DE102018222454B4

DE102018222454B4 - Detection arrangement, motor vehicle and method for detecting liquid

Info

Publication number: DE102018222454B4
Application number: DE102018222454.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Bittner; Matthias Lammermann; Michael Stadler; Adrian Grecu
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2024-05-02
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: DE102018222454A1

Abstract

Detektionsanordnung (12) zur Detektion eines durch eine Flüssigkeit (14) verursachten Isolationsfehlers (30) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Detektionsanordnung (12) aufweist:- eine Isolationsüberwachungseinrichtung (22), die dazu ausgelegt ist, einen ersten Isolationswiderstand (R+) zwischen einem ersten Hochvoltpotential (HV+) von zwei Hochvoltpotentialen (HV+, HV-) und einer vorbestimmten elektrischen Masse (24) und einen zweiten Isolationswiderstand (R-) zwischen einem zweiten Hochvoltpotential (HV-) der zwei Hochvoltpotentiale (HV+, HV-) und der vorbestimmten elektrischen Masse (24) zu überwachen,- wobei die Isolationsüberwachungseinrichtung (22) dazu ausgelegt ist, den Isolationsfehler (30) zu detektieren, wenn zumindest einer des ersten und zweiten Isolationswiderstands (R+, R-) einen vorgebbaren Grenzwert unterschreitet; dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsanordnung (12) eine Sensoreinrichtung (28) aufweist, die einen elektrischen Leiter (29) umfasst, wobei der elektrische Leiter (29) ein erstes Ende (29a) zur Kopplung mit einem der zwei Hochvoltpotentiale (HV+, HV-) aufweist und wobei der elektrische Leiter (29) ein zweites offenes Ende (29b), welches eine Kontaktstelle (29b) bereitstellt, zur Anordnung in vorbestimmter Nähe (d1) zu einem elektrisch leitfähigen mit der vorbestimmten elektrischen Masse (24) elektrisch leitend verbundenen Bauteil (26a) in einem auf ein Vorhandensein von Flüssigkeit (14) zu überwachenden Bereich aufweist.Detection arrangement (12) for detecting an insulation fault (30) of a motor vehicle caused by a liquid (14), the detection arrangement (12) comprising: - an insulation monitoring device (22) which is designed to monitor a first insulation resistance (R+) between a first high-voltage potential (HV+) of two high-voltage potentials (HV+, HV-) and a predetermined electrical ground (24) and a second insulation resistance (R-) between a second high-voltage potential (HV-) of the two high-voltage potentials (HV+, HV-) and the predetermined electrical ground (24), - the insulation monitoring device (22) is designed to detect the insulation fault (30) when at least one of the first and second insulation resistances (R+, R-) falls below a predefinable limit value; characterized in that the detection arrangement (12) has a sensor device (28) which comprises an electrical conductor (29), wherein the electrical conductor (29) has a first end (29a) for coupling to one of the two high-voltage potentials (HV+, HV-) and wherein the electrical conductor (29) has a second open end (29b) which provides a contact point (29b) for arrangement in predetermined proximity (d1) to an electrically conductive component (26a) which is electrically conductively connected to the predetermined electrical ground (24) in an area to be monitored for the presence of liquid (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Detektionsanordnung zur Detektion eines durch eine Flüssigkeit verursachten Isolationsfehlers eines Kraftfahrzeugs, wobei die Detektionsanordnung eine Isolationsüberwachungseinrichtung aufweist, die dazu ausgelegt ist, einen ersten Isolationswiderstand zwischen einem ersten Hochvoltpotential von zwei Hochvoltpotentialen und einer vorbestimmten elektrischen Masse und einen zweiten Isolationswiderstand zwischen einem zweiten Hochvoltpotential der zwei Hochvoltpotentiale und der vorbestimmten elektrischen Masse zu überwachen, wobei die Isolationsüberwachungseinrichtung dazu ausgelegt ist, den Isolationsfehler zu detektieren, wenn zumindest eine des ersten und zweiten Isolationswiderstands einen vorgebbaren Grenzwert unterschreitet. Zur Erfindung gehören auch ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Detektion eines durch eine Flüssigkeit verursachten Isolationsfehlers.The invention relates to a detection arrangement for detecting an insulation fault in a motor vehicle caused by a liquid, wherein the detection arrangement has an insulation monitoring device which is designed to monitor a first insulation resistance between a first high-voltage potential of two high-voltage potentials and a predetermined electrical ground and a second insulation resistance between a second high-voltage potential of the two high-voltage potentials and the predetermined electrical ground, wherein the insulation monitoring device is designed to detect the insulation fault if at least one of the first and second insulation resistances falls below a predefinable limit value. The invention also includes a motor vehicle and a method for detecting an insulation fault caused by a liquid.

Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, in elektrifizierten Fahrzeugen den Isolationswiderstand, das heißt den Widerstand zwischen den HV-Potentialen und der Fahrzeugkarosserie, des Hochvoltsystems zu überwachen. Diese Überwachung wird üblicherweise durch eine Isolationsüberwachungseinrichtung, auch Insolationswächter genannt, durchgeführt. Wird eine Reduzierung des Isolationswiderstands unter definierte Schwellwerte registriert, kann eine Systemreaktion ausgeführt werden.It is known from the state of the art to monitor the insulation resistance, i.e. the resistance between the HV potentials and the vehicle body, of the high-voltage system in electrified vehicles. This monitoring is usually carried out by an insulation monitoring device, also known as an insulation monitor. If a reduction in the insulation resistance below defined threshold values is registered, a system reaction can be carried out.

Weiterhin kann es vorkommen, dass in Komponenten, insbesondere Hochvoltkomponenten, Feuchtigkeit eindringt oder sich Feuchtigkeit, Wasser oder andere Flüssigkeiten in einer solchen Komponente sammeln, wie zum Beispiel Kühlmittel. Auch dies kann zu kritischen Situationen führen, beispielsweise zu Kurzschlüssen. Daher ist es vorteilhaft, auch das Vorhandensein von Flüssigkeit detektieren zu können. Prinzipiell lässt sich Flüssigkeit in einer solchen Komponente durch den Isolationswächter detektieren, und zwar dann, wenn es zu einem durch die Flüssigkeit verursachten Isolationsfehler kommt. Dies ist jedoch nur in ganz speziellen Situationen möglich. Insbesondere kann ein Feuchtigkeits- beziehungsweise Flüssigkeitseintritt durch den Isolationswächter in HV-Komponenten nur erkannt werden, wenn eines der Hochvoltpotentiale direkt betroffen ist. Dabei sind Zeitpunkt und Zustand zufällig. Sammelt sich also beispielsweise Flüssigkeit am Boden einer Hochvoltkomponente und verlaufen die Hochvoltleitungen jedoch in der oberen Hälfte dieser Hochvoltkomponente, sodass die Hochvoltleitungen und damit die Hochvoltpotentiale nicht in Kontakt mit der Flüssigkeit sind, so kann die Flüssigkeit entsprechend auch nicht von der Isolationsüberwachung detektiert werden. Entsprechend kann bislang also durch die Isolationsüberwachung in seltenen Fällen und generell keine zuverlässige Erkennung von Wasser, Feuchtigkeit oder Flüssigkeitseintritt in HV-Komponenten bereitgestellt werden.Furthermore, it can happen that moisture penetrates into components, particularly high-voltage components, or that moisture, water or other liquids collect in such a component, such as coolant. This can also lead to critical situations, for example short circuits. It is therefore advantageous to be able to detect the presence of liquid. In principle, liquid in such a component can be detected by the insulation monitor if an insulation fault caused by the liquid occurs. However, this is only possible in very special situations. In particular, moisture or liquid ingress into HV components can only be detected by the insulation monitor if one of the high-voltage potentials is directly affected. The time and condition are random. For example, if liquid collects at the bottom of a high-voltage component and the high-voltage cables run in the upper half of this high-voltage component so that the high-voltage cables and thus the high-voltage potentials are not in contact with the liquid, the liquid cannot be detected by the insulation monitor. Accordingly, insulation monitoring cannot currently provide reliable detection of water, moisture or liquid ingress into HV components in rare cases and in general.

Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik auch weitere Möglichkeiten zur Detektion von Flüssigkeiten in Komponenten bekannt, die von einer Isolationsüberwachung unabhängig sind. Beispielsweise ist in der WO 2013/027982 A2 ein solcher Flüssigkeitsdetektionssensor offenbart, der zur Detektion von Flüssigkeit in einem Batteriemodul verwendet wird, wobei ein Alarm ausgegeben wird, wenn die Flüssigkeitsmenge einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.In addition, other possibilities for detecting liquids in components that are independent of insulation monitoring are known from the state of the art. For example, WO 2013/027982 A2 discloses such a liquid detection sensor which is used to detect liquid in a battery module, wherein an alarm is issued when the amount of liquid exceeds a predetermined limit.

Weiterhin beschreibt die DE 10 2014 203 919 A1 eine Vorrichtung zur Überwachung eines Batteriesystems, die zur Detektion von Flüssigkeit in einer Batterie ausgelegt ist. Zu diesem Zweck werden zwei Kontakte voneinander beabstandet an einer Batteriezelle oder Komponente angebracht, wobei die beiden Kontakte mit einer Verarbeitungseinrichtung verbunden sind, die einen elektrischen Widerstandswert zwischen den beiden Kontakten misst. Wenn dieser Widerstandswert einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet, wird eine Flüssigkeit detektiert. Weiterhin beschreibt die DE 10 2016 222 763 A1 eine Batterieeinheit mit einem Gehäuse, in dem mindestens zwei Batteriemodule angeordnet sind, die Mess- und Steuereinheiten aufweisen, die wiederum jeweils ein Funkmodul umfassen, die auf oder in einem geringen Abstand über dem Gehäuseboden des Gehäuses angeordnet sind und wobei ein zentrales Steuergerät ebenfalls ein Funkmodul aufweist und dazu ausgebildet ist, aufgrund der Qualität der empfangenen Signale der Mess- und Steuereinheiten auf einen Feuchtigkeitseintritt in die Batterieeinheit zu schließen.Furthermore, the EN 10 2014 203 919 A1 a device for monitoring a battery system, which is designed to detect liquid in a battery. For this purpose, two contacts are attached to a battery cell or component at a distance from each other, the two contacts being connected to a processing device that measures an electrical resistance value between the two contacts. If this resistance value falls below a predetermined limit, a liquid is detected. Furthermore, the EN 10 2016 222 763 A1 a battery unit with a housing in which at least two battery modules are arranged, which have measuring and control units, which in turn each comprise a radio module, which are arranged on or at a short distance above the housing base of the housing and wherein a central control device also has a radio module and is designed to conclude that moisture has entered the battery unit based on the quality of the signals received from the measuring and control units.

Weiterhin beschreibt die DE 10 2017 004 296 A1 eine Hochvoltkomponente für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse, wobei die Hochvoltkomponente weiterhin eine Sensoreinrichtung umfasst, die eine zum Aufnehmen einer Flüssigkeit ausgebildete Schicht aufweist und eine an eine Messeinrichtung der Sensoreinrichtung angeschlossenen elektrischen Leiter. Diese ist dabei auf der Schicht zur Flüssigkeitsaufnahme angeordnet. Die Messeinrichtung ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von einem Vorhandensein von Flüssigkeit in der Schicht eine Veränderung eines elektrischen Widerstands der Schicht zu erfassen. Die Schicht zur Aufnahme der Flüssigkeit kann zum Beispiel an einem Boden des Gehäuses angeordnet sein.Furthermore, the EN 10 2017 004 296 A1 a high-voltage component for a motor vehicle with a housing, wherein the high-voltage component further comprises a sensor device which has a layer designed to absorb a liquid and an electrical conductor connected to a measuring device of the sensor device. This is arranged on the layer for absorbing liquid. The measuring device is designed to detect a change in an electrical resistance of the layer depending on the presence of liquid in the layer. The layer for absorbing the liquid can be arranged, for example, on a base of the housing.

Derartige Flüssigkeits- beziehungsweise Feuchtigkeitssensoren benötigen daher vielzählige zusätzliche Komponenten, was die Flüssigkeitsüberwachung sehr aufwendig und teuer macht.Such liquid or humidity sensors therefore require numerous additional components, which makes fluid monitoring very complex and expensive.

Die gattungsbildende DE 10 2016 212 275 A1 beschreibt eine Einrichtung zur Kühlung eines Energiespeichermoduls, mit einer Steuereinheit, einem Temperatursensor, einer Isolationswiderstandsermittlungseinrichtung, um einen Isolationswiderstand zwischen dem Energiespeichermodul und einem Massepotential zu ermitteln, und einer Kühleinrichtung.The genre-forming EN 10 2016 212 275 A1 describes a device for cooling an energy storage module, comprising a control unit, a temperature sensor, an insulation resistance determination device for determining an insulation resistance between the energy storage module and a ground potential, and a cooling device.

Die DE 10 2014 102 508 A1 beschreibt eine Batterieeinheit mit einem Wasserdetektor und einem elektrischen Leiter. Der Wasserdetektor ist nahe eines unteren Endes eines Gehäuseelements positioniert. Der elektrische Leiter erstreckt sich nach oben und ist elektrisch mit dem Wasserdetektor und mechanisch und elektrisch mit einer Steuerplatine verbunden.The EN 10 2014 102 508 A1 describes a battery unit having a water detector and an electrical conductor. The water detector is positioned near a lower end of a housing member. The electrical conductor extends upwardly and is electrically connected to the water detector and mechanically and electrically connected to a control board.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Detektionsanordnung, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Detektion von Flüssigkeit bereitzustellen, die eine Detektion von Flüssigkeit auf möglichst einfache und kostengünstige Weise erlauben.The object of the present invention is to provide a detection arrangement, a motor vehicle and a method for detecting liquid, which allow detection of liquid in the simplest and most cost-effective manner possible.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Detektionsanordnung, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.This object is achieved by a detection arrangement, a motor vehicle and a method having the features according to the respective independent patent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent patent claims, the description and the figures.

Eine erfindungsgemäße Detektionsanordnung zur Detektion eines durch eine Flüssigkeit verursachten Isolationsfehlers eines Kraftfahrzeugs weist eine Isolationsüberwachungseinrichtung auf, die dazu ausgelegt ist, einen ersten Isolationswiderstand zwischen einem ersten Hochvoltpotential von zwei Hochvoltpotentialen und einer vorbestimmten elektrischen Masse und einen zweiten Isolationswiderstand zwischen einem zweiten Hochvoltpotential der zwei Hochvoltpotentiale und der vorbestimmten elektrischen Masse zu überwachen, wobei die Isolationsüberwachungseinrichtung dazu ausgelegt ist, den Isolationsfehler zu detektieren, wenn zumindest einer des ersten und zweiten Isolationswiderstands einen vorgebbaren Grenzwert unterschreitet. Dabei weist die Detektionsanordnung eine Sensoreinrichtung auf, die einen elektrischen Leiter umfasst, wobei der elektrische Leiter ein erstes Ende zur Kopplung mit einem der beiden Hochvoltpotentiale aufweist und wobei der elektrische Leiter ein zweites offenes Ende, welches eine Kontaktstelle bereitstellt, zur Anordnung in vorbestimmter Nähe zu einem elektrisch leitfähigen, mit der vorbestimmten elektrischen Masse elektrisch leitend verbundenem Bauteil in einem auf ein Vorhandensein von Flüssigkeit zu überwachenden Bereich aufweist.A detection arrangement according to the invention for detecting an insulation fault in a motor vehicle caused by a liquid has an insulation monitoring device which is designed to monitor a first insulation resistance between a first high-voltage potential of two high-voltage potentials and a predetermined electrical ground and a second insulation resistance between a second high-voltage potential of the two high-voltage potentials and the predetermined electrical ground, wherein the insulation monitoring device is designed to detect the insulation fault if at least one of the first and second insulation resistances falls below a predeterminable limit value. The detection arrangement has a sensor device which comprises an electrical conductor, wherein the electrical conductor has a first end for coupling to one of the two high-voltage potentials and wherein the electrical conductor has a second open end which provides a contact point for arrangement in a predetermined proximity to an electrically conductive component which is electrically conductively connected to the predetermined electrical ground in an area to be monitored for the presence of liquid.

Mit anderen Worten kann eine Flüssigkeitsüberwachung auf einfache Weise dadurch bewerkstelligt werden, indem ein elektrischer Leiter mit einem Ende mit einem Hochvoltpotential gekoppelt wird und mit seinem anderen Ende in einem zu überwachenden Bereich angeordnet wird, und zwar in der Nähe eines elektrisch leitenden und blanken Bauteils, welches mit der elektrischen Masse, zum Beispiel der Karosserie des Kraftfahrzeugs, elektrisch leitend gekoppelt ist. Sammelt sich nun in diesem zu überwachenden Bereich Flüssigkeit und wird dann die Kontaktstelle des Leiters über diese Flüssigkeit mit dem Bauteil elektrisch leitend gekoppelt, so fällt dadurch der Isolationswiderstand signifikant ab, was dann vorteilhafterweise durch die Isolationsüberwachungseinrichtung detektiert werden kann. Die einzige Komponente, die eine solche Flüssigkeitsüberwachung zusätzlich erfordert, stellt damit der elektrische Leiter dar, was somit eine besonders einfache, kostengünstige und effiziente Flüssigkeitsüberwachung erlaubt. Zusätzlich wird durch diese Flüssigkeitsüberwachung ein besonders hohes Maß an Flexibilität bereitgestellt, da so auf besonders kostengünstige Weise jeder beliebige Bereich, zum Beispiel innerhalb einer Komponente, insbesondere einer Hochvoltkomponente, überwacht werden kann. Dazu ist lediglich das zweite, offene Ende des Leiters an der betreffenden zu überwachenden Stelle, zum Beispiel in der Nähe eines Bodens eines Gehäuses, zu positionieren, jedoch mit vorbestimmten Abstand zu blanken, elektrisch leitenden Bauteilen. Eine solche Flüssigkeitsüberwachung kann entsprechend auch besonders einfach in bereits bestehenden Hochvoltkomponenten ohne irgendwelche notwendigen Layoutänderungen nachgerüstet werden. Auch die Isolationsüberwachung selbst, das heißt die Isolationsüberwachungseinrichtung, muss hierfür nicht notwendigerweise in Bezug auf ihre Software modifiziert werden. Sobald die Kontaktstelle des elektrischen Leiters mit dem elektrisch leitfähigen und der Masse verbundenen Bauteil über eine Flüssigkeit elektrisch leitend verbunden wird, wird dies als Isolationsfehler von der Isolationsüberwachungseinrichtung erkannt, da hierdurch abrupt, wie bereits beschrieben, der Isolationswiderstand zwischen dem Hochvoltpotential, mit welchem das erste Ende des elektrischen Leiters gekoppelt ist, und der vorbestimmten Masse abfällt. Insgesamt lässt sich so eine besonders kostengünstige, effiziente und flexibel einsetzbare Detektionsanordnung zur Detektion von Flüssigkeit bereitstellen.In other words, liquid monitoring can be easily accomplished by coupling an electrical conductor with one end to a high-voltage potential and arranging the other end in an area to be monitored, namely in the vicinity of an electrically conductive and bare component that is electrically coupled to the electrical ground, for example the body of the motor vehicle. If liquid now collects in this area to be monitored and the contact point of the conductor is then electrically coupled to the component via this liquid, the insulation resistance drops significantly, which can then advantageously be detected by the insulation monitoring device. The only component that additionally requires such liquid monitoring is therefore the electrical conductor, which thus allows particularly simple, cost-effective and efficient liquid monitoring. In addition, this liquid monitoring provides a particularly high degree of flexibility, since any area, for example within a component, in particular a high-voltage component, can be monitored in a particularly cost-effective manner. To do this, the second, open end of the conductor only needs to be positioned at the relevant location to be monitored, for example near the bottom of a housing, but at a predetermined distance from bare, electrically conductive components. Such liquid monitoring can therefore also be retrofitted particularly easily in existing high-voltage components without any necessary layout changes. The insulation monitoring itself, i.e. the insulation monitoring device, does not necessarily have to be modified in terms of its software for this purpose. As soon as the contact point of the electrical conductor is electrically connected to the electrically conductive component connected to ground via a liquid, this is recognized as an insulation fault by the insulation monitoring device, since this causes the insulation resistance between the high-voltage potential to which the first end of the electrical conductor is coupled and the predetermined ground to drop abruptly, as already described. Overall, this makes it possible to provide a particularly cost-effective, efficient and flexible detection arrangement for detecting liquid.

Die Isolationsüberwachungseinrichtung wird, wie eingangs bereits beschrieben, üblicherweise auch als Isolationswächter bezeichnet. Weiterhin stellt die vorbestimmte elektrische Masse vorzugsweise die Karosserie des Kraftfahrzeugs dar. Üblicherweise sind alle Gehäuse von Hochvoltkomponenten elektrisch leitend miteinander und mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden. Das elektrisch leitende Bauteil, in dessen Nähe die Kontaktstellen des elektrischen Leiters anzuordnen ist, stellt dabei vorzugsweise einen Teil eines Gehäuses einer solchen Hochvoltkomponente dar oder zumindest ein elektrisch leitendes Bauteil, welches mit dem Gehäuse elektrisch leitend verbunden ist. Wird ein elektrisch leitender Kontakt zwischen der Kontaktstelle und diesem Bauteil durch eine Flüssigkeit hergestellt, so besteht also entsprechend auch ein Kontakt zwischen einem der Hochvoltpotentiale und der Masse, beziehungsweise der Kraftfahrzeugkarosserie, was den betreffenden Isolationswiderstand abfallen lässt. Dabei kann insbesondere für den ersten und zweiten Isolationswiderstand der gleiche vorgebbare Grenzwert vorgegeben sein, bei dessen Unterschreiten ein Isolationsfehler detektiert wird, es können aber auch unterschiedliche Grenzwerte für den ersten und zweiten Isolationswiderstand vorgegeben werden, je nach Ausgestaltung des Hochvoltbordnetzes des Kraftfahrzeugs.The insulation monitoring device is, as already described at the beginning, usually also referred to as an insulation monitor. Furthermore, the predetermined electrical ground preferably represents the body of the motor vehicle. Typically, all housings of high-voltage components are electrically connected to one another and to the body of the motor vehicle. The electrically conductive component, near which the contact points of the electrical conductor are to be arranged, preferably represents part of a housing of such a high-voltage component or at least an electrically conductive component which is electrically connected to the housing. If an electrically conductive contact is made between the contact point and this component by a liquid, there is also correspondingly a contact between one of the high-voltage potentials and the ground or the motor vehicle body, which causes the relevant insulation resistance to drop. In particular, the same predefinable limit value can be specified for the first and second insulation resistance, below which an insulation fault is detected, but different limit values can also be specified for the first and second insulation resistance, depending on the design of the high-voltage on-board network of the motor vehicle.

Das offene zweite Ende des elektrischen Leiters, welches die Kontaktstelle bereitstellt, ist dabei so zu verstehen, dass der elektrische Leiter an diesem zweiten Ende elektrisch leitfähig ist und direkt von Flüssigkeit kontaktierbar ist, also zum Beispiel nicht von einer elektrischen Isolierung ummantelt ist. Der restliche elektrische Leiter der Sensoreinrichtung kann dagegen von einer elektrischen Isolierung ummantelt sein. Ähnliches gilt auch für das elektrisch leitfähige Bauteil. Auch dieses weist zumindest eine Stelle auf, an welcher eine direkte Kontaktierungsmöglichkeit des elektrisch leitfähigen Materials durch eine Flüssigkeit gegeben ist. Zudem hin soll unter dem Begriff Flüssigkeit auch Feuchtigkeit verstanden werden können.The open second end of the electrical conductor, which provides the contact point, is to be understood in such a way that the electrical conductor is electrically conductive at this second end and can be directly contacted by liquid, i.e., for example, it is not covered by electrical insulation. The rest of the electrical conductor of the sensor device, on the other hand, can be covered by electrical insulation. The same applies to the electrically conductive component. This also has at least one point at which the electrically conductive material can be directly contacted by a liquid. The term liquid should also be understood to mean moisture.

Prinzipiell können auch mehrere Sensoreinrichtungen vorgesehen sein. Das erste Ende einer jeweiligen Sensoreinrichtung kann dann beliebig entweder mit dem ersten Hochvoltpotential oder dem zweiten Hochvoltpotential gekoppelt sein. Es ist also auch möglich, dass jeweils eine Messstelle, d.h. eine Sensoreinrichtung, an das erste Hochvoltpotential und an das zweite Hochvoltpotential angebracht ist. Es ist auch ein Aufbau möglich, welcher gleichzeitig beide Isolationswerte, d.h. die Werte der beiden Isolationswiderstände, verändert.In principle, several sensor devices can be provided. The first end of each sensor device can then be coupled to either the first high-voltage potential or the second high-voltage potential. It is therefore also possible for one measuring point, i.e. one sensor device, to be attached to the first high-voltage potential and to the second high-voltage potential. A structure is also possible which changes both insulation values, i.e. the values of the two insulation resistances, at the same time.

Weiterhin können die beiden Hochvoltpotentiale durch eine korrespondierende Hochvoltbatterie des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden. Eines der beiden Hochvoltpotentiale stellt entsprechend ein positives Hochvoltpotential und das andere ein negatives Hochvoltpotential dar. Das Massepotential liegt typischerweise zwischen den beiden Hochvoltpotentialen.Furthermore, the two high-voltage potentials can be provided by a corresponding high-voltage battery of the motor vehicle. One of the two high-voltage potentials represents a positive high-voltage potential and the other a negative high-voltage potential. The ground potential is typically between the two high-voltage potentials.

Bei Detektion eines durch eine Flüssigkeit verursachten Isolationsfehlers kann ein entsprechendes Signal ausgebeben werden. Insbesondere können fehlerabhängig bei erkannten Fehlern definierte Systemreaktionen und/oder Warnkonzept abgeleitet werden. Beispielsweise kann eine Warnmeldung an einen Fahrer ausgegeben werden, die zudem fehlerspezifisch ausgestaltet sein kann, und zum Beispiel spezifiziert, dass es sich bei dem detektierten Isolationsfehler um einen durch eine Flüssigkeit verursachten Isolationsfehler handelt. Zudem kann zum Beispiel auch die vom Fehler betroffene Hochvoltkomponente festgestellt werden, wie dies später erklärt ist, und ebenfalls die betroffene Hochvoltkomponente durch die Warnmeldung spezifiziert werden. Auch kann als Reaktion auf einen detektierten Fehler eine Abschaltung des Hochvoltsystems erfolgen und/oder auch nur der betroffenen Hochvoltkomponente. Zudem kann ein entsprechender Fehlereintrag in einen Fehlerspeicher erfolgen. Solcher Fehlereintrag kann, wie bereits zur Warnmeldung erläutert, fehlerspezifisch ausgestaltet sein und die Art des Fehlers und/oder die betroffene Hochvoltkomponente spezifizieren.If an insulation fault caused by a liquid is detected, a corresponding signal can be issued. In particular, defined system reactions and/or warning concepts can be derived depending on the fault detected. For example, a warning message can be issued to a driver, which can also be designed to be specific to the fault, and specifies, for example, that the insulation fault detected is an insulation fault caused by a liquid. In addition, the high-voltage component affected by the fault can also be determined, as explained later, and the affected high-voltage component can also be specified by the warning message. The high-voltage system and/or just the affected high-voltage component can also be switched off in response to a detected fault. In addition, a corresponding error entry can be made in an error memory. Such an error entry can, as already explained for the warning message, be designed to be specific to the fault and specify the type of fault and/or the affected high-voltage component.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Detektionsanordnung eine Hochvoltkomponente auf, die das Bauteil umfasst, wobei die Sensoreinrichtung in der Hochvoltkomponente angeordnet ist. Dabei kann es sich im Allgemeinen um jede beliebige Hochvoltkomponente eines Hochvoltbordnetzes des Kraftfahrzeugs handeln. Die Sensoreinrichtung kann zum Beispiel in einer Hochvoltbatterie als Hochvoltkomponente angeordnet sein, die Sensoreinrichtung kann aber auch in einer von der Hochvoltbatterie verschiedenen Hochvoltkomponente angeordnet sein. Beispiele für solche von der Hochvoltbatterie verschiedenen Hochvoltkomponenten sind eine Leistungselektronik zur Ansteuerung eines Elektromotors des Kraftfahrzeugs, eine Hochvoltheizeinrichtung, ein elektrischer Klimakompressor, eine Wandlereinrichtung, welche ein Niedervoltbordnetz des Kraftfahrzeugs aus dem Hochvoltbordnetz speist, ein Ladegerät, über welches bei Kopplung mit einer kraftfahrzeugexternen Energiequelle die Hochvoltbatterie geladen werden kann. Insbesondere kann in all diesen Hochvoltkomponenten nun vorteilhafterweise eine oder auch mehrere Sensoreinrichtungen zur Überwachung dieser Hochvoltkomponenten auf das Vorhandensein von Flüssigkeit angeordnet sein.In an advantageous embodiment of the invention, the detection arrangement has a high-voltage component that comprises the component, wherein the sensor device is arranged in the high-voltage component. In general, this can be any high-voltage component of a high-voltage electrical system of the motor vehicle. The sensor device can, for example, be arranged in a high-voltage battery as a high-voltage component, but the sensor device can also be arranged in a high-voltage component that is different from the high-voltage battery. Examples of such high-voltage components that are different from the high-voltage battery are power electronics for controlling an electric motor of the motor vehicle, a high-voltage heating device, an electric air conditioning compressor, a converter device that feeds a low-voltage electrical system of the motor vehicle from the high-voltage electrical system, a charger that can be used to charge the high-voltage battery when coupled to an energy source external to the motor vehicle. In particular, one or more sensor devices for monitoring these high-voltage components for the presence of liquid can advantageously be arranged in all of these high-voltage components.

Die Kontaktstelle des elektrischen Leiters kann dabei gezielt an kritischen Stellen in einer Hochvoltkomponente angeordnet werden, insbesondere mit vorbestimmtem Abstand zu dem Bauteil. Dabei ist es also weiterhin vorteilhaft, wenn die Hochvoltkomponente eine erste elektrische Leitung zur Kopplung mit dem ersten Hochvoltpotential und eine zweite elektrische Leitung zur Kopplung mit dem zweiten Hochvoltpotential aufweist, wobei das erste Ende des Leiters der Sensoreinrichtung mit der ersten und der zweiten elektrischen Leitung elektrisch leitend verbunden ist und die Kontaktstelle der Sensoreinrichtung in vorbestimmter Nähe zum Bauteil angeordnet ist, sodass in einem mit den beiden Hochvoltpotentialen gekoppelten Zustand der Hochvoltkomponente und im Fall, dass die Kontaktstelle mit dem Bauteil über eine zwischen dem Bauteil und der Kontaktstelle befindlichen Flüssigkeit elektrisch gekoppelt ist, eine der beiden Isolationswiderstände verringert wird. Dabei ist es zudem vorteilhaft, wenn die Kontaktstelle möglichst nah an dem betreffenden Bauteil angeordnet wird. Vorzugsweise beträgt dieser Abstand gerade so viel, dass die erforderlichen Luft- und Kriechstrecken unter Normalbedingungen eingehalten werden. Zum Beispiel kann dieser Abstand mindestens zwei Millimeter betragen. Somit können gezielt Veränderungen des Isolationswiderstands aufgrund von Flüssigkeits- beziehungsweise Feuchtigkeitseintritt an kritischen Stellen in einer Hochvoltkomponente erkannt werden. Vorzugsweise wird also die Kontaktstelle der Sensoreinrichtung an einer Stelle positioniert, an welcher frühzeitig eine Ansammlung von Flüssigkeit zu erwarten ist.The contact point of the electrical conductor can be arranged specifically at critical points in a high-voltage component, in particular at a predetermined distance from the component. It is therefore also advantageous if the high-voltage component has a first electrical line for coupling to the first high-voltage potential and a second electrical line for coupling to the second high-voltage potential, wherein the first end of the conductor of the sensor device is electrically connected to the first and second electrical lines and the contact point of the sensor device is arranged in a predetermined proximity to the component, so that in a state of the high-voltage component coupled to the two high-voltage potentials and in the event that the contact point is electrically coupled to the component via a liquid located between the component and the contact point, one of the two insulation resistances is reduced. It is also advantageous if the contact point is arranged as close to the component in question as possible. Preferably, this distance is just enough to ensure that the required air and creepage distances are maintained under normal conditions. For example, this distance can be at least two millimeters. In this way, changes in the insulation resistance due to liquid or moisture ingress at critical points in a high-voltage component can be specifically detected. Preferably, the contact point of the sensor device is positioned at a point where an accumulation of liquid is to be expected early on.

Die Kontaktstelle kann also beispielsweise in vorbestimmter Nähe zu einem Gehäuseboden der betreffenden Hochvoltkomponente angeordnet sein oder im Bereich einer zumindest lokalen oder auch globalen Senke des Gehäuses der Hochvoltkomponente.The contact point can therefore, for example, be arranged in a predetermined proximity to a housing base of the high-voltage component in question or in the region of at least a local or even global depression of the housing of the high-voltage component.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Sensoreinrichtung einen elektrischen Widerstand mit vorbestimmtem Widerstandswert aufweist, welcher zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende angeordnet ist, wobei der Widerstand einen vorbestimmten Mindestabstand zum zweiten Ende aufweist. Dieser Widerstand weist vorzugsweise einen spannungsbezogenen Widerstandswert von mindestens 100 Ohm pro Volt auf. Dieser Widerstand wird also vorzugsweise in Abhängigkeit von der Spannungsdifferenz zwischen dem betreffenden Hochvoltpotential, an welchem das erste Ende des elektrischen Leiters angeordnet ist, und dem Massepotential ausgelegt. Durch einen solchen zusätzlichen Widerstand kann vorteilhafterweise ein zusätzlicher Komponenten- und Personenschutz bereitgestellt werden. Kommt es zu einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Kontaktstelle der Sensoreinrichtung und dem Massepotential aufgrund einer Flüssigkeitsansammlung, so verhindert ein solcher Widerstand beispielsweise einen sogenannten harten Kurzschluss, bei welchem also praktisch kein Übergangswiderstand und/oder keine Übergangsinduktivität auftritt, insbesondere bei einem doppelten Isolationsfehler. Bei einem solchen doppelten Isolationsfehler, bei welchem beide Hochvoltpotentiale mit der Masse gekoppelt sind, wird durch den Widerstand ein zu hoher Stromfluss verhindert.Furthermore, it is advantageous if the sensor device has an electrical resistor with a predetermined resistance value, which is arranged between the first end and the second end, wherein the resistor has a predetermined minimum distance from the second end. This resistor preferably has a voltage-related resistance value of at least 100 ohms per volt. This resistor is therefore preferably designed depending on the voltage difference between the relevant high-voltage potential, at which the first end of the electrical conductor is arranged, and the ground potential. Such an additional resistor can advantageously provide additional component and personal protection. If an electrically conductive connection occurs between the contact point of the sensor device and the ground potential due to a liquid accumulation, such a resistor prevents, for example, a so-called hard short circuit, in which practically no contact resistance and/or no contact inductance occurs, in particular in the case of a double insulation fault. In the case of such a double insulation fault, in which both high-voltage potentials are coupled to ground, the resistor prevents excessive current flow.

Alternativ oder zusätzlich könnte die Sensoreinrichtung auch eine Schmelzsicherung oder einen dünnen Schmelzdraht aufweisen, der in einem solchen Doppelfehlerfall schmilzt und dadurch das betreffende Hochvoltpotential wieder von der Masse trennt. Der Verbau eines solchen Widerstands hat jedoch den großen Vorteil, dass sich dies zum einen besonders kostengünstig realisieren lässt und zum anderen ermöglicht ein Widerstand vorbestimmter Größe, das heißt mit vorbestimmtem Widerstandswert, zudem eine genaue Lokalisation des Fehlerfalls, wie dies nachfolgend näher erläutert wird.Alternatively or additionally, the sensor device could also have a fuse or a thin fuse wire that melts in the event of a double fault and thereby separates the relevant high-voltage potential from the ground again. However, installing such a resistor has the great advantage that it can be implemented particularly cost-effectively and, on the other hand, a resistor of a predetermined size, i.e. with a predetermined resistance value, also enables the fault to be localized precisely, as will be explained in more detail below.

Der Abstand zwischen der Kontaktstelle und dem Widerstand sollte so bemessen sein, dass dieser nach Möglichkeit nicht mit Flüssigkeit oder Feuchtigkeit in Kontakt tritt, da so der Widerstand zum Beispiel durch einen sehr hohen Flüssigkeitspegel und bei zu geringem Abstand zur Kontaktstelle der Sensoreinrichtung durch die Flüssigkeit überbrückt werden kann, was die Wirkung des Widerstands aufhebt. Ansonsten ist die Positionierung des Widerstands zwischen dem ersten und zweiten Ende des elektrischen Leiters prinzipiell beliebig wählbar. Dabei soll noch angemerkt werden, dass, sollte der Widerstand dennoch überbrückt werden oder die Sensoreinrichtung ohne Widerstand ausgeführt sein, so führt ein einfacher Isolationsfehlerfall noch nicht zu einer Gefährdung, wenngleich auch dies eine unerwünschte Situation darstellt. Eine besonders große Gefahr besteht erst dann, wenn beide Hochvoltpotentiale mit Masse gekoppelt sind.The distance between the contact point and the resistor should be such that, if possible, the resistor does not come into contact with liquid or moisture. This is because the resistor can then be bridged by a very high liquid level, for example, or by the liquid if the distance to the contact point of the sensor device is too small, which cancels out the effect of the resistor. Otherwise, the positioning of the resistor between the first and second ends of the electrical conductor can in principle be chosen as desired. It should also be noted that if the resistor is nevertheless bridged or the sensor device is designed without a resistor, a simple insulation fault does not yet lead to a hazard, although this is also an undesirable situation. A particularly great danger only arises when both high-voltage potentials are coupled to ground.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Detektionsanordnung mehrere der Sensoreinrichtungen auf. Diese können alle wie zur einen Sensoreinrichtung bereits beschrieben ausgebildet sein. Die den jeweiligen Sensoreinrichtungen zugeordneten Kontaktstellen sind vorzugseise in unterschiedlichen auf das Vorhandensein von Flüssigkeit zu überwachenden Bereichen und/oder unterschiedlichen Hochvoltkomponenten angeordnet, wobei jede der Sensoreinrichtungen einen zugeordneten elektrischen Widerstand zwischen dem ersten und zweiten Ende aufweist, und wobei sich die Widerstände in ihren Widerstandswerten unterscheiden bzw. unterscheiden können. Zum einen können durch die mehreren Sensoreinrichtungen vorteilhafterweise beliebig viele Bereiche, insbesondere kritische Bereiche, auf die Ansammlung von Flüssigkeit hin überwacht werden. Die mehreren Sensoreinrichtungen können dabei auf mehrere Hochvoltkomponenten verteilt sein. Es können aber auch mehrere Sensoreinrichtungen innerhalb ein und derselben Hochvoltkomponente angeordnet sein. Im Allgemeinen kann also jede der Hochvoltkomponenten des Kraftfahrzeugs eine oder mehrere Sensoreinrichtungen aufweisen. Prinzipiell können diese Sensoreinrichtungen auch wieder ohne den besagten Widerstand ausgeführt sein, was eine besonders kostengünstige Ausgestaltung der Sensoreinrichtungen erlaubt. Weisen die Sensoreinrichtungen einen Widerstand auf, wie dies vorliegend bevorzugt ist, so können diese Widerstände prinzipiell auch alle gleichartig ausgebildet sein, das heißt zum Beispiel einen gleichen Widerstandswert aufweisen. Die Wahl unterschiedlicher Widerstandswerte hat jedoch den großen Vorteil, dass sich hierdurch eine Fehlerlokalisation bereitstellen lässt.In a further advantageous embodiment of the invention, the detection arrangement has several sensor devices. These can all be designed as already described for one sensor device. The contact points assigned to the respective sensor devices are preferably arranged in different areas to be monitored for the presence of liquid and/or different high-voltage components, wherein each of the sensor devices has an associated electrical resistance between the first and second end, and wherein the resistances differ or can differ in their resistance values. On the one hand, the multiple sensor devices can advantageously monitor any number of areas, in particular critical areas, for the accumulation of liquid. The multiple sensor devices can be distributed over several high-voltage components. However, multiple sensor devices can also be arranged within one and the same high-voltage component. In general, each of the high-voltage components of the motor vehicle can have one or more sensor devices. In principle, these sensor devices can also be designed without the aforementioned resistor, which allows a particularly cost-effective design of the sensor devices. If the sensor devices have a resistor, as is preferred here, these resistors can in principle all be designed in the same way, i.e., for example, have the same resistance value. However, the choice of different resistance values has the great advantage that this makes it possible to localize errors.

Daher stellt es eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die Isolationsüberwachungseinrichtung dazu ausgelegt ist, im Falle eines detektierten, durch eine Flüssigkeit verursachten, Isolationsfehlers in Abhängigkeit von dem Wert des Isolationswiderstands, insbesondere desjenigen, welcher den Grenzwert unterschreitet, und auf Basis der den jeweiligen Sensoreinrichtungen zugeordneten Widerstandswerten zu bestimmen, in welchem der auf das Vorhandensein von Flüssigkeit zu überwachenden Bereiche Flüssigkeit vorhanden ist.Therefore, it represents a further particularly advantageous embodiment of the invention if the insulation monitoring device is designed, in the event of a detected insulation fault caused by a liquid, to determine, depending on the value of the insulation resistance, in particular that which falls below the limit value, and on the basis of the resistance values assigned to the respective sensor devices, in which of the areas to be monitored for the presence of liquid liquid is present.

Ist also beispielsweise ein bestimmter zu überwachender Bereich von einer Flüssigkeitsansammlung betroffen, sodass die dort angeordnete Kontaktstelle einer Sensoreinrichtung über diese Flüssigkeit mit dem blanken, mit der Karosserie leitfähig verbundenen Bauteil elektrisch leitend gekoppelt ist, so reduziert sich der betreffende Isolationswiderstand auf in etwa den Widerstand der betreffenden Sensoreinrichtung. Auch die Flüssigkeit selbst weist einen bestimmten Leitungswiderstand auf. Dieser kann jedoch entweder, wenn der Widerstandswert der betreffenden Sensoreinrichtung groß genug gewählt wird, als vernachlässigbar angesehen werden, oder aber kann dieser Widerstandswert auch abgeschätzt werden, insbesondere vorab, sodass dieser Schätzwert vorgegeben ist, und dann bei der Berechnung berücksichtigt werden. Dieser Schätzwert kann zum Beispiel als Mittelwert der Widerstandswerte verschiedener Flüssigkeiten, die in ein solches Hochvoltgehäuse typischerweise eindringen oder vorhanden sein können, bereitgestellt werden. Durch die unterschiedlichen Widerstandswerte der jeweiligen Sensoreinrichtungen lässt sich damit vorteilhafterweise, zumindest im einfachen Isolationsfehlerfall, wenn nur eine einzelne Sensoreinrichtung betroffen ist, vorteilhafterweise auch bestimmen, welche der Sensoreinrichtungen nun betroffen ist und entsprechend kann der zugeordnete, zu überwachende Bereich bestimmt werden, in welchem nun Flüssigkeit vorhanden ist. So kann also vorteilhafterweise eine Widerstandscodierung zur Lokalisierung des Isolationsfehlers verwendet werden. Dies erleichtert die Suche nach der defekten Komponente enorm und es können deutlich schneller und effizienter Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Beispielsweise kann die betroffene Hochvoltkomponente temporär deaktiviert werden, bis die Flüssigkeit aus der Hochvoltkomponente entfernt wurde. Alle übrigen Hochvoltkomponenten, die von der Flüssigkeit nicht betroffen sind, können dann zum Beispiel ungehindert weiterbetrieben werden.If, for example, a certain area to be monitored is affected by a liquid accumulation, so that the contact point of a sensor device arranged there is electrically coupled to the bare component that is conductively connected to the body via this liquid, the insulation resistance in question is reduced to approximately the resistance of the sensor device in question. The liquid itself also has a certain line resistance. However, this can either be considered negligible if the resistance value of the sensor device in question is chosen to be large enough, or this resistance value can also be estimated, in particular in advance, so that this estimated value is specified, and then taken into account in the calculation. This estimated value can, for example, be provided as an average of the resistance values of various liquids that typically penetrate or can be present in such a high-voltage housing. The different resistance values of the respective sensor devices thus advantageously also make it possible to determine which of the sensor devices is now affected, at least in the case of a simple insulation fault when only a single sensor device is affected, and the associated area to be monitored in which liquid is now present can be determined accordingly. Resistance coding can therefore advantageously be used to locate the insulation fault. This makes the search for the defective component much easier and countermeasures can be initiated much more quickly and efficiently. For example, the affected high-voltage component can be temporarily deactivated until the liquid has been removed from the high-voltage component. All other high-voltage components that are not affected by the liquid can then continue to operate without hindrance.

Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Sensoreinrichtung ein Gehäuse zum Bereitstellen eines Berührschutzes auf, welches zumindest die Kontaktstelle einschließt, und welches durchlässig für Flüssigkeiten ausgebildet ist. Beispielsweise kann das Gehäuse als ein nach IPXXB geschütztes Gehäuse ausgebildet sein. Das Gehäuse ist vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material, zum Beispiel Kunststoff, gefertigt. Das Gehäuse kann dann zum Beispiel entsprechend Löcher aufweisen, damit Flüssigkeit und/oder Feuchtigkeit eindringen kann. Beispielsweise kann das Gehäuse als Kunststoffgitter um zumindest die Kontaktstelle ausgebildet sein. Das Gehäuse kann aber auch einen größeren Teil der Sensoreinrichtung einschließen, zum Beispiel auch einen Großteil des elektrischen Leiters, sowie insbesondere auch den optionalen zusätzlichen Widerstand. Durch ein solches Gehäuse, welches einen Berührschutz bereitstellt, kann die Montage der Sensoreinrichtung deutlich vereinfacht werden. Insbesondere ist dann zur Montage der Sensoreinrichtung keine spezielle Schutzkleidung, wie zum Beispiel isolierende Schutzhandschuhe, erforderlich, was vor allem die Montage für solch filigrane Elemente deutlich vereinfacht. Ein weiterer großer Vorteil des Gehäuses wird anhand des nachfolgenden Beispiels deutlich.In a further particularly advantageous embodiment of the invention, the sensor device has a housing for providing contact protection, which at least encloses the contact point and which is designed to be permeable to liquids. For example, the housing can be designed as a housing protected according to IPXXB. The housing is preferably made of an electrically insulating material, for example plastic. The housing can then, for example, have corresponding holes so that liquid and/or moisture can penetrate. For example, the housing can be designed as a plastic grid around at least the contact point. However, the housing can also enclose a larger part of the sensor device, for example also a large part of the electrical conductor, and in particular also the optional additional resistor. Such a housing, which provides contact protection, can significantly simplify the assembly of the sensor device. In particular, no special protective clothing, such as insulating protective gloves, is then required to assemble the sensor device, which significantly simplifies the assembly of such delicate elements. Another major advantage of the housing becomes clear from the following example.

Dabei weist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Kontaktstelle einen vorbestimmten Abstand zu einer ersten Seite des Gehäuses auf, wobei das Gehäuse mit der ersten Seite an dem Bauteil angeordnet wird. Um also diese Kontaktstelle in vorbestimmter Nähe zum Bauteil anzuordnen, kann also einfach ein entsprechender Abstand zwischen der Kontaktstelle und zum Beispiel der Unterseite des Gehäuses vorgesehen werden und dann ganz einfach das Gehäuse mit der darin befindlichen Kontaktstelle an der Unterseite an das betreffende Bauteil angeklebt oder anderweitig befestigt werden. Denkbar wäre es auch, dass die Kontaktstelle von der ersten Seite des Gehäuses gar keinen Abstand aufweist, sondern zum Beispiel direkt an dieser ersten Seite angeordnet ist, zum Beispiel zwischen zwei oder mehreren Löchern, die die Flüssigkeitsdurchlässigkeit des Gehäuses, vor allem an dieser ersten Seite, gewährleisten, und dann das Gehäuse mit der ersten Seite am betreffenden elektrisch leitfähigen Bauteil, insbesondere direkt am elektrisch leitfähigen Material dieses Bauteils, angeordnet wird. Durch das elektrisch isolierende Gehäuse können dann entsprechend durch die Dicke dieser ersten Seite die erforderlichen Luft- und Kriechstrecken unter Normalbedingungen eingehalten werden. Über das Gehäuse lässt sich also die Sensoreinrichtung, vor allem die in dem Gehäuse befindliche Kontaktstelle, auf besonders einfache Weise an der gewünschten Position am elektrisch leitfähigen Bauteil positionieren und befestigen.According to a further advantageous embodiment of the invention, the contact point has a predetermined distance from a first side of the housing, the housing being arranged with the first side on the component. In order to arrange this contact point in a predetermined proximity to the component, a corresponding distance can therefore simply be provided between the contact point and, for example, the underside of the housing and then the housing with the contact point located therein can be glued or otherwise attached to the underside of the relevant component. It would also be conceivable for the contact point to have no distance at all from the first side of the housing, but to be arranged directly on this first side, for example between two or more holes that ensure the liquid permeability of the housing, especially on this first side, and then the housing with the first side on the relevant electrically conductive component, in particular directly on the electrically conductive material of this component. The electrically insulating housing then allows the required clearance and creepage distances to be maintained under normal conditions due to the thickness of this first side. The sensor device, especially the contact point located in the housing, can therefore be positioned and attached to the desired position on the electrically conductive component in a particularly simple manner via the housing.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Detektionsanordnung oder einer ihrer Ausgestaltungen. Die für die erfindungsgemäße Detektionsanordnung und ihre Ausgestaltungen genannten Vorteile gelten damit in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug ist dabei vorzugsweise als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildet. Weiterhin ist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.Furthermore, the invention also relates to a motor vehicle with a detection arrangement according to the invention or one of its embodiments. The advantages mentioned for the detection arrangement according to the invention and its embodiments therefore apply equally to the motor vehicle according to the invention. The motor vehicle is preferably designed as an electric vehicle or hybrid vehicle. Furthermore, the motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck or as a passenger bus or motorcycle.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Detektion eines durch eine Flüssigkeit verursachen Isolationsfehlers, wobei eine Isolationsüberwachungseinrichtung einen ersten Isolationswiderstand zwischen einem ersten Hochvoltpotential von zwei Hochvoltpotentialen und einer vorbestimmten elektrischen Masse und einen zweiten Isolationswiderstand zwischen einem zweiten Hochvoltpotential der zwei Hochvoltpotentiale und der vorbestimmten elektrischen Masse überwacht, und die Isolationsüberwachungseinrichtung den Isolationsfehler detektiert, wenn zumindest einer des ersten und zweiten Isolationswiderstands einen vorgebbaren Grenzwert unterschreitet. Dabei ist ein elektrischer Leiter einer Sensoreinrichtung mit einem ersten Ende mit einem der beiden Hochvoltpotentiale gekoppelt und mit einem zweiten, offenen, eine Kontaktstelle bereitstellenden Ende in vorbestimmter Nähe zu einem elektrisch leitfähigen, mit der vorbestimmten elektrischen Masse elektrisch leitend verbundenem Bauteil in einem auf ein Vorhandensein von Flüssigkeit zu überwachenden Bereich angeordnet ist, wobei im Fall, dass die Kontaktstelle mit dem Bauteil über eine zwischen dem Bauteil und der Kontaktstelle befindlichen Flüssigkeit elektrisch gekoppelt ist, der erste oder der zweite Isolationswiderstand den vorgebbaren Grenzwert unterschreitet.Furthermore, the invention also relates to a method for detecting an insulation fault caused by a liquid, wherein an insulation monitoring device monitors a first insulation resistance between a first high-voltage potential of two high-voltage potentials and a predetermined electrical ground and a second insulation resistance between a second high-voltage potential of the two high-voltage potentials and the predetermined electrical ground, and the insulation monitoring device detects the insulation fault when at least one of the first and second insulation resistances falls below a predeterminable limit value. An electrical conductor of a sensor device is coupled with a first end to one of the two high-voltage potentials and is arranged with a second, open end providing a contact point in a predetermined proximity to an electrically conductive component that is electrically connected to the predetermined electrical ground in an area to be monitored for the presence of liquid, wherein in the event that the contact point is electrically coupled to the component via a liquid located between the component and the contact point, the first or the second insulation resistance falls below the predeterminable limit value.

Auch hier gelten die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Detektionsanordnung und ihren Ausgestaltungen genannten Vorteile in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Verfahren.Here too, the advantages mentioned in connection with the detection arrangement according to the invention and its embodiments apply in the same way to the method according to the invention.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Detektionsanordnung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes further developments of the method according to the invention which have features as have already been described in connection with the further developments of the detection arrangement according to the invention. For this reason, the corresponding further developments of the method according to the invention are not described again here.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.The invention also includes combinations of the features of the described embodiments.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer als Hochvoltbatterie ausgebildeten Hochvoltkomponente mit einer Detektionsanordnung zur Detektion von Flüssigkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
2 eine schematische Darstellung der Hochvoltbatterie aus 1 in einem zum Teil mit Flüssigkeit gefüllten Zustand und der Detektionsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Exemplary embodiments of the invention are described below.

1 a schematic representation of a high-voltage component designed as a high-voltage battery with a detection arrangement for detecting liquid according to an embodiment of the invention; and
2 a schematic representation of the high-voltage battery from 1 in a partially liquid-filled state and the detection arrangement according to an embodiment of the invention.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the components of the embodiments described each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and which also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure should also include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by other features of the invention already described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, identical reference symbols designate functionally identical elements.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer als Hochvoltbatterie 10 ausgebildeten Hochvoltkomponente mit einer Detektionsanordnung 12 zur Detektion von Flüssigkeit 14 (vergleiche 2), gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei kann die Hochvoltkomponente, das heißt in diesem Beispiel die Hochvoltbatterie 10, auch Teil der Detektionsanordnung 12 sein. 1 shows a schematic representation of a high-voltage component designed as a high-voltage battery 10 with a detection arrangement 12 for detecting liquid 14 (see 2 ), according to an embodiment of the invention. The high-voltage component, that is to say the high-voltage battery 10 in this example, can also be part of the detection arrangement 12.

Die Hochvoltbatterie 10 umfasst mehrere Batteriemodule 16, zum Beispiel in einer Reihenschaltung, wie hier dargestellt, die am Ausgang 18 eine entsprechende Gesamtspannung bereitstellen. Insbesondere wird hierdurch am Ausgang 18 ein erstes positives Hochvoltpotential HV+ und ein zweites negatives Hochvoltpotential HV- bereitgestellt. An diese Anschlüsse bzw. den Ausgang 18 können entsprechend weitere Hochvoltkomponenten angeschlossen werden. Die Hochvoltbatterie 10 kann durch eine Schalteinrichtung, insbesondere durch Hochvoltschütze 20, vom restlichen Kraftfahrzeughochvoltbordnetz abgekoppelt werden.The high-voltage battery 10 comprises several battery modules 16, for example in a series connection, as shown here, which provide a corresponding total voltage at the output 18. In particular, a first positive high-voltage potential HV+ and a second negative high-voltage potential HV- are provided at the output 18. Further high-voltage components can be connected to these connections or the output 18. The high-voltage battery 10 can be decoupled from the rest of the motor vehicle high-voltage electrical system by a switching device, in particular by high-voltage contactors 20.

Die Detektionsanordnung umfasst nun zum einen eine Isolationsüberwachungseinrichtung 22, die dazu ausgelegt ist, einen ersten Isolationswiderstand R+ zwischen dem ersten Hochvoltpotential HV+ und einer vorbestimmten elektrischen Masse 24, die durch die Kraftfahrzeugkarosserie bereitgestellt ist, mit welcher das Gehäuse 26 der Hochvoltbatterie 10 elektrisch leitend verbunden ist. Weiterhin ist die Isolationsüberwachungseinrichtung 22 auch dazu ausgelegt, einen Isolationswiderstand R- zwischen dem negativen Hochvoltpotential HV- und der Masse 24 zu überwachen. Diese Isolationswiderstände R+, R- sind hier exemplarisch durch einen einzelnen Widerstand veranschaulicht, können sich aber aus diversen Widerstandskomponenten zusammensetzen.The detection arrangement now comprises, on the one hand, an insulation monitoring device 22 which is designed to monitor a first insulation resistance R+ between the first high-voltage potential HV+ and a predetermined electrical ground 24 which is provided by the motor vehicle body to which the housing 26 of the high-voltage battery 10 is electrically connected. Furthermore, the insulation monitoring device 22 is also designed to monitor an insulation resistance R- between the negative high-voltage potential HV- and the ground 24. These insulation resistances R+, R- are illustrated here by way of example by a single resistor, but can be composed of various resistance components.

Befindet sich nun Flüssigkeit 14 im Gehäuse 26, welche sich zum Beispiel am Boden 26a des Gehäuses 26 sammelt, wie dies exemplarisch in 2 dargestellt ist, so wäre in diesem Beispiel keines der Hochvoltpotentiale HV+, HVbeziehungsweise die Leitungen, die dieses Potential HV+, HV- tragen, von dieser Flüssigkeitsansammlung betroffen und entsprechend könnten herkömmliche Isolationswächter diese Flüssigkeitsansammlung nicht detektieren, da die Isolationswiderstände R+, R- davon unberührt blieben und sich entsprechend nicht verändern würden.If there is now liquid 14 in the housing 26, which collects, for example, at the bottom 26a of the housing 26, as is exemplified in 2 As shown, in this example none of the high-voltage potentials HV+, HV or the lines that carry this potential HV+, HV- would be affected by this liquid accumulation and accordingly conventional insulation monitors would not be able to detect this liquid accumulation because the insulation resistances R+, R- would remain unaffected and would not change accordingly.

Die Erfindung dagegen ermöglicht nun die Detektion einer solchen Flüssigkeitsansammlung oder im Allgemeinen dem Vorhandensein von Flüssigkeit oder Feuchtigkeit innerhalb des Gehäuses 26 durch besonders einfache Weise durch das Vorsehen einer Sensoreinrichtung 28, welche einen elektrischen Leiter 29 umfasst, der mit einem ersten Ende 29a mit einer der beiden Hochvoltleitungen beziehungsweise einem der beiden Hochvoltpotentiale HV+, HV- gekoppelt ist. In diesem Beispiel ist das erste Ende 29a dieses elektrischen Leiters 29 mit dem positiven Hochvoltpotential HV+ elektrisch leitend verbunden, könnte alternativ aber auch mit dem negativen Hochvoltpotential HV- verbunden sein. Theoretisch denkbar ist es ebenfalls, dass jeweils eine Messstelle, d.h. eine Sensoreinrichtung 28 an das positive Hochvoltpotential HV+ und an das negative Hochvoltpotential HV- angebracht ist, oder auch ein Aufbau, welcher gleichzeitig beide Isolationswerte R+ und R- verändert.The invention, on the other hand, now enables the detection of such a liquid accumulation or, in general, the presence of liquid or moisture within the housing 26 in a particularly simple manner by providing a sensor device 28 which comprises an electrical conductor 29 which is coupled with a first end 29a to one of the two high-voltage lines or one of the two high-voltage potentials HV+, HV-. In this example, the first end 29a of this electrical conductor 29 is electrically connected to the positive high-voltage potential HV+, but could alternatively also be connected to the negative high-voltage potential HV-. Theoretically, it is also conceivable that one measuring point, i.e. one sensor device 28, is attached to the positive high-voltage potential HV+ and to the negative high-voltage potential HV-, or also a structure which changes both insulation values R+ and R- at the same time.

Das zweite Ende 29b dieses elektrischen Leiters 29 liegt offen und stellt dadurch eine Kontaktstelle 29b bereit. Dies bedeutet, dass das elektrisch leitende Material des elektrischen Leiters 29 an dieser Kontaktstelle 29b für Flüssigkeit zugänglich ist. Diese Kontaktstelle 29b kann nun an einer beliebigen zu überwachenden Position, zum Beispiel in der Nähe des Bodenbereichs 26a des Gehäuses 26, angeordnet werden, welcher auf das Vorhandensein von Flüssigkeit 14 zu überwachen ist. Weiterhin ist diese Kontaktstelle 29b in vorbestimmter Nähe zu einem blanken, mit der Karosserie oder im Allgemeinen der Masse 24 elektrisch leitfähig verbundenen Element beziehungsweise Bauteil, welches in diesem Beispiel durch den Boden 26a des Batteriegehäuses 26 bereitgestellt ist, angeordnet. Sammelt sich nun Flüssigkeit am Boden 26a des Gehäuses 26, so entsteht eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Kontaktstelle 29b und dem Gehäuseboden 26a und entsprechend eine Verbindung zwischen einem der Hochvoltpotentiale HV+, HV- und der Masse 24. Diese Verbindung ist in 2 durch den Blitz 30 veranschaulicht. Diese Verbindung bewirkt, dass in diesem Beispiel der Isolationswiderstand R+ zwischen dem positiven Hochvoltpotential HV+ und der Masse 24 drastisch absinkt. Dies kann vorteilhafterweise durch die Isolationsüberwachungseinrichtung 22 detektiert werden.The second end 29b of this electrical conductor 29 is open and thereby provides a contact point 29b. This means that the electrically conductive material of the electrical conductor 29 is accessible to liquid at this contact point 29b. This contact point 29b can now be arranged at any position to be monitored, for example near the bottom area 26a of the housing 26, which is to be monitored for the presence of liquid 14. Furthermore, this contact point 29b is arranged in a predetermined proximity to a bare element or component that is electrically conductively connected to the body or generally to the ground 24, which in this example is provided by the bottom 26a of the battery housing 26. If liquid now collects on the bottom 26a of the housing 26, an electrically conductive connection is created between the contact point 29b and the housing bottom 26a and accordingly a connection between one of the high-voltage potentials HV+, HV- and the ground 24. This connection is in 2 illustrated by the flash 30. This connection causes the insulation resistance R+ between the positive high-voltage potential HV+ and the ground 24 to drop drastically in this example. This can advantageously be detected by the insulation monitoring device 22.

Um die Sicherheit weiter zu erhöhen, kann diese Sensoreinrichtung 28 zusätzlich einen elektrischen Widerstand 32 aufweisen. Dieser ist vorzugsweise größer als 100 Ohm pro Volt und verhindert damit einen harten Kurzschluss im Falle von Flüssigkeit 14 zwischen der Kontaktstelle 29b und dem Gehäuseboden 26a, insbesondere im Falle eines doppelten Isolationsfehlers. Weiterhin kann die Sensoreinrichtung 28 auch ein flüssigkeits- und feuchtigkeitsdurchlässiges Gehäuse 34 aufweisen, welches zum Beispiel als Kunststoffgitter oder Kunststoffummantelung mit Löchern ausgebildet sein kann. Dadurch wird vorteilhafterweise ein Berührschutz bereitgestellt, welcher die Montage der Sensoreinrichtung deutlich vereinfacht.To further increase safety, this sensor device 28 can also have an electrical resistance 32. This is preferably greater than 100 ohms per volt and thus prevents a hard short circuit in the case of liquid 14 between the contact point 29b and the housing base 26a, in particular in the case of a double insulation fault. Furthermore, the sensor device 28 can also have a liquid and moisture-permeable housing 34, which can be designed, for example, as a plastic grid or plastic casing with holes. This advantageously provides protection against contact, which significantly simplifies the assembly of the sensor device.

Durch diese Sensoreinrichtung kann also vorteilhafterweise die bestehende Messeinrichtung, nämlich die Isolationsüberwachungseinrichtung 22, zur Überwachung des Isolationswiderstandes R+, R- um eine Möglichkeit, gezielt Veränderungen des Isolationswiderstands aufgrund Flüssigkeits- und Feuchtigkeitseintritt an kritischen Stellen in einer Hochvoltkomponente, wie hier der Hochvoltbatterie 10, erkennen zu können, erweitert werden.By means of this sensor device, the existing measuring device, namely the insulation monitoring device 22, for monitoring the insulation resistance R+, R- can advantageously be expanded to include the possibility of specifically detecting changes in the insulation resistance due to the ingress of liquid and moisture at critical points in a high-voltage component, such as the high-voltage battery 10 here.

Hierzu kann einfach ein zusätzliches Sensorelement in Form der beschriebenen Sensoreinrichtung 28 an eine relevante Stelle, die überwacht werden soll, innerhalb der Hochvoltkomponente integriert werden. Die Begriffe Sensoreinrichtung 28 und Sensorelement werden im Folgenden Synonym verwendet. Diese Sensoreinrichtung 28 kann aus dem optionalen Widerstand 32 und einer Kontaktstelle 29b bestehen, welche abisoliert ist, das heißt offenliegt, und welche optional mit einer flüssigkeitsdurchlässigen Ummantelung in Form des Gehäuses 34 versehen ist. Dieses Sensorelement 28 wird mit einem der beiden Hochvoltpotentiale HV+, HV- verbunden. Die Positionierung des Sensorelements 28 wird bevorzugt wie folgt ausgeführt: Es erfolgt eine Positionierung an einer Stelle in der Hochvoltkomponente, an welcher frühzeitig eine Ansammlung von Flüssigkeit 14 zu erwarten ist. Es ist vorteilhaft, wenn sich diese Position unmittelbar in der Nähe eines blanken, mit der Karosserie leitfähig verbundenen Elements, wie hier zum Beispiel dem Gehäuseboden 26a, befindet. Um einen Berührschutz an diesem Sensorelement 28 sicherzustellen, kann, wie erwähnt, das Sensorelement als Beispiel mit einem mindestens nach IPXXB qualifizierten, nicht leitenden, vom Hochvoltsystem isolierten, flüssigkeitsdurchlässigen Gehäuse 34 ummantelt werden. Das Sensorelement 28, insbesondere dessen Kontaktstelle 29b, wird innerhalb der Hochvoltkomponente an einer Stelle positioniert, an der im Falle einer Feuchtigkeitsansammlung mit einer entsprechenden Feuchtigkeitsansammlung zu rechnen ist. Bei Feuchtigkeitseintritt wird über die Kontaktstelle 29b eine leitfähige Verbindung des betreffenden Hochvoltpotentials HV+, HV- über den verbauten Widerstand 32 zur Fahrzeugkarosserie, das heißt der Masse 24, hergestellt. Der Isolationswiderstand R+ oder R- des Hochvoltsystems verändert sich und wird durch die Isolationsüberwachungseinrichtung 22 detektiert.For this purpose, an additional sensor element in the form of the sensor device 28 described can simply be integrated into a relevant location within the high-voltage component that is to be monitored. The terms sensor device 28 and sensor element are used synonymously below. This sensor device 28 can consist of the optional resistor 32 and a contact point 29b, which is stripped, i.e. is exposed, and which is optionally provided with a liquid-permeable sheath in the form of the housing 34. This sensor element 28 is connected to one of the two high-voltage potentials HV+, HV-. The positioning of the sensor element 28 is preferably carried out as follows: It is positioned at a point in the high-voltage component at which an accumulation of liquid 14 is to be expected at an early stage. It is advantageous if this position is located immediately near a bare element that is conductively connected to the body, such as the housing base 26a here, for example. In order to ensure contact protection on this sensor element 28, as mentioned, the sensor element can be sheathed, for example, with a non-conductive, liquid-permeable housing 34 that is insulated from the high-voltage system and that is qualified at least according to IPXXB. The sensor element 28, in particular its contact point 29b, is positioned within the high-voltage component at a point at which a corresponding accumulation of moisture can be expected in the event of moisture accumulation. If moisture enters, a conductive connection of the relevant high-voltage potential HV+, HV- is established via the contact point 29b via the installed resistor 32 to the vehicle body, i.e. the ground 24. The insulation resistance R+ or R- of the high-voltage system changes and is detected by the insulation monitoring device 22.

Durch den Widerstand 32 wird es zusätzlich auch möglich, insbesondere wenn mehrere solche Sensoreinrichtungen 28 innerhalb einer Hochvoltkomponente oder in verschiedenen Hochvoltkomponenten verbaut sind, dass auch eine Lokalisation des Fehlers erfolgen kann, wie dies später näher beschrieben wird. Grundsätzlich wird der Widerstandswert des Widerstands 32 so gewählt, dass auf Fahrzeugebene unter Berücksichtigung der sich aus dem System ergebenden Parallelwiderstände eine eindeutige Erkennung des Fehlers sowie optional der jeweilig betroffenen Komponente sichergestellt werden kann. The resistor 32 also makes it possible, particularly when several such sensor devices 28 are installed within a high-voltage component or in different high-voltage components, to localize the error, as will be described in more detail later. In principle, the resistance value of the resistor 32 is selected such that, at the vehicle level, a clear detection of the error and, optionally, the respective affected component can be ensured, taking into account the parallel resistances resulting from the system.

Bei Verbau des Sensorelements 28 in mehreren Komponenten kann durch eine Varianz des gewählten Widerstandswerts, das heißt wenn die verschiedenen Sensoreinrichtungen 28 Widerstände 32 mit unterschiedlichen Widerstandswerten aufweisen, in unterschiedlichen Hochvoltkomponenten eine Diagnose realisiert werden, die feststellt, welche der Komponenten von dem Feuchtigkeitseintritt betroffen ist. Als Beispiel könnte der Widerstandswert in der Hochvoltbatterie 10 so ausgelegt werden, dass sich bei Feuchtigkeitseintritt ein Isolationswiderstand, in diesem Beispiel der Isolationswiderstand R+, von 300 Kiloohm einstellt, bei Feuchtigkeitseintritt in das Ladegerät dagegen ein Widerstandswert von 200 Kiloohm, und so weiter. Werden dann die entsprechenden Isolationswiderstände erfasst, so kann diagnostiziert werden, welche Komponente vom Feuchtigkeitseintritt betroffen ist. Beträgt der Isolationswiderstand, der von der Isolationsüberwachungseinrichtung 22 gemessen wird, dann zum Beispiel 200 Kiloohm, so kann ausgesagt werden, dass sich Flüssigkeit im Ladegerät und nicht in der Hochvoltbatterie 10 befindet.When the sensor element 28 is installed in several components, a variation in the selected resistance value, i.e. when the various sensor devices 28 have resistors 32 with different resistance values, can be used to carry out a diagnosis in different high-voltage components that determines which of the components is affected by the ingress of moisture. As an example, the resistance value in the high-voltage battery 10 could be designed so that when moisture enters, an insulation resistance, in this example the insulation resistance R+, of 300 kiloohms is established, but when moisture enters the charger, a resistance value of 200 kiloohms is established, and so on. If the corresponding insulation resistances are then recorded, it can be diagnosed which component is affected by the ingress of moisture. If the insulation resistance measured by the insulation monitoring device 22 is, for example, 200 kiloohms, it can be said that there is liquid in the charger and not in the high-voltage battery 10.

Weiterhin ist der Widerstandswert vorzugsweise unter Berücksichtigung der aktuellen Normen und Gesetzeslage auszulegen, die aber von Land zu Land und von Zeit zu Zeit unterschiedlich sein können. Die Sensoreinrichtung 28 kann darüber hinaus ohne weitere hardwaremäßige Änderung der bestehenden Hardware in Hochvoltkomponenten integriert und auch nachgerüstet werden. Um eine Reaktion auf die gemessenen Widerstandswerte, insbesondere wenn eine Lokalisation eines Fehlers umgesetzt werden soll, sicherzustellen, sind Softwareanpassungen nötig, im Allgemeinen kann aber auch ohne Softwareanpassungen ein Isolationsfehler bedingt durch Flüssigkeit 14 von der Isolationsüberwachungseinrichtung 22 detektiert werden.Furthermore, the resistance value should preferably be designed taking into account the current standards and legal situation, which can, however, vary from country to country and from time to time. The sensor device 28 can also be integrated into high-voltage components and also retrofitted without any further hardware changes to the existing hardware. Software adjustments are necessary to ensure a reaction to the measured resistance values, particularly if a fault is to be localized, but in general an insulation fault caused by liquid 14 can also be detected by the insulation monitoring device 22 without software adjustments.

Die Sensoreinrichtung 28 ist weiterhin so zu positionieren, dass die erforderlichen Luft- und Kriechstrecken unter normalen Bedingungen eingehalten werden. Mit anderen Worten weist die Kontaktstelle 29b einen entsprechend dimensionierten Abstand d1 zur nächstgelegenen elektrisch leitfähigen Komponente, hier dem Boden 26a des Gehäuses 26, auf. Aus Sicherheitsgründen kann auch der Abstand zwischen dem Widerstand 32 und der Kontaktstelle 29b, der hier als d2 bezeichnet ist, entsprechend groß gewählt werden, um sicherzustellen, dass der Widerstand 32 selbst nicht ebenfalls vom Flüssigkeitseintritt betroffen ist und überbrückt werden kann. Darüber hinaus kann die Art der Positionierung beliebig gewählt werden. Ein Beispiel hierbei ist ein Anbringen der Kontaktstelle 29b, insbesondere des Gehäuses 34, zum Beispiel mit einer Gehäuseunterseite über eine Klebung an ein leitfähiges, mit der Karosserie verbundenes Gehäuseteil der Hochvoltkomponente, wie zum Beispiel hier den Boden 26a des Gehäuses 26. Auch hier ist eine sinnvolle Auslegung des zweiten Abstands d2 vorzugsweise zu berücksichtigen.The sensor device 28 must also be positioned in such a way that the required clearance and creepage distances are maintained under normal conditions. In other words, the contact point 29b has a correspondingly dimensioned distance d1 to the nearest electrically conductive component, here the bottom 26a of the housing 26. For safety reasons, the distance between the resistor 32 and the contact point 29b, which is referred to here as d2, can also be chosen to be correspondingly large in order to ensure that the resistor 32 itself is not also affected by the ingress of liquid and can be bridged. In addition, the type of positioning can be chosen arbitrarily. An example of this is attaching the contact point 29b, in particular the housing 34, for example with a housing underside via an adhesive bond to a conductive housing part of the high-voltage component connected to the body, such as the bottom 26a of the housing 26 here. Here too, a sensible design of the second distance d2 should preferably be taken into account.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Erweiterung der Funktion zur Isolationsüberwachung bereitgestellt werden kann, um die sichere Erkennung von Flüssigkeit in Hochvoltkomponenten zu ermöglichen. Durch die beschriebene Sensoreinrichtung in Kombination mit dem Isolationswächter kann hierdurch eine Flüssigkeitsdetektion auf besonders einfache und kostengünstige Weise bereitgestellt werden, die zudem einfach nachrüstbar ist und einfach in bereits bestehende Hochvoltkomponenten ohne Layoutänderung integriert werden kann und den Funktionsumfang der Isolationsüberwachung erweitert.Overall, the examples show how the invention can provide an extension of the insulation monitoring function to enable the reliable detection of liquid in high-voltage components. The sensor device described in combination with the insulation monitor can thereby provide liquid detection in a particularly simple and cost-effective manner, which is also easy to retrofit and can be easily integrated into existing existing high-voltage components can be integrated without changing the layout and the range of functions of insulation monitoring is extended.

Claims

Detection arrangement (12) for detecting an insulation fault (30) of a motor vehicle caused by a liquid (14), the detection arrangement (12) comprising: - an insulation monitoring device (22) which is designed to monitor a first insulation resistance (R+) between a first high-voltage potential (HV+) of two high-voltage potentials (HV+, HV-) and a predetermined electrical ground (24) and a second insulation resistance (R-) between a second high-voltage potential (HV-) of the two high-voltage potentials (HV+, HV-) and the predetermined electrical ground (24), - the insulation monitoring device (22) is designed to detect the insulation fault (30) when at least one of the first and second insulation resistances (R+, R-) falls below a predefinable limit value; characterized in that the detection arrangement (12) has a sensor device (28) which comprises an electrical conductor (29), wherein the electrical conductor (29) has a first end (29a) for coupling to one of the two high-voltage potentials (HV+, HV-) and wherein the electrical conductor (29) has a second open end (29b) which provides a contact point (29b) for arrangement in predetermined proximity (d1) to an electrically conductive component (26a) which is electrically conductively connected to the predetermined electrical ground (24) in an area to be monitored for the presence of liquid (14).

Detection arrangement (12) according to Claim 1 , characterized in that the detection arrangement (12) has a high-voltage component (10) which comprises the component (26a), wherein the sensor device (28) is arranged in the high-voltage component (10).

Detection arrangement (12) according to Claim 2 , characterized in that the high-voltage component (10) has a first electrical line for coupling to the first high-voltage potential (HV+) and a second electrical line for coupling to the second high-voltage potential (HV-), wherein the first end (29a) of the conductor (29) of the sensor device (28) is electrically conductively connected to the first or second electrical line and the contact point (29b) of the sensor device (28) is arranged in a predetermined proximity (d1) to the component (26a), so that in a state of the high-voltage component (10) coupled to the two high-voltage potentials (HV+, HV-) and in the event that the contact point (29b) is electrically coupled to the component (26a) via a liquid (14) located between the component (26a) and the contact point (29b), one of the two insulation resistances (R+, R-) is reduced.

Detection arrangement (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device (28) has an electrical resistor (32) with a predetermined resistance value, which is arranged between the first end (29a) and the second end (29b), wherein the resistor (32) has a predetermined minimum distance (d2) from the second end (29b).

Detection arrangement (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the detection arrangement (12) has a plurality of the sensor devices (28), the associated contact points (29b) of which are arranged in different areas to be monitored for the presence of liquid (14) or different high-voltage components (10), wherein each of the sensor devices (28) has an associated electrical resistor (32) between the first and second ends (29a, 29b), wherein the resistors (32) can differ in their resistance values.

Detection arrangement (12) according to Claim 5 , characterized in that the insulation monitoring device (22) is designed, in the event of a detected insulation fault (30) caused by a liquid (14), to determine, depending on the value of the insulation resistance (R+, R-) and on the basis of the resistance values assigned to the respective sensor devices (28), in which of the areas to be monitored for the presence of liquid (14) liquid (14) is present.

Detection arrangement (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device (28) has a housing (34) for providing contact protection, which housing encloses at least the contact point (29b) and which is designed to be permeable to liquids (14).

Detection arrangement (12) according to Claim 7 , characterized in that the contact point (29b) has a predetermined distance from a first side of the housing (34), wherein the housing (34) is arranged with the first side on the component (26a).

Motor vehicle with a detection arrangement (12) according to one of the preceding claims.

Method for detecting an insulation fault (30) caused by a liquid (14), - wherein an insulation monitoring device (22) monitors a first insulation resistance (R+) between a first high-voltage potential (HV+) of two high-voltage potentials (HV+, HV-) and a predetermined electrical ground (24) and a second insulation resistance (R-) between a second high-voltage potential (HV-) of the two high-voltage potentials (HV+, HV-) and the predetermined electrical ground (24), and - the insulation monitoring device (22) detects the insulation fault (30) when at least one of the first and second insulation resistances (R+, R-) falls below a predefinable limit value; characterized in that an electrical conductor (29) of a sensor device (28) is coupled with a first end (29a) to one of the two high-voltage potentials (HV+, HV-) and is arranged with a second, open end (29b) providing a contact point (29b) in a predetermined proximity (d1) to an electrically conductive component (26a) electrically conductively connected to the predetermined electrical ground (24) in an area to be monitored for the presence of liquid (14), wherein in the event that the contact point (29b) is electrically coupled to the component (26a) via a liquid (14) located between the component (26a) and the contact point (29b), the first or the second insulation resistance (R+, R-) falls below the predefinable limit value.