机动车中的电网的制作方法

1.本发明涉及一种机动车中的电网。


背景技术：

2.电动车辆或混合动力车辆具有包括高压电网(》60v)和低压电网(《60v)的电网。在此，高压电网也被称为牵引电网，低压电网也被称为车载电网。在此，还已知通过电流隔离的直流-直流转换器(dc/dc转换器)将两个子电网彼此连接，使得车载电网可以从高压电网中的高压电池中充电。
3.特别是在自动驾驶的机动车的情况下，车载电网必须冗余地构造，以确保故障安全性。相应地，需要两个电流隔离的直流-直流转换器。
4.由de 10 2012 203 612a1已知一种电池充电设备，其具有第一和第二输入接头、第一和第二输出接头以及第一电流解耦的直流电压转换器。直流电压转换器具有初级侧逆变器，该初级侧逆变器与第一和第二输入接头耦合。直流电压转换器还具有变压器，该变压器具有初级侧变压器绕组以及第一和第二次级侧变压器绕组。第一次级侧整流器布置在第一次级侧变压器绕组和输出接头之间。第二次级侧整流器与第二次级侧变压器绕组耦合。电池充电设备还具有第二电流解耦的直流电压转换器。第二电流解耦的直流电压转换器具有初级侧逆变器和变压器，该变压器具有初级侧变压器绕组和次级侧变压器绕组。此外，还设置次级侧整流器，其布置在次级侧变压器绕组和输出接头之间。电池充电设备被设计为，用于在输出接头处为第一电池(高压电池)提供第一充电电压并且在第一电流解耦的直流电压转换器的第二次级侧整流器的输出端处为第二电池(车载电网电池)提供第二充电电压。在此，进一步公开了通过使用有源整流器电路还使得从第一次级侧变压器绕组到第二次级侧变压器绕组的能量传输成为可能。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：在电路技术方面简化在具有至少一个高压电网和至少两个低压电网的机动车中的电网。
6.上述技术问题的解决方案通过具有根据本发明的特征的电网得出。本发明的其他有利设计方案从优选的实施方式中得出。
7.为此，机动车中的电网具有至少一个高压电网和至少两个低压电网，其中，高压电网和至少两个低压电网通过电流隔离的直流-直流转换器彼此连接，其中，电流隔离的直流-直流转换器具有与高压电网相关联的初级绕组并且具有相应于低压电网的数量的多个次级绕组，所述次级绕组分别被分配给与其关联的低压电网。由此，相比于两个独立的直流-直流转换器减少了所需的构件的数量，因为仅需要构建一个初级侧。
8.在一种实施方式中，直流-直流转换器被设计为双向直流-直流转换器。因此，还可以将能量从两个低压电网传输到高压电网中，以便例如对高压电网中的中间电路电容器进行预充电。因此，特别是可以取消高压电网中的预充电电路。
9.在另一种实施方式中，直流-直流转换器被设计为，使得能够在次级绕组之间传输能量。由此，在高压电网出现故障时，低压电网可以继续冗余地运行。
10.在另一种实施方式中，至少一个子电网与隔离元件相关联。隔离元件优选地布置在绕组和平滑电路电容器/中间电路电容器之间。替换地，隔离元件也可以布置在平滑电路电容器/中间电路电容器和到电池的接头之间。通过一个或多个隔离元件例如可以在充电时断开子电网或者也可以断开有缺陷的子电网。
11.在另一种实施方式中，至少一个子电网与两个隔离元件相关联，使得该至少一个子电网可以在所有极上被隔离。
12.在另一种实施方式中，每个子电网与至少一个隔离元件相关联，进一步优选地，每个子电网与两个隔离元件相关联。
13.在另一种实施方式中，隔离元件被设计为继电器和/或半导体开关。继电器的优点是将子电网电流隔离，而半导体开关的优点是更快地通断。这也可以有针对性地进行混合，从而利用半导体开关快速地断开子电网，其中，然后慢速的继电器将子电网至少单极地电流隔离。
14.优选的应用领域是在部分自动驾驶或完全自动驾驶的机动车中使用。
附图说明
15.接下来根据优选的实施例更详细地阐述本发明。唯一的附图示出了机动车中的电网的示意性方框电路图。
具体实施方式
16.在图1中示意性地示出了机动车中的电网1。电网1具有高压电网2以及第一低压电网3和第二低压电网4。为清楚起见，在高压电网2中仅示出了一个高压电池5以及两个主接触器hs1、hs2。同样地，对于第一低压电网3仅示出了一个第一车载电网电池6并且对于第二低压电网4仅示出了一个第二车载电网电池7。电流隔离的直流-直流转换器8布置在高压电网2和两个低压电网3、4之间。直流-直流转换器8具有初级绕组9、第一次级绕组10和第二次级绕组11。每个绕组9-11与具有至少四个开关元件s1-s4的有源整流器相关联。通过开关元件s1-s4的相应的对角线式电路，可以根据能量传输方向要么将相关联的电池5-7的直流电压转换为交流电压，要么将绕组9-11中感应的交流电压整流为直流电压。此外，分别设置平滑电容器c。在平滑电容器c和开关元件s1-s4或者说绕组9-11之间分别布置两个隔离元件tr1、tr2。在此，通过未示出的至少一个控制装置来操控开关元件s1-s4以及隔离元件tr1、tr2。
17.如果第一车载电网电池6和/或第二车载电网电池7由高压电池5充电，则在初级绕组9中产生交流电压，该交流电压然后在次级绕组10、11中感应出电压，该电压然后被整流并且引起充电电流。如果两个车载电网电池6、7中的一个不被充电，则通过断开相关联的隔离元件tr1、tr2来将该车载电网电池脱解。在有缺陷的开关元件s1-s4的情况下，也可以通过隔离元件tr1、tr2将所属的子电网解耦，使得该子电网没有反作用。
18.相反地，如果高压电网2的中间电路电容器被预充电，则第一和/或第二车载电网电池6、7的直流电压被转换为交流电压，该交流电压感应出初级绕组9中的交流电压，该交
流电压然后被整流并且对中间电路电容器进行充电。在此，高压侧的平滑电容器c也可以用作中间电路电容器。
19.此外，还可以通过两个次级绕组10、11进行能量传输，使得第一车载电网电池6为第二车载电网电池7充电，反之亦然。这在例如必须断开有故障的高压电网2时是重要的。应当理解，该原理也可以应用于多于两个的低压电网3、4。
20.附图标记列表
[0021]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电网
[0022]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
高压电网
[0023]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一低压电网
[0024]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二低压电网
[0025]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
高压电池
[0026]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一车载电网电池
[0027]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二车载电网电池
[0028]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
直流-直流转换器
[0029]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
初级绕组
[0030]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一次级绕组
[0031]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二次级绕组
[0032]
s1-s4
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
开关元件
[0033]
tr1-tr2
ꢀꢀꢀꢀ
隔离元件
[0034]
hs1、hs2
ꢀꢀꢀ
主接触器
[0035]cꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
平滑电容器

技术特征：
1.一种机动车中的电网(1)，其中，所述电网(1)具有至少一个高压电网(2)和至少两个低压电网(3，4)，其中，所述高压电网(2)和所述至少两个低压电网(3，4)通过电流隔离的直流-直流转换器(8)彼此连接，其中，所述电流隔离的直流-直流转换器(8)具有与所述高压电网(2)相关联的初级绕组(9)并且具有相应于低压电网(3，4)的数量的多个次级绕组(10，11)，所述次级绕组分别被分配给与其关联的低压电网(3，4)。2.根据权利要求1所述的电网，其特征在于，所述直流-直流转换器(8)被设计为双向直流-直流转换器(8)。3.根据上述权利要求中任一项所述的电网，其特征在于，所述直流-直流转换器(8)被设计为，使得能够在所述次级绕组(10，11)之间传输能量。4.根据上述权利要求中任一项所述的电网，其特征在于，至少一个子电网(2至4)与至少一个隔离开关(tr1，tr2)相关联。5.根据权利要求4所述的电网，其特征在于，至少一个子电网(2-4)与两个隔离开关(tr1，tr2)相关联。6.根据权利要求4或5所述的电网，其特征在于，每个子电网(2-4)与至少一个隔离开关(tr1，tr2)相关联。7.根据权利要求4至6中任一项所述的电网，其特征在于，所述隔离开关(tr1，tr2)被设计为继电器和/或半导体开关。

技术总结
本发明涉及一种机动车中的电网（1），其中，所述电网（1）具有至少一个高压电网（2）和至少两个低压电网（3，4），其中，所述高压电网（2）和所述至少两个低压电网（3，4）通过电流隔离的直流-直流转换器（8）彼此连接，其中，所述电流隔离的直流-直流转换器（8）具有与所述高压电网（2）相关联的初级绕组（9）并且具有相应于低压电网（3，4）的数量的多个次级绕组（10，11），所述次级绕组分别被分配给与其关联的低压电网（3，4）。4）。4）。


技术研发人员：R.芬尼格维斯 S.施图茨
受保护的技术使用者：大众汽车股份公司
技术研发日：2021.11.22
技术公布日：2022/5/25