描述了用于对高压电网尤其直流电压中间电路进行放电的方法和装置，其中将开关机构用于对高压电网的电容进行放电，这些开关机构位于这些电容与至少一个预充电电阻和高压电池之间并且是具有对能够借助控制装置来通断的开关触点或开关设备或继电器或接触器的可预先给定的布置的开关。对开关设备的操纵是如此进行的，以使得该至少一个预充电电阻同时用于直流电压中间电路的充电和放电。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于对尤其是混合动力车辆或电动公路行驶车辆中的高压电网进行 放电的方法和装置。
技术介绍
在混合动力车辆或电动车辆中使用大于60V直流电压的电压。这些电压在车辆中 被称为高压并且是危险的流过人体的电流的原由。在最简单的情形中，混合动力车辆或电 动车辆中的亦被称为直流电压中间电路的高压电网包括电池、具有直流电压中间电路电容 器的电压变频器、一个或更多个电机、诸如用电的空气压缩机之类的其他高压负载、以及将 所有高压部件彼此连接起来的电缆束。对于其功能而言，电压变频器需要具有足够大的电 容的直流电压中间电路电容器。为了在将高压电池与同样与直流电压中间电路电容器相连 接的高压电网接通时避免短路电流或者过电流，通过通常位于电池中的预充电电阻来对该 直流电压中间电路电容器进行充电。在直流电压中间电路的预充电时间期满之后，闭合实 际的主接触器并且跨接该预充电电阻。在例如通过将高压电池与高压电网分开的方式来切 断高压系统之后，必须对与直流电压中间电路相连接的所有电容进行放电。为此，通常使用 单独的放电电路——在最简单的情形中使用永久与中间电路电容器并联的欧姆放电电阻。由DE 10 2004 057 693 Al公开了一种用于对位于较高电压下的中间电路电容器 进行快速放电的装置。在已知的解决方案中使用直流变压器，其中提高低压侧的电压以降 低电压峰值。为了降低电压峰值，在电池侧借助开关将电阻连接在直流变压器与接地之间。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，通过简单且成本低廉的手段来实现对直流电压中间电路中的 所有电容进行可靠且快速的放电而同时节省或减小结构空间。本专利技术的优点是，在根据本专利技术的用于对与直流电压中间电路相连接的所有电容 进行放电的方法或其对应的装置中使用已存在的通常位于电池中的预充电电阻。由于该预 充电电阻是已经存在的，因而不需要附加的放电电路或者可以在设计中显著减少附加的放 大电路。另一优点是，通常如此设计该预充电电阻，以使得可以在非常短的放电时间内进 行放电，该放电通常要显著快于在具有单独的放电电路情况下的放电。通过快速的中间电路放电的可能性，显著降低了例如在碰撞情形中因高压所造成 的人员危险。本专利技术中的放电时间要比现有技术中已知的解决方案的放电时间小得多。本专利技术的另一优点是，确保了普遍要求的非常高的车辆可用性。这意味着在混合 动力车辆的起动期间，通过中间电路电容的充电，不会出现驾驶员能够感觉到的时间延迟。 因此，必须将预充电电阻设计得足够大，以使得中间电路电容的充电过程通常在约IOOms 内结束。在切断高压电网时，对高压安全性的要求以及法律的预先规定要求对中间电路进 行快速放电，这不仅在正常运行中要得到满足而且有利地尤其是在碰撞情形中也要得到满 足。与现有技术中已知的解决方案相比，中间电路电容的放电时间要短10倍。本专利技术的特殊优点在于同时将预充电电阻用于中间电路的充电过程和放电过程。 为了达成与应当用预充电电阻来实现的放电时间具有相同数量级的放电时间，在现有技术 中必须使用附加的单独的电阻，因此根据本专利技术的解决方案在同时的降低成本方面具有竞 争优势。根据本专利技术的解决方案的主要应用领域是具有直流电压中间电路并且通过预充 电电阻来对存在的蓄能器(中间电路电容、超级电容)进行充电的电动车辆、混合动力车辆 和燃料电池车辆。另一应用领域是电池，特别是用于电动车辆、混合动力车辆和燃料电池车辆的高 压电池，因为用于电动车辆、混合动力车辆和燃料电池车辆中的直流电压中间电路的预充 电电阻通常位于高压电池壳体内。附图说明根据图1至图6来描述本专利技术。在此，图1示出了充电过程和放电过程的原理。图 2示出了中间电路放电是如何通过高压电池的正极支路中的预充电电阻来实现的。图3中 示出了通过高压电池的负极支路中的预充电电阻来实现中间电路放电的可能性。图4和图 5示出了通过高压电池的正极支路或负极支路来实现中间电路放电的其他可能性。图6中 示出了根据本专利技术的另一个实施变型。在根据图4和图5的实施例中，将以下电路符号用于中间电路放电，在其余的实施 例中仅说明了开关设备的常开触点Sl到S4。κι κφ开关设备，例如具有吸动延迟的主继电器、主接触器；吸动延迟时间通常 对应于为直流电压中间电路中的所有电容进行预充电所需要的时间。K2 φ开关设备，例如主继电器、主接触器K3中开关设备，例如预充电继电器、预充电接触器预充电电阻；通常的设计为Rvwladung = 30-50 Ω，200WI开关设备(继电器、接触器)的常闭触点S开关设备(继电器、接触器)的常开触点Jr 接地具体实施例方式图1根据本专利技术的电路或装置说明了充电过程和放电过程的原理。高压电网HN 可以通过合适的导线与高压电池HB相连接。在导线中布置了不同的开关机构或开关设备， 其中仅分别示出了常开触点Sl到S4。借助控制单元SE来实现对这些开关设备的触发或者 对常开触点Sl到S4的操纵。用Czk, 1到Czk, 来表示直流电压中间电路中的电容。可以通 过对接触器的适当触发使一个或多个预充电电阻Rvwladung经由常开触点Sl到S4来与高压 电池HB的可预先给的连接端子相连接，其中可以接通一个或多个预充电电阻Rvtffladung，其中如此布置这些预充电电阻Rvwladung，以使得可以实现根据本专利技术的用于对高压电网进行放 电的方法。在最简单的情形中，通过一个或多个预充电电阻Rvwlad胃来对高压电网的直流电 压中间电路中的电容进行充电。对于充电过程而言，使用具有简单的常开触点Si的预充电 接触器。对于直流电压中间电路的预充电而言，存在三种变型。在此如图1中所示，预充电 接触器连同预充电电阻位于正极支路和/或负极支路中，其中一个预充电电阻位于正极支 路中并且一个预充电电阻位于负极支路中也是可行的。对于放电过程而言，使用同样具有简单的常开触点或开关S4的放电接触器。对 于创造性的解决方案而言重要的是，为了对与直流电压中间电路相连接的所有电容进行放 电，通过现有的预充电电阻Rvwlad胃并且通过放电接触器的常开触点S4来使这些电容短接 并且由此对这些电容进行放电。在此，根据这些变型的种类以不同的方式进行放电。对充 电过程或放电过程的控制是由控制单元SE进行的。其他实施例图2中示出了实施变型1。此处，中间电路放电是通过高压电池的正 极支路中的预充电电阻Rvwlad胃来实现的。在最简单的情形中，通过换向开关Sl来对高压 电网HN的直流电压中间电路中的电容Czk,i到Czk,n进行充电或放电。将附加的辅助开关S4 用于放电。对充电过程或放电过程的控制是由控制单元SE进行的。充电过程当附加地闭合主开关S2时，通过开关位置2中的换向开关Sl来对高压 电网HN的直流电压中间电路中的电容Czka到Czk,n进行充电。在对直流电压中间电路中的 电容Czk, i到Czk, n进行了充电之后，闭合主开关S3并且跨接预充电电阻。高压电网现在可 投入使用并且没有电流I流过预充电电阻，即预充电电阻中的损耗功率Pv = I2女Rvwlad胃 为0。放电过程如果附加地闭合辅助开关S4，那么在打开了主开关S2和S3之后，通过 开关位置1中的换向开关Si来对直流电压中间电路中的电容Czk,i到Czk,n进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于对高压电网尤其直流电压中间电路进行放电的方法，所述高压电网或者所述直流电压中间电路能够通过至少一个电阻与能量源相连接，其特征在于，所述至少一个电阻被用作既用于所述直流电压中间电路的中间电路电容的充电或预充电过程又用于所述直流电压中间电路的中间电路电容的放电过程的共同电阻。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2007-10-5 102007047713.0一种用于对高压电网尤其直流电压中间电路进行放电的方法，所述高压电网或者所述直流电压中间电路能够通过至少一个电阻与能量源相连接，其特征在于，所述至少一个电阻被用作既用于所述直流电压中间电路的中间电路电容的充电或预充电过程又用于所述直流电压中间电路的中间电路电容的放电过程的共同电阻。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于所述充电或预充电过程而言，所述电 阻与所述直流电压中间电路的电容串联，并且对于所述放电过程而言，所述电阻不再与所 述电容串联而是与所述电容并联，其中这是通过对开关机构的适当触发来达成的。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一个电阻通过能够由控制单 元触发的开关机构来选择性地与所述能量源的能够被预先给定的侧面相连接，由此通过相 同的电阻根据所述开关机构的开关状态来执行充电或预充电过程或放电过程。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，用作能量源的是电池、高压电池、具有附 加连接的DC/DC转换器的电池、或者燃料电池。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法被用于对高压电网 尤其混合动力车辆或电动车辆或燃料电池车辆中的直流电压中间电路进行放电。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在正常运行中视需要或者在 识别出事故时...
【专利技术属性】
技术研发人员：B迪特默，A温特，D米库莱克，
申请(专利权)人：罗伯特博世有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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