高压系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高压系统(1)，其包括：至少一个高压能量源(2)；至少一个消耗器(7)，其中所述高压能量源(2)经由高压导线(8)与所述至少一个消耗器(7)连接；以及至少一个断开元件，借助于所述至少一个断开元件可分开在高压能量源(2)和所述至少一个消耗器(7)之间的电连接，其中与消耗器(7)并联地布置有串联谐振振荡回路(9)，其中与高压导线(8)并联地布置有电感(L)，其中并联电路的连接点(VP)布置在所述至少一个断开元件和串联谐振振荡回路(9)之间，其中电感(L)形成变压器(10)的初级电感，其中变压器(10)的次级电感通过串联谐振振荡回路(9)的电感(L

【技术实现步骤摘要】
高压系统


[0001]本专利技术涉及一种高压系统，尤其在机动车中的牵引电网。

技术介绍

[0002]高压系统具有高压能量源(Hochvolt
‑
Energiequelle,有时也称为高压电源)，该高压能量源例如构造为高压电池且具有数百伏的电压。此外，这样的高压系统具有至少一个电消耗器、例如逆变器，以便将高压能量源的直流电压转换成交流电压。高压能量源和电消耗器在此经由高压导线连接。此外，高压系统典型地具有断开元件，以便将电连接分开。这种断开元件可构造为保险器和/或为开关元件，如例如继电器或半导体开关。断开元件尤其用于在紧急情况中快速地中断电流流动。基于高压导线的寄生电感在此可出现非常大的可损坏零件的过压。
[0003]从DE 10 2010 038 511 A1中已知一种用于半桥的至少一个支路的过压保护电路，所述至少一个支路包括可控的半导体开关元件和与其串联接通的续流二极管(Freilaufdiode)，所述半导体开关元件和续流二极管布置在共同的电路载体上，其中与半桥支路并联地接通有包括至少一个换向电容器的换向支路，其同样布置在电路载体上。在此，与换向电容器串联地可布置有换向电阻和换向线圈，所述换向电阻和换向线圈形成串联谐振振荡回路，以便在接通半桥时衰减过压。在此，谐振频率位于半导体开关元件的开关频率的范围中，所述开关频率典型地位于上部的千赫兹范围中。

技术实现思路

[0004]本专利技术的技术问题在于，创造一种高压系统，在其中在电流流动的紧急情况
‑
断开时有效地降低过压。
[0005]该技术问题的解决方案通过带有权利要求1的特征的高压系统给出。本专利技术的另外的有利的设计方案由从属权利要求给出。
[0006]为此，高压系统具有至少一个高压能量源和至少一个消耗器，其中高压能量源经由高压导线与所述至少一个消耗器连接。此外高压系统具有至少一个断开元件，借助于所述至少一个断开元件可分开在高压能量源与所述至少一个消耗器之间的电连接，其中与消耗器并联地布置有串联谐振振荡回路。此外与高压导线并联地布置有电感，其中并联电路的连接点布置在在所述至少一个断开元件和串联谐振振荡回路之间，其中电感形成变压器的初级电感，其中变压器的次级电感通过串联谐振振荡回路的电感形成。如果现在突然断开高压系统，那么基于电流的剧烈变化、基于寄生电感构成大的过压。基于并联电路该电流变化也出现在并联电路中，从而在电感处感应出大的电压，该电压被变换到次级电感上。然而，由此在串联谐振振荡回路中产生的电流相位旋转了180
°
且因此克服在高压导线中的起因，从而可有效地降低感应的过压。高压能量源在此优选地是高压电池。所述至少一个断开元件优选地是熔断式保险器、烟火式保险器(Pyrotechnische
‑
Sicherung)和/或继电器。
[0007]在一种实施方式中，串联谐振振荡回路的谐振频率小于1kHz且进一步优选地小于
300Hz。
[0008]在另外的实施方式中，串联谐振振荡回路布置在消耗器中，从而其布置成直接相邻待保护的零件。
[0009]在另外的实施方式中，电感也布置在电消耗器中，从而初级和次级电感在空间上彼此可非常紧密地布置，从而可获得接近1的传输因数。
[0010]在另外的实施方式中，电感比高压导线的寄生电感大多个数量级。
[0011]在另外的实施方式中，与高压能量源并联地接通有电容器，其中连接点位于高压能量源和所述至少一个断开元件之间。由此可有效地衰减基于高压能量源的寄生电感的过压。
[0012]在另外的实施方式中，与电容器关联有开关元件，其中高压系统如此构造，使得当触发断开元件时闭合开关元件。因此电容器在正常的运行期间不产生干扰。
[0013]优选的应用领域是在电动或混合动力车辆中的牵引电网。
附图说明
[0014]下面借助于优选的实施例进一步阐述本专利技术。唯一的附图显示了高压系统的示意性的电路布置。
具体实施方式
[0015]在图1中示意性地示出了高压系统1，该高压系统例如是机动车的牵引电网。高压系统1具有高压能量源2，该高压能量源构造为高压电池3且例如具有400V至800V的额定电压。高压电池3具有电池内阻R
i
和内部电感L
i
。此外，高压系统1具有保险器4以及两个主接触器5,6，借助于它们可全极地电分离高压电池3。此外，高压系统1具有至少一个电消耗器7，所述至少一个电消耗器例如构造为带有串联的电动机的逆变器。消耗器7具有负载电容C
L
，该负载电容例如通过中间回路电容器形成。此外，电消耗器7具有例如通过电动机带来的负载电阻R
L
和负载电感L
L
。高压能量源2经由高压导线8与消耗器7连接，其中高压导线具有寄生电感L
par
。消耗器7在输入侧具有串联谐振振荡回路9，该串联谐振振荡回路具有电阻R
SR
、电感L
SR
和电容C
SR
。串联谐振振荡回路9不必强制性地布置在消耗器7中，而是也可布置在外部。在此，串联谐振振荡回路9位于两个高压导线8之间且因此与消耗器7并联。此外，与高压导线8并联地布置有电感L，其中并联电路的连接点VP位于主接触器5和串联谐振振荡回路9之间。在此，电感L形成变压器10的初级电感，其中变压器10的次级电感通过串联谐振振荡回路9的电感L
SR
形成。此外示出了控制设备11，该控制设备尤其操控主接触器5,6。控制设备11例如构造为电池管理控制设备。此外，与高压能量源2并联地布置有电容器C，该电容器可借助于开关元件12接通或断开，其中开关元件12优选也通过控制设备11接通。
[0016]在特定的情况、例如车辆碰撞中，控制设备11在负载情况中(即在其中例如160A的大电流流动的运行情况中)打开主接触器5,6。通过突然的断开出现大的电流变化(di/dt)，从而基于寄生电感L
par
感应出电压。该电压例如在峰值时可为数kV。在此，基于负载电容器C
L
交流电流基本上流动通过寄生电感L
par
。该交流电流现在通过串联谐振振荡回路9衰减。通过并联的电感L流动这样的电流：该电流与通过寄生电感L
par
的电流同相。通过该电流产生了传输到次级电感L
SR
上的电压，但是其中在次级侧上的电压相位偏移了180
°
。因此，从串
联谐振振荡回路9中流动相对于在高压导线8上的电流相位偏移了180
°
的电流，从而所产生的电流变得更小。这导致了过冲(
Ü
berschwingen)的衰减。
[0017]串联谐振振荡回路9的谐振频率在此被调谐到高压系统1的谐振频率上。寄生电感L
par
的典型值是2μH，其中C
L
=300
‑
40本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压系统(1)，其包括：至少一个高压能量源(2)；至少一个消耗器(7)，其中所述高压能量源(2)经由高压导线(8)与所述至少一个消耗器(7)连接；以及至少一个断开元件，借助于所述至少一个断开元件可分开在所述高压能量源(2)和所述至少一个消耗器(7)之间的电连接，其中与所述消耗器(7)并联地布置有串联谐振振荡回路(9)，其特征在于，与高压导线(8)并联地布置有电感(L)，其中并联电路的连接点(VP)布置在所述至少一个断开元件和所述串联谐振振荡回路(9)之间，其中所述电感(L)形成变压器(10)的初级电感，其中所述变压器(10)的次级电感通过所述串联谐振振荡回路(9)的电感(L
SR
)形成。2.根据权利要求1所述的高压系统，其特征在于，所述串联谐振振荡回路(9)的谐振频率小于1kHz。3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：大众汽车股份公司，
类型：发明
国别省市：