DE202015006792U1 - Safety device for protection against dangerous touch voltages on an electrical component in a relectric assembly for an electric or hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

Sicherheitsvorrichtung (1) zum Schutz vor gefährlichen Berührungsspannungen an einem elektrischen Bauteil (2) in einer elektrischen Baugruppe (3) für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug (4), aufweisend – einen Servicedeckel (5) am Baugruppengehäuse (6) der elektrischen Baugruppe (3), welcher für einen Normalbetrieb (NB) der elektrischen Baugruppe (3) eine Service-Öffnung (7) zum Gehäuseinnenraum (8) verschließt, – eine Sicherheitsanformung (9) des Servicedeckels (5) mit einer Aussparung (10) an der Sicherheitsanformung (9), und – eine von der Sicherheitsanformung (9) ausgebildete Umfassung (11) der Aussparung (10), wobei – für den Normalbetrieb (NB) eine mit dem Baugruppengehäuse (6) mechanisch verbundene Signalsteckerverbindung (12) durch die Aussparung (10) führbar und von der Umfassung (11) zumindest teilweise umschließbar ist, – für den Normalbetrieb (NB) die Umfassung (11) zwischen einer Signalbuchse (13) und einem mit der Signalbuchse (13) verbundenen Signalstecker (14) der Signalsteckerverbindung (12) anordenbar ist, und – für einen Service (SC) der Signalstecker (14) von der Signalbuchse (13) trennbar und die Umfassung (11) von der Signalsteckerverbindung (12) sowie der Servicedeckel (5) vom Baugruppengehäuse (6) entfernbar ist.Safety device (1) for protection against dangerous contact voltages on an electrical component (2) in an electrical assembly (3) for an electric or hybrid vehicle (4), comprising - a service cover (5) on the assembly housing (6) of the electrical assembly (3 ), which for normal operation (NB) of the electrical assembly (3) closes a service opening (7) to the housing interior (8), - a Sicherheitsanformung (9) of the service cover (5) with a recess (10) on the Sicherheitsanformung ( 9), and - one of the Sicherheitsanformung (9) formed enclosure (11) of the recess (10), wherein - for normal operation (NB) with a module housing (6) mechanically connected signal connector (12) through the recess (10) feasible and at least partially encompassable by the enclosure (11), - for normal operation (NB), the enclosure (11) between a signal socket (13) and a signal socket (13) connected to the signal ecker (14) of the signal connector (12) can be arranged, and - for a service (SC) the signal connector (14) of the signal socket (13) separable and the enclosure (11) of the signal connector (12) and the service cover (5) from the module housing (6) is removable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung zum Schutz vor gefährlichen Berührungsspannungen an einem elektrischen Bauteil in einer elektrischen Baugruppe für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug mit einem Servicedeckel am Baugruppengehäuse der elektrischen Baugruppe, welcher für einen Normalbetrieb der elektrischen Baugruppe eine Service-Öffnung des Baugruppengehäuses verschließt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine elektrische Baugruppe mit der Sicherheitsvorrichtung sowie ein Elektro- oder Hybridfahrzeug mit der elektrischen Baugruppe.The invention relates to a safety device for protection against dangerous touch voltages on an electrical component in an electrical assembly for an electric or hybrid vehicle with a service cover on the module housing of the electrical assembly, which closes a service opening of the module housing for normal operation of the electrical assembly. Furthermore, the invention relates to an electrical assembly with the safety device and an electric or hybrid vehicle with the electrical assembly.

Für elektrische Baugruppen, welche sowohl im industriellen Umfeld wie auch im Automobilbereich zum Einsatz kommen, besteht oftmals die Notwendigkeit, insbesondere bei Wartungs- bzw. Serviceaktivitäten mittels entsprechender Serviceöffnungen oder mittels dem Gehäusedeckel einen Zugang zu den elektrischen Bauteilen im Inneren des Baugruppengehäuses zu erhalten. Meist warnen Aufschriften im Blickfeld der elektrischen Baugruppe, dass vor Öffnung des Baugruppengehäuses die Spannungsfreiheit für die zumindest im Normalbetrieb der elektrischen Baugruppe spannungsführenden elektrischen Bauteile herzustellen ist. Besondere Beachtung finden elektrische Bauteile, welche nicht elektrisch isoliert oder anderweitig vor einem direkten Zugriff durch Personen geschützt sind.For electrical components, which are used both in the industrial environment as well as in the automotive sector, there is often the need, in particular for maintenance or service activities by means of appropriate service openings or by means of the housing cover to gain access to the electrical components inside the module housing. Most warn inscriptions in the field of view of the electrical assembly that before opening the module housing the voltage is free to produce for the at least in normal operation of the electrical assembly live electrical components. Particular attention is given to electrical components which are not electrically isolated or otherwise protected from direct access by persons.

In diesem Kontext ist unter Normalbetrieb ein Betriebszustand der elektrischen Baugruppe zu verstehen, bei dem keine vom Anwender oder vom Anwendungsprozess initiierte Abschaltung der Energieverteilung bzw. der Energieversorgung für die elektrische Baugruppe und deren elektrische Bauteile aktiviert ist. Auch ist während des Normalbetriebs der Zugang über Serviceöffnungen zum Gehäuseinnenraum der elektrischen Baugruppe nicht oder nur unter Benutzung spezieller Sicherheitsvorrichtungen möglich.In this context, normal operation means an operating state of the electrical assembly in which no user-initiated or application-initiated shutdown of the power distribution or the power supply for the electrical assembly and its electrical components is activated. Also, during normal operation, access via service openings to the housing interior of the electrical assembly is not possible or only possible using special safety devices.

Da in Elektro- oder Hybridfahrzeugen immer öfter zur Energieversorgung des elektrischen Antriebssystems elektrische Hochvolt-Energiespeicher eingesetzt werden, welche Spannungsebenen von bis zu 800 V und mehr an Gleichspannung aufweisen, ist bei allen im Normalbetrieb spannungsführenden elektrischen Bauteilen, welche an einem für die Verteilung der elektrischen Energie eingesetzten Hochvoltnetz betrieben werden, potentiell von einer gefährlichen Berührungsspannung auszugehen.Since electrical high-voltage energy storage devices are increasingly used in electric or hybrid vehicles for supplying energy to the electric drive system, which have voltage levels of up to 800 V and more DC, is at all in normal operation live electrical components, which at one for the distribution of electrical Energy used high-voltage network are operated, potentially starting from a dangerous contact voltage.

Die Automobilindustrie muss demnach für Unfälle sowie für Serviceaktivitäten an den elektrischen Baugruppen der Elektro- oder Hybridfahrzeuge sicherstellen, dass auf Anforderung möglichst in kürzester Zeit keine gefährlichen Berührungsspannungen mehr zu erwarten sind. Dazu wird oft eine aktive Entladung der elektrischen Energie von elektrischen Bauteilen durchgeführt, welche beispielsweise mit dem Hochvoltnetz elektrisch verbunden sind. Dies gilt auch für einen Zwischenkreiskondensator am Gleichspannungszwischenkreis eines Stromrichters, der meist nach Trennung der elektrischen Baugruppe von der Energieversorgung noch elektrische Energie gespeichert hat. Selbst elektrische Leitungen können elektrische Energie speichern, soweit ihre Dimensionierung dies bedingt. Beispielsweise wird zur Entladung der elektrischen Energie des Zwischenkreiskondensators ein ohmscher Widerstand verwendet, welcher gemeinsam mit dem Zwischenkreiskondensator am Gleichspannungszwischenkreis angeordnet ist. Auch gibt es Lösungen, bei denen eine vom Stromrichter betriebene elektrische Maschine, also ein Elektromotor, die elektrische Energie in seine Wicklungen entlädt. Die elektrische Energie des Zwischenkreiskondensators wird demnach in Wärmeenergie umgewandelt.The automotive industry must therefore ensure for accidents and for service activities on the electrical components of electric or hybrid vehicles that on request in the shortest possible time no dangerous contact voltages are expected. For this purpose, an active discharge of the electrical energy of electrical components is often performed, which are electrically connected, for example, with the high-voltage network. This also applies to a DC link capacitor on the DC voltage intermediate circuit of a power converter, which has usually still stored electrical energy after separation of the electrical assembly from the power supply. Even electrical lines can store electrical energy, as far as their dimensions dictate. For example, an ohmic resistor is used to discharge the electrical energy of the DC link capacitor, which is arranged together with the DC link capacitor on the DC voltage intermediate circuit. There are also solutions in which an electrical machine operated by the power converter, ie an electric motor, discharges the electrical energy into its windings. The electrical energy of the DC link capacitor is therefore converted into heat energy.

Die Gleichspannung des Zwischenkreiskondensators kann jedoch ohne die aktive Entladung erst in einer von der Auslegung der elektrischen Bauteile des Stromrichters abhängigen Zeit abgebaut werden. Oft reicht dann diese Zeitspanne nach Trennung der Energieversorgung von der elektrischen Baugruppe nicht, die Spannungsfreiheit an den elektrischen Bauteilen bei unmittelbarem Zugang Gehäuseinnenraum der elektrischen Baugruppe sicherzustellen.However, the DC voltage of the DC link capacitor can be reduced without the active discharge only in a dependent of the design of the electrical components of the power converter time. Often then this period does not suffice after separation of the power supply from the electrical assembly to ensure the absence of voltage to the electrical components with immediate access housing interior of the electrical assembly.

Bekannte Lösungen zur Sicherstellung der Spannungsfreiheit an elektrischen Bauteilen im Inneren eines Baugruppengehäuses verwenden daher beispielsweise ein Interlock-Steckersystem, welches die elektrische aber auch die mechanische Verbindung der elektrischen Zu- und Ableitungen an den elektrischen Baugruppen überwacht. Vor Entfernung eines Gehäusedeckels müssen oft alle überwachbaren Stecker vom Baugruppengehäuse getrennt werden, um einen sicheren Zugang in das Innere des Baugruppengehäuses zu erhalten. Die Auftrennung der elektrischen Verbindung wird überwacht, wobei durch Entfernung eines derartigen Steckers meist die aktive Entladung der elektrischen Bauteile ausgelöst wird. Die Entladung der elektrischen Energie erfolgt innerhalb einer festgelegten Zeit auf einen dann ungefährlichen Spannungswert.Known solutions for ensuring the absence of voltage on electrical components inside a module housing therefore use, for example, an interlock connector system, which monitors the electrical but also the mechanical connection of the electrical supply and discharge lines to the electrical components. Before removing a case cover, all monitorable plugs often need to be disconnected from the package housing to provide secure access to the interior of the package housing. The separation of the electrical connection is monitored, with the removal of such a connector usually triggering the active discharge of the electrical components. The discharge of electrical energy takes place within a specified time to a then harmless voltage value.

Allerdings ist es dem Anwender überlassen, ob er vor dem Zugang zum Gehäuseinnenraum, über die Serviceöffnungen oder den Gehäusedeckel, tatsächlich die Stecker der elektrischen Zu- und Ableitungen entfernt und daraufhin das Interlock-Steckersystem agieren kann. Geschieht das nicht, ist weiterhin der Zugang zum Gehäuseinnenraum möglich, ohne dass der Schutz vor gefährlichen Berührungsspannungen an den elektrischen Bauteilen gewährleistet ist.However, it is up to the user whether he can actually remove the plugs of the electrical inlets and outlets before accessing the interior of the housing, via the service openings or the housing cover, and then act on the interlock connector system. If this does not happen, access to the interior of the housing is still possible without the protection against dangerous contact voltages on the electrical components is ensured.

Insbesondere für Personen gelten strikte Anforderungen für den Schutz vor gefährlichen Berührungsspannungen. So ist eine für erwachsene Personen ungefährliche dauerhafte Berührungsspannung laut DIN VDE 0100-410 mit ≤ 120 V DC Gleichspannung und für Kinder und Nutztiere mit ≤ 60 V Gleichspannung angegeben. In der Automobilindustrie wird die Grenze für eine ungefährliche Berührungsspannung üblicherweise mit einer Gleichspannung von ≤ 60 V bemessen. Especially for persons there are strict requirements for the protection against dangerous contact voltages. So is a non-dangerous for adults adult persistent touch voltage loud DIN VDE 0100-410 with ≤ 120 V DC and for children and livestock with ≤ 60 V DC. In the automotive industry, the limit for a non-hazardous contact voltage is usually measured with a DC voltage of ≤ 60V.

Insbesondere ist es bei sicherheitstechnischen Überlegungen im Automobilbereich wichtig, für den Zugang zum Gehäuseinnenraum der elektrischen Baugruppe auch Steuer- und Regelfunktionen zu unterbrechen, welche nicht in einem direkten Zusammenhang mit sicherheitstechnischen Funktionen stehen und auch für den Service an der elektrischen Baugruppe weiter aufrechterhalten werden müssen. So muss beispielsweise beim Service oder bei einem Unfall ein unkontrolliertes oder unkontrollierbares Ansteuern eines Leistungshalbleitermoduls in Stromrichtern zur Ansteuerung elektrischer Maschinen vermieden werden. Daher ist ein Lösen von Signalverbindungen für Steuer- und Regelfunktionen mittels der Entfernung von Signalsteckern vor dem Zugang zum Gehäuseinnenraum über die Serviceöffnung ein wichtiger Bestandteil einer Serviceroutine mit Blick auf den Schutz vor gefährlichen Berührungsspannungen.In particular, it is important in safety-related considerations in the automotive sector, to interrupt access to the housing interior of the electrical assembly also control and regulating functions, which are not directly related to safety functions and must be maintained for the service to the electrical assembly on. For example, during service or in the case of an accident, an uncontrolled or uncontrollable activation of a power semiconductor module in power converters for controlling electrical machines must be avoided. Therefore, releasing signal connections for control functions by removing signal plugs from access to the housing interior via the service opening is an important part of a service routine with regard to protection against dangerous contact voltages.

Die Produkte und Anwendungen in der Automobilindustrie benötigen beispielsweise immer öfter eine Mehrfachabsicherung beim Schutz vor gefährlichen Berührungsspannungen, welche sicherstellen soll, dass z. B. bei Versagen oder Manipulation eines ersten Sicherheitssystems bzw. bei Umgehung von Sicherheitsvorschriften zumindest noch ein zusätzliches Sicherheitssystem zwingend wirksam ist.The products and applications in the automotive industry, for example, more and more often need multiple protection against dangerous contact voltages, which should ensure that z. B. in case of failure or manipulation of a first security system or bypassing security regulations at least one additional security system is mandatory.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsvorrichtung vorzuschlagen, mittels der an einer elektrischen Baugruppe ein sicherer, aufwandsarmer und somit kostengünstiger Zugang zum Gehäuseinnenraum der elektrischen Baugruppe möglich ist, wobei zum Zeitpunkt des Zugangs eine gefährliche Berührungsspannung an einem elektrischen Bauteil der elektrischen Baugruppe bereits verlässlich auf einen dann ungefährlichen Wert abgebaut ist.The invention has for its object to provide a safety device by means of the electrical assembly on a safe, low-cost and thus cost access to the housing interior of the electrical assembly is possible, at the time of access a dangerous contact voltage to an electrical component of the electrical assembly already reliable is reduced to a harmless then value.

Diese Aufgabe wird durch eine Sicherheitsvorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved by a safety device having the features specified in claim 1.

Diese Aufgabe wird weiterhin durch eine elektrische Baugruppe nach Anspruch 7 sowie ein Elektro- oder Hybridfahrzeug nach Anspruch 9 gelöst.This object is further achieved by an electrical assembly according to claim 7 and an electric or hybrid vehicle according to claim 9.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass für den Zugang zu elektrischen Bauteilen in elektrischen Baugruppen, beispielsweise für einen Servicefall, sichergestellt werden muss, dass insbesondere Personen durch die Berührung der elektrischen Bauteile nicht durch gefährliche Berührungsspannungen verletzt werden können. Dies bedeutet, dass der Zugang zum Gehäuseinnenraum der elektrischen Baugruppe erst dann freigegeben werden kann, wenn eine eventuell noch an den elektrischen Baugruppen vorhandene gefährliche Berührungsspannung auf einen unbedenklichen Wert abgesunken ist oder mittels einer aktiven Entladung abgebaut wurde.The invention is based on the finding that access to electrical components in electrical assemblies, for example for a service case, must be ensured that, in particular, persons can not be injured by the contact with the electrical components due to dangerous contact voltages. This means that the access to the housing interior of the electrical assembly can only be released when any dangerous contact voltage that may still be present on the electrical components has dropped to a harmless value or has been reduced by means of an active discharge.

Die Öffnung eines Gehäusedeckels oder einer speziellen Service-Öffnung muss vom Anwender demnach so viel Zeit erfordern, dass mit dem dann freien Zugang zu den elektrischen Bauteilen gefährliche Berührungsspannungen nicht mehr an den elektrischen Bauteilen im Gehäuseinnenraum anliegen. Mit dieser Anforderung werden entsprechende Sicherheitssysteme gesucht, welche einerseits zum bestehenden Sicherheitssystem einen zusätzlichen Schutz gewähren, andererseits sowohl von ihrer Komplexität wie auch aus Sicht der Kosten effizient einsetzbar und herstellbar sind.The opening of a housing cover or a special service opening must therefore require so much time from the user that with the then free access to the electrical components dangerous contact voltages no longer rest against the electrical components in the housing interior. With this requirement, appropriate security systems are sought, which on the one hand provide additional protection for the existing security system, on the other hand can be efficiently used and manufactured both from their complexity as well as from the point of view of costs.

Für die Lösung der Aufgabe wird daher eine Sicherheitsvorrichtung zum Schutz vor gefährlichen Berührungsspannungen an einem elektrischen Bauteil in einer elektrischen Baugruppe für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend einen Servicedeckel am Baugruppengehäuse der elektrischen Baugruppe, welcher für einen Normalbetrieb der elektrischen Baugruppe eine Service-Öffnung zum Gehäuseinnenraum verschließt, weiterhin aufweisend eine Sicherheitsanformung des Servicedeckels mit einer Aussparung an der Sicherheitsanformung, und ebenfalls aufweisend eine von der Sicherheitsanformung ausgebildete Umfassung der Aussparung, wobei für den Normalbetrieb eine mit dem Baugruppengehäuse mechanisch verbundene Signalsteckerverbindung durch die Aussparung führbar und von der Umfassung zumindest teilweise umschließbar ist, wobei weiterhin für den Normalbetrieb die Umfassung zwischen einer Signalbuchse und einem mit der Signalbuchse verbundenen Signalstecker der Signalsteckerverbindung anordenbar ist, und wobei für einen Service der Signalstecker von der Signalbuchse trennbar und die Umfassung von der Signalsteckerverbindung sowie der Servicedeckel vom Baugruppengehäuse entfernbar ist.For solving the problem, therefore, a safety device to protect against dangerous touch voltages on an electrical component in an electrical assembly for an electric or hybrid vehicle is proposed, comprising a service cover on the module housing of the electrical assembly, which for normal operation of the electrical assembly, a service opening closes to the housing interior, further comprising a Sicherheitsanformung the service cover with a recess at the Sicherheitsanformung, and also having formed by the safety molding enclosure of the recess, wherein for normal operation mechanically connected to the module housing signal connector connection through the recess feasible and the enclosure at least partially is umschließbar, further for normal operation, the enclosure between a signal jack and a signal connector connected to the signal connector of the signal connector is connectable, and wherein for a service, the signal connector from the signal socket separable and the enclosure of the signal connector and the service cover from the module housing is removable.

Der Signalstecker ist meist mit einer flexiblen Leitung ausgestattet, damit die Trennung des Signalsteckers von der Signalbuchse genügend Freiraum gibt, auch die an der Sicherheitsanformung ausgebildete Umfassung von der Signalsteckerverbindung zu entfernen.The signal connector is usually equipped with a flexible line, so that the separation of the signal connector of the signal socket is enough space to remove the formed on the Sicherheitsanformung enclosure of the signal connector connection.

Das Baugruppengehäuse der elektrischen Baugruppe kann aus verschiedenen Gehäuseelementen zusammensetzen sein, welche meist voneinander lösbar miteinander verbunden sind. So ist ein Aufbau mit einem Baugruppengehäuse und einem Baugruppengehäusedeckel sowie einem Baugruppengehäuseboden bekannt. Auch kann jedes dieser Gehäuseelemente wiederum aus mehreren Baugruppengehäuseteile bestehen. The module housing of the electrical module can be composed of different housing elements, which are usually detachably connected to each other. Thus, a structure with an assembly housing and a module housing cover and a module housing bottom is known. Also, each of these housing elements may in turn consist of several assembly housing parts.

Als Service-Öffnung kann prinzipiell jede Öffnung im Baugruppengehäuse vorgesehen sein, welche einen Zugang zum Gehäuseinnenraum und den elektrischen Bauelementen ermöglicht. Demzufolge ist zumindest auch der Baugruppengehäusedeckel als eine Form des Servicedeckels zu sehen.As a service opening, in principle, any opening in the module housing can be provided, which allows access to the housing interior and the electrical components. Consequently, at least the module housing cover can be seen as a form of the service cover.

Wie eingangs erwähnt, ist der Service an den elektrischen Bauteilen elektrischer Baugruppen für viele Anwendungen im industriellen Umfeld wie auch für Produkte der Automobilindustrie nicht nur für einen zuverlässigen Betrieb, hier auch als Normalbetrieb bezeichnet, notwendig. Vorbeugender Service hat auch einen kostensparenden Aspekt, beispielsweise den Service von einzelnen elektrischen Bauteilen in den Vordergrund zu stellen, um größere Schäden beim Einsatz der elektrischen Baugruppen in komplexeren Anwendungssystemen wie in Elektro- oder Hybridfahrzeugen zu vermeiden. Auch sind natürlich Reparaturen und spezifische Wartungsarbeiten an den elektrischen Bauteilen im Gehäuseinnenraum als Service zu verstehen.As mentioned above, the service to the electrical components of electrical components for many applications in the industrial environment as well as for products of the automotive industry not only for a reliable operation, also referred to as normal operation, necessary. Preventive service also has a cost-saving aspect, such as emphasizing the service of individual electrical components, to avoid major damage to the use of electrical assemblies in more complex application systems such as electric or hybrid vehicles. Of course, repairs and specific maintenance work on the electrical components in the housing interior are to be understood as a service.

Die vorliegende Lösung bietet die Möglichkeit, etablierte Sicherheitssystem, wie beispielweise Interlock-Steckersysteme, welche insbesondere auch für Signalsteckerverbindungen eingesetzt werden können, so zu erweitern, dass der Schutz von elektrischen Bauteilen vor gefährlichen Berührungsspannungen, bei geringem zusätzlichen Materialeinsatz und mittels geringer technischer Komplexität, erhöht werden kann. Beim beispielhaften Einsatz bekannter Interlock-Steckersysteme ist nach Trennung von der Signalbuchse, welche mit dem Baugruppengehäuse mechanisch verbundenen sind, und dem Signalstecker davon auszugehen, dass diese Trennung zumindest eine Entkopplung von Energieversorgung und Energiebereitstellung für die elektrische Baugruppe auslöst, wobei ggf. auch eine aktive Entladung der elektrischen Baugruppe im Gehäuseinnenraum angestoßen wird. Allerdings ist vielmals der Zugang zum Gehäuseinnenraum trotz Interlock-Steckersystem auch dann manipulativ oder systemimmanent möglich, wenn die Trennung von Signalbuchse und Signalstecker der Signalsteckerverbindung nicht durchgeführt wird, bestehende Sicherheitsprozesse somit umgangen werden können.The present solution offers the possibility of extending established security system, such as interlock connector systems, which can be used in particular for signal connector connections, so that the protection of electrical components against dangerous contact voltages, with little additional use of materials and low technical complexity increased can be. In the exemplary use of known interlock connector systems is to be assumed after separation from the signal socket, which are mechanically connected to the module housing, and the signal connector that this separation triggers at least a decoupling of power supply and energy supply for the electrical assembly, which optionally also an active Discharge of the electrical assembly is triggered in the housing interior. However, the access to the housing interior is often despite the interlock plug system manipulative or systemimmanent possible if the separation of signal jack and signal connector of the signal connector is not performed existing security processes can thus be bypassed.

Da mit der vorliegenden Lösung die Signalsteckerverbindung im Normalbetrieb durch die Aussparung der Sicherheitsanformung geführt ist, und von der an der Sicherheitsanformung ausgebildeten Umfassung umschlossen wird, sowie die Umfassung zwischen dem mit der Signalbuchse verbundenen Signalstecker der Signalsteckerverbindung angeordnet ist, muss für den Service, also den Zugang über die Service-Öffnung zum Gehäuseinnenraum, der Signalstecker von der Signalbuchse der Signalsteckerverbindung getrennt werden. Erst dieser Vorgang ermöglicht es, sowohl die Umfassung von der Signalsteckerverbindung wie auch den Servicedeckel vom Baugruppengehäuse gemeinsam zu entfernen, wobei der Zugang zum Gehäuseinnenraum der elektrischen Baugruppe freigegeben wird.Since with the present solution, the signal plug connection is guided in normal operation through the recess of Sicherheitsanformung, and is enclosed by the formed on the Sicherheitsanformung enclosure, and the enclosure between the signal jack connected to the signal connector of the signal connector is arranged for service, so the Access via the service opening to the housing interior, the signal connector to be disconnected from the signal connector of the signal connector. Only this process makes it possible to jointly remove both the enclosure from the signal connector connection as well as the service cover from the module housing, the access to the housing interior of the electrical assembly is released.

Signalleitungen, wie sie über die Signalsteckerverbindung in den Gehäuseinnenraum der elektrischen Baugruppe geführt werden, übermitteln eine Vielzahl von Informationen für Steuer- und Regelfunktionen der elektrischen Baugruppe. Ist ein Service an der elektrischen Baugruppe geplant, welcher insbesondere mit dem Zugang zum Gehäuseinnenraum verbunden ist, sollten nicht nur alle Zu- und Ableitungen für einen Leistungsteil der elektrischen Baugruppe sondern auch alle zumindest nicht sicherheitsrelevanten Signalleitungen für eine Steuer- und Regeleinheit der elektrischen Baugruppe elektrisch aufgetrennt sein. Damit wird verhindert, dass eine ungewollte und ggf. unkontrollierbare Ansteuerung von elektrischen Bauteilen während des Service erfolgen kann.Signal lines, as they are routed via the signal connector connection in the housing interior of the electrical assembly, transmit a variety of information for control and regulation functions of the electrical assembly. If a service to the electrical module is planned, which is connected in particular with the access to the housing interior, not only all supply and discharge lines for a power section of the electrical assembly but also all at least not safety-related signal lines for a control and regulation unit of the electrical assembly electrically be separated. This prevents unwanted and possibly uncontrollable activation of electrical components during service.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the device are specified in the dependent claims.

Bei einer ersten vorteilhaften Ausgestaltungsform der Sicherheitsvorrichtung ist via der Signalsteckerverbindung, mittels der Signalbuchse und dem Signalstecker, ein Überwachungssignal eines Überwachungskreises führbar, welches dazu ausgebildet ist, bei einer Trennung oder bei einer Verbindung von Signalbuchse und Signalstecker an einer elektronischen Verbindungsstelle der Signalsteckerverbindung seinen Zustand oder seinen Wert zu ändern.In a first advantageous embodiment of the safety device via the signal connector connection, by means of the signal socket and the signal connector, a monitoring signal of a monitoring circuit feasible, which is designed to disconnect or at a connection of signal jack and signal connector at an electronic connection point of the signal connector its state or to change its value.

Mit diesem Ausführungsbeispiel können auch bekannte Interlock-Steckersystem in die vorgeschlagene Sicherheitsvorrichtung integriert werden. Das Überwachungssignal liefert in Überwachung der Verbindung zwischen dem Signalstecker und der Signalbuchse implizit die Information, ob die Service-Öffnung für den Zugang zur elektrischen Baugruppe geöffnet oder geschlossen ist.With this embodiment, known interlock plug system can be integrated into the proposed safety device. The monitor signal implicitly provides in the monitoring of the connection between the signal connector and the signal socket, whether the service opening for accessing the electrical module is open or closed.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Sicherheitsvorrichtung weist die Sicherheitsvorrichtung eine Auswertungseinheit auf, mittels der eine Auswertung des Überwachungssignals durchführbar und ein Überwachungsergebnis bereitstellbar ist.In a further advantageous embodiment of the safety device, the safety device has an evaluation unit, by means of which an evaluation of the Monitoring signal feasible and a monitoring result can be provided.

Nach Auswertung des Überwachungssignals kann somit prinzipiell eine Aussage in Form des Überwachungsergebnisses abgeleitet werden, ob einerseits der Service im Gehäuseinnenraum möglich ist, wobei dazu weitere Maßnahmen zum Schutz vor gefährlichen Berührungsspannungen initiiert und durchgeführt werden müssen. Andererseits kann die Aussage getroffen werden, ob die elektrische Baugruppe sich im Normalbetrieb befindet oder zumindest für den Normalbetrieb einsatzbereit ist.After evaluation of the monitoring signal can thus be derived in principle a statement in the form of the monitoring result, whether on the one hand the service in the housing interior is possible, with this additional measures to protect against dangerous touch voltages must be initiated and carried out. On the other hand, the statement can be made whether the electrical assembly is in normal operation or is at least ready for normal operation.

Bei einer nächsten vorteilhaften Ausgestaltungsform der Sicherheitsvorrichtung ist der Servicedeckel durch mindestens ein Servicedeckel-Befestigungsmittel mit dem Baugruppengehäuse verbunden.In a next advantageous embodiment of the safety device, the service cover is connected to the module housing by at least one service cover fastening means.

Der Servicedeckel mit der Sicherheitsanformung und die an der Sicherheitsanformung ausgebildete Umfassung der Aussparung ist derart auslegbar, dass auf Befestigungsmittel für den Servicedeckel auch verzichtet werden kann, da für den Normalbetrieb die Umfassung von der Signalsteckerverbindung, insbesondere durch ihre Anordnung zwischen dem Signalstecker und der Signalbuchse, mechanisch gehalten wird. Allerdings ist beim Einsatz der elektrischen Baugruppe für Anwendung mit hoher mechanischer Belastung (z. B. Vibrationen) eine stabile, eigensichere mechanische Verbindung des Servicedeckels mit dem Baugruppengehäuse vorteilhaft.The service cover with the Sicherheitsanformung and trained on the safety molding enclosure of the recess is designed such that can be dispensed with attachment means for the service cover, since for normal operation, the enclosure of the signal connector, in particular by their arrangement between the signal connector and the signal jack, is held mechanically. However, when using the electrical assembly for high mechanical load applications (eg, vibration), a stable, intrinsically safe mechanical connection of the service cover to the package housing is advantageous.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Sicherheitsvorrichtung ist zwischen dem Servicedeckel und dem Baugruppengehäuse ein Dichtungsmittel angeordnet.In a further advantageous embodiment of the safety device, a sealing means is arranged between the service cover and the module housing.

Da sowohl im industriellen Umfeld wie auch im Automobilbereich aufgrund von oftmals widrigen Umgebungsbedingungen einer staub- oder wasserdichten Kapselung von elektrischen Baugruppen hohe Bedeutung zukommt, stellt die Service-Öffnung einen Schwachpunkt gegenüber negativen Auswirkungen der Umgebungsbedingungen dar. Für eine Auswahl der Dichtungsmittel muss berücksichtigt werden, dass diese Dichtungsmittel durch oftmaliges Öffnen und Schließen des Service-Deckels an der Service-Öffnung einem starken Verschleiß ausgesetzt sind.Since dust-tight or watertight encapsulation of electrical assemblies is very important both in the industrial environment and in the automotive sector because of the often adverse environmental conditions, the service opening represents a weak point against negative effects of the environmental conditions. For a selection of the sealing means must be considered, that these sealants are subject to heavy wear by opening and closing the service cover at the service opening many times.

Bei einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltungsform der Sicherheitsvorrichtung überdeckt die von der Sicherheitsanformung ausgebildete Umfassung der Aussparung mindestens ein Signalbuchsen-Befestigungsmittel, welches die Signalbuchse der Signalsteckerverbindung mit dem Baugruppengehäuse verbindet.In a likewise advantageous embodiment of the safety device, the recess formed by the safety molding covers at least one signal socket fastening means which connects the signal socket of the signal plug connection to the module housing.

Somit erfüllt die Sicherheitsvorrichtung eine weitere Sicherheitsfunktion und verhindert eine Möglichkeit, durch Manipulation von Sicherheitsfunktionen- oder Sicherheitsprozessen im Normalbetrieb Zugang zum Gehäuseinnenraum über die Signalsteckerverbindung zu erhalten. Eine Entfernung der Signalbuchse bzw. der Signalsteckerverbindung vom Baugruppengehäuse ist erst dann für den Service möglich, wenn die von der Sicherheitsanformung ausgebildete Umfassung von der Signalsteckerverbindung entfernt und der Zugang zu dem mindestens einen Signalbuchsen-Befestigungsmittel frei gegeben ist.Thus, the safety device fulfills a further safety function and prevents a possibility of obtaining access to the housing interior via the signal plug connection by manipulation of safety functions or safety processes in normal operation. Removal of the signal socket or the signal plug connection from the module housing is only possible for the service if the enclosure formed by the safety molding is removed from the signal plug connection and the access to the at least one signal socket fastening means is released.

Für die Lösung der Aufgabe wird ebenfalls eine elektrische Baugruppe mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung vorgeschlagen, wobei die elektrische Baugruppe für den Service eine Entladungsvorrichtung aufweist, mittels der in Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses der Auswertung der Auswertungseinheit eine aktive Entladung des elektrischen Bauteils zum Schutz vor gefährlichen Berührungsspannungen durchführbar ist.For solving the problem, an electrical assembly with a safety device according to the invention is also proposed, wherein the electrical assembly for the service has a discharge device, by means of which an active discharge of the electrical component to protect against dangerous contact voltages is feasible depending on the monitoring result of the evaluation of the evaluation unit ,

Nach Auswertung des Überwachungssignals, welches signalisiert, dass mit Entfernung des Signalsteckers von der Signalbuchse der Signalsteckerverbindung ggf. der Service an der elektrischen Baugruppe bevorsteht, zeigt das Überwachungsergebnis der Entladungsvorrichtung an, die aktive Entladung des elektrischen Bauteils mittels der Entladungsvorrichtung durchzuführen.After evaluation of the monitoring signal, which signals that with the removal of the signal connector from the signal socket of the signal connector connection possibly the service to the electrical assembly is imminent, the monitoring result of the discharge indicates to perform the active discharge of the electrical component by means of the discharge device.

Die Entladungsvorrichtung wird für die aktive Entladung derart dimensioniert, dass die vor Entfernung des Signalsteckers von der Signalbuchse der Signalsteckerverbindung eventuell am elektrischen Bauteil noch vorhandene gefährliche Berührungsspannung zumindest spätestens dann abgebaut ist, wenn der Servicedeckel entfernt, der Geräteinnenraum an der Service-Öffnung offen und der Zugang zu dem elektrischen Bauteil möglich ist. Die Dimensionierung der für die Entladungsvorrichtung benötigten elektrischen Komponenten, wie beispielsweise Entladungswiderstände, elektrische Schalter und Ansteuervorrichtungen, ist abhängig von den elektrischen Werten des zu entladenden elektrischen Bauteils auszuführen, beispielsweise den Kapazitätswerten eines Kondensators.The discharge device is dimensioned for the active discharge such that the before removal of the signal connector of the signal jack of the signal connector on the electrical component still present dangerous contact voltage is degraded at least at the latest when the service cover removed, the device interior open at the service opening and the Access to the electrical component is possible. The dimensioning of the electrical components required for the discharge device, such as, for example, discharge resistances, electrical switches and drive devices, is to be carried out as a function of the electrical values of the electrical component to be discharged, for example the capacitance values of a capacitor.

Bei einer ersten vorteilhaften Ausgestaltungsform der elektrischen Baugruppe ist die elektrische Baugruppe ein Stromrichter, welcher zum Antrieb einer elektrischen Maschine oder zur Wandlung von elektrischer Energie vorgesehen ist.In a first advantageous embodiment of the electrical assembly, the electrical assembly is a power converter, which is provided for driving an electrical machine or for the conversion of electrical energy.

Derartige Stromrichter, welche beispielsweise einen Gleichspannungszwischenkreis aufweisen, werden an diesem Gleichspannungszwischenkreis üblicherweise mit einem oder mehreren Zwischenkreiskondensatoren betrieben. Bei einer hohen Spannungsebene am Gleichspannungszwischenkreis des Stromrichters, wie sie von einer Hochvolt-Gleichspannungsquelle erzeugt wird, muss insbesondere für den Service an der elektrischen Baugruppe sichergestellt werden, dass Personen nach Abschaltung der Hochvolt-Gleichspannungsquelle nicht durch Berührung von elektrischen Bauteilen der elektrischen Baugruppe gefährlichen Berührungsspannungen ausgesetzt sind. Da mit dem Service an der elektrischen Baugruppe oft der Zugang zum Gehäuseinnenraum der elektrischen Baugruppen verbunden ist, eignet sich der Einsatz des Sicherheitselements besonders vorteilhaft für den Schutz vor gefährlichen Berührungsspannungen.Such converters, which for example have a DC intermediate circuit, are usually connected to this or DC voltage intermediate circuit with one or operated several DC link capacitors. At a high voltage level at the DC voltage intermediate circuit of the power converter, as generated by a high-voltage DC power source must be ensured in particular for the service to the electrical assembly that persons after switching off the high-voltage DC voltage source not by touching electrical components of the electrical assembly dangerous contact voltages are exposed. Since access to the housing interior of the electrical components is often associated with the service to the electrical module, the use of the security element is particularly advantageous for the protection against dangerous contact voltages.

Zur Entladung der elektrischen Energie wird von der Entladungsvorrichtung oft ein ohmscher Widerstand verwendet, welcher bei Stromrichtern gemeinsam mit einem Zwischenkreiskondensator am Gleichspannungszwischenkreis angeordnet ist. Der Zwischenkreiskondensator wird exemplarisch neben oft nicht isolierten elektrischen Leitungen und Verbindungen als zu entladende elektrische Bauteile hier genannt.For discharging the electrical energy is often used by the discharge device, an ohmic resistance, which is arranged in power converters together with a DC link capacitor to the DC voltage intermediate circuit. The DC link capacitor is exemplified here in addition to often uninsulated electrical lines and connections as to be unloaded electrical components here.

Auch gibt es Lösungen, bei denen die vom Stromrichter betriebe elektrische Maschine die zu entladende elektrische Energie der elektrischen Baugruppe in ihre Wicklungen entlädt. Die elektrische Energie wird demnach in Wärmeenergie umgewandelt.There are also solutions in which the electric machine operated by the power converter discharges the electrical energy of the electrical assembly to be discharged into its windings. The electrical energy is therefore converted into heat energy.

Für die Lösung der Aufgabe wird darüber hinaus ein Elektro- oder Hybridfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen elektrischen Baugruppe vorgeschlagen.For solving the problem, moreover, an electric or hybrid vehicle with an electrical assembly according to the invention is proposed.

Elektro- und Hybridfahrzeuge unterliegen vielfältigen Anforderungen und Auflagen zum Schutz von Personen und Sachwerten. Wird die elektrische Baugruppe in dem Elektro- oder Hybridfahrzeug beispielsweise einem Service unterzogen, ist mittels der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung der Schutz vor gefährlichen Berührungsspannungen insbesondere dann gewährleistet, wenn der Zugang zum Gehäuseinnenraum der elektrischen Baugruppe des Elektro- oder Hybridfahrzeugs erforderlich ist. Auch bietet die Sicherheitsvorrichtung Schutz vor einer unbeabsichtigten oder auch manipulativen Öffnung und somit einem aus Sicht des Schutzes vor gefährlichen Berührungsspannungen unberechtigten Zugangs zum Gehäuseinnenraum, wenn sich die elektrische Baugruppe im Normalbetrieb befindet.Electric and hybrid vehicles are subject to various requirements and requirements for the protection of persons and property. If the electrical assembly in the electric or hybrid vehicle, for example, a service subjected, is protected by the safety device according to the invention, the protection against dangerous contact voltages in particular when access to the housing interior of the electrical assembly of the electric or hybrid vehicle is required. Also, the safety device provides protection against unintentional or manipulative opening and thus from the point of view of protection against dangerous touch voltages unauthorized access to the housing interior when the electrical assembly is in normal operation.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert werden. Es zeigt:The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in connection with the figures. It shows:

1 eine erste schematische Querschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung zum Schutz vor gefährlichen Berührungsspannungen an einem elektrischen Bauteil im Gehäuseinnenraum einer elektrischen Baugruppe, 1 a first schematic cross-sectional view of the safety device according to the invention for protection against dangerous contact voltages on an electrical component in the housing interior of an electrical assembly,

2 eine erste dreidimensionale Darstellung der Sicherheitsvorrichtung nach der 1 für den Normalbetrieb der elektrischen Baugruppe, 2 a first three-dimensional view of the safety device according to the 1 for normal operation of the electrical assembly,

3 eine zweite dreidimensionale Darstellung der Sicherheitsvorrichtung nach der 1 und der 2 für den Service der elektrischen Baugruppe, und 3 a second three-dimensional view of the safety device according to the 1 and the 2 for the service of the electrical assembly, and

4 eine schematische Darstellung eines Elektro- oder Hybridfahrzeug mit einem Stromrichter als erfindungsgemäße elektrische Baugruppe zum Betrieb einer elektrischen Maschine. 4 a schematic representation of an electric or hybrid vehicle with a power converter as an electrical assembly according to the invention for operating an electrical machine.

In 1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eine Sicherheitsvorrichtung 1 zum Schutz vor gefährlichen Berührungsspannungen an einem elektrischen Bauteil 2 im Gehäuseinnenraum 8 einer elektrischen Baugruppe 3.In 1 shows a schematic cross-sectional view of a safety device 1 to protect against dangerous touch voltages on an electrical component 2 in the housing interior 8th an electrical assembly 3 ,

Ein Servicedeckel 5 am Baugruppengehäuse 6 der elektrischen Baugruppe 3 verschließt im Normalbetrieb NB der elektrischen Baugruppe 3 eine Service-Öffnung 7 zum Gehäuseinnenraum 8. Der Servicedeckel 5 weist eine Sicherheitsanformung 9 mit einer ersten rechtwinkligen Abkantung auf, welche mittels einer weiteren rechtwinkligen Abkantung eine Umfassung 11 einer Aussparung 10 ausbildet. Der Servicedeckel 5 mit der Sicherheitsanformung 9 und der Umfassung 11 der Aussparung 10 bildet aus Sicht der Querschnittsdarstellung der 1 ein Stufenprofil. Zur Abdichtung des Gehäuseinnenraums 8 an der Service-Öffnung 7 ist zwischen dem Servicedeckel 5 und dem Baugruppengehäuse 6 ein Dichtungsmittel 20 angebracht.A service cover 5 on the module housing 6 the electrical assembly 3 closes in normal operation NB the electrical assembly 3 a service opening 7 to the housing interior 8th , The service cover 5 has a safety design 9 with a first right-angled fold, which by means of another rectangular bevel enclosing 11 a recess 10 formed. The service cover 5 with the safety design 9 and the enclosure 11 the recess 10 forms from the perspective of the cross-sectional representation of 1 a step profile. For sealing the housing interior 8th at the service opening 7 is between the service cover 5 and the package housing 6 a sealant 20 appropriate.

Für den Normalbetrieb NB ist der Servicedeckel 5 durch ein Servicedeckel-Befestigungsmittel 19 am Baugruppengehäuse 6 befestigt. Mit dem Baugruppengehäuse 6 mechanisch verbunden ist eine Signalsteckerverbindung 12, welche durch die Aussparung 10 geführt und von der an der Sicherheitsanformung 9 ausgebildeten Umfassung 11 umschlossen ist. Die Umfassung 11 ist zwischen einer Signalbuchse 13 und einem mit der Signalbuchse 13 verbundenen Signalstecker 14 der Signalsteckerverbindung 12 angeordnet. Eine Entfernung der Umfassung 11 von der Signalsteckerverbindung 12 ist nicht möglich, wenn der Signalstecker 14 mit der Signalbuchse 13 verbunden ist, wie es im Normalbetrieb NB der elektrischen Baugruppe 3 üblich ist. Am Signalstecker 14 ist ein elektrisches Signalkabel angebracht.For normal operation NB is the service cover 5 by a service cover attachment means 19 on the module housing 6 attached. With the module housing 6 mechanically connected is a signal connector 12 passing through the recess 10 led and of the at the safety molding 9 trained enclosure 11 is enclosed. The enclosure 11 is between a signal jack 13 and one with the signal jack 13 connected signal connector 14 the signal connector 12 arranged. A removal of the enclosure 11 from the signal connector connection 12 is not possible if the signal connector 14 with the signal socket 13 is connected, as it is in normal operation NB the electrical assembly 3 is common. At the signal connector 14 An electrical signal cable is attached.

Die Signalbuchse 13 der Signalsteckerverbindung 12 ist mit dem Baugruppengehäuse 6 via Signalbuchsen-Befestigungsmitteln mechanisch verbunden. Allerdings ist die Querschnittsdarstellung der 1 zur Visualisierung der Signalbuchsen-Befestigungsmittel hier nicht geeignet (2 und 3 zeigen geeignete Signalbuchsen-Befestigungsmittel 21).The signal socket 13 the signal connector 12 is with the module housing 6 mechanically connected via signal socket fastening means. However, the cross-sectional view of the 1 not suitable for the visualization of the signal socket fasteners here ( 2 and 3 show suitable signal socket fasteners 21 ).

Via der Signalsteckerverbindung 12, mittels der Signalbuchse 13 und dem Signalstecker 14, wird ein Überwachungssignal S in einem Überwachungskreis 15 geführt, welches dazu ausgebildet ist, bei einer Trennung oder bei einer Verbindung von Signalbuchse 13 und Signalstecker 14 an einer elektronischen Verbindungsstelle 16 der Signalsteckerverbindung 12 seinen Zustand oder seinen Wert zu ändern.Via the signal connector 12 , by means of the signal socket 13 and the signal connector 14 , a monitoring signal S in a monitoring circuit 15 guided, which is adapted to a separation or a connection of signal jack 13 and signal connectors 14 at an electronic connection point 16 the signal connector 12 to change its state or its value.

Mit einer Auswertungseinheit 17 im Gehäuseinnenraum 8 der elektronischen Baugruppe 3 ist eine Auswertung A des Überwachungssignals S durchführbar und ein Überwachungsergebnis E bereitstellbar. In Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses E von der Auswertung A der Auswertungseinheit 17 ist daraufhin für den Service SC eine aktive Entladung AE des elektrischen Bauteils 2 durch eine Entladungsvorrichtung 18 zum Schutz vor gefährlichen Berührungsspannungen durchführbar.With an evaluation unit 17 in the housing interior 8th the electronic module 3 is an evaluation A of the monitoring signal S feasible and a monitoring result E available. Depending on the monitoring result E of the evaluation A of the evaluation unit 17 is then for the service SC an active discharge AE of the electrical component 2 by a discharge device 18 To protect against dangerous contact voltages feasible.

Für einen Service SC ist somit der Signalstecker 14 von der Signalbuchse 13 trennbar, wobei der Signalstecker 14 eine Blockierung der Umfassung 11 freigibt. Mit Entfernen des Signalsteckers 14 ändert das Überwachungssignal S seines Zustand oder seinen Wert, die Auswertung A der Auswertungseinheit 17 erkennt die Änderung und informiert die Entladungsvorrichtung 18, dass die aktive Entladung AE aufgrund des entfernten Signalsteckers 14 an der elektrischen Baugruppe nunmehr durchgeführt werden soll, was die Entladungsvorrichtung 18 umsetzt.For a service SC is thus the signal connector 14 from the signal socket 13 separable, with the signal connector 14 a blockage of the enclosure 11 releases. With removal of the signal connector 14 the monitoring signal S changes its state or its value, the evaluation A of the evaluation unit 17 recognizes the change and informs the discharge device 18 in that the active discharge AE is due to the remote signal connector 14 should now be performed on the electrical assembly, which is the discharge device 18 implements.

Nach Lösen der Servicedeckel-Befestigungsmittel 19 können nunmehr die an der Sicherheitsanformung 9 ausgebildete Umfassung 11 von der Signalsteckerverbindung 12 und der Servicedeckel 5 vom Baugruppengehäuse 6 gleichzeitig entfernt werden. Die aktive Entladung AE hat vom ersten Zeitpunkt der Entfernung des Signalsteckers 14 bis zum freien Zugang zum Gehäuseinnenraum 8 über die Service-Öffnung 7 die gefährlichen Berührungsspannungen am elektrischen Bauteil 2 soweit reduziert, dass für Personen keine Gefahr besteht, sollten diese beim Service SC der elektrischen Baugruppe 3 das elektrische Bauteil 2 nach Zugang zum Gehäuseinnenraum 8 berühren.After loosening the service cover fasteners 19 can now be at the Sicherheitsanformung 9 trained enclosure 11 from the signal connector connection 12 and the service cover 5 from the module housing 6 be removed at the same time. The active discharge AE has from the first time of removal of the signal connector 14 until free access to the housing interior 8th about the service opening 7 the dangerous touch voltages on the electrical component 2 if reduced so that there is no danger to persons, these should be the service SC of the electrical assembly 3 the electrical component 2 after access to the housing interior 8th touch.

Mit der 2 wird eine erste dreidimensionale Darstellung der Sicherheitsvorrichtung 1 nach der 1 aufgezeigt, welche die Sicherheitsverrichtung 1 für den Normalbetrieb NB der elektrischen Baugruppe 3 charakterisiert.With the 2 will be a first three-dimensional representation of the security device 1 after 1 shown which the safety device 1 for normal operation NB of the electrical module 3 characterized.

Der am Baugruppengehäuse 6 der elektrischen Baugruppe 3 mittels der Servicedeckel-Befestigungsmittel 19 verbundene Servicedeckel 5 weist die Sicherheitsanformung 9 mit der ersten rechtwinkligen Abkantung auf, welche mittels der weiteren rechtwinkligen Abkantung die Umfassung 11 der Aussparung (Aussparung in der 2 nicht direkt darstellbar) ausbildet.The on the module housing 6 the electrical assembly 3 by means of the service cover attachment means 19 connected service cover 5 indicates the safety design 9 with the first right-angled fold, which by means of the further right-angled fold the enclosure 11 the recess (recess in the 2 not directly representable) trains.

Die Signalbuchs 13 der Signalsteckerverbindung 12 ist mit dem Baugruppengehäuse 6 mittels zweier Signalbuchsen-Befestigungsmittel 21 mechanisch verbunden. Die Signalsteckerverbindung 12 ist durch die Aussparung (Aussparrung in der 2 nicht direkt darstellbar) geführt und wird von der an der Sicherheitsanformung 9 ausgebildeten Umfassung 11 umschlossen. Die Umfassung 11 wiederum ist zwischen der Signalbuchse 13 und dem mit der Signalbuchse 13 verbundenen Signalstecker 14 der Signalsteckerverbindung 12 angeordnet. Eine Entfernung der Umfassung 11 von der Signalsteckerverbindung 12 ist nicht möglich, wenn der Signalstecker 14 mit der Signalbuchse 13 verbunden ist, wie es im Normalbetrieb NB der elektrischen Baugruppe 3 üblich ist. Das elektrische Signalkabel, welches am Signalstecker 14 generell angebracht ist, wird in 2 nicht gezeigt.The signal book 13 the signal connector 12 is with the module housing 6 by means of two signal socket fastening means 21 mechanically connected. The signal connector 12 is through the recess (Aussparrung in the 2 not directly representable) and is from the on the safety design 9 trained enclosure 11 enclosed. The enclosure 11 turn is between the signal jack 13 and the one with the signal jack 13 connected signal connector 14 the signal connector 12 arranged. A removal of the enclosure 11 from the signal connector connection 12 is not possible if the signal connector 14 with the signal socket 13 is connected, as is normal operation NB of the electrical assembly 3 is common. The electrical signal cable, which is on the signal connector 14 is generally appropriate in 2 Not shown.

Die Umfassung 11 überdeckt zumindest für den Normalbetrieb NB das Signalbuchsen-Befestigungsmittel 21 derart, dass ein Lösen der Signalbuche 13 der Signalsteckerverbindung 12 vom Baugruppengehäuse 6 nicht möglich ist.The enclosure 11 covers at least for normal operation NB the signal socket attachment means 21 such that a release of the signal beech 13 the signal connector 12 from the module housing 6 not possible.

Der Zugang zum Gehäuseinnenraum der elektrischen Baugruppe 3 ist somit an der Service-Öffnung mittels des Servicedeckels 5 verschlossen. Der Schutz vor gefährlichen Berührungsspannungen im Gehäuseinnenraum, ist über die Service-Öffnung daher ohne massive Manipulationen an der elektrischen Baugruppe 3 im Normalbetrieb NB ausgeschlossen.The access to the housing interior of the electrical assembly 3 is thus at the service opening by means of the service cover 5 locked. The protection against dangerous contact voltages in the housing interior, is therefore on the service opening without massive manipulation of the electrical assembly 3 in normal operation NB excluded.

Mittels einer zweiten dreidimensionalen Darstellung der Sicherheitsvorrichtung 1, nach der 1 und der 2, charakterisiert die 3 die Sicherheitsvorrichtung 1 für den Service SC der elektrischen Baugruppe 3.By means of a second three-dimensional representation of the safety device 1 , after 1 and the 2 , characterizes the 3 the security device 1 for the service SC of the electrical module 3 ,

Ist der Signalstecker 14 von der Signalbuchse 13 getrennt, wird die Blockierung der an der Sicherheitsanformung 9 ausgebildeten und an der Signalsteckerverbindung 12 angeordneten Umfassung 11 der Aussparung 10 aufgehoben. Mit Entfernung der Servicedeckel-Befestigungsmittel 19 kann die Umfassung 11 von der Signalsteckerverbindung 12 und der Servicedeckel 5 vom Baugruppengehäuse 6 gemeinsam entfernt werden.Is the signal connector 14 from the signal socket 13 disconnected, the blocking is at the safety molding 9 trained and at the signal connector connection 12 arranged enclosure 11 the recess 10 canceled. With removal of Service cover attachment means 19 can the enclosure 11 from the signal connector connection 12 and the service cover 5 from the module housing 6 be removed together.

Der Zugang zum Gehäuseinnenraum der elektrischen Baugruppe 3 über die Service-Öffnung ist für den Service SC frei, die eventuell vor Öffnung des Servicedeckels 5 noch am elektrischen Bauelement im Gehäuseinnenraum anstehende gefährliche Berührungsspannung ist abgebaut.The access to the housing interior of the electrical assembly 3 The service opening is free for the service SC, which may be before opening the service cover 5 Dangerous contact voltage still present on the electrical component in the housing interior is reduced.

Erst nach Entfernung der Umfassung 11 ist es möglich, auch die Signalbuchsen-Befestigungsmittel 21 bei Bedarf für den Service SC zu lösen und die Signalbuchse 13 vom Baugruppengehäuse 6 zu entfernen.Only after removal of the enclosure 11 it is also possible the signal socket fasteners 21 if necessary for the service SC to solve and the signal socket 13 from the module housing 6 to remove.

Die 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs 4 mit einem Stromrichter 22 als erfindungsgemäße elektrische Baugruppe 3 zum Betrieb einer elektrischen Maschine 23.The 4 shows a schematic representation of an electric or hybrid vehicle 4 with a power converter 22 as an electrical assembly according to the invention 3 for operating an electrical machine 23 ,

Für Stromrichter 22 in dem Elektro- oder Hybridfahrzeug 4 sind oftmals Intervalle für den Service dieser elektrischen Baugruppe 3 vorgesehen. Mittels einer Auswertung A in einer Auswertungseinheit 17 lässt sich bestimmen, ob der Service ansteht oder der Stromrichter 22 für den Normalbetrieb bereit ist. Im Falle des Services wird ein Zugang zu einem elektrischen Bauteil 2 in der elektrischen Baugruppe 3 bzw. des Stromrichters 22 benötigt. Ein Überwachungsergebnis E von der Auswertungseinheit 17 signalisiert der Entladungsvorrichtung 18, dass das elektrische Bauteil 2 vor dem Zugang entladen werden muss. Die Entladungsvorrichtung 18 führt eine aktive Entladung AE von elektrischer Energie an dem elektrischen Bauelement 2 durch und schützt somit Personen bei einer eventuellen Berührung des elektrischen Bauelements 2 vor gefährlichen Berührungsspannungen.For power converters 22 in the electric or hybrid vehicle 4 are often intervals for the service of this electrical assembly 3 intended. By means of an evaluation A in an evaluation unit 17 can determine whether the service is pending or the power converter 22 is ready for normal operation. In the case of the service becomes an access to an electrical component 2 in the electrical assembly 3 or of the power converter 22 needed. A monitoring result E from the evaluation unit 17 signals the discharge device 18 in that the electrical component 2 must be unloaded before access. The discharge device 18 performs an active discharge AE of electrical energy at the electrical component 2 through and thus protects people in case of contact with the electrical component 2 from dangerous contact voltages.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • DIN VDE 0100-410 [0009] DIN VDE 0100-410 [0009]

Claims (9)

Sicherheitsvorrichtung (1) zum Schutz vor gefährlichen Berührungsspannungen an einem elektrischen Bauteil (2) in einer elektrischen Baugruppe (3) für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug (4), aufweisend – einen Servicedeckel (5) am Baugruppengehäuse (6) der elektrischen Baugruppe (3), welcher für einen Normalbetrieb (NB) der elektrischen Baugruppe (3) eine Service-Öffnung (7) zum Gehäuseinnenraum (8) verschließt, – eine Sicherheitsanformung (9) des Servicedeckels (5) mit einer Aussparung (10) an der Sicherheitsanformung (9), und – eine von der Sicherheitsanformung (9) ausgebildete Umfassung (11) der Aussparung (10), wobei – für den Normalbetrieb (NB) eine mit dem Baugruppengehäuse (6) mechanisch verbundene Signalsteckerverbindung (12) durch die Aussparung (10) führbar und von der Umfassung (11) zumindest teilweise umschließbar ist, – für den Normalbetrieb (NB) die Umfassung (11) zwischen einer Signalbuchse (13) und einem mit der Signalbuchse (13) verbundenen Signalstecker (14) der Signalsteckerverbindung (12) anordenbar ist, und – für einen Service (SC) der Signalstecker (14) von der Signalbuchse (13) trennbar und die Umfassung (11) von der Signalsteckerverbindung (12) sowie der Servicedeckel (5) vom Baugruppengehäuse (6) entfernbar ist.Safety device ( 1 ) to protect against dangerous touch voltages on an electrical component ( 2 ) in an electrical assembly ( 3 ) for an electric or hybrid vehicle ( 4 ), comprising - a service cover ( 5 ) on the module housing ( 6 ) of the electrical assembly ( 3 ), which for normal operation (NB) of the electrical assembly ( 3 ) a service opening ( 7 ) to the housing interior ( 8th ), - a safety formalization ( 9 ) of the service cover ( 5 ) with a recess ( 10 ) on the safety form ( 9 ), and - one of the safety instructions ( 9 ) formed enclosure ( 11 ) of the recess ( 10 ), wherein - for normal operation (NB) one with the module housing ( 6 ) mechanically connected signal connector ( 12 ) through the recess ( 10 ) feasible and of the enclosure ( 11 ) is at least partially encompassable, - for normal operation (NB) the enclosure ( 11 ) between a signal socket ( 13 ) and one with the signal socket ( 13 ) connected signal connector ( 14 ) of the signal connector ( 12 ), and - for a service (SC) the signal connector ( 14 ) from the signal socket ( 13 ) separable and the enclosure ( 11 ) from the signal connector ( 12 ) as well as the service cover ( 5 ) from the module housing ( 6 ) is removable. Sicherheitsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei via der Signalsteckerverbindung (12), mittels der Signalbuchse (13) und dem Signalstecker (14), ein Überwachungssignal (S) eines Überwachungskreises (15) führbar ist, welches dazu ausgebildet ist, bei einer Trennung oder bei einer Verbindung von Signalbuchse (13) und Signalstecker (14) an einer elektronischen Verbindungsstelle (16) der Signalsteckerverbindung (12) seinen Zustand oder seinen Wert zu ändern.Safety device ( 1 ) according to claim 1, wherein via the signal plug connection ( 12 ), by means of the signal socket ( 13 ) and the signal connector ( 14 ), a monitoring signal (S) of a monitoring circuit ( 15 ), which is designed to be used in the event of disconnection or connection of a signal socket ( 13 ) and signal plugs ( 14 ) at an electronic connection point ( 16 ) of the signal connector ( 12 ) to change its state or its value. Sicherheitsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Sicherheitsvorrichtung (1) eine Auswertungseinheit (17) aufweist, mittels der eine Auswertung (A) des Überwachungssignals (S) durchführbar und ein Überwachungsergebnis (E) bereitstellbar ist.Safety device ( 1 ) according to one of claims 1 or 2, wherein the safety device ( 1 ) an evaluation unit ( 17 ), by means of which an evaluation (A) of the monitoring signal (S) can be carried out and a monitoring result (E) can be provided. Sicherheitsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Servicedeckel (5) durch mindestens ein Servicedeckel-Befestigungsmittel (19) mit dem Baugruppengehäuse (6) verbunden ist.Safety device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the service cover ( 5 ) by at least one service cover attachment means ( 19 ) with the module housing ( 6 ) connected is. Sicherheitsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem Servicedeckel (5) und dem Baugruppengehäuse (6) ein Dichtungsmittel (20) angeordnet ist.Safety device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein between the service cover ( 5 ) and the module housing ( 6 ) a sealant ( 20 ) is arranged. Sicherheitsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die von der Sicherheitsanformung (9) ausgebildete Umfassung (11) der Aussparung (10) mindestens ein Signalbuchsen-Befestigungsmittel (21) überdeckt, welches die Signalbuchse (13) der Signalsteckerverbindung (12) mit dem Baugruppengehäuse (6) verbindet.Safety device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the safety instructions ( 9 ) formed enclosure ( 11 ) of the recess ( 10 ) at least one signal socket fastening means ( 21 ) which covers the signal socket ( 13 ) of the signal connector ( 12 ) with the module housing ( 6 ) connects. Elektrische Baugruppe (3) mit einer Sicherheitsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die elektrische Baugruppe (3) für den Service (SC) eine Entladungsvorrichtung (18) aufweist, mittels der in Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses (E) der Auswertung (A) der Auswertungseinheit (17) eine aktive Entladung (AE) des elektrischen Bauteils (2) zum Schutz vor gefährlichen Berührungsspannungen durchführbar ist.Electrical assembly ( 3 ) with a safety device ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the electrical assembly ( 3 ) for the service (SC) a discharge device ( 18 ), by means of the function of the monitoring result (E) of the evaluation (A) of the evaluation unit ( 17 ) an active discharge (AE) of the electrical component ( 2 ) to protect against dangerous contact voltages is feasible. Elektrische Baugruppe (2) nach Anspruch 7, wobei die elektrische Baugruppe (2) ein Stromrichter (22) ist, welcher zum Antrieb einer elektrischen Maschine (23) oder zur Wandlung von elektrischer Energie vorgesehen ist.Electrical assembly ( 2 ) according to claim 7, wherein the electrical assembly ( 2 ) a power converter ( 22 ), which is used to drive an electric machine ( 23 ) or for the conversion of electrical energy is provided. Elektro- oder Hybridfahrzeug (4) mit einer elektrischen Baugruppe (3) nach einem der Ansprüche 7 oder 8.Electric or hybrid vehicle ( 4 ) with an electrical assembly ( 3 ) according to one of claims 7 or 8.
DE202015006792.1U 2015-09-28 2015-09-28 Safety device for protection against dangerous touch voltages on an electrical component in a relectric assembly for an electric or hybrid vehicle Expired - Lifetime DE202015006792U1 (en)

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