用于在高压电气系统中确定无电压状态的方法和一种高压电气系统

摘要

本发明涉及一种用于确定尤其在电动车辆或混合动力车量的高压电气系统内(1)的无电压状态的方法，所述方法借助至少两个在高压电气系统(1)内的控制设备(3-5)和至少一个显示单元(14、16)来进行，其特征在于，所述控制设备(3-5)相互独立地测量在所述高压电气系统(1)内的电压，其中，当所述参与测量的控制设备(3-5)测量到低于阈值的电压时，才在所述显示单元(14、16)上显示无电压状态。本发明还涉及一种高压电气系统(1)。

说明书

本发明涉及一种用于在高压电气系统中确定无电压状态 (Spannungsfreiheit)的方法以及这种高压电气系统。

例如，在当前的电动或者混合动力车辆中使用电驱动装置。所述电驱动 装置为此具有与机动车的低压车载电路电流隔离的高压供电装置。这种供电 装置包括性能卓越的产生较高直流电压的电池以及具有该电驱动装置的变 流器的电力电子器件。所述驱动装置装配有绝缘的供电网络，因此能够降低 例如对服务人员的风险。因此，应该通过测量供电装置相对于车身的绝缘电 阻来监测绝缘情况。但是，对于安全性来说重要的不止是监测绝缘情况，还 在于在静止状态下、例如出于维护目的将电池与供电装置可靠地隔离。为此， 设置继电装置，在静止状态下打开该继电装置，以便将电池与供电装置、尤 其变流器的中间电路机械隔离，从而使导线和电力电子器件以及电动机处于 无电压状态。

由文献DE 10 2006 050 529 A1已知一种用于对电驱动装置的供电装置 进行绝缘监测和继电监测的开关装置，包括：

-用于为电驱动装置供电的电池，

-用于控制电驱动装置的电动机的由电池供电的电力电子器件，

-至少一个用于将电池与电力电子器件全极性(allpolig)电隔离的继电装 置，

-与参考电势相连接的用于产生用于绝缘监测和辅助监测的测量电压 的电压源，

-用于测量通过测量电压产生的基于参考电势的电压上升(Spannungshub) 的两个电压测量装置，

-其中，所述电压源和第一电压测量装置借助用于输送测量电压的供电 点电连接，并且所述电压源和第二电压测量装置借助用于测量电压上升的测 量点电连接，并且如此安置供电点和测量点，使得至少一个继电装置被连接 在所述供电点与测量点之间。

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于在高压电气系统内确定无 电压状态的方法以及提供一种这样的高压电气系统，借助该高压电气系统能 够可靠地确定无电压状态。

所述技术问题通过权利要求1和8的技术特征而解决。本发明更多有利 的实施方案由从属权利要求给出。

上述方法和高压电气系统、尤其电动车辆或者混合动力车辆的高压电气 系统包括至少两个控制设备和至少一个显示单元，其中，所述控制设备相互 独立地测量在高压电气系统中的电压，其中，只有当两个或者所有参与测量 的控制设备测量到低于阈值的电压时，才在显示单元上显示无电压状态。由 此冗余地测量在高压电气系统内的电压，从而能够可靠地识别单项误差。在 此，控制设备能够测量在高压电气系统内的相同电压或不同电压，即在不同 的电势位置上进行测量。

因为60V是对于接触保护的临界值，所以阈值例如能够设置为20V或 25V。在显示单元优选以图形形式进行对无电压状态的显示，即每个所显示 的图形表示各个测得的电压值的逻辑联接。但是所述图形还能够分别显示所 测得电压的实际值，其中，根据数值的大小例如用不同的颜色显示所述实际 值。还能够组合显示方式。此外还应该注意，在控制设备的错误测量时，优 选应当被判断为超过阈值，因为必要时这种情况也可能不是无电压状态。在 此，作为对上述显示的补充，可以在显示单元上显示关于这种无电压情况状 态(在此不是无电压)的信息，即在控制设备中出现了错误。

在一个实施方式中，在至少另一个显示单元上至少显示所测电压的实际 值。由于使用两个显示单元，所述方法对于显示单元的单项误差还是具有公 差容忍度的，因为两个显示单元中的每一个都必须显示出无电压状态。

在另一个实施方式中，连接有外部诊断设备，其中，所述外部诊断设备 通过网关控制设备与在高压电气系统内的控制设备相连接，和/或直接与单个 控制设备相连接。在此，用于确定无电压状态的方法能够通过诊断设备来进 行。但是可选地，所述方法还能够通过至少一个车辆内部的控制设备来进行。 例如能够在车辆内设置输入装置，该输入装置的操作通过控制设备来测量。 相应地，预定的踏板操作或者类似操作也可以成为触发事件。

在另一个实施方式中，无电压状态和/或测得的实际值显示在诊断设备 的显示单元上，并且无电压状态和/或测得的实际值显示在电动车辆或者混合 动力车辆的显示单元上。因此，进行冗余显示，从而也可识别到显示单元的 单项误差。在电动车辆或者混合动力车辆内的显示单元优选是多功能仪表。 在优选实施方式中，在车辆的显示单元内、优选在多功能仪表上例如以图形 的方式显示无电压状态，与之相对地，在诊断设备的显示单元上显示实际值。 那么使用者就必须观察这两个显示单元，其中，当车辆的显示单元显示出无 电压状态并且在诊断设备的显示单元上显示的实际值处于一个或多个阈值 之下时，才表示出于无电压状态。

在另一个实施方式中，通过诊断设备向至少一个控制设备传送信息，借 助该信息确定无电压状态。这在机动车内优选在点火状态下、即打开夹子15 的情况下进行。

在另一个实施方式中，用于测量电压的控制设备是交通运输工具的高压 电气系统的至少一个电池管理控制设备和/或另一个高压部件的控制设备、尤 其电动机的电力电子器件。在实施方式中，电池管理控制设备在此是其它控 制设备的数据的中央采集点，并且例如通过网关控制设备向一个或多个显示 单元传送这种预处理的数据。

在另一个实施方式中，充电设备的控制设备还测量电压，和/或充电管 理装置的控制设备测量至少一个电接线盒或者说充电插座的插接状态。

下面结合优选实施例进一步详细阐述本发明。唯一的附图示意性示出用 于自动确定在电动车辆或者混合动力车辆中的高压电气系统内的无电压状 态的方框图。

高压电气系统1包括发动机控制设备2、电力电子器件的控制设备3、 电池管理控制设备4、充电设备的控制设备5和充电管理装置的控制设备6， 所述充电管理装置与AC(交流电)充电插座或者说电接线盒7和DC(直流电) 充电插座或者说电接线盒8相连接。电力电子器件的控制设备3、电池管理 控制设备4和充电设备的控制设备5与高压电气系统1的高压线9相连接。 控制设备2-6在所示实施例中通过两个总线系统10、11相互连接，其中，其 中一个总线系统11与网关控制设备12相连接。控制设备2-6通过所示网关 控制设备12与带有显示单元14的多功能仪表13，并且与带有显示单元16 的外部的诊断设备15相连接。此外，发动机控制设备2和电池管理控制设 备4分别通过导线17而直接地与诊断设备15相连接。

在此情况下，如果使用者想要检查高压电气系统1是否被关闭或者是否 处于无电压状态，则通过诊断设备15经由导线17向电池管理控制设备4发 送相应的信息。参与测量的控制设备3-5随后测量在高压线9上的电压，并 且将该电压与阈值相对比。电池管理控制设备4从控制设备3和5接收状态 值。电池管理-控制设备4可选地或者附加地还能够从控制设备3和5接收 相应的实际值。所述实际值在此是控制设备3、5在高压线9上测量到的电 压值。状态值说明了相应测得的电压是否在阈值之上或在阈值之下，或者在 测量时是否出现错误。此外，控制设备6传达充电插座或者说电接线盒7、8 的插接状态、即充电插头是否被插上。如果电池管理控制设备4集合这些状 态、即当所有的控制设备3-5都将状态值判断为无电压并且没有充电插头被 插接时，则高压电气系统的总状态是无电压状态。这种总状态被电池管理控 制设备4通过网关控制设备12向多功能仪表13传送，并且显示在显示单元 14上。此外，控制设备3、4和5通过网关控制设备12向诊断设备15传送 所测得的实际值，在所述诊断设备处的显示单元16上显示所述实际值。所 述电池管理控制设备4可选地通过网关控制设备12或者直接通过导线17向 诊断设备15传送所有控制设备3-5所测得的实际值，在所述诊断设备的显 示单元16上显示所述实际值。除了实际值之外，还能够附加地向诊断设备 15传送状态值。

如果不论在显示单元14上的数据还是在显示单元16上的都显示高压电 气系统1处于无电压状态，则使用者能够熄火(关闭KL15(终端15))，并且对 高压电气系统1进行作业。在此需要注意，所述阈值优选具有滞后性，以便 在评定是否处于无电压状态时能够避免快速的变化。

如果所述方法显示高压电气系统1不在无电压状态，则为保险起见可以 重复上述方法步骤。可选地还能够进行其他的措施用来关闭高压电气系统1， 并且随后重复上述用于确定无电压状态的方法。