DE102012220104A1 - Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs sowie Verfahren zum Überwachen von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs sowie Verfahren zum Überwachen von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Überwachung von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung (1) zum Überwachen einer elektrischen Steckverbindung (4) in dem Fahrzeug auf Funktionsfähigkeit ausgebildet ist und dafür Mittel (2) zum Erzeugen eines Signals und Mittel (3) zum Messen des Signals aufweist, wobei die Vorrichtung (1) auch zur gleichzeitigen Überwachung einer elektrischen Leitfähigkeit eines Kühlmittels (9) eines Systems (5) des Fahrzeugs ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Überwachen von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs, wobei ein Signal erzeugt und gemessen wird, wobei durch das Erzeugen und Messen des Signals eine elektrische Steckverbindung (4) überwacht wird und wobei dadurch gleichzeitig eine Leitfähigkeit eines Kühlmittels (9) eines Systems (5) des Fahrzeugs überwacht wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung zum Überwachen einer elektrischen Steckverbindung in dem Fahrzeug auf Funktionsfähigkeit ausgebildet ist und dafür Mittel zum Erzeugen eines Signals und Mittel zum Messen des Signals aufweist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Überwachen von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs.
  • STAND DER TECHNIK
  • Moderne Fahrzeuge weisen eine Vielzahl von elektrischen Komponenten und Systemen auf. Um eine Funktionsfähigkeit und einen sicheren Betrieb dieser elektrischen Komponenten sicherzustellen, können diese elektrischen Komponenten bevorzugt überwacht werden. Derartige elektrische Komponenten für Fahrzeuge können dabei beispielsweise Brennstoffzellen, Motoren, Leitungen oder Steckverbindungen sein. Beispielsweise ist es zum Übertragen von hohen Strömen über elektrische Steckverbindungen schon allein aus Sicherheitsaspekten sinnvoll, diese Steckverbindungen zu überwachen. Dies hat beispielsweise zum einen den Vorteil, dass bei nicht ordnungsgemäß geschlossener Steckverbindung möglichst ein Stromfluss unterbrochen und somit eine ungewollte Berührung von stromführenden Teilen durch einen Benutzer vermieden werden können. Zum anderen können bei unzureichend geschlossenen Steckverbindungen auch nachgeschaltete elektrische Komponenten des Fahrzeugs, beispielsweise ein Elektromotor, Schaden nehmen. Durch Überwachung der Steckverbindung kann eine Schädigung einer derartigen nachgeschalteten Komponente vermieden werden.
  • Gleichzeitig kann es bei Fahrzeugen vorkommen, dass die elektrischen Komponenten eine nicht zu vermeidende Wärmeentwicklung aufweisen. Dies ist beispielsweise bei Brennstoffzellen oder bei Elektromotoren der Fall. Derartige elektrische Komponenten können deshalb bevorzugt durch eine Kühlvorrichtung gekühlt sein. Insbesondere bei Brennstoffzellen kann es dabei vorgesehen sein, dass ein Kühlmittel der Kühlvorrichtung direkt in Kontakt mit leitenden Elementen der Brennstoffzelle steht. In einem derartigen Fall ist es notwendig, dass das Kühlmittel keine oder zumindest eine sehr geringe Leitfähigkeit aufweist. Um einen sicheren Betrieb einer auf diese Weise gekühlten elektrischen Komponente des Fahrzeugs, beispielsweise einer Brennstoffzelle, sicherzustellen, ist auch eine Überwachung der Leitfähigkeit des Kühlmittels sinnvoll.
  • Für eine derartige Überwachung der Leitfähigkeit eines Kühlmittels ist es bekannt, spezielle Leitfähigkeitssensoren einzusetzen. Auch ist es bekannt, beispielsweise aus der DE 101 28 836 A1 , eine Messschaltung bereitzustellen, durch die die Messung eines Widerstands zwischen einer Brennstoffzelle und einer Erdung durchgeführt wird. Zwischen der Brennstoffzelle und der Erdung befindet sich nur das Kühlmittel dieser Brennstoffzelle. Dadurch ist es möglich, ein allmähliches Verderben des Kühlmittels zu erkennen. Nachteilig an den im Stand der Technik bekannten Möglichkeiten ist jeweils, dass zum Überwachen der Leitfähigkeit des Kühlmittels eine separate Vorrichtung oder Messschaltung oder sogar ein spezieller Leitfähigkeitssensor vorgesehen sein muss. Dadurch erhöht sich die schaltungstechnische Komplexität der Komponenten des Fahrzeugs. Auch kann beispielsweise eine eigene Energieversorgung für die Überwachung des Kühlmittels nötig sein. Darüber hinaus muss auch das Überwachungsergebnis mit den Ergebnissen von anderen Überwachungssystemen im Fahrzeug zusammengeführt und verarbeitet werden.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bekannter Vorrichtungen zur Überwachung von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs sowie ein Verfahren zur Überwachung von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs bereitzustellen, welche in einfacher und kostengünstiger Weise einen sicheren Betrieb des Fahrzeugs, insbesondere einen vorschriftsmäßigen Zustand eines Kühlmittels eines Fahrzeugs sicherstellen, wobei die Vorrichtung und das Verfahren möglichst einfach ausgestaltet sind.
  • Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Überwachen von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 6. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Komponenten des Fahrzeugs beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Überwachen von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
  • In einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung zum Überwachen einer elektrischen Steckverbindung in dem Fahrzeug auf Funktionsfähigkeit ausgebildet ist und dafür Mittel zum Erzeugen eines Signals und Mittel zum Messen des Signals aufweist, gelöst. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung auch zur gleichzeitigen Überwachung einer elektrischen Leitfähigkeit eines Kühlmittels eines Systems des Fahrzeugs ausgebildet ist.
  • Ein bevorzugtes Einsatzgebiet für eine derartige Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs ist beispielsweise ein Interlocksystem zum Überwachen einer elektrischen Steckverbindung, insbesondere in einem Elektrofahrzeug. Mit einer derartigen Vorrichtung kann in diesem Fall beispielsweise sichergestellt werden, dass eine derartige Steckverbindung zu jeder Zeit funktionsfähig ist. Die Mittel zum Erzeugen eines Signals können dabei eine einfache Spannungs- oder Stromquelle, aber auch ein Impulsgeber oder ein Frequenzgenerator sein. Dementsprechend können Mittel zum Messen des Signals beispielsweise auf einer einfachen Strom-, Spannungs- und/oder Widerstandsmessung basieren. Selbstverständlich ist für das Mittel zum Messen des Signals, abhängig vom verwendeten Mittel zum Erzeugen eines Signals, auch jede andere nötige und sinnvolle Art von elektrischer Signalerfassung denkbar. Grundsätzlich kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Signal über eine Leitung, insbesondere eine Signalleitung, schickbar ist. Das Signal kann dabei insbesondere analog oder digital sein. Wird durch das oder die Mittel zum Messen des Signals eine Diskrepanz des Signals zu dem Signal festgestellt, das durch die Mittel zum Erzeugen des Signals ausgesendet wurde, kann auf eine nicht ordnungsgemäß ausgeführte Steckverbindung geschlossen werden. Ein Betrieb des Fahrzeugs bzw. der elektrischen Komponente des Fahrzeugs kann in diesem Fall gestoppt bzw. verhindert werden.
  • Ein Kühlmittel kann in einem Fahrzeug insbesondere zum Kühlen auch von elektrischen Komponenten verwendet werden. Dabei kann es vorgesehen sein, dass das Kühlmittel auch in direktem Kontakt mit elektrisch leitfähigen und stromführenden Teilen der elektrischen Komponente in Kontakt tritt. Eine zu hohe Leitfähigkeit des Kühlmittels kann in diesem Fall beispielsweise zu Kurzschlüssen, zu Spannungsverlusten und/oder Kriechströmen führen. Um einen sicheren Betrieb der gekühlten elektrischen Komponente zu jeder Zeit sicherstellen zu können, kann es deshalb von Vorteil sein, das Kühlmittel, insbesondere die Leitfähigkeit des Kühlmittels, zu überwachen. Durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann dies insbesondere besonders einfach realisiert werden, da für eine Überwachung des Kühlmittels keine separaten Sensoren, wie beispielsweise Leitfähigkeitssensoren, benötigt werden. Die Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Komponenten, insbesondere von elektrischen Steckverbindungen in dem Fahrzeug wird derart weiterentwickelt, dass eine Veränderung der Leitfähigkeit des Kühlmittels, insbesondere eine zu hohe Leitfähigkeit des Kühlmittels, das Signal, das durch die Mittel zum Erzeugen eines Signals erzeugt wird, derart beeinflusst, dass dies durch die Mittel zum Messen des Signals registrierbar ist. Somit kann auch in diesem Fall die bereits vorhandene Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Komponenten auch zur Überwachung einer elektrischen Leitfähigkeit eines Kühlmittels eines Systems des Fahrzeugs verwendet werden. Aufwendige, separate Schaltungen und Überwachungssysteme oder das Vorsehen von speziellen Leitfähigkeitssensoren für die Überwachung der elektrischen Leitfähigkeit des Kühlmittels des Systems des Fahrzeugs sind nicht nötig, da die erfindungsgemäße Vorrichtung zum gleichzeitigen Überwachen einer Steckverbindung und der Leitfähigkeit eines Kühlmittels eines Systems des Fahrzeugs ausgebildet ist. Dabei bedeutet gleichzeitig im Sinne der Erfindung nicht zwangsläufig zur gleichen Zeit, sondern, dass die Vorrichtung sowohl zur Überwachung der Steckverbindung als auch zur Überwachung der Leitfähigkeit ausgebildet ist. Durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung können somit die Komplexität der elektrischen Schaltungen eines Fahrzeugs vermindert und auch die Wartungsfreundlichkeit einer derartigen Überwachungsvorrichtung des Fahrzeugs erhöht werden.
  • Ferner kann bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zur Ermittlung einer Stärke und/oder einer Qualität des Signals ausgebildet ist. Das Signal wird von den Mitteln zum Erzeugen des Signals erzeugt und kann bevorzugt über eine Signalleitung zu den Mitteln zum Messen des Signals gesendet werden. Eine Änderung, insbesondere eine Verminderung der Stärke, d. h. der Signalhöhe des Signals kann dabei auf einen Fehlerzustand entlang der Signalleitung schließen lassen. Dabei kann die Signalleitung innerhalb des Fahrzeugs bevorzugt derart angeordnet sein, dass sowohl eine Überwachung einer Steckverbindung als auch eines Kühlmittels des Fahrzeugs möglich ist. Insbesondere kann eine derartige Veränderung der Stärke des Signals auch auf eine Erhöhung der Leitfähigkeit des Kühlmittels schließen lassen. Selbiges gilt für die Verminderung der Qualität des Signals. Die Qualität des Signals kann dabei beispielsweise der Rauschanteil des Signals sein. Dieser kann dabei beispielsweise dadurch festgestellt werden, indem das durch die Mittel zum Erzeugen des Signals erzeugte Signal mit dem von den Mitteln zum Messen des Signals gemessenen Signal verglichen wird. Auch eine Verminderung der Qualität des Signals kann somit auf eine Erhöhung der Leitfähigkeit des Kühlmittels schließen lassen. Selbstverständlich sind beide Indikatoren, sowohl die Stärke als auch die Qualität des Signals auch zum Erkennen einer fehlerhaften Steckverbindung geeignet. Insbesondere durch die Ermittlung einer Stärke und/oder einer Qualität des Signals ist somit eine erfindungsgemäße Vorrichtung dahin gehend ausgebildet, dass Fehlerzustände, insbesondere eine Erhöhung der Leitfähigkeit des Kühlmittels und/oder eine fehlerhafte Steckverbindung frühzeitig erkannt werden.
  • Darüber hinaus kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung dahin gehend ausgebildet sein, dass das Signal über die elektrische Steckverbindung geführt wird. Dafür kann beispielsweise in der elektrischen Steckverbindung eine eigene Leitung für die Signalführung vorgesehen sein. Ein derartiges Führen des Signals über die elektrische Steckverbindung stellt dabei eine besonders einfache Überwachung des Steckers der Steckverbindung dar. Bei einem geöffneten Stecker ist die Signalführung unterbrochen, wodurch kein Signal mehr von den Mitteln zum Erzeugen des Signals zu den Mitteln zum Messen des Signals übertragen werden kann. Somit ist eine besonders sichere Detektion einer geöffneten Steckverbindung ermöglicht.
  • Besonders bevorzugt kann bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Vorrichtung einen Abschnitt aufweist, der elektrisch leitend mit dem Kühlmittel verbunden ist. Der elektrisch leitend mit dem Kühlmittel verbundene Abschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dabei insbesondere bevorzugt an einer Signalleitung der Vorrichtung angeordnet sein. Erfindungswesentlich ist dabei, dass der Abschnitt der Vorrichtung elektrisch leitend nur mit dem Kühlmittel verbunden ist und beispielsweise nicht mit einem Gehäuse, das insbesondere auch elektrisch leitend sein kann, des elektrischen Systems. Insbesondere kann dies dadurch realisiert sein, dass die Signalleitung zumindest teilweise im Kühlmittel ohne Isolierung geführt ist. Dadurch kann eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der unisolierten Signalleitung und dem Kühlmittel besonders einfach hergestellt sein. Bei einem vorschriftsmäßigen Kühlmittel mit geringer elektrischer Leitfähigkeit wirkt in diesem Fall das Kühlmittel als Isolator um den ansonsten unisolierten Abschnitt der Signalleitung. Erhöht sich die Leitfähigkeit des Kühlmittels, so geht dieser Isolationsschutz der Signalleitung verloren. Das von den Mitteln zum Erzeugen des Signals erzeugte Signal wird in diesem Fall zumindest teilweise durch das Kühlmittel, beispielsweise auf ein Gehäuse, abgeleitet. Den Unterschied des gemessenen Signals zum erzeugten, insbesondere beispielsweise in der Signalstärke und/oder Signalqualität, kann durch die Mittel zum Messen des Signals detektiert werden. Somit ist eine Detektion einer Erhöhung der Leitfähigkeit des Kühlmittels durch die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders einfach möglich, ohne dass zusätzliche Leitfähigkeitssensoren zur Überwachung der Leitfähigkeit des Kühlmittels benötigt werden.
  • Besonders bevorzugt kann bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass das System eine Brennstoffzelle oder einen Stapel von Brennstoffzellen umfasst. Insbesondere bei Brennstoffzellen kann ein Kühlmittel direkt an elektrisch leitenden Komponenten anliegen. Bei einer Erhöhung der Leitfähigkeit des Kühlmittels kann dies zu einem Spannungsverlust und/oder zu Kriechströmen führen. Ein sicherer Betrieb der Brennstoffzellen bzw. des Stapels von Brennstoffzellen ist in diesem Fall nicht mehr gewährleistet. Insbesondere kann in diesem Fall auch eine Beschädigung der Brennstoffzellen oder des Brennstoffzellenstapels nicht ausgeschlossen werden. Durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich, eine Erhöhung der Leitfähigkeit des Kühlmittels der Brennstoffzellen frühzeitig festzustellen. In diesem Fall kann beispielsweise die Brennstoffzelle abgeschaltet oder in einen sicheren Betriebszustand überführt werden. Auch ist es denkbar, einen vorhandenen Ionentauscher anzusteuern, durch den die Leitfähigkeit des Kühlmittels wieder verringert werden kann. Die Einsatzfähigkeit der Brennstoffzelle bzw. des Stapels von Brennstoffzellen kann somit wieder hergestellt werden.
  • In einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Überwachen von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs, wobei ein Signal erzeugt und gemessen wird, wobei durch das Erzeugen und Messen des Signals eine elektrische Steckverbindung überwacht wird. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass dadurch gleichzeitig eine Leitfähigkeit eines Kühlmittels eines Systems des Fahrzeugs überwacht wird.
  • Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren ist es somit möglich, eine bereits im Fahrzeug vorhandene Überwachungsvorrichtung, die insbesondere zum Überwachen von elektrischen Steckverbindungen ausgebildet ist, auch zum Überwachen einer Leitfähigkeit eines Kühlmittels eines Systems des Fahrzeugs zu verwenden. Dadurch kann insbesondere die Komplexität der Überwachungseinrichtungen des Fahrzeugs gesenkt und damit die Wartungsfreundlichkeit des Fahrzeugs erhöht werden. Erfindungsgemäß wird ein Signal erzeugt und dieses Signal im Anschluss daran wieder gemessen. Aus Änderungen, die zwischen dem gesendeten und dem gemessenen Signal festgestellt werden, kann auf mögliche Fehlerzustände der überwachten elektrischen Komponenten des Fahrzeugs geschlossen werden. So kann beispielsweise ein völliges Verschwinden des Signals auf eine offene Steckverbindung schließen lassen. Selbstverständlich kann auch jede andere Änderung, die sich zwischen dem gesendeten und dem gemessenen Signal ergibt, auf einen Fehlerzustand in den elektrischen Komponenten des Fahrzeugs schließen lassen. Dadurch ist es insbesondere möglich, auch die Leitfähigkeit eines Kühlmittels zu überwachen. Die Leitfähigkeit eines Kühlmittels kann insbesondere dann von Bedeutung sein, wenn das Kühlmittel mit stromführenden Bauteilen direkt in Kontakt steht. Eine zu hohe Leitfähigkeit des Kühlmittels kann in diesem Fall zu beispielsweise zu Kurzschlüssen, zu Spannungsverlusten und/oder zu Kriechströmen führen. Dadurch, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren eine bereits vorhandene Überwachungseinrichtung weitergebildet wird, stellt das erfindungsgemäße Verfahren eine besonders einfache Art und Weise dar, die Leitfähigkeit des Kühlmittels zu überwachen. Sämtliche Analyse- bzw. Diagnosevorrichtungen, die auch zur Überwachung der elektrischen Steckverbindung verwendet werden, können auch zur Überwachung der Leitfähigkeit des Kühlmittels eingesetzt werden. Aufwendige Neuentwicklungen können deshalb vermieden werden. Somit stellt ein erfindungsgemäßes Verfahren ein besonders einfaches und kostengünstiges Verfahren dar, um eine elektrische Leitfähigkeit eines Kühlmittels zu überwachen.
  • Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass eine Stärke und/oder eine Qualität des Signals ermittelt werden. Eine Stärke des Signals kann dabei insbesondere eine Signalhöhe, eine Qualität des Signals, insbesondere ein Rauschanteil des Signals darstellen. Eine Veränderung der Signalstärke, insbesondere eine Verminderung der Signalstärke kann dabei als ein Signalverlust durch eine Erhöhung der Leitfähigkeit des Kühlmittels interpretiert werden. Durch ein Kühlmittel mit erhöhter Leitfähigkeit kann ein Teil des Signals durch das Kühlmittel beispielsweise auf eine Masse des elektrischen Systems des Fahrzeugs abfließen. Dadurch vermindert sich die gemessene Signalhöhe. Gleichzeitig kann sich dadurch auch der Rauschanteil des Signals erhöhen. Insbesondere durch Vergleich des gesendeten mit dem gemessenen Signal können derartige Unterschiede detektiert werden. Auf diese Art ist es möglich, eine Erhöhung der Leitfähigkeit des Kühlmittels bereits frühzeitig zu detektieren. Selbstverständlich kann die Ermittlung der Stärke und/oder der Qualität des Signals auch zur Überwachung der Steckverbindung herangezogen werden. Somit ist es besonders einfach möglich, sowohl die Leitfähigkeit eines Kühlmittels als auch die Funktionalität einer Steckverbindung gleichzeitig zu überwachen. Dabei bedeutet insbesondere gleichzeitig im Sinne der Erfindung nicht zwangsläufig, dass die Überwachungen zur gleichen Zeit stattfinden, sondern dass sie lediglich im Zuge desselben Verfahrens ermöglicht sind.
  • In einer bevorzugten Weiterentwicklung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Stärke und/oder die Qualität des Signals mit einem oberen und/oder einem unteren Grenzwert verglichen werden. Dadurch ist es möglich, Fehlerzustände, insbesondere beim Über- bzw. Unterschreiten des Grenzwerts, noch sicherer zu erkennen. In einem derartigen Fall können beispielsweise Maßnahmen ergriffen werden, um das Fahrzeug abzuschalten oder um andere geeignete Maßnahmen zu ergreifen. Dabei sind insbesondere auch unterschiedliche Grenzwerte für die Überwachung der Leitfähigkeit und der Überwachung der Steckverbindung denkbar. Auch ist denkbar, dass beispielsweise unterschiedliche Grenzwerte vorgesehen sind, bei deren Unter- oder Überschreitung unterschiedliche Maßnahmen ergriffen werden können. So kann beispielsweise bei einer leichten Erhöhung der Leitfähigkeit eine Maßnahme zur erneuten Erniedrigung der Leitfähigkeit ergriffen werden. Wenn trotz dieser Maßnahme die Leitfähigkeit weiter steigt und ein zweiter Grenzwert überschritten wird, kann als Maßnahme das elektrische System des Fahrzeugs abgeschaltet werden.
  • Darüber hinaus kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass basierend auf einem Ergebnis der Überwachung der Leitfähigkeit des Kühlmittels ein Ionentauscher für das Kühlmittel angesteuert wird und/oder dass das System in einen sicheren Betriebsmodus überführt und/oder abgeschaltet wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine Beschädigung des Fahrzeugs oder eine Gefährdung der Sicherheit des Benutzers des Fahrzeugs zu jeder Zeit ausgeschlossen werden kann. So kann beispielsweise eine leichte Erhöhung der Leitfähigkeit des Kühlmittels bereits zu einer Fehlfunktion des elektrischen Systems führen. Durch Einsatz und Ansteuerung eines Ionentauschers kann einer derartigen leichten Erhöhung der Leitfähigkeit des Kühlmittels entgegengewirkt werden. Ist ein Einsatz eines Ionentauschers nicht oder nicht mehr möglich, so kann durch das Verfahren das System in einen sicheren Betriebsmodus überführt und/oder abgeschaltet werden. Dadurch kann die Sicherheit des Benutzers, die bei Ausfall des elektrischen Systems nicht mehr gewährleistet werden kann, sichergestellt werden. Auch eine, insbesondere irreversible Schädigung des Systems oder des gesamten Fahrzeugs kann durch das Überführen in einen sicheren Betriebsmodus bzw. das Abschalten des Systems vermieden werden.
  • Besonders bevorzugt kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass das Verfahren durch eine Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgeführt wird. Sämtliche Vorteile, die zu einer Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs beschrieben worden sind, ergeben sich somit selbstverständlich auch für ein erfindungsgemäßes Verfahren, das durch eine derartige Vorrichtung zum Überwachen von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs ausgeführt wird.
  • BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs und ihre Weiterbildungen sowie deren Vorteile und das erfindungsgemäße Verfahren zum Überwachen von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs und seine Weiterbildungen sowie dessen Vorteile werden nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch:
  • 1 eine mögliche Ausgestaltungsform einer Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs.
  • In 1 ist schematisch eine mögliche Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Überwachung von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs gezeigt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist dabei Mittel 2 zum Erzeugen eines Signals und Mittel 3 zum Messen des Signals auf. Derartige Mittel 2 können dabei beispielsweise eine einfache Spannungs- oder Stromquelle sein. Selbstverständlich ist auch eine Verwendung beispielsweise eines Impulsgebers oder eines Frequenzgenerators denkbar. Das Signal, das vom Mittel 2 zum Erzeugen eines Signals erzeugt wird, wird über eine Signalleitung 10 wieder zurück zur Vorrichtung 1 zur Überwachung von elektrischen Komponenten des Fahrzeugs geführt. Dort wird das Signal von Mitteln 3 zum Messen des Signals registriert. Je nach verwendeten Mitteln 2 zum Erzeugen des Signals können derartige Mittel 3 beispielsweise zur einfachen Strom-, Spannungs- und/oder Widerstandsmessung ausgebildet sein. Selbstverständlich ist auch jede andere nötige und sinnvolle Art von Signalerfassung in den Mitteln 3 zum Messen des Signals denkbar. Entlang der Signalleitung 10 sind die elektrischen Komponenten, hier eine Brennstoffzelle 6 und eine elektrische Steckverbindung 4, angeordnet, die durch die Vorrichtung 1 überwacht werden. Dabei ist beispielsweise die Signalleitung 10 durch die elektrische Steckverbindung 4 geführt. Die elektrische Steckverbindung 4 dient hier beispielsweise zum Verbinden einer ersten elektrischen Leitung 12 mit einer zweiten elektrischen Leitung 13. Bei geöffneter Steckverbindung 4 ist auch die Signalleitung 10 geöffnet und durch die Mittel 3 zum Messen des Signals wird kein Signal mehr gemessen. Dadurch ist es möglich, durch die Vorrichtung 1 eine geöffnete Steckverbindung 4 zu detektieren.
  • Die Brennstoffzelle 6, die hier ein System 5 des Fahrzeugs darstellt, wird durch eine Kühlvorrichtung 8 gekühlt. Die Kühlvorrichtung 8 weist dabei insbesondere ein Gehäuse 7 auf, in dem sich ein Kühlmittel 9 befindet. Die Kühlvorrichtung 8 ist dabei insbesondere derart an der Brennstoffzelle 6 angeordnet, dass Kühlmittel 9 in direktem Kontakt mit elektrisch leitenden Teilen der Brennstoffzelle 6 steht. Durch eine Erhöhung der Leitfähigkeit des Kühlmittels 9 kann es somit in der Brennstoffzelle 6 zu Spannungsverlusten und/oder Kriechströmen kommen. Um eine Erhöhung der Leitfähigkeit des Kühlmittels 9 frühzeitig zu erkennen, ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Überwachung der Leitfähigkeit des Kühlmittels 9 vorgesehen. Dafür ist die Signalleitung 10 zumindest abschnittsweise im Kühlmittel 9 in einem Bereich 11 ohne Isolierung geführt. Bei einer Erhöhung der Leitfähigkeit des Kühlmittels 9 wird somit insbesondere ein Signal, das durch Mittel 2 erzeugt wird und durch die Signalleitung 10 an Mittel 3 zum Messen des Signals gesendet wird, auch durch das nun zumindest teilweise leitende Kühlmittel 9 beispielsweise an das Gehäuse 7 der Kühlvorrichtung 8 abgeleitet. Dadurch kann insbesondere die Stärke und/oder die Qualität des Signals, das durch die Mittel 3 gemessen wird, verändert, insbesondere verringert werden. Auf diese Art ist es möglich, eine Erhöhung der Leitfähigkeit des Kühlmittels 9 bereits frühzeitig zu erkennen. Passende Abhilfemaßnahmen, beispielsweise das Ansteuern eines Ionentauschers (nicht mit abgebildet) oder das Überführen der Brennstoffzelle 6 in einen sicheren Betriebsmodus oder sogar das Abschalten der Brennstoffzelle 6 kann in diesem Fall initiiert werden. Ein Schutz der Systeme 5 des Fahrzeugs, hier einer Brennstoffzelle 6, kann dadurch gewährleistet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10128836 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Vorrichtung (1) zur Überwachung von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung (1) zum Überwachen einer elektrischen Steckverbindung (4) in dem Fahrzeug auf Funktionsfähigkeit ausgebildet ist und dafür Mittel (2) zum Erzeugen eines Signals und Mittel (3) zum Messen des Signals aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) auch zur gleichzeitigen Überwachung einer elektrischen Leitfähigkeit eines Kühlmittels (9) eines Systems (5) des Fahrzeugs ausgebildet ist.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zur Ermittlung einer Stärke und/oder einer Qualität des Signals ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal über die elektrische Steckverbindung (4) geführt wird.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) einen Abschnitt (11) aufweist, der elektrisch leitend mit dem Kühlmittel (9) verbunden ist.
  5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das System (5) eine Brennstoffzelle (6) oder einen Stapel von Brennstoffzellen (6) umfasst.
  6. Verfahren zum Überwachen von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs, wobei ein Signal erzeugt und gemessen wird, wobei durch das Erzeugen und Messen des Signals eine elektrischen Steckverbindung (4) überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass dadurch gleichzeitig eine Leitfähigkeit eines Kühlmittels (9) eines Systems (5) des Fahrzeugs überwacht wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stärke und/oder eine Qualität des Signals ermittelt werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke und/oder die Qualität des Signals mit einem oberen und/oder einem unteren Grenzwert verglichen werden.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf einem Ergebnis der Überwachung der Leitfähigkeit des Kühlmittels (9) ein Ionentauscher für das Kühlmittel (9) angesteuert wird und/oder dass das System (5) in einen sicheren Betriebsmodus überführt und/oder abgeschaltet wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren durch eine Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgeführt wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102018210188A1 (de) 2018-06-22 2019-12-24 Audi Ag Kühlmittelregeneration mit Photovoltaik
DE102019109750A1 (de) * 2019-04-12 2020-10-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrochemische Energiespeichereinrichtung

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DE10128836A1 (de) 2001-06-14 2002-12-19 Gen Motors Ltd Elektrisches Isolationssystem für einen Brennstoffzellenstapel und Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellenstapels

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