DE102014207478A1

DE102014207478A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes sowie Hochvoltbatteriesystem mit einer solchen Vorrichtung

Info

Publication number: DE102014207478A1
Application number: DE102014207478.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Gleiter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-04-17
Filing date: 2014-04-17
Publication date: 2015-10-22
Also published as: US20170045562A1; WO2015158569A1; US9995776B2; CN106461704A; CN106461704B

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes (2) eines zu überprüfenden Prüfobjektes (3), wobei ein Entkopplungskondensator (4), welcher eine erste Kapazität aufweist, und ein Messkondensator (5), welcher eine zweite Kapazität aufweist, mit dem Prüfobjekt (3) zu einer Reihenschaltung verschaltet werden, derart, dass der Entkopplungskondensator (4) und der Messkondensator (5) mit dem Isolationswiderstand (2) des Prüfobjektes (3) einen Tiefpass bilden, wobei eine vorbestimmte Spannung (9) an die Reihenschaltung angelegt wird, die an dem Messkondensator (5) abfallende Messkondensatorspannung (8) erfasst wird und mittels einer Auswerteeinheit (7) unter Berücksichtigung der ersten Kapazität, der zweiten Kapazität und der erfassten Messkondensatorspannung (8) der Isolationswiderstand (2) des Prüfobjektes (3) bestimmt wird. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung (1) zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes (2) eines zu überprüfenden Prüfobjektes (3), wobei die Vorrichtung (1) eine Schaltungsanordnung, eine Messeinheit (6) und eine Auswerteeinheit (7) aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Hochvoltbatteriesystem mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (1) zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes eines zu überprüfenden Prüfobjektes, wobei das Prüfobjekt insbesondere ein Hochvoltsystem oder ein Bestandteil eines Hochvoltsystems sein kann.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes eines zu überprüfenden Prüfobjektes, wobei die Vorrichtung eine Schaltungsanordnung, eines Messeinheit und eine Auswerteeinheit aufweist.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Hochvoltbatteriesystem mit einer Vorrichtung zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes des Hochvoltbatteriesystems.
Stand der Technik
Durch Isolationsfehler oder durch eine Änderung des Isolationswiderstandes, beispielsweise aufgrund von Materialalterung oder Materialbeschädigungen, können sich bei einem Hochvoltsystem ungewollte elektrische Potenzialdifferenzen ausbilden, welche ein Gefahrenpotential darstellen. Dabei kann zum einen das Hochvoltsystem geschädigt werden, zum anderen besteht die Gefahr von elektrischen Schlägen für das Hochvoltsystem nutzende beziehungsweise für an dem Hochvoltsystem arbeitende Personen.
Aus der Druckschrift EP 2 570 289 A1 ist eine Einrichtung zur Erfassung des Isolationswiderstandes eines Hochvoltbatteriesystems bekannt. Zur Erfassung des Isolationswiderstandes ist dabei ein Referenzwiderstand vorgesehen, welcher über Schaltelemente parallel zu dem zu ermittelnden Isolationswiderständen geschaltet werden kann. Die Hochvoltbatterie selbst wird dabei als Spannungsquelle zur Ermittlung des Isolationswiderstandes genutzt.
Darüber hinaus ist aus der Druckschrift CN 102 944 750 ein Verfahren zum Messen des Isolationswiderstandes einer Vorrichtung während des Betriebs der Vorrichtung bekannt.
Insbesondere ist zur Ermittlung des Isolationswiderstandes bei Hochvoltsystemen das Zuschalten eines Spannungsteilers aus hochohmigen Widerständen bekannt. Bei IT-Systemen (IT: Isolé terre) müssen die beiden Potentiale HV+ und HV– gegenüber Masse isoliert sein.
Zur Bestimmung des Isolationswiderstandes eingesetzte resistive Messungen weisen den Nachteil auf, dass durch die resistive Messung der Isolationswiderstand selbst negativ beeinflusst wird. Wird eine Messung des Isolationswiderstandes durch resistive Messungen durchgeführt, so wird nachteiligerweise eine galvanische Verbindung über die hierfür erforderlichen Widerstände hergestellt. Zudem sind für solche Isolationswiderstandsmessungen üblicherweise Relais erforderlich, wie beispielsweise in der Druckschrift EP 2 570 289 A1 offenbart, welche einem Verschleiß unterliegen.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Messung des Isolationswiderstandes eines zu überprüfenden Prüfobjektes derart zu verbessern, dass die Potentiale HV+ und HV– bei der Ermittlung des Isolationswiderstandes weiterhin gegenüber der Fahrzeugmasse galvanisch getrennt sind. Darüber hinaus soll vorteilhafterweise eine Möglichkeit zur Ermittlung des Isolationswiderstandes bereitgestellt werden, mit welcher ein geringerer Verschleiß einhergeht.
Offenbarung der Erfindung
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes eines zu überprüfenden Prüfobjektes vorgeschlagen, wobei ein Entkopplungskondensator, welcher eine erste Kapazität aufweist, und ein Messkondensator, welcher eine zweite Kapazität aufweist, mit dem Prüfobjekt zu einer Reihenschaltung verschaltet werden, derart, dass der Entkopplungskondensator und der Messkondensator mit dem Isolationswiderstand des Prüfobjektes einen Tiefpass bilden, wobei eine vorbestimmte Spannung an die Reihenschaltung angelegt wird, die an dem Messkondensator abfallende Messkondensatorspannung erfasst wird und mittels einer Auswerteeinheit unter Berücksichtigung der ersten Kapazität, der zweiten Kapazität und der erfassten Messkondensatorspannung der Isolationswiderstand des Prüfobjektes bestimmt wird. Der Entkopplungskondensator dient dabei vorteilhafterweise der galvanischen Entkopplung der Potentiale Fahrzeugmasse zu HV+ und HV- des Hochvoltsystems des Prüfobjektes. Der Messkondensator dient vorteilhafterweise zur Messung des Spannungsabfalls.
Durch die Erfindung wird somit vorteilhafterweise eine galvanische Trennung der Isolationsüberwachung realisiert.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass zu dem Messkondensator und dem Entkopplungskondensator zusätzlich eine Wechselspannungsquelle in Reihe geschaltet wird, welche eine Wechselspannung mit einer vorbestimmten Frequenz als die vorbestimmte Spannung bereitstellt, wobei mittels der Auswerteeinheit unter zusätzlicher Berücksichtigung der Wechselspannung und der Frequenz der Wechselspannung der Isolationswiderstand des Prüfobjektes bestimmt wird.
Insbesondere ist vorgesehen, dass zur Bestimmung des Isolationswiderstandes der Zusammenhang
beziehungsweise nach R_Iso aufgelöst:
(davon jeweils die Beträge.) genutzt wird, wobei gilt:

U_CM:: Messkondensatorspannung;
U_ges:: von der Wechselspannungsquelle vorbestimmte Spannung;
ω:: Frequenz der Wechselspannung;
j:: komplexe (imaginäre) Einheit;
C_M:: Kapazität des Messkondensators;
C_R:: Kapazität des Entkopplungskondensators;
C_Iso:: Isolationswiderstand des Prüfobjektes.

Da bis auf den Isolationswiderstand R_Iso alle Größen bekannt sind, ist der Isolationswiderstand mittels der Auswerteeinheit bestimmbar beziehungsweise direkt berechenbar.
Eine vorteilhafte Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass zu dem Messkondensator und dem Entkopplungskondensator zusätzlich ein Schaltelement in Reihe geschaltet wird, das Schaltelement geschlossen wird, mittels der Auswerteeinheit aus einer Änderung der Messkondensatorspannung nach dem Schließen des Schaltelementes die Zeitkonstante des Tiefpasses bestimmt wird und unter zusätzlicher Berücksichtigung der Zeitkonstante der Isolationswiderstand des Prüfobjektes bestimmt wird. Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltungsvariante wird vorteilhafterweise die Wechselspannungsquelle durch einen Schalter, insbesondere ein Relais oder einen Hochleistungs-MOSFET (MOSFET: Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor), ersetzt. Die Auswertung erfolgt dann vorteilhafterweise über den Spannungsanstieg, also die Zeitkonstante des Tiefpasses, den die Kondensatoren zusammen mit dem Isolationswiderstand bilden.
Insbesondere ist vorgesehen, dass zur Bestimmung des Isolationswiderstandes hierbei der Zusammenhang
genutzt wird, wobei gilt:

U_CM:: Messkondensatorspannung;
U_ges:: anliegende Gesamtspannung;
C_ges:: Gesamtkapazität;
C_M:: Kapazität des Messkondensators
e:: Eulersche Zahl;
t:: Zeit; und
τ:: Zeitkonstante.

Für die Zeitkonstante gilt dabei τ = RC mit

C:: Gesamtkapazität (Reihenschaltung aus erster Kapazität und zweiter Kapazität sowie gegebenenfalls vorhandener weiterer y-Kapazitäten des Prüfobjektes); und
R:: Isolationswiderstand des Prüfobjektes.

Sind keine y-Kapazitäten zur berücksichtigen gilt
mit

C_M:: Kapazität des Messkondensators; und
C_E:: Kapazität des Entkopplungskondensators.

Da bis auf den Isolationswiderstand R alle Größen bekannt sind, ist der Isolationswiderstand mittels der Auswerteeinheit bestimmbar.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass mittels der Auswerteeinheit unter zusätzlicher Berücksichtigung von Kapazitäten des Prüfobjektes der Isolationswiderstand des Prüfobjektes bestimmt wird. Zusätzliche Kapazitäten des Prüfobjektes ergeben sich insbesondere durch im Hochvoltsystem verwendete Y-Kondensatoren, welche insbesondere als Entstörkondensatoren eingesetzt werden.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird des Weiteren eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes eines zu überprüfenden Prüfobjektes, wobei die Vorrichtung eine Schaltungsanordnung, eine Messeinheit und eine Auswerteeinheit aufweist, vorgeschlagen, wobei die Schaltungsanordnung eine Reihenschaltung aus einem Entkopplungskondensator mit einer ersten Kapazität und einem Messkondensator mit einer zweiten Kapazität umfasst. Die Schaltungsanordnung ist dabei vorteilhafterweise ausgebildet, mit dem Prüfobjekt derart verschaltet zu werden, dass der Isolationswiderstand des Prüfobjektes mit dem Entkopplungskondensator und dem Messkondensator einen Tiefpass bildet. Die Messeinheit erfasst dabei eine an dem Messkondensator abfallende Messkondensatorspannung. Die Auswerteeinheit ist dabei vorteilhafterweise ausgebildet, unter Berücksichtigung der ersten Kapazität, der zweiten Kapazität und der Messkondensatorspannung den Isolationswiderstand des Prüfobjektes zu bestimmen. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Messeinheit zur Erfassung der Messkondensatorspannung elektrisch parallel zu dem Messkondensator geschaltet ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Schaltungsanordnung eine Wechselspannungsquelle, welche zu dem Entkopplungskondensator und dem Messkondensator in Reihe geschaltet ist und ausgebildet ist, eine vorbestimmte Wechselspannung mit einer vorbestimmten Frequenz bereitzustellen. Die Auswerteeinheit ist dabei vorteilhafterweise ausgebildet, unter zusätzlicher Berücksichtigung der vorbestimmten Wechselspannung und der vorbestimmten Frequenz den Isolationswiderstandes des Prüfobjektes zu bestimmen. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Wechselspannungsquelle eine Wechselspannung mit einer Frequenz der Größenordnung 10⁴ Hz bis 10⁶ Hz (Hz: Hertz) bereitstellt, vorzugsweise eine Frequenz von etwa 100 kHz (kHz: Kilohertz).
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Schaltungsanordnung ein Schaltelement umfasst, welches zu dem Entkopplungskondensator und dem Messkondensator elektrisch in Reihe geschaltet ist, wobei die Auswerteeinheit vorteilhafterweise ausgebildet ist, unter zusätzlicher Berücksichtigung einer Änderung der Messkondensatorspannung nach dem Schließen des Schaltelementes die Zeitkonstante des durch ein Verschalten der Schaltungsanordnung mit dem Prüfobjekt gebildeten Tiefpasses zu bestimmen und unter zusätzlicher Berücksichtigung der Zeitkonstante den Isolationswiderstand des Prüfobjektes zu bestimmen. Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltungsvariante ersetzt das Schaltelement vorteilhafterweise die Wechselspannungsquelle. Als Prüfspannungsquelle wird vorteilhafterweise eine durch das Hochvoltsystem des Prüfobjektes bereitgestellte Spannung genutzt.
Gemäß einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht der Wert der ersten Kapazität des Entkopplungskondensators dem 0,3-fachen bis 0,7-fachen des Wertes der zweiten Kapazität des Messkondensators. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist insbesondere vorgesehen, dass der Entkopplungskondensator eine Kapazität von 22 nF (nF: Nanofarad) aufweist und der Messkondensator eine Kapazität von 47 nF.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Größenordnung des Wertes der ersten Kapazität des Entkopplungskondensators und/oder des Wertes der zweiten Kapazität des Messkondensators zwischen 10^–9 F und 10^–6 F (F: Farad) beträgt, also zwischen 1 nF und 1 µF.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird darüber hinaus ein Hochvoltbatteriesystem, insbesondere eine Traktionsbatterie, mit einer Vorrichtung zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung als erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes ausgebildet ist.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten, Merkmale und Ausgestaltungsdetails der Erfindung werden im Zusammenhang mit den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt:
1 in einer vereinfachten Darstellung ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes eines zu überprüfenden Prüfobjektes;
2 ein Beispiel für einen relativen Spannungsabfall an dem Messkondensator in Abhängigkeit des Isolationswiderstandes; und
3 in einer vereinfachten Darstellung ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes eines zu überprüfenden Prüfobjektes.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung 1 zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes eines zu überprüfenden Prüfobjektes 3 dargestellt. Das Prüfobjekt 3 ist dabei Teil eines Hochvoltbatteriesystems 12. Der Isolationswiderstand des Prüfobjektes 3 ist dabei in 1 als Widerstand 2 dargestellt.
Die in 1 gezeigte Vorrichtung 1 umfasst eine Schaltungsanordnung aus einer Reihenschaltung von einem Entkopplungskondensator 4, einem Messkondensator 5 und einer Wechselspannungsquelle 10. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 1 eine Messeinheit 6 zur Erfassung einer an dem Messkondensator 5 abfallenden Messkondensatorspannung 8. Die Schaltungsanordnung aus dem Entkopplungskondensator 4, dem Messkondensator 5 und der Wechselspannungsquelle 10 ist dabei mit dem Prüfobjekt 3 derart verschaltet, dass der Isolationswiderstand 2 des Prüfobjektes 3 mit dem Entkopplungskondensator 4 und dem Messkondensator 5 einen Tiefpass bildet. Die Schaltungsanordnung ist zudem an das Massepotential 14 angebunden.
Die Vorrichtung 1 umfasst ferner eine Auswerteeinheit 7, welche ausgebildet ist, den Isolationswiderstand 2 des Prüfobjektes 3 zu bestimmen. Dabei wird ausgenutzt, dass die Wechselspannung 10 eine vorbestimmte Wechselspannung mit einer vorbestimmten Frequenz vorgibt. Diese bekannten Größen werden neben den bekannten Kapazitäten des Entkopplungskondensators 4 und des Messkondensators 5 sowie der erfassten Messkondensatorspannung 8 bei der Ermittlung des Isolationswiderstandes berücksichtigt.
Dabei wird der Isolationswiderstand R bestimmt aus dem oben bereits angeführten Zusammenhang
mit
wobei davon jeweils die Beträge zugrunde zu legen sind.
beschreibt den relativen Spannungsabfall an dem Messkondensator 5.
Die Auswerteeinheit ist dabei vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass die entsprechenden Größen zur Bestimmung des Isolationswiderstand R hinterlegt sind beziehungsweise die Werte der erfassten Messkondensatorspannung 8 an Auswerteeinheit 7 übertragen werden können. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit 7 eine Mikrocontrollerschaltung ist.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der Entkopplungskondensator 4 eine Kapazität von 22 nF aufweist. Der Messkondensator 5 weist vorzugsweise eine Kapazität von 47 nF auf. Die Wechselspannungsquelle stellt vorzugsweise eine Spannung mit einer Frequenz von 100 kHz bereit. Bei dieser Dimensionierung ergibt sich der in 2 dargestellte Zusammenhang zwischen dem relativen Spannungsabfall an dem Messkondensator 5 in Abhängigkeit des Isolationswiderstandes 2.
In 2 ist dazu der relative Spannungsabfall als Spannungsverlauf 15 über der Achse 16, welche den Betrag des Isolationswiderstandes 2 darstellt, und der Achse 17, welche das Verhältnis von Messkondensatorspannung zu der vorbestimmten Spannung darstellt, wiedergegeben.
Beispielsweise ergibt sich bei einem Verhältnis von Messkondensatorspannung zu vorbestimmter Spannung von 2 × 10^–4 ein Isolationswiderstand von 10⁶ Ohm, wie bei dem Punkt 18 aus 2 abgelesen werden kann.
In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung 1 zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes eines zu überprüfenden Prüfobjektes 3 dargestellt. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Vorrichtung weist die in 3 dargestellte Vorrichtung 1 anstelle der Wechselspannungsquelle 10 ein Schaltelement 11 auf. Durch die Batteriezellen 13 des Prüfobjektes 3 der Hochvoltbatterie 12 fällt über dem Schaltelement eine vorbestimmte Spannung 9 ab. Wird das Schaltelement 11 geschlossen, so stellt sich entsprechend der oben bereits genannten Beziehung
eine Messkondensatorspannung ein, wobei die Auswerteeinheit 7 der Vorrichtung 1 ausgebildet ist, unter Berücksichtigung der Änderung der Messkondensatorspannung nach dem Schließen des Schaltelementes 11 die Zeitkonstante τ des durch den Entkopplungskondensator 4, den Messkondensator 5 und den Isolationswiderstand 2 gebildeten Tiefpasses zu ermitteln. Das heißt der Spannungsanstieg an dem Messkondensator 5 wird zur Bestimmung des Isolationswiderstand R genutzt. Aus der ermittelten Zeitkonstante τ und den bekannten Kapazitäten des Entkopplungskondensators 4 und des Messkondensators 5 wird dann von der Auswerteeinheit 7 der Isolationswiderstand 2 bestimmt zu R = τ / C wobei
mit

Insbesondere ist als vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Vorrichtung 1 Bestandteil eines Hochvoltbatteriesystems 12 ist. Durch eine entsprechende steuerbare Verschaltung der Vorrichtung mit einem vorgebbaren Prüfobjekt ist dabei vorteilhafterweise bestimmbar, wie viele Batteriezellen 13 dem Prüfobjekt 3 zugeordnet werden.
Die in den Figuren dargestellten und im Zusammenhang mit diesen erläuterten Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2570289 A1 [0005, 0008]
CN 102944750 [0006]

Claims

Verfahren zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes (2) eines zu überprüfenden Prüfobjektes (3), wobei ein Entkopplungskondensator (4), welcher eine erste Kapazität aufweist, und ein Messkondensator (5), welcher eine zweite Kapazität aufweist, mit dem Prüfobjekt (3) zu einer Reihenschaltung verschaltet werden, derart, dass der Entkopplungskondensator (4) und der Messkondensator (5) mit dem Isolationswiderstand (2) des Prüfobjektes (3) einen Tiefpass bilden, wobei eine vorbestimmte Spannung (9) an die Reihenschaltung angelegt wird, die an dem Messkondensator (5) abfallende Messkondensatorspannung (8) erfasst wird und mittels einer Auswerteeinheit (7) unter Berücksichtigung der ersten Kapazität, der zweiten Kapazität und der erfassten Messkondensatorspannung (8) der Isolationswiderstand (2) des Prüfobjektes (3) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Messkondensator (5) und dem Entkopplungskondensator (4) zusätzlich eine Wechselspannungsquelle (10) in Reihe geschaltet wird, welche eine Wechselspannung mit einer vorbestimmten Frequenz als die vorbestimmte Spannung (9) bereitstellt, wobei mittels der Auswerteeinheit (7) unter zusätzlicher Berücksichtigung der Wechselspannung und der Frequenz der Wechselspannung der Isolationswiderstand (2) des Prüfobjektes (3) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Messkondensator (5) und dem Entkopplungskondensator (4) zusätzlich ein Schaltelement (11) in Reihe geschaltet wird, das Schaltelement (11) geschlossen wird, mittels der Auswerteeinheit (7) aus einer Änderung der Messkondensatorspannung (8) nach dem Schließen des Schaltelementes (11) die Zeitkonstante des Tiefpasses bestimmt wird und unter zusätzlicher Berücksichtigung der Zeitkonstante der Isolationswiderstand (2) des Prüfobjektes (3) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Auswerteeinheit (7) unter zusätzlicher Berücksichtigung von Kapazitäten des Prüfobjektes (3) der Isolationswiderstand (2) des Prüfobjektes (3) bestimmt wird.
Vorrichtung (1) zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes (2) eines zu überprüfenden Prüfobjektes (3), wobei die Vorrichtung (1) eine Schaltungsanordnung, eine Messeinheit (6) und eine Auswerteeinheit (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung eine Reihenschaltung aus einem Entkopplungskondensator (4) mit einer ersten Kapazität und einem Messkondensator (5) mit einer zweiten Kapazität umfasst, wobei die Schaltungsanordnung ausgebildet ist, mit dem Prüfobjekt (3) derart verschaltet zu werden, dass der Isolationswiderstand (2) des Prüfobjektes (3) mit dem Entkopplungskondensator (4) und dem Messkondensator (5) einen Tiefpass bildet, die Messeinheit (6) eine an dem Messkondensator (5) abfassende Messkondensatorspannung (8) erfasst und die Auswerteeinheit (7) ausgebildet ist, unter Berücksichtigung der ersten Kapazität, der zweiten Kapazität und der Messkondensatorspannung (8) den Isolationswiderstand (2) des Prüfobjektes (3) zu bestimmen.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung eine Wechselspannungsquelle (10) umfasst, welche zu dem Entkopplungskondensator (4) und dem Messkondensator (5) in Reihe geschaltet ist und ausgebildet ist, eine vorbestimmte Wechselspannung mit einer vorbestimmten Frequenz bereitzustellen, wobei die Auswerteeinheit (7) ausgebildet ist, unter zusätzlicher Berücksichtigung der vorbestimmten Wechselspannung und der vorbestimmten Frequenz den Isolationswiderstand (2) des Prüfobjektes (3) zu bestimmen.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung ein Schaltelement (11) umfasst, welches zu dem Entkopplungskondensator (4) und dem Messkondensator (5) elektrisch in Reihe geschaltet ist, wobei die Auswerteeinheit (7) ausgebildet ist, unter zusätzlicher Berücksichtigung einer Änderung der Messkondensatorspannung (8) nach dem Schließen des Schaltelementes (11) die Zeitkonstante des durch ein Verschalten der Schaltungsanordnung mit dem Prüfobjekt (3) gebildeten Tiefpasses zu bestimmen und unter zusätzlicher Berücksichtigung der Zeitkonstante den Isolationswiderstand (2) des Prüfobjektes (3) zu bestimmen.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der ersten Kapazität des Entkopplungskondensators (4) dem 0,3-fachen bis 0,7-fachen des Wertes der zweiten Kapazität des Messkondensators (5) entspricht.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Größenordnung des Wertes der ersten Kapazität des Entkopplungskondensators (4) und/oder des Wertes der zweiten Kapazität des Messkondensators (5) zwischen 10^–9 F und 10^–6 F beträgt.
Hochvoltbatteriesystem, insbesondere Traktionsbatterie, mit einer Vorrichtung (1) zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) als Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.