本发明涉及一种用于可逆地断开机动车的至少一个电组件的保险装置/安全装置。此外本发明涉及一种具有保险装置的机动车。此外本发明涉及一种用于运行保险装置的方法。
背景技术：
在具有电驱动装置的机动车中，尤其是在电动车或电动混合动力车辆中，机动车的电组件、优选高压组件与尤其是设计成蓄电池的能量供应单元、优选高压电池之间的电连接在发生事故时被分开，以便避免由于事故引起的机动车损伤、尤其是机动车的损毁或变形而引起的短路。机动车尤其理解成乘用车或载货车。相应类型的电组件尤其是机动车的驱动装置和优选其它设备、尤其是机动车的功率电子设备。优选地，在此机动车的车载电网、尤其是高压车载电网被与能量供应单元分开，通过所述车载电网为电组件供给能量。
典型地，这种分开借助于开关装置来实现，所述开关装置例如设计成接触器。开关装置还可以设计成尤其是在能量供应单元内部的烟花式元件(pyrotechnisches Element)。开关装置的操控通常通过安全气囊控制器来实现。电组件与能量供应单元之间的电连接的分开在发生事故时典型地在负荷下实现。尤其是在开关装置设计成接触器时，这种分开典型地导致了在开关装置的触点之间形成电弧，这一点引起高损耗。此外，在分开电连接之后，机动车要么需要重新启动要么必须进入工厂车间中以用于重新投入使用。
由于对机动车运行的这种限制，保险装置——该保险装置引起或开始切断电组件——典型地通常非常牢固地设计，从而电组件与能量供应单元的分开、因此车载电网的去激活——尤其是关于机动车的事故引起的损伤——较迟地实现。与这种保险装置相关的事故识别在此典型地借助于传感器装置来实现，该传感器装置尤其被设置用于触发安全控制系统。由于相应地较迟地分开电组件与能量供应单元，这些组件——尤其是当它们在发生事故时可能以较高的可能性被损坏——借助于耗费高的防护设备避免受到事故引起的损伤作用，以便尤其是阻止由所述作用引起的短路的危险。
技术实现要素：
本发明的目的在于，实现一种用于可逆地断开机动车的至少一个电组件的保险装置、一种具有保险装置的机动车以及一种用于运行保险装置的方法，它们相对于已知的保险装置、机动车和方法具有下述优点，尤其是更为耐损耗的，使得机动车的运行在发生事故时或者在即将发生事故时受到较小影响并且提供更高级别的安全性。
所述目的通过下述方式来实现：实现独立权利要求的主题。有利的设计方案由从属权利要求给出。
所述目的尤其是通过下述方式来实现：实现一种用于可逆地断开机动车的至少一个电组件的保险装置，该保险装置具有第一开关装置。在此，机动车的第一能量供应单元与机动车的至少一个电组件——尤其是电驱动装置——之间的电连接在第一开关装置的第一切换状态中存在并且在第一开关装置的第二切换状态中被切断。在此规定，保险装置具有第二开关装置，其中，机动车的第二能量供应单元与至少一个电组件之间的电连接在第二开关装置的第一切换状态中存在并且在第二开关装置的第二切换状态中被切断，所述第二能量供应单元与第一能量供应单元并联并且设计成电容器。
所述保险装置相对于现有技术具有大量优点。通过下述方式——保险装置具有第二开关装置，其中，机动车的第二能量供应单元与至少一个电组件之间的电连接在第二开关装置的第一切换状态中存在并且在第二开关装置的第二切换状态中被切断，所述第二能量供应单元与第一能量供应单元并联并且设计成电容器，则尤其能引起可逆地断开机动车中的至少一个电组件。在此相对于现有技术显著地降低了第一和/或第二开关装置的损耗。尤其是能以有利的方式分开第一能量供应单元与至少一个电组件之间的电连接，此外其中，机动车的至少暂时的运行能借助于第二能量供应单元来实现。
以这种方式，机动车的运行至少关于和安全相关的功能还可以在发生事故时或在即将发生事故时仍得到保证。因此，保险装置与现有技术相比可以更灵敏地设计，其中，只有在机动车的较高的紧急程度时，第一和第二能量供应单元才与至少一个电组件分开。因此可以至少部分地省去电组件的防护设备。降低、优选阻止第一和/或第二开关装置的损耗，其中，第二能量供应单元在第一和/或第二开关装置的切换状态改变时尤其是缓冲了电流尖峰。
机动车的紧急程度尤其相应于机动车的危险情况的形式和/或事故可能性的高度。紧急程度尤其相应于机动车、尤其是机动车乘员受到伤害的风险。较高的紧急程度尤其相应于较危急的危险情况或较高的事故可能性。尤其是机动车的驱动装置的提高的目前的功率和/或目前的功率消耗提高了紧急程度。较低的紧急程度尤其相应于机动车的不太危急的危险情况或较低的事故可能性。尤其是，驱动装置的降低的目前的功率和/或目前的功率消耗降低了紧急程度。换句话说，目前的功率和/或目前的功率消耗越大，紧急程度就越高，或反之亦然。
可逆地断开至少一个电组件的特征尤其在于多次中断和恢复至少一个电组件与第一和/或第二能量供应单元之间的电连接。这种可逆的断开尤其能通过低损耗地、优选无损耗地运行第一和/或第二开关装置来实现。
至少一个电组件尤其是机动车的驱动装置。优选地，机动车具有其它电组件、尤其是功率电子设备。此外可以设置其它电组件、尤其是与安全相关的设备。优选地，至少一个电组件能通过机动车的车载电网借助于第一和/或第二能量供应单元来供给能量，尤其是当车载电网未由于分开该车载电网与能量供应单元之间的电连接而被去激活时。
优选地，第一能量供应单元与至少一个电组件之间的电连接在第一开关装置的第一切换状态中存在，其中，第一能量供应单元与至少一个电组件之间的电连接在第一开关装置的第二切换状态中被切断。优选地，第二能量供应单元与至少一个电组件之间的电连接在第二开关装置的第一切换状态中存在，其中，第二能量供应单元与至少一个电组件之间的电连接在第二开关装置的第二切换状态中被切断。
优选地，第一开关装置和/或第二开关装置设计成接触器或晶体管、尤其是设计成金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或者具有接触器或晶体管、尤其是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。替选地，第一和/或第二开关装置可以不同地构成，其中决定性的是，功能根据本发明的保险装置来确保。
优选地，第一能量供应单元设计成蓄电池。蓄电池尤其是理解成以电化学为基础的用于电能的可充电的存储器。第一能量供应单元尤其是高压蓄电池。
设计成电容器的第二能量供应单元优选设计成超级电容器。超级电容器尤其是理解成电化学电容器。优选地，第二能量供应单元在机动车运行中借助于第一能量供应单元来充电，其中，尤其是存在第一和第二能量供应单元彼此间的电连接。优选地，第一能量供应单元和/或第二能量供应单元布置在机动车中或上的防撞的位置处。
机动车的电驱动装置尤其是具有电动机或设计成电动机。
本发明的一种改进方案提出，保险装置包括第三开关装置，其中，通过第三开关装置的第一切换状态引起第二能量供应单元放电，并且通过第三开关装置的第二切换状态阻止第二能量供应单元放电。
优选地，第三开关装置设计成接触器或晶体管、尤其是设计成金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或具有接触器或晶体管、尤其是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。替选地优选规定，第三开关装置不同地构成，其中决定性的是，功能根据本发明的保险装置来确保。
通过第二能量供应单元的放电，尤其是在机动车发生事故或即将发生事故时可以确保乘员和/或事故参与者的安全性。
在本发明的一种改进方案中规定，保险装置包括计算装置，所述计算装置与机动车的至少一个传感器装置或与机动车的功率电子设备、优选地与机动车的至少一个这种传感器装置和机动车的这种功率电子设备通信连接，借助于所述功率电子设备尤其能控制和/或调节驱动装置的功率。至少一个传感器装置优选具有摄像机和/或雷达和/或加速度传感器，或由摄像机和/或雷达和/或加速度传感器组成。优选规定，至少一个传感器装置具有其它传感器和/或由其它传感器组成。通过使用机动车的已经存在的设备、尤其是功率电子设备和/或至少一个相应类型的传感器装置，可以降低保险装置的成本。
在保险装置的一种优选实施方式中规定，计算装置被布置用于，基于由至少一个传感器装置提供的传感器信息或由功率电子设备提供的功率信息、优选地由至少一个传感器装置提供的传感器信息和由功率电子设备提供的功率信息来确定机动车的运行状态。优选地，计算装置在此被布置用于，基于所述运行状态来分别操控第一开关装置和/或第二开关装置和/或第三开关装置以使之占据第一切换状态和/或第二切换状态。
优选地，计算装置由至少一个传感器装置——尤其是在机动车运行中——连续地提供传感器信息。优选地，计算装置由功率电子设备——尤其是在机动车运行中——连续地提供功率信息。特别优选地，功率电子设备和计算装置彼此通信连接，其中，功率电子设备由计算装置——尤其是在机动车运行中——连续地提供关于运行状态的信息。功率电子设备优选被布置用于，基于运行状态改变、尤其是降低和/或提高驱动装置的功率和/或功率消耗。
传感器信息尤其包括关于针对机动车的危险情况和/或事故可能性的信息。功率信息尤其包括关于驱动装置的目前的功率消耗或关于驱动装置的所要求的功率的信息。尤其是借助于计算装置来确定机动车的运行状态，其中，优选地确定机动车的紧急程度。优选地，基于紧急程度来确定运行状态。尤其是机动车的彼此不同的运行状态相应于紧急程度的彼此不同的形式。优选连续地、特别优选实时地确定机动车的运行状态。则尤其是得出了与时间相关的运行状态。优选地，运行状态占据不连续的各个级别。优选地，基于传感器信息和/或功率信息的尤其是时间方面的变化来重新确定机动车的运行状态。这特别是意味着，基于机动车的紧急程度的时间走向、尤其在改变的危险情况和/或事故可能性时、优选在驱动装置的改变的目前的功率消耗或目前的功率时重新确定机动车的运行状态。
本发明的一种改进方案提出，在机动车的第一运行状态中且在机动车的第二运行状态中，第一开关装置处于第一切换状态中，第二开关装置处于第一切换状态中，第三开关装置处于第二切换状态中。机动车的第二运行状态在此优选与机动车的第一运行状态不同。优选地，对应于机动车的第二运行状态的紧急程度高于对应于机动车的第一运行状态的紧急程度。
尤其是第一运行状态相应于机动车的其中未识别出机动车危险的运行状态。能量在此优选充分地尤其是通过第一能量供应单元提供给驱动装置。第二运行状态尤其相应于机动车的其中尤其是借助于至少一个传感器装置识别出关于机动车的危险趋势的运行状态。优选地，在第二运行状态中尤其是借助于功率电子设备来节制驱动装置的功率消耗。
本发明的一种改进方案提出，在机动车的第三运行状态中，第一开关装置处于第二切换状态中，第二开关装置处于第一切换状态中，第三开关装置处于第二切换状态中。优选地，机动车的对应于第三运行状态的紧急程度高于机动车的对应于第二运行状态的紧急程度。
第三运行状态优选相应于机动车的其中事故可能性非常高的运行状态，其中，事故可能性尤其是处于70％的范围内。在第三运行状态中，第一能量供应单元与至少一个电组件、尤其是驱动装置分开，其中，此外通过第二能量供应单元确保了至少一个电组件的能量供给。
本发明的一种改进方案提出，在机动车的第四运行状态中且在机动车的第五运行状态中，第一开关装置处于第二切换状态中，第二开关装置处于第一切换状态中，第三开关装置处于第一切换状态中。
第四运行状态优选相应于机动车的下述紧急程度，该紧急程度高于第三运行状态中的紧急程度。优选地，第五运行状态相应于机动车的下述紧急程度，该紧急程度高于机动车在第四运行状态中的紧急程度。
第四运行状态尤其相应于机动车的其中事故不可避免的运行状态，其中，事故、尤其是机动车与另一物体的碰撞还未发生。在第四运行状态中，尤其是第二能量供应单元放电。
第五运行状态优选相应于机动车的其中事故、尤其是碰撞恰好开始的运行状态。在第五运行状态中，优选功率电子设备通过清空的第二能量供应单元放电。
根据本发明的一种改进方案规定，在机动车的第六运行状态中，第一开关装置处于第二切换状态中，第二开关装置处于第二切换状态中，第三开关装置处于第二切换状态中。优选地，第六运行状态对应于机动车的下述紧急程度，该紧急程度高于机动车的相应于第五运行状态的紧急程度。
第六运行状态优选相应于机动车的其中事故、尤其是碰撞已经开始且优选还在进行的运行状态。优选地，机动车的变形还未结束。在第六运行状态中，第一和/或第二能量供应单元与至少一个电组件、尤其是驱动装置和/或功率电子设备分开。
优选规定，尤其是基于紧急程度、优选传感器信息和/或功率信息的变化、尤其是时间变化，可以实现运行状态从一个级别向下一个级别转变。运行状态的级别优选按照顺序被占据，其中，例如在第一运行状态之后占据第二运行状态和之后占据第三运行状态等。附加地优选规定，基于紧急程度的变化、尤其是时间变化在一定程度上跳过各个级别，例如从第一运行状态直接转换至第三运行状态。
以类似的方式优选规定，在逐渐降低的紧急程度时，运行状态沿在一定程度上更低的级别的方向发展，该级别相应于机动车的更低的紧急程度。例如可以从第三运行状态转换至第二运行状态并且最后转换至第一运行状态。尤其是在紧急程度特别快速地变化时，还可以跳过运行状态的各个级别，其中，例如从第三运行状态直接转换至第一运行状态。
所述目的尤其是还通过下述方式来实现：实现一种机动车，其具有：第一能量供应单元；第二能量供应单元，所述第二能量供应单元与第一能量供应单元并联并且设计成电容器；至少一个电组件、尤其是电驱动装置；和优选至少一个传感器装置和/或功率电子设备，所述机动车具有保险装置。特别优选地，机动车具有根据前述实施方式之一所述的、根据本发明的保险装置。与机动车相关地尤其是得出了下述优点，所述优点已经与保险装置相关地进行阐述。
所述目的尤其是还通过下述方式来实现：实现一种用于运行保险装置的方法，其中，保险装置具有第一开关装置，其中，机动车的第一能量供应单元与机动车的至少一个电组件——尤其是机动车的电驱动装置——之间的电连接在第一开关装置的第一切换状态中建立并且在第一开关装置的第二切换状态中被切断。规定了，保险装置具有第二开关装置，其中，机动车的第二能量供应单元与至少一个电组件之间的电连接在第二开关装置的第一切换状态中建立并且在第二开关装置的第二切换状态中被切断，所述第二能量供应单元与第一能量供应单元并联并且设计成电容器。特别优选地，在本方法的范围内运行根据前述实施方式之一所述的、根据本发明的保险装置。在本方法的范围内尤其得出了下述优点，所述优点已经与根据本发明的保险装置相关地进行阐述。
附图说明
下面借助于图1详细阐述本发明。
图1示出了具有保险装置的机动车的示意图。
具体实施方式
图1示意性示出了具有第一能量供应单元3和第二能量供应单元5的机动车1。第一能量供应单元3优选设计成蓄电池。第二能量供应单元5与第一能量供应单元3并联并且设计成电容器。特别优选地，第二能量供应单元5设计成超级电容器。此外，机动车1具有至少一个电组件、尤其是电驱动装置7。该驱动装置7优选设计成电机。
在根据图1的实施例中，机动车1具有至少一个——在此两个——传感器装置9，其中，在此示例性设置设计成摄像机的传感器装置9’和设计成加速度传感器的传感器装置9”。可选地可以设置其它传感器装置，这一点通过具有附图标记9”’的点在附图中示出。
此外，机动车1具有另外的电组件、即功率电子设备11，借助于该功率电子设备尤其能控制和/或调节驱动装置7的功率。
机动车1具有用于可逆地断开机动车1的至少一个电组件——尤其是驱动装置7和功率电子设备11——的保险装置13。保险装置13具有第一开关装置15，其中，机动车1的第一能量供应单元3与机动车1的至少一个电组件、尤其是电驱动装置7和功率电子设备11之间的电连接在第一开关装置15的第一切换状态中存在并且在第一开关装置15的第二切换状态中被切断。电连接示意性地借助于通过附图标记16标注的电线路示出。
规定了，保险装置13具有第二开关装置17，其中，机动车1的第二能量供应单元5与至少一个电组件之间的电连接在第二开关装置17的第一切换状态中存在并且在第二开关装置17的第二切换状态中被切断。
保险装置13在此具有第三开关装置19，其中，通过第三开关装置19的第一切换状态引起第二能量供应单元5的放电，并且通过第三开关装置19的第二切换状态阻止第二能量供应单元5的放电。在附图内示出的实施例中，在电旁路中设置电阻21，该电旁路在第三开关装置19的第一切换状态中使第二能量供应单元5短路。
第一开关装置15在此设计成开关，该开关在第一开关装置15的第一切换状态中闭合并且在第一开关装置15的第二切换状态中断开。第二开关装置17在此设计成开关，该开关在第二开关装置17的第一切换状态中闭合并且在第二开关装置17的第二切换状态中断开。第三开关装置19在此设计成开关，该开关在第三开关装置19的第一切换状态中闭合并且在第三开关装置19的第二切换状态中断开。
保险装置13在此具有计算装置23，该计算装置与机动车1的至少一个传感器装置9通信连接。在至少一个传感器装置9和计算装置23之间的通信连接在此通过箭头25示意性示出。此外，计算装置23在此与机动车1的功率电子设备11通信连接，借助于该功率电子设备尤其能控制和/或调节驱动装置7的功率。在计算装置23和功率电子设备11之间的通信连接在此示意性通过双箭头27示出。
计算装置23优选地被布置用于，基于由至少一个传感器装置9提供的传感器信息和/或由功率电子设备11提供的功率信息来确定机动车1的运行状态。优选地，计算装置23被布置用于，基于运行状态来分别操控第一开关装置15和/或第二开关装置17和/或第三开关装置19以使之占据第一切换状态和/或第二切换状态。第一开关装置15和/或第二开关装置17和/或第三开关装置19的操控在附图中借助于虚线29示意性示出。
优选地还规定，至少一个传感器装置9向计算装置23提供传感器信息、尤其是关于机动车1的危险情况和/或事故可能性的信息。此外优选规定，功率电子设备11向计算装置23提供功率信息、尤其是关于驱动装置7的目前的功率消耗和/或驱动装置7的要求的和/或目前的功率的信息。
此外优选规定，计算装置23向功率电子设备11提供关于机动车1的运行状态的信息。基于关于机动车1的运行状态的信息，优选地，驱动装置7的功率能借助于功率电子设备11来改变、优选降低。
优选地，机动车1处于运行状态的不同的、尤其是不连续的级别，尤其是机动车1的确定的紧急程度分别对应于这些级别。在一种下面详细描述的、特别优选的实施例中，设置机动车1的运行状态的六个级别。在此尤其是机动车1的最低紧急程度对应于机动车1的第一运行状态，其中，机动车1的最高紧急程度对应于第六运行状态。在第一和第六运行状态之间，第二运行状态、第三运行状态、第四运行状态和第五运行状态设置有分别逐渐增加的对应的紧急程度。
在此优选规定，基于传感器信息——该传感器信息尤其描述了机动车1的危险情况和/或事故可能性——和/或功率信息、尤其是驱动装置7的目前功率消耗和/或所要求的功率，来确定运行状态。尤其是这种确定连续地、优选实时地实现。因此优选在时间走向上连续地、尤其是在机动车1的运行中确定六个运行状态之一。
下面详细阐述优选设置的六个运行状态。
优选地，在机动车1的第一运行状态中且在机动车1的第二运行状态中，第一开关装置15处于第一切换状态中，第二开关装置17处于第一切换状态中且第三开关装置19处于第二切换状态中。第一运行状态优选相应于机动车1的不存在危险的运行状态。
在第一运行状态中，优选地最大能量尤其通过第一能量供应单元3提供给驱动装置7。第二运行状态——其中第一开关装置15、第二开关装置17和第三开关装置19相对于第一运行状态关于其切换状态未改变——相应于机动车1的尤其是识别出危险趋势的运行状态。这种识别尤其借助于至少一个传感器装置9来实现。在第二运行状态中，尤其是第一能量供应单元3向驱动装置7的能量输送优选借助于功率电子设备11来降低。
优选地，在机动车1的第三运行状态中，第一开关装置15处于第二切换状态中，第二开关装置17处于第一切换状态中且第三开关装置19处于第二切换状态中。第三运行状态优选相应于机动车1的事故可能性非常高的运行状态，尤其是在70％的范围内。在第三运行状态中，第一能量供应单元3与至少一个电组件、尤其是驱动装置7和功率电子设备11分开。然而此外借助于第二能量供应单元5确保了电组件、尤其是驱动装置7的能量供给。
优选地，在机动车1的第四运行状态和机动车1的第五运行状态中，第一开关装置15处于第二切换状态中，第二开关装置17处于第一切换状态中且第三开关装置19处于第一切换状态中。第四运行状态尤其是相应于机动车1的事故、尤其是碰撞不可避免的运行状态。这种事故优选即将在第四运行状态中来临。在第四运行状态中，尤其是第二能量供应单元5放电。
第五运行状态尤其是相应于机动车1的事故刚开始的运行状态。在第五运行状态中，尤其是功率电子设备11通过被清空的第二能量供应单元5——即电容器、优选超级电容器——放电。
优选地在机动车1的第六运行状态中，第一开关装置15处于第二切换状态中，第二开关装置17处于第二切换状态中且第三开关装置19处于第二切换状态中。优选地，第六运行状态相应于机动车1的出现事故、尤其是碰撞的运行状态。也就是说事故已经发生，其中，尤其是机动车1的损伤、尤其是损毁和/或变形还未结束。在第六运行状态中，第二能量供应单元5也与至少一个电组件、尤其是驱动装置7和功率电子设备11分开。机动车1的车载电网在第六运行状态中优选在一定程度上被去激活。
下面描述了一种方法——借助于该方法运行根据附图中示出的实施例的保险装置13。在此，保险装置13具有第一开关装置15，其中，机动车1的第一能量供应单元3与机动车1的至少一个电组件——尤其是机动车1的电驱动装置7和优选机动车1的功率电子设备11——之间的电连接在第一开关装置15的第一切换状态中建立并且在第一开关装置15的第二切换状态中被切断。
规定了，保险装置13具有第二开关装置17，其中，机动车1的第二能量供应单元5与至少一个电组件之间的电连接在第二开关装置17的第一切换状态中建立并且在第二开关装置17的第二切换状态中被切断，所述第二能量供应单元与第一能量供应单元3并联并且设计成电容器、尤其是超级电容器。
总而言之，借助于保险装置13、具有保险装置13的机动车1以及用于运行保险装置13的方法实现了可逆地断开机动车中的至少一个电组件。以这种方式确保了对机动车1的乘员的保护，其中，同时降低了对机动车1运行的损伤以及开关装置15、17、19的损耗。