DE102022126195A1

DE102022126195A1 - Hochspannungsbetriebene festkörpersicherung mit batteriestromsteuerung

Info

Publication number: DE102022126195A1
Application number: DE102022126195.6A
Authority: DE
Inventors: Muhammad Hussain Alvi; Chandra S. Namuduri; Renato Amorim Torres
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2022-01-19
Filing date: 2022-10-10
Publication date: 2023-07-20
Also published as: CN116505601A; US11850950B2; US20230226915A1

Abstract

Ein Stromsteuersystem umfasst einen Wechselrichter mit einer ersten Seite, einer zweiten Seite und einer Vielzahl von Leistungsschaltern. Die zweite Seite ist für den Anschluss an eine elektrische Maschine konfiguriert. Eine Festkörpersicherung umfasst einen Leistungsschalter mit einem ersten Anschluss, der mit dem ersten Anschluss eines wiederaufladbaren Energiespeichersystems (RESS) des Elektrofahrzeugs verbunden ist, und einem zweiten Anschluss, der mit der ersten Seite des Wechselrichters verbunden ist. Ein DC-DC-Wandler ist so konfiguriert, dass er eine erste Spannung, die von dem RESS des Elektrofahrzeugs ausgegeben wird, in eine zweite Spannung umwandelt. Ein oder mehrere Sensoren sind so konfiguriert, dass sie einen oder mehrere Betriebsparameter des RESS erfassen. Ein Sicherungs-Controller ist so konfiguriert, dass er Strom vom DC-DC-Wandler empfängt, mit dem einen oder den mehreren Sensoren kommuniziert und den Leistungsschalter veranlasst, seinen Zustand in Reaktion auf Änderungen des einen oder der mehreren Betriebsparameter selektiv zu ändern.

Description

EINLEITUNG
Die Informationen in diesem Abschnitt dienen dazu, den Kontext der Offenbarung allgemein darzustellen. Arbeiten der vorliegend genannten Erfinder, soweit sie in diesem Abschnitt beschrieben sind, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Anmeldung möglicherweise nicht zum Stand der Technik gehören, sind weder ausdrücklich noch stillschweigend als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung zugelassen.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Stromsteuersysteme von Elektrofahrzeugen und insbesondere auf Stromsteuersysteme mit einer Festkörpersicherung.
Elektrofahrzeuge (EVs), wie Hybridfahrzeuge, batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEVs) und/oder Brennstoffzellenfahrzeuge, enthalten ein wiederaufladbares Energiespeichersystem (rechargeable energy storage system bzw. RESS) und eine oder mehrere elektrische Maschinen. Das RESS umfasst eine oder mehrere Batteriezellen, die in Reihe, parallel und/oder in Kombinationen davon geschaltet werden können. Die Batteriezellen können in Batteriemodulen angeordnet sein, und/oder die Batteriemodule können in Batteriepacks angeordnet sein. Ein Stromsteuersystem wird zum Laden und/oder Entladen des RESS verwendet.
Während der Fahrt werden die eine oder mehreren elektrischen Maschinen als Motor betrieben und erhalten Strom aus dem RESS, um das Fahrzeug anzutreiben. Die eine oder mehreren elektrischen Maschine(n) wird/werden beim Bremsen auch als Generator betrieben, um Energie in das RESS zurückzuspeisen.
Das Stromsteuersystem umfasst eine oder mehrere Sicherungen, um verschiedene Fehlerzustände (wie z.B. Stromstöße/-spitzen) zu bewältigen und elektronische Komponenten des Stromsteuersystems und des RESS zu schützen. Wenn ein Hochstromfehler auftritt, brennt die Sicherung durch und unterbricht die elektrische Verbindung zwischen dem RESS und den Fahrzeuglasten. Das Fahrzeug kann nach dem Durchbrennen der Sicherung nicht mehr gefahren werden, bis die Sicherung ersetzt wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Stromsteuersystem für ein elektrisches Fahrzeug umfasst einen Wechselrichter, der eine erste Seite, eine zweite Seite und eine Vielzahl von Leistungsschaltern umfasst, wobei die zweite Seite so konfiguriert ist, dass sie mit einer elektrischen Maschine verbunden werden kann. Eine Festkörpersicherung umfasst einen Leistungsschalter mit einem ersten Anschluss, der mit dem ersten Anschluss eines wiederaufladbaren Energiespeichersystems (RESS) des Elektrofahrzeugs verbunden ist, und einem zweiten Anschluss, der mit der ersten Seite des Wechselrichters verbunden ist. Ein DC-DC-Wandler ist so konfiguriert, dass er eine erste Spannung, die von dem RESS des Elektrofahrzeugs ausgegeben wird, in eine zweite Spannung umwandelt. Ein oder mehrere Sensoren sind so konfiguriert, dass sie einen oder mehrere Betriebsparameter des RESS Erfassen. Ein Sicherungs-Controller ist so konfiguriert, dass er Strom vom DC-DC-Wandler empfängt, mit dem einen oder den mehreren Sensoren kommuniziert und den Leistungsschalter veranlasst, seinen Zustand in Reaktion auf Änderungen des einen oder der mehreren Betriebsparameter selektiv zu ändern.
In anderen Merkmalen umfasst der DC-DC-Wandler einen isolierten DC-DC-Wandler. Der eine oder die mehreren Sensoren umfassen einen Spannungssensor, der so konfiguriert ist, dass er die vom RESS ausgegebene Spannung erfasst. Der Sicherungs-Controller berechnet die Spannungswelligkeit abhängig von der gemessenen Spannung, vergleicht die Spannungswelligkeit mit einem vorbestimmten Schwellenwert für die Spannungswelligkeit und öffnet den Leistungsschalter selektiv, wenn die Spannungswelligkeit größer ist als der vorbestimmte Schwellenwert für die Spannungswelligkeit.
In anderen Merkmalen umfasst der eine oder die mehreren Sensoren einen Stromsensor, der so konfiguriert ist, dass er den vom RESS abgegebenen Strom erfasst. Der Sicherungs-Controller vergleicht den erfassten Strom mit einem vorbestimmten Stromschwellenwert und öffnet den Leistungsschalter selektiv, wenn der erfasste Strom größer ist als der vorbestimmte Stromschwellenwert.
In anderen Merkmalen umfasst der eine oder die mehreren Sensoren einen Stromsensor, der so konfiguriert ist, dass er den vom RESS abgegebenen Strom erfasst. Der Sicherungs-Controller berechnet die Stromwelligkeit abhängig von dem erfassten Strom, vergleicht die Stromwelligkeit mit einem vorbestimmten Schwellenwert für die Stromwelligkeit und öffnet den Leistungsschalter selektiv, wenn die Stromwelligkeit größer ist als der vorbestimmte Schwellenwert für die Stromwelligkeit.
In anderen Merkmalen umfasst die Festkörpersicherung ferner einen Gate-Treiber, der so konfiguriert ist, dass er mit dem DC-DC-Wandler und dem Sicherungs-Controller kommuniziert und selektiv ein Steuersignal an einen Steueranschluss des Leistungsschalters ausgibt. Die Festkörpersicherung umfasst ferner einen Isolator, der so konfiguriert ist, dass er eine Isolierung zwischen dem Sicherungs-Controller und einem Fahrzeugdatenbus herstellt und Daten von dem Fahrzeugdatenbus empfängt und an diesen sendet.
In anderen Merkmalen ist der Sicherungs-Controller so konfiguriert, dass er als Reaktion auf einen Fehler ein pulsbreitenmoduliertes Signal an den Leistungsschalter ausgibt. Der Sicherungs-Controller ist konfiguriert zum Kommunizieren mit dem einen oder den mehreren Sensoren; Erfassen einer ersten Fehlerart und einer zweiten Fehlerart; Veranlassen des Leistungsschalters, als Reaktion auf die erste Fehlerart selektiv zu öffnen; und Veranlassen, dass als Reaktion auf die zweite Fehlerart ein pulsbreitenmoduliertes (PWM) Signal an den Leistungsschalter ausgegeben wird. Eine Überspannungsschutz- bzw. Snubberschaltung ist parallel zum Leistungsschalter geschaltet.
Ein Stromsteuersystem für ein Elektrofahrzeug umfasst einen Wechselrichter, der eine erste Seite, eine zweite Seite und eine Vielzahl von Leistungsschaltern umfasst. Die zweite Seite ist für den Anschluss einer elektrischen Maschine konfiguriert. Eine Festkörpersicherung umfasst einen Leistungsschalter mit einem ersten Anschluss, der mit einem ersten Anschluss eines wiederaufladbaren Energiespeichersystems (RESS) des Elektrofahrzeugs verbunden ist, und einem zweiten Anschluss, der mit der ersten Seite des Wechselrichters verbunden ist. Ein oder mehrere Sensoren sind so konfiguriert, dass sie einen oder mehrere Betriebsparameter des RESS erfassen. Ein Sicherungs-Controller ist konfiguriert zum Kommunizieren mit dem einen oder den mehreren Sensoren; Erfassen einer ersten Fehlerart und einer zweiten Fehlerart; Veranlassen des selektiven Öffnens des Leistungsschalters als Reaktion auf die Erfassung der ersten Fehlerart abhängig von dem einen oder dem mehreren Betriebsparametern; und Veranlassen der Ausgabe eines pulsweitenmodulierten (PWM) Signals an den Leistungsschalter als Reaktion auf die Erfassung der zweiten Fehlerart.
In anderen Merkmalen ist ein DC-DC-Wandler so konfiguriert, dass er eine erste Spannung, die von dem RESS ausgegeben wird, in eine zweite Spannung umwandelt, wobei der Sicherungs-Controller von der zweiten Spannung gespeist wird. Der eine oder die mehreren Sensoren umfassen einen Spannungssensor, der so konfiguriert ist, dass er die von dem RESS ausgegebene Spannung erfasst. Der Sicherungs-Controller ist so konfiguriert, dass er die Spannungswelligkeit abhängig von der erfassten Spannung berechnet; die Spannungswelligkeit mit einem vorbestimmten Schwellenwert für die Spannungswelligkeit vergleicht; und als Reaktion auf den Vergleich selektiv das Vorliegen der ersten Fehlerart oder der zweiten Fehlerart deklariert.
In anderen Merkmalen umfasst der eine oder die mehreren Sensoren einen Stromsensor, der so konfiguriert ist, dass er den vom RESS abgegebenen Strom erfasst. Der Sicherungs-Controller ist so konfiguriert, dass er den Strom mit einem vorbestimmten Stromschwellenwert vergleicht und als Reaktion auf den Vergleich selektiv das Vorliegen der ersten Fehlerart oder der zweiten Fehlerart deklariert.
In anderen Merkmalen umfasst der eine oder die mehreren Sensoren einen Stromsensor, der so konfiguriert ist, dass er den vom RESS abgegebenen Strom erfasst. Der Sicherungs-Controller ist so konfiguriert, dass er die Stromwelligkeit abhängig von dem erfassten Strom berechnet; die Stromwelligkeit mit einem vorbestimmten Schwellenwert für die Stromwelligkeit vergleicht; und als Reaktion auf den Vergleich selektiv das Vorliegen der ersten Fehlerart oder der zweiten Fehlerart deklariert.
In anderen Merkmalen umfasst die Festkörpersicherung ferner einen Gate-Treiber, der so konfiguriert ist, dass er mit dem DC-DC-Wandler und dem Sicherungs-Controller kommuniziert und selektiv ein Steuersignal an einen Steueranschluss des Leistungsschalters ausgibt. Die Festkörpersicherung umfasst ferner einen Isolator, der so konfiguriert ist, dass er eine Isolierung zwischen dem Sicherungs-Controller und einem Fahrzeugdatenbus herstellt und Daten von dem Fahrzeugdatenbus empfängt und an diesen sendet.
In anderen Merkmalen umfasst die Festkörpersicherung außerdem eine parallel zum Leistungsschalter geschaltete Snubberschaltung.
Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der detaillierten Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen. Die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird aus der detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen vollständiger ersichtlich, wobei gilt:

1 ist ein Graph, der ein Beispiel für die Schmelzzeit und die Fehlerbeseitigungsdauer einer Sicherung zeigt;
2 ist ein Graph, der ein Beispiel für die Korrektur der Schmelzzeit in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur zeigt;
3 ist ein funktionelles Blockschaltbild und ein elektrisches Schema eines Beispiels eines Stromsteuersystems für ein wiederaufladbares Energiespeichersystem (RESS) mit einer Festkörpersicherung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
4 ist ein detaillierteres funktionelles Blockschaltbild und ein elektrisches Schema eines Beispiels für eine Festkörpersicherung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
5 ist ein funktionelles Blockschaltbild eines Beispiels von Signalen, die von einem Sicherungs-Controller gemäß der vorliegenden Offenbarung empfangen und ausgegeben werden;
6 und 7 sind Graphen, die gemäß der vorliegenden Offenlegung die Spannung und den Strom, die vom RESS ausgegeben werden, in Abhängigkeit von der Zeit darstellen;
8 enthält Graphen, die ein Beispiel für Strom, Spannung und Leistung während des Betriebs zeigen;
9 enthält Graphen, die ein Beispiel für Strom, Tastverhältnis und Last während der PWM-Steuerung eines Leistungsschalters in der Festkörpersicherung gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigen; und
10A und 10B sind Beispiele für Flussdiagramme zum Betrieb der Festkörpersicherung gemäß der vorliegenden Offenbarung.

In den Zeichnungen können Bezugszahlen erneut verwendet werden, um ähnliche und/oder identische Elemente zu bezeichnen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Beim Betrieb eines Elektrofahrzeugs mit einem wiederaufladbaren Energiespeichersystem (RESS) treten aus verschiedenen Gründen Störungen auf. Beispielsweise können Hochstromfehler aufgrund von Leckströmen, Versagen eines Leistungsschalters im EIN- oder AUS-Zustand, mangelnder Isolierung (Ausfransen der Isolierung in der elektrischen Maschine), kurzgeschlossenen Wicklungen, Lagerströmen und/oder anderen Gründen auftreten. Wenn während eines Fehlers Stromspitzen auftreten, lässt die Stromspitze einen Leiter einer Sicherung durchbrennen. Die Sicherung beruht auf dem Schmelzen des zwischen zwei Anschlüssen (in Reihe mit dem Laststrom) angeschlossenen Leiters aufgrund der hohen Energie des Stromstoßes.
Die Schmelzzeit bezieht sich auf die Zeit, die benötigt wird, um den Leiter der Sicherung zu schmelzen. Die Fehlerbeseitigungsdauer bezieht sich auf einen Zeitraum, der die Schmelzzeit und die zusätzliche Zeit umfasst, die erforderlich ist, um einen durch den Fehler verursachten Fehlerlichtbogen zu löschen. Schmelzsicherungen haben in der Regel variable Reaktionszeiten in einem Bereich von 5 Millisekunden bis zu Hunderten von Millisekunden. Betriebsbedingungen wie Stromstärke, Umgebungstemperatur und/oder Spannungspegel können die Zuverlässigkeit der Sicherung und die Variabilität der Reaktionszeit beeinflussen.
Schmelzsicherungen müssen nach dem Schmelzen ersetzt werden, da der Leiter, der eine notwendige Verbindung zum Stromkreis herstellt, schmilzt, wenn die Sicherung durchbrennt. Sicherungen können auch aufgrund der Materialien, die erforderlich sind, um die aufgestaute Energie zu absorbieren und den Fehlerlichtbogen zu löschen, recht groß sein. Im Gegensatz dazu kann eine schnellere Reaktionszeit (z.B. Erfassung fehlerhafter Bedingungen) einen katastrophalen Ausfall verhindern. Für schnellere Reaktionszeiten sind jedoch in der Regel kleinere Sicherungen erforderlich.
Ein Stromsteuersystem gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Festkörpersicherung. In einigen Beispielen zapft die Festkörpersicherung Strom aus einem wiederaufladbaren Energiespeichersystem (RESS) an, um einen Sicherungs-Controller und andere elektrische Komponenten der Festkörpersicherung zu betreiben. Durch die Verwendung des RESS als Stromquelle wird eine Fehlerquelle (Verlust der Versorgungsspannung für die Festkörpersicherung) eliminiert. Wenn das RESS keinen Strom liefern kann, muss die Festkörpersicherung nicht auslösen. In anderen Beispielen wird die Festkörpersicherung von einer anderen Stromquelle im Fahrzeug gespeist. In einigen Beispielen wird ein isolierter DC-DC-Wandler verwendet, um die Hochspannung (HV) des RESS in einen niedrigeren Spannungspegel umzuwandeln, der für die Stromversorgung der Festkörpersicherung geeignet ist.
Während des Betriebs zeichnet das Stromsteuersystem einen oder mehrere gemessene oder berechnete Betriebsparameter in einem oder mehreren gleitenden Datenfenstern auf, die nach einer vorbestimmten Wiederbeschreibungszeit überschrieben werden (um Speicherplatz zu sparen). Tritt eine Störung auf, speichert der Controller weiterhin den einen oder die mehreren Betriebsparameter nach Erfassung der Störung für eine vorbestimmte Zeit. Dann verschiebt der Controller die gespeicherten Daten (während eines Zeitraums, der vor dem Fehler beginnt und danach endet) an einen anderen Speicherplatz, der nicht überschrieben wird. In einigen Beispielen werden Betriebsparameter wie Strom, Spannung und/oder andere Daten aufgezeichnet, so dass Servicetechniker die Daten zur Fehlerdiagnose überprüfen können. In einigen Beispielen werden berechnete Parameter abhängig von gemessenen Parametern berechnet und gespeichert.
Außerdem ist das Stromsteuersystem mit der Festkörpersicherung so konfiguriert, dass es extern erzeugte Auslöser von einem Fahrzeugdatenbus empfängt, um die Datenaufzeichnung zu starten. In einigen Beispielen können zu den extern erzeugten Auslösern auch Airbag-Auslösesignale gehören, mit denen die Datenaufzeichnung für die aktive Sicherheit ausgelöst wird.
In einigen Beispielen überwacht das Stromsteuersystem mit der Festkörpersicherung Strom und Spannung und berechnet die Stromwelligkeit und/oder die Spannungswelligkeit. Der Strom, die Spannung, die Stromwelligkeit und/oder die Spannungswelligkeit werden jeweils mit einem oder mehreren vorbestimmten Schwellenwerten verglichen. Das Stromsteuersystem öffnet abhängig von dem Vergleich selektiv den Leistungsschalter in der Festkörpersicherung.
Die Festkörpersicherung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist so konfiguriert, dass sie die Fehler auf andere Weise als durch einfaches Öffnen des Leistungsschalters behandelt. Beispielsweise kann das Stromsteuersystem nach der Erfassung eines Fehlers selektiv die Pulsweitenmodulation (PWM) des Leistungsschalters aktivieren (um Strom vom RESS mit niedrigeren Werten zu liefern), um einen Notlauf-Modus zu ermöglichen. In einigen Beispielen wird der PWM-Modus sofort als Reaktion auf den erfassten Fehler gestartet oder der Leistungsschalter SW wird als Reaktion auf einen Fehler geöffnet und danach in den PWM-Modus umgeschaltet.
In den 1 und 2 ist die Variabilität der Reaktionszeiten von Sicherungen dargestellt. In 1 sind die Schmelzzeit 10 und die Fehlerbeseitigungsdauer 12 für eine Sicherung mit 500 Vdc, 100 A dargestellt. Beim 10-fachen Nennstrom benötigt die Sicherung etwa 20 ms, um den Fehler zu beseitigen. Bei 4-fachem Nennstrom kann die Fehlerbeseitigungsdauer etwa das 10-fache der Schmelzzeit betragen. In 2 kann sich die Fehlerbeseitigungsdauer je nach Temperatur verdoppeln. Die Variabilität der Reaktionszeiten kann zu weiteren Komplikationen führen.
In 3 ist ein Stromsteuersystem 20 zur Versorgung einer Last, wie z.B. einer elektrischen Maschine, mit Energie aus einem wiederaufladbaren Energiespeichersystem (RESS) dargestellt. Das Stromsteuersystem 20 umfasst eine Festkörpersicherung 26 anstelle einer herkömmlichen Sicherung. Die Festkörpersicherung 26 bietet vorhersehbare Reaktionszeiten, die nicht oder in wesentlich geringerem Maße von der Stromstärke oder der Temperatur abhängig sind.
Die Festkörpersicherung 26 umfasst einen ersten Anschluss, der mit einem ersten Anschluss des RESS verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der mit einem zweiten Anschluss des RESS verbunden ist, und einen dritten Anschluss, der mit einem ersten Anschluss eines Kondensators C1 und mit einer Seite eines Wechselrichters 22 verbunden ist. Der Wechselrichter 22 liefert dreiphasigen Strom an eine elektrische Maschine 24.
Der Wechselrichter 22 umfasst die Leistungsschalter T1, T2, T3, T4, T5 und T6. Die ersten Anschlüsse der Leistungsschalter T1, T3 und T5 sind mit einem ersten Anschluss des Kondensators C1 verbunden. Die zweiten Anschlüsse der Leistungsschalter T1, T3 und T5 sind mit der ersten, zweiten bzw. dritten Phase eines Motors 14 und mit den ersten Anschlüssen der Leistungsschalter T2, T4 bzw. T6 verbunden. Die zweiten Anschlüsse der Leistungsschalter T2, T4 und T6 sind mit einem zweiten Anschluss des Kondensators C1 verbunden.
Das RESS umfasst eine oder mehrere Batteriezellen, die in Reihe, parallel und/oder in Kombinationen davon geschaltet und/oder in einem oder mehreren Batteriemodulen und/oder Batteriepacks angeordnet sein können. Die Batteriemodule und/oder -packs können auch in Reihe und/oder parallel geschaltet werden. Das RESS versorgt über die Festkörpersicherung 26 den Kondensator C1 und den Wechselrichter 22 mit Strom.
In 4 ist die Festkörpersicherung 26 näher dargestellt. Die Festkörpersicherung 26 umfasst einen DC-DC-Wandler 50 mit einem ersten und einem zweiten Anschluss (an einer Eingangsseite), die mit dem ersten bzw. dem zweiten Anschluss des RESS verbunden sind. In einigen Beispielen ist der DC-DC-Wandler 50 ein isolierter DC-DC-Wandler, der das HV-Batteriesystem von einem Spannungsbus der Festkörpersicherung 26 isoliert. Der isolierte DC-DC-Wandler kann beispielsweise einen Transformator oder eine andere Art von Isolationsschaltung enthalten.
Der dritte und vierte Anschluss (an einer Ausgangsseite) des DC-DC-Wandlers 50 sind mit einem Sicherungs-Controller 54 und einem Gate-Treiber 62 verbunden. Ein Spannungssensor 58 ist mit dem ersten und zweiten Anschluss des RESS verbunden. Der Spannungssensor 58 misst die Spannung des RESS und gibt die gemessene Spannung V an den Sicherungs-Controller 54 aus. Ein Stromsensor 59 ist so konfiguriert, dass er den dem Wechselrichter 22 zugeführten Strom erfasst und den erfassten Strom I an den Sicherungs-Controller 54 ausgibt. Der Sicherungs-Controller 54 gibt selektiv ein Gate-Steuersignal G an den Gate-Treiber 62 aus, der das Umschalten eines Leistungsschalters SW zwischen den Zuständen EIN und AUS steuert. Der Leistungsschalter SW kann ein MOSFET, ein bipolarer Sperrschichttransistor oder ein anderer Leistungstransistortyp sein.
In einigen Beispielen ist eine Isolatorschaltung 64 so konfiguriert, dass sie eine Isolierung zwischen der Festkörpersicherung 26 und einem Fahrzeugdatenbus 72 herstellt und Daten von einem Fahrzeugdatenbus 72 empfängt und an diesen sendet. In einigen Beispielen kann ein Telematik-Controller 80, ein Antriebs-Controller 82 und/oder ein anderer Fahrzeug-Controller 84 über den Fahrzeugdatenbus 72 mit dem Sicherungs-Controller 54 kommunizieren. Beispielsweise können ein oder mehrere vorbestimmte Schwellenwerte des Sicherungs-Controllers 54 drahtlos über die Luft programmiert oder Diagnosedaten, aufgezeichnete Daten oder berechnete Daten als Reaktion auf den Fehler gesendet werden. Der Sicherungs-Controller 54 kann beispielsweise aktualisierte Grenzwerte über den Telematik-Controller 80 erhalten.
In einigen Beispielen wird eine Snubberschaltung 68 verwendet, um das Öffnen des Leistungsschalters SW bei hohem Laststrom zu erleichtern. In einigen Beispielen umfasst die Snubberschaltung 68 einen Kondensator C_snubber, der in Reihe mit einem Widerstand R_snubber geschaltet ist. Ein erster Anschluss des Kondensators C_snubber ist mit einem ersten Anschluss eines Schalters SW verbunden. Ein zweiter Anschluss des Kondensators C_snubber ist mit einem ersten Anschluss des Widerstands R_snubber verbunden. Ein zweiter Anschluss des Widerstands R_snubber ist mit einem zweiten Anschluss des Widerstands R_snubber verbunden. Ein Temperatursensor 70 erfasst die Temperatur T einer Verbindungsstelle bzw. einer Sperrschicht des Leistungsschalters SW oder einer anderen elektrischen Komponente der Festkörpersicherung 26.
Wie in 5 dargestellt, empfängt der Sicherungs-Controller 54 ein oder mehrere Eingangssignale und gibt ein oder mehrere Ausgangssignale aus. Die Eingangssignale können eines oder mehrere der folgenden umfassen: einen Airbag-Erfassungsimpuls, das Spannungssignal V, das Stromsignal I, die Temperatur der Verbindungsstelle bzw. der Sperrschicht des Leistungsschalters, ein Rücksetz-/Bestätigungssignal und einen CAN/SPI-Kommunikationseingang. Programmierbare Eingangssignale können Sollwerte wie Überstromwerte oder -schwellen, Überspannungswerte oder
-schwellen, Unterspannungswerte oder -schwellen, einen oder mehrere Stromschwellenwerte, einen oder mehrere Stromwelligkeitsschwellenwerte, einen oder mehrere Spannungswelligkeitsschwellenwerte und/oder ein Sanftanlaufprofil umfassen. Die Ausgangssignale können eines oder mehrere der folgenden umfassen: Leistungsschalter-Steuersignale oder PWM-Steuersignale, Fehlererfassung und/oder CAN- und SPI-Kommunikation (Schätzung von Kapazitätswerten, Welligkeit und gemessene Leistung).
In einigen Beispielen wandelt der DC-DC-Wandler 50 einen Eingangsspannungspegel des RESS wie 200 V, 400 V, 800 V oder einen anderen hohen Spannungspegel in einen isolierten, niedrigeren Spannungspegel wie 5 V, 12 V, 20 V oder einen anderen geeigneten Spannungswert um. Mit der isolierten Rücklauf- bzw. Flyback-Topologie kann ein Wirkungsgrad von etwa 80 % bei 250 mA erreicht werden. Die Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers 50 versorgt die Festkörpersicherung 26.
In den 6 und 7 sind Beispiele für die gemessenen Spannungs- und Stromwerte während eines Fehlers dargestellt. In einigen Beispielen tritt ein Fehler auf, wenn der erfasste Strom einen vorbestimmten Stromschwellenwert I_TH überschreitet, und endet, wenn der Strom unter einen zweiten vorbestimmten Stromschwellenwert I_clear fällt. In einigen Beispielen tritt ein Fehler auf, wenn die Spannung unter einen vorbestimmten Spannungsschwellenwert V_TH fällt, und endet, wenn die Spannung über einen zweiten vorbestimmten Stromschwellenwert I_clear hinaus ansteigt. Natürlich können auch andere Ereignisse wie Strom- oder Spannungswelligkeit als Fehler deklariert werden.
In 8 sind die gemessenen Werte für Spannung, Strom und Leistung dargestellt. Spannungs-, Strom- und/oder Leistungsschwankungen werden in Bezug auf die erwartete Spannung 310 (eine Nennspannung des RESS), den erwarteten Strom 312 (z.B. einen erwarteten Laststrom) und die erwartete Leistung 316 (das Produkt aus erwarteter Spannung und Strom) bestimmt. Der Sicherungs-Controller 54 berechnet die Spannungs-, Strom- und/oder Leistungswelligkeit. Die Spannungs-, Strom- und/oder Leistungswelligkeit wird mit einem oder mehreren vorbestimmten Schwellenwerten für die Spannungs-, Strom- bzw. Leistungswelligkeit verglichen. Wenn beispielsweise die Stromwelligkeit größer als ein erster vorbestimmter Schwellenwert für die Stromwelligkeit (z.B. 15 %), aber kleiner als ein zweiter vorbestimmter Schwellenwert für die Stromwelligkeit (z.B. 20 %) ist, schaltet der Sicherungs-Controller 54 in der Festkörpersicherung 26 den Leistungsschalter SW von EIN auf einen PWM-Modus um. Wenn die Stromwelligkeit größer ist als der zweite Schwellenwert für die Stromwelligkeit (z.B. 20 %), schaltet der Sicherungs-Controller 54 in der Festkörpersicherung 26 den Leistungsschalter SW von EIN auf AUS.
Wie in 9 gezeigt, kann bei niedriger Lastimpedanz eine Strombegrenzung durch Steuerung des Zustands des Leistungsschalters SW mittels PWM des Leistungsschalters SW in der Festkörpersicherung 26 erfolgen. Eine niedrige Lastimpedanz kann z.B. durch den Ausfall eines oder mehrerer Schalter im Wechselrichter, durch Kurzschlüsse in den Wicklungen der elektrischen Maschine, durch Kurzschlüsse aufgrund einer dünner werdenden Isolierung in der elektrischen Maschine, durch Lagerströme usw. entstehen.
In einigen Beispielen ist der Sicherungs-Controller 54 so konfiguriert, dass er erste Fehlerarten und zweite Fehlerarten identifiziert. In einigen Beispielen sind die ersten Fehlerarten schwerwiegender als die zweiten Fehlerarten. In einigen Beispielen werden die ersten und zweiten vorbestimmten Schwellenwerte mit überwachten und/oder berechneten Betriebsparametern wie Spannung, Strom, Stromwelligkeit, Spannungswelligkeit usw. verglichen. Wenn ein unterer Schwellenwert, aber kein höherer Schwellenwert überschritten wird, deklariert der Sicherungs-Controller 54 die zweite Fehlerart. Wird der höhere Schwellenwert überschritten, deklariert der Sicherungs-Controller 54 die erste Fehlerart. Als Reaktion auf die Erfassung der ersten Fehlerart öffnet der Sicherungs-Controller 54 den Leistungsschalter SW. Als Reaktion auf die zweite Fehlerart veranlasst der Sicherungs-Controller 54 die Ausgabe eines Pulsweitenmodulations (PWM)-Signals an den Leistungsschalter SW.
In den 10A und 10B sind Beispiele für Verfahren zum Betrieb der Festkörpersicherung 26 dargestellt. In 10A bestimmt ein Verfahren 400 bei 414, ob das Fahrzeug in Betrieb ist. Wenn 414 zutrifft, wird das Verfahren mit 418 fortgesetzt, und Strom, Spannung und/oder andere Betriebsparameter werden erfasst und/oder berechnet. In einigen Beispielen werden die berechneten Werte, wie z.B. die Welligkeit, abhängig von den gemessenen Werten erzeugt. In 422 werden die erfassten und/oder berechneten Werte gespeichert. In einigen Beispielen werden die Strom- und Spannungswerte an einem Ort gespeichert, der periodisch überschrieben wird.
Bei 126 bestimmt das Verfahren, ob der Strom größer als ein erster vorbestimmter Stromschwellenwert I_TH ist. Wenn 426 zutrifft, wird das Verfahren mit 430 fortgesetzt und der Leistungsschalter SW in der Festkörpersicherung geöffnet. In anderen Beispielen beginnt die Festkörpersicherung einen Pulsweitenmodulations (PWM)-Modus des Leistungsschalters SW in der Festkörpersicherung 26. In 436 werden die gespeicherten Strom- und Spannungswerte und/oder die berechneten Werte an einen anderen Speicherplatz kopiert, um zu verhindern, dass sie überschrieben werden. Bei 444 setzt das Verfahren einen Fehler.
Wenn 426 nicht zutrifft, fährt das Verfahren bei 432 fort und bestimmt, ob die Stromwelligkeit größer ist als ein erster vorbestimmter Stromwelligkeitsschwellenwert R_{C_TH}. In einigen Beispielen wird der erste vorbestimmte Stromwelligkeitsschwellenwert R_{C_TH} auf einen vorbestimmten Prozentsatz eines gewünschten Stroms (z.B. 10 %, 15 %, 20 % oder einen anderen Wert) eingestellt. Wenn 432 zutrifft, wird das Verfahren mit 430 fortgesetzt.
Wenn 432 nicht zutrifft, wird das Verfahren bei 440 fortgesetzt, und es wird bestimmt, ob die Spannungswelligkeit größer als ein erster vorbestimmter Spannungswelligkeitsschwellenwert R_{V_TH} ist. In einigen Beispielen wird der erste vorbestimmte Spannungswelligkeitsschwellenwert R_{V_TH} auf einen vorbestimmten Prozentsatz einer gewünschten Lastspannung (z.B. 10 %, 15 %, 20 % oder einen anderen Wert) eingestellt. Wenn 440 nicht zutrifft, wird das Verfahren mit 414 fortgesetzt. Das vorstehende Beispiel bezieht sich auf Strom, Stromwelligkeit und Spannungswelligkeit, es können aber auch andere Betriebsparameter verwendet werden.
In 10B werden in einem Verfahren 500 zusätzliche Schwellenwerte verwendet, um zwischen Fehlern, die ein Öffnen des Leistungsschalters SW in der Festkörpersicherung 26 erfordern, und Fehlern, die einen „limp home“- bzw. Notlauf-Modus ermöglichen, zu unterscheiden. Bei 426 bestimmt das Verfahren, ob der Strom größer als ein erster vorbestimmter Stromschwellenwert I_TH1 ist. Wenn 426 zutrifft, fährt das Verfahren bei 510 fort und bestimmt, ob der Strom größer ist als ein zweiter vorbestimmter Stromschwellenwert I_TH2 (größer als der erste vorbestimmte Stromschwellenwert I_TH). Wenn 510 nicht zutrifft, wird das Verfahren bei 512 fortgesetzt, und die Festkörpersicherung 26 wird auf PWM-Steuerung des Leistungsschalters SW umgeschaltet und ein erster Fehler gesetzt. Wenn 510 zutrifft, fährt das Verfahren mit 516 fort und öffnet den Leistungsschalter SW in der Festkörpersicherung 26 und setzt einen zweiten Fehler. Bei 544 werden die gespeicherten Strom- und Spannungswerte an einen anderen Speicherplatz kopiert, um zu verhindern, dass sie überschrieben werden.
Wenn 426 nicht zutrifft und 432 zutrifft, wird das Verfahren bei 520 fortgesetzt und bestimmt, ob die Stromwelligkeit größer ist als ein zweiter vorbestimmter Stromwelligkeitsschwellenwert R_{C_TH2} (größer als der erste vorbestimmte Stromwelligkeitsschwellenwert R_{C_TH}). Wenn 520 nicht zutrifft, wird das Verfahren bei 522 fortgesetzt, und die Festkörpersicherung 26 geht in die PWM-Steuerung des Leistungsschalters SW über und setzt einen dritten Fehler. Wenn 520 zutrifft, fährt das Verfahren mit 526 fort und öffnet den Leistungsschalter SW in der Festkörpersicherung 26 und setzt einen vierten Fehler. Bei 544 werden die gespeicherten Strom- und Spannungswerte an einen anderen Speicherplatz kopiert, um zu verhindern, dass sie überschrieben werden.
Wenn 426 und 432 nicht zutreffen und 440 zutrifft, wird das Verfahren bei 530 fortgesetzt, und es wird bestimmt, ob die Lastspannungswelligkeit größer ist als ein zweiter vorbestimmter Stromwelligkeitsschwellenwert R_{V_TH2} (größer als der erste vorbestimmte Spannungswelligkeitsschwellenwert R_{V_TH}). Wenn 530 nicht zutrifft, wird das Verfahren bei 532 fortgesetzt, und die Festkörpersicherung 26 wird auf PWM-Steuerung des Leistungsschalters SW umgeschaltet und ein fünfter Fehler gesetzt. Wenn 530 zutrifft, fährt das Verfahren mit 536 fort und öffnet den Leistungsschalter SW in der Festkörpersicherung 26 und setzt einen sechsten Fehler. In 544 werden die gespeicherten Strom- und Spannungswerte auf einen anderen Speicherplatz kopiert.
Die vorstehende Beschreibung ist lediglich erläuternder Natur und soll die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendung nicht einschränken. Die umfassenden Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen umgesetzt werden. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Beispiele enthält, sollte der wahre Umfang der Offenbarung daher nicht so eingeschränkt werden, da andere Modifikationen bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche ersichtlich sind. Es versteht sich, dass ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern. Obwohl jede der Ausführungsformen oben mit bestimmten Merkmalen beschrieben wird, kann jedes einzelne oder mehrere dieser Merkmale, die in Bezug auf eine beliebige Ausführungsform der Offenbarung beschrieben werden, in einer der anderen Ausführungsformen implementiert und/oder mit Merkmalen einer anderen Ausführungsform kombiniert werden, auch wenn diese Kombination nicht explizit beschrieben ist. Mit anderen Worten schließen sich die beschriebenen Ausführungsformen nicht gegenseitig aus, und Permutationen von einer oder mehreren Ausführungsformen miteinander bleiben im Rahmen dieser Offenbarung.
Räumliche und funktionale Beziehungen zwischen Elementen (z.B. zwischen Modulen, Schaltungselementen, Halbleiterschichten usw.) werden mit verschiedenen Begriffen beschrieben, z.B. „verbunden“, „im Eingriff“, „gekoppelt“, „benachbart“, „neben“, „auf“, „über“, „unter“ und „angeordnet“. Wenn eine Beziehung zwischen einem ersten und einem zweiten Element in der obigen Offenbarung nicht ausdrücklich als „direkt“ beschrieben wird, kann diese Beziehung eine direkte Beziehung sein, bei der keine anderen intervenierenden Elemente zwischen dem ersten und dem zweiten Element vorhanden sind, sie kann aber auch eine indirekte Beziehung sein, bei der ein oder mehrere intervenierende Elemente (entweder räumlich oder funktionell) zwischen dem ersten und dem zweiten Element vorhanden sind. Wie hierin verwendet, sollte die Formulierung „mindestens eines von A, B und C“ als logisches (A ODER B ODER C) unter Verwendung eines nichtausschließlichen logischen ODER ausgelegt werden und nicht als „mindestens eines von A, mindestens eines von B und mindestens eines von C“ verstanden werden.
In den Figuren zeigt die Richtung eines Pfeils, wie durch die Pfeilspitze angedeutet, im Allgemeinen den Informationsfluss (z.B. Daten oder Anweisungen) an, der für die Darstellung von Interesse ist. Wenn z.B. Element A und Element B eine Vielzahl von Informationen austauschen, aber die von Element A zu Element B übertragenen Informationen für die Darstellung relevant sind, kann der Pfeil von Element A zu Element B zeigen. Dieser unidirektionale Pfeil impliziert nicht, dass keine weiteren Informationen von Element B zu Element A übertragen werden. Außerdem kann Element B für Informationen, die von Element A an Element B gesendet werden, Anfragen nach oder Empfangsbestätigungen für die Informationen an Element A senden.
In dieser Anmeldung kann, einschließlich der nachfolgenden Definitionen, der Begriff „Modul“ oder der Begriff „Controller“ durch den Begriff „Schaltung“ ersetzt werden. Der Begriff „Modul“ kann sich auf ein Modul beziehen, ein Teil davon sein oder enthalten: einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale integrierte Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); eine Prozessorschaltung (gemeinsam, dediziert oder Gruppe), die Code ausführt; eine Speicherschaltung (gemeinsam, dediziert oder Gruppe), die den von der Prozessorschaltung ausgeführten Code speichert; andere geeignete Hardwarekomponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination aus einigen oder allen der oben genannten Möglichkeiten, z.B. in einem System-on-Chip.
Das Modul kann eine oder mehrere Schnittstellenschaltungen enthalten. In einigen Beispielen können die Schnittstellenschaltungen verdrahtete oder drahtlose Schnittstellen umfassen, die mit einem lokalen Netzwerk (LAN), dem Internet, einem Weitverkehrsnetz (WAN) oder Kombinationen davon verbunden sind. Die Funktionalität eines beliebigen Moduls der vorliegenden Offenbarung kann auf mehrere Module verteilt sein, die über Schnittstellenschaltungen verbunden sind. Zum Beispiel können mehrere Module einen Lastausgleich ermöglichen. In einem weiteren Beispiel kann ein Server-Modul (auch als Remote- oder Cloud-Modul bezeichnet) einige Funktionen im Auftrag eines Client-Moduls ausführen.
Der Begriff Code, wie er oben verwendet wird, kann Software, Firmware und/oder Mikrocode umfassen und sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen, Datenstrukturen und/oder Objekte beziehen. Der Begriff „Schaltung mit gemeinsam genutztem Prozessor“ (shared processor circuit) umfasst eine einzelne Prozessorschaltung, die einen Teil oder den gesamten Code von mehreren Modulen ausführt. Der Begriff „Gruppenprozessorschaltung“ umfasst eine Prozessorschaltung, die in Kombination mit weiteren Prozessorschaltungen einen Teil oder den gesamten Code von einem oder mehreren Modulen ausführt. Verweise auf Mehrprozessorschaltungen (multiple processor circuits) umfassen mehrere Prozessorschaltungen auf diskreten Chips, mehrere Prozessorschaltungen auf einem einzigen Chip, mehrere Kerne einer einzigen Prozessorschaltung, mehrere Threads einer einzigen Prozessorschaltung oder eine Kombination der oben genannten. Der Begriff „Schaltung mit gemeinsam genutztem Speicher“ (shared memory circuit) umfasst eine einzelne Speicherschaltung, die einen Teil oder den gesamten Code von mehreren Modulen speichert. Der Begriff „Gruppenspeicherschaltung“ umfasst eine Speicherschaltung, die in Kombination mit weiteren Speichern einen Teil oder den gesamten Code von einem oder mehreren Modulen speichert.
Der Begriff „Speicherschaltung“ ist eine Untermenge des Begriffs „computerlesbares Medium“. Der Begriff „computerlesbares Medium“, wie er hier verwendet wird, umfasst keine transitorischen elektrischen oder elektromagnetischen Signale, die sich durch ein Medium (z.B. auf einer Trägerwelle) ausbreiten; der Begriff „computerlesbares Medium“ kann daher als greifbar/materiell und nicht-transitorisch betrachtet werden. Nicht einschränkende Beispiele für ein nicht-transitorisches, greifbares, computerlesbares Medium sind nichtflüchtige Speicherschaltungen (z.B. eine Flash-Speicherschaltung, eine löschbare, programmierbare Festwertspeicherschaltung oder eine Maskenfestwertspeicherschaltung), flüchtige Speicherschaltungen (z.B. eine statische Direktzugriffsspeicherschaltung oder eine dynamische Direktzugriffsspeicherschaltung), magnetische Speichermedien (z.B. ein analoges oder digitales Magnetband oder ein Festplattenlaufwerk) und optische Speichermedien (z.B. eine CD, eine DVD oder eine Blu-ray Disc).
Die in dieser Anwendung beschriebenen Geräte und Verfahren können teilweise oder vollständig von einem Spezialcomputer implementiert werden, der durch Konfiguration eines Allzweckcomputers zur Ausführung einer oder mehrerer bestimmter, in Computerprogrammen verkörperter Funktionen gebildet wird. Die oben beschriebenen Funktionsblöcke, Flussdiagrammkomponenten und andere Elemente dienen als Softwarespezifikationen, die durch die Routinearbeit eines erfahrenen Technikers oder Programmierers in die Computerprogramme übersetzt werden können.
Die Computerprogramme enthalten prozessorausführbare Befehle, die auf mindestens einem nicht-transitorischen, greifbaren, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten enthalten oder auf diese zurückgreifen. Die Computerprogramme können ein Basis-Eingabe/Ausgabe-System (BIOS) umfassen, das mit der Hardware des Spezialcomputers interagiert, Gerätetreiber, die mit bestimmten Geräten des Spezialcomputers interagieren, ein oder mehrere Betriebssysteme, Benutzeranwendungen, Hintergrunddienste, Hintergrundanwendungen usw.
Die Computerprogramme können enthalten: (i) beschreibenden Text, der geparst werden soll, z.B. HTML (Hypertext Markup Language), XML (Extensible Markup Language) oder JSON (JavaScript Object Notation) (ii) Assembler-Code, (iii) von einem Compiler aus dem Quellcode generierten Objektcode, (iv) Quellcode zur Ausführung durch einen Interpreter, (v) Quellcode zur Kompilierung und Ausführung durch einen Just-in-Time-Compiler usw. Der Quellcode kann lediglich zum Beispiel mit der Syntax von Sprachen wie C, C++, C#, Objective-C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5 (Hypertext Markup Language 5th revision), Ada, ASP (Active Server Pages), PHP (PHP: Hypertext Preprocessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, FlashO, Visual Basic®, Lua, MATLAB, SIMULINK und Python® geschrieben sein.

Claims

Stromsteuersystem für ein Elektrofahrzeug, umfassend: einen Wechselrichter, der eine erste Seite, eine zweite Seite und eine Vielzahl von Leistungsschaltern umfasst, wobei die zweite Seite so konfiguriert ist, dass sie mit einer elektrischen Maschine verbunden werden kann; und eine Festkörpersicherung, die enthält: einen Leistungsschalter mit einem ersten Anschluss, der mit dem ersten Anschluss eines wiederaufladbaren Energiespeichersystems (RESS) des Elektrofahrzeugs verbunden ist, und einem zweiten Anschluss, der mit der ersten Seite des Wechselrichters verbunden ist; einen DC-DC-Wandler, der so konfiguriert ist, dass er eine vom RESS des Elektrofahrzeugs ausgegebene erste Spannung in eine zweite Spannung umwandelt; einen oder mehrere Sensoren, die so konfiguriert sind, dass sie einen oder mehrere Betriebsparameter des RESS erfassen; und einen Sicherungs-Controller, der so konfiguriert ist, dass er Strom vom DC-DC-Wandler empfängt, mit dem einen oder den mehreren Sensoren kommuniziert und den Leistungsschalter veranlasst, seinen Zustand in Reaktion auf Änderungen des einen oder der mehreren Betriebsparameter selektiv zu ändern.
Stromsteuersystem nach Anspruch 1, wobei der DC-DC-Wandler einen isolierten DC-DC-Wandler umfasst.
Stromsteuersystem nach Anspruch 1, wobei: der eine oder die mehreren Sensoren einen Spannungssensor umfassen, der so konfiguriert ist, dass er die von dem RESS ausgegebene Spannung erfasst, und der Sicherungs-Controller die Spannungswelligkeit abhängig von der erfassten Spannung berechnet, die Spannungswelligkeit mit einem vorbestimmten Spannungswelligkeitsschwellenwert vergleicht und den Leistungsschalter selektiv öffnet, wenn die Spannungswelligkeit größer als der vorbestimmte Spannungswelligkeitsschwellenwert ist.
Stromsteuersystem nach Anspruch 1, wobei: der eine oder die mehreren Sensoren einen Stromsensor umfassen, der so konfiguriert ist, dass er den von dem RESS ausgegebenen Strom erfasst; und der Sicherungs-Controller den erfassten Strom mit einem vorbestimmten Stromschwellenwert vergleicht und den Leistungsschalter selektiv öffnet, wenn der erfasste Strom größer ist als der vorbestimmte Stromschwellenwert.
Stromsteuersystem nach Anspruch 1, wobei: der eine oder die mehreren Sensoren einen Stromsensor umfassen, der so konfiguriert ist, dass er den von dem RESS ausgegebenen Strom erfasst, und der Sicherungs-Controller die Stromwelligkeit abhängig von dem erfassten Strom berechnet, die Stromwelligkeit mit einem vorbestimmten Stromwelligkeitsschwellenwert vergleicht und selektiv den Leistungsschalter öffnet, wenn die Stromwelligkeit größer ist als der vorbestimmte Stromwelligkeitsschwellenwert.
Stromsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Festkörpersicherung ferner einen Gate-Treiber umfasst, der so konfiguriert ist, dass er mit dem DC-DC-Wandler und dem Sicherungs-Controller kommuniziert und selektiv ein Steuersignal an einen Steueranschluss des Leistungsschalters ausgibt.
Stromsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Festkörpersicherung ferner einen Isolator umfasst, der so konfiguriert ist, dass er eine Isolierung zwischen dem Sicherungs-Controller und einem Fahrzeugdatenbus bildet und Daten von dem Fahrzeugdatenbus empfängt und an diesen sendet.
Stromsteuersystem nach Anspruch 1, wobei der Sicherungs-Controller so konfiguriert ist, dass er als Reaktion auf einen Fehler ein pulsbreitenmoduliertes Signal an den Leistungsschalter ausgibt.
Stromsteuersystem nach Anspruch 1, wobei der Sicherungs-Controller konfiguriert ist zum: Kommunizieren mit dem einen oder den mehreren Sensoren; Erfassen einer ersten Fehlerart und einer zweiten Fehlerart; Veranlassen des Leistungsschalters, als Reaktion auf die erste Fehlerart selektiv zu öffnen; und Veranlassen der Ausgabe eines pulsweitenmodulierten (PWM) Signals an den Leistungsschalter als Reaktion auf die zweite Fehlerart.
Stromsteuersystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Snubberschaltung, die parallel zum Leistungsschalter geschaltet ist.