DE102017011721A1 - Electric vehicle electrical system for a motor vehicle, wherein an additional DC voltage is provided for an intermediate circuit of the electrical system - Google Patents
Electric vehicle electrical system for a motor vehicle, wherein an additional DC voltage is provided for an intermediate circuit of the electrical system Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bordnetz (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Energiequelle (12), die eine Gleichspannung (U1) für einen elektrischen Zwischenkreis (14) des elektrischen Bordnetzes (10) bereitstellt, und mit zumindest einer elektrischen Komponente (16a - 16e) des elektrischen Bordnetzes (10), welche mit der elektrischen Energiequelle (12) im elektrischen Zwischenkreis (14) verschaltet ist, wobei mittels einer Schalteinrichtung (18) des elektrischen Bordnetzes (10) die elektrische Energiequelle (12) vom elektrischen Zwischenkreis (14) elektrisch trennbar ist, wobei bei getrennter elektrischer Energiequelle (12) vom elektrischen Zwischenkreis (14) eine zur Gleichspannung (U1) unterschiedliche weitere Gleichspannung (U2) für den elektrischen Zwischenkreis (14) durch eine mit dem elektrischen Zwischenkreis (14) verschaltete weitere elektrische Energiequelle (12) des elektrischen Bordnetzes (10) bereitgestellt ist.The invention relates to an electrical vehicle electrical system (10) for a motor vehicle, comprising an electrical energy source (12) providing a DC voltage (U1) for an electrical intermediate circuit (14) of the electrical system (10), and having at least one electrical component (16a - 16e) of the electrical system (10), which is connected to the electrical energy source (12) in the electrical intermediate circuit (14), wherein by means of a switching device (18) of the electrical system (10), the electrical energy source (12) from the electrical intermediate circuit ( 14) is electrically separable, wherein at separate electrical energy source (12) from the electrical intermediate circuit (14) to the DC voltage (U1) different further DC voltage (U2) for the electrical intermediate circuit (14) by a connected to the electrical intermediate circuit (14) further electrical energy source (12) of the electrical system (10) is provided.
Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bordnetz für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Energiequelle, die eine Gleichspannung für einen elektrischen Zwischenkreis des elektrischen Bordnetzes bereitstellt. Ferner weist das elektrische Bordnetz zumindest eine elektrische Komponente des elektrischen Bordnetzes auf, welche mit der elektrischen Energiequelle im elektrischen Zwischenkreis verschaltet ist. Mittels einer Schalteinrichtung des elektrischen Bordnetzes ist die elektrische Energiequelle vom elektrischen Zwischenkreis elektrisch trennbar.The invention relates to an electrical vehicle electrical system for a motor vehicle, with an electrical energy source that provides a DC voltage for an electrical DC link of the electrical system. Furthermore, the electrical system has at least one electrical component of the electrical system, which is connected to the electrical energy source in the electrical intermediate circuit. By means of a switching device of the electrical system, the electrical energy source from the electrical link is electrically separable.
Aus dem Stand der Technik sind bereits elektrische Bordnetze bekannt, mittels welchen eine Diagnose des elektrischen Bordnetzes durchgeführt werden kann. Beispielsweise offenbart die
Ferner offenbart die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisches Bordnetz zu schaffen, mittels welchem ein Funktionszustand des elektrischen Bordnetzes vereinfacht überprüft werden kann.Object of the present invention is to provide an electrical system, by means of which a functional state of the electrical system can be easily checked.
Diese Aufgabe wird durch ein elektrisches Bordnetz gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst.This object is achieved by an electrical system according to the independent claim.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein elektrisches Bordnetz für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Energiequelle, die eine Gleichspannung für einen elektrischen Zwischenkreis des elektrischen Bordnetzes bereitstellt. Ferner weist das elektrische Bordnetz zumindest eine elektrische Komponente des elektrischen Bordnetzes auf, welche mit der elektrischen Energiequelle im elektrischen Zwischenkreis verschaltet ist. Mittels einer Schalteinrichtung des elektrischen Bordnetzes ist die elektrische Energiequelle vom elektrischen Zwischenkreis elektrisch trennbar.One aspect of the invention relates to an electrical vehicle electrical system for a motor vehicle, with an electrical energy source that provides a DC voltage for an electrical DC link of the electrical system. Furthermore, the electrical system has at least one electrical component of the electrical system, which is connected to the electrical energy source in the electrical intermediate circuit. By means of a switching device of the electrical system, the electrical energy source from the electrical link is electrically separable.
Bei getrennter elektrischer Energiequelle vom elektrischen Zwischenkreis ist eine zur Gleichspannung unterschiedliche weitere Gleichspannung für den elektrischen Zwischenkreis durch eine mit dem elektrischen Zwischenkreis verschaltete weitere elektrische Energiequelle des elektrischen Bordnetzes bereitgestellt.In the case of a separate electrical energy source from the electrical intermediate circuit, a further direct voltage different from the direct voltage for the electrical intermediate circuit is provided by a further electrical energy source of the electrical system connected to the electrical intermediate circuit.
Dadurch kann eine Diagnosefunktionalität geschaffen werden, die den gesetzlichen Normen und Bestimmungen im Bezug der Gefahren des elektrischen Schlags entspricht. Dadurch können geltende Voragben an die Arbeitssicherheit gewährleistet werden. Zudem kann der Zeitaufwand erheblich zur Suche bestimmter elektrischer Fehler im elektrischen Bordnetz reduziert werden.As a result, a diagnostic functionality can be created that complies with the legal standards and regulations regarding the risks of electric shock. As a result, existing precautions about occupational safety can be guaranteed. In addition, the time required can be significantly reduced to search for specific electrical faults in the electrical system.
Das elektrische Bordnetz ist insbesondere als Hochvolt-Bordnetz ausgebildet. Mit anderen Worten kann das Hochvolt-Bordnetz beispielsweise eine Spannung von 400V aufweisen.The electrical system is designed in particular as a high-voltage electrical system. In other words, the high-voltage vehicle electrical system, for example, have a voltage of 400V.
Beispielsweise kann mittels des elektrischen Bordnetzes eine Schützkleberdiagnose, eine Lokalisation von Isolationsfehlern im elektrischen Bordnetz, eine Detektion von Leitungsunterbrechungen im elektrischen Bordnetz (auch zwischen den elektrischen Kontaktierungen), eine Überprüfung der Zwischenkreisentladung einzelner elektrischer Komponenten im Systemverbund und/oder eine Detektion einzelner nicht spezifikationskonformer Verbraucher im elektrischen Bordnetz, die zum Abbruch der Vorladung führen könnten (Prüfung von Vorladefehlern), durchgeführt werden.For example, by means of the electrical wiring system a Schützkleberdiagnose, a localization of insulation errors in the electrical system, a detection of line breaks in the electrical system (also between the electrical contacts), a review of the DC link discharge of individual electrical components in the system network and / or detection of individual non-compliant consumers in the on-board electrical system, which could lead to the termination of the precharge (check of precharge faults).
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das elektrische Bordnetz für Fahrzeuge mit einem elektrischen Hochvolt-Antriebssystem, wie zum Beispiel batterie-elektrische Fahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge oder hybrid-elektrische Fahrzeuge, bereitgestellt ist. Das elektrische Bordnetz kann hierbei aus einer beliebigen Kombination verschiedener elektrischer Komponenten aus Quellen, Senken und Energiewandler bestehen. Die gängigen elektrischen Komponenten sind hierbei die Leistungselektronik, die elektrische Maschine, die Hochvoltbatterie, der On-Board-Lader, der Gleichspannungswandler, der elektrische Klimakompressor, Hochvolt-PTC, eine Gleichspannungsbox sowie auch weitere elektrische Komponenten im elektrischen Bordnetz.In particular, it can be provided that the electrical system for vehicles with a high-voltage electric drive system, such as battery-electric vehicles, fuel cell vehicles or hybrid electric vehicles, is provided. The electrical system can consist of any combination of various electrical components sources, sinks and energy converters. The common electrical components here are the power electronics, the electric machine, the high-voltage battery, the on-board charger, the DC-DC converter, the electric air-conditioning compressor, high-voltage PTC, a DC box and other electrical components in the electrical system.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform kann als weitere Gleichspannung eine zur Gleichspannung niedrigere Spannung bereitgestellt sein. Insbesondere ist die weitere Gleichspannung als Spannung zwischen 0V und 60V. Insbesondere ist die Spannung größer 0V und kleiner 60V. Insbesondere kann vorgesehen, dass die weitere Gleichspannung derart bereitgestellt wird, dass diese den gesetzlichen Normen der Arbeitssicherheit entspricht, so dass Arbeiten an aktiven Teilen erlaubt sind. Insbesondere kann dadurch gemäß den gesetzlichen Vorgaben eine niedrigere Spannung bereitgestellt werden, sodass eine einfache und verbesserte Diagnose innerhalb des elektrischen Bordnetzes unter Einhaltung der Arbeitssicherheit durchgeführt werden kann.According to an advantageous embodiment can be provided as a further DC voltage lower voltage to the DC voltage. In particular, the further DC voltage is as a voltage between 0V and 60V. In particular, the voltage is greater than 0V and less than 60V. In particular, it can be provided that the further DC voltage is provided in such a way that it corresponds to the legal standards of occupational safety, so that work on active parts is permitted. In particular, a lower voltage can thereby be provided in accordance with the legal requirements, so that a simple and improved diagnosis within the electrical system can be carried out while maintaining occupational safety.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die weitere elektrische Energiequelle als eine zur elektrischen Energiequelle separate elektrische Energiequelle ausgebildet ist. Beispielsweise kann es sich um eine zusätzliche Batterie innerhalb des Kraftfahrzeugs handeln, welche die weitere Gleichspannung zur Verfügung stellt. Dadurch kann die elektrische Energie unabhängig von der elektrischen Energiequelle bereitgestellt werden. Dadurch kann zuverlässig eine Diagnose des elektrischen Bordnetzes durchgeführt werden.It has also proven to be advantageous if the further electrical energy source is designed as a separate electrical energy source to the electrical energy source. For example, it may be an additional battery within the motor vehicle, which provides the further DC voltage available. Thereby, the electric power can be provided independently of the electric power source. As a result, a diagnosis of the electrical system can be reliably performed.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn die weitere elektrische Energiequelle als ein Gleichspannungswandler oder ein On-Board-Lader des elektrischen Bordnetzes ausgebildet ist. Dabei kann es sich beispielsweise um eine elektrische Komponente handeln, welche insbesondere bereits im elektrischen Bordnetz vorhanden ist. Dadurch ist es ermöglicht, dass kein zusätzliches Bauteil innerhalb des elektrischen Bordnetzes verschaltet werden muss, da bereits auf im elektrischen Bordnetz verbaute Bauteile zurückgegriffen wird. Somit kann zuverlässig und bauteilsparend das elektrische Bordnetz betrieben werden und eine Diagnose durchgeführt werden.It is also advantageous if the further electrical energy source is designed as a DC-DC converter or an on-board charger of the electrical system. This may be, for example, an electrical component, which is already present in particular in the electrical system. This makes it possible that no additional component must be interconnected within the electrical system, since already used in built-in electrical system components. Thus, the electrical system can be operated reliably and component-saving and a diagnosis can be performed.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann die weitere elektrische Energiequelle als ein Vorladeschaltelement ausgebildet sein, wobei das Vorladeschaltelement mittels der elektrischen Energiequelle vorladbar ist. Beispielsweise kann dann die benötigte Spannung durch eine für diese Aufgabe konzipierte Vorladeschaltung generiert sein. Im einfachsten Fall könnte eine solche Schaltung aus einem Vorlade-Widerstand, einem Glättungskondensator sowie aus einem Schaltelement bestehen, dessen Schaltelement durch ein beispielsweises Pulsweitenmodulations-Verfahren angesteuert wird. Dadurch kann weiterhin bereits auf im elektrischen Bordnetz verbaute Bauteile zurückgegriffen werden und dennoch zuverlässig eine weitere Gleichspannung zur Verfügung gestellt werden.In a further advantageous embodiment, the further electrical energy source can be designed as a precharge switching element, wherein the precharge switching element can be precharged by means of the electrical energy source. For example, the required voltage can then be generated by a precharge circuit designed for this task. In the simplest case, such a circuit could consist of a pre-charge resistor, a smoothing capacitor and a switching element whose switching element is driven by an example pulse width modulation method. As a result, components which have been installed in the electrical system can continue to be used, and nevertheless a further DC voltage can be reliably made available.
Alternativ oder ergänzend kann die elektrische Energiequelle neben der Spannungsquelle auch als Stromquelle ausgebildet sein. Ebenfalls ist es möglich, dass es sich je nach Verwendungszweck sowohl um eine Strom- als auch um eine Spannungsquelle handeln kann.Alternatively or additionally, the electrical energy source may be formed as a power source in addition to the voltage source. It is also possible that it can be both a current source and a voltage source depending on the purpose.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Dabei zeigen:
-
1 ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes; und -
2 ein weiteres schematisches Schaltbild einer Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes.
-
1 a schematic diagram of an embodiment of the electrical system; and -
2 a further schematic diagram of an embodiment of the electrical system.
In den Fig. werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Insbesondere ist vorgesehen, dass als weitere Gleichspannung
Insbesondere ist vorgesehen, dass die weitere elektrische Energiequelle
Beispielsweise kann mittels des in
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird für die elektrische Komponente
Im zweiten Zustand ist das Schütz
Im dritten gezeigten Zustand ist das Schütz
Ferner ist vorgesehen, dass das elektrische Bordnetz
Ebenfalls möglich ist, dass Schaltzustände von Wechselrichter-Schaltungen mittels des elektrischen Bordnetzes
Insbesondere mittels des Batterie-Management-Systems
Des Weiteren können mittels des elektrischen Bordnetzes
Ferner kann mittels des elektrischen Bordnetzes
Ebenfalls möglich ist, dass eine aktive Zwischenkreisentladung einzelner elektrischer Komponenten
Ebenfalls möglich ist, dass mittels des elektrischen Bordnetzes
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- elektrisches Bordnetzelectrical wiring system
- 1212
- elektrische Energiequelleelectrical energy source
- 1414
- ZwischenkreisDC
- 16a16a
- elektrische Komponenteelectrical component
- 16b16b
- elektrische Komponenteelectrical component
- 16c16c
- elektrische Komponenteelectrical component
- 16d16d
- elektrische Komponenteelectrical component
- 16e16e
- elektrische Komponenteelectrical component
- 1818
- Schalteinrichtungswitching device
- 2020
- weitere elektrische Energiequellefurther electrical energy source
- 2222
- elektrische Maschineelectric machine
- 2424
- Wandlerelementtransducer element
- 2626
- elektrischer Kompressorelectric compressor
- 2828
- GleichspannungswandlerDC converter
- 3030
- weiteres Wandlerelementanother transducer element
- 3232
- PTCPTC
- 3434
- Batterie-Management-SystemBattery management system
- U1U1
- GleichspannungDC
- U2U2
- weitere Gleichspannungfurther DC voltage
- S1S1
- Schützcontactor
- S2S2
- Schützcontactor
- V1V1
- Spannungtension
- V2V2
- Spannungtension
- V3V3
- Spannungtension
- V4V4
- Spannungtension
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102011004516 A1 [0002]DE 102011004516 A1 [0002]
- DE 102015008831 A1 [0003]DE 102015008831 A1 [0003]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R230 | Request for early publication | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |