(57)【要約】【課題】安全な車両用エネルギ供給装置を提供する。【解決手段】本発明は、２つの高電圧接続接点（１８）と、高電圧接続接点（１８）間に配置された少なくとも１つのバッテリストリング（１４）と、少なくとも１つのバッテリストリング（１４）が間に配置された少なくとも２つのストリング接点（２２）とを有する高電圧バッテリ（１２）と、出力側が、車両の低電圧システムに低電圧を供給し、入力側が、２つのストリング接点（２２）によって、少なくとも１つのバッテリストリング（１４）に導電接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ（２４）とを含み、障害が発生した場合に、少なくとも１つのバッテリストリング（１４）によって、電気エネルギを車両の低電圧システムに供給するように具現化された、電気駆動装置を有する車両用のエネルギ供給装置（１０）に関する。本発明はさらに、上記のエネルギ供給装置を有する車両と、電気駆動装置を有する車両にエネルギを供給する、対応する方法とに関する。【選択図】図１
2019009982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気駆動装置を有する車両用のエネルギ供給装置（１０）であって、
２つの高電圧接続接点（１８）と、前記高電圧接続接点（１８）間に配置された少なくとも１つのバッテリストリング（１４）と、前記少なくとも１つのバッテリストリング（１４）が間に配置された少なくとも２つのストリング接点（２２）とを有する高電圧バッテリ（１２）と、
出力側が、前記車両の低電圧システムに低電圧を供給し、入力側が、前記２つのストリング接点（２２）によって、前記少なくとも１つのバッテリストリング（１４）に導電接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ（２４）と、
を含み、
障害が発生した場合に、前記少なくとも１つのバッテリストリング（１４）によって、電気エネルギを前記車両の前記低電圧システムに供給するように具現化されることを特徴とするエネルギ供給装置（１０）。
【請求項２】
前記高電圧バッテリ（１２）は、複数のバッテリストリング（１４）および切換装置（３４）を有することと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（２４）の前記入力側は、前記切換装置（３４）によって、前記複数のバッテリストリング（１４）のうちの少なくとも１つに接続できることと、
を特徴とする、請求項１に記載のエネルギ供給装置（１０）。
【請求項３】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（２４）の前記入力側は、前記切換装置（３４）によって、前記複数のバッテリストリング（１４）のうちの少なくとも１つのバッテリストリング（１４）に交互に接続できることを特徴とする、請求項２に記載のエネルギ供給装置（１０）。
【請求項４】
前記バッテリストリング（１４）の機能をチェックするためのチェック装置（４０）を有し、前記バッテリストリング（１４）の前記機能に基づいて、前記切換装置（３４）により、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（２４）の前記入力側を前記複数のバッテリストリング（１４）のうちの前記少なくとも１つのバッテリストリング（１４）に交互に接続するように具現化されることを特徴とする、請求項３に記載のエネルギ供給装置（１０）。
【請求項５】
前記切換装置（３４）により、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（２４）の前記入力側を交互に前記複数のバッテリストリング（１４）のうちの前記少なくとも１つのバッテリストリング（１４）に、交互の態様で接続するように構成されることを特徴とする、請求項３または４に記載のエネルギ供給装置（１０）。
【請求項６】
前記高電圧バッテリ（１２）は、前記切換装置（３４）と一体化して具現化されることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか一項に記載のエネルギ供給装置（１０）。
【請求項７】
監視装置（３８）を有し、前記監視装置（３８）は、前記車両の前記低電圧システムを監視するように具現化されることと、
前記低電圧システムの障害が前記監視装置（３８）によって検出された場合に、前記少なくとも１つのバッテリストリング（１４）から、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（２４）を経由して、前記低電圧システムにエネルギを供給するように具現化されることと、
を特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のエネルギ供給装置（１０）。
【請求項８】
前記高電圧バッテリ（１２）は、ヒューズ装置（２０、３０）を有し、前記ヒューズ装置（２０、３０）は、障害が発生した場合に、前記２つの高電圧接続接点（１８）間の接続を遮断することと、
前記２つのストリング接点（２２）は、前記少なくとも１つのバッテリストリング（１４）に直接導電接続されることと、
を特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のエネルギ供給装置（１０）。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のエネルギ供給装置（１０）を有する車両。
【請求項１０】
電気駆動装置を有する車両にエネルギを供給する方法であって、
２つの高電圧接続接点（１８）と、前記高電圧接続接点（１８）間に配置された少なくとも１つのバッテリストリング（１４）とを有する高電圧バッテリ（１２）を用意するステップと、
少なくとも２つのストリング接点（２２）を用意し、少なくとも１つのバッテリストリング（１４）が、各前記少なくとも２つのストリング接点（２２）間に配置されるステップと、
前記２つのストリング接点（２２）間の電圧を前記車両の低電圧システム用の低電圧に変換するステップと、
障害が発生した場合に、前記少なくとも１つのバッテリストリング（１４）によって、電気エネルギを前記車両の前記低電圧システムに供給するステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの高電圧接続接点と、高電圧接続接点間に配置された少なくとも１つのバッテリストリングと、少なくとも１つのバッテリストリングが間に配置された少なくとも２つのストリング接点とを有する高電圧バッテリと、出力側が、車両の低電圧システムに低電圧を供給し、入力側が、２つのストリング接点によって、少なくとも１つのバッテリストリングに導電接続されたＤＣ／ＤＣコンバータとを含む、電気駆動装置を有する車両用のエネルギ供給装置に関する。
【０００２】
本発明はさらに、上記のエネルギ供給装置を有する車両に関する。
【０００３】
本発明はさらに、２つの高電圧接続接点と、高電圧接続接点間に配置された少なくとも１つのバッテリストリングとを有する高電圧バッテリを用意するステップと、少なくとも２つのストリング接点を用意し、少なくとも１つのバッテリストリングが、各少なくとも２つのストリング接点間に配置されるステップと、２つのストリング接点間の電圧を車両の低電圧システム用の低電圧に変換するステップとを含む、電気駆動装置を有する車両にエネルギを供給する方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
最新の車両では、車両の低電圧システム、すなわち低電圧の車載電力供給システムに対する需要が次第に高まっている。低電圧システムは、従来から１２ボルトの低いＤＣ供給電圧での低電圧供給を対象とし、２４ボルト、または４８ボルトのより高い供給電圧もときには使用される。
【０００５】
特に、半自動化走行（ＳＡＤ）を可能にする支援システムから、高度自動化走行（ＨＡＤ）を可能にする車両に至るまでより多く導入する一環として、そのような支援システムに電力を供給する低電圧システムに対する需要も次第に高くなっている。したがって、対応するＳＡＤおよびＨＡＤ用途において、安全上の理由で、車両を確実に動作させ、必要な場合に車両を安全に停止させることを可能にするために、低電圧供給が冗長化される。最初の障害後に、相応して高信頼性の低電圧供給に求められるのは、障害の発生後、少なくともさらに２分間にわたって低電圧供給が保証されることである。この要求は、例えば、低電圧供給用の２つの独立したバッテリを設置することで果たすことができる。しかし、この場合に、対応する設置空間が用意されなければならない。さらに、車両の第２のバッテリの重量およびコストが考慮されなければならない。
【０００６】
電気駆動装置を有する車両では、すなわち、特にハイブリッド車両および電気車両では、いずれも、車両の駆動装置に電気エネルギを供給するために、高電圧バッテリが必要とされる。この種の高電圧バッテリは電流強度を制限し、電気損失を減らすために、通常数百ボルトの電圧を供給する。
【０００７】
これに関連して、（特許文献１）は、自動車両の車載電力供給システムを動作させる方法を開示している。車載電力供給システムは、電圧が異なる少なくとも２つの車載電力供給サブシステムを有する。車載電力供給サブシステム間には、電気エネルギが流れるのを可能にする接続部がある。一方の車載電力供給サブシステムは、発電機および／または少なくとも１つの電気負荷に接続され、他方の車載電力供給サブシステムは、少なくとも１つの電気負荷に接続される。障害が発生した場合に、発電機から供給される電圧が、人々にとって安全な値まで下げられるようにし、エネルギは、それでもなお、発電機を有する車載電力供給サブシステムから、負荷を有する他方の車載電力供給サブシステムに流れる。
【０００８】
さらに、（特許文献２）は、電気駆動式車両の電気回路装置の障害の防止について開示している。回路装置は、電気駆動機械に供給電圧を供給する高電圧バッテリと、動作電圧を供給され得る少なくとも１つの電気負荷を有する低電圧車載電力供給システムと、低電圧車載電力供給システムに動作電圧を供給する主電圧源とを含む。それぞれ低電圧車載電力供給システムに動作電圧を供給する少なくとも１つの第１の補助電圧源および少なくとも１つの第２の補助電圧源と、さらに、主電圧源の障害後に、低電圧車載電力供給システムを第１の補助電圧源に電気接続し、第１の補助電圧源の障害後に低電圧車載電力供給システムを第２の補助電圧源に電気接続する切換装置とがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０  ２００９  ０００  ０５１Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０  ２０１２  ２２１  ５７０Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の先行技術からさらに進んで、本発明は、単純、確実、かつフェールセーフの態様で、低電圧負荷にエネルギを供給することを可能にする、電気駆動装置を有する車両用のエネルギ供給装置と、そのようなエネルギ供給装置を有する車両と、電気駆動装置を有する車両にエネルギを供給する方法とを規定するという目的に基づくものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、独立請求項の特徴により、本発明に従って達成される。本発明の有益な改良形態は、従属請求項で規定される。
【００１２】
したがって、本発明は、２つの高電圧接続接点と、高電圧接続接点間に配置された少なくとも１つのバッテリストリングと、少なくとも１つのバッテリストリングが間に配置された少なくとも２つのストリング接点とを有する高電圧バッテリと、出力側が、車両の低電圧システムに低電圧を供給し、入力側が、２つのストリング接点によって、少なくとも１つのバッテリストリングに導電接続されたＤＣ／ＤＣコンバータとを含む、電気駆動装置を有する車両用のエネルギ供給装置を規定し、このエネルギ供給装置は、障害が発生した場合に、少なくとも１つのバッテリストリングにより、電気エネルギを車両の低電圧システムに供給するように具現化される。
【００１３】
本発明はさらに、上記のエネルギ供給装置を有する車両を規定する。
【００１４】
本発明はさらに、２つの高電圧接続接点と、高電圧接続接点間に配置された少なくとも１つのバッテリストリングとを有する高電圧バッテリを用意するステップと、少なくとも２つのストリング接点を用意し、少なくとも１つのバッテリストリングが、各少なくとも２つのストリング接点間に配置されるステップと、２つのストリング接点間の電圧を車両の低電圧システム用の低電圧に変換するステップと、障害が発生した場合に、少なくとも１つのバッテリストリングにより、電気エネルギを車両の低電圧システムに供給するステップとを含む、電気駆動装置を有する車両にエネルギを供給する方法を規定する。
【００１５】
したがって、高電圧バッテリに基づくエネルギ供給装置を提供することが本発明の基本概念であり、前記エネルギ供給装置は、高電圧バッテリの存在するエネルギを車両の低電圧供給用に確実に利用することを可能にする。したがって、車両が別の低電圧バッテリを含む場合に、例えば、単純かつ効率的な態様で、低電圧システムのエネルギ供給の冗長化が可能になる。低電圧バッテリは、エネルギ供給装置の一部とすることもできる。この場合に、エネルギ供給装置が、低電圧供給に障害が発生した場合のみ、エネルギ供給を引き継ぐか、または少なくとも部分的に共同して、実際上エネルギを低電圧システムに連続的に供給するかは本質的に重要ではない。したがって、低電圧供給用に高電圧バッテリを使用することで、第２の冗長低電圧バッテリを不要にすることが可能である。低電圧バッテリは、特に、フェールセーフ性および低電圧供給の冗長化の観点から、従来どおり、低電圧供給を確実にするのに必要である。
【００１６】
各バッテリストリングは、連続して電気接続された個々のバッテリセルを有する電気ストリングを含む。そのようなストリングは、ときにはセルスタックと称されることもある。この場合に、個々のバッテリセルは、通常同じ構造である。複数のバッテリストリングも、それぞれ同じ数量のバッテリセルで通常具現化され、その結果、バッテリストリングの取り扱い、配線、および作動が、きわめて単純な態様で可能である。したがって、同一のバッテリストリングは、例えば、損傷した場合に、バッテリストリングを容易に交換することを可能にするために、利用可能な状態に保つこともできる。個々のストリングは、固定して配線することができる。あるいは、それぞれのバッテリストリングのバッテリセルの他の接続も可能である。原則的に、バッテリストリングがモジュール式に設けられることも可能であり、その結果、例えば、高電圧バッテリのバッテリセルの保守および交換が簡単になる。
【００１７】
この場合に、原則的に、バッテリセルは、任意の所望する態様で具現化することができる。現在のところ、高い蓄積容量を得るために、リチウム系のバッテリセルが広く使用されている。
【００１８】
高電圧接続接点は、車両の高電圧供給用接続接点として具現化され、原理的に様々なタイプの端子が公知であり、この場合に使用することができる。この場合に、バッテリストリングは、電圧および電流の所望の組み合わせを高電圧接続接点に供給するために、原則的に、１つだけのバッテリストリングを有する実施形態から、並列および直列配置の複数のバッテリストリングまで、高電圧接続接点間に任意の所望する態様で配置することができる。
【００１９】
低電圧システムは、車載電力供給システム、すなわち、通常、１００Ｖ未満、好ましくは５０Ｖ未満の供給電圧で動作する供給システムである。最近では、１２Ｖの供給電圧の供給システムが非常に普及しており、２４Ｖまたは４８Ｖの供給電圧の供給システムさえ、ときには使用される。
【００２０】
ストリング接点は、少なくとも１つのバッテリストリングを接点接続することを可能にし、原則的に、ストリング接点間で、複数のバッテリストリングを直列および／または並列で相互接続することもできる。ただし、バッテリセルおよびバッテリストリングの従来からの電圧と低電圧システムとの比較を踏まて、低電圧供給を可能にするために、バッテリストリングを直列に接続しないようにする必要はない。
【００２１】
ＤＣ／ＤＣコンバータは、少なくとも１つのバッテリストリングによって、低電圧システムに供給される電圧の調整を行う。複数のバッテリセルがあるバッテリストリングを有する高電圧バッテリの従来からの構成では、少なくとも１つのバッテリストリングの両端間の電圧は、通常、低電圧よりも高く、これが、通常、ＤＣ／ＤＣコンバータが降圧コンバータとして具現化される理由である。
【００２２】
本発明の有益な構成では、高電圧バッテリは、複数のバッテリストリングおよび切換装置を有し、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力側は、切換装置により、複数のバッテリストリングのうちの少なくとも１つに接続することができる。原則的に、少なくとも１つのバッテリストリングへのＤＣ／ＤＣコンバータの接続は、切換装置によって確立することができる。したがって、最も単純な場合では、切換えは、ＤＣ／ＤＣコンバータが、少なくとも１つのバッテリストリングに接続された状態と、この接続が遮断された状態との間の切換えとすることができる。特に、高電圧バッテリが損傷した場合に、前記高電圧バッテリの使用は、切換装置により中止することができる。
【００２３】
本発明の有益な構成では、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力側は、切換装置により、複数のバッテリストリングのうちの少なくとも１つのバッテリストリングに交互に接続することができる。「交互に」とは、複数のバッテリストリングのうちの少なくとも１つのストリングか、または少なくとも１つの他のストリングのいずれかを切換装置で選択して、ＤＣ／ＤＣコンバータに接続することができることを意味する。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータは、複数の異なるバッテリストリングから高電圧を供給され得る。異なるバッテリストリングに交互に接続することで、異なるバッテリストリングからＤＣ／ＤＣコンバータに電力を供給することが可能になるので、バッテリストリングに蓄積されたエネルギは、複数のバッテリストリングから必要性および利用可能性に応じて引き出すことができる。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータの供給の冗長構成が、複数の接続可能なバッテリストリングによって形成される。バッテリストリングは、バッテリストリングの分圧、ＤＣ／ＤＣコンバータの取り込み電流、および／またはバッテリストリングごとのロード時間に基づいて選択することができる。この動作は、利用可能なバッテリ管理システムでの付加的な作業として実施されるのが好ましい。
【００２４】
本発明の有益な構成では、エネルギ供給装置は、バッテリストリングの機能をチェックするチェック装置を有し、バッテリストリングの機能に基づいて、切換装置により、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力側を複数のバッテリストリングのうちの少なくとも１つのバッテリストリングに交互に接続するように具現化される。一方で、チェック装置は、例えば、事故の場合に損傷を特定するように、またはバッテリストリングの電気的チェックを行うように具現化することができる。相応して、例えば、個々のバッテリストリングの絶縁抵抗を検出することが可能である。低電圧システムに電力を供給するために、バッテリストリングに対するチェックにより、損傷のないバッテリストリングをＤＣ／ＤＣコンバータに接続することができる。最適なバッテリストリングをＤＣ／ＤＣコンバータに接続するために、バッテリストリングの充電状態を検出することもできる。
【００２５】
本発明の有益な構成では、エネルギ供給装置は、切換装置により、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力側を交互に複数のバッテリストリングのうちの少なくとも１つのバッテリストリングに、交互の態様で接続するように具現化される。一方で、これは、より長期にわたって低電圧システムに電力を供給することを可能にする。将来発生する高電圧バッテリの障害、すなわち、バッテリストリングのその後の障害の際に、各バッテリストリングの蓄積された残存エネルギ量を最大化することもできる。
【００２６】
本発明の有益な構成では、高電圧バッテリは、切換装置と一体化して具現化される。その結果、相応して、アセンブリとして使用できるコンパクトなユニットが形成される。外部接点は、通常、複雑かつ高価であり、障害を起こしやすいが、一体化構成により、高電圧バッテリおよび切換装置からなるユニットに２つのストリング接点を設けさえすればよい。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータは、モジュールとして高電圧バッテリに取り付けることができるし、または高電圧バッテリの一体化構成要素として具現化することができる。その結果、エネルギ供給装置のさらなる一体化が達成され、これは、エネルギ供給装置の使用を容易にする。
【００２７】
本発明の有益な構成では、エネルギ供給装置は監視装置を有し、この監視装置は、車両の低電圧システムを監視するように具現化され、エネルギ供給装置は、低電圧システムの障害が監視装置によって検出された場合に、少なくとも１つのバッテリストリングから、ＤＣ／ＤＣコンバータを経由して、低電圧システムにエネルギを供給するように具現化される。したがって、監視装置は、障害が発生した場合に、少なくとも１つのバッテリストリングからＤＣ／ＤＣコンバータを経由した電力の供給を行うために、低電圧システムの障害を特定する。それにより、恒久的に動作するＤＣ／ＤＣコンバータで発生する損失などの損失を防止することが可能である。
【００２８】
本発明の有益な構成では、高電圧バッテリはヒューズ装置を有し、このヒューズ装置は、障害が発生した場合に、２つの高電圧接続接点間の接続を遮断し、２つのストリング接点が、少なくとも１つのバッテリストリングに直接導電接続される。ヒューズ装置は、１つまたは複数のヒューズ要素、例えば、遮断スイッチ、安全ヒューズ、または他のヒューズ要素を含むことができる。高電圧バッテリは通常、障害が発生した場合に、２つの高電圧接続接点をゼロボルトに切り換えるための遮断装置を含む。この遮断装置は、例えば、車両の事故の場合に、または車両の高電圧システムの障害、例えば、短絡、過負荷、バッテリストリングのセル障害、または制御装置の不具合などの場合に必要である。遮断装置は、モジュール式の遮断装置として、高電圧接続接点に接続することもできる。この場合に、遮断装置は、高電圧バッテリに固定して取り付けられるのが好ましい。したがって、遮断装置は、損傷または機能障害の場合に、容易に交換することができる。代替案として、またはそれに加えて、高電圧バッテリは、例えば、２つのバッテリストリング間に配置される主ヒューズを有することができる。高電圧バッテリを通る電流の流れは、主ヒューズによって遮断することもできるので、障害が発生した場合に、接続接点がゼロボルトに切り換えられる。主ヒューズは、特に深刻な短絡の場合に、例えば、事故の場合に切れる。この場合に、２つのストリング接点を少なくとも１つのバッテリストリングに直接接続することは、ヒューズ装置を迂回することで接続が行われることを意味し、したがって、障害が発生した場合に、低電圧システムに電力を供給するために、電圧がＤＣ／ＤＣコンバータの入力側に印加されることも意味する。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータを複数のバッテリストリングに直接接続する場合に、各前記バッテリストリングは、ＤＣ／ＤＣコンバータに交互に接続することができる。
【００２９】
本発明が、添付図面を参照して、かつ好ましい実施形態に基づいて、下記に例として説明され、下記に提示される特徴は、いずれも個別に、または共同して本発明の態様を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の好ましい実施形態による、高電圧バッテリがバッテリストリングを有する電気駆動装置を有する車両用のエネルギ供給装置の概略図を示している。
【図２】第２の実施形態による、２つのバッテリストリングが連続して接続された高電圧バッテリを含む電気駆動装置を有する車両用のエネルギ供給装置の概略図を示している。
【図３】第３の実施形態による、４つのバッテリストリングが連続して接続された高電圧バッテリを含む電気駆動装置を有する車両用のエネルギ供給装置の概略図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、第１の好ましい実施形態による、電気駆動装置を有する車両用の本発明に基づくエネルギ供給装置１０を示している。
【００３２】
第１の例示的な実施形態によれば、エネルギ供給装置１０は、複数のバッテリセル１６が直列に接続されたバッテリストリング１４を有する高電圧バッテリ１２を含む。図１では、図を簡略化するために、３つのバッテリセル１６だけが示されている。しかし、この場合に、対応する高電圧を供給できるようにするために、バッテリストリング１４内に、バッテリセル１６がもっとかなり多くあるのが通例である。この場合に、個々のバッテリセル１６は、リチウム系のバッテリセル１６として、それぞれ全く同じに具現化される。高電圧バッテリ１２はまた、バッテリストリング１４が間に配置された２つの高電圧接続接点１８を含む。この場合に、バッテリストリング１４は、ヒューズ２０と直列に接続されている。
【００３３】
高電圧バッテリ１２はまた、２つのストリング接点２２を含み、バッテリストリング１４は、一方でヒューズ２０を迂回してストリング接点２２間に直接接続されている。
【００３４】
第１の例示的な実施形態のエネルギ供給装置１０は、出力側２６で車両の低電圧システムに低電圧を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ２４をさらに含む。低電圧システムは、車載電力供給システム、すなわち、この場合に、１２Ｖの供給電圧で動作する供給システムである。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、２つのストリング接点２２によって、その入力側２８でバッテリストリング１４に導電接続されている。この場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、ストリング接点２２での高電圧を低電圧に変換して、低電圧システムに電力を供給するために、降圧コンバータとして具現化される。
【００３５】
エネルギ供給装置１０は、２つの高電圧接続接点１８に接続された遮断装置３０をさらに含む。遮断装置３０は、各高電圧接続接点１８に対して１つの遮断スイッチ３２を含む。高電圧バッテリ１２は、遮断装置３０を使用して、接続された車両の高電圧システムから電気的に遮断することができる。
【００３６】
エネルギ供給装置１０は、障害が発生した場合に、バッテリストリング１４によって、電気エネルギを車両の低電圧システムに供給するように具現化される。
【００３７】
図２は、第２の実施形態による、電気駆動装置を有する車両用の本発明に基づくエネルギ供給装置１０を示している。
【００３８】
第２の実施形態のエネルギ供給装置１０は、第１の実施形態のエネルギ供給装置１０が基本となっており、これが、同様の構成要素に同じ参照符号が使用されている理由である。さらに、相応して、第１の実施形態に関する所見は、別途明示されない限り、第２の実施形態のエネルギ供給装置１０に当てはまる。
【００３９】
第２の例示的な実施形態によれば、エネルギ供給装置１０は、２つのバッテリストリング１４を有する高電圧バッテリ１２を含む。複数のバッテリセル１６は、各バッテリストリング１４内で直列に接続され、図２では、図を簡略化するために、３つのバッテリセル１６だけが示されている。この場合に、対応する高電圧を供給するために、各バッテリストリング１４内に、バッテリセル１６がもっとかなり多くあるのが通例である。個々のバッテリセル１６は、リチウム系のバッテリセル１６として、それぞれ全く同じに具現化される。バッテリストリング１４は、全く同じに具現化され、それぞれ同じ数量のバッテリセル１６を含む。各バッテリストリング１４のバッテリセル１６は、固定して配線される。
【００４０】
高電圧バッテリ１２はまた、２つのバッテリストリング１４が間に配置された２つの高電圧接続接点１８を含む。バッテリストリング１４は、ヒューズ２０に直列に接続され、ヒューズ２０は、２つのバッテリストリング１４間に配置されている。
【００４１】
第２の例示的な実施形態のエネルギ供給装置１０はまた、出力側２６で車両の低電圧システムに低電圧を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ２４を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、高電圧バッテリ１２の２つのストリング接点２２にその入力側２８で導電接続されている。この場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、ストリング接点２２での高電圧を低電圧に変換して、低電圧システムに電力を供給するために、降圧コンバータとして具現化される。
【００４２】
第１の実施形態に追加して、第２の実施形態の高電圧バッテリ１２は、切換装置３４を有する。切換装置３４は、複数の開閉要素３６を含み、複数の開閉要素３６を使用して、一方でヒューズ２０を迂回して、２つのバッテリストリング１４の１つをそれぞれストリング接点２２に直接接続することができる。すべての開閉要素３６が開くと、どちらのバッテリストリング１４もストリング接点２２に接続されない。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、切換装置３４によって、相応して、その入力側２８で各バッテリストリング１４に接続することができる。
【００４３】
エネルギ供給装置１０は、２つの高電圧接続接点１８に接続された遮断装置３０をさらに含む。遮断装置３０は、各高電圧接続接点１８に対して１つの遮断スイッチ３２を含む。高電圧バッテリ１２は、遮断装置３０を使用して、接続された車両の高電圧システムから電気的に遮断することができる。
【００４４】
エネルギ供給装置１０は、監視装置３８をさらに含み、監視装置３８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４で車両の低電圧システムを監視するように具現化される。したがって、監視装置３８は、障害が発生した場合に、１つのバッテリストリング１４からＤＣ／ＤＣコンバータ２４を経由した電力の供給を行うために、低電圧システムの障害を特定する。
【００４５】
エネルギ供給装置１０は、チェック装置４０をさらに有し、チェック装置４０は、バッテリストリング１４の機能を連続的にチェックするように具現化される。チェック装置４０は、個々のバッテリストリング１４の絶縁抵抗を検出することで、例えば、事故の場合に、各バッテリストリング１４の損傷を特定し、バッテリストリング１４の電気的なチェックを行うように具現化される。
【００４６】
この場合に、監視装置３８およびチェック装置４０は共に、バッテリ管理システム４２の一体化構成要素である。
【００４７】
切換装置３４は、監視装置３８によって監視される低電圧システムの低電圧に基づいて、バッテリ管理システム４２により動作する。相応して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、その入力側２８で２つのバッテリストリング１４に交互に接続される。切換装置３４は、チェック装置４０によってチェックされたバッテリストリング１４の機能に基づいて切り換えられる。バッテリストリング１４の機能が切換えを可能にする場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、交互の態様で２つのバッテリストリング１４に接続される。この場合に、バッテリストリング１４は、バッテリストリング１４の分圧、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の取り込み電流、および／またはバッテリストリング１４ごとのロード時間に基づいてそれぞれ選択され、この選択は、バッテリ管理システム４２によって連続的に決定される。
【００４８】
この例示的な実施形態では、切換装置３４は、高電圧バッテリ１２の一体化構成要素である。代替の例示的な実施形態では、切換装置３４は、エネルギ供給装置１０の独立した構成要素である。代替の例示的な実施形態では、高電圧バッテリ１２は、相応して、複数のストリング接点２２を有し、各バッテリストリング１４は、１対のストリング接点２２に接続される。それにより、切換装置３４は、その入力側２８で各バッテリストリング１４をＤＣ／ＤＣコンバータ２４に接続することができる。
【００４９】
第２の例示的な実施形態によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、高電圧バッテリ１２に直接取り付けられる。同じことが遮断装置３０にも当てはまる。あるいは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４および遮断装置３０は共に、互いから独立して、高電圧バッテリ１２の一体化構成要素とすることができる。
【００５０】
図３は、第３の実施形態による、電気駆動装置を有する車両用の本発明に基づくエネルギ供給装置１０を示している。
【００５１】
第３の実施形態のエネルギ供給装置１０は、第２の実施形態のエネルギ供給装置１０が基本となっており、これが、同様の構成要素に同じ参照符号が使用されている理由である。さらに、相応して、第２の実施形態に関する所見は、別途明示されない限り、第３の実施形態のエネルギ供給装置１０に当てはまる。
【００５２】
第３の例示的な実施形態によれば、エネルギ供給装置１０は、４つのバッテリストリング１４を有する高電圧バッテリ１２を含む。バッテリストリング１４は、上記のように全く同じに具現化され、それぞれ同じ数量の同じバッテリセル１６を含む。
【００５３】
高電圧バッテリ１２はまた、４つのバッテリストリング１４が間に配置された２つの高電圧接続接点１８を含む。バッテリストリング１４は、ヒューズ２０に直列に接続され、ヒューズ２０は、４つのバッテリストリング１４間で中央に配置されている。
【００５４】
第３の例示的な実施形態のエネルギ供給装置１０はまた、出力側２６で車両の低電圧システムに低電圧を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ２４を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、高電圧バッテリ１２の２つのストリング接点２２にその入力側２８で導電接続されている。この場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、ストリング接点２２での高電圧を低電圧に変換して、低電圧システムに電力を供給するために、降圧コンバータとして具現化される。
【００５５】
第３の実施形態の高電圧バッテリ１２は、切換装置３４をさらに含む。切換装置３４は、複数の開閉要素３６を含み、複数の開閉要素３６を使用して、一方でヒューズ２０を迂回して、各４つのバッテリストリング１４をストリング接点２２に直接接続することができる。すべての開閉要素３６が開くと、どのバッテリストリング１４もストリング接点２２に接続されない。
【００５６】
エネルギ供給装置１０は、２つの高電圧接続接点１８に接続された遮断装置３０をさらに含む。この場合に、遮断装置３０は、高電圧バッテリ１２の構成要素であり、各高電圧接続接点１８に対して１つの遮断スイッチ３２を含む。
【００５７】
エネルギ供給装置１０は、監視装置３８をさらに含み、監視装置３８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４で車両の低電圧システムを監視するように具現化される。エネルギ供給装置１０は、チェック装置４０をさらに有し、チェック装置４０は、バッテリストリング１４の機能を連続的にチェックするように具現化される。チェック装置４０は、各バッテリストリング１４の損傷を特定するように具現化される。この場合に、監視装置３８およびチェック装置４０は共に、バッテリ管理システム４２の一体化構成要素である。詳しくは、第２の実施形態に関する所見を参照されたい。
【００５８】
切換装置３４は、監視装置３８によって監視される低電圧システムの低電圧に基づいて、バッテリ管理システム４２により動作する。相応して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、その入力側２８で４つのバッテリストリング１４に交互に接続される。切換装置３４は、チェック装置４０によってチェックされたバッテリストリング１４の機能に基づいて切り換えられる。バッテリストリング１４の機能が切換えを可能にする場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、交互の態様でバッテリストリング１４に接続される。この場合に、バッテリストリング１４は、バッテリストリング１４の分圧、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の取り込み電流、および／またはバッテリストリング１４ごとのロード時間に基づいてそれぞれ選択され、この選択は、バッテリ管理システム４２によって連続的に決定される。
【符号の説明】
【００５９】
１０  エネルギ供給装置
１２  高電圧バッテリ
１４  バッテリストリング
１８  高電圧接続接点
２０  ヒューズ
２２  ストリング接点
２４  ＤＣ／ＤＣコンバータ
２６  出力側
２８  入力側
３０  遮断装置
３４  切換装置
３６  開閉要素
３８  監視装置
４０  チェック装置
４２  バッテリ管理システム
【図１】
2019009982.tif 000003
【図２】
2019009982.tif 000004
【図３】
2019009982.tif 000005
【外国語明細書】
2019009982000001.pdf