannung am Widerstand R5 einen definierten Spannungsgrenzwert, insbesondere 0.65V, erreicht, beginnt der Transistor T2 zu leiten, wobei der Transistor T2 elektrischen Strom von der Basis von T1 ableitet und auf Masse leitet. Dies reduziert den Kollektorstrom des Transistors T1 und hält die elektrische Spannung am Widerstand R1 konstant bei einem definierten Wert, insbesondere bei ca. 0.7 V. FIG. 6 shows a further embodiment of a discharge element 11 with bipolar transistors T1, T2, which are connected within a current-limiting circuit known per se. In this case, an electric current is generated by means of the resistor R5 determined, with a current flow through the transistor T1 being monitored. An electrical voltage drop across R5 increases in the event of an increasing electrical current through the transistor T1. As soon as the voltage across the resistor R5 reaches a defined voltage limit value, in particular 0.65V, the transistor T2 begins to conduct, with the transistor T2 diverting electrical current from the base of T1 and conducting it to ground. This reduces the collector current of the transistor T1 and keeps the electrical voltage across the resistor R1 constant at a defined value, in particular at approx. 0.7 V.
Vorteilhaft ist, dass die Entladung mit einem Entladungselement, welches als Strom-Senke ausgebildet, insbesondere gemäß einem der beiden vorhergehenden Ausführungen, mit einem konstanten Strom erfolgt. It is advantageous that the discharge takes place with a discharge element, which is designed as a current sink, in particular according to one of the two previous statements, with a constant current.
Insbesondere ergibt sich entsprechend in Figur 2 im Zeitraum t2 ein im Wesentlich linearerer Verlauf der Spannung. In particular, in accordance with FIG. 2, a substantially more linear course of the voltage results in the time period t2.
Gemäß einer Weiterbildung ist das passive Entladeelement ebenfalls als Strom- Senke gemäß einem der Ausführungsformen zuvor ausgeführt. According to a development, the passive discharge element is also designed as a current sink according to one of the embodiments above.
Der Fachmann kann vorgehend auch nicht oder nur teilweise offenbarte Ausführungsformen der Erfindung realisieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. The person skilled in the art can also implement embodiments of the invention that are not disclosed or only partially disclosed without departing from the core of the invention.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Vorrichtung (100) zum Entladen eines elektrischen Energiespeichers (10) einer elektrischen Einrichtung: 1. Device (100) for discharging an electrical energy store (10) of an electrical device:
- wobei die Vorrichtung (100) ausgebildet ist, einen Entladungsfall, bei dem der elektrischen Energiespeicher (10) in einer definierten Zeit entladen werden muss, zu erkennen; - Wherein the device (100) is designed to detect a discharge situation in which the electrical energy store (10) must be discharged in a defined time;
- wobei die Vorrichtung (100) ferner ausgebildet ist, das Entladen des elektrischen Energiespeichers (10) mittels eines Entladeelements (11) zu aktivieren; - Wherein the device (100) is further designed to activate the discharging of the electrical energy store (10) by means of a discharging element (11);
- wobei im Entladungsfall das Entladeelement (11) parallel zum elektrischen Energiespeicher (10) schaltbar ist. - In the event of discharge, the discharge element (11) can be connected in parallel with the electrical energy store (10).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher als Pufferkondensator ausgebildet ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the electrical energy store is designed as a buffer capacitor.
3. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Vergleichs einer gemessenen Spannung (Umess) mit einer Referenzspannung (Uref) eine Entscheidung getroffen wird, ob ein Entladefall vorliegt, wobei ein Entladezustand vorliegt, wenn die gemessene Spannung (Umess) kleiner als die Referenzspannung (Uref) ist. 3. Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that by comparing a measured voltage (Umess) with a reference voltage (U ref ) a decision is made as to whether a discharge case is present, a discharge state being present when the measured voltage (Umess) is smaller than the reference voltage (U ref ).
4. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalter (12), insbesondere zyklisch, vorzugsweise für einen ersten Zeitraum (t1) geschalten wird, und dass eine Spannung (Umess) erfasst wird, während der Schalter (12) geschalten ist, und dass mittels eines Vergleichs der gemessenen Spannung (Umess) mit einer Referenzspannung (Uref) eine Entscheidung getroffen wird, ob ein Entladefall vorliegt, wobei ein Entladezustand vorliegt, wenn die gemessene Spannung (Umess) kleiner als die Referenzspannung (Uref) ist. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen des Entladungsfalls ein Schalter (12) zum Initiieren eines schnellen Entladens des elektrischen Energiespeichers (10) über das Entladungselement (11) geschaltet wird. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Versorgungsspannung innerhalb von 10s, insbesondere 6s, vorzugsweise ca. 5s auf ca. 60 V oder weniger entladen ist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Spannung an einer Referenzkapazität (Cref) durch einen von einem Timer (13) angesteuerten Schalter (14) eingestellt wird. Vorrichtung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Timer (14) als ein bistabiles Flip Flop oder als ein programmierbarer Timerbaustein ausgebildet ist. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein Unterdrückungselement (16) das ausgebildet ist, eine Einschaltunterdrückung des Schalters (12) zu realisieren. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein passives Entladungselement (18) in elektrisch leitender Verbindung mit der Referenzkapazität. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für ein Bereitstellen einer elektrischen Spannung für den Komparator (15) ein zweistufiger Spannungsteiler (R1 , R2, R3, R4) vorgesehen ist. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) vorgesehen ist, die elektrischen Energiespeicher (10) eines Steuergeräts definiert zu entladen. - 17 - Verfahren zum Entladen eines elektrischen Energiespeichers (10) einer elektrischen Einrichtung (200), aufweisend die Schritte: 4. Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that a switch (12) is switched, in particular cyclically, preferably for a first time period (t1), and that a voltage (Umeas) is detected while the switch ( 12) is connected, and that by comparing the measured voltage (Umeas) with a reference voltage (U ref ) a decision is made as to whether a discharge situation is present, with a discharge state being present when the measured voltage (Umeas) is less than the reference voltage (U re f) is. Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that upon detection of the event of discharge, a switch (12) for initiating rapid discharging of the electrical energy store (10) via the discharge element (11) is switched. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a supply voltage is discharged to approximately 60 V or less within 10 s, in particular 6 s, preferably approximately 5 s. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical voltage at a reference capacitance (Cref) is set by a switch (14) controlled by a timer (13). Device (100) according to Claim 6, characterized in that the timer (14) is designed as a bistable flip-flop or as a programmable timer module. Device (100) according to one of the preceding claims, further comprising a suppression element (16) which is designed to implement switch-on suppression of the switch (12). Apparatus (100) according to any one of the preceding claims, further comprising a passive discharge element (18) in electrically conductive communication with the reference capacitance. Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that a two-stage voltage divider (R1, R2, R3, R4) is provided for providing an electrical voltage for the comparator (15). Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the device (100) is provided for discharging the electrical energy store (10) of a control device in a defined manner. - 17 - Method for discharging an electrical energy store (10) of an electrical device (200), comprising the steps:
Erkennen eines Entladungsfalls, in der der elektrischen Energiespeicher (10) entladen werden muss; und Recognizing a discharge case in which the electrical energy store (10) must be discharged; and
Entladen des elektrischen Energiespeichers (10) mittels wenigstens eines Entladeelements (11), wobei das Entladeelement (11) parallel zum elektrischen Energiespeicher (10) geschaltet wird und ausgebildet ist, den elektrischen Energiespeicher (10) in einer definierten Zeit auf einen definierten Spannungswert zu entladen. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Vergleichs der gemessenen Spannung (Umess) mit einer Referenzspannung (Uref) eine Entscheidung getroffen wird, ob ein Entladefall vorliegt, wobei ein Entladezustand vorliegt, wenn die gemessene Spannung (Umess) kleiner als die Referenzspannung (Uref) ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalter (12), insbesondere zyklisch, vorzugsweise für einen ersten Zeitraum (t1) geschalten wird, und dass eine Spannung (Umess) erfasst wird während der Schalter (12) geschalten ist, und dass mittels eines Vergleichs der gemessenen Spannung (Umess) mit einer Referenzspannung (Uref) eine Entscheidung getroffen wird, ob ein Entladefall vorliegt, wobei ein Entladezustand vorliegt, wenn die gemessene Spannung (Umess) kleiner als die Referenzspannung (Uref) ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen des Entladungsfalls ein Schalter (12) zum Initiieren eines schnellen Entladens des elektrischen Energiespeichers (10) über das Entladungselement (11) geschaltet wird. Discharging the electrical energy store (10) by means of at least one discharge element (11), the discharge element (11) being connected in parallel with the electrical energy store (10) and being designed to discharge the electrical energy store (10) to a defined voltage value within a defined time . Method according to the preceding claim, characterized in that a decision is made by comparing the measured voltage (Umeas) with a reference voltage (U ref ) as to whether a discharge case is present, a discharge state being present when the measured voltage (Umeas) is smaller than the reference voltage (U re f). Method according to one of Claims 13 to 14, characterized in that a switch (12) is switched, in particular cyclically, preferably for a first time period (t1), and that a voltage (Umeas) is detected while the switch (12) is switched , and that by comparing the measured voltage (Umeas) with a reference voltage ( Uref ), a decision is made as to whether a discharge situation is present, with a discharge state occurring when the measured voltage (Umeas) is less than the reference voltage ( Uref ) is. Method according to one of Claims 13 to 15, characterized in that when the event of discharge is detected, a switch (12) for initiating rapid discharging of the electrical energy store (10) via the discharge element (11) is switched.
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