DE102014011798A1 - A method of reducing a current drawn from a high-voltage battery of a motor vehicle and a high-voltage system suitable for the method - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Reduzieren (3) eines Stroms, der aus einer Hochvoltbatterie eines Kraftwagens entnommen wird, mit einem Vergleichen (2) des entnommenen Stroms mit einem seinem Wert nach veränderlichen Vergleichswert, dessen Wert von einem Betriebszustand zumindest einer weiteren, mit der Hochvoltbatterie elektrisch gekoppelten Hochvoltkomponente des Kraftwagens abhängt, sowie mit einem Reduzieren (3) des entnommenen Stroms, wenn das Vergleichen (2) ergibt, dass der entnommene Strom den Vergleichswert um eine vorbestimmte Abweichung (x) übertrifft, um die Sicherheit eines Hochvoltsystems eines Kraftwagens zu erhöhen.The invention relates to methods for reducing (3) a current drawn from a high-voltage battery of a motor vehicle, comprising comparing (2) the withdrawn current with a comparatively variable reference value, the value of which is an operating state of at least one other, with the high-voltage battery electrically reducing the high voltage component of the motor vehicle and reducing (3) the withdrawn current if the comparison (2) shows that the withdrawn current exceeds the comparison value by a predetermined deviation (x) in order to increase the safety of a high-voltage system of a motor vehicle ,
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reduzieren eines Stroms, der aus einer Hochvoltbatterie eines Kraftwagens entnommen wird sowie ein Hochvoltsystem für einen Kraftwagen mit einer Hochvoltbatterie und einer mit der Hochvoltbatterie elektrisch gekoppelten Hochvoltkomponente.The invention relates to a method for reducing a current which is taken from a high-voltage battery of a motor vehicle and a high-voltage system for a motor vehicle with a high-voltage battery and a high-voltage battery electrically coupled to the high-voltage battery.
Mit der zunehmenden Etablierung von Hochvoltanlagen in Kraftwagen steigt auch die potenzielle Gefährdung von Menschen und anderen Komponenten des Kraftwagens durch diese Hochvoltsysteme.With the increasing establishment of high-voltage systems in motor vehicles, the potential danger to people and other components of the motor vehicle through these high-voltage systems is also increasing.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Sicherheit eines Hochvoltsystems eines Kraftwagens zu erhöhen.It is an object of the present invention to increase the safety of a high-voltage system of a motor vehicle.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere Merkmale ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figur und der Figurenbeschreibung.This object is achieved by a method and a device according to the independent patent claims. Further features emerge from the claims, the figure and the description of the figures.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reduzieren eines Stroms, der aus einer Hochvoltbatterie eines Kraftwagens entnommen wird. Um die Sicherheit zu erhöhen, sind dabei mehrere Schritte vorgesehen. Zunächst erfolgt ein Vergleichen des aus der Hochvoltbatterie entnommenen Stroms mit einem seinem Wert, also seinem Betrag, nach veränderlichen Vergleichswert, dessen Wert von einem Betriebszustand zumindest einer weiteren, mit der Hochvoltbatterie elektrisch gekoppelten Hochvoltkomponente des Kraftwagens abhängt. Der entnommene Strom wird in Folge reduziert, wenn das Vergleichen ergibt, dass der entnommene Strom den Vergleicheswert um eine vorbestimmte Abweichung übertrifft. Das hat den Vorteil, dass die Sicherheit erhöht wird, da bei einem unerwartet hohen Stromentnahme, welche einen Hinweis auf einen Fehler in der Hochvoltbatterie und/oder der Hochvoltkomponente darstellt, die Stromentnahme reduziert wird. So wird einerseits durch ein Verringern des entnommenen Stroms eine potenzielle Gefährdung von Menschen und andererseits gleichzeitig ein Beschädigungsrisiko für die Hochvoltbatterie und die Hochvoltkomponente, welche Teil eines Hochvoltsystems sind, verringert. Dadurch wird ein Ausfall des Hochvoltsystems aufgrund Folgeschäden, der ein Sicherheitsrisiko darstellt, zumindest weitgehend vermieden. Da der Betrag oder Wert des Vergleichswerts von einem Betriebszustand der Hochvoltkomponente abhängt, ist das Verfahren besonders flexibel und führt zur bestmöglichen, an dynamische Situationen angepassten Sicherheit.The invention relates to a method for reducing a current that is taken from a high-voltage battery of a motor vehicle. To increase safety, several steps are provided. First of all, the current drawn from the high-voltage battery is compared with a variable value whose value depends on an operating state of at least one further high-voltage component of the motor vehicle electrically coupled to the high-voltage battery. The extracted current is reduced in succession when the comparison reveals that the extracted current exceeds the comparison value by a predetermined deviation. This has the advantage that the security is increased, since at an unexpectedly high current drain, which is an indication of a fault in the high-voltage battery and / or the high-voltage component, the current drain is reduced. Thus, on the one hand, by reducing the current drawn off, a potential risk to people and, on the other hand, at the same time a risk of damage to the high-voltage battery and the high-voltage component, which are part of a high-voltage system, is reduced. As a result, a failure of the high-voltage system due to consequential damage, which represents a security risk, at least largely avoided. Since the magnitude or value of the comparison value depends on an operating state of the high-voltage component, the method is particularly flexible and leads to the best possible security adapted to dynamic situations.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zumindest eine Hochvoltkomponente eine elektrische Leitung beziehungsweise ein Kabel und/oder einen elektrischen Kontakt, insbesondere einen Steckkontakt, umfasst und bei dem Vergleichen eine Stromtragfähigkeit der elektrischen Leitung und/oder des elektrischen Kontakts, insbesondere des Steckkontakts, als Vergleichswert verwendet wird. Die Stromtragfähigkeit ist insbesondere der maximale Wert eines Stroms, der die betreffende Komponente durchfließen kann, ohne diese dabei zu schädigen. Das hat den Vorteil, dass die elektrische Leitung bzw. der elektrische Kontakt als leistungsbegrenzende Komponente in dem Hochvoltsystem des Kraftwagens berücksichtigt wird.In a preferred embodiment it is provided that the at least one high-voltage component comprises an electrical line or a cable and / or an electrical contact, in particular a plug contact, and in the comparison, a current carrying capacity of the electrical line and / or the electrical contact, in particular of the plug contact, is used as comparison value. The current carrying capacity is in particular the maximum value of a current that can flow through the component in question without damaging it. This has the advantage that the electrical line or the electrical contact is considered as a power-limiting component in the high-voltage system of the motor vehicle.
Insbesondere kann hier gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass eine Temperatur als Betriebszustand der elektrischen Leitung und/oder des elektrischen Kontakts, insbesondere des Steckkontakts, gemessen wird und als Vergleichswert die temperaturabhängige Stromtragfähigkeit von Leitung und/oder Kontakt, insbesondere Steckkontakt, verwendet wird. Das hat den Vorteil, dass die elektrische Leitung und/oder der elektrische Kontakt, also der Leitungssatz, als begrenzende Komponente besonders genau berücksichtigt werden kann und insbesondere eine temperaturbedingte Verschlechterung der Stromtragfähigkeit berücksichtigt werden kann, um durch ein Reduzieren des entnommenen Stroms, insbesondere des durch den Leitungssatz fließenden Stroms, Schäden am Leitungssatz zu vermeiden und so die Sicherheit zu erhöhen.In particular, according to a particularly advantageous embodiment, it can be provided here that a temperature is measured as the operating state of the electrical line and / or the electrical contact, in particular of the plug contact, and the temperature-dependent current carrying capacity of the line and / or contact, in particular plug contact, is used as comparison value , This has the advantage that the electrical line and / or the electrical contact, so the line set, can be considered as a limiting component is particularly accurate and in particular a temperature-induced deterioration of current carrying capacity can be considered to reduce by reducing the current drawn, in particular by To prevent the current flowing through the wiring harness, to prevent damage to the wiring harness, thus increasing safety.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zumindest eine Hochvoltkomponente einen Verbraucher, insbesondere eine Leistungselektronik eines Antriebssystems, umfasst und bei dem Vergleichen ein dem augenblicklichen Betriebszustand des Verbrauchers gemäß in dessen dem augenblicklichen Betriebszustand entsprechenden ordnungsgemäßen Betrieb zu erwartender Stromverbrauchswert als Vergleichswert verwendet wird. Es wird also ein Ist-Stromverbrauchswert, der sich aus dem aus der Hochvoltbatterie entnommenen Strom bemisst, mit einem Soll-Stromverbrauchswert des Verbrauchers, der für diesen in dem augenblicklichen Betriebszustand bei einem fehlerfreien, ordnungsgemäßen Betrieb bekannt ist, vorgenommen. Mit anderen Worten wird eine Plausibilitätsüberprüfung des entnommenen Stroms vorgenommen. Verbraucher können hier und in den anderen Ausführungsformen beispielsweise ein elektrischen Hochvoltkältemittelverdichter (HV-EKMV), eine elektrische Maschine, ein Gleichstromwandler oder ein Hochvolt-Zuheizer mit positiven Temperaturkoeffizienten (HV-PTC) oder ähnliche Komponenten sein. Beispielsweise wird ein von einer Leistungselektronik aus der Hochvoltbatterie entnommener Strom in einem definierten augenblicklichen Betriebszustand, beispielsweise einem Betriebszustand, in dem die Leistungselektronik auf 50% ihrer Maximalleistung eingestellt wird oder z. B. ein der Leistungselektronik zugeordneter Motor auf eine vorbestimmte Drehzahl mit einem vorbestimmten Drehmoment eingestellt wird, mit einem vorgegebenen, aufgrund der technischen Spezifikation bekannten Soll-Verbrauchswert verglichen. Der Soll-Verbrauchswert entspricht dem Strom, welche hier z. B. die Leistungselektronik beispielsweise bei einer Einstellung auf 50% der maximalen Leistung oder z. B. ein der Leistungselektronik zugeordneter Motor, der auf eine vorbestimmte Drehzahl mit einem vorbestimmten Drehmoment eingestellt wird, in einem fehlerfreien Betrieb entnehmen soll. Das hat den Vorteil, dass ein Kurzschlussstrom in der Hochvoltkomponente bzw. in dem Verbraucher zuverlässig in unterschiedlichen Betriebszuständen detektiert werden kann. Über ein Vorgeben der vorbestimmten Abweichung kann hier zudem eine Empfindlichkeit des Verfahrens eingestellt werden.In a further embodiment, it is provided that the at least one high-voltage component comprises a load, in particular a power electronics of a drive system, and in the comparison, a current consumption value to be expected according to the instantaneous operating state of the load according to its current operating state is used as a comparison value. Thus, an actual power consumption value, which is calculated from the current drawn from the high-voltage battery, is made with a desired current consumption value of the consumer, which is known to it in the current operating state in the case of a fault-free, proper operation. In other words, a plausibility check of the withdrawn flow is made. Consumers here and in the other embodiments may be, for example, a high voltage electric refrigerant compressor (HV-EKMV), an electric machine, a DC-DC converter, or a high-voltage positive temperature coefficient (HV-PTC) heater or similar components. For example, a power taken from a high-voltage battery power electronics in a defined instantaneous operating state, for example, an operating condition in which the power electronics are set to 50% of their maximum power is or z. B. a power electronics associated with the engine is set to a predetermined speed with a predetermined torque compared with a predetermined, known due to the technical specification target consumption value. The nominal consumption value corresponds to the current, which here z. B. the power electronics, for example, at a setting to 50% of the maximum power or z. B. a power electronics associated with the engine, which is set to a predetermined speed with a predetermined torque to remove in a fault-free operation. This has the advantage that a short-circuit current in the high-voltage component or in the consumer can be reliably detected in different operating states. In addition, by specifying the predetermined deviation, a sensitivity of the method can be set here.
Insbesondere kann hier vorgesehen sein, dass die zumindest eine Hochvoltkomponente einen weiteren Verbraucher, insbesondere einen elektrischen Hochvoltkältemittelverdichter, umfasst und bei dem Vergleichen ein den jeweiligen augenblicklichen Betriebszuständen der, insbesondere aller, Verbraucher gemäß in deren den augenblicklichen Betriebszuständen entsprechendem ordnungsgemäßem Betrieb zu erwartender Summenstromverbrauchswert als Vergleichswert verwendet wird. Das hat den Vorteil, dass mehrere, insbesondere alle, den entnommenen Strom aus der Hochvoltbatterie beeinflussenden Verbraucher berücksichtigt werden können. Die Abweichung kann somit als statischer Wert gesetzt werden, welcher nicht von weiteren Parametern abhängen muss. Somit ist die Abweichung dann lediglich ein Maß für das Ansprechverhalten oder die Sensibilität des Verfahrens bzw. beschreibt ausschließlich eine Toleranz des Vergleichens.In particular, it can be provided here that the at least one high-voltage component comprises a further consumer, in particular an electric high-voltage refrigerant compressor, and compares a total current consumption value to be expected from the respective instantaneous operating states of, in particular all, consumers in their proper operation corresponding to the instantaneous operating states is used. This has the advantage that several, in particular all, the withdrawn power from the high-voltage battery influencing consumers can be considered. The deviation can thus be set as a static value, which does not have to depend on other parameters. Thus, the deviation is then only a measure of the response or the sensitivity of the method or describes only a tolerance of the comparison.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei dem Reduzieren des entnommenen Stroms dieser auf Null reduziert wird, insbesondere durch ein Öffnen einer Batterieschütze der Hochvoltbatterie. Das hat den Vorteil, dass eine Gefährdung durch einen Strom aus der Hochvoltbatterie unverzüglich ausgeschlossen wird. Überdies wird verhindert, dass ein der Abweichung zu Grunde liegender Fehler von Hochvoltbatterie oder Hochvoltkomponente Folgeschäden in dem System nach sich zieht.In a further embodiment, it is provided that in reducing the current removed, the current is reduced to zero, in particular by opening a battery contactor of the high-voltage battery. This has the advantage that a risk of a current from the high-voltage battery is immediately excluded. Moreover, a fault of the high-voltage battery or the high-voltage component that underlies the deviation is prevented from causing consequential damage in the system.
Besonders vorteilhafterweise wird hier das Reduzieren des entnommenen Stroms einem Fahrer des Kraftwagens angezeigt. Gerade wenn es sich bei einer der Hochvoltkomponenten um ein Teil eines Hochvoltantriebsstranges handelt, ist der Fahrer somit über eine möglicherweise reduzierte Reichweite seines Kraftwagens informiert. Er kann entsprechend sein Fahrverhalten dem veränderten Zustand des Kraftwagens anpassen.Particularly advantageously, the reduction of the current drawn is displayed to a driver of the motor vehicle here. Especially when one of the high-voltage components is part of a high-voltage drive train, the driver is thus informed about a possibly reduced range of his motor vehicle. He can accordingly adjust his driving behavior to the changed state of the motor vehicle.
Die Erfindung betrifft auch ein Hochvoltsystem für einen Kraftwagen, mit einer Hochvoltbatterie und mit zumindest einer mit der Hochvoltbatterie elektrisch gekoppelten Hochvoltkomponente. Um die Sicherheit des Hochvoltsystems zu erhöhen, umfasst das Hochvoltsystem auch eine Steuereinrichtung, mittels welcher ein aus der Hochvoltbatterie entnommener Strom mit einem seinem Wert nach veränderlichen Vergleichswert, dessen Wert von einem Betriebszustand der zumindest von einer Hochvoltkomponente abhängt, vergleichbar ist und mittels welcher der entnommene Strom reduzierbar ist, wenn der Vergleich ergibt, dass der entnommene Strom den Vergleichswert um eine vorbestimmte Abweichung übertrifft.The invention also relates to a high-voltage system for a motor vehicle, with a high-voltage battery and with at least one high-voltage component electrically coupled to the high-voltage battery. In order to increase the safety of the high-voltage system, the high-voltage system also comprises a control device by means of which a withdrawn from the high-voltage battery current with a value-variable reference value whose value is dependent on an operating state of at least one high-voltage component, and by means of which the removed Current is reducible, if the comparison shows that the withdrawn current exceeds the comparison value by a predetermined deviation.
Vorteile und weitere Ausführungsformen des Hochvoltsystems entsprechen den Vorteilen und weiteren Ausführungsformen des Verfahrens.Advantages and further embodiments of the high-voltage system correspond to the advantages and further embodiments of the method.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand eines schematischen Flussdiagrams erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Reduzieren eines Stroms, der aus einer Hochvoltbatterie eines Kraftwagens entnommen wird.An embodiment of the invention will be explained below with reference to a schematic flow diagram. The single figure shows an embodiment of a method for reducing a current that is taken from a high-voltage battery of a motor vehicle.
In der in der Fig. dargestellten beispielhaften Ausführungsform wird das Verfahren mit einem Hochvoltantriebsstrang als beispielhafte Hochvoltkomponente des Kraftwagens angewandt. In einem ersten Schritt erfolgt hier ein Messen
Ein übergeordnetes Steuergerät, beispielsweise ein Common Powertrain Controller (CPC), kann nun also einen Stromunterschied ΔI zwischen dem entnommenen Strom und dem Soll-Summenstrom erkennen. Das übergeordnete Steuergerät kann die erforderlichen Informationen beispielsweise über einen Hybrid-CAN-Bus abrufen. Der Stromunterschied ΔI wird nun mit einer Schwelle in Form einer vorbestimmten Abweichung x verglichen. Überschreitet der Stromunterschied ΔI die vorbestimmte Abweichung nicht, so werden die ersten beiden Verfahrensschritte wiederholt. Überschreitet der entnommene Strom jedoch den Vergleichswert, vorliegend also den Soll-Summenstrom, um mehr als die vorbestimmte Abweichung x, so erfolgt in einem dritten Schritt ein Reduzieren
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Messenmeasure up
- 22
- Vergleichento compare
- 33
- ReduzierenTo reduce
- ΔI.DELTA.I
- StromunterschiedCurrent difference
- xx
- Abweichungdeviation
Claims (8)
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2014
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