DE102019134212A1 - Vehicle with energy storage module - Google Patents

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Joerg Baaser
Said El-Barbari
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Abstract

Ein Fahrzeug (1) weist ein Energiespeichermodul (2) mit mindestens einer Speicherzelle (4) sowie einem positiven Anschluss (5) und negativen Anschluss (6), mindestens einen mittels des Energiespeichermoduls versorgbaren Verbraucher (3), eine zwischen der mindestens einen Speicherzelle und dem mindestens einen Verbraucher angeordnete Schaltanordnung mit mehreren Schaltern in Form von Leistungshalbleiterschaltern (11; 11a, 11b, 17) und Relais (7, 10) sowie eine Steuereinrichtung (8) zum Schalten der Schalter auf, wobei die Schaltanordnung eine Parallelschaltung eines ersten Relais (10) mit mindestens einem ersten Leistungshalbleiterschalter, die einem an den positiven Anschluss des Energiespeichermoduls angeschlossenen positiven Leitungspfad (L+) zwischengeschaltet ist; ein zweites Relais (7) zum wahlweisen Verbinden und Trennen der mindestens einen Speicherzelle mit bzw. von einem an den negativen Anschluss des Energiespeichermoduls angeschlossenen negativen Leitungspfad (L-) der Schaltanordnung; und eine Entladeschaltung (16) mit einer Reihenschaltung mit einem zweiten Leistungshalbleiterschalter (17) und einem Entladewiderstand (18), die mit dem positiven und dem negativen Leitungspfad verbunden ist, aufweist.A vehicle (1) has an energy storage module (2) with at least one storage cell (4) and a positive connection (5) and negative connection (6), at least one consumer (3) that can be supplied by means of the energy storage module, one between the at least one storage cell and The at least one consumer arranged switching arrangement with several switches in the form of power semiconductor switches (11; 11a, 11b, 17) and relays (7, 10) as well as a control device (8) for switching the switches on, the switching arrangement being a parallel connection of a first relay ( 10) with at least one first power semiconductor switch, which is interposed with a positive conduction path (L +) connected to the positive terminal of the energy storage module; a second relay (7) for selectively connecting and disconnecting the at least one storage cell with or from a negative conduction path (L-) of the switching arrangement connected to the negative terminal of the energy storage module; and a discharge circuit (16) with a series circuit with a second power semiconductor switch (17) and a discharge resistor (18), which is connected to the positive and the negative conduction path.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, aufweisend ein Energiespeichermodul mit mindestens einer Speicherzelle sowie einem mit der mindestens einen Speicherzelle verbundenen positiven Anschluss und negativen Anschluss, mindestens einen mittels des Energiespeichermoduls versorgbaren Verbraucher, eine zwischen der mindestens einen Speicherzelle und dem mindestens einen Verbraucher angeordnete Schaltanordnung mit mehreren Schaltern sowie eine Steuereinrichtung zum Schalten der Leistungshalbleiterschalter und Relais. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf teilweise elektrisch angetriebene Fahrzeuge („Hybridfahrzeuge“) und vollständig elektrisch angetriebene Fahrzeuge („Elektrofahrzeuge“).The invention relates to a vehicle having an energy storage module with at least one storage cell and a positive terminal and negative terminal connected to the at least one storage cell, at least one consumer that can be supplied by means of the energy storage module, a switching arrangement with a plurality of components arranged between the at least one storage cell and the at least one consumer Switches and a control device for switching the power semiconductor switches and relays. The invention is particularly advantageously applicable to partially electrically powered vehicles (“hybrid vehicles”) and fully electrically powered vehicles (“electric vehicles”).

Bisher werden ein Schütz in einem positiven Leitungspfad und ein Schütz in einem negativen Leitungspfad zwischen einem Energiespeicher und einer Last oder Verbraucher eines Fahrzeugs verwendet, um ein schnelles und galvanisches Trennen des Energiespeichers von der Last bzw. Verbraucher zu ermöglichen. Ein drittes Schütz wird beim Verbinden des Energiespeichers mit dem restlichen Fahrzeug für eine Vorladung inklusive Vorwiderstand zur Reduzierung eines Einschaltstroms verwendet. Zudem ist es bekannt, zwei pyrotechnische Schutzschalter („Pyrosicherung“) zu verwenden, um Energiespeicher abzutrennen und eine schnelle Entladung einer Zwischenkreis-Kapazität zu ermöglichen.So far, a contactor in a positive conduction path and a contactor in a negative conduction path between an energy store and a load or consumer of a vehicle have been used in order to enable quick and galvanic separation of the energy store from the load or consumer. A third contactor is used when connecting the energy storage device to the rest of the vehicle for pre-charging including a series resistor to reduce an inrush current. In addition, it is known to use two pyrotechnic circuit breakers (“pyro fuse”) in order to separate energy storage devices and to enable an intermediate circuit capacitance to be discharged quickly.

Es ist jedoch nachteilig, dass Schütze groß, teuer, schwer, mechanisch anfällig, nicht schockresistent und zum Einsatz als Leistungsschutzschalter (nach DIN) nur bedingt unter allen Kurzschluss- und Überlast-Szenarien für das sichere und schnelle Trennen des Energiespeichers geeignet sind. Als Vorladeschütz ist das Schütz nur zweistufig (und dann auch nicht ganz prellungsfrei) einsetzbar. Auch Pyrosicherungen sind vergleichsweise teuer.However, it is disadvantageous that contactors are large, expensive, heavy, mechanically susceptible, not shock-resistant and for use as circuit breakers (according to DIN) are only suitable to a limited extent under all short-circuit and overload scenarios for safe and fast disconnection of the energy storage device. As a pre-charging contactor, the contactor can only be used in two stages (and then not completely bruise-free). Pyro fuses are also comparatively expensive.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Möglichkeit zum galvanischen Trennen und Verbinden eines Energiespeichers von Lasten oder Verbrauchern eines Fahrzeugs bereitzustellen, die besonders schnell reagierend, kompakt, leicht, kostengünstig, entprellungsfrei schaltend und gegen mechanischen Schock unempfindlich ausgebildet werden kann.It is the object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages of the prior art and in particular to provide a possibility for galvanic separation and connection of an energy store from loads or consumers of a vehicle, which is particularly quick-reacting, compact, light, inexpensive, switching without debouncing and can be made insensitive to mechanical shock.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.This object is achieved according to the features of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims, the description and the drawings.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeug, aufweisend

  • - ein Energiespeichermodul mit mindestens einer Speicherzelle sowie einem mit der mindestens einen Speicherzelle verbundenen positiven Anschluss und negativen Anschluss,
  • - mindestens einen mittels des Energiespeichermoduls versorgbaren Verbraucher,
  • - eine zwischen der mindestens einen Speicherzelle und dem mindestens einen Verbraucher angeordnete Schaltanordnung mit mehreren Schaltern in Form von Leistungshalbleiterschaltern und Relais sowie
  • - eine Steuereinrichtung zum Schalten der Leistungshalbleiterschalter und Relais, wobei die Schaltanordnung
  • - eine Parallelschaltung eines ersten Relais mit mindestens einem ersten Leistungshalbleiterschalter, die einem an den positiven Anschluss des Energiespeichermoduls angeschlossenen positiven Leitungspfad zwischengeschaltet ist,
  • - und ein zweites Relais zum wahlweisen Verbinden und Trennen der mindestens einen Speicherzelle mit bzw. von einem an den negativen Anschluss des Energiespeichermoduls angeschlossenen negativen Leitungspfad der Schaltanordnung aufweist.
The object is achieved by having a vehicle
  • - An energy storage module with at least one storage cell and a positive terminal and negative terminal connected to the at least one storage cell,
  • - At least one consumer that can be supplied by means of the energy storage module,
  • - A switching arrangement arranged between the at least one storage cell and the at least one consumer, having a plurality of switches in the form of power semiconductor switches and relays as well
  • - A control device for switching the power semiconductor switches and relays, wherein the switching arrangement
  • - A parallel connection of a first relay with at least one first power semiconductor switch, which is interposed with a positive conduction path connected to the positive connection of the energy storage module,
  • and a second relay for selectively connecting and disconnecting the at least one storage cell to or from a negative conduction path of the switching arrangement connected to the negative terminal of the energy storage module.

Dieses Fahrzeug weist den Vorteil auf, dass zum Trennen und Verbinden des Energiespeichers von bzw. mit einer Last oder einem Verbraucher des Fahrzeugs auf Schütze und Pyrosicherungen verzichtet werden kann und stattdessen mindestens ein Leistungshalbleiterschalter und mindestens ein einfacher Relais-Schalter (im Folgenden nur als „Relais“ bezeichnet) in Kombination verwendet werden können. Dadurch kann eine galvanische Verbindung mit besonders preiswerten Bauteilen umgesetzt werden. Zudem sind einfache Relais und Leistungshalbleiterschalter kompakter, robuster und leichter als Schütze. Darüber hinaus lässt sich das Verbinden und/oder Trennen mittels der Leistungshalbleiterschalter besonders schnell umsetzen.This vehicle has the advantage that contactors and pyro fuses can be dispensed with to disconnect and connect the energy store from or to a load or consumer of the vehicle and instead use at least one power semiconductor switch and at least one simple relay switch (in the following only as " Relay “designated) can be used in combination. This enables a galvanic connection to be implemented with particularly inexpensive components. In addition, simple relays and power semiconductor switches are more compact, robust and lighter than contactors. In addition, the connection and / or disconnection can be implemented particularly quickly by means of the power semiconductor switch.

Die Parallelschaltung des ersten Relais mit dem mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter ermöglicht beim Verbinden des Energiespeichers mit dem restlichen Fahrzeug (auch als „Einschalten des Energiespeichers“ bezeichenbar) eine besonders schnelle Verbindung durch Schließen des mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalters und zusätzlich ein dann folgendes, praktisch lastfreies Schließen des parallelen Relais unter Herstellung einer galvanischen Verbindung. So wird die positiven Leitung besonders schnell geschlossen, ohne dass das erste Relais stark belastet würde. Bei Trennen des Energiespeichers von dem restlichen Fahrzeug (auch als „Ausschalten des Energiespeichers“ bezeichenbar) ermöglicht der mindestens eine erste Leistungshalbleiterschalter ein praktisch lastfreies Öffnen des parallelen Relais innerhalb eines sehr kurzen Schaltablaufs.The parallel connection of the first relay with the at least one first power semiconductor switch enables a particularly fast connection when the energy store is connected to the rest of the vehicle (also referred to as "switching on the energy store") by closing the at least one first power semiconductor switch and then subsequently closing practically load-free of the parallel relay with the establishment of a galvanic connection. In this way, the positive line is closed particularly quickly without the first relay being heavily loaded. When the energy store is disconnected from the rest Vehicle (which can also be referred to as “switching off the energy store”), the at least one first power semiconductor switch enables the parallel relay to be opened with practically no load within a very short switching sequence.

Das zweite Relais ist an dem negativen Leitungspfad vorhanden und kann daher auch ohne einen dazu parallelen mindestens einen Leistungshalbleiterschalter praktisch leistungsfrei geschaltet werden, insbesondere falls, wie typischerweise vorgesehen, der negative Anschluss bzw. Minuspol des Energiespeichers mit der Masse des Fahrzeugs (z.B. seiner Karosserie) verbunden ist.The second relay is present on the negative conduction path and can therefore be switched practically power-free even without at least one power semiconductor switch parallel to it, in particular if, as is typically provided, the negative connection or negative pole of the energy storage device to the ground of the vehicle (e.g. its body) connected is.

Es ist eine Weiterbildung, dass das Fahrzeug ein teilweise elektrisch angetriebenes Hybridfahrzeug oder ein vollständig elektrisch angetriebenes Elektrofahrzeug ist, z.B. ein Lastfahrzeug, ein Personenfahrzeug, ein Motorrad, ein Bus usw.It is a further development that the vehicle is a partially electrically powered hybrid vehicle or a fully electrically powered electric vehicle, e.g. a truck, a passenger vehicle, a motorcycle, a bus, etc.

Es ist eine Weiterbildung, dass das die mindestens eine (Energie-)Speicherzelle mindestens eine Batteriezelle ist. Das Energiespeichermodul ist dann ein Batteriemodul. Das Energiespeichermodul stellt eine Gleichspannung bereit. Der positive Anschluss kann auch als Pluspol bezeichnet werden, der negative Anschluss auch als Minuspol.It is a development that the at least one (energy) storage cell is at least one battery cell. The energy storage module is then a battery module. The energy storage module provides a direct voltage. The positive connection can also be referred to as the positive pole, the negative connection also as the negative pole.

Es ist eine insbesondere für Elektrofahrzeuge vorteilhafte Weiterbildung, dass das Energiespeichermodul eine Hochvolt (HV)-Gleichspannung zur Verfügung stellt, z.B. zwischen 60 V und 1,5 kV, beispielsweise von 400 V oder 800 V. Diese Hochvolt-Gleichspannung kann insbesondere hinter der Schaltanordnung in eine Niedervolt (NV)-Gleichspannung abwärtsgewandelt werden, z.B. in eine entsprechende NV-Bordnetzspannung.It is a particularly advantageous development for electric vehicles that the energy storage module provides a high-voltage (HV) DC voltage, for example between 60 V and 1.5 kV, for example 400 V or 800 V. This high-voltage DC voltage can in particular be downstream of the switching arrangement can be down-converted into a low-voltage (NV) DC voltage, for example into a corresponding LV on-board voltage.

Es ist eine Weiterbildung, dass der mindestens eine mittels des Energiespeichermoduls versorgbare Verbraucher z.B. eine Servolenkung, eine Servobremsanlage usw. umfasst. Auch der Gleichspannungs-Abwärtswandler zum Abwärtswandeln einer HV-Batteriespannung in eine NV-Bordnetzspannung kann als ein solcher Verbraucher angesehen werden.It is a further development that the at least one consumer that can be supplied by means of the energy storage module comprises, for example, a power steering, a power brake system, etc. The DC voltage step-down converter for down-converting an HV battery voltage into a LV on-board electrical system voltage can also be regarded as such a consumer.

Es ist eine Weiterbildung, dass die mehreren Schalter in Form von Leistungshalbleiterschaltern und Relais zumindest den mindestens einen Leistungshalbleiterschalter, das erste Relais und das zweite Relais umfassen. Die Schaltanordnung kann aber auch noch weitere Leistungshalbleiterschalter und/oder Relais aufweisen.It is a development that the plurality of switches in the form of power semiconductor switches and relays comprise at least the at least one power semiconductor switch, the first relay and the second relay. The switching arrangement can, however, also have further power semiconductor switches and / or relays.

Die Leistungshalbleiterschalter und Relais können elektrisch leitend oder elektrisch sperrend geschaltet werden. Ein elektrisch leitender Schalter kann auch als eingeschalteter oder geschlossener Schalter bezeichnet werden. Ein elektrisch sperrender Schalter kann auch als ausgeschalteter oder geöffneter Schalter bezeichnet werden.The power semiconductor switches and relays can be switched to be electrically conductive or electrically blocking. An electrically conductive switch can also be referred to as a switched on or closed switch. An electrically blocking switch can also be referred to as a switched off or an open switch.

Die Schaltanordnung kann auch als Schaltmatrix oder Schaltnetzwerk bezeichnet werden.The switching arrangement can also be referred to as a switching matrix or switching network.

Es ist eine Weiterbildung, dass ein Leistungshalbleiterschalter zum Steuern und Schalten elektrischer Ströme insbesondere von mehr als 1 Ampere und Spannungen von mehr als etwa 24 Volt ausgelegt ist. Der Leistungshalbleiterschalter kann z.B. ein bipolarer Leistungstransistor, MOSFET, IGBT, Thyristor, Triac, usw. sein.It is a further development that a power semiconductor switch is designed for controlling and switching electrical currents, in particular of more than 1 ampere and voltages of more than approximately 24 volts. The power semiconductor switch can e.g. be a bipolar power transistor, MOSFET, IGBT, thyristor, triac, etc.

Es ist eine Weiterbildung, dass der mindestens eine Leistungshalbleiterschalter ein normal sperrender Schalter ist.It is a development that the at least one power semiconductor switch is a normally blocking switch.

Die Relais der Schaltanordnung sind keine Schütze, was im Folgenden auch als „einfache Relais“ oder „Nichtschütz“-Relais bezeichnet werden kann. Ein einfaches Relais kann sich von einem Schütz beispielsweise dadurch unterscheiden, dass es keine Funkenlöschkammern aufweist, seine Schaltkontakte einfach unterbrechend sind und/oder Klappanker nutzt. Es ist eine Weiterbildung, dass das einfache Relais einen Wechslerkontakt (Umschalter) aufweist.The relays of the switching arrangement are not contactors, which in the following can also be referred to as “simple relays” or “non-contactor” relays. A simple relay can differ from a contactor, for example, in that it does not have any spark extinguishing chambers, its switching contacts are simply interrupting and / or use hinged armatures. It is a further development that the simple relay has a changeover contact (changeover switch).

Es ist eine Weiterbildung, dass das zweite Relais zwischen der mindestens einen Speicherzelle und dem negativen Anschluss oder Minuspol des Energiespeichermoduls zwischengeschaltet ist. Es stellt dann eine Komponente des Energiespeichermoduls dar. Alternativ kann das zweite Relais in den negativen Leitungspfad der Schaltanordnung zwischengeschaltet sein, insbesondere unmittelbar hinter dem negativen Anschluss. Es stellt dann keine Komponente des Energiespeichermoduls dar, sondern ist mit dessen negativen Anschluss verbunden.It is a development that the second relay is interposed between the at least one storage cell and the negative connection or minus pole of the energy storage module. It then represents a component of the energy storage module. Alternatively, the second relay can be interposed in the negative line path of the switching arrangement, in particular directly behind the negative connection. It then does not represent a component of the energy storage module, but is connected to its negative connection.

Es ist eine Ausgestaltung, dass die Schaltanordnung eine Entladeschaltung mit einer Reihenschaltung mit einem zweiten Leistungshalbleiterschalter und einem ohmschen Widerstand („Entladewiderstand“) aufweist, die einerseits mit dem positiven Leitungspfad und andererseits mit dem negativen Leitungspfad verbunden ist. Die Entladeschaltung ist in anderen Worten zwischen den positiven Leitungspfad und den negativen Leitungspfad geschaltet oder stellt eine Querverbindung zwischen beiden Leitungspfaden her. Die Entladeschaltung ergibt den Vorteil, dass mittels ihr durch Schließen des zweiten Leistungshalbleiterschalters in der Schaltanordnung vorhandene Kapazitäten schnell entladen werden können, insbesondere durch Kurzschluss. Der Entladewiderstand dient dabei dazu, den Entladestrom zu begrenzen und/oder in Wärme umzuwandeln. Der Entladewiderstand kann deshalb auch als Brems-Widerstand angesehen oder bezeichnet werden, der zweite Leistungshalbleiterschalter als Brems-Chopper. Er weist einen hohen Widerstandswert auf. Diese Reihenschaltung aus Leistungshalbleiterschalter und ohmschem Widerstand kann insbesondere anstelle einer Pyrosicherung verwendet werden und ergibt den Vorteil, dass sie schneller schaltet und zudem preiswerter umsetzbar ist als eine Pyrosicherung.In one embodiment, the switching arrangement has a discharge circuit with a series circuit with a second power semiconductor switch and an ohmic resistor (“discharge resistor”), which is connected on the one hand to the positive conduction path and on the other hand to the negative conduction path. In other words, the discharge circuit is connected between the positive conduction path and the negative conduction path or establishes a cross connection between the two conduction paths. The discharge circuit has the advantage that by means of it, by closing the second power semiconductor switch, existing capacitances in the switching arrangement can be discharged quickly, in particular through a short circuit. The discharge resistor is used to limit the discharge current and / or to convert it into heat. The discharge resistor can therefore also can be viewed or referred to as a braking resistor, the second power semiconductor switch as a braking chopper. It has a high resistance value. This series connection of power semiconductor switch and ohmic resistor can in particular be used instead of a pyro fuse and has the advantage that it switches faster and can also be implemented more cheaply than a pyro fuse.

Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine erste Leistungshalbleiterschalter zwei mit unterschiedlicher bzw. gegenläufiger Durchlassrichtung in Reihe geschaltete Leistungshalbleiterschalter umfasst, die jeweils mit einer Diode antiparallel geschaltet sind. So lässt sich der Vorteil erreichen, dass die positive Leitung durch Leitendschalten zumindest eines der beiden ersten Leistungshalbleiterschalter und auch durch Leitendschalten der beiden ersten Leistungshalbleiterschalter in beide Richtungen stromleitend einstellen lässt. Dioden und in nur eine Stromrichtung durchlassende („Einrichtungs-“) Leistungshalbleiterschalter sind vorteilhafterweise besonders preiswert, leicht, robust usw. Die Dioden sind insbesondere Leistungsdioden. Die Dioden können auch als Freilaufdioden dienen.It is an embodiment that the at least one first power semiconductor switch comprises two power semiconductor switches connected in series with different or opposite forward directions, each of which is connected in antiparallel with a diode. In this way, the advantage can be achieved that the positive line can be set to conduct current by switching on at least one of the two first power semiconductor switches and also by switching the two first power semiconductor switches to conductive. Diodes and (“unidirectional”) power semiconductor switches that pass in only one current direction are advantageously particularly inexpensive, light, robust, etc. The diodes are in particular power diodes. The diodes can also serve as freewheeling diodes.

Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine erste Leistungshalbleiterschalter genau einen ersten Leistungshalbleiterschalter umfasst, der an Mittelabgriffe einer in den positiven Leitungspfad geschalteten Graetz-Schaltung angeschlossen ist. So wird der Vorteil erreicht, dass sich Strom in der positiven Leitung durch Schalten genau eines ersten Leistungshalbleiterschalter mit einer Durchlassrichtung in beiden Stromrichtungen führen lässt. Ist der erste Leistungshalbleiterschalter sperrend geschaltet, ist die positive Leitung unterbrochen, ist der erste Leistungshalbleiterschalter leitend geschaltet, ist die positive Leitung in beiden Stromrichtungen leitend, obwohl der erste Leistungshalbleiterschalter nur in seine Durchlassrichtung leitend ist. Diese Ausgestaltung ist noch preiswerter umsetzbar als die oben beschriebene Ausgestaltung mit zwei gegenläufig in Reihe geschalteten Leistungshalbleiterschaltern. Die Graetz-Schaltung weist, wie grundsätzlich bekannt, zwei jeweils zwei parallel geschaltete Diodenpaare auf, wobei hier der erste Leistungshalbleiterschalter in der Mitte zwischen den Diodenpaaren angeschlossen ist.It is an embodiment that the at least one first power semiconductor switch comprises exactly one first power semiconductor switch, which is connected to center taps of a Graetz circuit connected into the positive conduction path. This has the advantage that current in the positive line can be conducted in both current directions by switching precisely one first power semiconductor switch with a forward direction. If the first power semiconductor switch is turned off, the positive line is interrupted, if the first power semiconductor switch is turned on, the positive line is conductive in both current directions, although the first power semiconductor switch is only conductive in its forward direction. This refinement can be implemented even more economically than the refinement described above with two power semiconductor switches connected in series in opposite directions. As is generally known, the Graetz circuit has two pairs of diodes connected in parallel, the first power semiconductor switch being connected in the middle between the pairs of diodes.

Es ist jedoch grundsätzlich auch möglich, Anordnungen mit einem oder mehreren Einrichtungs-Leistungshalbleiterschaltern und Dioden durch mindestens einen in beiden Richtungen leitenden („Zweirichtungs-“) Leistungshalbleiterschalter wie einen Triac zu ersetzen.In principle, however, it is also possible to replace arrangements with one or more unidirectional power semiconductor switches and diodes with at least one (“bidirectional”) power semiconductor switch, such as a triac, which conducts in both directions.

Es ist eine Ausgestaltung, dass dem positiven Leitungspfad und dem negativen Leitungspfad eine erste Kapazität und damit parallel die Entladeschaltung zwischengeschaltet sind. Die Entladeschaltung kann insbesondere dazu dienen, die erste Kapazität schnell zu entladen. Die erste Kapazität wiederum kann beispielsweise dazu dienen, Spannungsspitzen zu glätten und kann analog zu einer Zwischenkreiskapazität bzw. als eine Zwischenkreiskapazität dienen.It is an embodiment that the positive conduction path and the negative conduction path have a first capacitance and thus the discharge circuit are connected in parallel. The discharge circuit can in particular serve to discharge the first capacitance quickly. The first capacitance can in turn serve, for example, to smooth voltage peaks and can serve analogously to an intermediate circuit capacitance or as an intermediate circuit capacitance.

Es ist eine Ausgestaltung, dass dem Entladewiderstand eine Spannungsmessvorrichtung parallelgeschaltet ist. So wird der Vorteil erreicht, dass sich ein Testvorgang durchführen lässt, bei dem mittels der Spannungsmessvorrichtung ein Spannungsabfall an dem Entladewiderstand bei geschlossenem zweiten Leistungshalbleiterschalter messen lässt. Der Spannungsabfall wiederum ist ein Hinweis auf einen ordnungsgemäßen Zustand der Entladeschaltung.In one embodiment, a voltage measuring device is connected in parallel with the discharge resistor. This has the advantage that a test process can be carried out in which the voltage measuring device can be used to measure a voltage drop across the discharge resistor when the second power semiconductor switch is closed. The voltage drop, in turn, is an indication of a proper state of the discharge circuit.

Es ist eine Ausgestaltung, dass dem ersten Relais eine zweite Kapazität parallelgeschaltet ist. Diese zweite Kapazität verhindert vorteilhafterweise das Auftreten von zusätzlichen Stromspitzen bei Ausschalten des ersten Relais.In one embodiment, a second capacitor is connected in parallel with the first relay. This second capacitance advantageously prevents the occurrence of additional current peaks when the first relay is switched off.

Es ist eine Ausgestaltung, dass das Energiespeichermodul das zweite Relais aufweist, das der mindestens einen Energiespeicherzelle und dem negativen Anschluss des Energiespeichermoduls zwischengeschaltet ist. So wird der Vorteil erreicht, dass sich das Energiespeichermodul besonders sicher handhaben - z.B. ausbauen - lässt, da bei geöffnetem zweiten Relais der negative Anschluss oder Minuspol galvanisch von der mindestens einen Speicherzelle getrennt ist.In one embodiment, the energy storage module has the second relay, which is connected between the at least one energy storage cell and the negative terminal of the energy storage module. This has the advantage that the energy storage module can be handled particularly safely - e.g. removed - because when the second relay is open, the negative connection or negative pole is galvanically isolated from the at least one storage cell.

Es ist eine Weiterbildung, dass der mindestens einen Energiespeicherzelle und dem positiven Anschluss des Energiespeichermoduls ein weiterer Schalter, z.B. ein mechanischer Schalter, zwischengeschaltet ist, so dass sich auch der positive Anschluss spannungslos schaltbar ist, z.B. für einen Ausbau des Moduls. Der weitere Schalter kann z.B. mit einer Serviceklappe gekoppelt sein und mit einem Öffnen der Serviceklappe öffnen.It is a further development that the at least one energy storage cell and the positive connection of the energy storage module is interposed with a further switch, e.g. a mechanical switch, so that the positive connection can also be de-energized, e.g. for removing the module. The further switch can, for example, be coupled to a service flap and open when the service flap is opened.

Es ist eine Ausgestaltung, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, zum Verbinden des Energiespeichermoduls mit dem mindestens einen Verbraucher: das zweite Relais leitend zu schalten (zu schließen), dann den mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter leitend zu schalten (einzuschalten), dann das erste Relais leitend zu schalten (zu schließen) und dann den mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter sperrend zu schalten (auszuschalten). So wird ein Schaltablauf bereitgestellt, bei dem sich die Relais praktisch lastfrei schalten lassen und damit in Form einfacher Relais (nicht als Schütze) einbauen lassen. Zudem ist dieser Schaltablauf besonders schnell durchführbar, z.B. innerhalb von ca. 40 ms. Am Ende des Schaltablaufs ist der mindestens eine Verbraucher mit dem positiven Anschluss oder Pluspol des Energiespeichermoduls galvanisch verbunden. Ein weiterer Vorteil dieses Schaltablaufs besteht darin, dass der mindestens eine erste Leistungshalbleiterschalter sehr schnell schaltbar ist, so dass bereits Strom durch die positiven Leitung fließen kann, bevor das erste Relais geschaltet wird. Das Öffnen des mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalters verhindert eine folgende Erzeugung einer Verlustleistung durch den mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter. Dabei ist berücksichtigt worden, dass ein Innenwiderstand eines Leistungshalbleiterschalters typischerweise merklich größer ist als der Innenwiderstand eines Relais. Den mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter leitend zu schalten, umfasst insbesondere, dass durch Leitendschalten mindestens eines der ersten Leistungshalbleiterschalter (nicht notwendigerweise aller ersten Leistungshalbleiterschalter) die positive Leitung stromleitend wird. Der Schaltvorgang kann insbesondere ausgehend von sperrend geschalteten Schaltern und Relais durchgeführt werden.It is an embodiment that the control device is set up to connect the energy storage module to the at least one consumer: to switch the second relay conductive (to close), then to switch the at least one first power semiconductor switch to conductive (to switch on), then the first relay to turn on (to close) and then to turn off the at least one first power semiconductor switch (to turn off). In this way, a switching sequence is provided in which the relays can be switched practically load-free and can thus be installed in the form of simple relays (not as contactors). In addition, this switching sequence can be carried out particularly quickly, for example within approx. 40 ms. At the end of Switching sequence, the at least one consumer is galvanically connected to the positive connection or positive pole of the energy storage module. Another advantage of this switching sequence is that the at least one first power semiconductor switch can be switched very quickly, so that current can already flow through the positive line before the first relay is switched. The opening of the at least one first power semiconductor switch prevents subsequent generation of a power loss by the at least one first power semiconductor switch. It has been taken into account that an internal resistance of a power semiconductor switch is typically noticeably greater than the internal resistance of a relay. Switching the at least one first power semiconductor switch conductive includes in particular that the positive line becomes conductive by switching at least one of the first power semiconductor switches (not necessarily all of the first power semiconductor switches) conductive. The switching process can, in particular, be carried out on the basis of switches and relays that are switched off.

Es ist eine Ausgestaltung, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, zum Trennen des Energiespeichermoduls von dem mindestens einen Verbraucher: den mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter leitend zu schalten (einzuschalten), dann das erste Relais sperrend zu schalten (zu öffnen), dann den mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter sperrend zu schalten (auszuschalten) und dann das zweite Relais sperrend zu schalten (zu öffnen). So wird der Vorteil erreicht, dass sich ein galvanisches Auftrennen der positiven Leitung an dem ersten Relais schnell (z.B. innerhalb von ca. 60 ms) und unter Vermeidung eines Schützes erreichen lässt. Der Schaltvorgang kann insbesondere ausgehend von dem oben beschriebenen verbundenen Zustand von Energiespeichermodul und Verbraucher durchgeführt werden.In one embodiment, the control device is set up to disconnect the energy storage module from the at least one consumer: to switch the at least one first power semiconductor switch conductive (to switch it on), then to switch the first relay to a blocking state (to open), then the at least one to switch the first power semiconductor switch blocking (to switch off) and then to switch the second relay to blocking (to open). This has the advantage that a galvanic separation of the positive line at the first relay can be achieved quickly (e.g. within approx. 60 ms) and avoiding a contactor. The switching process can be carried out in particular on the basis of the connected state of the energy storage module and consumer as described above.

Es ist eine insbesondere für den Fall, dass in der positiven Leitung die Parallelschaltung des ersten Relais mit dem mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter zwischen der Entladeschaltung und der ersten Kapazität angeordnet ist, vorteilhafte Ausgestaltung, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, zum Kurzschließen der ersten Kapazität: den mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter leitend zu schalten, dann das erste Relais sperrend zu schalten, dann den mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter sperrend zu schalten, dann das zweite Relais sperrend zuschalten, dann den mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter leitend zu schalten und dann den zweiten Leistungshalbleiterschalter der Entladeschaltung leitend zu schalten. Dadurch wird die erste Kapazität über die Entladeschaltung kurzgeschlossen. Der Entladewiderstand kann wie ein Bremswiderstand wirken. Auch bei dieser Ausgestaltung lassen sich die Relais praktisch lastfrei schalten. Der Schaltvorgang lässt sich schnell (z.B. innerhalb von ca. 70 ms) und unter Vermeidung von Schützen und Pyrosicherungen preiswert und robust umsetzen.It is a particularly advantageous embodiment in the positive line that the parallel connection of the first relay with the at least one first power semiconductor switch is arranged between the discharge circuit and the first capacitance that the control device is set up to short-circuit the first capacitance: to switch the at least one first power semiconductor switch conductive, then to switch the first relay to blocking, then to switch the at least one first power semiconductor switch to blocking, then to switch the second relay to blocking, then to switch the at least one first power semiconductor switch to conductive and then the second power semiconductor switch of the discharge circuit to switch conductive. As a result, the first capacitance is short-circuited via the discharge circuit. The discharge resistor can act like a braking resistor. In this embodiment, too, the relays can be switched practically load-free. The switching process can be implemented quickly (e.g. within approx. 70 ms) and inexpensively and robustly, avoiding contactors and pyro fuses.

Es ist eine Ausgestaltung, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, zum Testen eines Kurzschließens der ersten Kapazität den Entladeschalter leitend zu schalten, dann mittels der Spannungsmessvorrichtung eine an dem Entladewiderstand anliegende Spannung zu messen gemessen wird und dann den Entladeschalter wieder sperrend zu schalten. Wird an dem Entladewiderstand ein Spannungsabfall gemessen, kann von einer voraussichtlich ordnungsgemäß ablaufenden Schnellentladung der ersten Kapazität durch Kurzschluss ausgegangen werden. Dieser Testvorgang kann z.B. innerhalb von ca. 5 ms durchgeführt werden.One embodiment is that the control device is set up to switch the discharge switch conductive to test a short-circuiting of the first capacitance, then to measure a voltage applied to the discharge resistor by means of the voltage measuring device and then to switch the discharge switch to a blocking state again. If a voltage drop is measured at the discharge resistor, it can be assumed that the first capacitance is likely to be properly discharged due to a short circuit. This test process can e.g. be carried out within approx. 5 ms.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Schalten der Schaltanordnung wie oben beschrieben. Das Verfahren kann analog zu dem Fahrzeug ausgebildet werden und weist die gleichen Vorteile auf.The object is also achieved by a method for switching the switching arrangement as described above. The method can be implemented analogously to the vehicle and has the same advantages.

Es ist eine Ausgestaltung, dass vor einem Schalten des ersten Relais der mindestens eine dazu parallel geschaltete erste Leistungshalbleiterschalter leitend geschaltet wird und nach dem Schalten des ersten Relais der mindestens eine dazu parallel geschaltete erste Leistungshalbleiterschalter sperrend geschaltet wird. Dadurch wird besonders zuverlässig erreicht, dass das erste Relais praktisch lastfrei schaltet und als einfaches Relais ausgestaltbar ist. Zudem lässt sich der zugehörige Schaltvorgang schnell anhand preiswerter, robuster, entprellungsfrei schaltender und kompakter Bauelemente durchführen.In one embodiment, before switching the first relay, the at least one first power semiconductor switch connected in parallel is switched on and after switching the first relay, the at least one first power semiconductor switch connected in parallel is switched off. As a result, it is particularly reliably achieved that the first relay switches practically without load and can be designed as a simple relay. In addition, the associated switching process can be carried out quickly using inexpensive, robust, compact components that switch without bouncing.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.

  • 1 zeigt ein Ersatzschaltbild einer Schaltanordnung eines Fahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zum Verbinden eines Energiespeichermoduls mit mindestens einem Verbraucher; und
  • 2 zeigt ein Ersatzschaltbild einer Schaltanordnung eines Fahrzeugs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zum Verbinden eines Energiespeichermoduls mit mindestens einem Verbraucher.
The properties, features and advantages of this invention described above and the manner in which they are achieved will become clearer and more clearly understood in connection with the following schematic description of an exemplary embodiment which is explained in more detail in connection with the drawings.
  • 1 shows an equivalent circuit diagram of a switching arrangement of a vehicle according to a first exemplary embodiment for connecting an energy storage module to at least one consumer; and
  • 2 shows an equivalent circuit diagram of a switching arrangement of a vehicle according to a second exemplary embodiment for connecting an energy storage module to at least one consumer.

1 zeigt ein Ersatzschaltbild einer Schaltanordnung eines Fahrzeugs 1 zum Verbinden eines Energiespeichermoduls in Form eines Batteriemoduls 2 mit mindestens einem Verbraucher 3. 1 shows an equivalent circuit diagram of a switching arrangement of a vehicle 1 for connecting an energy storage module in the form of a battery module 2 with at least one consumer 3 .

Das Fahrzeug 1 ist insbesondere ein vollständig elektrisch angetriebenes Elektrofahrzeug. Das Batteriemodul 2 weist ein oder typischerweise mehrere Speicherzellen in Form von Batteriezellen 4 auf, die z.B. in Reihe an einen positiven Anschluss 5 und einen negativen Anschluss 6 des Batteriemoduls 2 angeschlossen sind. Vorliegend ist zwischen die Batteriezellen 4 und den negativen Anschluss 6 ein einfaches „zweites“ Relais 7 geschaltet, das mittels einer Steuereinrichtung 8 wahlweise leitend bzw. geschlossen und sperrend bzw. offen schaltbar ist.The vehicle 1 is in particular a fully electrically powered electric vehicle. The battery module 2 has one or typically more storage cells in the form of battery cells 4th on that eg in series with a positive terminal 5 and a negative terminal 6th of the battery module 2 are connected. The present is between the battery cells 4th and the negative terminal 6th a simple "second" relay 7th switched by means of a control device 8th is optionally conductive or closed and blocking or open switchable.

Optional ist zwischen den Batteriezellen 4 und dem positiven Anschluss 5 ein Schalter 9 vorhanden, damit die Batteriezellen 4 allpolig trennbar sind, z.B. für einen Tausch der Batteriezellen 4. Dieser kann beispielsweise mit Öffnen einer Serviceklappe (o. Abb.) geöffnet werden und kann auch mit einer elektrischen Sicherung (o. Abb.) versehen oder verbunden sein. Er wird z.B. geöffnet, wenn das Batteriemodul 2 entfernt werden soll. Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass Schalter 9 leitend geschaltet ist bzw. geschlossen ist.Optional is between the battery cells 4th and the positive terminal 5 a switch 9 in place so that the battery cells 4th can be disconnected at all poles, e.g. to replace the battery cells 4th . This can be opened, for example, by opening a service flap (not shown) and can also be provided with or connected to an electrical fuse (not shown). It is opened, for example, when the battery module 2 should be removed. In the following it is assumed that Switch 9 is switched on or is closed.

Der mindestens eine Verbraucher 3 kann beispielsweise einen Gleichspannungswandler umfassen, mittels dessen die von dem Batteriemodul 2 bzw. den Batteriezellen 4 bereitgestellte Batteriespannung von z.B. 400 V oder 800 V auf eine für weitere elektrische Verbraucher wie eine Servolenkung, eine Servobremse usw. geeignete Bordnetzspannung von z.B. 12 V oder 48 V abwärtswandelt wird. Der mindestens eine Verbraucher 3 wird folglich mittels des Batteriemoduls 2 bzw. der Batteriezellen 4 mit elektrischer Energie versorgt, und zwar über die im Folgenden näher beschriebene Schaltanordnung. Der Betriebsstrom fließt über einen positiven Leitungspfad L+, welcher an den positiven Anschluss 5 der Batterie 4 angeschlossen ist, zu dem mindestens einen Verbraucher 3. Der negative Leitungspfad L-, welcher an den negativen Anschluss 6 des Batteriemoduls 4 angeschlossen ist, liegt typischerweise auf Masse.The at least one consumer 3 can for example comprise a DC voltage converter, by means of which the battery module 2 or the battery cells 4th provided battery voltage of, for example, 400 V or 800 V is downconverted to a vehicle electrical system voltage of, for example, 12 V or 48 V suitable for other electrical loads such as power steering, power brakes, etc. The at least one consumer 3 is consequently by means of the battery module 2 or the battery cells 4th supplied with electrical energy via the switching arrangement described in more detail below. The operating current flows via a positive conduction path L + which is connected to the positive terminal 5 the battery 4th is connected to the at least one consumer 3 . The negative conduction path L- which to the negative terminal 6th of the battery module 4th is typically connected to ground.

Die Schaltanordnung weist eine Parallelschaltung eines „ersten“ Relais 10 mit einem ersten Leistungshalbleiterschalter 11 auf, wobei die Parallelschaltung sich in dem positiven Leitungspfad L+ befindet bzw. dem positiven Leitungspfad L+ zwischengeschaltet ist. Der erste Leistungshalbleiterschalter 11 ist hier als ein Leistungshalbleiter in Form eines normal sperrenden pnp-Transistor ausgebildet ist, dessen Kollektor C und Emitter E zu zwei Paaren von in Form einer Graetz-Schaltung verschalteten Dioden D1, D2 und D3, D4 parallel geschaltet sind. Die Dioden D1 bis D4 sind an Knoten 12 und 13 zwischen ihren Diodenpaaren D1 und D2 bzw. D3 und D4 mit der positiven Leitung L+ verbunden.The switching arrangement has a parallel connection of a “first” relay 10 with a first power semiconductor switch 11 on, the parallel connection being in the positive conduction path L + or the positive conduction path L + is interposed. The first power semiconductor switch 11 is designed here as a power semiconductor in the form of a normally blocking pnp transistor whose collector C. and emitter E. to two pairs of diodes connected in the form of a Graetz circuit D1 , D2 and D3 , D4 are connected in parallel. The diodes D1 to D4 are at knots 12th and 13th between their diode pairs D1 and D2 or. D3 and D4 with the positive lead L + connected.

Die Basis B des ersten Leistungshalbleiterschalters 11 ist durch die Steuereinrichtung 8 ansteuerbar. Wird die Basis B nicht angesteuert und damit der erste Leistungshalbleiterschalter 11 sperrend geschaltet, fließt kein Strom durch diesen Zweig bzw. zwischen den Knoten 12 und 13. Ist der erste Leistungshalbleiterschalter 11 hingegen leitend geschaltet, kann Strom in beiden Richtungen durch diesen Zweig fließen, da die Dioden D1 bis D4 den Strom so leiten, dass er immer in Durchlassrichtung des ersten Leistungshalbleiterschalters 11 fließt: nämlich entweder von dem Knoten 12 durch die Diode D2, den ersten Leistungshalbleiterschalter 11 und die Diode D3 zu dem Knoten 13 oder von dem Knoten 13 durch die Diode D4, den Schalter 11 und die Diode D1 zu dem Knoten 12. Anstelle der Anordnung mit dem erstem Leistungshalbleiterschalter 11 und den Dioden D1 bis D4 kann ein in beide Richtungen stromleitender Leistungshalbleiterschalter wie ein Triac verwendet werden.The base B. of the first power semiconductor switch 11 is by the control device 8th controllable. Becomes the base B. not activated and thus the first power semiconductor switch 11 When switched off, no current flows through this branch or between the nodes 12th and 13th . Is the first power semiconductor switch 11 on the other hand, when switched on, current can flow through this branch in both directions because the diodes D1 to D4 conduct the current so that it is always in the forward direction of the first power semiconductor switch 11 flows: namely either from the node 12th through the diode D2 , the first power semiconductor switch 11 and the diode D3 to the knot 13th or from the knot 13th through the diode D4 , the switch 11 and the diode D1 to the knot 12th . Instead of the arrangement with the first power semiconductor switch 11 and the diodes D1 to D4 A power semiconductor switch such as a triac that conducts current in both directions can be used.

Das erste Relais 10 ist ein „einfaches“ Relais in dem Sinn, dass es kein Schütz ist. Es ist hier als ein Ein/Aus-Relais ausgestaltet, das mittels der Steuereinrichtung 8 schaltbar ist. Es ist vorteilhafterweise ein normal sperrendes oder offenes Relais. Dem ersten Relais 10 ist eine „zweite“ Kapazität 14 parallel geschaltet, welche verhindert, dass sich mit einem Öffnen des ersten Relais 10 eine Stromspitze bildet.The first relay 10 is a "simple" relay in the sense that it is not a contactor. It is designed here as an on / off relay that is activated by means of the control device 8th is switchable. It is advantageously a normally blocking or open relay. The first relay 10 is a "second" capacity 14th connected in parallel, which prevents the first relay from opening 10 forms a current spike.

Zwischen die positive Leitung L+ und die negative Leitung L- ist ferner eine erste Kapazität 15 geschaltet, die dazu dient, Spannungsspitzen an dem mindestens einen Verbraucher 3 zu unterdrücken. Die erste Kapazität 15 befindet sich hier unmittelbar an der Verbraucher- oder Lastseite der Schaltanordnung.Between the positive line L + and the negative lead L- is also a first capacitance 15th switched, which serves to reduce voltage peaks at the at least one consumer 3 to suppress. The first capacity 15th is located here directly on the consumer or load side of the switching arrangement.

In einem Querpfad zwischen der positiven Leitung L+ und der negativen Leitung L- und damit auch parallel zu der zweiten Kapazität 15 befindet sich eine Entladeschaltung 16 mit einer Reihenschaltung mit einem zweiten Leistungshalbleiterschalter 17 und einem Widerstand („Entladewiderstand“) 18. Der zweite Leistungshalbleiterschalter 17 ist hier als ein Leistungshalbleiter in Form eines normal sperrenden npn-Transistor ausgebildet, dessen Emitter E an die negative Leitung L- und dessen Kollektor C über den Entladewiderstand 18 an die positive Leitung L+ angeschlossen ist. An den Entladewiderstand 18 ist eine Spannungsmessvorrichtung 19 angeschlossen. Die Durchlassrichtung des zweiten Leistungshalbleiterschalters 17 besteht somit von der positiven Leitung L+ zu der negativen Leitung L-.In a cross path between the positive lead L + and the negative lead L- and thus also in parallel with the second capacity 15th there is a discharge circuit 16 with a series connection with a second power semiconductor switch 17th and a resistor ("discharge resistor") 18. The second power semiconductor switch 17th is designed here as a power semiconductor in the form of a normally blocking npn transistor, the emitter of which E. to the negative lead L- and its collector C. via the discharge resistance 18th to the positive lead L + connected. To the discharge resistor 18th is a tension measuring device 19th connected. The forward direction of the second power semiconductor switch 17th thus consists of the positive lead L + to the negative lead L- .

Zum Verbinden des Energiespeichermoduls 2 mit dem mindestens einen Verbraucher 3 kann die Steuereinrichtung 8 dazu eingerichtet sein: zunächst das zweite Relais 7 leitend zu schalten, dann den ersten Leistungshalbleiterschalter 11 leitend zu schalten, dann das erste Relais 10 leitend zu schalten und dann den ersten Leistungshalbleiterschalter 11 wieder sperrend zu schalten. Der zweite Leistungshalbleiterschalter 17 wird nicht geschaltet und bleibt sperrend. Durch diese Schaltreihenfolge wird zunächst nach dem galvanischen Zuschalten des Batteriemoduls 2 durch das zweite Relais 7 ein sehr schnelles Schließen der positiven Leitung L+ und damit des Stromkreises erreicht, da der erste Leistungshalbleiterschalter 11 sehr schnell schaltet. Beispielsweise lässt sich so eine Schaltzeit im Bereich von 40 ms mit preiswerten Schaltern 7, 10 und 11 erreichen.For connecting the energy storage module 2 with the at least one consumer 3 can the Control device 8th be set up for this: first the second relay 7th to switch conductive, then the first power semiconductor switch 11 to switch conductive, then the first relay 10 to switch conductive and then the first power semiconductor switch 11 to switch to blocking again. The second power semiconductor switch 17th is not switched and remains blocking. This switching sequence means that the battery module is first connected electrically 2 through the second relay 7th a very quick closing of the positive lead L + and thus the circuit has reached the first power semiconductor switch 11 shifts very quickly. For example, a switching time in the range of 40 ms can be achieved with inexpensive switches 7th , 10 and 11 to reach.

Nach dem Leitendschalten oder Einschalten des Leistungshalbleiterschalters 11 kann nun das erste Relais 10 praktisch leistungsfrei eingeschaltet werden. Durch das folgende Sperrendschalten oder Ausschalten des Leistungshalbleiterschalters 11 wird ab dann verhindert, dass dort durch einen Stromfluss eine Verlustleistung erzeugt wird. Dabei wird ausgenutzt, dass ein Innenwiderstand des ersten Relais 10 merklich geringer ist als ein Innenwiderstand des ersten Leistungshalbleiterschalter 11.After switching on or switching on the power semiconductor switch 11 can now the first relay 10 can be switched on practically without power. By the subsequent blocking limit switching or switching off of the power semiconductor switch 11 from then on, a power flow is prevented from generating power loss there. This makes use of the fact that an internal resistance of the first relay 10 is noticeably lower than an internal resistance of the first power semiconductor switch 11 .

Es kann insbesondere davon ausgegangen werden, dass vor dem Verbinden des Energiespeichermoduls 2 mit dem mindestens einen Verbraucher 3 alle Leistungshalbleiterschalter 11 und 17 und alle Relais 7 und 10 gesperrt haben bzw. geöffnet waren.In particular, it can be assumed that before the energy storage module is connected 2 with the at least one consumer 3 all power semiconductor switches 11 and 17th and all relays 7th and 10 have locked or were open.

Zum Trennen des Batteriemoduls 2 von dem mindestens einen Verbraucher 3 kann, ausgehend von einem wie oben hergestellten verbundenen Zustand, die Steuereinrichtung 8 dazu eingerichtet sein: zunächst den ersten Leistungshalbleiterschalter 11 leitend zu schalten, dann das erste Relais 10 zu öffnen bzw. sperrend zu schalten, dann den ersten Leistungshalbleiterschalter 11 auszuschalten bzw. sperrend zu schalten und dann das zweite Relais 7 zu öffnen. Das Ein- und Ausschalten des ersten Leistungshalbleiterschalters 11 dient vor allem dazu, das erste Relais 10 praktisch leistungsfrei ausschalten zu können. Der Trennvorgang kann in ca. 60 ms erreicht werden.To disconnect the battery module 2 from the at least one consumer 3 can, starting from a connected state as established above, the control device 8th be set up for this: first the first power semiconductor switch 11 to switch conductive, then the first relay 10 to open or to switch to blocking, then the first power semiconductor switch 11 to switch off or to block and then the second relay 7th to open. Switching the first power semiconductor switch on and off 11 serves mainly to be the first relay 10 to be able to switch off practically without power. The separation process can be achieved in approx. 60 ms.

Für den Fall, dass es gewünscht ist, die erste Kapazität 15 durch Kurzschluss schnell zu entladen (beispielsweise in einem Notfall), kann, ausgehend von einem wie oben hergestellten verbundenen Zustand, die Steuereinrichtung 8 dazu eingerichtet sein: zunächst den ersten Leistungshalbleiterschalter 11 leitend zu schalten, dann das erste Relais 10 sperrend zu schalten, dann den ersten Leistungshalbleiterschalter 11 sperrend zu schalten, dann das zweite Relais 7 sperrend zuschalten und dann den zweiten Leistungshalbleiterschalter 17 der Entladeschaltung 16 leitend zu schalten. Durch diesen Schaltvorgang wird ein geschlossener Stromkreis zwischen der ersten Kapazität 15 und der Entladeschaltung 16 hergestellt, so dass sich die erste Kapazität 15 über den Entladewiderstand 18 (der einen hohen ohmschen Widerstand aufweist) entladen kann. Zudem sind danach die Batteriezellen 4 zumindest an ihrem negativen Pol galvanisch von dem mindestens einen Verbraucher getrennt. Dieser Schaltvorgang kann z.B. innerhalb von weniger als 70 ms durchgeführt werden.In the event that it is desired, the first capacity 15th to discharge quickly by short circuit (for example in an emergency), starting from a connected state as established above, the control device 8th be set up for this: first the first power semiconductor switch 11 to switch conductive, then the first relay 10 to switch off, then the first power semiconductor switch 11 to switch off, then the second relay 7th Switch on blocking and then the second power semiconductor switch 17th the discharge circuit 16 to switch conductive. This switching process creates a closed circuit between the first capacitance 15th and the discharge circuit 16 manufactured so that the first capacity 15th via the discharge resistance 18th (which has a high ohmic resistance) can discharge. In addition, the battery cells are afterwards 4th at least at their negative pole galvanically isolated from the at least one consumer. This switching process can be carried out within less than 70 ms, for example.

Für den Fall, dass es gewünscht ist, das Kurzschließen der ersten Kapazität 15 zu testen, kann, ausgehend von einem wie oben hergestellten verbundenen Zustand, die Steuereinrichtung 8 dazu eingerichtet sein: den zweiten Leistungshalbleiterschalter 17 leitend zu schalten, dann mittels der Spannungsmessvorrichtung 19 eine Spannung zu messen und dann nach kurzer Zeit den zweiten Leistungshalbleiterschalter 17 wieder sperrend zu schalten. Wird mittels der Spannungsmessvorrichtung 19 ein Spannungsabfall gemessen, kann von einer voraussichtlich ordnungsgemäß ablaufenden Schnellentladung der ersten Kapazität 15 durch Kurzschluss mittels des oben beschriebenen Schaltvorgangs ausgegangen werden. Dieser Testvorgang kann z.B. innerhalb von ca. 5 ms durchgeführt werden.In the event that it is desired, the short-circuiting of the first capacitance 15th to test, starting from a connected state as established above, the control device 8th be set up for this: the second power semiconductor switch 17th to switch conductive, then by means of the voltage measuring device 19th to measure a voltage and then after a short time the second power semiconductor switch 17th to switch to blocking again. Used by means of the tension measuring device 19th a voltage drop measured can be derived from a presumably properly proceeding rapid discharge of the first capacitance 15th can be assumed due to a short circuit by means of the switching process described above. This test process can be carried out within approx. 5 ms, for example.

Die Entladeschaltung 16 kann alternativ zwischen dem positiven Anschluss 5 und den Dioden D1 bis D4 mit der positiven Leitung L+ verbunden sein, wie durch die gepunktete Umrandung angedeutet. In diesem Fall kann die erste Kapazität 15 durch Kurzschluss dadurch entladen werden, dass zunächst der erste Leistungshalbleiterschalter 11 leitend geschaltet wird, dann das erste Relais 10 sperrend geschaltet wird, dann der ersten Leistungshalbleiterschalter 11 sperrend geschaltet wird, dann das zweite Relais 7 sperrend geschaltet wird, dann der erste Leistungshalbleiterschalter 11 wieder leitend geschaltet wird und dann der zweite Leistungshalbleiterschalter 17 leitend geschaltet wird. Dieser Schaltvorgang kann z.B. innerhalb von ca. 70 ms durchgeführt werden.The discharge circuit 16 can alternatively be between the positive terminal 5 and the diodes D1 to D4 with the positive lead L + be connected, as indicated by the dotted border. In this case, the first can be capacity 15th be discharged by short circuit in that first the first power semiconductor switch 11 is switched conductive, then the first relay 10 is switched off, then the first power semiconductor switch 11 is switched off, then the second relay 7th is switched off, then the first power semiconductor switch 11 is switched conductive again and then the second power semiconductor switch 17th is switched conductive. This switching process can be carried out within approx. 70 ms, for example.

Das zweite Relais 7 kann, anstatt eine Komponente des Batteriemoduls 2 darzustellen, außerhalb des Batteriemoduls 2 vorhanden sein, insbesondere unmittelbar an den negativen Anschluss 6 angeschlossen sein, wie durch die gepunktete Umrandung angedeutet.The second relay 7th can, instead of a component of the battery module 2 outside of the battery module 2 be present, especially directly on the negative terminal 6th be connected, as indicated by the dotted border.

2 zeigt ein Ersatzschaltbild einer Schaltanordnung des Fahrzeugs 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zum Verbinden des Batteriemoduls 2 mit dem mindestens einen Verbraucher 3. Diese Schaltanordnung unterscheidet sich von der Schaltanordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass anstelle des einen ersten Leistungshalbleiterschalters 11 zwei in Reihe zueinander geschaltete erste Leistungshalbleiterschalter 11a und 11b verwendet werden, denen jeweils eine Diode D5 bzw. D6 antiparallel geschaltet ist. Der Leistungshalbleiterschalter 11a kann auch als erster erster Leistungshalbleiterschalter oder „dritter“ Leistungshalbleiterschalter bezeichnet werden, der Leistungshalbleiterschalter 11a auch als zweiter erster Leistungshalbleiterschalter oder „vierter“ Leistungshalbleiterschalter. Die beiden ersten Leistungshalbleiterschalter 11a und 11b sind in dem Sinne gegenläufig zueinander geschaltet, dass ihre Emitter E miteinander verbunden sind. Die beiden ersten Leistungshalbleiterschalter 11a und 11b sind hier beispielhaft jeweils als Leistungshalbleiter in Form normal sperrender npn-Transistoren ausgebildet. 2 shows an equivalent circuit diagram of a circuit arrangement of the vehicle 1 according to a second embodiment for connecting the battery module 2 with the at least one consumer 3 . This switching arrangement differs from the switching arrangement according to the first exemplary embodiment in that, instead of the one first power semiconductor switch 11 two first power semiconductor switches connected in series to one another 11a and 11b are used, each of which has a diode D5 or. D6 is connected anti-parallel. The power semiconductor switch 11a can also be referred to as the first first power semiconductor switch or “third” power semiconductor switch, the power semiconductor switch 11a also as the second first power semiconductor switch or "fourth" power semiconductor switch. The first two power semiconductor switches 11a and 11b are connected in opposite directions to one another in the sense that their emitters E. are connected to each other. The first two power semiconductor switches 11a and 11b are each designed here as a power semiconductor in the form of normally blocking npn transistors.

Zur Stromleitung von dem Knoten 12 zu dem Knoten 13 wird zumindest der vierte Leistungshalbleiterschalter 11b leitend geschaltet. Strom kann dann von dem Knoten 12, durch den vierten Leistungshalbleiterschalter 11b und durch die Diode D5 zu dem Knoten 13 fließen. Der dritte Leistungshalbleiterschalter 11a kann dabei leitend geschaltet sein, braucht es aber nicht. Es kann jedoch schaltungstechnisch einfacher sein, beide erste Leistungshalbleiterschalter 11a und 11b synchron ein- und auszuschalten.To the power line from the node 12th to the knot 13th becomes at least the fourth power semiconductor switch 11b switched conductive. Electricity can then come from the node 12th , through the fourth power semiconductor switch 11b and through the diode D5 to the knot 13th flow. The third power semiconductor switch 11a can be switched on, but does not need to be. In terms of circuitry, however, it can be simpler to use both first power semiconductor switches 11a and 11b switch on and off synchronously.

Zur umgekehrten Stromleitung von dem Knoten 13 zu dem Knoten 12 wird zumindest der dritte Leistungshalbleiterschalter 11a leitend geschaltet. Strom kann dann von dem Knoten 13, durch den dritten Schalter 11a und durch die Diode D6 zu dem Knoten 12 fließen. Der vierte Leistungshalbleiterschalter 11b kann leitend geschaltet sein, braucht es aber nichtTo reverse power line from the node 13th to the knot 12th becomes at least the third power semiconductor switch 11a switched conductive. Electricity can then come from the node 13th , through the third switch 11a and through the diode D6 to the knot 12th flow. The fourth power semiconductor switch 11b can be switched on, but does not need to be

Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.Of course, the present invention is not restricted to the exemplary embodiment shown.

So kann auch in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel die Entladeschaltung 16 an der in 1 gestrichelt angedeuteten Stelle vorhanden sein und/oder es kann der Schalter 7 in der an der in 1 gestrichelt angedeuteten Stelle außerhalb des Batteriemoduls 2 vorhanden sein.In the in 2 embodiment shown the discharge circuit 16 at the in 1 Point indicated by dashed lines and / or it can be the switch 7th in the at the in 1 position indicated by dashed lines outside the battery module 2 to be available.

Ferner können anstelle von npn-Leistungshalbleitern funktional gleichwertig pnp-Leistungshalbleiter verwendet werden. Zudem können außer Bipolartransistoren IGBTs, Thyristoren usw. funktional gleichwertig verwendet werden.Furthermore, functionally equivalent pnp power semiconductors can be used instead of npn power semiconductors. In addition to bipolar transistors, IGBTs, thyristors, etc. can be used functionally equivalent.

Allgemein kann unter „ein“, „eine“ usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck „genau ein“ usw.In general, “a”, “one” etc. can be understood as a singular or plural number, in particular in the sense of “at least one” or “one or more” etc., as long as this is not explicitly excluded, for example by the expression “exactly a "etc.

Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.A numerical specification can also include exactly the specified number as well as a customary tolerance range, as long as this is not explicitly excluded.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Fahrzeugvehicle
22
BatteriemodulBattery module
33
Verbraucherconsumer
44th
BatteriezelleBattery cell
55
Positiver Anschluss / Pluspol des BatteriemodulsPositive connection / positive pole of the battery module
66th
Negativer Anschluss / Minuspol des BatteriemodulsNegative connection / negative pole of the battery module
77th
Zweites RelaisSecond relay
88th
SteuereinrichtungControl device
99
Mechanisch betätigbarer SchalterMechanically operated switch
1010
Erstes RelaisFirst relay
1111
Erster LeistungshalbleiterschalterFirst power semiconductor switch
11a11a
Erster erster LeistungshalbleiterschalterFirst first power semiconductor switch
11b11b
Zweiter erster LeistungshalbleiterschalterSecond first power semiconductor switch
1212th
Knotennode
1313th
Knotennode
1414th
Zweite KapazitätSecond capacity
1515th
Erste KapazitätFirst capacity
1616
EntladeschaltungDischarge circuit
1717th
Zweiter LeistungshalbleiterschalterSecond power semiconductor switch
1818th
EntladewiderstandDischarge resistance
1919th
SpannungsmessvorrichtungTension measuring device
BB.
BasisBase
D1-D6D1-D6
DiodenDiodes
EE.
EmitterEmitter
CC.
Kollektorcollector
L+L +
Positiver LeitungspfadPositive conduction path
L-L-
Negativer LeitungspfadNegative conduction path

Claims (12)

Fahrzeug (1), aufweisend - ein Energiespeichermodul (2) mit mindestens einer Speicherzelle (4) sowie einem mit der mindestens einen Speicherzelle (4) verbundenen positiven Anschluss (5) und negativen Anschluss (6), - mindestens einen mittels des Energiespeichermoduls (2) versorgbaren Verbraucher (3), - eine zwischen der mindestens einen Speicherzelle (4) und dem mindestens einen Verbraucher (3) angeordnete Schaltanordnung mit mehreren Schaltern in Form von Leistungshalbleiterschaltern (11; 11a, 11b, 17) und Relais (7, 10) sowie - eine Steuereinrichtung (8) zum Schalten der Leistungshalbleiterschalter (11; 11a, 11b, 17) und Relais (7, 10), wobei die Schaltanordnung - eine Parallelschaltung eines ersten Relais (10) mit mindestens einem ersten Leistungshalbleiterschalter (11; 11a, 11b), die einem an den positiven Anschluss (5) des Energiespeichermoduls (2) angeschlossenen positiven Leitungspfad (L+) zwischengeschaltet ist; - ein zweites Relais (7) zum wahlweisen Verbinden und Trennen der mindestens einen Speicherzelle (4) mit bzw. von einem an den negativen Anschluss (6) des Energiespeichermoduls (2) angeschlossenen negativen Leitungspfad (L-) der Schaltanordnung; und - eine Entladeschaltung (16) mit einer Reihenschaltung mit einem zweiten Leistungshalbleiterschalter (17) und einem Entladewiderstand (18), die einerseits mit dem positiven Leitungspfad (L+) und andererseits mit dem negativen Leitungspfad (L-) verbunden ist, aufweist.Vehicle (1), comprising - an energy storage module (2) with at least one storage cell (4) and a positive connection (5) and negative connection (6) connected to the at least one storage cell (4), - at least one consumer (3) that can be supplied by means of the energy storage module (2), - a switching arrangement with several switches in the form of power semiconductor switches (11; 11a, 11b, 17) arranged between the at least one storage cell (4) and the at least one consumer (3) and relays (7, 10) and - a control device (8) for switching the power semiconductor switches (11; 11a, 11b, 17) and relays (7, 10), the switching arrangement - a parallel connection of a first relay (10) with at least one first power semiconductor switch (11; 11a, 11b) which is interposed with a positive conduction path (L +) connected to the positive terminal (5) of the energy storage module (2); - A second relay (7) for selectively connecting and disconnecting the at least one storage cell (4) with or from a negative conduction path (L-) of the switching arrangement connected to the negative terminal (6) of the energy storage module (2); and - a discharge circuit (16) with a series circuit with a second power semiconductor switch (17) and a discharge resistor (18), which is connected on the one hand to the positive conduction path (L +) and on the other hand to the negative conduction path (L-). Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine erste Leistungshalbleiterschalter (11; 11a, 11b) zwei mit unterschiedlicher Durchlassrichtung in Reihe geschaltete Leistungshalbleiterschalter (11a, 11b) umfasst, die jeweils mit einer Diode (D5, D6) antiparallel geschaltet sind.Vehicle (1) after Claim 1 , wherein the at least one first power semiconductor switch (11; 11a, 11b) comprises two power semiconductor switches (11a, 11b) connected in series with different forward directions, each of which is connected in anti-parallel with a diode (D5, D6). Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine erste Leistungshalbleiterschalter (11; 11a, 11b) genau einen ersten Leistungshalbleiterschalter (11) umfasst, der an Mittelabgriffe einer in den positiven Leitungspfad (L+) geschalteten Graetz-Schaltung (D1-D4) angeschlossen ist.Vehicle (1) after Claim 1 , wherein the at least one first power semiconductor switch (11; 11a, 11b) comprises exactly one first power semiconductor switch (11) which is connected to center taps of a Graetz circuit (D1-D4) connected to the positive conduction path (L +). Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem positiven Leitungspfad (L+) und dem negativen Leitungspfad (L-) eine erste Kapazität (15) und damit parallel die Entladeschaltung (16) zwischengeschaltet sind.Vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein the positive conduction path (L +) and the negative conduction path (L-) a first capacitance (15) and thus the discharge circuit (16) are connected in parallel. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Entladewiderstand (18) eine Spannungsmessvorrichtung (19) parallelgeschaltet ist.Vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein a voltage measuring device (19) is connected in parallel to the discharge resistor (18). Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem ersten Relais (10) eine zweite Kapazität (14) parallelgeschaltet ist.Vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein a second capacitor (14) is connected in parallel to the first relay (10). Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Energiespeichermodul (2) das zweite Relais (7) aufweist, das der mindestens einen Energiespeicherzelle (4) und dem negativen Anschluss (6) des Energiespeichermoduls (2) zwischengeschaltet ist.Vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein the energy storage module (2) has the second relay (7) which is connected between the at least one energy storage cell (4) and the negative terminal (6) of the energy storage module (2). Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (8) dazu eingerichtet ist, zum Verbinden des Energiespeichermoduls (2) mit dem mindestens einen Verbraucher (3): - das zweite Relais (7) leitend zu schalten, dann - den mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter (11; 11a, 11b) leitend zu schalten, - dann das erste Relais (10) leitend zu schalten und - dann den mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter (11; 11a, 11b) sperrend zu schalten.Vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein the control device (8) is set up to connect the energy storage module (2) to the at least one consumer (3): - to switch the second relay (7) conductive, then - to switch the at least one first power semiconductor switch (11; 11a, 11b) conductive, - Then switch the first relay (10) conductive and - Then switch the at least one first power semiconductor switch (11; 11a, 11b) in a blocking manner. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (8) dazu eingerichtet ist, zum Trennen des Energiespeichermoduls (2) von dem mindestens einen Verbraucher (3): - den mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter (11; 11a, 11b) leitend zu schalten, dann - das erste Relais (10) sperrend zu schalten, dann - den mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter (11; 11a, 11b) sperrend zu schalten und dann - das zweite Relais (7) sperrend zu schalten.Vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein the control device (8) is set up to disconnect the energy storage module (2) from the at least one consumer (3): - To switch the at least one first power semiconductor switch (11; 11a, 11b) conductive, then - to switch the first relay (10) blocking, then - To switch the at least one first power semiconductor switch (11; 11a, 11b) in a blocking manner and then - to switch the second relay (7) blocking. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche einschließlich einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei in dem positiven Leitungspfad (L+) die Parallelschaltung des ersten Relais (10) mit dem mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter (11; 11a, 11b) zwischen der ersten Kapazität (15) und der Entladeschaltung (16) angeordnet ist und wobei die Steuereinrichtung (8) dazu eingerichtet ist, zum Kurzschließen der ersten Kapazität (15): - den mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter (11; 11a, 11b) leitend zu schalten, dann - das erste Relais (10) sperrend zu schalten, dann - den mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter (11; 11a, 11b) sperrend zu schalten, dann - das zweite Relais (7) sperrend zuschalten, dann - den mindestens einen ersten Leistungshalbleiterschalter (11; 11a, 11b) leitend zu schalten und dann - den zweiten Leistungshalbleiterschalter (17) der Entladeschaltung (16) leitend zu schalten.Vehicle according to one of the preceding claims including one of the Claims 4 or 5 , wherein in the positive conduction path (L +) the parallel connection of the first relay (10) with the at least one first power semiconductor switch (11; 11a, 11b) is arranged between the first capacitance (15) and the discharge circuit (16) and wherein the control device ( 8) is set up to short-circuit the first capacitance (15): - to switch the at least one first power semiconductor switch (11; 11a, 11b) conductive, then - to switch the first relay (10) to a blocking state, then - the at least one first To switch power semiconductor switches (11; 11a, 11b) in a blocking manner, then - to switch on the second relay (7) in a blocking manner, then - to switch the at least one first power semiconductor switch (11; 11a, 11b) on and then - to switch the second power semiconductor switch (17) To switch discharge circuit (16) conductive. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche einschließlich Anspruch 5, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, zum Testen eines Kurzschließens der ersten Kapazität (15): - den zweiten Leistungshalbleiterschalter (17) leitend zu schalten, dann - mittels der Spannungsmessvorrichtung (19) eine an dem Entladewiderstand (18) anliegende Spannung zu messen gemessen wird und dann - den zweiten Leistungshalbleiterschalter (17) wieder sperrend zu schalten.Vehicle according to any one of the preceding claims including Claim 5 , wherein the control device is set up to test a short circuit of the first capacitance (15): - to switch the second power semiconductor switch (17) to conductive, then - to measure a voltage applied to the discharge resistor (18) by means of the voltage measuring device (19) and then - to turn off the second power semiconductor switch (17) again. Verfahren zum Schalten einer Schaltanordnung eines Fahrzeugs (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem vor einem Schalten des ersten Relais (10) der mindestens eine dazu parallel geschaltete erste Leistungshalbleiterschalter (11; 11a, 11b) leitend geschaltet wird und nach dem Schalten des ersten Relais (10) der mindestens eine dazu parallel geschaltete erste Leistungshalbleiterschalter (11; 11a, 11b) sperrend geschaltet wird.Method for switching a switching arrangement of a vehicle (1) according to one of the preceding claims, in which before switching the first relay (10) the at least one first power semiconductor switch (11; 11a, 11b) connected in parallel is switched on and after switching the first relay (10) of which at least one first power semiconductor switch (11; 11a, 11b) connected in parallel is switched off.
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