[发明专利]用于使高压电网中的储能器放电的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于使高压电网、尤其是汽车中的直流电压中间电路中的储能器、尤其是中间电路电容器放电的方法和设备。

背景技术

在具有电气驱动或燃料电池驱动的混合机动车或汽车中通常采用可能达到几百伏特的电压。大于60伏特的电压在此称为“高压”。由于人员安全的原因，汽车中的高压车载电网必须能被断开并且能在预定的时间间隔内放电。为此目的，已知的高压车载电网包括有源和/或无源的放电设备。在具有电气驱动或燃料电池驱动（通常也称为直流电压中间电路）的混合机动车或汽车中的高压电网在最简单的情况下包括电池形式的能源、具有直流电压中间电路电容器的电压逆变器、一个或多个电机以及其它高压耗电器，所述电压逆变器用作对耗电器的运行电压进行稳定的缓冲电容器。在例如可能通过在维护工作的范围中除去相应的插塞连接或者也通过事故引起的高压电网与能源的分离之后，连接到高压电网或直流电压中间电路的所有储能器必须被放电。在此，例如中间电路电容器的电容或例如由旋转的发动机构成的电容可以用作储能器。在此，常见的无源放电设备，也就是即使在所有供电导线和控制导线都被除去的情况下也保证功能的放电设备，在最简单的情况下设置与中间电路电容器永久并联连接的欧姆放电电阻。

由DE10 2004 057 693 A1已知一种用于使电容器、尤其是中间电路电容器快速放电的设备，其中该电容器经由反相换流器与电机连接并且经由直流电压转换器与另一电荷存储器、尤其是电池连接。在此，该直流电压转换器包括在相应控制该直流电压转换器时引起电容器的快速放电的装置。尤其是在电池侧为了接收待减少的电功率借助开关为该直流电压转换器接入电阻。

由DE10 2007 047 713 A1已知一种用于使可经由至少一个电阻与能源连接的高压电网、尤其是直流电压中间电路放电的方法，其中所述至少一个电阻作为共同的电阻既用于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其放电过程。

另一种由DE 10 2008 010 978A1已知的用于使电网或电器件放电的设备包括可通断的电阻，该设备设置，所述可通断的电阻包括热耦合的PTC电阻和开关，并且该开关的控制端与电网电压连接。

发明内容

本发明实现了一种用于使高压电网、尤其是汽车中的直流电压中间电路中的储能器、尤其是中间电路电容器放电的方法，其中与储能器并联连接第一放电电阻，并且当储能器上的电压低于预定阈值时，第二放电电阻自动与第一放电电阻并联连接。

本发明还实现了一种用于使高压电网、尤其是汽车中的直流电压中间电路中的储能器、尤其是中间电路电容器放电的设备，具有与储能器并联连接并且包括第一放电电阻的第一放电支路，以及包括与第一放电支路并联连接并且包括由开关装置和第二放电电阻构成的串联电路的第二放电支路。在此，开关装置的控制端连接到储能器，使得当储能器上的电压低于预定阈值时该开关装置自动闭合。

与高压电压电网的储能器永久并联连接的放电电阻在正常运行期间也消耗以热的形式输出到环境的功率。为了在放电电阻上避免可能损坏该放电电阻的温度，需要为该放电电阻设置大的结构形式和/或通过多个器件来实现放电电阻，以便使损耗功率分布到更大的面积上。设置与高压电网的储能器永久并联连接的第一放电电阻以及可接入的第二放电电阻，允许在高压电网正常运行期间也消耗功率的第一放电电阻的尺寸被确定为，使得损耗功率以及由此所辐射出的热在正常运行期间被显著降低。尽管如此，借助以合适的方式确定尺寸并且在合适的时间接入的第二放电电阻，仍然可以在预定的时间间隔内实现使高压电网中存储的能量的放电。

根据本发明方法的一种实施方式，所述阈值被规定为小于高压电网的最小运行电压。通过这种方式可以确保第二放电电阻仅在储能器上的电压低于最小运行电压时才接入。由此通过第二放电电阻的电流在时间上受到强烈的限制并且在汽车的正常运行期间仅在汽车停止和启动时才出现。由于该时间上受到限制的负荷，损耗功率以及由此第二放电电阻上的热形成被显著降低，这例如允许使用具有更小的结构形式的电阻和/或放弃用于减少热的费事的措施。