DE10009775A1 - Einrichtung und Verfahren zur Überstrom-Absicherung von elektrischen Bordnetzen - Google Patents

Einrichtung und Verfahren zur Überstrom-Absicherung von elektrischen Bordnetzen

Info

Publication number
DE10009775A1
DE10009775A1 DE2000109775 DE10009775A DE10009775A1 DE 10009775 A1 DE10009775 A1 DE 10009775A1 DE 2000109775 DE2000109775 DE 2000109775 DE 10009775 A DE10009775 A DE 10009775A DE 10009775 A1 DE10009775 A1 DE 10009775A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
line
electrical
evaluation
current
separating element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2000109775
Other languages
English (en)
Inventor
Rainer Maeckel
Thomas Schulz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to DE2000109775 priority Critical patent/DE10009775A1/de
Publication of DE10009775A1 publication Critical patent/DE10009775A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/268Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured for DC systems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Die Einrichtung (1) zur Absicherung eines elektrischen Leitungsnetzes insbesondere eines Fahrzeuges gegen elektrische Überströme ist in ein Leitungskabel (2) eingebracht und weist ein Trennelement (3) auf. Ebenfalls in das Kabel (2) eingebracht ist ein Sensor (4), der den Betrag und die Stromrichtung des durch das Kabel (2) fließenden Stroms erfasst. Die von dem Sensor (4) ermittelten Stromgrößen werden einer Auswerte-/Auslöseeinheit (5) zugeführt, welche die beiden Größen auswertet und, im Falle eines kritischen Überstroms, ein "Auslösesignal" generiert, welches an das Trennelement (3) weitergegeben wird, woraufhin die Leitung (2) unterbrochen wird. Die Auswerte-/Auslöseeinheit (5) wird über eine Versorgungsleitung (6) gespeist, bevorzugt allerdings über das Kabel (2) selbst mittels einer hier nicht gezeigten Stromverbindung. Über eine Steuerleitung (7) wird der Auswerte-/Auslöseeinheit (5) ein "Enable-/Disable"-Signal zugeführt, mittels dessen diese (5) aktiviert bzw. deaktiviert werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur Absicherung eines elektrischen Leitungsnetzes insbesondere eines Fahrzeugs gegen elektrische Überströme, wobei wenigstens eine Leitung des Leitungsnetzes ein Trennelement aufweist, das bei Vorliegen eines Überstroms den Strom durch die Leitung unterbricht. Zudem betrifft die Erfindung ein elektrisches Versorgungsnetz zur Bereitstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem bipolaren Stromversorger und einem bipolaren Stromverbraucher.
In Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, erfolgt die Absicherung einer elektrischen Leitung gegen Überströme üblicherweise mittels einer (Hochstrom-)Schmelzsicherung. Ab einem bestimmten Überstrom, beispielsweise einem Vielfachen eines vorgebbaren Nennstroms, wird bei diesen Sicherungen die Leitung unterbrochen. Die Unterbrechung erfolgt dabei durch einen funktional als Trennelement wirkenden Schmelzdraht.
Als Ursachen für die Überströme kommen meist elektrische Kurzschlüsse in Betracht. Bei den sogenannten "harten" Kurzschlüssen liegt entweder eine elektrische Verbindung zwischen einer eine Spannung tragenden Leitung mit Masse, ein sogenannter "Masseschluss", oder aber eine Verbindung zwischen zwei, jeweils unterschiedliche elektrische Spannungen tragenden Leitungen vor. Weitere Ursachen können auch allgemein Überlasten sein.
Aus DE 43 10 323 A1 ist eine gattungsgemäße Einrichtung bekannt, bei der an einem Sicherungs- bzw. Trennelement ein Strom gemessen wird. In Abhängigkeit von der Stromstärke wird das Trennelement ausgelöst und der Stromfluss unterbunden.
Neben den genannten "harten" Kurzschlüssen kommen jedoch auch sogenannte "schleichende" Kurzschlüsse vor, bei denen zwar nur relativ schwache Überströme auftreten, die allerdings im Laufe der Zeit ebenfalls zu einer beträchtlichen Gefährdung der Fahrzeugsicherheit führen können. Beispielsweise bei einem rein elektrischen Bremssystem können bereits geringe Überströme geeigneten Vorzeichens bereits zu erheblichen Einbußen beim jeweils zur Verfügung gestellten Bremsdruck führen.
Ausserhalb der Gebietes der Fahrzeugtechnik werden zur Vermeidung solcher "parasitäten" Ströme bereits Fehlerstromschutzschalter (FI-Schalter) eingesetzt. Diese vergleichen den in einen Stromkreis hineinfließenden mit dem zurückfließenden Strom und unterbrechen Stromkreis, sobald die Differenz zwischen diesen Strömen, beispielsweise als Folge eines Erdschlusses, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Diese Schalter eignen sich jedoch nicht zuletzt wegen ihrer Baugröße nicht für den Fahrzeugbau.
Eine bei Kraftfahrzeugen speziell auftretende Problematik liegt nun darin, dass bei sicherheitskritischen elektrischen Verbrauchern, beispielsweise den bereits erwähnten elektrischen Bremsen, eine permanente Versorgung mit elektrischer Energie gewährleistet sein muss. Hier darf ein Einzelfehler nicht zum Ausfall eines ganzen Bremssystems oder Teilen eines solchen Systems führen.
Zudem sind bei Kraftfahrzeugen, neben den nur eine einzige Spannung aufweisenden Bordnetzen, auch sogenannte "Mehrspannungsbordnetze" bekannt, bei denen zwei oder mehrere elektrische Teil-Stromkreise vorhanden sind, die jeweils unterschiedliche Spannungsniveaus aufweisen, beispielsweise Spannungen von 42 Volt, 14 Volt und 12 Volt. Bei diesen Bordnetzen können somit nicht nur Kurzschlüsse zwischen einzelnen Versorgungsleitungen und Masse, z. B. zwischen 42 Volt und Masse oder 14 Volt und Masse (in dem genannten Beispiel) auftreten, sondern auch Kurzschlüsse zwischen einzelnen Versorgungsleitungen untereinander, und zwar im genannten Spannungsbeispiel zwischen den 42 Volt und 14 Volt oder den 14 Volt und 12 Volt tragenden Leitungen. Auch gegen derartige Kurzschlüsse sind Sicherungsmaßnahmen zu treffen, und zwar im Kurzschlussfall durch Unterbrechen der 42 Volt- Versorgung, da sie auch bei Ansprechen einer 14 Volt-seitigen Sicherung weiterhin 12 Volt-Verbraucher mit 42 Volt versorgen und damit einen gefährlichen Zustand am Fahrzeug herbeiführen würde.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die möglichst kostengünstig herstellbar sind und zugleich eine möglichst hohe Betriebssicherheit des elektrischen Leitungsnetzes gewährleisten.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Weiterführende und vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen und der Beschreibung zu entnehmen.
Die Besonderheit der Erfindung liegt darin, bei einer eingangs beschriebenen Einrichtung eine Sensoreinheit zur Erfassung des Betrags und/oder der Stromrichtung des durch die Leitung fließenden Stroms und eine Auswerte-/Auslöseeinheit zur Auswertung des erfassten Strombetrags sowie zur Auslösung einer Unterbrechung der Leitung, in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Auswertung, vorzusehen. Aufgrund des Auslösens der Leitung mittels einer Auswerte-/Auslöseeinheit und des Unterbrechens der Leitung mittels eines "aktiven" Trennelementes können beide Stromrichtungen vorteilhafterweise niederohmig ausgebildet sein. Hierdurch wird eine thermische Alterung insbesondere des Trennelementes (z. B. durch Diffusion von Lot in einen Kupferleiter) wirksam vermieden. Entsprechend lassen sich hohe Dauerströme in eine Stromrichtung absichern, ohne dass eine überhöhte Temperatur am Trennelement entsteht. Andererseits können relativ kleine Ströme in die umgekehrte Stromrichtung dennoch zu einer Auslösung des Trennelementes und damit zu einer Unterbrechung der Leitung führen.
Die niederohmige Ausführung des Trennelementes erlaubt auch, hohe Ströme wie z. B. den Anlasserstrom zu tragen, ohne dass das Trennelement geschädigt wird oder gar auslöst. Erst wenn das Integral über I2 . t einen kritischen - im Normalbetrieb nicht auftretenden - Wert überschreitet, löst die Einrichtung aus.
Bevorzugt enthält die Sensoreinheit Mittel zur Erfassung der Stromrichtung des durch die Leitung fließenden Stroms, insbesondere einen bidirektional sensierenden Stromsensor. Dies erlaubt eine genaue Lokalisierung von Leitungsdefekten wie Kurz- oder Masseschlüssen innerhalb eines komplexen elektrischen Leitungsnetzes, die letztlich zu unerwünschten Überströmen führen.
Die elektrische Versorgung der Auswerte-/Auslöseeinheit kann vorteilhaft über die Leitung selbst erfolgen, was eine besonders einfach herstellbare sowie baulich kompaktere Ausgestaltung der Einrichtung erlaubt.
Die Auswerte-/Auslöseeinheit kann ferner mittels eines 'Enable/Disable'-Signals aktivierbar bzw. deaktivierbar sein, wodurch ermöglicht wird, dass ein Auslösen der Trennung bei zeitlich begrenzten Spitzenströmen vermieden werden kann. Es können demnach Ereignisse, die nur kurzzeitig einen relativ hohen Strom benötigen, z. B. Start des Verbrennungsmotors, für die aktive Auslösung ausgeblendet werden.
Durch Auswerten von Stromrichtung und Strombetrag lassen sich eine Vielzahl von Überstromsituationen beherrschen. Ein Auslösen der Sicherung erfolgt dabei nur in Fällen, in denen die Stromrichtungswerte und die Strombeträge, zusammen genommen, eine kritische Überstromsituation erkennen lassen.
Durch Vorgeben eines die Trennung der Leitung auslösenden Schwellenwertes für den Überstrom, bevorzugt gebildet aus dem Integral des Quadrats der Stromstärke und der Zeit, kann erreicht werden, dass die Sensierung kritischer Überströme sich ausschließlich an den vorliegenden Lastverhältnissen orientiert, womit die Erkennungsgüte kritischer Zustände deutlich verbesserbar ist. Vorteilhaft kann dabei der Schwellenwert durch die Summe von Lastströmen, die mittels einer Stromquelle versorgt werden, bestimmt werden.
Die genannte Einrichtung lässt sich insbesondere als elektrische Einzelsicherung realisieren, wodurch somit mehrere herkömmliche Sicherungen durch eine intelligente Einzelsicherung ersetzbar werden. Die Verwendung einer Einzelsicherung hat gegenüber der Verwendung mehrerer Sicherungen den weiteren Vorteil, dass sich die Verkabelungsstruktur des Fahrzeugs insgesamt erheblich vereinfacht, wie später noch anhand eines Ausführungsbeispiels im Detail gezeigt wird.
Bei der ebenfalls erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Leitungsnetzanordnung zur Bereitstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem bipolaren Stromversorger und einem bipolaren Stromverbraucher erfolgt die Überstrom-Absicherung dadurch, dass sowohl an den beiden Polen des Stromversorgers als auch an den beiden Polen des Stromverbrauchers vorbeschriebene erfindungsgemäße Einrichtungen vorhanden sind. Bei Ansprechen einer der jeweils beiden Einrichtungen gewährleistet diese Anordnung, sozusagen im Wege einer Netzwerk-inhärenten Fehlerredundanz, dass der übrige Stromkreis, insbesondere sämtliche an diesen angeschlossenen Verbraucher, weiterhin elektrisch ausreichend versorgt werden. Zudem ermöglicht die vorgeschlagene Anordnung eine einfache Lokalisierung eines etwa aufgetretenen, zu einem Überstrom führenden Fehlers, da die Überströme bereits in den Teil- Versorgungsleitungen der Verbraucher bzw. Versorger sensierbar sind. Die Versorgungsleitung ist vorzugsweise als Ringleitung ausgebildet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei sich gleiche Referenzzeichen auf funktional gleiche oder ähnliche Merkmale beziehen. In Zusammenschau mit den Ansprüchen ergeben sich daraus weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung.
Im Einzelnen zeigen
Fig. 1 eine Anordnung von Schmelzsicherungen zur Absicherung eines Stromversorgungsnetzes eines Kraftfahrzeugs gegen Überströme nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung;
Fig. 3 eine erstes Einsatzbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung;
Fig. 4 eine zweites Einsatzbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit einer Ringversorgungsleitung;
Fig. 5 anhand eines Stromdiagramms, ein Berechnungsbeispiel von Überstrom-Schwellenwerten gemäß der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine bei Kraftfahrzeugen üblicherweise verwendete Anordnung von Hochstrom-Schmelzsicherungen 16-19 zur Verhinderung von (ungewollten) Überströmen. Die Auslegung der Sicherung 19 richtet sich nach einem von einem Generator 11 gelieferten Maximalstrom, damit die Sicherung 19 überhaupt diesen Strom tragen kann. Liefert der Generator 11 beispielsweise 180 Ampére, so ist der Nennwert der Sicherung auf 300 Ampére auszulegen, da Hochstrom-Schmelzsicherungen dauerhaft nur mit 60% ihres Nennstromes belastet werden können. Um nun sicher innerhalb von beispielsweise 5 Sekunden auszulösen, ist jedoch der 3,5-fache Nennstrom erforderlich, d. h. es werden (in dem Beispiel) demnach 1050 Ampére zur Auslösung benötigt. Ein Starter wäre bei dieser Anordnung allerdings nicht abgesichert, da die bei ihm möglichen Spitzenströme unweigerlich zum Auslösen der Schmelzsicherung führen würden.
Die in Fig. 1 gezeigten Verbraucher Dieselzuheizen 13, Dieselvorglühen 14 und Motorlüfter 15 werden einzeln über die Sicherungen 16-18 abgesichert. Für das Dieselvorglühen 14 ist eine relativ große Sicherung 17 einzusetzen, da die Einschaltströme gegenüber dem Dauerstrom relativ hoch sind. Würde die Sicherung 17 auf den Dauerstrom ausgelegt, so würde eine relativ schnelle Alterung der Sicherung wegen der Anlaufströme eintreten. Eine groß dimensionierte Sicherung bedingte aber wiederum einen größeren Kabelquerschnitt, was mit höheren Kosten verbunden ist. Zudem erforderte eine solche Anordnung einen relativ hohen Verkabelungsaufwand, da sämtliche Leitungen zu einer die Schmelzsicherungen enthaltenden Sicherungsbox hin geführt werden müssten. Weiterhin erforderte eine solche Anordnung, dass am Fahrzeugchassis Durchführungen durch Trennwände 50 erforderlich wären, die häufig sogar aufwendig abgedichtet werden müssen.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung 1 (im Folgenden als "aktive Sicherung" bezeichnet) zur Absicherung eines elektrischen Leitungsnetzes eines Kraftfahrzeugs gegen elektrische Überströme zeigt Fig. 2. Die aktive Sicherung 1 ist in ein Kabel 2 eingebracht und weist ein Trennelement 3, beispielsweise ein elektrisches Relais, auf. Ebenfalls in das Kabel 2 eingebracht ist ein Sensor 4, der den Betrag und die Stromrichtung des durch das Kabel 2 fließenden Stroms erfasst, beispielsweise ein Magnetsensor, der die beiden Stromgrößen aus der Größe des den Leiter umgebenden Magnetfeldes und seiner Richtung ermittelt. Die von dem Sensor ermittelten Stromgrößen werden einer Auswerte- und Auslöseeinheit 5 zugeführt, welche die beiden Größen zunächst nach einem Algorithmus auswertet, der nachfolgend anhand der Fig. 3 und 5 noch eingehender beschrieben wird. In Abhängigkeit vom Ergebnis dieser Auswertung generiert die Funktionseinheit 5 ein Signal, welches an das Trennelement 3 weitergegeben wird. Ergibt die Auswertung, dass ein (kritischer) Überstrom vorliegt, stellt das von der Funktionseinheit 5 an das Trennelement 3 abgegebene Signal ein 'Auslösesignal' dar, welches im Trennelement bewirkt, dass die Leitung 2 unterbrochen wird.
Die Auswerte- und Auslöseeinheit 5 wird über eine Versorgungsleitung 6 gespeist, bevorzugt allerdings über das Kabel 2 selbst mittels einer hier nicht gezeigten Stromverbindung. Über eine Steuerleitung 7 wird der Funktionseinheit 5 ein 'Enable-/Disable'-Signal zugeführt, mittels dessen die Einheit 5 aktiviert bzw. deaktiviert werden kann. Beispielsweise kann ein Verbraucher, der nur kurzzeitig Spitzenströme benötigt, ansonsten jedoch nur Ströme deutlich unterhalb eines kritischen Schwellenwertes oder im Normalbetrieb sogar überhaupt keinen Strom konsumiert, z. B. ein Anlasser oder eine Dieselvorglühanlage, vor dem Erzeugen dieses Spitzenstroms ein 'Disable'-Signal an die Funktionseinheit 5 senden, um für diese (unkritischen) Überströme die Auslösetätigkeit der Funktionseinheit 5 kurzfristig auszublenden.
Fig. 3 zeigt ein erstes Einsatzbeispiel der aktiven Sicherung 1 (mit Sensierung der Stromrichtung) in einem elektrischen Leitungsnetz eines Kraftfahrzeugs dar. Die Sicherung 1 dient in diesem Beispiel zur Absicherung einer zu einem Starter 10 führenden Leitung 51. In der gezeigten Leitungsanordnung wird die Leitung 51 als Strom- und Potentialverteiler genutzt, wobei sowohl der genannte Starter 10 sowie zusätzlich Lasten 13-15 über die Leitung 51 versorgt werden und wobei, neben einer herkömmlichen Autobatterie 12, ein Generator 11 Strom in die Leitung 51 einspeist. Während des Startvorganges wird die Auslösung der aktiven Leitungstrennung über ein an die Sicherung 1 übermitteltes 'Disable'-Signal verhindert.
Aus der in Fig. 3 gezeigten Anordnung heraus lässt sich eine Auslegungsbetrachtung für die einzelnen Elemente der aktiven Sicherung 1 durchführen. Im Normalfall (Verbrennungsmotor läuft - Generator liefert Strom) werden die Verbraucher 13- 15 vom Generator 11 versorgt und die Batterie 12 wird aufgeladen. Demnach fließt ein Strom vom Generator 11 zur Batterie 12. In diesem Zustand kann es nicht zu einer Schädigung der Leitungen kommen.
In Richtung von der Batterie 12 zu den Verbrauchern 13-15 kann maximal der Summenstrom aus den Strömen der Einzellasten bzw. Verbraucher 13-15 fließen. Die Schwelle für die Auslösung in Richtung zu den Verbrauchern 13-15 hin wird durch die Summe der Lastströme, die durch die Batterie 12 versorgt werden, bestimmt. In dem gezeigten Beispiel sind dies das Dieselvorglühen 14 und der Motorlüfter 15. Dieses Verhalten ist schematisch in Fig. 5 dargestellt. Gezeigt sind die entsprechenden, eine Leitungstrennung auslösenden Schwellenwerte des Stroms. Erst wenn das Integral über I2 . t einen kritischen Wert überschreitet, wird das Trennelement ausgelöst. Die in der Zeiteinheit t durch die Leitung bewegte Ladung Q errechnet sich aus Q = I . t und daraus die entsprechende Stromlast(-arbeit) zu ΔW = U . I . Δt = I2 . R . Δt. Der Auslösealgorithmus ist demnach lastbezogen auslegbar. Es können entsprechend auch mehrere Schwellen eingestellt werden.
Mit der in Fig. 3 gezeigten Leitungsanordnung kann zudem der Verkabelungsaufwand erheblich reduziert und die Anzahl der Durchführungen und damit Kontaktstellen verringert werden und damit insgesamt Kosten eingespart werden. Durch die damit einhergehende Verkürzung der Leitungslängen wird der Spannungsabfall entlang der Leitung verringert und damit der Wirkungsgrad der gesamten Anordnung erhöht. Weiterhin erlaubt die gezeigte Leitungsanordnung eine erhebliche Gewichtseinsparung.
Eine weitere Einsatzvariante der erfindungsgemäßen aktiven Sicherung 1 (ebenfalls mit Stromrichtungssensierung) zeigt Fig. 4. Leistungsverteiler 30-33, beispielsweise elektrische Bremsen, werden über eine Ringversorgungsleitung 44 mit Strom versorgt. Exemplarisch ist eine vom Leistungsverteiler 32 versorgte Last 53 eingezeichnet. Die Einspeisung des Stroms erfolgt über eine an einem Ende der Ringleitung 44 angeordnete Batterie 12. Der Strom fließt über eine am anderen Ende der Ringleitung 44 vorgesehene Masse (z. B. Fahrzeugchassis) ab. Die Leistungsverteiler 30-33 sind jeweils über ihre beiden Pole an die Ringleitung 44 angeschlossen, wobei sich an beiden Polen zunächst erfindungsgemäße Sicherungen 34-43 anschließen.
Im Falle einer Kurzschluss-Verbindung der Leitung 44 mit Masse, und zwar im Bereich zwischen den Sicherungen 36, 37 wird aus den in den Sicherungen erfassten Stromrichtungsinformationen, d. h. in der Sicherung 36 "Strom nach rechts" und in der Sicherung 37 "Strom nach links" deutlich, dass ein Leitungsdefekt (hier Masseschluss) zwischen diesen beiden Sicherungen liegen muss. Demnach erlaubt die gezeigte Leitungsanordnung die genaue Lokalisierung solcher Leitungsdefekte, die letztlich zu unerwünschten Überströmen führen. Nachdem der Defekt lokalisiert wurde, werden die Sicherungen 36, 37 geöffnet, um die Leitung 44 in diesem Bereich von der restlichen Ringleitung 44 zu trennen und damit den Masseschluss elektrisch unwirksam zu machen.
Trotz der lokalen Trennung der Leitung 44 bleibt allerdings die Stromversorgung der Verbraucher 30-33 unverändert erhalten. Dies könnte mit Schmelzsicherungen nicht erreicht werden, da auf Grund der hohen Fertigungstoleranzen nicht vorhersagbar ist, welche der in Reihe geschalteten Sicherungen zuerst auslösen wird. Würden zudem die Verbraucher 30-33 einzeln angefahren, so würde ein Kurzschluss auf einer Leitung das Auslösen der jeweils vorgeschalteten Sicherung und damit das Ausfallen eines Verbrauchers, im gezeigten Beispiel einer Bremse, bewirken. Hierdurch könnte somit ein kritischer Fahrzeugzustand herbeigeführt werden.
Bei der gezeigten Variante wird lediglich die Stromrichtung erfasst uns ausgewertet. Wird daneben auch noch der Betrag der Ströme durch die aktiven Sicherungen erfasst bzw. ausgewertet, so können neben den genannten harten Kurzschlüssen auch schleichende Kurzschlüsse erkannt werden. Sobald der in die Leitung fließende, an Sicherung 36 gemessene Strom größer ist als der aus der Leitung herausfließende, an Sicherung 37 gemessene Strom, liegt ein Fehler in dem betreffenden Leitungsstück vor.
Der genannte Leitungsfehler kann die vorbeschriebene Verbindung der Leitung 44 mit Karosseriemasse sein, es kann allerdings auch eine Verbindung zwischen zwei Bord(teil- )netzen sein. So kann die Leitung 44 z. B. ein Potentialverteiler für 42 Volt sein, der einen Kurzschlusskontakt zu einer Versorgungsleitung in einem parallenen 12 Volt Netz erfährt. Auch in diesem wird ein Fehlerstrom in Richtung des 12 Volt Bordnetzes fließen und somit die genannten aktiven Sicherungen auslösen.

Claims (13)

1. Einrichtung zur Absicherung eines elektrischen Leitungsnetzes insbesondere eines Fahrzeugs gegen elektrische Überströme, wobei wenigstens eine Leitung (2) des Leitungsnetzes ein Trennelement (3) aufweist, das bei Vorliegen eines Überstroms die Leitung (2) unterbricht, gekennzeichnet durch
  • - eine Sensoreinheit (4) zur Erfassung des Betrags und/oder der Stromrichtung des durch die Leitung (2) fließenden Stroms und
  • - eine Auswerte-/Auslöseeinheit (5) zur Auswertung des erfassten Strombetrags und/oder der erfassten Stromrichtung sowie zur Auslösung einer Unterbrechung der Leitung (2) mittels des Trennelementes (3), in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Auswertung.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen bidirektional sensierenden Stromsensor.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (3) durch einen mechanischen, elektrischen oder elektronischen Schalter oder dergleichen gebildet ist, wobei der elektrische Durchgangswiderstand des geschlossenen Schalters insbesondere niederohmig ausgebildet ist.
4. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Versorgung der Auswerte-/Auslöseeinheit (5) über die das Trennelement (3) aufweisende Leitung (2) selbst erfolgt.
5. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- /Auslöseeinheit (5) mittels eines insbesondere von einem elektrischen Verbraucher gelieferten 'Enable/Disable'- Signals (7) aktivierbar bzw. deaktivierbar ist.
6. Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Stromrichtung als auch der Strombetrag durch die das Trennelement aufweisende Leitung ausgewertet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Trennung der Leitung auslösender Schwellenwert des Überstroms durch das Integral aus dem Quadrat der Stromstärke und der Zeit gebildet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Trennung der Leitung auslösender Schwellenwert lastbezogen ausgelegt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert durch die Summe von Lastströmen, die mittels einer Stromquelle versorgt werden, bestimmt wird.
10. Elektrische Einzelsicherung zur Absicherung eines elektrischen Leitungsnetzes insbesondere eines Fahrzeugs gegen elektrische Überströme, wobei wenigstens eine Leitung (2) des Leitungsnetzes ein Trennelement (3) aufweist, das bei Vorliegen eines Überstroms die Leitung (2) unterbricht, gekennzeichnet durch
  • - einen bidirektional sensierenden Stromsensor zur Erfassung des Betrags und/oder der Stromrichtung des durch die Leitung (2) fließenden Stroms und
  • - eine Auswerte-/Auslöseeinheit (5) zur Auswertung des erfassten Strombetrags und/oder der erfassten Stromrichtung sowie zur Auslösung einer Unterbrechung der Leitung (2) mittels des Trennelementes (3), in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Auswertung.
11. Elektrische Einzelsicherung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte-/Auslöseeinheit (5) mittels eines insbesondere von einem elektrischen Verbraucher gelieferten 'Enable/Disable'-Signals (7) aktivierbar bzw. deaktivierbar ist.
12. Elektrische Leitungsanordnung insbesondere eines Fahrzeugs zur Bereitstellung einer elektrischen Versorgung zwischen mindestens einem bipolaren Stromversorger (12) und mindestens einem bipolaren Stromverbraucher (53), mittels einer Versorgungsleitung (44), gekennzeichnet durch wenigstens an beiden Polen des Stromversorgers (12) und des Stromverbrauchers (53) vorgesehene Einrichtungen (34-43) zur Absicherung des Leitungsnetzes gegen elektrische Überströme, insbesondere solche Einrichtungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6.
13. Leitungsnetzanordnung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine als Ringleitung ausgebildete Versorgungsleitung (44).
DE2000109775 2000-03-01 2000-03-01 Einrichtung und Verfahren zur Überstrom-Absicherung von elektrischen Bordnetzen Withdrawn DE10009775A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000109775 DE10009775A1 (de) 2000-03-01 2000-03-01 Einrichtung und Verfahren zur Überstrom-Absicherung von elektrischen Bordnetzen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000109775 DE10009775A1 (de) 2000-03-01 2000-03-01 Einrichtung und Verfahren zur Überstrom-Absicherung von elektrischen Bordnetzen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10009775A1 true DE10009775A1 (de) 2001-10-04

Family

ID=7632975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2000109775 Withdrawn DE10009775A1 (de) 2000-03-01 2000-03-01 Einrichtung und Verfahren zur Überstrom-Absicherung von elektrischen Bordnetzen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10009775A1 (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10243970A1 (de) * 2002-09-20 2004-04-01 Intedis Gmbh & Co. Kg Kraftfahrzeug
DE10258899A1 (de) * 2002-12-17 2004-07-01 Bayerische Motoren Werke Ag Kraftfahrzeuge mit einer elektrischen Anlage
DE10301905A1 (de) * 2003-01-17 2004-08-05 Brose Schließsysteme GmbH & Co.KG Sicherungsschaltung
DE10317362A1 (de) * 2003-04-15 2004-11-18 Siemens Ag Fahrzeugbordnetz und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugbordnetzes
DE10359736A1 (de) * 2003-12-19 2005-07-14 Conti Temic Microelectronic Gmbh Sicherungssystem für einen Laststromkreis, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
WO2018036670A1 (de) * 2016-08-25 2018-03-01 Auto-Kabel Management Gmbh Kraftfahrzeugbordnetz sowie kraftfahrzeug mit einem kraftfahrzeugbordnetz
DE102008048842B4 (de) 2007-09-26 2018-12-06 Denso Corporation Stromversorgung-Steuersystem und Verfahren zur Steuerung der Stromversorgung
DE102022206476A1 (de) 2022-06-28 2023-12-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Anordnung, Fahrzeug sowie Verfahren zum Öffnen einer elektrischen Verbindung einer Anordnung
DE102006035199B4 (de) 2006-07-29 2024-10-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19523725A1 (de) * 1995-06-23 1997-01-02 Siemens Ag Stromerfassungsgerät zur Anbringung an einem stromdurchflossenen Leiter
US5818673A (en) * 1996-04-04 1998-10-06 Harness System Technologies Research, Ltd. Electric power distribution system having fault bypass feature
DE19734816A1 (de) * 1997-08-12 1999-02-18 Webasto Systemkomponenten Gmbh Solarsystem für ein Fahrzeug

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19523725A1 (de) * 1995-06-23 1997-01-02 Siemens Ag Stromerfassungsgerät zur Anbringung an einem stromdurchflossenen Leiter
US5818673A (en) * 1996-04-04 1998-10-06 Harness System Technologies Research, Ltd. Electric power distribution system having fault bypass feature
DE19734816A1 (de) * 1997-08-12 1999-02-18 Webasto Systemkomponenten Gmbh Solarsystem für ein Fahrzeug

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10243970A1 (de) * 2002-09-20 2004-04-01 Intedis Gmbh & Co. Kg Kraftfahrzeug
DE10258899A1 (de) * 2002-12-17 2004-07-01 Bayerische Motoren Werke Ag Kraftfahrzeuge mit einer elektrischen Anlage
DE10301905A1 (de) * 2003-01-17 2004-08-05 Brose Schließsysteme GmbH & Co.KG Sicherungsschaltung
DE10301905B4 (de) * 2003-01-17 2005-02-10 Brose Schließsysteme GmbH & Co.KG Sicherungsschaltung
DE10317362A1 (de) * 2003-04-15 2004-11-18 Siemens Ag Fahrzeugbordnetz und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugbordnetzes
DE10317362B4 (de) * 2003-04-15 2005-10-06 Siemens Ag Fahrzeugbordnetz und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugbordnetzes
DE10359736A1 (de) * 2003-12-19 2005-07-14 Conti Temic Microelectronic Gmbh Sicherungssystem für einen Laststromkreis, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102006035199B4 (de) 2006-07-29 2024-10-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug
DE102008048842B4 (de) 2007-09-26 2018-12-06 Denso Corporation Stromversorgung-Steuersystem und Verfahren zur Steuerung der Stromversorgung
WO2018036670A1 (de) * 2016-08-25 2018-03-01 Auto-Kabel Management Gmbh Kraftfahrzeugbordnetz sowie kraftfahrzeug mit einem kraftfahrzeugbordnetz
US11643033B2 (en) 2016-08-25 2023-05-09 Auto-Kabel Management Gmbh Motor vehicle electrical system and vehicle with a motor vehicle electrical system
DE102022206476A1 (de) 2022-06-28 2023-12-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Anordnung, Fahrzeug sowie Verfahren zum Öffnen einer elektrischen Verbindung einer Anordnung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014214840B4 (de) Vorrichtung zur Überwachung eines Hochvolt-Bordnetzes eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs auf das Vorliegen einer Überlastung
DE102016213072B4 (de) Ein Hochvolt-Batteriesystem mit Sicherungseinrichtung
DE102016107707B3 (de) Schutzvorrichtung für eine Hochvolt-Spannungsversorgung
DE102012018321A1 (de) Verfahren zum Abschalten eines Batteriesystems unter Last sowie Batteriesystem
DE102009023801A1 (de) Sicherungsvorrichtung mit pyrotechnischer Sicherung
WO2015128099A1 (de) Batteriesystem und verfahren zum betreiben eines solchen
DE102015107718B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Absichern einer Bordnetz-Komponente eines Fahrzeug-Bordnetzes
WO2019170457A1 (de) Wechselstromladevorrichtung für ein kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben einer wechselstromladevorrichtung für ein kraftfahrzeug
DE102011083582A1 (de) Stromverteiler für Kraftfahrzeug-Bordnetze
EP3805033A1 (de) Elektrisches bordnetz sowie verfahren zum betrieb eines solchen bordnetzes
EP1241768A2 (de) Anordnung und Verfahren zum Schutz eines Mehrspannungsbordnetzes gegen Spannungsüberschläge zwischen verschiedenen Spannungsebenen sowie gegen Verpolung von aussen
DE102008047502A1 (de) Vorrichtung zur Energieverteilung in einem Fahrzeug
WO2015104206A1 (de) Batteriesystem mit einer batterie, die mit mindestens einem ihrer hochvoltanschlüssen über ein schütz verbindbar ist, und verfahren zum schalten eines solchen schützes
DE102019109260B4 (de) Verfahren zum Laden eines Fahrzeugs und Fahrzeug
EP2500208B2 (de) Schutzschaltungsanordnung
DE102012022083A1 (de) Schutzschaltung für ein elektrisches Versorgungsnetz eines Kraftfahrzeugs und elektrisches Versorgungsnetz für ein Kraftfahrzeug
DE102018004625A1 (de) Ladeverfahren und Ladevorrichtung zum Laden eines ersten und eines zweiten elektrisch betriebenen Fahrzeugs
DE102013012578B4 (de) Vorrichtung zum Absichern einer elektrischen Leitung sowie Verfahren zum Betreiben einer auf einer elektrischen Leitung angeordneten Vorrichtung
DE102017201488B4 (de) Detektieren eines Kurzschlusses in einem elektrischen Energieverteilungsnetz
DE102016109862A1 (de) Schaltvorrichtung zum Schalten einer elektrischen Verbindung, Energiespeichersystem für ein Fahrzeug sowie Verfahren zum Schalten einer elektrischen Verbindung
EP1155919B1 (de) Elektrisches Versorgungsnetz, insbesondere Bordnetz für ein Kraftfahrzeug, und Verfahren zur Detektion eines Kurzschlusses im Versorgungsnetz
DE102014200264A1 (de) Batteriesystem mit einer Batterie, die mit mindestens einem ihrer Hochvoltanschlüsse über ein Schütz verbindbar ist, das über die Batterie oder ein Hochvoltnetz der Batterie mit Energie versorgt werden kann, und Verfahren zum Schalten eines solchen Schützes
DE10008185B4 (de) Kurzschlussschutz beim Einsatz von Energiequellen mit Stromregelcharakteristik
DE102022001412B3 (de) Verfahren zum Betreiben eines Hochvolt-Energiespeichers, Kurzschlusstrennelement sowie Hochvolt-Energiespeicher
EP3925835B1 (de) Bordnetz für ein fahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8125 Change of the main classification

Ipc: B60R 16/02

8130 Withdrawal