DE102020112278A1 - Circuit arrangement for linking networks with different nominal voltages via DC voltage converters - Google Patents
Circuit arrangement for linking networks with different nominal voltages via DC voltage converters Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung (S) zum Verknüpfen von Netzen mit unterschiedlichen Nennspannungen über Gleichspannungswandler (DC/DC_a, DC/DC_b)- mit einem ersten Anschluss (A1p) für ein erstes Teilnetz (BNHV-1) mit einer ersten Nennspannung,- mit einem Anschluss (A2) für ein erstes Teilnetz (BN12-1) mit einer zweiten Nennspannung,- mit einem ersten Gleichspannungswandler (DC/DC_a), der einen ersten Ein- und Ausgang (1.1) und einen zweiten Ein- und Ausgang aufweist (1.2),- mit einer als erste Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem ersten Ein- und Ausgang (1.1) des ersten Gleichspannungswandlers (DC/DC_a) und dem ersten Anschluss (A1p) für das erste Teilnetz (BNHV-1) mit der ersten Nennspannung, die über einen ersten Knoten (K1) geführt ist,- mit einer als zweite Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem zweiten Ein- und Ausgang (1.2) des ersten Gleichspannungswandlers (DC/DC_a) und dem Anschluss (A2) für das erste Teilnetz (BN12-1) mit der zweiten Nennspannung, die über einen zweiten Knoten (K2) geführt ist,- mit einem Anschluss (A4) für ein zweites Teilnetz (BN12-2) mit der zweiten Nennspannung,- mit einem zweiten Gleichspannungswandler (DC/DC_b), der einen ersten Ein- und Ausgang (2.1) und einen zweiten Ein- und Ausgang (2.2) aufweist,- wobei der erste Ein- und Ausgang (1.1) des ersten Gleichspannungswandlers (DC/DC_a) und der erste Ein- und Ausgang (2.1) des zweiten Gleichspannungswandlers (DC/DC_b) zweipolig ausgeführt ist.The invention relates to a circuit arrangement (S) for linking networks with different nominal voltages via DC voltage converters (DC / DC_a, DC / DC_b) - with a first connection (A1p) for a first sub-network (BNHV-1) with a first nominal voltage, - with a connection (A2) for a first sub-network (BN12-1) with a second nominal voltage, - with a first DC voltage converter (DC / DC_a), which has a first input and output (1.1) and a second input and output (1.2 ), - with a connection called the first connection between the first input and output (1.1) of the first DC / DC converter (DC / DC_a) and the first connection (A1p) for the first subnetwork (BNHV-1) with the first nominal voltage, which via a first node (K1), - with a connection called a second connection between the second input and output (1.2) of the first DC / DC converter (DC / DC_a) and the connection (A2) for the first subnetwork (BN12-1 ) with the second nominal sp annung, which is routed via a second node (K2), - with a connection (A4) for a second subnetwork (BN12-2) with the second nominal voltage, - with a second DC / DC converter (DC / DC_b), which has a first input and output (2.1) and a second input and output (2.2), - wherein the first input and output (1.1) of the first DC voltage converter (DC / DC_a) and the first input and output (2.1) of the second DC voltage converter ( DC / DC_b) is two-pole.
Description
Die Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung der in der deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen
Die Anmeldung mit dem Aktenzeichen
- - mit einem ersten Anschluss für ein erstes Teilnetz mit einer ersten Nennspannung,
- - mit einem Anschluss für ein erstes Teilnetz mit einer zweiten Nennspannung,
- - mit einem ersten Gleichspannungswandler, der einen ersten Ein- und Ausgang und einen zweiten Ein- und Ausgang aufweist,
- - mit einer als erste Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem ersten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers und dem ersten Anschluss für das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannung, die über einen ersten Knoten geführt ist,
- - mit einer als zweite Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem zweiten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers und dem Anschluss für das erste Teilnetz mit der zweiten Nennspannung, die über einen zweiten Knoten geführt ist,
- - mit einem Anschluss für ein zweites Teilnetz mit der zweiten Nennspannung,
- - mit einem zweiten Gleichspannungswandler, der einen ersten Ein- und Ausgang und einen zweiten Ein- und Ausgang aufweist,
- - mit einer als dritte Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem ersten Ein- und Ausgang und einem dritten Knoten,
- - mit einer als vierte Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem zweiten Ein- und Ausgang und dem Anschluss für das zweite Teilnetz mit der zweiten Nennspannung, die über einen vierten Knoten geführt ist,
- - mit einem ersten Kopplungsschalter, der einerseits mit dem ersten Knoten und andererseits mit dem dritten Knoten verbunden ist und
- - mit einem zweiten Kopplungsschalter, der einerseits mit dem zweiten Knoten und andererseits mit dem vierten Knoten verbunden ist.
- - with a first connection for a first sub-network with a first nominal voltage,
- - with a connection for a first sub-network with a second nominal voltage,
- - With a first DC voltage converter, which has a first input and output and a second input and output,
- - with a connection called the first connection between the first input and output of the first DC voltage converter and the first connection for the first sub-network with the first nominal voltage, which is routed via a first node,
- - with a connection, called a second connection, between the second input and output of the first DC voltage converter and the connection for the first sub-network with the second nominal voltage, which is routed via a second node,
- - with a connection for a second sub-network with the second nominal voltage,
- - with a second DC voltage converter, which has a first input and output and a second input and output,
- - with a connection called the third connection between the first input and output and a third node,
- - with a connection called the fourth connection between the second input and output and the connection for the second sub-network with the second nominal voltage, which is routed via a fourth node,
- - With a first coupling switch, which is connected on the one hand to the first node and on the other hand to the third node and
- - With a second coupling switch, which is connected on the one hand to the second node and on the other hand to the fourth node.
In der Anmeldung
Mit dieser, in der Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2019 209 026.5 offenbarten Schaltungsanordnung ist es möglich, die wenigstens vier Teilnetze miteinander zu verbinden und elektrische Energie aus dem einen Teilnetz in eines der anderen Teilnetze zu transportieren und umgekehrt. Der Energietransport erfolgt dabei zwischen den Teilnetzen mit gleicher Nennspannung über die Kopplungsschalter und zwischen Teilnetzen mit verschiedenen Nennspannungen über die Gleichspannungswandler und - falls die Teilnetze mit verschiedenen Gleichspannungswandlern verbunden sind - über einen Gleichspannungswandler und einen Kopplungsschalter.With this circuit arrangement disclosed in the application with the file number 10 2019 209 026.5, it is possible to connect the at least four sub-networks to one another and to transport electrical energy from one sub-network to one of the other sub-networks and vice versa. The energy is transported between the subnetworks with the same nominal voltage via the coupling switches and between subnetworks with different nominal voltages via the DC voltage converter and - if the subnetworks are connected to different DC voltage converters - via a DC voltage converter and a coupling switch.
Durch die Kopplungsschalter und die Gleichspannungswandler ist es möglich, in verschiedenen Teilnetzen vorgesehene Stromquellen zur Versorgung von elektrischen Verbrauchern zu nutzen, egal in welchem Teilnetz der Verbraucher angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, eine Redundanz der Stromquellen zu schaffen.The coupling switches and the DC voltage converters make it possible to use power sources provided in various sub-networks to supply electrical consumers, regardless of which sub-network the consumer is located in. This makes it possible to create redundancy for the power sources.
In der Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2019 209 026.5 ist ebenfalls offenbart, besonders sicherheitsrelevante Verbraucher an zwei Teilnetze anzuschließen, so dass bei einem Ausfall eines der beiden Teilnetze eine Versorgung aus dem anderen Teilnetz möglich ist.In the application with the file number 10 2019 209 026.5 it is also disclosed to connect particularly safety-relevant consumers to two sub-networks, so that if one of the two sub-networks fails, a supply from the other sub-network is possible.
Da der Ausfall eines Teilnetzes oder ein Fehler in dem Teilnetz Rückwirkungen auf die Schaltungsanordnung oder die anderen daran angeschlossenen Teilnetze haben könnte, können die Teilnetze über die Kopplungsschalter und die Gleichspannungswandler voneinander getrennt werden. Dazu kann der mit dem ausgefallenen oder fehlerhaften Teilnetz verbundene Kopplungsschalter bzw. der mit dem ausgefallenen oder fehlerhaften Teilnetz verbundene Gleichspannungswandler ausgeschaltet werden.Since the failure of a sub-network or a fault in the sub-network could have repercussions on the circuit arrangement or the other sub-networks connected to it, the sub-networks can be separated from one another via the coupling switch and the DC voltage converter. For this purpose, the coupling switch connected to the failed or faulty sub-network or the DC voltage converter connected to the failed or faulty sub-network can be switched off.
Die in der Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2019 209 026.5 offenbarte Schaltungsanordnung ist einpolig ausgeführt.The circuit arrangement disclosed in the application with the file number 10 2019 209 026.5 is single-pole.
Eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art kann in Kraftfahrzeugen verwendet werden, um Bordnetze mit verschiedenen Nennspannungen zu koppeln. Üblich ist es zum Beispiel, in Fahrzeugen Bordnetze mit 12 Volt und mit 48 Volt Nennspannung miteinander zu koppeln. Diese Bordnetze haben bei den bekannten Konzepten ein gemeinsames Massepotential, was die Ausführung der Bordnetze und insbesondere auch der Schaltungsanordnung vereinfacht.A circuit arrangement of the type mentioned at the beginning can be used in motor vehicles in order to couple vehicle electrical systems with different nominal voltages. It is common, for example, to couple electrical systems with 12 volts and 48 volts nominal voltage in vehicles. In the known concepts, these on-board networks have a common ground potential, which is what makes the execution of the On-board networks and in particular also the circuit arrangement simplified.
Neben Fahrzeugen mit gekoppelten Bordnetzen mit gemeinsamer Masse gibt es aber auch Fahrzeuge mit Bordnetzen mit verschiedenen Nennspannungen, die massefrei sind und zweipolig ausgeführt sind. Das ist zum Beispiel bei Hochvoltbordnetzen für Elektro- oder Hybridfahrzeuge der Fall. Die in der Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2019 209 026.5 offenbarte Schaltungsanordnung ist nicht ohne weiteres geeignet in einem Fahrzeug mit einem Hochvoltbordnetz eingesetzt zu werden, das mit den weiteren Bordnetzen mit niedriger Nennspannung kein gemeinsames Potential hat.In addition to vehicles with coupled on-board networks with a common ground, there are also vehicles with on-board networks with different nominal voltages that are floating and have two poles. This is the case, for example, with high-voltage on-board networks for electric or hybrid vehicles. The circuit arrangement disclosed in the application with the file number 10 2019 209 026.5 is not readily suitable for use in a vehicle with a high-voltage electrical system that has no potential in common with the other electrical systems with a low nominal voltage.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.This is where the present invention begins.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Ausfallsicherheit zu verbessern.The present invention is based on the object of improving the reliability.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
- - dass der erste Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers und der erste Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers zweipolig ausgeführt sind,
- - mit einem zweiten Anschluss für das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannung,
- - mit einer als fünfte Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem ersten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers und dem zweiten Anschluss für das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannung, die über einen fünften Knoten geführt ist,
- - mit einer als sechste Verbindung bezeichneten Verbindung zwischen dem ersten Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers und einem sechsten Knoten,
- - mit einem dritten Kopplungsschalter, mit einem dritten Kopplungsschalter (
S1n ), mit einem Leiter oder mit einer Sicherung, insbesondere einer Pyrofuse oder Sprengsicherung, der oder die einerseits mit dem fünften Knoten und andererseits mit dem sechsten Knoten verbunden ist.
- - that the first input and output of the first DC voltage converter and the first input and output of the second DC voltage converter are two-pole,
- - with a second connection for the first sub-network with the first nominal voltage,
- - with a connection called the fifth connection between the first input and output of the first DC voltage converter and the second connection for the first sub-network with the first nominal voltage, which is routed via a fifth node,
- - with a connection called the sixth connection between the first input and output of the second DC voltage converter and a sixth node,
- - with a third coupling switch, with a third coupling switch (
S1n ), with a conductor or with a fuse, in particular a pyrofuse or explosive fuse, which is connected on the one hand to the fifth node and on the other hand to the sixth node.
Gemäß der Erfindung wird also vorgeschlagen, die in der Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2019 209 026.5 beschriebene Schaltungsanordnung so weiter zu entwickeln, dass ein Bordnetz zweipolig und ohne gemeinsames Potential mit einem anderen Bordnetz durch die Gleichspannungswandler der Schaltungsanordnung versorgt werden kann.According to the invention, it is proposed to further develop the circuit arrangement described in the application with the file number 10 2019 209 026.5 so that an on-board network can be supplied with two-pole and without common potential with another on-board network by the DC voltage converter of the circuit arrangement.
Bei einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung können ein erster Anschluss und ein zweiter Anschluss für ein zweites Teilnetz mit der ersten Nennspannung vorgesehen sein. Die dritte Verbindung kann über den dritten Knoten weiter zum ersten Anschluss für das zweite Teilnetz mit der ersten Nennspannung geführt sein und die sechste Verbindung kann über den sechsten Knoten weiter zum zweiten Anschluss für das zweite Teilnetz mit der ersten Nennspannung geführt sein.In a circuit arrangement according to the invention, a first connection and a second connection for a second sub-network with the first nominal voltage can be provided. The third connection can be routed via the third node to the first connection for the second subnetwork with the first rated voltage and the sixth connection can be routed via the sixth node to the second connection for the second subnetwork with the first rated voltage.
Die erste Verbindung kann über wenigstens einen ersten Trennschalter, die zweite Verbindung kann über wenigstens einen zweiten Trennschalter, die dritte Verbindung kann über wenigstens einen dritten Trennschalter, die vierte Verbindung kann über wenigstens einen vierten Trennschalter, die fünfte Verbindung kann über wenigstens einen fünften Trennschalter und/oder die sechste Verbindung kann über wenigstens einen sechsten Trennschalter geführt sein.The first connection can be via at least one first isolating switch, the second connection can be via at least one second isolating switch, the third connection can be via at least one third isolating switch, the fourth connection can be via at least one fourth isolating switch, the fifth connection can be via at least one fifth isolating switch and / or the sixth connection can be routed via at least one sixth disconnector.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung können die Trennschalter an verschiedenen Stellen in der ersten, der zweiten, der dritten und/oder der vierten Verbindung angeordnet sein.In the circuit arrangement according to the invention, the disconnectors can be arranged at different points in the first, the second, the third and / or the fourth connection.
Einer der ersten Trennschalter oder der erste Trennschalter können zwischen dem Anschluss der Schaltungsanordnung für das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannung und dem ersten Knoten angeordnet sein. Einer der fünften Trennschalter oder der fünfte Trennschalter können zwischen dem Anschluss der Schaltungsanordnung für das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannung und dem fünften Knoten angeordnet sein. Zusammen mit dem ersten Trennschalter ist es dann möglich, das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannung zweipolig von der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zu trennen. Ist ein defektes erstes Teilnetz mit der ersten Nennspannung von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung getrennt, kann es keine Wirkung auf die erfindungsgemäße Anordnung in der Art entfalten, dass deren Gleichspannungswandler ausgeschaltet und deren Kopplungsschalter geöffnet werden müssten.One of the first isolating switches or the first isolating switch can be arranged between the connection of the circuit arrangement for the first sub-network with the first nominal voltage and the first node. One of the fifth circuit breakers or the fifth circuit breaker can be arranged between the connection of the circuit arrangement for the first sub-network with the first nominal voltage and the fifth node. Together with the first isolating switch, it is then possible to separate the first sub-network with the first nominal voltage in two poles from the circuit arrangement according to the invention. If a defective first sub-network with the first nominal voltage is separated from the rest of the circuit arrangement according to the invention, it cannot have any effect on the arrangement according to the invention in such a way that its DC-DC converter would have to be switched off and its coupling switch opened.
Einer der ersten Trennschalter oder der erste Trennschalter kann ebenso zwischen dem ersten Knoten und dem ersten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers angeordnet sein. Auch einer der fünften Trennschalter oder der fünfte Trennschalter kann zwischen dem vierten Knoten und dem ersten Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers angeordnet sein. Dann ist es möglich, den ersten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers zweipolig von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zu trennen. Ist ein defekter erster Ein- und Ausgang von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung getrennt, kann er keine Wirkung auf die erfindungsgemäße Anordnung in der Art entfalten, dass der mit diesem ersten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungsschalters verbundene erste Kopplungsschalter geöffnet werden müsste.One of the first isolating switches or the first isolating switch can likewise be arranged between the first node and the first input and output of the first DC / DC converter. One of the fifth circuit breakers or the fifth circuit breaker can also be arranged between the fourth node and the first input and output of the second DC voltage converter. It is then possible to separate the first input and output of the first DC voltage converter in two poles from the remaining circuit arrangement according to the invention. If a defective first input and output is separated from the rest of the circuit arrangement according to the invention, it cannot have any effect on the arrangement according to the invention in the way that the first input and output of the first DC voltage switch connected first coupling switch would have to be opened.
Einer der zweiten Trennschalter oder der zweite Trennschalter können zwischen dem Anschluss der Schaltungsanordnung für das erste Teilnetz mit der zweiten Nennspannung und dem zweiten Knoten angeordnet sein. Dann ist es möglich, das erste Teilnetz mit der zweiten Nennspannung von der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zu trennen. Ist ein defektes erstes Teilnetz mit der zweiten Nennspannung von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung getrennt, kann es keine Wirkung auf die erfindungsgemäße Anordnung in der Art entfalten, dass deren Gleichspannungswandler ausgeschaltet und deren Kopplungsschalter geöffnet werden müssten.One of the second isolating switches or the second isolating switch can be arranged between the connection of the circuit arrangement for the first sub-network with the second nominal voltage and the second node. It is then possible to separate the first sub-network with the second nominal voltage from the circuit arrangement according to the invention. If a defective first sub-network with the second nominal voltage is separated from the rest of the circuit arrangement according to the invention, it cannot have any effect on the arrangement according to the invention in such a way that its DC-DC converter would have to be switched off and its coupling switch opened.
Einer der zweiten Trennschalter oder der zweite Trennschalter kann ebenso zwischen dem zweiten Knoten und dem zweiten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers angeordnet sein. Dann ist es möglich, den zweiten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zu trennen. Ist ein defekter zweiter Ein- und Ausgang von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung getrennt, kann er keine Wirkung auf die erfindungsgemäße Anordnung in der Art entfalten, dass der mit diesem zweiten Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungsschalters verbundene zweite Kopplungsschalter geöffnet werden müsste.One of the second isolating switches or the second isolating switch can likewise be arranged between the second node and the second input and output of the first DC voltage converter. It is then possible to separate the second input and output of the first DC voltage converter from the rest of the circuit arrangement according to the invention. If a defective second input and output is separated from the rest of the circuit arrangement according to the invention, it cannot have any effect on the arrangement according to the invention in such a way that the second coupling switch connected to this second input and output of the first DC voltage switch would have to be opened.
Einer der dritten Trennschalter oder der dritte Trennschalter können zwischen dem Anschluss der Schaltungsanordnung für das zweite Teilnetz mit der ersten Nennspannung und dem dritten Knoten angeordnet sein. Einer der sechsten Trennschalter oder der sechste Trennschalter können zwischen dem Anschluss der Schaltungsanordnung für das zweite Teilnetz mit der ersten Nennspannung und dem sechsten Knoten angeordnet sein. Zusammen mit dem dritten Trennschalter ist es dann möglich, das zweite Teilnetz mit der ersten Nennspannung zweipolig von der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zu trennen. Ist ein defektes zweites Teilnetz mit der ersten Nennspannung von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung getrennt, kann es keine Wirkung auf die erfindungsgemäße Anordnung in der Art entfalten, dass deren Gleichspannungswandler ausgeschaltet und deren Kopplungsschalter geöffnet werden müssten.One of the third circuit breakers or the third circuit breaker can be arranged between the connection of the circuit arrangement for the second sub-network with the first nominal voltage and the third node. One of the sixth disconnectors or the sixth disconnectors can be arranged between the connection of the circuit arrangement for the second sub-network with the first nominal voltage and the sixth node. Together with the third isolating switch, it is then possible to separate the second sub-network with the first nominal voltage in two poles from the circuit arrangement according to the invention. If a defective second sub-network with the first nominal voltage is separated from the rest of the circuit arrangement according to the invention, it cannot have any effect on the arrangement according to the invention in such a way that its DC-DC converter would have to be switched off and its coupling switch opened.
Einer der dritten Trennschalter oder der dritte Trennschalter kann ebenso zwischen dem dritten Knoten und dem ersten Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers angeordnet sein. Auch einer der sechsten Trennschalter oder der sechste Trennschalter kann zwischen dem sechsten Knoten und dem ersten Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers angeordnet sein. Dann ist es möglich, den ersten Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zu trennen. Ist ein defekter erster Ein- und Ausgang von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung getrennt, kann er keine Wirkung auf die erfindungsgemäße Anordnung in der Art entfalten, dass der mit diesem ersten Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungsschalters verbundene erste Kopplungsschalter geöffnet werden müsste.One of the third circuit breakers or the third circuit breaker can also be arranged between the third node and the first input and output of the second DC / DC converter. One of the sixth isolating switch or the sixth isolating switch can also be arranged between the sixth node and the first input and output of the second DC voltage converter. It is then possible to separate the first input and output of the second DC voltage converter from the rest of the circuit arrangement according to the invention. If a defective first input and output is separated from the rest of the circuit arrangement according to the invention, it cannot have any effect on the arrangement according to the invention in such a way that the first coupling switch connected to this first input and output of the second DC voltage switch would have to be opened.
Einer der vierten Trennschalter oder der vierte Trennschalter können zwischen dem Anschluss der Schaltungsanordnung für das zweite Teilnetz mit der zweiten Nennspannung und dem vierten Knoten angeordnet sein. Dann ist es möglich, das zweite Teilnetz mit der zweiten Nennspannung von der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zu trennen. Ist ein defektes zweites Teilnetz mit der zweiten Nennspannung von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung getrennt, kann es keine Wirkung auf die erfindungsgemäße Anordnung in der Art entfalten, dass deren Gleichspannungswandler ausgeschaltet und deren Kopplungsschalter geöffnet werden müssten.One of the fourth circuit breakers or the fourth circuit breaker can be arranged between the connection of the circuit arrangement for the second sub-network with the second nominal voltage and the fourth node. It is then possible to separate the second sub-network with the second nominal voltage from the circuit arrangement according to the invention. If a defective second sub-network with the second nominal voltage is separated from the rest of the circuit arrangement according to the invention, it cannot have any effect on the arrangement according to the invention in such a way that its DC-DC converter would have to be switched off and its coupling switch opened.
Einer der vierten Trennschalter oder der vierte Trennschalter kann ebenso zwischen dem vierten Knoten und dem zweiten Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers angeordnet sein. Dann ist es möglich, den zweiten Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zu trennen. Ist ein defekter zweiter Ein- und Ausgang von der übrigen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung getrennt, kann er keine Wirkung auf die erfindungsgemäße Anordnung in der Art entfalten, dass der mit diesem zweiten Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungsschalters verbundene zweite Kopplungsschalter geöffnet werden müsste.One of the fourth circuit breakers or the fourth circuit breaker can also be arranged between the fourth node and the second input and output of the second DC / DC converter. It is then possible to separate the second input and output of the second DC voltage converter from the rest of the circuit arrangement according to the invention. If a defective second input and output is separated from the rest of the circuit arrangement according to the invention, it cannot have any effect on the arrangement according to the invention in such a way that the second coupling switch connected to this second input and output of the second DC voltage switch would have to be opened.
Die Trennschalter und die Kopplungsschalter einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung können steuerbare Schalter sein und die Schaltungsanordnung kann eine Steuerung aufweisen, die mit Steuerungsanschlüssen der steuerbaren Schalter verbunden ist.The isolating switches and the coupling switches of a circuit arrangement according to the invention can be controllable switches and the circuit arrangement can have a controller which is connected to control connections of the controllable switches.
Der erste Gleichspannungswandler kann ein Multiphasenwandler sein. Auch der zweite Gleichspannungswandler kann ein Multiphasenwandler sein. Hier werden innerhalb des Gleichspannungswandlers mehrere Gruppen, bestehend aus jeweils mindestens einem Schalter mit zugeordneten Induktivitäten, parallel angeordnet, wobei die einzelnen Glieder in fester Sequenz gesteuert, jedoch entsprechend aufwändiger geregelt werden. Die Gruppenbildung dient der Leistungssteigerung und dem lückenlosen Stromfluss. Dadurch ändern sich die Eigenschaften des Wandlers:
- - Erhöhung der Stromlieferfähigkeit
- - Minderung der Restwelligkeit (Ripple)
- - Verkleinerung der benötigten Kapazitäten
- - Verminderung der Störaussendung
- - Increase in the ability to deliver electricity
- - Reduction of residual ripple (ripple)
- - Reduction of the required capacities
- - Reduction of the emitted interference
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1 eine Schaltungsanordnung, wie sie aus der Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2019 209 026.5 bekannt ist und -
2 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit einer zweipoligen Verbindung von Ein- und Ausgängen von Gleichspannungswandlern zu Teilnetzen.
-
1 a circuit arrangement as it is known from the application with the file number 10 2019 209 026.5 and -
2 a circuit arrangement according to the invention with a two-pole connection of inputs and outputs of DC voltage converters to form sub-networks.
Die aus der Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2019 209 026.5 bekannte Schaltungsanordnung ist zum Verknüpfen von Netzen mit unterschiedlichen Nennspannungen über Gleichspannungswandler vorgesehen. Solche Schaltungsanordnungen können wie auch im Übrigen die erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen Teil eines Kraftfahrzeugbordnetzes sein, das verschiedene Teilnetze umfasst, die unterschiedliche Nennspannungen haben, zum Beispiel Teilnetze mit 12 V Nennspannung und Teilnetze mit 48 V Nennspannung. Die Schaltungsanordnungen können auch höhere Spannungen haben, wie sie beispielsweise in Fahrzeugen mit Elektroantrieben üblich sind.The circuit arrangement known from the application with the file number 10 2019 209 026.5 is intended to link networks with different nominal voltages via DC voltage converters. Like the circuit arrangements according to the invention, such circuit arrangements can also be part of a motor vehicle electrical system that includes various sub-networks that have different nominal voltages, for example sub-networks with 12 V nominal voltage and sub-networks with 48 V nominal voltage. The circuit arrangements can also have higher voltages, as are customary, for example, in vehicles with electric drives.
Die in der
Die in der
Die in der
Über die erste Verbindung und die zweite Verbindung kann elektrische Energie von den Teilnetzen
Damit auch eine solche Energieübertragung möglich ist, sind ein erster und ein zweiter Kopplungsschalter S1, S2 vorgesehen. Der erste Kopplungsschalter S1 ist einerseits mit dem ersten Knoten
Das erste Teilnetz
Das zweite Teilnetz
Die sicherheitsrelevanten Verbraucher ASIL können somit auf zwei Wegen mit elektrischer Energie versorgt werden, nämlich aus dem ersten Teilnetz und aus dem zweiten Teilnetz mit der ersten Nennspannung.The safety-relevant consumers ASIL can thus be supplied with electrical energy in two ways, namely from the first sub-network and from the second sub-network with the first nominal voltage.
Das erste Teilnetz
Das zweite Teilnetz
Die in der
Der ersten Anschluss
Der erste Knoten
Das erste Teilnetz
Das zweite Teilnetz
Die Verbraucher, die elektrische Maschine und die Batterie des ersten Teilnetzes
Eine nicht dargestellte Steuerung ist mit Steueranschlüssen des ersten Kopplungsschalters
Die Schaltungsanordnung nach
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- SS.
- Schaltungsanordnung Circuit arrangement
- A1pA1p
- erster Anschluss der Schaltungsanordnung für das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannungfirst connection of the circuit arrangement for the first sub-network with the first nominal voltage
- A1nA1n
- zweiter Anschluss der Schaltungsanordnung für das erste Teilnetz mit der ersten Nennspannungsecond connection of the circuit arrangement for the first sub-network with the first nominal voltage
- A2A2
- Anschluss der Schaltungsanordnung für das erste Teilnetz mit der zweiten NennspannungConnection of the circuit arrangement for the first sub-network with the second nominal voltage
- A3pA3p
- erster Anschluss der Schaltungsanordnung für das zweite Teilnetz mit der ersten Nennspannungfirst connection of the circuit arrangement for the second sub-network with the first nominal voltage
- A3nA3n
- zweiter Anschluss der Schaltungsanordnung für das zweite Teilnetz mit der ersten Nennspannungsecond connection of the circuit arrangement for the second sub-network with the first nominal voltage
- A4A4
- Anschluss der Schaltungsanordnung für das zweite Teilnetz mit der zweiten Nennspannung Connection of the circuit arrangement for the second sub-network with the second nominal voltage
- DC/DC_aDC / DC_a
- erster Gleichspannungswandlerfirst DC / DC converter
- 1.1p, 1.1n1.1p, 1.1n
- erster Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlersfirst input and output of the first DC / DC converter
- 1.21.2
- zweiter Ein- und Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers second input and output of the first DC / DC converter
- DC/DC_bDC / DC_b
- zweiter Gleichspannungswandlersecond DC / DC converter
- 2.1p, 2.1n2.1p, 2.1n
- erster Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlersfirst input and output of the second DC / DC converter
- 2.22.2
- zweiter Ein- und Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers second input and output of the second DC / DC converter
- K1K1
- erster Knotenfirst knot
- K2K2
- zweiter Knotensecond knot
- K3K3
- dritter Knotenthird knot
- K4K4
- vierter Knotenfourth knot
- K5K5
- fünfter Knotenfifth knot
- K6K6
- sechster Knoten sixth knot
- S1pS1p
- erster Kopplungsschalterfirst coupling switch
- S2S2
- zweiter Kopplungsschaltersecond coupling switch
- S1nS1n
- dritter Kopplungsschalter third coupling switch
- BN48-1BN48-1
-
erstes Teilnetz mit erster Nennspannung (
1 )first sub-network with first nominal voltage (1 ) - BN48-2BN48-2
-
zweites Teilnetz mit erster Nennspannung (
1 )second sub-network with first nominal voltage (1 ) - BNHV-1BNHV-1
-
erstes Teilnetz mit erster Nennspannung (
2 )first sub-network with first nominal voltage (2 ) - BNHV-2BNHV-2
-
zweites Teilnetz mit erster Nennspannung (
2 )second sub-network with first nominal voltage (2 ) - BN12-1BN12-1
- erstes Teilnetz mit zweiter Nennspannungfirst sub-network with second nominal voltage
- BN12-2BN12-2
- zweites Teilnetz mit zweiter Nennspannungsecond sub-network with second nominal voltage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- DE 102019209026 A1 [0003]DE 102019209026 A1 [0003]
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