本發(fā)明涉及一種用于具有電驅(qū)動(dòng)裝置或混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)動(dòng)車的能量供給系統(tǒng)，其中，能量供給系統(tǒng)具有(i)低壓供電電網(wǎng)，(ii)高壓蓄能器裝置、特別是高壓電池裝置，所述高壓蓄能器裝置在其側(cè)具有帶多個(gè)蓄能單池的高壓蓄能器和用于所述蓄能器的控制和/或調(diào)節(jié)裝置，以及(iii)由高壓蓄能器供應(yīng)電能的高壓供電電網(wǎng)，所述高壓供電電網(wǎng)用于給電驅(qū)動(dòng)裝置或混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的電驅(qū)動(dòng)機(jī)供電，其中，存在于這兩個(gè)供電電網(wǎng)的電勢(shì)之間的電勢(shì)差由高壓蓄能器的電壓確定。此外，本發(fā)明涉及一種相應(yīng)的用于能量供給系統(tǒng)的高壓蓄能器裝置的控制和/或調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

一種下述的具有兩個(gè)供電電網(wǎng)的能量系統(tǒng)對(duì)于具有電驅(qū)動(dòng)裝置或混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)動(dòng)車是公知的，在所述能量系統(tǒng)中，存在于這兩個(gè)供電電網(wǎng)的電勢(shì)之間的電勢(shì)差由設(shè)計(jì)為高壓電池的高壓蓄能器的電壓確定。低壓供電電網(wǎng)是機(jī)動(dòng)車通常的車裝電網(wǎng)并且具有例如12伏特的工作電壓。由高壓蓄能器供電的用于給電驅(qū)動(dòng)裝置或混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的電驅(qū)動(dòng)機(jī)供電的高壓供電電網(wǎng)通常提供明顯大于100伏特直流電壓的電壓。高壓供電電網(wǎng)理解為在至少一個(gè)行駛狀態(tài)中與車輛電勢(shì)隔離的電網(wǎng)，所述電網(wǎng)相對(duì)于車輛的低壓電網(wǎng)具有最小電壓強(qiáng)度。

在用于機(jī)動(dòng)車的高壓電池蓄能器中，電池單池大多數(shù)串聯(lián)，以便必須提供高的電壓和由此在高功率下低的電流。出于安全原因，車輛中的高壓供電電網(wǎng)與低壓供電電網(wǎng)、即車裝或車輛電網(wǎng)或者車輛質(zhì)量電脫耦。這種結(jié)構(gòu)在電氣工程學(xué)中稱為IT網(wǎng)。高壓供電電網(wǎng)由此是自身閉合的電流回路。(在開放的保護(hù)中)不具有相對(duì)于車輛質(zhì)量(＝電池殼體)的確定的電勢(shì)差。通常絕緣距離根據(jù)數(shù)kV、例如2.7kV的過電壓來設(shè)計(jì)和測(cè)試。然而也就是說，從大于2700V的電勢(shì)差起可能產(chǎn)生火花放電。在此不確定的是，在哪里產(chǎn)生火花放電并且可能會(huì)損壞電池部件。

設(shè)計(jì)為BCU(Battery control unit，電池控制單元)的控制和/或調(diào)節(jié)裝置通常在其印刷電路板(電路板)具有高壓供電電網(wǎng)的電勢(shì)上的部分和低壓供電電網(wǎng)的電勢(shì)上的部分。在所述部分之間存在絕緣溝槽，以便保持必要的絕緣距離。信號(hào)傳遞在通過所述溝槽進(jìn)行電勢(shì)隔離的同時(shí)主要通過光電耦合器或繼電器進(jìn)行。

印刷電路板主要是對(duì)于供電電網(wǎng)之間的火花放電的薄弱部位，因?yàn)樗霾考?例如繼電器)的電壓強(qiáng)度或者電子裝置上的絕緣距離出于可支配性、結(jié)構(gòu)空間和成本原因而受限。當(dāng)產(chǎn)生火花放電時(shí)，所述部件可能被損壞并且為高壓部分和低壓部分之間的絕緣的故障而擔(dān)憂。因此，不再確保電池的高壓安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的具有權(quán)利要求1所述的特征的控制和/或調(diào)節(jié)裝置提供的優(yōu)點(diǎn)是，更好地保護(hù)接在控制和/或調(diào)節(jié)裝置中的部件免受瞬間的過電壓影響。

在根據(jù)本發(fā)明的功能系統(tǒng)中設(shè)置，所述至少一個(gè)在這兩個(gè)供電電網(wǎng)之間中間接入的過電壓吸收器元件和/或壓敏電阻元件和/或其他的電子元件，所述電子元件被施加直至的電壓、例如2.7kV的定義的電壓極限是不導(dǎo)電的并且在超過所述電壓極限時(shí)能夠暫時(shí)導(dǎo)電。在此，壓敏電阻元件在不導(dǎo)電時(shí)高歐姆地絕緣。

所述根據(jù)本發(fā)明的措施可以在不損壞所述部件的情況下保持所要求的電壓強(qiáng)度并且在超過極限時(shí)確保在高壓電勢(shì)和低壓電勢(shì)之間的可靠的電勢(shì)平衡。

有利地，這兩個(gè)供電電網(wǎng)在此(通過壓敏電阻元件的跨接則除外)彼此電隔離地布置。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案，控制和/或調(diào)節(jié)裝置具有電路裝置，所述電路裝置在其側(cè)具有第一電路部分和第二電路部分，所述第一電路部分接在低壓供電電網(wǎng)中，所述第二電路部分接在高壓供電電網(wǎng)中，其中，控制和/或調(diào)節(jié)裝置此外也具有至少一個(gè)中間接入到這兩個(gè)電路部分之間的過電壓吸收器元件和/或壓敏電阻元件和/或其他電子元件。通過所述措施特別高效地保護(hù)控制和/或調(diào)節(jié)裝置的構(gòu)件/部件。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)另外的有利的設(shè)計(jì)方案，這兩個(gè)電路部分布置在共同的印刷電路板上或者至少這兩個(gè)電路部分的構(gòu)件接在所述印刷電路板上，其中，至少一個(gè)過電壓吸收器元件和/或壓敏電阻元件和/或其他電子元件也接在所述印刷電路板上。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，過電壓吸收器元件設(shè)計(jì)為氣體填充的過電壓吸收器。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)另外的有利的構(gòu)型設(shè)置，所述控制和/或調(diào)節(jié)裝置設(shè)置用于關(guān)于高壓蓄能器裝置至少執(zhí)行下述功能中的一個(gè)功能：

-充電控制，

-負(fù)載管理，

-確定蓄能單池的充電狀態(tài)，

-確定蓄能單池的健康狀態(tài)，

-使蓄能單池平衡，

-熱管理，

-鑒定并且識(shí)別，以及

-蓄能器裝置的通信。

此外有利地設(shè)置，高壓供電電網(wǎng)具有換流器(逆變器)，通過所述換流器將電能供應(yīng)給接在高壓供電電網(wǎng)中的電驅(qū)動(dòng)機(jī)。

最后有利地設(shè)置，高壓蓄能器由多個(gè)彼此電連接的蓄能器模塊模塊化地構(gòu)成，其中，所述蓄能器模塊在其側(cè)分別具有多個(gè)彼此電連接的蓄能單池。

此外，本發(fā)明涉及一種用于能量供給系統(tǒng)的高壓蓄能器裝置的控制和/或調(diào)節(jié)裝置，其中，控制和/或調(diào)節(jié)裝置具有第一電路部分和第二電路部分，所述第一電路部分能夠接在能量供給系統(tǒng)的低壓供電電網(wǎng)中，所述第二電路部分接在所述能量供給系統(tǒng)的高壓供電電網(wǎng)中。本發(fā)明提出，控制和/或調(diào)節(jié)裝置此外具有至少一個(gè)在這兩個(gè)電路部分之間中間接入的過電壓吸收器元件和/或壓敏電阻元件和/或其他的電子元件，所述電子元件施加直至供電電網(wǎng))之間的定義的電壓極限是不導(dǎo)電的并且在超過所述電壓極限時(shí)能夠暫時(shí)導(dǎo)電。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案，能量供給系統(tǒng)設(shè)計(jì)為前文所述的功能系統(tǒng)。

附圖說明

下面根據(jù)附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明。附圖中：

圖1以簡(jiǎn)圖示出具有電驅(qū)動(dòng)裝置或混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)動(dòng)車的能量供給系統(tǒng)，和

圖2示出用于功能系統(tǒng)的蓄能器的控制和/或調(diào)節(jié)裝置的印刷電路板。

具體實(shí)施方式

圖1以簡(jiǎn)圖示出具有電驅(qū)動(dòng)裝置或混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的(未示出的)機(jī)動(dòng)車的能量供給系統(tǒng)10。能量供給系統(tǒng)10包括示出為方框的低壓供電電網(wǎng)12，所述低壓供電電網(wǎng)構(gòu)成機(jī)動(dòng)車的通常的車輛或車載電網(wǎng)。此外，能量供給系統(tǒng)10具有與低壓供電電網(wǎng)12電隔離的用于給電驅(qū)動(dòng)裝置或混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的電驅(qū)動(dòng)機(jī)16供電的高壓供電電網(wǎng)14。所述隔離通過雙箭頭18表示。設(shè)計(jì)為高壓電池裝置的高壓蓄能器裝置20接在高壓供電電網(wǎng)14中，所述高壓蓄能器裝置在其側(cè)具有帶多個(gè)蓄能單池22的高壓蓄能器24和用于所述蓄能器24的控制和/或調(diào)節(jié)裝置26。在此所示的控制和/或調(diào)節(jié)裝置26是電池控制單元或電池管理系統(tǒng)。高壓蓄能器24由多個(gè)(在所述實(shí)例中三個(gè))彼此電連接的蓄能器模塊28模塊化地構(gòu)成，其中，蓄能器模塊28在其側(cè)分別具有多個(gè)彼此電連接的蓄能單池22。此外，高壓供電電網(wǎng)14具有中間接入到蓄能器24和驅(qū)動(dòng)機(jī)16之間的逆變器(變流器)30，通過所述逆變器將電能供應(yīng)給電驅(qū)動(dòng)機(jī)16，其中，在蓄能器24和逆變器30之間接入保護(hù)繼電器32。

控制和/或調(diào)節(jié)裝置26接在這兩個(gè)供電電網(wǎng)12，14并且具有中間接入到這兩個(gè)供電電網(wǎng)12，14之間的過電壓吸收器元件34。所述過電壓吸收器元件34設(shè)計(jì)為氣體填充的過電壓吸收器36。

控制和/或調(diào)節(jié)裝置26為此具有在圖2中示出的電路裝置38，所述電路裝置在其側(cè)具有第一電路部分40和第二電路部分42，所述第一電路部分接在所述低壓供電電網(wǎng)12中，所述第二電路部分接在所述高壓供電電網(wǎng)14中。這兩個(gè)電路部分40，42布置在共同的印刷電路板44上或者至少這兩個(gè)電路部分40，42的構(gòu)件接在印刷電路板44上。在此，布置在控制和/或調(diào)節(jié)裝置26中的過電壓吸收器元件34中間接入到這兩個(gè)電路部分40，42之間，其中，所述元件34接在印刷電路板44上。

具有下述功能：

所示的措施可以保持能量供給系統(tǒng)10所要求的電壓強(qiáng)度并且在超過極限時(shí)確保在這兩個(gè)供電電網(wǎng)12，14(高壓電勢(shì)和低壓電勢(shì))之間的可靠的電勢(shì)平衡，而不損害高壓蓄能器裝置20的部件或其他系統(tǒng)部件。

在蓄能器24與供電電網(wǎng)12連接時(shí)(例如由于附近的電擊)可能產(chǎn)生瞬間的過電壓。所述過電壓對(duì)于低壓電網(wǎng)而言以標(biāo)準(zhǔn)DIN EN60664-1對(duì)于不同的裝置被確定。根據(jù)所述裝置距高壓電線有多近，將最大過電壓分成不同的類別。為了在產(chǎn)生瞬間的過電壓時(shí)保持高壓電網(wǎng)和低伏特電網(wǎng)之間的電勢(shì)隔離，必須保持相應(yīng)的電壓強(qiáng)度。

在不利的情況中，可以產(chǎn)生超過2.7kV的過電壓，從而高壓供電電網(wǎng)(簡(jiǎn)稱為HV系統(tǒng))14和低壓供電電網(wǎng)(簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)V系統(tǒng))12(電池殼體或車輛質(zhì)量)之間的電勢(shì)差超過根據(jù)絕緣所設(shè)計(jì)的值。對(duì)于所述情況，過電壓吸收器元件34(典型地為氣體填充的過電壓吸收器36)應(yīng)該裝在HV系統(tǒng)和LV系統(tǒng)之間。過電壓吸收器元件34在極限電壓下絕緣并且當(dāng)超過這個(gè)電壓(例如2.7kV)時(shí)產(chǎn)生接口之間的電弧，從而平衡兩個(gè)電勢(shì)。在電勢(shì)差不超過定義的值之后，電弧消失并且再次電絕緣。在此，過電壓吸收器元件34不被損壞。

在所述過程中不損害構(gòu)件，不產(chǎn)生由于HV系統(tǒng)和LV系統(tǒng)之間的瞬間導(dǎo)電導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)。能量供給系統(tǒng)10在過電壓吸收器元件34上具有“確定的薄弱部位”，所述薄弱部位保護(hù)其他的部件。在此，過電壓吸收器元件34可以不僅構(gòu)建在電子裝置上(參見圖2)或者構(gòu)建在HV(例如電纜、導(dǎo)電軌、電池)或LV上的構(gòu)件之間。不需要將過電壓吸收器元件34構(gòu)建在蓄能器裝置20中，所述過電壓吸收器元件也可以集成在HV系統(tǒng)(逆變器30、電纜、馬達(dá)16)中的其他部位上。替代過電壓吸收器元件34，也可以中間接入(未示出的)壓敏電阻元件或其他的電子元件，所述電子元件直至所施加的電壓的定義的電壓極限是不導(dǎo)電的并且在超過所述電壓極限時(shí)能夠暫時(shí)導(dǎo)電。

根據(jù)本發(fā)明，負(fù)責(zé)確定的電勢(shì)平衡的多個(gè)電元件34在HV系統(tǒng)和LV系統(tǒng)之間分別構(gòu)建在不同的位置上。由此可以確保，不在任何部位上超過部件的最大保護(hù)電壓強(qiáng)度。