DE102010056006B4 - Verfahren zur Überwachung eines Leitungsnetzes für ein Fahrzeug sowie entsprechende Überwachungsvorrichtung und Fahrzeug - Google Patents

Verfahren zur Überwachung eines Leitungsnetzes für ein Fahrzeug sowie entsprechende Überwachungsvorrichtung und Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Überwachung eines Leitungsnetzes (9) für ein Fahrzeug (10), wobei das Leitungsnetz (9) mehrere Komponenten (3) umfasst, wobei ein Stromkreis (8) zur Überwachung des Leitungsnetzes (9) bereitgestellt wird, wobei mindestens einer der Komponenten mindestens ein jeweiliger Widerstand (6; 7) des Stromkreises (8) zugeordnet ist, wobei ein Gesamtwiderstand des Stromkreises (8) erfasst wird, und wobei eine Änderung des Gesamtwiderstands überwacht wird, und wobei eine Aktion bezüglich des Leitungsnetzes (9) ausgeführt wird, wenn die Änderung des Gesamtwiderstands größer als ein vorgegebener Wert erfasst wird,
wobei der Stromkreis (8) jeweils einen der mindestens einen Komponente (3) zugeordneten Unterbrecherkontakt (5) umfasst, wobei der jeweilige Unterbrecherkontakt (5) zwei Punkte (11) des Stromkreises (8) kurzschließt, wenn der jeweilige Unterbrecherkontakt (5) geschlossen ist,
wobei jeweils einer des mindestens einen Widerstands (7) parallel zu dem jeweiligen Unterbrecherkontakt (5) geschaltet wird,
wobei der jeweils mindestens eine Widerstand jeweils einen ersten Widerstand (6) und einen zweiten Widerstand (7) umfasst,
wobei jeweils der erste Widerstand (6) in Reihe mit dem jeweiligen Unterbrecherkontakt (5) angeordnet wird, und
wobei jeweils der zweite Widerstand (7) parallel zu dem jeweiligen Unterbrecherkontakt (5) angeordnet wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Überwachung eines Leitungsnetzes, insbesondere eines Traktionsnetzes, für ein Fahrzeug sowie eine entsprechend ausgestaltete Überwachungsvorrichtung und ein entsprechend ausgestaltetes Fahrzeug.
  • Die DE 29 35 335 C2 beschreibt eine Gleichstrommeldeanlage für Brandschutz, Notruf oder andere Gefahrenüberwachungseinrichtungen.
  • Die EP 0 015 656 B1 offenbart eine drahtgestützte Sicherheitseinrichtung, welche im Allgemeinen in Gebäuden eingesetzt wird, um insbesondere einen hörbaren Alarm abzugeben, wenn jemand in das Gebäude eindringt.
  • Die GB 1 429 781 A beschreibt ein Alarmsystem, welches einen Alarm ausgibt, wenn an bestimmten Stellen, welche durch das System geschützt sind, ein Einbruch oder ein Diebstahl bemerkt wird.
  • Die DE 10 2009 006 457 A1 beschreibt ein Verfahren zur Kabelüberwachung, wobei auf Pilotlinienleitungen verzichtet wird. Stattdessen wird auf ein Ringkabel, an welches elektrische Verbraucher angeschlossen sind und welches an eine Versorgungsspannung angeschlossen ist, ein Trägerfrequenzsignal aufmoduliert, welches zur Überwachung des Ringskabels selbst überwacht wird.
  • Die US 2010/0123573 A1 offenbart ein Verriegelungssystem, um einen Zugang zu einem Hochspannungssystem zu verhindern. Das Verriegelungssystem umfasst mehrere Komponenten, welche jeweils einen Widerstand parallel zu einem Schalter umfassen.
  • Die DE2528764 A1 beschreibt eine Schaltungsanordnung zur Überwachung von Feuermeldern. Dabei umfasst der Feuermelder eine Parallelschaltung aus einem ersten Widerstand und einer Reihenschaltung aus einem zweiten Widerstand und einem Schalter.
  • Nach dem Stand der Technik sind Überwachungssysteme in Fahrzeugen mit Hybrid- oder Elektroantrieb bekannt, wobei es bei einer Unterbrechung eines mit einer geringen Spannung beaufschlagten Stromkreises, welcher einen oder mehrere Hochvoltkomponenten eines Hochvoltsystems in dem entsprechenden Fahrzeug durchschleift, zur Abschaltung der Hochvoltversorgung des Traktionsnetzes innerhalb einer bestimmten Zeit kommt. Bei diesen bekannten Überwachungssystemen werden Kurzschlüsse innerhalb des Stromkreises nicht erkannt. Darüber hinaus ist eine Lokalisierung eines Fehlers (beispielsweise einer Unterbrechung oder eines Kurzschlusses) des Stromkreises bei mehr als einer überwachten Hochvoltkomponente nicht möglich.
  • Daher stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein Leitungsnetz in einem Fahrzeug zu überwachen, wobei Kurzschlüsse in einem das Leitungsnetz überwachenden Stromkreis erkannt werden können und eine Lokalisierung eines Fehlers des Stromkreises möglich ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Überwachung eines Leitungsnetzes nach Anspruch 1, durch eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung eines Leitungsnetzes nach Anspruch 9 und durch ein Fahrzeug nach Anspruch 11 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Überwachung eines Leitungsnetzes, insbesondere eines Traktionsnetzes, für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Leitungsnetz umfasst dabei mehrere Komponenten, insbesondere Hochvoltkomponenten, wobei das Leitungsnetz vorzugsweise mit hohen Spannungen der Spannungsklasse B (Gleichspannung von 60 V bis 1000 V und Wechselspannung von 25 V bis 1000 V) betrieben wird. Zur Überwachung des Leitungsnetzes wird ein Stromkreis bereitgestellt. Dabei ist mindestens einer der Komponenten jeweils ein oder mehrere Widerstände des Stromkreises zugeordnet. D.h. an oder bei einer, mehreren oder allen Komponenten des Leitungsnetzes ist jeweils mindestens ein Widerstand des Stromkreises angeordnet. Ein Gesamtwiderstand des Stromkreises wird erfasst und eine Änderung des Gesamtwiderstandes überwacht. Wenn die Änderung des Gesamtwiderstandes als ausreichend groß erfasst wird bzw. wenn die Änderung des Gesamtwiderstandes als größer als ein vorgegebener Wert erfasst wird, wird eine Aktion bezüglich des Leitungsnetzes ausgeführt.
  • Der Stromkreis umfasst dabei auch einen oder mehrere Unterbrecherkontakte, welche jeweils einer der Komponenten des Leitungsnetzes zugeordnet sind. Dabei schließt der jeweilige Unterbrecherkontakt zwei Punkte des Stromkreises kurz, wenn der jeweilige Unterbrecherkontakt geschlossen ist. Jeweils einer der Widerstände des Stromkreises, welcher der entsprechenden Komponente zugeordnet ist, ist dabei parallel zu dem entsprechenden Unterbrecherkontakt geschaltet.
  • Dabei umfasst der Stromkreis demnach bei jeder überwachten Komponente des Leitungsnetzes (Traktionsnetzes) zwei Widerstände. Dabei ist ein erster Widerstand in Reihe mit dem jeweiligen Unterbrecherkontakt der Komponente angeordnet, und ein zweiter Widerstand ist parallel zu diesem Unterbrecherkontakt angeordnet.
  • Zur Überwachung des Leitungsnetzes wird demnach der Stromkreis (auch als Pilotlinie bekannt) eingesetzt, welcher an bestimmten oder allen Komponenten des Leitungsnetzes einen oder mehrere diskrete elektrische Widerstände aufweist. Diese Widerstände sind dabei vorteilhafterweise in Form einer Reihenschaltung angeordnet. Da ein Kurzschluss zu einer entsprechenden Änderung des Gesamtwiderstandes des Stromkreises führt, kann der Kurzschluss vorteilhafterweise (wenn sich der Gesamtwiderstand um mehr als den vorgegebenen Wert ändert) erfasst werden. Bei dem Einsatz von verschiedenen Widerstandswerten bei den jeweiligen Komponenten kann erfindungsgemäß auch anhand des Widerstandswertes des sich aufgrund des Fehlers geänderten Gesamtwiderstands der Ort des Fehlers (z.B. des Kurzschlusses) lokalisiert werden.
  • Die Aktion, welche ausgeführt wird, wenn die Änderung des Gesamtwiderstands ausreichend groß ist, umfasst insbesondere eine Abschaltung einer Stromversorgung des Leitungsnetzes. Aber auch nur die Abschaltung der Komponente des Leitungsnetzes, an welcher der Fehler lokalisiert wurde, ist denkbar. Die insbesondere lastfreie Abschaltung erfolgt beispielsweise mittels zentraler Steuerung aller Leistungskomponenten des Leitungsnetzes oder Traktionsnetzes.
  • Mit anderen Worten wird die Stromversorgung des Leitungsnetzes zumindest teilweise unterbrochen, wenn ein Fehler (beispielsweise ein Kurzschluss) im Stromkreis erfasst wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Sollgesamtwiderstand des Stromkreises in Abhängigkeit von den Widerständen, welche sich bei oder an den Komponenten befinden bzw. den Komponenten zugeordnet sind, bestimmt. Der Gesamtwiderstand wird mit diesem Sollgesamtwiderstand verglichen, um eine Differenz aus dem Gesamtwiderstand und dem Sollgesamtwiderstand zu bestimmen. Die Änderung des Gesamtwiderstands gilt als ausreichend groß bzw. größer als der vorgegebene Wert, wenn ein Betrag dieser Differenz größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
  • Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das Fahrzeug einen Elektromotor und einen elektrischen Energiespeicher (insbesondere einen Hochvolt-Energiespeicher). Gemäß dieser Ausführungsform ist das Leitungsnetz ein Traktionsnetz des Fahrzeugs und die Komponenten dieses Traktionsnetzes, welches mit einer Hochspannung (insbesondere mit einer Spannung größer 60 V bei Gleichstrom oder mit einer Spannung größer 25 V bei Wechselstrom) arbeitet, umfassen den Elektromotor und den Energiespeicher.
  • Durch den Einbau definierter Widerstände bei den Komponenten des Traktionsnetzes und durch die permanente Überwachung des Gesamtwiderstandes kann im Gegensatz zu konventionellen Überwachungseinrichtungen ein Kurzschluss des vorteilhafterweise mit geringer Spannung beaufschlagten Stromkreises rechtzeitig und sicher erkannt werden. Dazu berechnet oder bestimmt beispielsweise eine Steuereinheit im Betriebszustand den Gesamtwiderstand des Stromkreises, welcher im Wesentlichen von den bei den Komponenten des Traktionsnetzes verbauten Widerständen des Stromkreises bestimmt wird, und vergleicht diesen Gesamtwiderstand mit dem Schwellenwert oder Grenzwert, welcher zum Beispiel in der Steuereinheit gespeichert ist. Dadurch kann ein intern vorhandener Kurzschluss des Stromkreises sicher erkannt werden. Bei einer Abweichung des Gesamtwiderstandes des Stromkreises unter Berücksichtigung einer definierten Gesamtwiderstandstoleranzgrenze wird die sofortige Abschaltung der Hochvoltversorgung des Traktionsnetzes eingeleitet, so dass auch ein verdecktes Öffnen des Stromkreises nicht möglich ist.
  • Dabei kann eine Abdeckung, mit welcher die jeweilige Komponente abgedeckt wird, derart mit dem dieser Komponente zugeordneten Unterbrecherkontakt verbunden sein, dass bei einem Öffnen der Abdeckung der Unterbrecherkontakt den Stromkreis zwischen den Punkten des Stromkreises unterbricht, welche bei gestecktem Unterbrecherkontakt von dem Unterbrecherkontakt verbunden werden.
  • Diese erfindungsgemäße Ausführungsform ermöglicht neben der Erkennung von internen Kurzschlüssen die Erkennung und auch Lokalisierung einer Unterbrechung innerhalb des Stromkreises. Wenn die zu den entsprechenden Unterbrecherkontakten parallel geschalteten Widerstände einen definierten oder vorbestimmten Widerstandswert, welcher sich von den anderen Widerstandswerten unterscheidet, aufweisen, kann durch die Bestimmung des Gesamtwiderstandes des Stromkreises der genaue Ort der Unterbrechung, d.h. derjenige Unterbrecherkontakt, welcher den Stromkreis unterbricht, bestimmt werden. Dazu wird im Betriebszustand der Gesamtwiderstand des Stromkreises, welcher im Wesentlichen von den im Traktionsnetz verbauten Widerständen des Stromkreises abhängt, bestimmt und mit dem entsprechenden abgespeicherten Schwellenwert oder Grenzwert verglichen. Bei einer ausreichend großen Abweichung des Gesamtwiderstands wird die sofortige Abschaltung der Hochvoltversorgung des Traktionsnetzes eingeleitet.
  • Wenn jeder Widerstand des Stromkreises einen anderen Widerstandswert aufweist, ermöglicht dies zum einen die Lokalisierung jedes Kurzschlusses des Stromkreises bei einer überwachten Komponente des Leitungsnetzes und zum anderen die Lokalisierung eines bei einer überwachten Komponente gezogenen Unterbrecherkontakts.
  • Erfindungsgemäß verläuft der Stromkreis bezüglich der von ihm überwachten Komponenten des Leitungsnetzes im Wesentlichen parallel zu dem Leitungsnetz. Wenn alle Komponenten des Leitungsnetzes von dem mit geringer Spannung (im Vergleich zur Hochvoltspannung eines Traktionsnetzes) beaufschlagten Stromkreis überwacht werden, verläuft der Stromkreis parallel zu dem Leitungsnetz, wobei die Hochvolt-Komponenten des Leitungsnetzes in diesen Stromkreis einbezogen sind. Dabei ist der Stromkreis vorteilhafterweise elektrisch von dem Leitungsnetz getrennt ausgebildet.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung eines Leitungsnetzes (insbesondere eines Traktionsnetzes) für ein Fahrzeug bereitgestellt. Dabei umfasst das Leitungsnetz mehrere Komponenten (insbesondere Hochvolt-Komponenten des Fahrzeugs), während die Überwachungsvorrichtung Steuermittel und einen Stromkreis umfasst. Der Stromkreis ist zur Überwachung des Leitungsnetzes ausgebildet und umfasst an jeder von ihm überwachten Komponente des Leitungsnetzes zumindest einen Widerstand. Die Steuermittel sind derart aufgebaut, dass die Steuermittel einen Gesamtwiderstand dieses Stromkreises erfassen, eine Änderung des Gesamtwiderstands überwachen und eine Aktion bezüglich des Leitungsnetzes (z.B. eine Unterbrechung oder Abschaltung des Leitungsnetzes) ausführen, wenn die Steuermittel die Änderung des Gesamtwiderstands als ausreichend groß erachten (d.h. wenn die Steuermittel die Änderung des Gesamtwiderstands als größer als einen vorgegebenen Wert erfassen).
  • Der Stromkreis umfasst dabei auch einen oder mehrere Unterbrecherkontakte, welche jeweils einer der Komponenten des Leitungsnetzes zugeordnet sind. Dabei schließt der jeweilige Unterbrecherkontakt zwei Punkte des Stromkreises kurz, wenn der jeweilige Unterbrecherkontakt geschlossen ist. Jeweils einer der Widerstände des Stromkreises, welcher der entsprechenden Komponente zugeordnet ist, ist dabei parallel zu dem entsprechenden Unterbrecherkontakt geschaltet.
  • Dabei umfasst der Stromkreis demnach bei jeder überwachten Komponente des Leitungsnetzes (Traktionsnetzes) zwei Widerstände. Dabei ist ein erster Widerstand in Reihe mit dem jeweiligen Unterbrecherkontakt der Komponente angeordnet, und ein zweiter Widerstand ist parallel zu diesem Unterbrecherkontakt angeordnet.
  • Die Vorteile der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail ausgeführt sind, so dass hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.
  • Schließlich wird ein Fahrzeug mit einer Überwachungsvorrichtung bereitgestellt.
  • Die vorliegende Erfindung ist in der Lage durch eine vorauseilende lastfreie Abschaltung der Hochvoltversorgung eines Traktionsnetzes im Fahrzeug die Bildung von Lichtbögen zu verhindern, wodurch sowohl ein Komponenten- als auch einen Personenschutz realisiert wird. Darüber hinaus kann durch die vorliegende Erfindung die Zugänglichkeit von Personen oder Nutztieren zu hohen Spannungen (z.B. der Spannungsklasse B) insoweit erschwert werden, dass das Öffnen von Abdeckungen, Deckeln oder Abschrankungen an eine Hochvoltspannung führenden Komponenten des Traktionsnetzes im Fahrzeug zu einer sofortigen Abschaltung der Hochvoltversorgung des Traktionsnetzes führt und damit die Gefahr eines Stromschlages für Personen und Nutztiere bei der Berührung von hinter den Abdeckungen, Deckeln und Abschrankungen liegenden aktiven Bauteilen vermieden wird.
  • Die vorliegende Erfindung weist folgende Vorteile auf:
    • • Eine Erhöhung des Komponentenschutzes im Fahrzeug.
    • • Eine Verringerung von Reparaturzeiten im Kundendienst durch ein schnelles Auffinden von Fehlern im Traktionsnetz oder im Stromkreis der Überwachung.
    • • Eine Verbesserung der Robustheit der Systemsicherheit bei Hybrid- und Elektrofahrzeugen.
  • Die vorliegende Erfindung ist insbesondere zur Überwachung eines Traktionsnetzes in Hybrid- und Elektrofahrzeugen geeignet. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt, da die vorliegende Erfindung zum einen auch bei Schiffen, Flugzeugen sowie gleisgebundenen und spurgeführten Fahrzeugen einsetzbar ist und da die vorliegende Erfindung zum anderen auch zur Überwachung von Leitungsnetzen außerhalb eines Fortbewegungsmittels einsetzbar ist.
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben.
    • In 1 ist eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform einer Überwachungsvorrichtung dargestellt.
    • In 2 ist eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform einer Überwachungsvorrichtung dargestellt.
    • 3 stellt schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung dar.
  • In 1 ist ein Traktionsnetz 9 eines Fahrzeugs dargestellt, welches zwei Hochvoltkomponenten 3 des Fahrzeugs elektrisch verbindet. Parallel zu diesem Traktionsnetz 9 ist erfindungsgemäß ein Stromkreis 8 angeordnet, welcher jeweils einen Widerstand 6 pro Hochvoltkomponente 3, der jeweils einer der Hochvoltkomponenten 3 zugeordnet ist, in Reihe verbindet. Darüber hinaus liegen in dem Stromkreis Unterbrecherkontakte 5, welche sich jeweils in einem Deckel oder Stecker 4 der entsprechenden Hochvoltkomponente 3 befinden. Diese Unterbrecherkontakte 5 liegen in Reihe zu dem derselben Hochvoltkomponente 3 zugeordneten Widerstand 6. Mit anderen Worten sind die Widerstände 6 und die Unterbrecherkontakte 5 in Reihe liegend in dem Stromkreis 8 angeordnet. Die in 1 dargestellte Überwachungsvorrichtung 1 umfasst neben dem Stromkreis 8 eine Steuereinheit 2, welche mit dem Stromkreis 8 elektrisch verbunden ist.
  • Die Steuereinheit 2 misst ständig den Gesamtwiderstand des Stromkreises 8, beispielsweise indem sie eine Spannung (zum Beispiel 8 V) an den Stromkreis 8 anlegt und den durch den Stromkreis 8 fließenden Strom misst. Sobald einer der Widerstände 6 kurzgeschlossen wird oder sobald einer der Deckel 4 abgezogen wird, wodurch der dem Deckel 4 zugeordnete Unterbrecherkontakt 5 den Stromkreis 8 unterbricht, ändert sich der Gesamtwiderstand. Die Steuereinheit 2 vergleicht den jeweils gemessenen Gesamtwiderstand des Stromkreises 8 mit einem abgespeicherten Sollgesamtwiderstand und schaltet die Spannungsversorgung des Traktionsnetzes 9 ab, wenn der Betrag der Differenz aus dem gemessenen Gesamtwiderstand und dem Sollgesamtwiderstand größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
  • Wenn die Widerstandswerte der jeweiligen diskreten Widerstände 6, welche den Hochvoltkomponenten 3 zugeordnet sind, unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen, ist die Steuereinheit 2 in der Lage, bei einem Kurzschluss eines der Widerstände 6 denjenigen Widerstand 6 zu lokalisieren, welcher durch den entsprechenden Kurzschluss kurzgeschlossen worden ist. Dazu wird im Vorfeld der Gesamtwiderstand des Stromkreises 8 für jeden Kurzschluss eines der Widerstände 6 berechnet und abgespeichert. Wenn die Steuereinheit erkennt, dass der aktuell gemessene Gesamtwiderstand des Stromkreises 8 unter Berücksichtigung von Toleranzgrenzen einem dieser abgespeicherten Gesamtwiderstände entspricht, kann die Steuereinheit 2 dadurch Kurzschluss bzw. den kurzgeschlossenen Widerstand 6 und damit die entsprechende Hochvoltkomponente 3 lokalisieren.
  • In 2 eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform einer Überwachungsvorrichtung 1 dargestellt. Da es sich bei der in 2 dargestellten Überwachungsvorrichtung 1 um eine Weiterbildung der in 1 dargestellten Überwachungsvorrichtung 1 handelt, werden im Folgenden nur die Unterschiede der zweiten Ausführungsform zu der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Der Stromkreis 8 der Überwachungsvorrichtung 1 umfasst pro Unterbrecherkontakt 5 einen zusätzlichen Widerstand 7, welcher parallel zu dem jeweiligen Unterbrecherkontakt 5 angeordnet ist. Demnach umfasst der Stromkreis 8 der zweiten Ausführungsform pro überwachter Hochvoltkomponente 3 des Traktionsnetzes 9 zwei Widerstände, nämlich einen ersten Widerstand 6 und einen zweiten Widerstand 7. Der erste Widerstand 6 entspricht dabei jeweils dem bereits aus der ersten Ausführungsform bekannten Widerstand 6. Der zweite Widerstand 7 verbindet jeweils zwei Leitungspunkte 11 des Stromkreises 8, welche ebenfalls von dem entsprechenden Unterbrecherkontakt 5 elektrisch verbunden werden, wenn der dem Unterbrecherkontakt 5 zugeordnete Deckel oder Stecker 4 auf die entsprechende Hochvoltkomponente 3 gesteckt ist.
  • Wenn die Widerstände 6, 7 des Stromkreises 8 jeweils unterschiedliche Widerstandwerte aufweisen (d.h. jeder Widerstand 6, 7 weist einen bekannten individuellen Widerstandswert auf, welcher sich von allen anderen Widerstandswerten der anderen Widerstände 6, 7 unterscheidet), ist die Steuereinheit 2 in der Lage, einen abgezogenen Deckel oder Stecker 4 zu lokalisieren. Dazu wird im Vorfeld der Gesamtwiderstand des Stromkreises 8 für jeden gezogenen Deckel 4 bzw. Unterbrecherkontakt 5 bestimmt und abgespeichert. Wenn die Steuereinheit 2 erkennt, dass der aktuell gemessene Gesamtwiderstand des Stromkreises 8 in gewissen Toleranzgrenzen einem dieser abgespeicherten Widerstandwerte entspricht, kann sie die Stelle, an welcher der Deckel 4 gezogen worden ist (d.h. wo der Stromkreis unterbrochen worden ist) oder wo ein Kurzschluss vorhanden ist, und damit die entsprechende Hochvoltkomponente 3 lokalisieren.
  • Für beide erfindungsgemäße Ausführungsformen gilt, dass die überwachende Steuereinheit 2 die Art und den Ort des Kurzschlusses und/oder der Unterbrechung (nur zweite Ausführungsform) an eine zentrale Auswerteeinheit innerhalb des Fahrzeugs meldet, welche einen Fehlereintrag in einem entsprechenden Speicher vornimmt, welcher durch Servicekräfte im Wartungs-, Service- und Reparaturfall ausgelesen werden kann, um die Fehlereinträge entsprechend zuzuordnen. Dabei kann die überwachende Steuereinheit 2 auch in die zentrale Auswerteeinheit des Fahrzeugs integriert oder Bestandteil von dieser sein.
  • Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen in dem einfachen robusten und den automobilen Bedingungen angepassten Aufbau. Dadurch gewährleistet die vorliegende Erfindung den Komponenten- und Personenschutz bezüglich Hochvoltkomponenten und Hochvoltnetzen in Fahrzeugen mit teil- und vollelektrischem Antrieb mit Spannungen der Spannungsklasse B (Spannung > 60 V DC oder > 25 V AC). Dabei schützt die vorliegende Erfindung vor Energieentladungen (z.B. Lichtbögen) und vor dem Berühren spannungsbehafteter bzw. aktiver Elemente. Personen, welche Stecker, Abdeckungen und Abschrankungen an Hochvoltkomponenten bewusst und/oder unbewusst entfernen, werden durch die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung 1 derart geschützt, dass durch eine sofortige Unterbrechung der Spannungsversorgung des Hochvolt-Traktionsnetzes im Fahrzeug ein Berühren aktiver Elemente der Hochvoltkomponenten wirkungsvoll verhindert wird. Gleichzeitig ist vorteilhafterweise die Lokalisierung des unterbrochenen Kontakts sofort möglich, so dass das entsprechende Ereignis (der unterbrochene Kontakt) abgespeichert und später einer Analyse zur gezielten Fehlersuche zugeführt werden kann. Darüber hinaus ist die exakte Lokalisierung und Detektierung eines Kurzschlusses innerhalb des überwachten Niedervolt-Stromkreises 8 zwischen den in Reihe geschalteten Hochvoltkomponenten 3 möglich.
  • Schließlich ist in 3 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10 dargestellt, welches zur Überwachung seines mit Hochspannung betriebenen Traktionsnetzes 9 eine erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung 1 aufweist.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Überwachung eines Leitungsnetzes (9) für ein Fahrzeug (10), wobei das Leitungsnetz (9) mehrere Komponenten (3) umfasst, wobei ein Stromkreis (8) zur Überwachung des Leitungsnetzes (9) bereitgestellt wird, wobei mindestens einer der Komponenten mindestens ein jeweiliger Widerstand (6; 7) des Stromkreises (8) zugeordnet ist, wobei ein Gesamtwiderstand des Stromkreises (8) erfasst wird, und wobei eine Änderung des Gesamtwiderstands überwacht wird, und wobei eine Aktion bezüglich des Leitungsnetzes (9) ausgeführt wird, wenn die Änderung des Gesamtwiderstands größer als ein vorgegebener Wert erfasst wird, wobei der Stromkreis (8) jeweils einen der mindestens einen Komponente (3) zugeordneten Unterbrecherkontakt (5) umfasst, wobei der jeweilige Unterbrecherkontakt (5) zwei Punkte (11) des Stromkreises (8) kurzschließt, wenn der jeweilige Unterbrecherkontakt (5) geschlossen ist, wobei jeweils einer des mindestens einen Widerstands (7) parallel zu dem jeweiligen Unterbrecherkontakt (5) geschaltet wird, wobei der jeweils mindestens eine Widerstand jeweils einen ersten Widerstand (6) und einen zweiten Widerstand (7) umfasst, wobei jeweils der erste Widerstand (6) in Reihe mit dem jeweiligen Unterbrecherkontakt (5) angeordnet wird, und wobei jeweils der zweite Widerstand (7) parallel zu dem jeweiligen Unterbrecherkontakt (5) angeordnet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktion eine Abschaltung einer Stromversorgung des Leitungsnetzes (9) umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sollgesamtwiderstand des Stromkreises (8) abhängig von jeweils dem mindestens einen Widerstand (6; 7), welcher der mindestens einen Komponente (3) zugeordnet ist, bestimmt wird, dass eine Differenz aus dem Gesamtwiderstand und dem Sollgesamtwiderstand bestimmt wird, und dass die Änderung des Gesamtwiderstands als größer als der vorgegebene Wert erfasst wird, wenn ein Betrag der Differenz größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) einen Elektromotor und einen elektrischen Energiespeicher umfasst, dass das Leitungsnetz ein Traktionsnetz (9) des Fahrzeugs (10) ist, und dass die Komponenten (3) des Traktionsnetzes (9), über welches Hochvoltspannung angelegt wird, den Elektromotor und den Energiespeicher umfassen.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdeckung (4), mit welcher eine der Komponenten (3) abgedeckt wird, derart mit dem Unterbrecherkontakt (5) verbunden ist, dass bei einem Öffnen der Abdeckung (4) der Unterbrecherkontakt (5) den Stromkreis (8) zwischen den dem Unterbrecherkontakt (5) zugeordneten Punkten (11) unterbricht.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder des mindestens einen Widerstands (6, 7) einen anderen Widerstandswert aufweist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von der Änderung des Gesamtwiderstands ein Ort bestimmt wird, an welchem einer des mindestens einen Widerstands (6) kurzgeschlossen worden ist oder einer des mindestens einen Unterbrecherkontakts (5) den Stromkreis (8) zwischen den dem entsprechenden Unterbrecherkontakt (5) zugeordneten Punkten (11) unterbricht.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromkreis (8) elektrisch von dem Leitungsnetz (9) getrennt ausgebildet wird.
  9. Überwachungsvorrichtung zur Überwachung eines Leitungsnetzes (9) für ein Fahrzeug (10), wobei das Leitungsnetz (10) mehrere Komponenten (3) umfasst, wobei die Überwachungsvorrichtung (1) Steuermittel (2) und einen Stromkreis (8) umfasst, wobei der Stromkreis (8) zur Überwachung des Leitungsnetzes (9) bereitgestellt ist und jeweils mindestens einen jeweils der mindestens einen Komponente (3) zugeordneten Widerstand (6; 7) umfasst, wobei die Steuermittel (2) derart ausgestaltet sind, dass die Steuermittel (2) einen Gesamtwiderstands des Stromkreises (8) erfassen, eine Änderung des Gesamtwiderstands überwachen und eine Aktion bezüglich des Leitungsnetzes (9) ausführen, wenn die Steuermittel (2) die Änderung des Gesamtwiderstands als größer als einen vorgegebenen Wert erfassen, wobei der Stromkreis (8) jeweils einen der mindestens einen Komponente (3) zugeordneten Unterbrecherkontakt (5) umfasst, wobei der jeweilige Unterbrecherkontakt (5) zwei Punkte (11) des Stromkreises (8) kurzschließt, wenn der jeweilige Unterbrecherkontakt (5) geschlossen ist, wobei jeweils einer des mindestens einen Widerstands (7) parallel zu dem jeweiligen Unterbrecherkontakt (5) geschaltet ist, wobei der jeweils mindestens eine Widerstand jeweils einen ersten Widerstand (6) und einen zweiten Widerstand (7) ist, wobei jeweils der erste Widerstand (6) in Reihe mit dem jeweiligen Unterbrecherkontakt (5) angeordnet ist, und wobei jeweils der zweite Widerstand (7) parallel zu dem jeweiligen Unterbrecherkontakt (5) angeordnet ist.
  10. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-8 ausgestaltet ist.
  11. Fahrzeug mit einer Überwachungsvorrichtung (1) nach Anspruch 9 oder 10.
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