用于電系統(tǒng)的多功能監(jiān)控的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及電系統(tǒng)、尤其具有電氣驅(qū)動(dòng)或者混合驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛中的電系統(tǒng)的監(jiān)控和控制的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]將完全地或者部分地通過(guò)電能驅(qū)動(dòng)的車輛稱作混合動(dòng)力車輛或者電動(dòng)車輛。所述能量通常來(lái)自儲(chǔ)能系統(tǒng)，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)與其它功率電路的電連接要么必須永久地分離，要么可以動(dòng)態(tài)地被切換。
[0003]這樣的車輛要求一系列的監(jiān)控功能和操作功能，以便監(jiān)控安全相關(guān)的參數(shù)和相應(yīng)地操控所述系統(tǒng)。
[0004]例如所有與儲(chǔ)能系統(tǒng)永久地或者暫時(shí)地連接的功率電路相對(duì)于車載電網(wǎng)電壓層面(充電電子設(shè)備、功率電子設(shè)備等)電分離的有效性出于安全原因必須通過(guò)足夠大的電阻從確定的電壓范圍起被監(jiān)控。DE 102 12 493 A1、DE 102 05 381 Al和DE 10 2006 050529描述用于絕緣監(jiān)控的已知的系統(tǒng)。
[0005]此外，危險(xiǎn)的電壓可能出乎意料地由開(kāi)關(guān)的錯(cuò)誤位置(Fehlstel lungen)產(chǎn)生，其中所述開(kāi)關(guān)建立或者中斷與功率電路的連接。因此這樣的錯(cuò)誤位置應(yīng)當(dāng)盡可能快地被識(shí)別。
[0006]因?yàn)橐B接的功率電路(電動(dòng)機(jī))是高電容性負(fù)載，所以經(jīng)常設(shè)置預(yù)充電過(guò)程，所述預(yù)充電過(guò)程能夠?qū)崿F(xiàn)低耗損的切換過(guò)程。對(duì)此，負(fù)載側(cè)短時(shí)間地通過(guò)串聯(lián)電阻被接到源上。通過(guò)短缺的(knappe )時(shí)間窗引起地需要與電平有關(guān)的開(kāi)關(guān)控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所基于的任務(wù)是:提供對(duì)完全或者部分電驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛的電系統(tǒng)的改善的和簡(jiǎn)單的監(jiān)控。
[0008]所述任務(wù)通過(guò)獨(dú)立專利權(quán)利要求的主題解決。本發(fā)明的有利的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中描述。
[0009]按照本發(fā)明的第一方面，用于監(jiān)控和控制在具有電氣驅(qū)動(dòng)或者混合驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛中的電系統(tǒng)的設(shè)備被描述。所描述的設(shè)備具有以下:(a)用于提供在第一端子和參考端子之間的交流電壓的第一交流電壓源，(b)用于提供在第二端子和參考端子之間的交流電壓的第二交流電壓源，(c)用于檢測(cè)第一端子和參考端子之間的第一電壓的第一電壓表，(d)用于檢測(cè)第二端子和參考端子之間的第二電壓的第二電壓表，和(e)控制單元，所述控制單元被設(shè)立用于控制第一交流電壓源和第二交流電壓源，以及用于從第一電壓表獲得第一電壓和從第二電壓表獲得第二電壓，其中所述控制單元此外被設(shè)立用于(i)相對(duì)于與參考端子連接的電位測(cè)定用于與第一端子連接的組件的第一絕緣電阻和/或用于與第二端子連接的第二組件的第二絕緣電阻，(ii)測(cè)定與第一端子連接的電容性負(fù)載的預(yù)充電狀態(tài)，所述電容性負(fù)載由與第二端子連接的電壓供應(yīng)裝置預(yù)充電，和(iii)測(cè)定布置在兩個(gè)組件之間的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，其中兩個(gè)組件中的一個(gè)與第一端子連接，并且兩個(gè)組件中的另一個(gè)與第二端子連接。
[0010]所描述的設(shè)備所基于的認(rèn)識(shí)是，用于測(cè)定絕緣電阻、預(yù)充電狀態(tài)和開(kāi)關(guān)狀態(tài)的三個(gè)功能可以通過(guò)唯一的設(shè)備被執(zhí)行，所述設(shè)備具有中央控制單元和各一個(gè)交流電壓源和電壓表的兩個(gè)獨(dú)立的組。因此所描述的設(shè)備能夠尤其在不使用用于每個(gè)監(jiān)控功能的各個(gè)專用監(jiān)控裝置的情況下實(shí)現(xiàn)在具有電氣驅(qū)動(dòng)或者混合驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛的電系統(tǒng)中對(duì)多個(gè)參數(shù)的高效的和便宜的監(jiān)控。
[0011]在該文件中，“交流電壓源”尤其表示用于產(chǎn)生具有關(guān)于振幅、頻率和相位的預(yù)先給定的值的交流電壓的發(fā)電機(jī)。
[0012]在該文件中，“第一端子”、“第二端子”和“參考端子”尤其表示電路中的各個(gè)電接觸點(diǎn)或者連接位置。
[0013]在該文件中，“電壓表”表示用于檢測(cè)兩個(gè)接觸點(diǎn)之間的電壓、尤其直流電壓和/或交流電壓的設(shè)備。
[0014]在該文件中，“控制單元”尤其表示具有處理器、存儲(chǔ)器和接口的中央單元。
[0015]在該文件中，“絕緣電阻”尤其表示組件的接觸點(diǎn)和參考電位之間的歐姆電阻分量。
[0016]在該文件中，“電容性負(fù)載的預(yù)充電狀態(tài)”尤其表示負(fù)載的當(dāng)前的電壓和電容性負(fù)載在完全充電的狀態(tài)下具有的電壓之間的比例。
[0017]在該文件中，“開(kāi)關(guān)狀態(tài)”尤其表示開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，也就是說(shuō)所述開(kāi)關(guān)是提供兩個(gè)接觸點(diǎn)之間的連接還是不提供連接。
[0018]所述控制單元可以是獨(dú)立的單元或者被實(shí)現(xiàn)為其它單元的部分。所述控制單元尤其被設(shè)立用于，操控第一和第二交流電壓源，使得所述第一和第二交流電壓源提供各自的交流電壓。所述控制單元尤其可以將振幅、頻率和相位的各個(gè)值傳送給每個(gè)交流電壓源。所述控制單元此外被設(shè)立用于，從第一和第二電壓表獲得所測(cè)量的電壓。電壓測(cè)量可以作為數(shù)字信號(hào)或者作為模擬信號(hào)由電壓表輸出。在后者的情況下，所述控制單元可以將獲得的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)?；陔妷罕淼乃@得的信號(hào)，所述控制單元可以測(cè)定和存儲(chǔ)第一和第二電壓的各自的直流電壓分量和/或各自的交流電壓分量。
[0019]所述控制單元此外被設(shè)立用于執(zhí)行三個(gè)監(jiān)控功能。所述監(jiān)控功能中的第一個(gè)是測(cè)定用于第一和/或第二組件的絕緣電阻，所述第一和/或第二組件與第一端子連接。作為用于絕緣電阻測(cè)量的參考，參考端子的電位被使用。所述第二監(jiān)控功能是測(cè)定電容性負(fù)載的預(yù)充電狀態(tài)，所述電容性負(fù)載與第一端子連接，由與第二端子連接的電壓供應(yīng)裝置預(yù)充電。最后，第三監(jiān)控功能是測(cè)定一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，所述一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)被布置在兩個(gè)組件之間，以便將其可選地相互連接和彼此分開(kāi)，其中組件中的一個(gè)與第一端子連接，并且另一個(gè)組件與第二端子連接。
[0020]應(yīng)該注意的是，在執(zhí)行三個(gè)監(jiān)控功能之一之前必須將相關(guān)的一個(gè)組件或多個(gè)組件或者電容性負(fù)載和電壓供應(yīng)裝置與第一和第二端子連接。這可以例如借助于電子開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。
[0021]概括地，所描述的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)在具有電氣驅(qū)動(dòng)或者混合驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛中的電容性負(fù)載的預(yù)充電狀態(tài)以及針對(duì)不同組件的絕緣電阻和開(kāi)關(guān)狀態(tài)的監(jiān)控。
[0022]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述控制單元此外被設(shè)立用于基于由第一電壓表測(cè)定的第一電壓來(lái)測(cè)定第一絕緣電阻和/或用于基于由第二電壓表測(cè)定的第二電壓來(lái)測(cè)定第二絕緣電阻。
[0023]按照本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述控制單元此外被設(shè)立用于，基于由第二電壓表測(cè)定的第二電壓和由第一電壓表測(cè)定的第一電壓之間的差來(lái)測(cè)定預(yù)充電狀態(tài)。
[0024]電容性負(fù)載的預(yù)充電通常通過(guò)接通電壓供應(yīng)裝置和負(fù)載之間的電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)，以便限制預(yù)充電電流。測(cè)定的第二電壓和測(cè)定的第一電壓之間的差因此取決于所述電阻上的電壓并且因此允許以簡(jiǎn)單的方式計(jì)算預(yù)充電狀態(tài)。
[0025]按照本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述控制單元此外被設(shè)立用于，如果由第二電壓表測(cè)定的第二電壓和由第一電壓表測(cè)定的第一電壓之間的差達(dá)到預(yù)充電閾值，那么將控制信號(hào)輸出給預(yù)充電開(kāi)關(guān)。
[0026]所述預(yù)充電閾值可以尤其對(duì)應(yīng)于大約85%至95%、尤其90%的預(yù)充電狀態(tài)。如果達(dá)到期望的預(yù)充電狀態(tài)，那么所述控制設(shè)備將控制信號(hào)輸出給預(yù)充電開(kāi)關(guān)，以便例如跨接預(yù)充電電阻，并且將所述負(fù)載直接地耦合到電源供應(yīng)裝置上。
[0027]所描述的設(shè)備因此可以以簡(jiǎn)單的方式在接通負(fù)載的情況下有助于在正確的時(shí)間點(diǎn)、也就是說(shuō)當(dāng)負(fù)載的預(yù)充電