DE102020003878A1 - High-voltage electrical system for an at least partially electrically operated motor vehicle, and method - Google Patents

High-voltage electrical system for an at least partially electrically operated motor vehicle, and method Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hochvolt-Bordnetz (22) für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug, mit zumindest einem Hochvolt-Energiespeicher (24) und mit einem energiespeicherexternen Teil (30), wobei der Hochvolt-Energiespeicher (24) eine Schutzeinrichtung (28) aufweist, welche zum elektrischen Verbinden des Hochvolt-Energiespeichers (24) mit dem energiespeicherexternen Teil (30) ausgebildet ist, und mit einem ersten Isolationswächter (26), welcher zum Bestimmen eines ersten Isolationswerts des Hochvolt-Energiespeichers (24) bei geöffneter Schutzeinrichtung (28) ausgebildet ist, wobei das Hochvolt-Bordnetz (22) zumindest einen zentralen zweiten Isolationswächter (32) des energiespeicherexternen Teils (30) aufweist, welcher zum Bestimmen eines zweiten Isolationswerts des Hochvolt-Bordnetzes (22) ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren.The invention relates to a high-voltage electrical system (22) for an at least partially electrically operated motor vehicle, with at least one high-voltage energy store (24) and with a part (30) external to the energy store, the high-voltage energy store (24) having a protective device (28) , which is designed to electrically connect the high-voltage energy store (24) to the part (30) external to the energy store, and with a first insulation monitor (26) which is used to determine a first insulation value of the high-voltage energy store (24) when the protective device (28) is open. is formed, wherein the high-voltage on-board network (22) has at least one central second insulation monitor (32) of the energy storage-external part (30), which is designed to determine a second insulation value of the high-voltage on-board network (22). The invention also relates to a method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochvolt-Bordnetz für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren.The invention relates to a high-voltage electrical system for an at least partially electrically operated motor vehicle according to the preamble of patent claim 1. The invention also relates to a method.

Aus dem Stand der Technik ist bereits bekannt, dass die Einhaltung bestimmter Grenzwerte zur elektrischen Isolation in einem Hochvolt-Bordnetz eines Hochvolt-Fahrzeugs und der Umgebung eine zulassungsrelevante Größe darstellt, die im Kraftfahrzeug überwacht werden muss und bei einer Nichteinhaltung ein Betrieb des Kraftfahrzeugs eventuell unterbunden werden muss. Es ist bekannt, dass hierfür innerhalb einer Batterie des Kraftfahrzeugs beziehungsweise eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs ein Isolationswächter verbaut ist, wobei über diesen Isolationswächter ein Isolationswert der Batterie bestimmt werden kann. Ferner sind entsprechende Redundanzen bekannt, welche beispielsweise weitere Batterien im Kraftfahrzeug überwachen.It is already known from the prior art that compliance with certain limit values for electrical insulation in a high-voltage on-board network of a high-voltage vehicle and the surrounding area is an approval-relevant variable that must be monitored in the motor vehicle and, if not observed, the operation of the motor vehicle may be prevented must become. It is known that for this purpose an insulation monitor is installed within a battery of the motor vehicle or an electrical energy store of a motor vehicle, an insulation value of the battery being able to be determined via this insulation monitor. Corresponding redundancies are also known which, for example, monitor additional batteries in the motor vehicle.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hochvolt-Bordnetz sowie ein Verfahren zu schaffen, mittels welchen eine effiziente Überwachung eines Isolationswerts eines elektrischen Energiespeichers beziehungsweise des Hochvolt-Bordnetzes realisiert werden kann.The object of the present invention is to create a high-voltage on-board network and a method by means of which an efficient monitoring of the insulation value of an electrical energy store or of the high-voltage on-board network can be implemented.

Diese Aufgabe wird durch ein Hochvolt-Bordnetz sowie durch ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a high-voltage on-board network and by a method in accordance with the independent claims. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Hochvolt-Bordnetz für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug, mit zumindest einem Hochvolt-Energiespeicher und mit einem energiespeicherexternen Teil, wobei der Hochvolt-Energiespeicher eine Schutzeinrichtung aufweist, die zum elektrischen Verbinden des Hochvolt-Energiespeichers mit dem energiespeicherexternen Teil ausgebildet ist, und mit einem ersten Isolationswächter, welcher zum Bestimmen eines ersten Isolationswerts des Hochvolt-Energiespeichers bei geöffneter Schutzeinrichtung ausgebildet ist.One aspect of the invention relates to a high-voltage electrical system for an at least partially electrically operated motor vehicle, with at least one high-voltage energy store and with a part external to the energy store, the high-voltage energy store having a protective device which is used to electrically connect the high-voltage energy store to the part external to the energy store is designed, and with a first insulation monitor, which is designed to determine a first insulation value of the high-voltage energy store when the protective device is open.

Die Schutzeinrichtung zum elektrischen Verbinden des Hochvolt-Energiespeichers mit dem energiespeicherexternen Teil ist ebenso auch zum Trennen beziehungsweise elektrischen Auftrennen des Hochvolt-Energiespeichers von dem energiespeicherexternen Teil ausgebildet, so dass die Schutzeinrichtung auch als Trenneinrichtung oder Trennelement bezeichnet werden kann. Allgemein ist dem Fachmann eine solche Einrichtung auch kurz unter dem Begriff „Schütz“ bekannt, wobei genau genommen, ein Schütz nur eine beispielhafte Ausführungsvariante der Schutzeinrichtung sein kann.The protective device for electrically connecting the high-voltage energy store to the part external to the energy storage device is also designed to separate or electrically disconnect the high-voltage energy store from the part external to the energy store, so that the protective device can also be referred to as a separating device or separating element. In general, such a device is also known to the person skilled in the art for short under the term “contactor”, whereby, strictly speaking, a contactor can only be an exemplary embodiment of the protective device.

Es ist vorgesehen, dass das Hochvolt-Bordnetz zumindest einen zentralen zweiten Isolationswächter aufweist, welcher zum Bestimmen eines zweiten Isolationswerts des Hochvolt-Bordnetzes ausgebildet ist.It is provided that the high-voltage vehicle electrical system has at least one central, second insulation monitor, which is designed to determine a second insulation value of the high-voltage vehicle electrical system.

Dadurch ist es ermöglicht, dass es beispielsweise bei dem Ausfall des zentralen zweiten Isolationswächters innerhalb des Hochvolt-Bordnetzes nicht direkt zu einem Komplettausfall des Kraftfahrzeugs, einem sogenannten Liegenbleiber, kommen kann. Es wird somit die Verfügbarkeit im Fehlerfall erhöht, was insbesondere eine Kundenzufriedenheit verbessert. Ferner ist das Kraftfahrzeug dadurch in der Lage, beispielsweise noch selbständig im Fehlerfall eine Werkstatt aufzusuchen.This makes it possible that, for example, if the central second insulation monitor fails within the high-voltage on-board network, a complete failure of the motor vehicle, a so-called breakdown, cannot occur directly. The availability is thus increased in the event of a fault, which in particular improves customer satisfaction. Furthermore, the motor vehicle is thereby able, for example, to independently visit a workshop in the event of a fault.

Insbesondere ist somit vorgesehen, dass sich innerhalb des Hochvolt-Energiespeichers der erste Isolationswächter befindet, der in der Lage ist, den Isolationswiderstand des Hochvolt-Energiespeichers vor dem Zuschalten zu bestimmen. Parallel dazu misst der zweite Isolationswächter in einer anderen Komponente den Isolationswiderstand des restlichen Hochvolt-Bordnetzes, um zu vermeiden, dass der elektrische Energiespeicher, oder beispielsweise auch eine Brennstoffzelle, auf das Hochvolt-Bordnetz aufgeschaltet wird, welches potentiell Probleme in der Isolation aufweist. Kommt es nun zu einem Ausfall des externen zentralen zweiten Isolationswächters, ist der Isolationswert des restlichen Hochvolt-Bordnetzes nicht bekannt, und es müsste aufgrund der Zulassungsrelevanz dieses Wertes ein Fehler angenommen werden und der Betrieb des Fahrzeugs eventuell unterbunden werden, was einen Liegenbleiber verursachen würden. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass beim Ausfall des zweiten Isolationswächters der erste Isolationswächter die Bestimmung des Isolationswerts übernimmt. Somit kann bei Ausfall des zweiten Isolationswächters ein Notbetrieb des Kraftfahrzeugs ermöglicht werden.In particular, it is thus provided that the first insulation monitor is located within the high-voltage energy store, which is able to determine the insulation resistance of the high-voltage energy store before it is switched on. At the same time, the second insulation monitor measures the insulation resistance of the rest of the high-voltage on-board network in another component in order to prevent the electrical energy storage device, or for example a fuel cell, from being connected to the high-voltage on-board network, which could potentially have insulation problems. If the external central second insulation monitor fails, the insulation value of the rest of the high-voltage on-board electrical system is not known, and because this value is relevant for approval, an error would have to be assumed and the operation of the vehicle possibly prevented, which would cause it to break down. According to the invention, it is now provided that if the second insulation monitor fails, the first insulation monitor takes over the determination of the insulation value. Emergency operation of the motor vehicle can thus be made possible if the second insulation monitor fails.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist der erste Isolationswächter gegenüber dem zweiten Isolationswächter funktionsreduziert ausgebildet.According to an advantageous embodiment, the first insulation monitor is designed to be functionally reduced compared to the second insulation monitor.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen zumindest eines Isolationswerts eines Hochvolt-Bordnetzes für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug, bei welchem mittels einer Schutzeinrichtung des Hochvolt-Bordnetzes ein Hochvolt-Energiespeicher des Hochvolt-Bordnetzes mit einem energiespeicherexternen Teil elektrisch gekoppelt wird, und bei welchem mittels eines ersten Isolationswächters des Hochvolt-Bordnetzes ein erster Isolationswert des Hochvolt-Energiespeichers bei geöffneter Schutzeinrichtung bestimmt wird.Another aspect of the invention relates to a method for determining at least one insulation value of a high-voltage on-board network for an at least partially electrically operated motor vehicle, in which a high-voltage energy store of the high-voltage on-board network is electrically coupled to an energy storage-external part by means of a protective device of the high-voltage on-board network, and in which a first insulation monitor of the high-voltage electrical system is used The insulation value of the high-voltage energy storage device is determined when the protective device is open.

Es ist vorgesehen, dass mittels zumindest eines zentralen zweiten Isolationswächters des Hochvolt-Bordnetzes ein zweiter Isolationswert des Hochvolt-Bordnetzes bestimmt wird.It is provided that a second insulation value of the high-voltage on-board network is determined by means of at least one central, second insulation monitor of the high-voltage on-board network.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform des Verfahrens wird bei einem Ausfall des zweiten Isolationswächters bei geschlossener Schutzeinrichtung der zweite Isolationswert mittels des ersten Isolationswächters bestimmt.According to an advantageous embodiment of the method, if the second insulation monitor fails with the protective device closed, the second insulation value is determined by means of the first insulation monitor.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn mittels des ersten Isolationswächters bei geöffneter Schutzeinrichtung der erste Isolationswert bestimmt wird und bei geschlossener Schutzeinrichtung eine Bestimmung des ersten Isolationswerts mittels des ersten Isolationswächters unterdrückt wird.It is also advantageous if the first insulation value is determined by means of the first insulation monitor when the protective device is open and, when the protective device is closed, a determination of the first insulation value by means of the first insulation monitor is suppressed.

Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Hochvolt-Bordnetz mit dem vorhergehenden Aspekt. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug, insbesondere als vollelektrisches Kraftfahrzeug, ausgebildet.Yet another aspect of the invention relates to a motor vehicle with a high-voltage electrical system with the preceding aspect. The motor vehicle is designed in particular as an at least partially electrically operated motor vehicle, in particular as a fully electric motor vehicle.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Hochvolt-Bordnetzes sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sowie umgekehrt anzusehen. Ferner sind vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Hochvolt-Bordnetzes und des Verfahrens als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Kraftfahrzeugs anzusehen.Advantageous embodiments of the high-voltage electrical system are to be regarded as advantageous embodiments of the method and vice versa. Furthermore, advantageous embodiments of the high-voltage on-board network and of the method are to be regarded as advantageous embodiments of the motor vehicle.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments and with reference to the drawings. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or alone, without the scope of the Invention to leave.

Dabei zeigen:

  • 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Hochvolt-Bordnetzes gemäß dem Stand der Technik;
  • 2 ein weiteres schematisches Blockschaltbild eines Hochvolt-Bordnetzes gemäß dem Stand der Technik;
  • 3 ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hochvolt-Bordnetzes; und
  • 4 ein weiteres schematisches Blockschaltbild der Ausführungsform des Hochvolt-Bordnetzes gemäß 3.
Show:
  • 1 a schematic block diagram of a high-voltage electrical system according to the prior art;
  • 2 a further schematic block diagram of a high-voltage vehicle electrical system according to the prior art;
  • 3 a schematic block diagram of an embodiment of a high-voltage electrical system according to the invention; and
  • 4th a further schematic block diagram of the embodiment of the high-voltage electrical system according to FIG 3 .

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols.

1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Teils eines Hochvolt-Bordnetzes 10, insbesondere einen Energiespeicherteil, gemäß dem Stand der Technik. Das Hochvolt-Bordnetz 10 weist einen ersten Isolationswächter 12 sowie einen Hochvolt-Energiespeicher 14 auf. Ferner weist das Hochvolt-Bordnetz 10 eine Schutzeinrichtung 16, einen ohmschen Widerstand 18 sowie eine Anschlussverbindung zu einem energiespeicherexternen Teil 20 auf. Bei dem in 1 gezeigten Blockschaltbild handelt es sich um den Stand der Technik, bei welchem jeder Hochvolt-Energiespeicher 14 einen eigenen Isolationswächter 12 aufweist, der beispielsweise zunächst einen Isolationswert des Hochvolt-Energiespeichers 14 misst und nach dem Schließen der Schutzeinrichtung 16 des Isolationswert des gesamten Hochvolt-Bordnetz 10 misst. Dies hat den Nachteil, dass für die Messung des Hochvolt-Bordnetzes 10 dieses unter Spannung steht beziehungsweise stehen muss, was bei vorhandenem oder vermutetem Fehlerfall sehr nachteilig sein kann. 1 shows a schematic block diagram of part of a high-voltage vehicle electrical system 10 , in particular an energy storage part, according to the prior art. The high-voltage electrical system 10 has a first insulation monitor 12th as well as a high-voltage energy storage 14th on. Furthermore, the high-voltage electrical system 10 a protective device 16 , an ohmic resistor 18th as well as a connection to an energy storage-external part 20th on. The in 1 The block diagram shown is the prior art, in which each high-voltage energy store 14th its own insulation monitor 12th has which, for example, initially has an insulation value of the high-voltage energy store 14th measures and after closing the protective device 16 the insulation value of the entire high-voltage electrical system 10 measures. This has the disadvantage that it is necessary to measure the high-voltage vehicle electrical system 10 this is or must be under voltage, which can be very disadvantageous in the event of an existing or suspected fault.

2 zeigt ein weiteres schematisches Blockschaltbild eines Hochvolt-Bordnetzes 10 gemäß dem Stand der Technik. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein alternatives System zu dem in 1 gezeigten. Es ist hierbei bekannt, dass der Isolationswächter 12 in dem Hochvolt-Energiespeicher 14 verbaut ist, wobei der Isolationswächter sowohl vor der Schutzeinrichtung 16 als auch hinter der Schutzeinrichtung 16 den Isolationswert messen kann. Das heißt, dieses Hochvolt-Bordnetz 10 kann auch bei offener Schutzeinrichtung 16, und damit vor dem Zuschalten, sowohl den Isolationswert des Hochvolt-Energiespeichers 14 als auch den Isolationswert des energiespeicherexternen Teils 20 messen. Diese bekannten Systeme sind jedoch sehr aufwendig. 2 shows a further schematic block diagram of a high-voltage vehicle electrical system 10 according to the state of the art. The present exemplary embodiment is an alternative system to that in 1 shown. It is known here that the insulation monitor 12th in the high-voltage energy storage 14th is installed, with the insulation monitor both in front of the protective device 16 as well as behind the protective device 16 can measure the insulation value. That means this high-voltage electrical system 10 can also be done with the safety guard open 16 , and thus both the insulation value of the high-voltage energy storage system before switching on 14th as well as the insulation value of the energy storage-external part 20th measure up. However, these known systems are very expensive.

3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Hochvolt-Bordnetzes 22. Das Hochvolt-Bordnetz 22 weist einen Hochvolt-Energiespeicher 24, einen ersten Isolationswächter 26, eine Schutzeinrichtung 28 sowie einen energiespeicherexternen Teil 30 auf. Ferner ist gezeigt, dass das Hochvolt-Bordnetz 22 einen zentralen zweiten Isolationswächter 32 sowie eine Vorladeeinrichtung 34 aufweist. 3 shows a schematic block diagram of an embodiment according to the invention of a high-voltage vehicle electrical system 22nd . The high-voltage electrical system 22nd has a high-voltage energy store 24 , a first insulation monitor 26th , a protective device 28 as well as an energy storage-external part 30th on. It is also shown that the high-voltage electrical system 22nd a central second insulation monitor 32 and a precharge device 34 having.

Die Schutzeinrichtung 28 und auch die Schutzeinrichtung 16 aus den 1 und 2 zum elektrischen Verbinden des Hochvolt-Energiespeichers 24 bzw. 14 mit dem energiespeicherexternen Teil 30 bzw. 20 ist ebenso auch zum Trennen beziehungsweise elektrischen Auftrennen des Hochvolt-Energiespeichers 24 bzw. 14 von dem energiespeicherexternen Teil 30 bzw. 20 ausgebildet, so dass die Schutzeinrichtung auch als Trenneinrichtung oder Trennelement bezeichnet werden kann. Allgemein ist dem Fachmann eine solche Einrichtung auch kurz unter dem Begriff „Schütz“ bekannt, wobei genau genommen, ein Schütz nur eine beispielhafte Ausführungsvariante der Schutzeinrichtung 28 bzw. 16 sein kann. The protective device 28 and also the protective device 16 from the 1 and 2 for the electrical connection of the high-voltage energy storage 24 or. 14th with the energy storage-external part 30th or. 20th is also used to disconnect or electrically disconnect the high-voltage energy storage device 24 or. 14th from the energy storage-external part 30th or. 20th designed so that the protective device can also be referred to as a separating device or separating element. In general, such a device is also known to the person skilled in the art for short under the term “contactor”, whereby, to be precise, a contactor is only one exemplary embodiment of the protective device 28 or. 16 can be.

Mit anderen Worten ist in 3 das Hochvolt-Bordnetz 22 für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug gezeigt, welches zumindest den Hochvolt-Energiespeicher 24 und den energiespeicherexternen Teil 30 aufweist, wobei der Hochvolt-Energiespeicher 24 die Schutzeinrichtung 28 aufweist, welche zum elektrischen Verbinden des Hochvolt-Energiespeichers 20 mit dem energiespeicherexternen Teil 30 ausgebildet ist, und mit dem zumindest ersten Isolationswächter 26, welcher zum Bestimmen eines ersten Isolationswerts des Hochvolt-Energiespeichers 24 bei geöffneter Schutzeinrichtung 28 ausgebildet ist. Das Hochvolt-Bordnetz 22 weist zumindest den zentralen zweiten Isolationswächter 32 des energiespeicherexternen Teils 30 auf, welcher zum Bestimmen eines zweiten Isolationswerts des Hochvolt-Bordnetzes 22 ausgebildet ist.In other words, in 3 the high-voltage electrical system 22nd shown for an at least partially electrically operated motor vehicle, which has at least the high-voltage energy store 24 and the part that is external to the energy storage system 30th having, the high-voltage energy store 24 the protective device 28 has, which for the electrical connection of the high-voltage energy store 20th with the energy storage-external part 30th is formed, and with the at least first insulation monitor 26th , which is used to determine a first insulation value of the high-voltage energy store 24 with the safety guard open 28 is trained. The high-voltage electrical system 22nd has at least the central second insulation monitor 32 of the energy storage-external part 30th on, which is used to determine a second insulation value of the high-voltage electrical system 22nd is trained.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste Isolationswächter 26 gegenüber dem zweiten Isolationswächter 32 funktionsreduziert ausgebildet ist.In particular, it can be provided that the first insulation monitor 26th compared to the second insulation monitor 32 is designed to be functionally reduced.

4 zeigt das Hochvolt-Bordnetz 22 gemäß 3 bei einem Ausfall des zentralen zweiten Isolationswächters 32. Insbesondere ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass trotz des Ausfalls des zentralen, zweiten Isolationswächters 32 ein Notbetrieb des Kraftfahrzeugs ermöglicht werden kann. Wird beispielsweise bei einem ersten Fall im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs, was bedeutet, dass die Schutzeinrichtung 28 geschlossen ist und das gesamte Hochvolt-Bordnetz 22 auf Betriebsspannung ist, ein Ausfall oder eine Fehlfunktion des zweiten Isolationswächters 32 festgestellt, so wird dieser abgeschaltet und in der Folge der erste Isolationswächter 26 aktiviert und die Messung durch diesen durchgeführt. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass dann eine entsprechende Warnung an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs über den Fehler des Hochvolt-Bordnetzes 22 ausgegeben wird. 4th shows the high-voltage electrical system 22nd according to 3 if the central second insulation monitor fails 32 . In particular, it is provided according to the invention that despite the failure of the central, second insulation monitor 32 emergency operation of the motor vehicle can be made possible. If, for example, in a first case when the motor vehicle is in motion, which means that the protective device 28 is closed and the entire high-voltage electrical system 22nd is on operating voltage, a failure or a malfunction of the second insulation monitor 32 detected, it will be switched off and the first insulation monitor will be activated 26th activated and the measurement carried out by this. It can for example be provided that a corresponding warning is then sent to a driver of the motor vehicle about the fault in the high-voltage on-board electrical system 22nd is issued.

Es kann optional vorgesehen sein, dass es durch die relative Ungenauigkeit des durch den batterieintern bestimmten Isolationswerts ermöglicht ist, zyklisch bei einer Vielzahl von Hochvolt-Energiespeichern 24, wobei ein jeweiliger Hochvolt-Energiespeicher 24 einen jeweiligen ersten Isolationswächter 26 aufweist, abwechselnd den Isolationswert zu bestimmen, um so durch eine entsprechende Rechnung mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Hochvolt-Bordnetzes Messfehler zu minimieren beziehungsweise zu kompensieren oder eine „Worst Case“-Aussage zu bekommen.It can optionally be provided that it is made possible by the relative inaccuracy of the insulation value determined by the internal battery, cyclically with a large number of high-voltage energy stores 24 , with a respective high-voltage energy store 24 a respective first insulation monitor 26th has to alternately determine the insulation value in order to minimize or compensate measurement errors by means of a corresponding calculation by means of an electronic computing device of the high-voltage on-board network or to obtain a “worst case” statement.

In einem zweiten Fall kann es beim Hochfahren beziehungsweise Starten des Kraftfahrzeugs zu einem Ausfall/Fehler der externen Isolationsüberwachung, also zu einem Ausfall des zweiten Isolationswächters 32 kommen, wobei hierbei das Hochvolt-Bordnetz 22 nicht voll geladen ist. Der zweite Isolationswächter 32 wird abgeschaltet, eine Vorladung durch die externe Vorladeeinrichtung 34 erfolgt, und die Schutzeinrichtung 28 wird geschlossen. Es wird analog zum ersten Fall durch eine oder abwechselnd durch mehrere Hochvolt-Energiespeicher 24 eine Isolationsmessung durchgeführt. Es kann optional der Ansatz gewählt werden, dass jeder der Hochvolt-Energiespeicher 24 eine Messung durchführt und den Gesamtisolationswiderstand für in Ordnung befunden haben muss, bevor ein Fahrzeugbetrieb möglich ist. Nochmals alternativ kann, analog wie im Fall 1, der Messfehler durch rechnerische Maßnahmen reduziert werden.In a second case, when the motor vehicle is started up or started, the external insulation monitoring system may fail / fail, that is, the second insulation monitor may fail 32 come, with the high-voltage electrical system 22nd is not fully charged. The second insulation monitor 32 is switched off, a pre-charging by the external pre-charging device 34 takes place, and the protective device 28 will be closed. Analogous to the first case, it is made possible by one or alternating multiple high-voltage energy stores 24 an insulation measurement carried out. The approach can optionally be chosen that each of the high-voltage energy stores 24 takes a measurement and must have found the overall insulation resistance to be in order before vehicle operation is possible. Again, as an alternative, as in the case 1 , the measurement errors can be reduced by computational measures.

Da die ersten Isolationswächter 26 üblicherweise umso besser funktionieren, je genauer ein CY-Kapazitätswert an den jeweiligen HV-Potenzialen bekannt ist, so kann zusätzlich vorgesehen sein, dass der CY-Wert der jeweiligen HV-Potenziale in beispielsweise der elektronischen Recheneinrichtung hinterlegt ist und für die Hochvolt-Energiespeicher 24 zugänglich sein soll oder es können alle HV-Komponenten über einen entsprechenden Kommunikationsbus Informationen über ihre CY-Werte schicken, welche dann durch beispielsweise die elektronische Recheneinrichtung verarbeitet werden.Since the first insulation monitor 26th Usually, the more precisely a CY capacitance value is known at the respective HV potentials, the better work, so it can also be provided that the CY value of the respective HV potentials is stored in, for example, the electronic computing device and for the high-voltage energy storage device 24 should be accessible or all HV components can send information about their CY values via a corresponding communication bus, which information is then processed by the electronic computing device, for example.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass ein den Isolationswert beurteilende elektronische Recheneinrichtung in der Lage ist, die Genauigkeit des batterieinternen Isolationswächters so weit wie möglich herauszurechnen, um in jedem Fall eine sichere Aussage über den Isolationszustand des Kraftfahrzeugs treffen zu können.Furthermore, it can be provided that an electronic computing device evaluating the insulation value is able to calculate the accuracy of the battery-internal insulation monitor as much as possible in order to be able to make a reliable statement about the insulation state of the motor vehicle in each case.

Insgesamt zeigt die Erfindung eine Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung des Isolationswiderstands eines elektrischen HV-Triebstrangsystems.Overall, the invention shows a device and method for determining the insulation resistance of an electrical high-voltage drive train system.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
Hochvolt-BordnetzHigh-voltage electrical system
1212th
IsolationswächterInsulation monitor
1414th
Hochvolt-EnergiespeicherHigh-voltage energy storage
1616
SchutzeinrichtungProtective device
1818th
ohmscher Widerstandohmic resistance
2020th
energiespeicherexterner Teilenergy storage-external part
2222nd
Hochvolt-BordnetzHigh-voltage electrical system
2424
Hochvolt-EnergiespeicherHigh-voltage energy storage
2626th
erster Isolationswächterfirst insulation monitor
2828
SchutzeinrichtungProtective device
3030th
energiespeicherexterner Teilenergy storage-external part
3232
zentraler zweiter Isolationswächtercentral second insulation monitor
3434
VorladeeinrichtungPre-loader

Claims (5)

Hochvolt-Bordnetz (22) für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug, mit zumindest einem Hochvolt-Energiespeicher (24) und mit einem energiespeicherexternen Teil (30), wobei der Hochvolt-Energiespeicher (24) eine Schutzeinrichtung (28) aufweist, welche zum elektrischen Verbinden des Hochvolt-Energiespeichers (24) mit dem energiespeicherexternen Teil (30) ausgebildet ist, und mit einem ersten Isolationswächter (26), welcher zum Bestimmen eines ersten Isolationswerts des Hochvolt-Energiespeichers (24) bei geöffneter Schutzeinrichtung (28) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochvolt-Bordnetz (22) zumindest einen zentralen zweiten Isolationswächter (32) des energiespeicherexternen Teils (30) aufweist, welcher zum Bestimmen eines zweiten Isolationswerts des Hochvolt-Bordnetzes (22) ausgebildet ist.High-voltage on-board electrical system (22) for an at least partially electrically operated motor vehicle, with at least one high-voltage energy store (24) and with a part (30) external to the energy store, the high-voltage energy store (24) having a protective device (28) which is used for electrical Connecting the high-voltage energy store (24) to the part (30) external to the energy store is formed, and to a first insulation monitor (26) which is designed to determine a first insulation value of the high-voltage energy store (24) when the protective device (28) is open, thereby characterized in that the high-voltage vehicle electrical system (22) has at least one central, second insulation monitor (32) of the energy storage-external part (30) which is designed to determine a second insulation value of the high-voltage vehicle electrical system (22). Hochvolt-Bordnetz (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Isolationswächter (26) gegenüber dem zweiten Isolationswächter (32) funktionsreduziert ausgebildet ist.High-voltage electrical system (22) Claim 1 , characterized in that the first insulation monitor (26) is designed to be functionally reduced compared to the second insulation monitor (32). Verfahren zum Bestimmen zumindest eines Isolationswerts eines Hochvolt-Bordnetzes (22) für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug, bei welchem mittels einer Schutzeinrichtung (28) des Hochvolt-Bordnetzes (22) ein Hochvolt-Energiespeicher (24) des Hochtvolt-Bordnetzes (22) mit einem energiespeicherexternen Teil (30) elektrisch gekoppelt wird, und bei welchem mittels eines ersten Isolationswächters (26) des Hochvolt-Bordnetzes (22) ein erster Isolationswert des Hochvolt-Energiespeichers (24) bei geöffneter Schutzeinrichtung (28) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zumindest eines zentralen zweiten Isolationswächters (32) des Hochvolt-Bordnetzes (22) ein zweiter Isolationswert des Hochvolt-Bordnetzes (22) bestimmt wird.Method for determining at least one insulation value of a high-voltage on-board network (22) for an at least partially electrically operated motor vehicle, in which a high-voltage energy store (24) of the high-voltage on-board network (22) by means of a protective device (28) of the high-voltage on-board network (22) is electrically coupled to an energy storage-external part (30), and in which a first insulation value of the high-voltage energy storage (24) is determined by means of a first insulation monitor (26) of the high-voltage on-board network (22) when the protective device (28) is open, characterized in that that a second insulation value of the high-voltage on-board network (22) is determined by means of at least one central second insulation monitor (32) of the high-voltage on-board network (22). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ausfall des zweiten Isolationswächters (32) bei geschlossener Schutzeinrichtung (28) der zweite Isolationswert mittels des ersten Isolationswächters (26) bestimmt wird.Procedure according to Claim 3 , characterized in that if the second insulation monitor (32) fails with the protective device (28) closed, the second insulation value is determined by means of the first insulation monitor (26). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des ersten Isolationswächters (26) bei geöffneter Schutzeinrichtung (28) der erste Isolationswert bestimmt wird und bei geschlossener Schutzeinrichtung (28) eine Bestimmung des ersten Isolationswerts mittels des ersten Isolationswächters (26) unterdrückt wird.Procedure according to Claim 4 , characterized in that the first insulation value is determined by means of the first insulation monitor (26) when the protective device (28) is open and, when the protective device (28) is closed, a determination of the first insulation value by means of the first insulation monitor (26) is suppressed.
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