[发明专利]用于使高压电网中的蓄能器放电的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使高压电网中的蓄能器、尤其是中间回路电容器放电的设备和方法，所述高压电网尤其是机动车中的直流电压中间回路。

背景技术

在具有电气驱动装置或者燃料电池驱动装置的混合动力车辆或者机动车中通常使用可能为数百伏特的电压。大于60伏特的电压在此被称作“高压”。出于人员安全的原因，在机动车中的高压车载电网必须能够被关断并且在预给定的时间区间之内能够被放电。为此目的，公知的高压车载电网包括有源和/或无源放电设备。具有电气驱动装置或者燃料电池驱动装置（常常也称作直流中间回路）的混合动力车辆或者机动车中的高压车载电网在最简单的情况下包括电池形式的能量源、带有直流电压中间回路电容器的电压变流器（Spannungsumrichter），该直流电压中间回路电容器用作用于使电负载的运行电压稳定的缓冲电容器、一个或多个电机以及其他高压负载。在高压电网与能量源分离（该分离例如通过在维护工作的范围中除去相对应的插塞连接或者也可能由于事故引起）之后，所有蓄能器必须被放电（应急快速放电），这些蓄能器被连接到高压电网或者直流电压中间回路上。在此，电容、譬如中间回路电容器或者例如旋转的发动机也可以用作蓄能器。常见的无源放电设备（也就是即使所有供给线路和控制线路都废除也保证其功能的放电设备）在此在最简单的情况下设置欧姆放电电阻，该欧姆放电电阻持久地与中间回路电容器并联。

从DE 10 2007 047 713 A1中公知了一种用于使高压电网、尤其是直流电压中间回路放电的方法，该直流电压中间回路可以与能量源通过至少一个电阻连接，其中所述至少一个电阻作为共同的电阻不仅被用于直流电压中间回路的中间回路电容的充电或者预充电过程而且被用于直流电压中间回路的中间回路电容的放电过程。

从DE 10 2008 010 978 A1中公知的另一用于使电网或者电器件放电的（包括可开关的电阻的）设备设置，可开关的电阻包括热耦合的PTC电阻和开关，并且开关的控制端子与电网电压相连接。

从DE 10 2004 057 693 A1中公知了一种用于使电容器快速放电的设备，该电容器尤其是中间回路电容器，其中电容器通过逆变器与电机连接并且通过直流电压变换器与另一电荷存储器、尤其是车载电网电池相连接。在此，直流电压变换器包括如下装置，所述装置在相对应地激励（Ansteuerung）直流电压变换器的情况下引起电容器快速放电。尤其是，直流电压变换器在电池侧借助开关被接入有电阻，用于接收要降低的电功率。

发明内容

本发明提出了一种用于使高压电网中的蓄能器、尤其是中间回路电容器放电的设备，高压电网尤其是机动车中的直流电压中间回路，该设备具有连接在高压电网下游的直流电压变换器、连接在直流电压变换器下游的低压电网、连接在直流电压变换器下游的并且与低压电网并联的用于给直流电压变换器的控制电路供给能量的能量供应网和第一可控开关元件，该第一可控开关元件被连接在直流电压变换器与低压电网之间的连接线路中并且通过第一可控开关元件在低压电网受干扰时可以将直流电压变换器和能量供应网与低压电网分离。

此外，本发明还提出了一种用于在使用根据本发明的设备的情况下使高压电网中的蓄能器、尤其是中间回路电容器放电的方法，所述高压电网尤其是机动车中的直流电压中间回路，其中在低压电网受干扰时将直流电压变换器和能量供应网与低压电网分离。

根据本发明的设备基于如下基本构思：实现直流电压变换器的控制电路的能量供给，使得当低压电网、例如机动车的12V车载电网例如由于事故而受干扰时，那么也维持该能量供给。该干扰在此例如可以以短路的形式或者也可以以低压电网中的电压降的形式出现。直流电压变换器的控制电路因此即使在低压电网受干扰时也保持有运行能力，并且在需要应急快速放电的情况下也可从要放电的蓄能器、即例如中间回路电容器被馈电，而且由此使蓄能器放电。因此，可以省去昂贵的、附加的应急充电电路。

为了在直流电压变换器的输出上短路的情况下也提高系统安全性，能量供应网可以通过第一电器件与直流电压变换器相连接，该第一电器件阻止电流从能量供应网回流到直流电压变换器。 

如果系统重新起动，则这样首先使高压回路放电。为了即使在该系统开动时也能够控制直流电压变换器，所属的控制电路在开动期间须以其他方式被供给能量。根据按照本发明的设备的实施形式，能量供应网因而通过第二电器件与低压电网连接，该第二电器件阻止电流从能量供应网回流到低压电网中。以这种方式，直流电压变换器的控制电路在开动系统期间、即在高压电网的蓄能器的电荷不足时通过低压电网来供给能量。