CN104903139B - 用于无效机动车的高压系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于无效机动车的电的高压系统的方法，带有以下步骤：‑在第一控制系统处请求中断高压系统；‑在第二控制系统处请求中断高压系统；‑通过控制系统中的至少一个自动中断高压系统。

Description

用于无效机动车的高压系统的方法
技术领域
本发明涉及一种用于无效机动车的电的高压系统以执行维护工作的方法以及一 种用于恢复按照该无效方法无效的高压系统的方法。
背景技术
在带有电气化的或部分电气化的动力总成系统的机动车(BEV：电池驱动的电动车辆；HEV：混合驱动的电动车辆；PHEV：插接式混合电动车辆)中,电的驱动马达以及其他的部件(例如尤其电驱动的空调压缩机)利用相对很高的、有时候数百伏的电压运行。利用高压运行的部件与高压电源和其他的元件(例如功率电子设备、充电设备)一起形成高压系统，其还被称作为牵引电气网络(Traktionsnetz)。除了牵引电气网络之外，电气化的机动车通常还具有第二电气系统，其基本相应于传统的机动车的汽车电气网络(Bordnetz)并且因此利用相对很低的电压(尤其12V或24V)运行。
在售后服务中必须在对牵引电气网络进行工作之前使牵引电气网络无效，以便避免维护人员由于接触牵引电气网络的处于高压下的部件而受到危害。这样的无效以三个步骤实现：首先产生牵引电气网络的无电压，然后防止牵引电气网络无意的或胡乱的重新接通，以及最后还肯定地确定无电压。
现在，无电压的建立一方面借助于所谓的“Hochvolt-Service Disconnect”(HV-SD)实现，其原则上为插头，该插头直接中断牵引电气网络，例如在其中手动地移除牵引电气网络的电桥或保险装置。此外，还可设置所谓的“Niedervolt-Service Disconnect”(LV-SD)，其由于直接中断其电压供给而打开牵引电气网络的保护装置(Schütze)。
在已知的方法中通过以下方式以简单的方式防止重新接通，即，锁藏HV-SD或隔离LV-SD。附加地可设置成：通过可锁定的虚设物(所谓的“模型(Dummies)”)代替HV-SD和/或LV-SD，从而变得不好接近的SD不可通过他人代替。
作为三步骤的无效过程的第三和最后的步骤的无电压的确定通过在确定的测量点处进行电压测量实现。
只要应恢复牵引电气网络，再次使用HV-SD或者LV-SD。
用于无效和恢复机动车的牵引电气网络的已知的方法具有的缺点是：其并非真正可靠。
虽然操作“移除服务断开”和通过模型“代替服务断开”通常属于在售后服务的范畴中规定的工艺步骤(其必须通过维护人员记录)，然而不存在这样的措施，其确保当在引导性的故障查找的范畴中指示恢复牵引电气网络时，那时才执行牵引电气网络的恢复。通过相应的服务断开代替模型在已知的系统中立即引起牵引电气网络的恢复。如果这疏忽地或故意地太早进行，即，在完全建立接触可靠性之前，任何在车辆处工作的人处于有可能遭受致命电击的危险中。
从文献DE 197 10 416 A1中已知一种高压插拔连接器，其应用于电气地连接电气化的机动车的高压电源与由此供电的部件，例如尤其电的驱动马达。除了接触元件(在其处在牵引电气网络的运行中存在高压)之外，该高压插拔连接器附加地还具有监测开关，其与控制单元连接。监测开关的操纵(其在松开插拔连接器与互补的配对插拔连接器时实现)引起通过控制单元使高压电源无效。由此应避免在插拔连接器的那时可自由接近的触头处继续存在高压。
发明内容
本发明的目的在于说明一种用于无效和恢复机动车的高压系统的经改进的方法。本发明的目的尤其在于使机动车的高压系统的维护变得更简单和/或更可靠。
该目的通过根据本发明的方法实现。根据本发明的方法的有利的设计方案由本发明的接下来的说明得到。本发明基于的思想是，通过以下方式使机动车的高压系统的维护变得更简单和更可靠，即，尽可能地减少需在无效以及恢复的范畴中进行的手动的操作并且替代地通过自动化的方法步骤代替。此外，为了在此获得足够的过程可靠性而设置成：大体上按需要或合理地冗余地进行自动化的过程步骤。
因此，本发明在最宽泛的意义中涉及一种用于无效机动车的电的高压系统的方法，带有以下步骤：
－在第一控制系统处(优选手动地)请求中断高压系统；
－在第二控制系统处(优选手动地)请求中断高压系统；
－通过控制系统中的至少一个自动中断高压系统。
根据本发明将这样的电压理解为“高压”，其在直流电压的情况下≥60V和/或在交流电压的情况下≥30V，并且尤其还明显地高于这些值，例如可为300V或400V。
根据本发明将“无电压”理解成这样的电压，其在直流电压的情况下≤25V并且尤其≤20V，和/或在交流电压的情况下≤30V，并且特别优选地为0V(在直流电压和交流电压的情况下)。
为了提高可靠性可优选地设置成：在自动中断高压系统后确定高压系统的无电压。这可通过一个或多个测量装置实现，其优选地集成在车辆内部并且尤其集成到控制器中的一个或两个中。在此可设置成：自动地记录无电压。此外可设置成：在至少一个输出装置上显示无电压，即，在两个限定的测量点之间的电压，其≤25V，从而可如有可能附加地手动地控制并且如有可能记录该电压。
在根据本发明的方法的进一步优选的实施方式中可附加地设置成，在自动中断之前确定在高压系统处高压的存在。由此可不仅提前检查高压系统的功能性，而且检查测量装置的功能性。
优选地通过至少两个独立的测量装置确定无电压和/或高压的存在，以便还在此通过冗余实现提高过程可靠性。特别优选地，两个测量装置集成到(至少)两个控制系统中。
优选地可设置成，通过控制系统手动地请求自动中断高压系统。因此，维护人员可影响这样的时间点，在该时间点应实现自动地切换成无电压。在此可特别优选地设置成，仅在确定的前提下完全实现手动的请求。例如在引导性的故障查找(例如其在维护的范畴中借助于维护设备进行)的范畴中，手动请求自动中断可仅仅在确定的时间点在限制的时间间隔内或依赖于完成在前的维护步骤实现。
可由此实现附加地提高根据本发明的方法的可靠性，即，必须在限定的时间间隔内(例如在30秒内)进行用于自动中断高压系统的两次请求，以便引起自动中断高压系统。
此外，本发明涉及一种用于恢复根据本发明无效的高压系统的方法，其至少带有以下方法步骤：
－在第一控制系统或第二控制系统处进行第一请求以用于结束(Schließen)高压系统的中断；
－在第一控制系统或第二控制系统处进行第二请求以用于结束高压系统的中断；以及
－通过控制系统自动结束高压系统的中断。
在此可优选地设置成，在第一请求和/或第二请求时必须输入在无效时产生的编码，以便引起自动结束高压系统的中断。
为了提高可靠性，还可在恢复高压系统时设置成，必须在在第一请求后的限定的时间间隔(例如30秒)内实现用于结束高压系统的中断的第二请求，以便引起自动结束高压系统的中断。
于是，在根据本发明的方法的进一步优选的实施方式中可设置成，该编码在使高压系统无效时在暂时地与控制系统相连接的维护设备上输出，并且在恢复高压系统时输入到维护设备中并且从维护设备必要时传输到一个或多个控制器处。维护设备可尤其为这种设备，其现今通常在检修机动车中用在软件引导的故障查找的范畴中。
当维护设备仅仅依赖于机动车的维护状态允许恢复高压系统时，可实现进一步提高在根据本发明的方法中的可靠性。由此维护设备可自动地检查机动车的维护状态，其中，依赖于维护状态实现自动结束高压系统的中断。在此尤其可设置成，当维护设备已经识别出完成引导性的故障查找时，输入在无效时输出的用于恢复的编码和/或双重的恢复请求仅仅同样在那时引起实际地自动结束高压系统的中断。备选地还可设置成，当维护设备已经识别出完成引导性的故障查找时，可仅以恢复高压系统的目的输入编码。
附图说明
下面根据在附图中示出的实施例进一步阐述本发明。其中：
图1在图中显示了根据本发明的方法在一实施方式中的基本特征；
图2在图中显示了在执行根据图1的根据本发明的方法时的基本步骤；
图3显示了在根据图1和2的方法的范畴中在使高压系统无效的情况下的视觉上的反馈；及
图4显示了在根据图1和2的方法的范畴中在恢复高压系统的情况下的视觉上的反馈。
具体实施方式
图1和2在图中显示了用于无效和接着恢复机动车的高压系统(“HV-System”)的基本特征和具体的方法步骤。
高压系统(未示出)为电气化的机动车的牵引电气网络。该牵引电气网络包括至少一个高压电源(例如，尤其高压电池单元或燃料电池)以及一个或多个高压负载。该高压负载尤其是一个或多个电的驱动马达、如有可能电的空调压缩机和利用高压运行的其他的舒适性装置和/或辅助机组、用于控制利用高压运行的功能元件的功率电子设备和如有可能充电系统，可经由充电系统为高压电池单元通过外部的电的能量来源充电。此外，高压系统包括一个或多个保护装置，其尤其可机电地来构造并且可由机动车的至少两个控制系统来操控以用于切换高压系统。依赖于操控信号打开保护装置，由此保护装置中断高压系统或高压系统的至少一个电路，或关闭保护装置，由此保护装置未影响(即，没有中断)高压系统。
第一控制系统为马达控制部，而第二控制系统为机动车的电池管理系统。两个控制系统不是利用高压运行，而是利用低压运行，并且为此集成到机动车的利用12V运行的常规的汽车电气网络中，如同样由传统的、利用仅仅一个内燃机驱动的机动车已知的那样。
此外，高压系统还包括至少一个测量装置，其实现定性(高压：是/否)和/或定量(精确到值)地测量存在于高压系统中的电压。
通过以下方式实现高压系统的无效：首先接通高压系统，即，置于高压下(“KI15开启”)。为此，将机动车或至少将高压系统借助于“点火开关钥匙”或其他的启动装置置于运行状态中。接着将外部的维护设备联接到为此设置的接口(其与两个控制系统连接)处，并且在维护设备中由执行维护的人员启动所谓的“引导性的故障查找”(GFF)。在引导性的故障查找中由维护设备输出具体的维护步骤。在此还可实现维护人员与维护设备的互相作用。
在维护设备中启动引导性的故障查找触发测量器件检查。在此进行的电压检查的结果(“AFES”：自动确定无电压)一方面在维护设备上以具体地在由测量装置量取的测量点处存在的高压的形式(即，定量地)说明；另一方面显示在机动车的配件中的屏幕中(“组合仪表”)，其中，显示仅仅是定性的，即，借助于“闪光”符号显示出是否存在高压。出于证明目的，将测量器件检查的结果记录下来。这可通过维护人员自动地或手动地实现。
如果存在高压(两个显示一致；正常情况)，可借助于维护设备手动地请求自动中断高压系统(“设置HV无效模式”)。为此维护设备还可在引导性的故障查找的范畴中进行请求。设置HV无效模式通过手动的、在限定的时间间隔内由维护人员进行的两次请求实现，其中，第一请求针对马达控制器的HV协调程序(“VCU”)，而第二请求针对电池管理系统(“BMS”)。仅当第二请求在在第一请求后的限定的时间间隔(例如30秒)内输入到维护设备中时，还才通过以下方式实际地进行高压系统的中断，即，两个控制系统打开高压系统的保护装置(“切断(freischalten)HV系统”)。
在根据本发明的方法中的一基本的可靠性方面在于，高压系统在自动的中断之后得到保护而不受无意的或胡乱的重新接通影响。这由通过控制系统中的至少一个生成运行代码实现，运行代码由控制系统传输到维护设备处并且在此处输出，即，尤其暂时地或持续地显示或以其他的类型和方式输出。但还可备选地通过维护设备本身生成运行代码。在输出运行代码后锁定控制系统，从而直到当运行代码再次输入到维护设备中时，才再次实现恢复(即，重新接通)高压系统。在此可作为用于恢复的附加条件限制成：通过维护设备引导的故障查找的全部步骤已结束。
然而首先仍然肯定地确定高压系统的无电压，其中，在此将无电压理解成电压<20V(直流电压)。这又通过测量装置实现，其中，测量装置的结果又显示在维护设备(定量地)和组合仪表上(定性地)，从而维护人员可或必须手动地(视觉地)确定其一致性。附加地可设置成将结果自动地或手动地记录在检查记录中。
接着可在维护设备中结束引导性的故障查找并且在高压系统处实施实际的维护工作。但是备选地，维护工作还可为引导性的故障查找的一部分。
在结束维护工作后可再次恢复高压系统。为此再次启动引导性的故障查找(备选方案：还在唯一的引导性的故障查找中进行恢复，如无效和维护工作那样)。接着借助于维护设备进行恢复的手动的请求(“复位HV无效模式”)，其中，为此又需要两次手动的请求，其重新在限定的时间间隔中提供给两个控制系统(与无效的次序相反)。在此需要至少一次输入在无效时生成的运行代码。然后控制系统自动地关闭保护装置，由此取消高压系统的在无效时实现的中断，即，接通高压系统。高压系统的这样实现的再次运行再次记录在检查记录中并且紧接着结束在维护设备中的引导性的故障查找。

Claims (11)

1.一种用于无效机动车的电的高压系统以执行维护工作的方法，带有以下顺序步骤：
－在第一控制系统处请求中断高压系统；
－在第二控制系统处请求中断高压系统；
－通过控制系统中的至少一个自动中断高压系统。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在自动中断之后确定所述高压系统的无电压。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在自动中断之前确定在所述高压系统处高压的存在。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，通过至少两个测量装置确定无电压和/或高压的存在。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，手动地进行用于中断所述高压系统的请求。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在第二控制系统处的请求必须在在第一控制系统处的请求之后的限定的时间间隔内进行，以便引起自动中断所述高压系统。
7.一种用于恢复按照根据前述权利要求中任一项所述的方法无效的高压系统的方法，带有以下顺序步骤：
－在第二控制系统处进行第一请求以用于结束所述高压系统的中断；
－在第一控制系统处进行第二请求以用于结束所述高压系统的中断；以及
－通过所述控制系统自动结束所述高压系统的中断。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在第一请求和/或第二请求时必须输入在无效时产生的编码，以便引起自动结束所述高压系统的中断。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，第二请求必须在在第一请求之后的限定的时间间隔内进行，以便引起自动结束所述高压系统的中断。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，编码在无效所述高压系统时在可暂时地与所述控制系统相连接的维护设备上输出并且在恢复所述高压系统时输入到所述维护设备中。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述维护设备检查维护状态，其中，仅在存在限定的维护状态时进行自动结束所述高压系统的中断。
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