DE102019008835A1 - vehicle - Google Patents

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Christian Ohms
Akin Candir
Urs Boehme
André Haspel
Andreas Maier
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (1) mit einem elektrischen Hochvoltbordnetz (2).Erfindungsgemäß ist das elektrische Hochvoltbordnetz (2) in zwei Teilbereiche (T1, T2) unterteilt, wobei der erste Teilbereich (T1) in einem ersten Bauraum (B1) des Fahrzeugs (1) angeordnet ist und der zweite Teilbereich (T2) in mindestens einem zweiten Bauraum (B2) des Fahrzeugs (1) angeordnet ist, wobei die Unterteilung des elektrischen Hochvoltbordnetzes (2) in die beiden Teilbereiche (T1, T2) derart ausgebildet ist, dass im ersten Bauraum (B1) des Fahrzeugs (1) nur Arbeiten unter elektrischer Spannung des ersten Teilbereichs (T1) des elektrischen Hochvoltbordnetzes (2) möglich sind und im mindestens einen zweiten Bauraum (B2) des Fahrzeugs (1) Arbeiten in einem spannungsfreien Zustand des zweiten Teilbereichs (T2) des elektrischen Hochvoltbordnetzes (2) möglich sind.The invention relates to a vehicle (1) with an electrical high-voltage electrical system (2). According to the invention, the electrical high-voltage electrical system (2) is divided into two sub-areas (T1, T2), the first sub-area (T1) in a first installation space (B1) of the vehicle (1) is arranged and the second partial area (T2) is arranged in at least one second installation space (B2) of the vehicle (1), the subdivision of the electrical high-voltage electrical system (2) into the two partial areas (T1, T2) being designed in such a way that that in the first installation space (B1) of the vehicle (1) only work under electrical voltage of the first section (T1) of the electrical high-voltage electrical system (2) is possible and in at least one second installation space (B2) of the vehicle (1) work in a voltage-free state of the second section (T2) of the electrical high-voltage electrical system (2) are possible.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a vehicle according to the features of the preamble of claim 1.

Aus dem Stand der Technik ist, wie in der DE 10 2018 002 926 A1 beschrieben, ein elektrisches Bordnetz bekannt. Dieses elektrische Bordnetz für ein Kraftfahrzeug umfasst wenigstens eine erste und eine zweite elektrische Potentialleitung, wobei das Bordnetz ausgebildet ist, in einem bestimmungsgemäßen Betrieb zwischen den Potentialleitungen mit einer elektrischen Gleichspannung beaufschlagt zu werden. Das Bordnetz weist wenigstens einen Y-Kondensator auf, der mit einem ersten Anschluss mit einer der Potentialleitungen und mit einem zweiten Anschluss mit einem elektrischen Bezugspotential elektrisch gekoppelt ist. Ein Schaltelement ist zum wenigstens einen Y-Kondensator in Reihe geschaltet.From the prior art, as in the DE 10 2018 002 926 A1 described an electrical electrical system known. This electrical on-board electrical system for a motor vehicle comprises at least a first and a second electrical potential line, the on-board electrical system being designed to be supplied with an electrical direct voltage between the potential lines during intended operation. The vehicle electrical system has at least one Y capacitor, which is electrically coupled with a first connection to one of the potential lines and with a second connection to an electrical reference potential. A switching element is connected in series with the at least one Y capacitor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Fahrzeug anzugeben.The invention is based on the object of specifying an improved vehicle compared to the prior art.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved according to the invention by a vehicle having the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Ein Fahrzeug umfasst ein elektrisches Hochvoltbordnetz. Erfindungsgemäß ist das elektrische Hochvoltbordnetz in zwei Teilbereiche unterteilt, wobei der erste Teilbereich in einem ersten Bauraum des Fahrzeugs angeordnet ist und der zweite Teilbereich in mindestens einem zweiten Bauraum des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei die Unterteilung des elektrischen Hochvoltbordnetzes in die beiden Teilbereiche derart ausgebildet ist, dass im ersten Bauraum des Fahrzeugs nur Arbeiten unter elektrischer Spannung des ersten Teilbereichs des elektrischen Hochvoltbordnetzes möglich sind und im mindestens einen zweiten Bauraum des Fahrzeugs Arbeiten in einem spannungsfreien Zustand des zweiten Teilbereichs des elektrischen Hochvoltbordnetzes möglich sind. D. h. der erste Teilbereich des elektrischen Hochvoltbordnetzes ist nicht vollständig spannungsfrei schaltbar, und im Gegensatz dazu ist der zweite Teilbereich des elektrischen Hochvoltbordnetzes vollständig spannungsfrei schaltbar. Daher sind die Bauräume vorteilhafterweise baulich voneinander getrennt. Insbesondere ist der erste Bauraum, zumindest im Wesentlichen, verschlossen ausgebildet. Beispielsweise sind im ersten Bauraum neben Zellmodulen der Hochvoltbatterie und Sicherheitselementen, insbesondere Schütze nach außen und Sicherungen, vorwiegend Hochvoltkomponenten angeordnet, die Fahrzeugbetriebszustände mit kleinen Leistungen betreffen, beispielsweise das Wechselstromladen, das induktive Laden und/oder eine Notruffunktion.A vehicle includes an electrical high-voltage electrical system. According to the invention, the electrical high-voltage electrical system is divided into two partial areas, the first partial area being arranged in a first installation space of the vehicle and the second partial region being arranged in at least a second installation space of the vehicle, the electrical high-voltage electrical system being subdivided into the two partial regions in such a way that that in the first installation space of the vehicle only work under electrical voltage of the first section of the electrical high-voltage electrical system is possible and in at least one second installation space of the vehicle work in a voltage-free state of the second section of the electrical high-voltage electrical system is possible. That is, the first section of the electrical high-voltage on-board electrical system cannot be switched completely free of voltage and, in contrast, the second sub-area of the electrical high-voltage electrical system can be switched completely free of voltage. The construction spaces are therefore structurally separated from one another. In particular, the first installation space is at least essentially closed. For example, in the first installation space, in addition to cell modules of the high-voltage battery and security elements, in particular external contactors and fuses, predominantly high-voltage components are arranged which relate to vehicle operating states with low outputs, for example alternating current charging, inductive charging and / or an emergency call function.

Das Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, insbesondere Straßenfahrzeug, ist insbesondere als ein Elektrofahrzeug oder als ein Hybridfahrzeug ausgebildet. Insbesondere ist eine Hochvoltbatterie durch Anschluss des Fahrzeugs, insbesondere von dessen Hochvoltbordnetz, an mindestens eine fahrzeugexterne elektrische Energiequelle, d. h. insbesondere eine Ladestation, elektrisch ladbar.The vehicle, in particular motor vehicle, in particular road vehicle, is designed in particular as an electric vehicle or as a hybrid vehicle. In particular, a high-voltage battery can be connected to at least one vehicle-external electrical energy source by connecting the vehicle, in particular its high-voltage electrical system. H. in particular a charging station, electrically chargeable.

Unter dem Begriff „Hochvolt“ ist insbesondere eine elektrische Gleichspannung zu verstehen, die insbesondere größer als etwa 60 V ist. Insbesondere ist der Begriff „Hochvolt“ konform zur Norm ECE R 100 auszulegen.The term “high voltage” is to be understood in particular as a DC electrical voltage which is in particular greater than approximately 60 V. In particular, the term “high voltage” should be interpreted in accordance with the ECE R 100 standard.

Elektrische Komponenten des elektrischen Hochvoltbordnetzes verfügen üblicherweise zur Herstellung der elektromagnetischen Verträglichkeit über Y-Kondensatoren. Solche Y-Kondensatoren können auch ladestationsseitig, d. h. auch im Bereich der fahrzeugexternen elektrischen Energiequelle, vorgesehen sein. Die Wirkung von Y-Kondensatoren im Bereich der elektromagnetischen Verträglichkeit, insbesondere der Funkentstörung, ist dem Fachmann bekannt, sodass es diesbezüglich keiner gesonderten weiteren Erläuterung bedarf. Im Übrigen wird auf die diesbezügliche Normung verwiesen, so zum Beispiel die Richtlinie 2013/30/EU, über die elektromagnetische Verträglichkeit, EM 61000 und weitere.Electrical components of the electrical high-voltage electrical system usually have Y capacitors for producing the electromagnetic compatibility. Such Y capacitors can also be on the charging station side, i. H. also be provided in the area of the electrical energy source external to the vehicle. The effect of Y capacitors in the area of electromagnetic compatibility, in particular radio interference suppression, is known to the person skilled in the art, so that no further explanation is required in this regard. In addition, reference is made to the relevant standardization, for example Directive 2013/30 / EU, on electromagnetic compatibility, EM 61000 and others.

Aus Gründen der elektrischen Sicherheit soll eine in sämtlichen Y-Kondensatoren gespeicherte elektrische Energie einen vorgebbaren maximalen Wert nicht überschreiten. For reasons of electrical safety, electrical energy stored in all Y capacitors should not exceed a predeterminable maximum value.

Ein solcher Wert beträgt zum Beispiel 0,2 J. Dies führt regelmäßig zu einer konstruktiven Auslegung derart, dass Kapazitätswerte der Y-Kondensatoren fahrzeugseitig in der Regel kleiner gewählt werden, als sie für eine ordnungsgemäße Herstellung der elektromagnetischen Verträglichkeit, insbesondere in Bezug auf die elektrischen Komponenten, die an das elektrische Hochvoltbordnetz angeschlossen sind, notwendig wären.Such a value is, for example, 0.2 J. This regularly leads to a constructive design in such a way that the capacitance values of the Y capacitors on the vehicle side are generally chosen to be smaller than they are for a correct production of the electromagnetic compatibility, in particular with regard to the electrical Components that are connected to the electrical high-voltage electrical system would be necessary.

Als problematisch hat es sich unter anderem herausgestellt, wenn das Fahrzeug mittels einer Wechselspannung von der Ladestation geladen werden soll. In einem solchen Fall erweist sich die fahrzeugseitig vorgesehene Gesamtkapazität an Y-Kondensatoren als hinderlich, weil diese Y-Kondensatoren auch einen Ableitstrom verursachen können, der ladestationsseitig zu einer Störungsauslösung führen kann und/oder insgesamt einen zulässigen Wert für Ableitströme bei elektrischen Anlagen überschreiten kann, wie dies beispielsweise in der Normung angegeben ist, so zum Beispiel in der Norm DIN EN 61800 oder dergleichen. Diese Problematik kann dem Grunde nach nur durch Reduktion der Kapazitätswerte der im Fahrzeug vorgesehenen Y-Kondensatoren gelöst werden, wobei jedoch zu beachten ist, dass dadurch der Aufwand für Filtereinheiten erheblich vergrößert sein kann.It has proven to be problematic, among other things, if the vehicle is to be charged from the charging station by means of an alternating voltage. In such a case, the total capacitance of Y capacitors provided on the vehicle turns out to be a hindrance because these Y capacitors can also cause a leakage current that can trigger a fault on the charging station side and / or can overall exceed a permissible value for leakage currents in electrical systems, like this for example in standardization is specified, for example in the standard DIN EN 61800 or similar. Basically, this problem can only be solved by reducing the capacitance values of the Y capacitors provided in the vehicle, although it should be noted that this can considerably increase the effort for filter units.

Darüber hinaus ist es insbesondere beim Aufladen mittels einer Gleichspannung erforderlich, dass ein Energieinhalt von sämtlichen wirksamen Y-Kondensatoren einen vorgegebenen Gesamtenergieinhalt nicht überschreitet. Aktuell ist hierfür ein maximaler Wert von 0,2 J vorgesehen, der nicht überschritten werden soll. Durch die Vielzahl der elektrischen Komponenten des Fahrzeugs und die steigende Leistung, beispielsweise bei Hochvolt-Komponenten, wird die Gesamtkapazität der vorhandenen Y-Kondensatoren immer größer, wodurch auch der dort gespeicherte Energieinhalt entsprechend der zunehmenden Gesamtkapazität zunimmt. Darüber hinaus ist zu beachten, dass insbesondere im Bereich Hochvolt der Energieinhalt der Y-Kondensatoren besonders kritisch ist, zumal zu beachten ist, dass die in den Y-Kondensatoren gespeicherte elektrische Energie quadratisch von der elektrischen Spannung der Y-Kondensatoren abhängig ist. Dadurch wird gerade im Bereich Hochvolt das Einhalten der Anforderung hinsichtlich des maximalen Energieinhalts in Bezug auf ein jeweiliges Hochvoltpotential besonders schwierig. Gerade bei Fahrzeugen erweist es sich als problematisch, sowohl Anforderungen hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit als auch Anforderungen hinsichtlich der elektrischen Sicherheit in Bezug auf die Energie der Y-Kondensatoren zugleich zu erfüllen.In addition, in particular when charging by means of a DC voltage, it is necessary that an energy content of all effective Y capacitors does not exceed a predetermined total energy content. A maximum value of 0.2 J is currently provided for this, which should not be exceeded. Due to the large number of electrical components of the vehicle and the increasing power, for example in the case of high-voltage components, the total capacity of the existing Y capacitors is becoming ever larger, as a result of which the energy content stored there also increases in accordance with the increasing total capacity. In addition, it should be noted that the energy content of the Y capacitors is particularly critical, especially in the high-voltage range, especially since it must be noted that the electrical energy stored in the Y capacitors is quadratic dependent on the electrical voltage of the Y capacitors. This makes it particularly difficult in the high-voltage sector to meet the requirement regarding the maximum energy content in relation to a respective high-voltage potential. In vehicles in particular, it proves problematic to meet both requirements with regard to electromagnetic compatibility and requirements with regard to electrical safety with regard to the energy of the Y capacitors at the same time.

Diese Probleme werden durch die erfindungsgemäße Lösung behoben, denn durch die erfindungsgemäße Lösung, insbesondere durch diese Unterteilung des Hochvoltbordnetzes in Teilbereiche, lassen sich verschiedene Betriebsmodi des Fahrzeugs auf relevante Anforderungen hin optimieren. Dies ermöglicht eine Auslegung der Y-Kondensatoren der einzelnen Funktionen unter Berücksichtigung jeweils einzunehmender Fahrzeugzustände. Zudem ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung eine Zusammenfassung mehrerer Entstörmaßnahmen in gemeinsamen Filtern und eine Verbesserung von Wirkungsgraden durch Reduzierung der Stromaufnahme von Permanentverbrauchern bei Fahrzeugzuständen mit kleinen Hochvoltleistungen, zum Beispiel für ein induktives Laden, Wechselstromladen und/oder eine Notruffunktion des Fahrzeugs.These problems are eliminated by the solution according to the invention, because the solution according to the invention, in particular by dividing the high-voltage on-board network into sub-areas, allows various operating modes of the vehicle to be optimized to meet relevant requirements. This enables the Y capacitors of the individual functions to be designed taking into account the vehicle states to be assumed. In addition, the solution according to the invention enables a plurality of interference suppression measures to be combined in common filters and an improvement in efficiency by reducing the current consumption of permanent consumers in vehicle states with low high-voltage outputs, for example for inductive charging, AC charging and / or an emergency call function of the vehicle.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht somit eine Reduzierung von Kosten, Gewicht und Bauraum durch das Zusammenfassen von Filtern und Steuerungsumfängen für mehrere Hochvoltfunktionen und durch eine Reduzierung erforderlicher Schalteinheiten, insbesondere Schütze.The solution according to the invention thus enables a reduction in costs, weight and installation space by combining filters and control scopes for several high-voltage functions and by reducing the required switching units, in particular contactors.

Zudem wird beispielsweise eine Erhöhung eines Wirkungsgrades beim Wechselstromladen oder induktiven Laden durch eine Reduzierung von Permanentverbrauchern ermöglicht. Des Weiteren wird eine Verbesserung der EMV-Eigenschaften (elektromagnetische Verträglichkeit) durch eine bessere Auslegung der Y-Kondensatoren auf die Funktionszustände des Fahrzeugs ermöglicht, wie bereits erwähnt. Es wird insbesondere auch eine erleichterte Zertifizierung des Fahrzeugs ermöglicht, da Energiemengen in den aktiven Y-Kondensatoren geringer gehalten werden können.In addition, for example, an increase in efficiency in AC charging or inductive charging is made possible by reducing permanent consumers. Furthermore, an improvement in the EMC properties (electromagnetic compatibility) is made possible by a better design of the Y capacitors for the functional states of the vehicle, as already mentioned. It also facilitates certification of the vehicle, in particular, since the amount of energy in the active Y capacitors can be kept lower.

Des Weiteren wird eine Verlängerung der Lebensdauer von Komponenten, die im inaktiven Zustand potenzialfrei geschaltet werden, ermöglicht. Dies betrifft beispielsweise das Wechselstromladen und das induktive Laden.In addition, the lifespan of components that are switched potential-free in the inactive state is made possible. This applies to AC charging and inductive charging, for example.

Der erste Teilbereich umfasst beispielsweise Zellmodule der Hochvoltbatterie und zusätzlich mindestens eine Schalteinheit und/oder mindestens eine Sicherung und/oder mindestens eine Filtereinheit und/oder mindestens einen Gleichspannungswandler und/oder mindestens eine elektrische Heizeinheit und/oder eine elektrische Bordladereinheit zum Laden der Hochvoltbatterie und/oder mindestens eine Komponente zur Durchführung eines Wechselstromladebetriebs der Hochvoltbatterie und/oder zur Durchführung eines induktiven Ladebetriebs der Hochvoltbatterie und/oder zur Bereitstellung einer Notruffunktion des Fahrzeugs.The first section comprises, for example, cell modules of the high-voltage battery and additionally at least one switching unit and / or at least one fuse and / or at least one filter unit and / or at least one DC voltage converter and / or at least one electrical heating unit and / or an electrical on-board charger unit for charging the high-voltage battery and / or at least one component for performing an AC charging operation of the high-voltage battery and / or for performing an inductive charging operation of the high-voltage battery and / or for providing an emergency call function of the vehicle.

Der zweite Teilbereich umfasst beispielsweise mindestens eine Komponente zur Durchführung des Wechselstromladebetriebs der Hochvoltbatterie und/oder zur Durchführung des induktiven Ladebetriebs der Hochvoltbatterie und/oder zur Durchführung eines Gleichstromladebetriebs der Hochvoltbatterie und/oder mindestens eine elektrische Antriebseinheit zum elektrischen Antrieb des Fahrzeugs und/oder mindestens einen elektrischen Kältemittelverdichter und/oder mindestens eine Wärmepumpe umfasst.The second sub-area includes, for example, at least one component for carrying out the AC charging operation of the high-voltage battery and / or for carrying out the inductive charging operation of the high-voltage battery and / or for carrying out DC charging for the high-voltage battery and / or at least one electric drive unit for electrically driving the vehicle and / or at least one comprises electrical refrigerant compressor and / or at least one heat pump.

Im ersten Bauraum sind zweckmäßigerweise Schalteinheiten vorgesehen, mittels welchen bei einem jeweiligen Potentialleitungspaar, welches aus dem ersten Bauraum herausführt, beide Potentialleitungen spannungsfrei schaltbar sind. Dadurch kann nach außen, d. h. außerhalb des jeweiligen Bauraums, eine Spannungsfreiheit hergestellt werden. Die Schalteinheiten sind beispielsweise jeweils als ein Schütz oder als ein Halbleiterschalter, insbesondere MOSFET, ausgebildet. Bei dem jeweiligen Potentialleitungspaar ist beispielsweise in beiden Potentialleitungen jeweils ein Schütz oder in einer der Potentialleitungen ein Schütz und in der anderen Potentialleitung ein Halbleiterschalter angeordnet.Switching units are expediently provided in the first installation space, by means of which, in the case of a respective pair of potential lines which leads out of the first installation space, both potential lines can be switched without voltage. As a result, it is possible to create a voltage-free connection to the outside, ie outside the respective installation space. The switching units are each designed, for example, as a contactor or as a semiconductor switch, in particular a MOSFET. In the respective pair of potential lines there is, for example, a contactor or in one of the two potential lines Potential lines a contactor and a semiconductor switch arranged in the other potential line.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:

  • 1 schematisch ein Fahrzeug mit einem Hochvoltbordnetz,
  • 2 schematisch das Hochvoltbordnetz während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs,
  • 3 schematisch das Hochvoltbordnetz während eines Wechselstromladebetriebs,
  • 4 schematisch das Hochvoltbordnetz während eines induktiven Ladebetriebs,
  • 5 schematisch das Hochvoltbordnetz während eines Gleichstromladebetriebs,
  • 6 schematisch das Hochvoltbordnetz während einer Vorkonditionierung des Fahrzeugs während eines Wechselstromladebetriebs,
  • 7 schematisch das Hochvoltbordnetz während einer Vorkonditionierung des Fahrzeugs während eines induktiven Ladebetriebs,
  • 8 schematisch das Hochvoltbordnetz nach einer Kollision des Fahrzeugs und/oder während eines Services und/oder einer Montage mindestens einer Hochvoltkomponente, und
  • 9 schematisch das Hochvoltbordnetz während eines Vorladens eines Hochvoltzwischenkreises.
Show:
  • 1 schematically a vehicle with a high-voltage electrical system,
  • 2nd schematically the high-voltage electrical system while the vehicle is in operation,
  • 3rd schematically the high-voltage electrical system during an AC charging operation,
  • 4th schematically the high-voltage electrical system during an inductive charging operation,
  • 5 schematically the high-voltage electrical system during a DC charging operation,
  • 6 schematically the high-voltage on-board electrical system during preconditioning of the vehicle during an AC charging operation,
  • 7 schematically the high-voltage on-board electrical system during preconditioning of the vehicle during inductive charging,
  • 8th schematically the high-voltage electrical system after a collision of the vehicle and / or during a service and / or an assembly of at least one high-voltage component, and
  • 9 schematically the high-voltage on-board network during precharging a high-voltage intermediate circuit.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.

Die 1 bis 9 zeigen jeweils eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1 mit einem Hochvoltbordnetz 2. Dabei zeigen die 2 bis 9 das Hochvoltbordnetzes 2 in einem jeweiligen Betriebszustand des Fahrzeugs 1.The 1 to 9 each show a schematic representation of a vehicle 1 with a high-voltage electrical system 2nd . The show 2nd to 9 the high-voltage electrical system 2nd in a respective operating state of the vehicle 1 .

Das Hochvoltbordnetz 2 umfasst in den dargestellten Beispielen eine Hochvoltbatterie, wobei hier nur Zellmodule 3 dieser Hochvoltbatterie dargestellt sind, eine vordere elektrische Antriebseinheit 4 des Fahrzeugs 1, eine hintere elektrische Antriebseinheit 5 des Fahrzeugs 1, einen elektrischen Kältemittelverdichter 6, eine Wechselstromladedose 7, eine Gleichstromladedose 8, eine induktive Ladeeinheit 9, eine elektrische Heizeinheit 10, einen Niedervoltgleichspannungswandler 11, auch als Bordnetzwandler bezeichnet, eine elektrische Bordladereinheit 13, zwei Sicherungen 14, 15, eine Filtereinheit 17 und eine Vorladeschaltung 12. Die Filtereinheit 17 ist beispielsweise für eine Leistung von 22 kW ausgelegt und ist beispielsweise aktiv während eines Wechselstromladebetriebs, während eines induktiven Ladebetriebs, während einer Notruffunktion, während eines Fahrbetriebs, während eines Gleichstromladebetriebs und/oder während einer Vorkonditionierung des Fahrzeugs 1.The high-voltage electrical system 2nd comprises a high-voltage battery in the examples shown, only cell modules here 3rd this high-voltage battery are shown, a front electric drive unit 4th of the vehicle 1 , a rear electric drive unit 5 of the vehicle 1 , an electric refrigerant compressor 6 , an AC charging socket 7 , a DC charging socket 8th , an inductive charging unit 9 , an electric heating unit 10th , a low-voltage DC converter 11 , also known as an on-board electrical system converter, an electrical on-board charger unit 13 , two fuses 14 , 15 , a filter unit 17th and a precharge circuit 12th . The filter unit 17th is designed for a power of 22 kW, for example, and is active, for example, during an AC charging operation, during an inductive charging operation, during an emergency call function, during a driving operation, during a DC charging operation and / or during a preconditioning of the vehicle 1 .

Alternativ oder zusätzlich zum elektrischen Kältemittelverdichter 6 kann auch eine hier nicht dargestellte Wärmepumpe vorgesehen sein. D. h. bei der hier folgenden weiteren Beschreibung kann jeweils anstelle des elektrischen Kältemittelverdichters 6 oder zusätzlich dazu die Wärmepumpe vorgesehen sein.Alternatively or in addition to the electric refrigerant compressor 6 a heat pump, not shown here, can also be provided. I.e. in the following further description, each can be used instead of the electric refrigerant compressor 6 or in addition, the heat pump can be provided.

Die elektrische Bordladereinheit 13 ist für einen Wechselstromladebetrieb des Fahrzeugs 1, d. h. für ein elektrisches Laden der Hochvoltbatterie mittels einer fahrzeugexternen elektrischen Wechselstromenergiequelle, erforderlich. Sie ist hierzu über eine Wechselstromleitung 19, welche drei Phasenleiter, einen Nullleiter und einen Schutzleiter zum dreiphasigen Laden aufweist, mit der Wechselstromladedose 7 verbunden, über die das Fahrzeug 1 mit der fahrzeugexternen elektrischen Wechselstromenergiequelle koppelbar ist.The electrical on-board charger unit 13 is for an AC charging operation of the vehicle 1 , ie for an electrical charging of the high-voltage battery by means of an electrical AC energy source external to the vehicle. For this purpose, it is via an AC line 19th , which has three phase conductors, a neutral conductor and a protective conductor for three-phase charging, with the AC charging socket 7 connected via which the vehicle 1 can be coupled to the external electrical AC power source.

Die beiden elektrischen Antriebseinheiten 4, 5 umfassen beispielsweise jeweils eine elektrische Maschine, einen Inverter und ein Getriebe.The two electric drive units 4th , 5 each include, for example, an electrical machine, an inverter, and a transmission.

Das Hochvoltbordnetz 2 umfasst Potentialleitungspaare, umfassend eine Pluspotentialleitung HV+ und eine Minuspotentialleitung HV-. Diese Potentialleitungspaare dienen der elektrischen Verbindung der Hochvoltbatterie, insbesondere deren Zellmodule 3, mit der induktiven Ladeeinheit 9, dem Niedervoltgleichspannungswandler 11, der elektrischen Bordladereinheit 13, der elektrischen Heizeinheit 10 und dem elektrischen Kältemittelverdichter 6 und/oder der Wärmepumpe, jeweils über die Filtereinheit 17, und des Weiteren mit der Gleichstromladedose 8 und den beiden elektrischen Antriebseinheiten 4, 5.The high-voltage electrical system 2nd comprises pairs of potential lines, including a plus potential line HV + and a negative potential line HV- . These pairs of potential lines are used for the electrical connection of the high-voltage battery, in particular its cell modules 3rd , with the inductive charging unit 9 , the low-voltage DC converter 11 , the electrical on-board charger unit 13 , the electric heating unit 10th and the electric refrigerant compressor 6 and / or the heat pump, each via the filter unit 17th , and also with the DC charging socket 8th and the two electric drive units 4th , 5 .

Die erste Sicherung 14 ist in der Pluspotentialleitung HV+ zwischen den Zellmodulen 3 und einem ersten Leitungsabzweig zur Filtereinheit 17, zur induktiven Ladeeinheinheit 9, zum ersten Niedervoltgleichspannungswandler 11 und zur Bordladereinheit 13, zur elektrischen Heizeinheit 10 und zum elektrischen Kältemittelverdichter 6 und/oder zu Wärmepumpe angeordnet.The first backup 14 is in the positive potential line HV + between the cell modules 3rd and a first line branch to the filter unit 17th , to the inductive charging unit 9 , to the first low-voltage DC converter 11 and to the on-board charger unit 13 , to the electric heating unit 10th and to the electric refrigerant compressor 6 and / or arranged to heat pumps.

Die zweite Sicherung 15 ist in der Pluspotentialleitung HV+ nach diesem Abzweig in der Zuleitung zur Filtereinheit 17, zur induktiven Ladeeinheinheit 9, zum ersten Niedervoltgleichspannungswandler 11 und zur Bordladereinheit 13, zur elektrischen Heizeinheit 10 und zum elektrischen Kältemittelverdichter 6 und/oder zu Wärmepumpe angeordnet.The second fuse 15 is in the positive potential line HV + after this branch in the supply line to the filter unit 17th , to the inductive charging unit 9 , to the first low-voltage DC converter 11 and to the on-board charger unit 13 , to the electric heating unit 10th and to the electric refrigerant compressor 6 and / or arranged to heat pumps.

In den Potentialleitungen HV+, HV- sind an verschiedenen Positionen Schalteinheiten S1+ bis S4- angeordnet, um jeweils eine oder mehrere Komponenten des Hochvoltbordnetzes 2 von den Zellmodulen 3 zu trennen, wobei an diesen Positionen die Schalteinheiten S1+ bis S4- jeweils paarweise angeordnet sind d. h. jeweils eine Schalteinheit S1+ bis S4+ in der Pluspotentialleitung HV+ und eine Schalteinheit S1- bis S4- in der Minuspotentialleitung HV-. Dabei sind die Schalteinheiten S1+ bis S4- jeweils als Schütz oder Halbleiterschalter ausgebildet, wobei das jeweilige Schalteinheitpaar im dargestellten Beispiel entweder aus zwei Schützen oder aus einem Schütz und einem Halbleiterschalter besteht. In the potential lines HV + , HV- are switching units at different positions S1 + to S4- arranged to one or more components of the high-voltage electrical system 2nd from the cell modules 3rd to separate, at these positions the switching units S1 + to S4- are arranged in pairs, ie one switching unit each S1 + to S4 + in the plus potential line HV + and a switching unit S1- to S4- in the negative potential line HV- . Here are the switching units S1 + to S4- each designed as a contactor or semiconductor switch, the respective switching unit pair in the example shown either consisting of two contactors or of a contactor and a semiconductor switch.

In den dargestellten Beispielen sind die vierte Schalteinheit S4+ in der Pluspotentialleitung HV+ zwischen elektrischer Heizeinheit 10 und elektrischem Kältemittelverdichter 6 und/oder Wärmepumpe und die erste Schalteinheit S1- in der Minuspotentialleitung HV- zwischen Filtereinheit 17 und induktiver Ladeeinheit 9 als Halbleiterschalter ausgebildet, wie anhand des entsprechenden Symbols ersichtlich, und die anderen Schalteinheiten S1 +, S2+ bis S3- und S4- sind als Schütz ausgebildet, wie ebenfalls anhand des entsprechenden Symbols ersichtlich.In the examples shown are the fourth switching unit S4 + in the plus potential line HV + between electric heating unit 10th and electric refrigerant compressor 6 and / or heat pump and the first switching unit S1- in the negative potential line HV- between filter unit 17th and inductive charging unit 9 formed as a semiconductor switch, as can be seen from the corresponding symbol, and the other switching units S1 + , S2 + to S3- and S4- are designed as contactors, as can also be seen from the corresponding symbol.

Das elektrische Hochvoltbordnetz 2 ist in zwei Teilbereiche T1, T2 unterteilt. Der erste Teilbereich T1 ist in einem ersten Bauraum B1 des Fahrzeugs 1 angeordnet und der zweite Teilbereich T2 ist außerhalb dieses ersten Bauraums B1 des Fahrzeugs 1 angeordnet, im dargestellten Beispiel in mindestens einem zweiten Bauraum B2 oder in mehreren zweiten Bauräumen B2 des Fahrzeugs 1.The electrical high-voltage electrical system 2nd is in two parts T1 , T2 divided. The first section T1 is in a first installation space B1 of the vehicle 1 arranged and the second section T2 is outside of this first installation space B1 of the vehicle 1 arranged, in the example shown in at least one second installation space B2 or in several second installation spaces B2 of the vehicle 1 .

Im ersten Bauraum B1 sind nur Arbeiten unter Spannung möglich. In diesem ersten Bauraum B1 sind neben den Zellmodulen 3 der Fahrzeugbatterie und der ersten und zweiten Sicherung 14, 15 vorwiegend die Hochvoltkomponenten angeordnet, die Fahrzeugbetriebszustände mit kleinen Leistungen betreffen, insbesondere für den Wechselstromladebetriebszustand, den induktiven Ladebetriebszustand und die Notruffunktion.In the first installation space B1 only live work is possible. In this first space B1 are next to the cell modules 3rd the vehicle battery and the first and second fuses 14 , 15 Mainly the high-voltage components arranged, which relate to vehicle operating states with low powers, in particular for the AC charging operating state, the inductive charging operating state and the emergency call function.

In den dargestellten Beispielen sind im ersten Bauraum B1 neben den Zellmodulen 3 und der ersten und zweiten Sicherung 14, 15 die Filtereinheit 17, der Niedervoltgleichspannungswandler 11, die elektrische Bordladereinheit 13, die elektrische Heizeinheit 10 und die Vorladeschaltung 12 angeordnet.In the examples shown are in the first installation space B1 next to the cell modules 3rd and the first and second fuse 14 , 15 the filter unit 17th , the low voltage DC converter 11 , the electric on-board charger unit 13 , the electric heating unit 10th and the precharge circuit 12th arranged.

Außerhalb dieses ersten Bauraums B1, insbesondere im mindestens einen zweiten Bauraum B2, sind vorteilhafterweise Arbeiten im spannungsfreien Zustand möglich. Hier sind im dargestellten Beispiel die beiden elektrischen Antriebseinheiten 4, 5, die Wechselstromladedose 7, der elektrische Kältemittelverdichter 6 und/oder die Wärmepumpe, die Gleichstromladedose 8 sowie die induktive Ladeeinheit 9 angeordnet. Outside of this first installation space B1 , in particular in at least one second installation space B2 , work is advantageously possible in a de-energized state. Here are the two electric drive units in the example shown 4th , 5 who have favourited AC Socket 7 , the electric refrigerant compressor 6 and / or the heat pump, the DC charging socket 8th as well as the inductive charging unit 9 arranged.

Die Schalteinheiten S1+ bis S4- dienen insbesondere der Potentialfreischaltung beider Potentialleitungen HV+, HV- an Ausgängen des ersten Bauraums B1. Mittels der ersten Schalteinheiten S1+, S1- ist die elektrische Hochvoltverbindung der Zellmodule 3 aus dem ersten Bauraum B1 heraus zur induktiven Ladeeinheit 9 zu trennen und dadurch dieser Ausgang aus dem ersten Bauraum B1 zur induktiven Ladeeinheit 9 potentialfrei zu schalten, d. h. die induktive Ladeeinheit 9 ist vom Hochvoltbordnetz 2 elektrisch zu trennen. Mittels der zweiten Schalteinheiten S2+, S2- ist die elektrische Hochvoltverbindung der Zellmodule 3 aus dem ersten Bauraum B1 heraus zu den elektrischen Antriebseinheiten 4, 5 zu trennen und dadurch dieser Ausgang aus dem ersten Bauraum B1 zu den elektrischen Anstriebseinheiten 4, 5 potentialfrei zu schalten, d. h. die elektrischen Antriebseinheiten 4, 5 sind vom Hochvoltbordnetz 2 elektrisch zu trennen. Mittels der dritten Schalteinheiten S3+, S3- ist die elektrische Hochvoltverbindung der Zellmodule 3 aus dem ersten Bauraum B1 heraus zur Gleichstromladedose 8 zu trennen und dadurch dieser Ausgang aus dem ersten Bauraum B1 zur Gleichstromladedose 8 potentialfrei zu schalten, d. h. die Gleichstromladedose 8 ist vom Hochvoltbordnetz 2 elektrisch zu trennen. Mittels der vierten Schalteinheiten S4+, S4- ist die elektrische Hochvoltverbindung der Zellmodule 3 aus dem ersten Bauraum B1 heraus zum elektrischen Kältemittelverdichter 6 und/oder zur Wärmepumpe zu trennen und dadurch dieser Ausgang aus dem ersten Bauraum B1 zum elektrischen Kältemittelverdichter 6 und/oder zur Wärmepumpe potentialfrei zu schalten, d. h. der elektrische Kältemittelverdichter 6 und/oder die Wärmepumpe ist vom Hochvoltbordnetz 2 elektrisch zu trennen. Diese Schalteinheiten S1+ bis S4- ermöglichen somit das separate Potentialfreischalten dieser Komponenten, so dass jeweils eine oder mehrere oder alle diese Komponenten potentialfrei geschaltet werden können, insbesondere in Abhängigkeit von einem jeweiligen Betriebszustand des Fahrzeugs 1.The switching units S1 + to S4- serve in particular for the potential isolation of both potential lines HV + , HV- at the exits of the first installation space B1 . By means of the first switching units S1 + , S1- is the electrical high-voltage connection of the cell modules 3rd from the first installation space B1 out to the inductive charging unit 9 to separate and thereby this exit from the first installation space B1 to the inductive charging unit 9 to be switched potential-free, ie the inductive charging unit 9 is from the high-voltage electrical system 2nd electrically disconnect. By means of the second switching units S2 + , S2- is the electrical high-voltage connection of the cell modules 3rd from the first installation space B1 out to the electric drive units 4th , 5 to separate and thereby this exit from the first installation space B1 to the electric drive units 4th , 5 to switch potential-free, ie the electrical drive units 4th , 5 are from the high-voltage electrical system 2nd electrically disconnect. By means of the third switching units S3 + , S3- is the electrical high-voltage connection of the cell modules 3rd from the first installation space B1 out to DC charging socket 8th to separate and thereby this exit from the first installation space B1 for DC charging socket 8th to be switched potential-free, ie the DC charging socket 8th is from the high-voltage electrical system 2nd electrically disconnect. By means of the fourth switching units S4 + , S4- is the electrical high-voltage connection of the cell modules 3rd from the first installation space B1 out to the electric refrigerant compressor 6 and / or to separate the heat pump and thereby this output from the first installation space B1 to the electric refrigerant compressor 6 and / or to switch potential-free to the heat pump, ie the electrical refrigerant compressor 6 and / or the heat pump is from the high-voltage electrical system 2nd electrically disconnect. These switching units S1 + to S4- thus enable the separate isolation of these components, so that one or more or all of these components can be isolated, in particular depending on a particular operating state of the vehicle 1 .

2 zeigt das Hochvoltbordnetz 2 während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs 1. Hier sind die zweiten Schalteinheiten S2+, S2- und die vierten Schalteinheiten S4+, S4-geschlossen. Die ersten Schalteinheiten S1+, S1- und dritten Schalteinheiten S3+, S3- sind geöffnet, wodurch die Ausgänge der Potentialleitungen HV+, HV- zur Gleichstromladedose 8 und zur induktiven Ladeeinheit 9 spannungsfrei geschaltet sind. Die Filtereinheit 17, der Niedervoltgleichspannungswandler 11, die elektrische Heizeinheit 10, der elektrische Kältemittelverdichter 6 und die beiden elektrischen Antriebseinheiten 4, 5 sind aktiv. Die anderen Komponenten des Hochvoltbordnetzes 2 sind inaktiv. 2nd shows the high-voltage electrical system 2nd while the vehicle is running 1 . Here are the second switching units S2 + , S2- and the fourth switching units S4 + , S4-closed. The first switching units S1 + , S1 and third switching units S3 + , S3- are open, causing the outputs of the potential lines HV + , HV- for DC charging socket 8th and to the inductive charging unit 9 are de-energized. The filter unit 17th , the low voltage DC converter 11 , the electric heating unit 10th , the electric refrigerant compressor 6 and the two electric drive units 4th , 5 are active. The other components of the high-voltage electrical system 2nd are inactive.

Eine Gesamtkapazität von Y-Kondensatoren der aktiven Komponenten muss kleiner oder gleich 0,2 J je Potential sein. Da die Y-Kondensatoren der Gleichstromladefunktion und des induktiven Ladens nun nicht betrachtet werden müssen, kann das restliche verbliebene Hochvoltsystem den maximalen Wert der Y-Kondensatoren auf die beim Fahrbetrieb aktiven und daher unter Spannung stehenden Komponenten verteilen. The total capacitance of Y capacitors of the active components must be less than or equal to 0.2 J per potential. Since the Y capacitors of the DC charging function and inductive charging do not need to be considered, the remaining high-voltage system can distribute the maximum value of the Y capacitors to the components that are active during driving and therefore live.

Beispielsweise können die Inverter der elektrischen Antriebseinheiten 4, 5 mit einer höheren Kapazität ihres Y-Kondensators ausgestattet werden als dies im Stand der Technik möglich gewesen wäre. Somit ist es möglich, ihre EMV-Störemissionen (EMV = elektromagnetische Verträglichkeit) durch eine bessere Befilterung zu reduzieren und im Gegenzug Filtermaßnahmen bei anderen Komponenten, beispielsweise der Hochvoltbatterie, einzusparen. Es wäre auch möglich, dadurch eine schirmlose Hochvoltleitung zu den Invertern der elektrischen Antriebseinheiten 4, 5 zu realisieren. Das Gleiche könnte für den elektrischen Kältemittelverdichter 6 umgesetzt werden.For example, the inverters of the electrical drive units 4th , 5 be equipped with a higher capacity of their Y capacitor than would have been possible in the prior art. It is thus possible to reduce their EMC interference emissions (EMC = electromagnetic compatibility) by means of better filtering and, in return, to save filter measures on other components, such as the high-voltage battery. It would also be possible to have an unshielded high-voltage line to the inverters of the electrical drive units 4th , 5 to realize. The same could be said for the electric refrigerant compressor 6 be implemented.

3 zeigt das Hochvoltbordnetz 2 während eines Wechselstromladebetriebs. Hier sind alle Schalteinheiten S1+ bis S5- geöffnet. Die Wechselstromladedose 7, die Bordladereinheit 13, der Niedervoltgleichspannungswandler 11 und die Filtereinheit 17 sind aktiv. Alle anderen Komponenten des Hochvoltbordnetzes 2 sind inaktiv. 3rd shows the high-voltage electrical system 2nd during an AC charging operation. Here are all switching units S1 + to S5- open. The AC socket 7 , the board charger unit 13 , the low voltage DC converter 11 and the filter unit 17th are active. All other components of the high-voltage electrical system 2nd are inactive.

Da das Wechselstrom laden in der Regel mit geringerer Leistung stattfindet, beispielsweise maximal 22 kW, liegt bei diesem Betriebszustand der Fokus in der Reduzierung eines Stromverbrauchs durch Permanentverbraucher. Der in den Y-Kondensatoren gespeicherte Energieinhalt des Systems spielt eine untergeordnete Rolle, da alle Ausgänge aus dem ersten Bauraum B1 über die Schalteinheiten S1+ bis S4-, d. h. über zwei Schütze oder eine Kombination aus Schütz und Halbleiterschalter, spannungsfrei geschaltet sind. Die restlich verbliebene Kapazität von einem oder mehreren Y-Kondensatoren im Wechselstromeingang des Fahrzeugs 1 inklusive einer fahrzeugexternen elektrischen Wechselstromenergiequelle, insbesondere Ladesäule, ist im Normalfall weit unter den maximalen Grenzwerten.Since the alternating current is usually charged with a lower output, for example a maximum of 22 kW, the focus in this operating state is on reducing electricity consumption by permanent consumers. The energy content of the system stored in the Y capacitors plays a subordinate role, since all outputs from the first installation space B1 about the switching units S1 + to S4- , ie via two contactors or a combination of contactor and semiconductor switch, are de-energized. The remaining capacity of one or more Y capacitors in the vehicle's AC input 1 including an external electrical AC energy source, in particular a charging station, is normally far below the maximum limit values.

Die Reduzierung von Permanentverbrauchern wird erreicht, indem die Schalteinheiten S1+ bis S4-, insbesondere Schütze und/oder Halbleiterschalter, zu den Ausgängen des ersten Bauraums B1 und somit zu den Komponenten außerhalb des ersten Bauraums B1 geöffnet sind, d. h. nicht angesteuert werden. Somit sind alle Komponenten außerhalb des ersten Bauraums B1 spannungsfrei und zugehörige Steuerungsfunktionen können deaktiviert sein. Dies wird insbesondere auch dadurch ermöglicht, da bei einer Standardkollision des Fahrzeugs 1 keine Schnellentladung gefordert wird. Ein Stromverbrauch zum Ansteuern der Schütze entfällt ebenso.The reduction of permanent consumers is achieved by the switching units S1 + to S4- , in particular contactors and / or semiconductor switches, to the outputs of the first installation space B1 and thus to the components outside of the first installation space B1 are open, ie they cannot be controlled. All components are therefore outside of the first installation space B1 voltage-free and associated control functions can be deactivated. This is made possible in particular because of a standard collision of the vehicle 1 no rapid discharge is required. Power consumption to control the contactors is also eliminated.

Ist der Niedervoltgleichspannungswandler 11 intern in zwei oder mehr Phasen aufgeteilt, dann ist nur eine Phase aktiv und es kann somit bei dieser Umwandlung eine höhere Effizienz erreicht werden. Vorteilhaft ist, wenn diese Phase des Niedervoltgleichspannungswandler 11 auf eine Leistung eines Niedervoltbordnetzes des Fahrzeugs 1
während des Wechselstromladebetriebs, induktiven Ladebetriebs und/oder für die Notruffunktion ausgelegt ist, beispielsweise 150 W bis 200 W, um einen Wirkungsgrad zu erhöhen. Eine Summenleistung aller Phasen des Niedervoltgleichspannungswandlers 11 ist dann auf einen maximalen Bordnetzbedarf des Niedervoltbordnetzes von beispielsweise 3 kW ausgelegt.Is the low voltage DC converter 11 internally divided into two or more phases, then only one phase is active and a higher efficiency can be achieved with this conversion. It is advantageous if this phase of the low-voltage DC converter 11 to a performance of a low-voltage electrical system of the vehicle 1
is designed during AC charging, inductive charging and / or for the emergency call function, for example 150 W to 200 W to increase efficiency. A total power of all phases of the low-voltage DC converter 11 is then designed for a maximum on-board electrical system requirement of the low-voltage electrical system of, for example, 3 kW.

Sämtliche externen Komponenten, d. h. alle Komponenten außerhalb des ersten Bauraums B1, die inaktiv sind, sind spannungsfrei und können daher von ihrer Lebensdaueranforderung auf reduzierte Anforderungen ausgelegt werden. Dies ist meist der Auslegungsfall für die Dimensionierung der Filtereinheit 17, da hier der höchste Strom durch die Filtereinheit 17 fließen muss. Beispielsweise ist die Filtereinheit 17 auf eine Leistung von 22 kW für den Wechselstromladebetrieb abzüglich des Strombedarfs für den Niedervoltgleichspannnungswandler 11 für die Leistung von ca. 150 W ausgelegt.All external components, ie all components outside of the first installation space B1 which are inactive are voltage-free and can therefore be designed for reduced requirements based on their lifespan requirement. This is usually the design case for the dimensioning of the filter unit 17th , because here the highest current through the filter unit 17th must flow. For example, the filter unit 17th to an output of 22 kW for AC charging minus the power requirement for the low-voltage DC converter 11 designed for the power of approx. 150 W.

Zusätzlich kann während des Wechselstromladebetriebs beispielsweise auch die elektrische Heizeinheit 10 aktiv sein, insbesondere um die Hochvoltbatterie aufzuwärmen, und/oder es kann beispielsweise eine Kühlfunktion für die Hochvoltbatterie aktiviert sein. Hierfür kann es dann eine höhere Leistung des Niedervoltgleichspannungswandlers 11, beispielsweise für einen Wasserpumpenbetrieb und Kühlerlüfter, erforderlich sein. Möglicherweise muss auch der elektrische Kältemittelverdichter 6 aktiv sein. Diese Maßnahmen sind insbesondere abhängig von einer Ladeleistung des Wechselstromladebetriebs und einer Batterieerwärmung, welche insbesondere von einer Batteriegröße der Hochvoltbatterie abhängig ist.In addition, for example, the electric heating unit can also be used during the AC charging operation 10th be active, in particular to warm up the high-voltage battery, and / or, for example, a cooling function for the high-voltage battery can be activated. For this purpose, there can then be a higher output of the low-voltage DC converter 11 , for example for a water pump operation and radiator fan, may be required. The electrical refrigerant compressor may also have to be used 6 be active. These measures are in particular dependent on a charging capacity of the AC charging mode and battery heating, which is particularly dependent on a battery size of the high-voltage battery.

4 zeigt das Hochvoltbordnetz 2 während des induktiven Ladebetriebs. Hier sind nur die ersten Schalteinheiten S1+, S1- geschlossen. Die zweiten bis vierten Schalteinheiten S2+, S2- bis S4+, S4- sind geöffnet. Die induktive Ladeeinheit 9, die Filtereinheit 17 und der Niedervoltgleichspannungswandler 11 sind aktiv. Alle anderen Komponenten des Hochvoltbordnetzes 2 sind inaktiv. Der Zustand beim induktiven Ladebetrieb ist vergleichbar zum Wechselstromladebetrieb. Die Ladeleistung ist in der Regel sehr gering. Der Fokus liegt auf der Reduzierung der Permanentstromverbraucher. Die Anschlüsse außerhalb des ersten Bauraums B1 sind galvanisch getrennt und spannungsfrei, wodurch die Thematik der Y-Kondensatoren vernachlässigt werden kann. 4th shows the high-voltage electrical system 2nd during inductive charging. Here are just the first switching units S1 + , S1- closed. The second to fourth switching units S2 + , S2- to S4 + , S4- are opened. The inductive charging unit 9 , the filter unit 17th and the low voltage DC converter 11 are active. All other components of the high-voltage electrical system 2nd are inactive. The state of inductive charging is comparable to AC charging. The charging power is usually very low. The focus is on reducing the Permanent current consumer. The connections outside the first installation space B1 are electrically isolated and voltage-free, which means that the topic of Y capacitors can be neglected.

5 zeigt das Hochvoltbordnetz 2 während des Gleichstromladebetriebs. Hier sind die dritten Schalteinheiten S3+, S3- und die vierten Schalteinheiten S4+, S4- geschlossen. Die ersten Schalteinheiten S1+, S1- und die zweiten Schalteinheiten S2+, S2- sind geöffnet. Die Gleichstromladedose 8, der Niedervoltgleichspannungswandler 11, die Filtereinheit 17, die elektrische Heizeinheit 10 und der elektrische Kältemittelverdichter 6 sind aktiv. Alle anderen Komponenten des Hochvoltbordnetzes 2 sind inaktiv. 5 shows the high-voltage electrical system 2nd during DC charging. Here are the third switching units S3 + , S3- and the fourth switching units S4 + , S4- closed. The first switching units S1 + , S1 and the second switching units S2 + , S2- are opened. The DC charging socket 8th , the low voltage DC converter 11 , the filter unit 17th , the electric heating unit 10th and the electric refrigerant compressor 6 are active. All other components of the high-voltage electrical system 2nd are inactive.

Der Fokus beim Gleichstromladen liegt wiederum bei der Einhaltung der maximal zulässigen Energie in den Y-Kondensatoren. Der Stromverbrauch durch aktive Komponenten ist weniger wichtig, da im Normalfall beim Gleichstromladen mit hoher Ladeleistung geladen wird und somit die Ladezeit kurz gehalten wird. Permanentstromverbraucher fallen somit nicht so stark ins Gewicht. Die Ausgänge für die beiden elektrischen Antriebseinheiten 4, 5 und für die induktive Ladeeinheit 9 sind über die zweiten Schalteinheiten S2+, S2- bzw. die ersten Schalteinheiten S1+, S1-spannungsfrei geschaltet. Da die Kapazitäten der Y-Kondensatoren der beiden elektrischen Antriebseinheiten 4, 5 und des induktiven Ladens nun nicht betrachtet werden müssen, kann das restlich verbliebene Hochvoltsystem auf den maximalen Wert der Y-Kondensatoren in diesem Betriebszustand ausgelegt sein. Speziell durch den Wegfall der Y-Kondensatoren der beiden elektrischen Antriebseinheiten 4, 5 wird die Gesamtkapazität erheblich verringert.The focus in DC charging is again on maintaining the maximum permissible energy in the Y capacitors. The power consumption by active components is less important, since normally charging with high charging power takes place during DC charging and thus the charging time is kept short. Permanent electricity consumers are therefore not so important. The outputs for the two electric drive units 4th , 5 and for the inductive charging unit 9 are about the second switching units S2 + , S2- or the first switching units S1 + , S1 de-energized. Because the capacitance of the Y capacitors of the two electric drive units 4th , 5 and the inductive charging does not have to be considered now, the remaining high-voltage system can be designed for the maximum value of the Y capacitors in this operating state. Especially due to the elimination of the Y capacitors of the two electric drive units 4th , 5 the overall capacity is significantly reduced.

6 zeigt das Hochvoltbordnetz 2 während einer Vorkonditionierung, auch als Preconditionning bezeichnet, des Fahrzeugs 1 während des Wechselstromladebetriebs. Hier sind nur die vierten Schalteinheiten S4+, S4- geschlossen. Alle anderen Schalteinheiten S1+, S1- bis S3+, S3- sind geöffnet. Die Filtereinheit 17, die Bordladereinheit 13, der Niedervoltgleichspannungswandler 11, die elektrische Heizeinheit 10, der elektrische Kältemittelverdichter 6 und die Wechselstromladedose 7 sind aktiv. Alle anderen Komponenten des Hochvoltbordnetzes 2 sind inaktiv. 6 shows the high-voltage electrical system 2nd during preconditioning, also known as preconditioning, of the vehicle 1 during AC charging. Here are only the fourth switching units S4 + , S4- closed. All other switching units S1 + , S1- to S3 + , S3- are opened. The filter unit 17th , the board charger unit 13 , the low voltage DC converter 11 , the electric heating unit 10th , the electric refrigerant compressor 6 and the AC socket 7 are active. All other components of the high-voltage electrical system 2nd are inactive.

Während dieser Vorkonditionierung erfolgt, insbesondere in der kalten Jahreszeit, beispielsweise eine Erwärmung eines Innenraumes des Fahrzeugs 1 und ein Beheizen von Scheiben und Sitzen des Fahrzeugs 1. In der warmen Jahreszeit erfolgt beispielsweise ein Kühlen des Innenraumes. Das Fahrzeug 1 ist in diesem Zustand im Normalfall mit der fahrzeugexternen elektrischen Wechselstromenergiequelle, insbesondere Ladesäule, verbunden. Durch die galvanische Trennung innerhalb der Bordladereinheit 13 ist der Energieinhalt der Y-Kondensatoren am Wechselstromladestecker sehr gering.During this preconditioning, in particular in the cold season, for example, the interior of the vehicle is heated 1 and heating windows and seats of the vehicle 1 . In the warm season, for example, the interior is cooled. The vehicle 1 is normally connected to the vehicle's external electrical AC power source, in particular the charging station, in this state. Due to the galvanic isolation within the on-board charger unit 13 the energy content of the Y capacitors on the AC charging plug is very low.

Die vierten Schalteinheiten S4+, S4- zum elektrischen Kältemittelverdichter 6 sind geschlossen, um ihn betreiben zu können. Die zweiten Schalteinheiten S2+, S2- zu den beiden elektrischen Antriebseinheiten 4, 5 sind geöffnet, wodurch die Kapazität von deren Y-Kondensatoren nicht zu berücksichtigen ist. Die Steuerungseinheiten der elektrischen Antriebseinheiten 4, 5 können deaktiviert bleiben. Da keine Hochvoltspannung anliegt, ist keine Schnellentladung gefordert. Die dritten Schalteinheiten S3+, S3- zur Gleichstromladedose 8 sind ebenfalls geöffnet. Eine Einhaltung des Grenzwertes der maximal gespeicherten Energie in den Y-Kondensatoren des Gleichstromkreises kann somit sichergestellt werden, da die Y-Kondensatoren mit den größten Kapazitäten nicht zum Gesamtsystem zugeschaltet sind.The fourth switching units S4 + , S4- to the electric refrigerant compressor 6 are closed to operate it. The second switching units S2 + , S2- to the two electric drive units 4th , 5 are open, which means that the capacitance of their Y capacitors is not taken into account. The control units of the electric drive units 4th , 5 can remain deactivated. Since there is no high voltage, no rapid discharge is required. The third switching units S3 + , S3- for DC charging socket 8th are also open. Compliance with the limit value of the maximum stored energy in the Y capacitors of the direct current circuit can thus be ensured, since the Y capacitors with the largest capacitances are not connected to the overall system.

Zur Versorgung des Niedervoltbordnetzes, beispielsweise für die (Sitzheizungen, Scheibenheizungen, Lüfter, Pumpen usw., wird der Niedervoltgleichspannungswandler 11 betrieben. Falls das Fahrzeug 1 beheizt werden muss, kann die elektrische Heizeinheit 10 ebenfalls aktiv sein. Zur Auslegung der Filtereinheit 17 wäre der Zustand mit der höchsten Stromaufnahme ein bereits abgeschlossener Ladevorgang, d. h. die Wechselstromladedose 7 hat eine Einspeisung einer Ladeleistung beendet, und es wird der Innenraum des Fahrzeugs 1 beheizt, das Niedervoltbordnetz verfügt zudem über einen hohen Stromverbrauch aufgrund des Betriebs der Scheibenheizung zur Entfrostung und der Sitzheizung, und der elektrische Kältemittelverdichter 6 ist in Betrieb zur Entfeuchtung der Luft im Innenraum des Fahrzeugs 1. Falls eine daraus resultierende Stromaufnahme höher ist als während des noch erfolgenden Wechselstromladens, beispielsweise 22 kW bei geringster Spannung der Zellmodule 3 der Hochvoltbatterie, dann erfolgt die Auslegung der Filtereinheit 17 auf diesen Betriebszustand.The low-voltage DC voltage converter is used to supply the low-voltage electrical system, for example for (seat heaters, window heaters, fans, pumps, etc.) 11 operated. If the vehicle 1 The electric heating unit can be heated 10th also be active. To design the filter unit 17th the state with the highest current consumption would be an already completed charging process, ie the AC charging socket 7 has finished feeding a charging power, and it becomes the interior of the vehicle 1 heated, the low-voltage electrical system also has a high power consumption due to the operation of the window heating for defrosting and the seat heating, and the electric refrigerant compressor 6 is used to dehumidify the air inside the vehicle 1 . If the resulting current consumption is higher than during AC charging, for example 22 kW at the lowest voltage of the cell modules 3rd the high-voltage battery, then the filter unit is designed 17th to this operating state.

7 zeigt das Hochvoltbordnetz 2 während der Vorkonditionierung des Fahrzeugs 1 während des induktiven Ladebetriebs. Hier sind die ersten Schalteinheiten S1+, S1- und die vierten Schalteinheiten S4+, S4- geschlossen und die anderen Schalteinheiten S2+, S2-, S3+, S3- sind geöffnet. Die induktive Ladeeinheit 9, die Filtereinheit 17, der Niedervoltgleichspannungswandler 11, die elektrische Heizeinheit 10 und der elektrische Kältemittelverdichter 6 sind aktiv. Alle anderen Komponenten des Hochvoltbordnetzes 2 sind inaktiv. Die Vorkonditionierung während des induktiven Ladebetriebs ist somit vergleichbar zur Vorkonditionierung während des Wechselstromladebetriebs, nur dass anstelle der Bordladereinheit 13 und der Wechselstromladedose 7 die induktive Ladeeinheit 9 aktiv ist. Die obige Beschreibung zur Vorkonditionierung während des Wechselstromladebetriebs gilt somit analog auch für die Vorkonditionierung während des induktiven Ladebetriebs. 7 shows the high-voltage electrical system 2nd during the pre-conditioning of the vehicle 1 during inductive charging. Here are the first switching units S1 + , S1- and the fourth switching units S4 + , S4- closed and the other switching units S2 + , S2- , S3 + , S3- are opened. The inductive charging unit 9 , the filter unit 17th , the low voltage DC converter 11 , the electric heating unit 10th and the electric refrigerant compressor 6 are active. All other components of the high-voltage electrical system 2nd are inactive. The preconditioning during the inductive charging operation is thus comparable to the preconditioning during the AC charging operation, only that instead of the on-board charger unit 13 and the AC socket 7 the inductive charging unit 9 is active. The above description of preconditioning during the AC charging mode thus also applies analogously to preconditioning during inductive charging.

8 zeigt das Hochvoltbordnetz 2 nach einer Kollision des Fahrzeugs 1 und/oder während eines Services und/oder einer Montage mindestens einer Hochvoltkomponente. Hierbei sind alle Schalteinheiten S1+, S1- bis S4+, S4- geöffnet. Dadurch sind nur die Filtereinheit 17 und der Niedervoltgleichspannungswandler 11 aktiv und alle anderen Komponenten des Hochvoltbordnetzes 2 inaktiv. 8th shows the high-voltage electrical system 2nd after a collision of the vehicle 1 and / or during a service and / or an assembly of at least one high-voltage component. Here are all switching units S1 + , S1- to S4 + , S4- open. This means only the filter unit 17th and the low voltage DC converter 11 active and all other components of the high-voltage electrical system 2nd inactive.

Nach einem Unfall, insbesondere einer Kollision, ist das Fahrzeug 1 für einen vorgegebenen Zeitraum, beispielsweise 70 Minuten, soweit in Betrieb zu halten, dass vorgegebene Funktionen wie ein Absenden eines Notrufs oder ein Betreiben einer Warnblinkanlage funktionsfähig sind. Die Hochvoltkomponenten werden deaktiviert, d. h. sie werden spannungsfrei geschaltet und die Kapazitäten, insbesondere die Y-Kondensatoren, werden entladen.After an accident, especially a collision, the vehicle is 1 for a predetermined period of time, for example 70 minutes, to the extent that predetermined functions such as sending an emergency call or operating a hazard warning system are functional. The high-voltage components are deactivated, ie they are switched off and the capacitors, in particular the Y capacitors, are discharged.

Um eine Größe einer Niedervoltbatterie zu reduzieren, kann die für diesen Fall nötige Energie aus der Hochvoltbatterie entnommen werden. Der erste Bauraum B1 ist im Fahrzeug 1 vorteilhafterweise in einem kollisionsgeschützten Bereich angeordnet oder durch Versteifungen kollisionsgeschützt ausgebildet. Alle elektrischen Ausgänge außerhalb dieses ersten Bauraums B1 sind geöffnet oder galvanisch getrennt. Es kann somit der Niedervoltgleichspannungswandler 11 betrieben werden, um das Niedervoltbordnetz zu versorgen. Eine Gefährdung durch einen elektrischen Schlag besteht nicht. Der Niedervoltgleichspannungswandler 11 ist so dimensioniert, dass dieser Betriebszustand ohne Kühlsystem für längere Zeit, beispielsweise mindestens 70 Minuten, eingenommen werden kann. Eine Leistungsaufnahme des Niedervoltbordnetzes ist dabei sehr gering, beispielsweise 200 W.In order to reduce the size of a low-voltage battery, the energy required for this case can be drawn from the high-voltage battery. The first space B1 is in the vehicle 1 advantageously arranged in a collision-protected area or formed collision-protected by stiffeners. All electrical outputs outside of this first installation space B1 are open or galvanically isolated. It can therefore be the low-voltage DC converter 11 be operated to supply the low-voltage electrical system. There is no risk of electric shock. The low voltage DC converter 11 is dimensioned so that this operating state can be assumed for a longer period of time, for example at least 70 minutes, without a cooling system. The power consumption of the low-voltage electrical system is very low, for example 200 W.

Sind Arbeiten, insbesondere Servicearbeiten, an den Hochvoltkomponenten außerhalb des ersten Bauraums B1, d. h. an den Hochvoltkomponenten des zweiten Teilbereichs T2, insbesondere im zweiten Bauraum B2, d. h. insbesondere an der induktiven Ladeeinheit 9, den elektrischen Antriebseinheiten 4, 5, dem elektrischen Kältemittelverdichter 6, der Wechselstromladedose 7 und/oder der Gleichstromladedose 8, erforderlich, dann ist es für Werkstätten möglich, in einem Zustand der Spannungsfreiheit diese Komponenten zu tauschen. Um dies zu erreichen, werden alle Schalteinheiten S1+, S1- bis S4+, S4- geöffnet, um alle Verbindungen aus dem ersten Bauraum B1 heraus spannungsfrei zu schalten.Are work, especially service work, on the high-voltage components outside of the first installation space B1 , ie on the high-voltage components of the second section T2 , especially in the second installation space B2 , ie in particular on the inductive charging unit 9 , the electric drive units 4th , 5 , the electric refrigerant compressor 6 , the AC socket 7 and / or the DC charging socket 8th , then it is possible for workshops to replace these components in a state of no voltage. To achieve this, all switching units S1 + , S1- to S4 + , S4- opened to all connections from the first installation space B1 to switch out voltage-free.

Bei Servicearbeiten innerhalb des ersten Bauraums B1 sind erhöhte Sicherheitsanforderungen notwendig. Alle Komponenten sind direkt mit der Batteriespannung der Hochvoltbatterie verbunden. Durch Entfernen einer Sicherung zu den Zellmodulen 3 der Hochvoltbatterie, insbesondere der ersten Sicherung 14, kann die Verbindung zu einem Hochvoltpotential getrennt werden. Dabei besteht die Anforderung, dass das Hochvoltsystem sich in einem stromfreien Zustand befindet, um eine Lichtbogenbildung beim Entfernen der Sicherung zu vermeiden. Dies wird durch ein sicheres Deaktivieren der Komponenten im ersten Bauraum B1 erreicht.For service work within the first installation space B1 increased security requirements are necessary. All components are directly connected to the battery voltage of the high-voltage battery. By removing a fuse to the cell modules 3rd the high-voltage battery, especially the first fuse 14 , the connection to a high-voltage potential can be disconnected. There is a requirement that the high-voltage system is in a de-energized state to avoid arcing when the fuse is removed. This is achieved by safely deactivating the components in the first installation space B1 reached.

Bei einer Wiederinbetriebnahme des Hochvoltsystems ist vor dem Einstecken der Sicherung ein Vorladen von X-Kondensatoren der Hochvoltkomponenten notwendig. Dies kann erfolgen durch ein Vorladen der X-Kondensatoren über den Niedervoltgleichspannungswandler 11 mit einer Niedervoltspannung, wenn dieser boostfähig ist. Anschließend wird die Sicherung montiert. Alternativ können die X-Kondensatoren durch die Bordladereinheit 13 von einer an der Wechselstromladedose 7 angeschlossenen fahrzeugexternen elektrischen Wechselstromenergiequelle vorgeladen werden. Anschließend wird die Sicherung montiert. Alternativ kann die Vorladung über einen der Hochvoltanschlüsse zu den externen Komponenten, d. h. zu den Komponenten außerhalb des ersten Bauraums B1, erfolgen. Danach wird die Sicherung montiert.When the high-voltage system is restarted, the capacitors of the high-voltage components must be pre-charged before the fuse is inserted. This can be done by precharging the X capacitors via the low-voltage DC converter 11 with a low voltage if it is boostable. The fuse is then installed. Alternatively, the X capacitors can be powered by the on-board charger unit 13 from one on the AC socket 7 connected external AC power source can be pre-charged. The fuse is then installed. Alternatively, the precharging can take place via one of the high-voltage connections to the external components, ie to the components outside the first installation space B1 , respectively. Then the fuse is installed.

Für den Verbau der Hochvoltkomponenten an einem Fertigungsband während der Herstellung des Fahrzeugs 1 kann beispielsweise zunächst das Hochvoltsystem ohne Einsetzen der Sicherung zu den Zellmodulen 3 der Hochvoltbatterie, d. h. insbesondere ohne Einsetzen der ersten Sicherung 14, komplettiert werden. Diese Tätigkeiten sind somit in einem stromfreien Zustand und ein Hochvoltpotential ist nicht verbunden. Erst nach Vervollständigung des Aufbaus im ersten Bauraum B1 wird die Sicherung, insbesondere die erste Sicherung 14, eingesetzt. Diese Tätigkeiten stellen ebenfalls ein Arbeiten unter Spannung dar. Alle Hochvoltanschlussstellen zu den externen Hochvoltkomponenten, d. h. zu den Hochvoltkomponenten außerhalb des ersten Bauraums B1, insbesondere zur induktiven Ladeeinheit 9, zur Wechselstromladedose 7, zur Gleichstromladedose 8, zu den beiden elektrischen Antriebseinheiten 4, 5 und zum elektrischen Kältemittelverdichter 6, sind geöffnet, d. h. alle Schalteinheiten S1+ bis S4- sind geöffnet, und der Leitungssatz bzw. diese Komponenten außerhalb des ersten Bauraums B1 können spannungsfrei hinzugefügt werden. Dies erfolgt somit nicht als Arbeiten unter Spannung. Erst nach Komplettierung des Hochvoltsystems wird an einem Bandende des Fertigungsbandes das Hochvoltsystem in Betrieb genommen, wie bereits zu den Servicearbeiten innerhalb des ersten Bauraums B1 beschrieben.For installing high-voltage components on a production line during the manufacture of the vehicle 1 For example, the high-voltage system can first be connected to the cell modules without inserting the fuse 3rd the high-voltage battery, in particular without inserting the first fuse 14 , be completed. These activities are therefore in a current-free state and a high-voltage potential is not connected. Only after completion of the construction in the first installation space B1 becomes the backup, especially the first backup 14 , used. These activities also represent working under voltage. All high-voltage connection points to the external high-voltage components, ie to the high-voltage components outside of the first installation space B1 , especially the inductive charging unit 9 , to the AC socket 7 , to the DC charging socket 8th , to the two electric drive units 4th , 5 and to the electric refrigerant compressor 6 , are open, ie all switching units S1 + to S4- are open, and the wiring harness or these components are outside the first installation space B1 can be added stress-free. This is not done as live work. Only after completion of the high-voltage system is the high-voltage system put into operation at one end of the production line, as was already the case for service work within the first installation space B1 described.

9 zeigt das Hochvoltbordnetz 2 während eines Vorladens eines Hochvoltzwischenkreises. Zum sanften Aufladen des Hochvoltzwischenkreises, auch als DC-Link bezeichnet, wird beispielsweise eine Vorladeschaltung 12 (Schütz und Vorladewiderstand) oder ein boostfähiger Niedervoltgleichspannungswandler 11 zum Vorladen aus dem Niedervoltbordnetz des Fahrzeugs 1 verwendet. Bei dem hier dargestellten Hochvoltbordnetz 2 sind die Hochvoltkomponenten innerhalb des ersten Bauraums B1 permanent mit Spannung beaufschlagt, so dass kein Vorladen notwendig ist. Der Zwischenkreiskondensator zum elektrischen Kältemittelverdichter 6 kann durch einen taktenden Betrieb der als MOSFET ausgebildeten vierten Schalteinheit S4+ in der Pluspotentialleitung HV+ zum elektrischen Kältemittelverdichter 6 bei gleichzeitig geschlossenem Schütz des zweiten Hochvoltpotentials, d. h. bei gleichzeitig geschlossener vierter Schalteinheit S4- in der Minuspotentialleitung HV- zum elektrischen Kältemittelverdichter 6, realisiert werden. Alternativ kann eine Vorladeschaltung bestehend aus einem Schalter, insbesondere Halbleiterschalter, und einem Widerstand gewählt werden. 9 shows the high-voltage electrical system 2nd during a precharge of a high-voltage intermediate circuit. A precharge circuit, for example, is used to gently charge the high-voltage intermediate circuit, also known as a DC link 12th (Contactor and precharging resistor) or a boostable low-voltage DC converter 11 for pre-charging from the vehicle's low-voltage electrical system 1 used. In the high-voltage electrical system shown here 2nd are the high-voltage components within the first installation space B1 permanently charged with voltage so that no pre-charging is necessary. The intermediate circuit condenser to the electrical refrigerant compressor 6 can by clocking operation of the fourth switching unit designed as a MOSFET S4 + in the plus potential line HV + to the electric refrigerant compressor 6 with the contactor of the second high-voltage potential closed at the same time, ie with the fourth switching unit closed at the same time S4- in the negative potential line HV- to the electric refrigerant compressor 6 , will be realized. Alternatively, a precharge circuit consisting of a switch, in particular a semiconductor switch, and a resistor can be selected.

Zur Vorladung der Kapazitäten der elektrischen Antriebseinheiten 4, 5 ist es ebenfalls notwendig, eine Vorladeschaltung 12 einzusetzen.For pre-charging the capacities of the electrical drive units 4th , 5 it is also necessary to use a precharge circuit 12th use.

Somit sind die zweiten Schalteinheiten S2+, S2- und die vierten Schalteinheiten S4+, S4- geschlossen, wobei die als MOSFET ausgebildete vierte Schalteinheit S4+ in der Pluspotentialleitung HV+ zum elektrischen Kältemittelverdichter 6 auf die beschriebene Weise getaktet, d. h. abwechselnd geöffnet und geschlossen, wird und somit die Vorladefunktion des elektrischen Kältemittelverdichters 6 übernimmt, und die anderen Schalteinheiten S1+, S1-, S3+, S3- sind geöffnet. Aktive Komponenten sind hier die Filtereinheit 17 und die Vorladeschaltung 12. Die anderen Komponenten des Hochvoltbordnetzes 2 sind inaktiv.Thus, the second switching units S2 + , S2- and the fourth switching units S4 + , S4- closed, the fourth switching unit designed as a MOSFET S4 + in the plus potential line HV + to the electric refrigerant compressor 6 clocked in the manner described, ie alternately opened and closed, and thus the precharging function of the electric refrigerant compressor 6 takes over, and the other switching units S1 + , S1- , S3 + , S3- are opened. Active components are the filter unit here 17th and the precharge circuit 12th . The other components of the high-voltage electrical system 2nd are inactive.

BezugszeichenlisteReference list

11
Fahrzeugvehicle
22nd
HochvoltbordnetzHigh-voltage electrical system
33rd
ZellmodulCell module
4, 54, 5
elektrische Antriebseinheitelectric drive unit
66
elektrischer Kältemittelverdichterelectric refrigerant compressor
77
WechselstromladedoseAC socket
88th
GleichstromladedoseDC charging socket
99
induktive Ladeeinheitinductive charging unit
1010th
elektrische Heizeinheitelectric heating unit
1111
NiedervoltgleichspannungswandlerLow voltage DC converter
1212th
VorladeschaltungPrecharge circuit
1313
BordladereinheitOn-board charger unit
14, 1514, 15
SicherungFuse
1717th
FiltereinheitFilter unit
1919th
Wechselstromleitung AC line
B1B1
erster Bauraumfirst installation space
B2B2
zweiter Bauraumsecond space
HV+, HV-HV +, HV-
PotentialleitungPotential line
S1 + bis S4-S1 + to S4-
SchalteinheitSwitching unit
T1T1
erster Teilbereichfirst section
T2T2
zweiter Teilbereichsecond section

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102018002926 A1 [0002]DE 102018002926 A1 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

  • DIN EN 61800 [0012]DIN EN 61800 [0012]

Claims (7)

Fahrzeug (1) mit einem elektrischen Hochvoltbordnetz (2), dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Hochvoltbordnetz (2) in zwei Teilbereiche (T1, T2) unterteilt ist, wobei der erste Teilbereich (T1) in einem ersten Bauraum (B1) des Fahrzeugs (1) angeordnet ist und der zweite Teilbereich (T2) in mindestens einem zweiten Bauraum (B2) des Fahrzeugs (1) angeordnet ist, wobei die Unterteilung des elektrischen Hochvoltbordnetzes (2) in die beiden Teilbereiche (T1, T2) derart ausgebildet ist, dass im ersten Bauraum (B1) des Fahrzeugs (1) nur Arbeiten unter elektrischer Spannung des ersten Teilbereichs (T1) des elektrischen Hochvoltbordnetzes (2) möglich sind und im mindestens einen zweiten Bauraum (B2) des Fahrzeugs (1) Arbeiten in einem spannungsfreien Zustand des zweiten Teilbereichs (T2) des elektrischen Hochvoltbordnetzes (2) möglich sind.Vehicle (1) with an electrical high-voltage electrical system (2), characterized in that the electrical high-voltage electrical system (2) is divided into two partial areas (T1, T2), the first partial area (T1) in a first installation space (B1) of the vehicle ( 1) and the second section (T2) is arranged in at least one second installation space (B2) of the vehicle (1), the subdivision of the electrical high-voltage electrical system (2) into the two sections (T1, T2) being such that in the first installation space (B1) of the vehicle (1) only work under electrical voltage of the first section (T1) of the electrical high-voltage electrical system (2) is possible and in at least one second installation space (B2) of the vehicle (1) work in a voltage-free state of the second section (T2) of the electrical high-voltage electrical system (2) are possible. Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauräume (B1, B2) baulich voneinander getrennt sind.Vehicle (1) after Claim 1 , characterized in that the installation spaces (B1, B2) are structurally separate from one another. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (T1) Zellmodule (3) einer Hochvoltbatterie umfasst und zusätzlich mindestens eine Schalteinheit (S1+, S1- bis S4+, S4-) und/oder mindestens eine Sicherung (14, 15) und/oder mindestens eine Filtereinheit (17) und/oder mindestens einen Gleichspannungswandler (11) und/oder mindestens eine elektrische Heizeinheit (10) und/oder eine elektrische Bordladereinheit (13) zum Laden der Hochvoltbatterie und/oder mindestens eine Komponente zur Durchführung eines Wechselstromladebetriebs der Hochvoltbatterie und/oder zur Durchführung eines induktiven Ladebetriebs der Hochvoltbatterie und/oder zur Bereitstellung einer Notruffunktion des Fahrzeugs (1) umfasst.Vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first partial area (T1) comprises cell modules (3) of a high-voltage battery and additionally at least one switching unit (S1 +, S1- to S4 +, S4-) and / or at least one fuse ( 14, 15) and / or at least one filter unit (17) and / or at least one DC / DC converter (11) and / or at least one electric heating unit (10) and / or one electric on-board charger unit (13) for charging the high-voltage battery and / or at least one Component for carrying out an AC charging operation of the high-voltage battery and / or for carrying out an inductive charging operation of the high-voltage battery and / or for providing an emergency call function of the vehicle (1). Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilbereich (T2) mindestens eine Komponente zur Durchführung eines Wechselstromladebetriebs der Hochvoltbatterie und/oder zur Durchführung eines induktiven Ladebetriebs der Hochvoltbatterie und/oder zur Durchführung eines Gleichstromladebetriebs der Hochvoltbatterie und/oder mindestens eine elektrische Antriebseinheit (4, 5) zum elektrischen Antrieb des Fahrzeugs (1) und/oder mindestens einen elektrischen Kältemittelverdichter (6) und/oder mindestens eine Wärmepumpe umfasst.Vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second section (T2) has at least one component for carrying out an AC charging operation of the high-voltage battery and / or for carrying out an inductive charging operation of the high-voltage battery and / or for carrying out a DC charging operation of the high-voltage battery and / or comprises at least one electric drive unit (4, 5) for the electric drive of the vehicle (1) and / or at least one electric refrigerant compressor (6) and / or at least one heat pump. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Bauraum (B1) Schalteinheiten (S1+ bis S4-) vorgesehen sind, mittels welchen bei einem jeweiligen Potentialleitungspaar, welches aus dem ersten Bauraum (B1) herausführt, beide Potentialleitungen (HV+, HV-) spannungsfrei schaltbar sind.Vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that switching units (S1 + to S4-) are provided in the first installation space (B1), by means of which, in the case of a respective pair of potential lines leading out of the first installation space (B1), both potential lines ( HV +, HV-) can be switched voltage-free. Fahrzeug (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheiten (S1+ bis S4-) jeweils als ein Schütz oder als ein Halbleiterschalter ausgebildet sind.Vehicle (1) after Claim 5 , characterized in that the switching units (S1 + to S4-) are each designed as a contactor or as a semiconductor switch. Fahrzeug (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem jeweiligen Potentialleitungspaar in beiden Potentialleitungen (HV+, HV-) jeweils ein Schütz oder in einer der Potentialleitungen (HV+, HV-) ein Schütz und in der anderen Potentialleitung (HV-, HV+) ein Halbleiterschalter angeordnet ist.Vehicle (1) after Claim 6 , characterized in that in the respective potential line pair in both potential lines (HV +, HV-) a contactor or in one of the potential lines (HV +, HV-) a contactor and in the other potential line (HV-, HV +) a semiconductor switch is arranged.
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