DE102020202809A1

DE102020202809A1 - Einrichtung zur erfassung von stromlecks und stromleck-erfassungssystem mit dieser

Info

Publication number: DE102020202809A1
Application number: DE102020202809.5A
Authority: DE
Inventors: Ju Han Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2019-08-02
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2021-02-04
Also published as: KR20210016234A; US11255883B2; US20210033645A1

Abstract

Eine Einrichtung zur Erfassung eines Stromlecks und ein Stromleck-Erfassungssystem, das diese enthält, werden vorgestellt. Die Einrichtung zur Erfassung eines Stromlecks umfasst einen Magnetkern mit einem Innenraum, wobei beide Enden des Kerns voneinander getrennt sind. Eine elektrische Verdrahtung erstreckt sich durch den Innenraum des Magnetkerns und ist zwischen einer Energiequelle und einer elektrischen Last verbunden, um Energie von der Energiequelle zu der elektrischen Last zu liefern. Ein Hallsensor erfasst ein in dem Magnetkern induziertes Magnetfeld.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erfassung eines Stromlecks und ein Stromleck-Erfassungssystem, das diese umfasst, und insbesondere auf ein System zur Erfassung eines Stromlecks in einem Fahrzeug und zur Erfassung eines Ortes, an dem die Gefahr eines Stromschlags besteht.
Beschreibung des verwandten Sachstandes
Zusammen mit der Sorge um die Erschöpfung des Öls und die Umweltverschmutzung werden verschiedene umweltfreundliche Fahrzeuge wie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge und Brennstoffzellenfahrzeuge entwickelt. Das umweltfreundliche Fahrzeug kann einen Motor wie einen Verbrennungsmotor umfassen, ist aber mit einem Energiespeicher ausgestattet, der die zum Antrieb eines Motors erforderliche Leistung als Hauptenergiequelle oder als Hilfsenergiequelle, z.B. eine auf- oder entladbare Hochspannungsbatterie, bereitstellt.
Das umweltfreundliche Fahrzeug verfügt insbesondere über eine Hochspannungsbatterie und Hochspannungslasten, die den daraus gewonnenen Strom verbrauchen. Herkömmlicherweise bestand das Problem darin, dass nur ein kombinierter Isolationswiderstand im gesamten Fahrzeug diagnostiziert werden konnte, und einzelne Isolationswiderstände dieser Hochspannungslasten nicht bestimmt werden konnten, so dass es schwierig war, einen Ort eines Stromlecks zu erfassen.
Der als verwandte Sachstand beschriebene Inhalt wurde lediglich bereitgestellt, um das Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung zu erleichtern, und sollte nicht als mit dem verwandten Sachstand übereinstimmend betrachtet werden, der Durchschnittsfachleuten in dem technischen Gebiet bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Einrichtung zur Erfassung eines Stromlecks, die in der Lage ist, einen Ort zu erfassen, an dem das Stromleck auftritt, sowie ein System zur Erfassung von Stromlecks, das dieses System beinhaltet, bereit.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine Einrichtung zur Erfassung eines Stromlecks umfassen: einen Magnetkern mit einem Innenraum, wobei beide Enden davon voneinander getrennt sind; eine elektrische Verdrahtung, die sich so erstreckt, dass sie durch den Innenraum des Magnetkerns verläuft und zwischen eine Energiequelle und eine elektrische Last geschaltet ist, um Energie von der Energiequelle an die elektrische Last zu liefern; und einen Hallsensor, der so konfiguriert ist, dass er ein im Magnetkern induziertes Magnetfeld erfasst.
Der Magnetkern kann in eine Ringform gebogen sein, wobei die beiden Enden voneinander beabstandet sind, und der Hallsensor kann zwischen den beiden Enden des Magnetkerns angeordnet sein. Die elektrische Verdrahtung kann eine positive und eine negative Elektrodenverdrahtung umfassen, die positive und negative Elektroden der Energiequelle bzw. der elektrischen Last verbinden.
Die Einrichtung zur Erfassung eines Stromlecks kann ferner eine Erfassungseinheit umfassen. Die Verdrahtung der positiven Elektrode und die Verdrahtung der negativen Elektrode kann zusammen im Magnetkern angeordnet sein, und der Hallsensor kann so konfiguriert werden, dass er ein Magnetfeld erfasst, das aufgrund einer Stromdifferenz zwischen der Verdrahtung der positiven Elektrode und der Verdrahtung der negativen Elektrode induziert wird. Die Erfassungseinheit kann so konfiguriert sein, dass sie auf der Grundlage der Größe des vom Hallsensor erfassten Magnetfelds erfasst, ob ein Stromleck in der elektrischen Last vorhanden ist.
Die Einrichtung zur Erfassung eines Stromabfalls kann ferner eine Erfassungseinheit umfassen. Der Magnetkern kann einen ersten Magnetkern enthalten, in dem sich die positive Elektrodenverdrahtung befindet, und einen zweiten Magnetkern, in dem sich die negative Elektrodenverdrahtung befindet, und der Hallsensor kann einen ersten Hallsensor enthalten, der zur Erfassung eines Magnetfeldes des ersten Magnetkerns konfiguriert ist, und einen zweiten Hallsensor, der zur Erfassung eines Magnetfeldes des zweiten Magnetkerns konfiguriert ist. Die Erfassungseinheit kann so konfiguriert sein, dass sie auf der Grundlage der Größen der jeweiligen Magnetfelder, die von dem ersten Hallsensor und von dem zweiten Hallsensor erfasst werden, erfasst, ob ein Stromleck in der elektrischen Last vorhanden ist.
Nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Stromleck-Erfassungssystem umfassen: die Einrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie ein Stromleck wie oben beschrieben erfasst; eine Hochspannungsbatterie, die durch die Zufuhr von geladener Energie entladen wird; einen Hauptbusanschluss, der elektrisch mit der Hochspannungsbatterie verbunden und in die elektrische Verdrahtung verzweigt ist; und eine Erfassungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage einer Größe des vom Hall-Sensor erfassten Magnetfelds erfasst, ob ein Stromleck in der elektrischen Last vorhanden ist. Der Magnetkern und der Hallsensor können auf der von dem Hauptbusanschluss abgezweigten elektrischen Verdrahtung angeordnet sein.
Die elektrische Last kann in einer Mehrzahl enthalten sein, und eine Vielzahl von elektrischen Verdrahtungen kann von dem Hauptbusanschluss abgezweigt und jeweils mit der Vielzahl von elektrischen Lasten verbunden sein. Der Magnetkern und der Hallsensor können an jeder der elektrischen Verdrahtungen vorgesehen sein, die von dem Hauptbusanschluss mit jeder der elektrischen Lasten verbunden sind. Eine positive Elektrodenverdrahtung und eine negative Elektrodenverdrahtung können zusammen im Magnetkern angeordnet sein, und der Hallsensor kann so konfiguriert werden, dass er ein Magnetfeld erfasst, das aufgrund einer Stromdifferenz zwischen der positiven und der negativen Elektrodenverdrahtung induziert wird. Wenn die Größe des vom Hallsensor erfassten Magnetfeldes gleich oder größer als eine vorgegebene Größe ist, kann die Erfassungseinheit so konfiguriert sein, dass sie erfasst, dass ein Stromleck in der elektrischen Last aufgetreten ist.
Das Stromleck-Erfassungssystem kann ferner eine Brennstoffzelle umfassen, die mit Wasserstoff und Sauerstoff versorgt wird und Energie erzeugt. Der Hauptbusanschluss kann zwischen der Brennstoffzelle und der Hochspannungsbatterie angeschlossen sein, und die Energiequelle kann die Brennstoffzelle oder die Hochspannungsbatterie sein. Das Stromleck-Erfassungssystem kann ferner umfassen: einen Batterie-Magnetkern, der auf einer Seite angeordnet ist, auf der die Hochspannungsbatterie angeordnet ist, basierend auf einem Punkt, an dem der Hauptbusanschluss zur elektrischen Last hin verzweigt ist, und der eine Lade-/Entladeverdrahtung zum Laden oder Entladen der darin befindlichen Hochspannungsbatterie aufweist, und einen Batterie-Hallsensor, der so konfiguriert ist, dass er ein im Batterie-Magnetkern induziertes Magnetfeld erfasst. Die Erfassungseinheit kann so konfiguriert sein, dass sie auf der Grundlage der Größe des von dem Batterie-Hallsensor erfassten Magnetfelds erfasst, ob ein Stromleck in der Hochspannungsbatterie vorliegt.
Das Stromleck-Erfassungssystem kann ferner eine Messeinheit umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie einen kombinierten Isolationswiderstand der Brennstoffzelle, der Hochspannungsbatterie und der elektrischen Last misst. Wenn der von der Messeinheit gemessene kombinierte Isolationswiderstand gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Widerstand ist und kein Stromleck in der elektrischen Last und der Hochspannungsbatterie erfasst wird, kann die Erfassungseinheit so konfiguriert sein, dass sie einenin der Brennstoffzelle erfasst. Das Stromleck-Erfassungssystem kann ferner einen Abschaltcontroller umfassen, der so konfiguriert ist, dass die Energieversorgung von dem Hauptbusanschluss zu der elektrischen Last abgeschaltet wird, wenn die Erfassungseinheit ein Stromleck in der elektrischen Last erfasst.
Figurenliste
Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher ersichtlich. Die Zeichnungen zeigen Folgendes:

1 illustriert ein Konfigurationsdiagramm eines Systems zur Erfassung eines Stromlecks in einer Brennstoffzelle gemäß dem verwandten Sachstand;
2 und 3 zeigen Konfigurationen von Einrichtungen zur Erfassung eines Stromlecks gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
4 veranschaulicht einen Zustand, bei dem in einer elektrischen Last, die in einem Brennstoffzellensystem enthalten ist, Stromleck vorhanden ist, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
5 veranschaulicht einen Zustand, bei dem in einer elektrischen Last, die in einem Brennstoffzellensystem enthalten ist, ein Stromleck auftritt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
6 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Systems zur Erfassung eines Stromlecks in einer Brennstoffzelle gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
7 ist ein Verfahren zur Erfassung eines Stromlecks in einer Brennstoffzelle durch das System nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es sei darauf hingewiesen, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „fahrzeuggebunden“ oder ein anderer ähnlicher Begriff, wie er hier verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen einschließt, wie z.B. Personenkraftwagen einschließlich Sport Utility Vehicles (SUVs), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, und auch Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen außer Erdöl gewonnen werden). Wie hier erwähnt, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das über zwei oder mehr Antriebsquellen verfügt, beispielsweise Fahrzeuge mit sowohl Benzinantrieb als auch elektrischem Antrieb.
Obwohl die beispielhafte Ausführungsform beschrieben wird, dass eine Vielzahl von Einheiten zur Durchführung des beispielhaften Prozesses verwendet wird, sei darauf hingewiesen, dass die beispielhaften Prozesse auch von einem oder mehreren Modulen durchgeführt werden können. Darüber hinaus sei darauf hingewiesen, dass sich der Begriff Controller/Steuereinheit auf eine Hardware-Einrichtung bezieht, das einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist so konfiguriert, dass er die Module speichert, und der Prozessor ist speziell so konfiguriert, dass er die Module ausführt, um einen oder mehrere Prozesse auszuführen, die nachstehend noch beschrieben werden.
Darüber hinaus kann die Steuerlogik der vorliegenden Offenbarung als nicht vorübergehender computerlesbarer Datenträger auf einem computerlesbaren Medium verkörpert sein, der ausführbare Programmbefehle enthält, die von einem Prozessor, einer Steuerung/Steuereinheit oder ähnlichem ausgeführt werden. Beispiele für computerlesbare Medien sind unter anderem ROM, RAM, Compact Disc (CD)-ROMs, Magnetbänder, Disketten, Flash-Laufwerke, Chipkarten und optische Datenspeichergeräte. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann auch in netzwerkgekoppelten Computersystemen verteilt werden, so dass das computerlesbare Medium verteilt gespeichert und ausgeführt wird, z.B. durch einen Telematikserver oder ein Gerätesteuernetz (Controller Area Network; CAN).
Die hier verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll nicht als Einschränkung der Offenbarung dienen. Wie hier verwendet, sollen die Singularformen „einer“, „eine“, „eines“ und „der“, „die“, „das“ auch die Pluralformen einschließen, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt. Es sei weiter darauf hingewiesen, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“, wenn sie in dieser Beschreibung, den Ansprüchen verwendet werden, das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Der Begriff „und/oder“ umfasst in diesem Dokument alle Kombinationen eines oder mehrerer der hier aufgeführten, miteinander verknüpften Elemente.
Wenn nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Kontext offensichtlich, wie hier verwendet, wird der Begriff „ungefähr“ als innerhalb eines Bereichs normaler Toleranz in dem technischen Gebiet verstanden, zum Beispiel innerhalb von 2 Standardabweichungen des Mittelwerts. Unter „ungefähr“ kann man verstehen, dass der Wert innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01 % des angegebenen Wertes liegt. Sofern sich aus dem Kontext nichts anderes ergibt, werden alle hier angegebenen Zahlenwerte durch den Begriff „ungefähr“ modifiziert.
Spezifische strukturelle oder funktionelle Beschreibungen von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, die in der vorliegenden Beschreibung, den Anspürchen und den Zeichnungen oder der Anmeldung offenbart werden, werden lediglich zum Zweck der Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung gegeben. Beispielhafte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung können in verschiedenen Ausbildungen umgesetzt werden und sollten nicht so auszulegt werden, dass sie auf die in der vorliegenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen oder der Anmeldung beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt sind.
Da die beispielhaften Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung auf verschiedene Weise modifiziert werden und verschiedene alternative Ausbildungen annehmen können, werden bestimmte Ausführungsformen in den Zeichnungen illustriert und in der vorliegenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen oder der Anmeldung detailliert beschrieben. Es besteht jedoch nicht die Absicht, beispielhafte Ausführungsformen gemäß dem Konzept der vorliegenden Offenbarung auf die besonderen Ausbildungen zu beschränken, die offengelegt werden, und die vorliegende Offenbarung sollte so ausgelegt werden, dass sie alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen umfasst, die im Kern und dem technischen Umfang der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Begriffe „erster“, „zweiter“ und dergleichen hier zwar zur Beschreibung verschiedener Elemente verwendet werden können, die Elemente aber nicht durch die Begriffe beschränkt werden. Die Begriffe werden nur zum Zweck der Unterscheidung eines Elements von einem anderen Element verwendet. Beispielsweise kann ein erstes Element als zweites Element bezeichnet werden, und ebenso kann ein zweites Element als erstes Element bezeichnet werden, ohne vom Anwendungsbereich gemäß dem Konzept der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Wenn ein bestimmtes Element als „verbunden“ oder „gekoppelt“ mit einem anderen Element bezeichnet wird, obwohl das bestimmte Element direkt mit dem anderen Element verbunden oder gekoppelt sein kann, sollte verstanden werden, dass ein anderes dazwischen liegendes Element dazwischen liegen kann. Wenn andererseits ein bestimmtes Element als „direkt verbunden“ oder „direkt gekoppelt“ mit einem anderen Element bezeichnet wird, sollte verstanden werden, dass dazwischen kein dazwischen liegendes Element existiert. Andere Ausdrücke zur Beschreibung einer Beziehung zwischen Elementen, d.h. „zwischen“, „direkt zwischen“, „angrenzend an“, „direkt angrenzend an“ und dergleichen, sollten ebenfalls in derselben Weise ausgelegt werden.
Sofern nicht anders definiert, haben alle hier verwendeten Begriffe, einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe, die gleiche Bedeutung, wie sie üblicherweise von Durchschnittsfachleuten in dem technischen Gebiet, auf das sich die vorliegende Offenbarung bezieht, verstanden werden. Begriffe, wie sie in allgemein gebräuchlichen Wörterbüchern definiert sind, sollten so interpretiert werden, dass sie Bedeutungen haben, die mit den kontextuellen Bedeutungen in dem betreffenden technischen Gebiet übereinstimmen, und sollten nicht so ausgelegt werden, dass sie ideale oder übermäßig formale Bedeutungen haben, es sei denn, sie sind in der vorliegenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichungen klar definiert.
Nachstehend wird die vorliegende Offenbarung im Detail beschrieben, indem die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden. Identische Bezugszeichen, die in jeder Zeichnung gezeigt werden, werden zur Bezeichnung identischer Elemente verwendet.
1 illustriert ein Konfigurationsdiagramm eines Systems zur Erfassung eines Stromlecks in einer Brennstoffzelle gemäß dem verwandten Sachstand. Gemäß 1 sind eine Brennstoffzelle 10 und eine Hochspannungsbatterie 20 mit einen Hauptbusanschluss 30 verbunden, und am Hauptbusanschluss 30 ist ein Relais 31 gebildet, um die elektrische Verbindung zwischen der Brennstoffzelle 10 und dem Hauptbusanschluss 30 in einem Energieerzeugungs-Stopp-Modus der Brennstoffzelle 10 (FC-Stopp-Modus) zu unterbrechen.
Dementsprechend enthält der Hauptbusanschluss 30 die Massefehler-Detektoren (GFDs) 11 und 21, die so konfiguriert sind, dass sie die Isolationswiderstände auf der Seite, auf der die Brennstoffzelle 10 angeordnet ist, bzw. auf der Seite, auf der die Hochspannungsbatterie 20 angeordnet ist, auf der Basis des Relais 31 messen. Mit anderen Worten, die Massefehler-Detektoren 11 und 21 sind auf der Seite angeordnet, auf der die Brennstoffzelle 10 angeordnet ist, bzw. auf der Seite, auf der die Hochspannungsbatterie 20 angeordnet ist, so dass der Massefehler-Detektor 11 einen kombinierten Isolationswiderstand in einem Fahrzeug in einem Energieerzeugungsmodus der Brennstoffzelle 10 auf der Seite überwacht, auf der die Brennstoffzelle angeordnet ist, und das Relais 31 wird im Energieerzeugungs-Stopp-Modus der Brennstoffzelle (FC-Stopp-Modus) abgeschaltet, und der Massefehler-Detektor 21 ist so konfiguriert, dass er einen kombinierten Isolationswiderstand in dem Fahrzeug auf der Seite überwacht, auf der die Hochspannungsbatterie angeordnet ist.
Insbesondere sind die herkömmlichen Massefehler-Detektoren 11 und 21, die zur Messung eines kombinierten Isolationswiderstandes konfiguriert sind, nicht in der Lage, einzelne Isolationswiderstände der Energiequellen 10, 20 und der elektrischen Lasten 40 zu messen und einen kombinierten Isolationswiderstand zu überwachen, bei dem alle einzelnen Isolationswiderstände wie folgt kombiniert sind. $\begin{array}{l} \frac{1}{R_{+}} = \frac{1}{R_{s +}} + \frac{1}{R_{1 +}} + \frac{1}{R_{2 +}} + \frac{1}{R_{3 +}} \\ \frac{1}{R_{-}} = \frac{1}{R_{s -}} + \frac{1}{R_{1 -}} + \frac{1}{R_{2 -}} + \frac{1}{R_{3 -}} \end{array}$
Mit anderen Worten: Da der kombinierte Isolationswiderstand zur Überwachung gemessen wird, kann nach dem verwandten Sachstand nur bestimmt werden, ob ein Stromleck im gesamten Fahrzeug auftritt, und es ist nicht möglich, einen bestimmten Ort zu erfassen, an dem das Stromleck auftritt. Da außerdem die Massefehlerdetektoren 11 und 21, die für die Messung eines kombinierten Isolationswiderstandes konfiguriert sind, auf der Seite, auf der die Brennstoffzelle 10 angeordnet ist, bzw. auf der Seite, auf der die Hochspannungsbatterie 20 angeordnet ist, vorgesehen werden sollten, ist der daraus resultierende Kostenanstieg unvermeidlich.
Die 2 und 3 zeigen Konfigurationen von Einrichtungen zur Erfassung eines Stromlecks gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 kann die Einrichtung zum Erfassen eines Stromlecks gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfassen: einen Magnetkern 110 mit einem Innenraum, wobei beide Enden davon voneinander getrennt sind; eine elektrische Verdrahtung 120, die sich so erstreckt, dass sie durch den Innenraum des Magnetkerns 110 verläuft und zwischen einer Energiequelle 300 und einer elektrischen Last 200 angeschlossen ist, um Energie von der Energiequelle 300 an die elektrische Last 200 zu liefern; und einen Hallsensor 130, der so konfiguriert ist, dass er ein im Magnetkern 110 induziertes Magnetfeld erfasst.
Der Magnetkern 110 kann aus einem Material bestehen, das in der Lage ist, durch einen Strom ein Magnetfeld zu induzieren. Der Magnetkern 110 kann ein magnetisches Material sein, das in eine Spule eingesetzt und zur Erhöhung des magnetischen Flusses verwendet wird. Dafür kann Silizium, eine hochpermeable Legierung wie Permalloy oder Ferrit verwendet werden. Der Magnetkern 110 kann in einem Zustand gebogen werden, bei dem seine beiden Enden voneinander getrennt sind und sich nicht berühren, mit einem inneren Raum, um darin einen leeren Raum zu aufzuweisen. Eine elektrische Verkabelung 120 kann im Innenraum aufgenommen werden.
Die elektrische Verdrahtung 120 kann für die Verbindung zwischen der Energiequelle 300 und der elektrischen Last 200 verlaufen. Die Energiequelle 300 kann Gleichstrom oder Wechselstrom sein, und die elektrische Verdrahtung 120 kann eine positive Elektrodenverdrahtung 121 und eine negative Elektrodenverdrahtung 122 umfassen. Die elektrische Verdrahtung 120 kann im Innenraum des Magnetkerns 110 angeordnet werden. Der Hallsensor 130 kann neben dem Magnetkern 110 angeordnet werden, um ein im Magnetkern 110 induziertes Magnetfeld zu erfassen. Insbesondere kann der Hallsensor 130 so konfiguriert sein, dass er eine Spannung proportional zu einer Größe des Magnetfeldes misst, indem er den durch das Magnetfeld verursachten Hall-Effekt nutzt. Mit anderen Worten, der Hallsensor 130 kann so konfiguriert sein, dass er eine Spannung als eine Größe des Magnetfeldes erfasst. Der Hallsensor 130 kann ferner einen Verstärker enthalten, der zur Verstärkung einer erzeugten Spannung konfiguriert ist.
Dementsprechend ist die Einrichtung zur Erfassung eines Stromlecks gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sowohl auf die Wechselstromals auch auf die Gleichstromleistung anwendbar, und kann ein durch den Strom in der elektrischen Verdrahtung 120 induziertes Magnetfeld erfassen und dadurch ein Stromleck in der entsprechenden elektrischen Last 200 erfassen. Genauer gesagt kann der Magnetkern 110 in eine Ringform gebogen werden, wobei seine beiden Enden voneinander beabstandet sind, und der Hallsensor 130 kann zwischen den beiden Enden des Magnetkerns 110 angeordnet werden. Mit anderen Worten, der Magnetkern 110 kann ringförmig gebogen werden (Ringform), und seine beiden Enden können getrennt und voneinander beabstandet werden. Zusätzlich kann der Hallsensor 130 zwischen den beiden Enden des Magnetkerns 110, die voneinander beabstandet sind, angeordnet werden, um ein im Magnetkern 110 induziertes Magnetfeld zu messen.
Die elektrische Verdrahtung 120 kann eine positive Elektrodenverdrahtung 121 und eine negative Elektrodenverdrahtung 122 umfassen, die positive Elektroden und negative Elektroden der Energiequelle 300 bzw. der elektrischen Last 200 verbindet. Wenn die Energiequelle 300 Gleichstrom liefert, kann jede der positiven Elektrodenverdrahtung 121 und der negativen Elektrodenverdrahtung 122 der elektrischen Verdrahtung 120 hergestellt werden. Wenn die Energiequelle 300 Wechselstrom liefert, können die positive Elektrodenverdrahtung 121 und die negative Elektrodenverdrahtung 122 in Echtzeit miteinander gewechselt werden.
Nach einer beispielhaften Ausführung wie in 2 dargestellt, kann die Einrichtung zur Erfassung eines Stromlecks zusätzlich eine Erfassungseinheit 140 enthalten. Die Erfassungseinheit 140 kann von einem hier angegebenen Controller betrieben werden. Die positive Elektrodenverdrahtung 121 und die negative Elektrodenverdrahtung 122 können zusammen im Magnetkern 110 angeordnet werden, und der Hallsensor 130 kann so konfiguriert werden, dass er ein Magnetfeld erfasst, das aufgrund einer Stromdifferenz zwischen der positiven Elektrodenverdrahtung 121 und der negativen Elektrodenverdrahtung 122 induziert wird. Die Erfassungseinheit kann so konfiguriert werden, dass sie auf der Grundlage der Größe des von dem Hallsensor 130 erfassten Magnetfeldes erfasst, ob ein Stromleck in der elektrischen Last 200 vorliegt.
Wenn es kein Stromleck in der elektrischen Last 200 gibt, kann angenommen werden, dass die Ströme in der positiven Elektrodenverdrahtung 121 und der negativen Elektrodenverdrahtung 122 auf dem gleichen Niveau d.h. Pegel liegen. Wenn jedoch ein Stromleck in der elektrischen Last 200 auftritt, wird eine Stromdifferenz zwischen der positiven Elektrodenverdrahtung 121 und der negativen Elektrodenverdrahtung 122 hervorgerufen. Wenn die Stromdifferenz zwischen der positiven Elektrodenverdrahtung 121 und der negativen Elektrodenverdrahtung 122 gleich Null (0) ist, haben sie die gleiche Größe des in unterschiedliche Richtungen fließenden Stroms. Deren Magnetfelder werden also gegeneinander kompensiert, so dass in dem Magnetkern 110 kein Magnetfeld induziert werden kann. Dementsprechend kann die Größe des von dem Hallsensor 130 erfassten Magnetfeldes Null (0) sein.
Die Erfassungseinheit 140 kann so konfiguriert werden, dass sie auf der Grundlage der Größe des vom Hallsensor 130 erfassten Magnetfelds erfasst, ob ein Stromleck in der elektrischen Last 200 vorliegt. Unter Berücksichtigung eines Ortsunterschieds zwischen der positiven Elektrodenverdrahtung 121 und der negativen Elektrodenverdrahtung 122, eines Messfehlers und ähnlichem kann ein Stromleck in der elektrischen Last 200 festgestellt werden, wenn die Größe des vom Hallsensor 130 erfassten Magnetfelds (d.h. die Größe der Spannung) gleich oder größer als eine vorgegebene Größe ist. Wenn dagegen die Größe des vom Hallsensor 130 gemessenen Magnetfeldes (d.h. die Größe der Spannung) kleiner als die vorgegebene Größe ist, kann festgestellt werden, dass in der elektrischen Last 200 kein Strom leck auftritt.
Nach einer weiteren beispielhaften Ausführungsform, wie sie in 3 dargestellt ist, kann die Einrichtung zur Erfassung eines Stromabfalls auch eine Erfassungseinheit 140 enthalten. Der Magnetkern 110 kann einen ersten Magnetkern 110 enthalten, in dem die positive Elektrodenverdrahtung 121 angeordnet ist, und einen zweiten Magnetkern 110', in dem die negative Elektrodenverdrahtung 122 angeordnet ist, und der Hallsensor 130 kann einen ersten Hallsensor 130 enthalten, der so konfiguriert ist, dass er ein Magnetfeld des ersten Magnetkerns 110 erfasst, und einen zweiten Hallsensor 130', der so konfiguriert ist, dass er ein Magnetfeld des zweiten Magnetkerns 110' erfasst. Die Erfassungseinheit 140 kann so konfiguriert werden, dass sie auf der Grundlage der Größen der jeweiligen Magnetfelder, die vom ersten Hallsensor 130 und vom zweiten Hallsensor 130' erfasst werden, erfasst, ob ein Stromleck in der elektrischen Last 200 vorliegt.
Mit anderen Worten, der erste Magnetkern 110 und der zweite Magnetkern 110' können vorgesehen werden, um die positive Elektrodenverdrahtung 121 und die negative Elektrodenverdrahtung 122 getrennt in den jeweiligen Innenräumen davon anzuordnen (z.B. die positive und negative Elektrodenverdrahtung voneinander zu trennen). Der erste Hallsensor 130 kann so konfiguriert werden, dass er ein Magnetfeld des ersten Magnetkerns 110 erfasst, und der zweite Hallsensor 130' kann so konfiguriert werden, dass er ein Magnetfeld des zweiten Magnetkerns 110' erfasst. Die Erfassungseinheit 140 kann so konfiguriert werden, dass sie die Größen der jeweiligen Magnetfelder vergleicht, die vom ersten Hallsensor 130 und vom zweiten Hallsensor 130' erfasst werden, und dabei die Größen der jeweiligen Ströme vergleicht, die in der positiven Elektrodenverdrahtung 121 und der negativen Elektrodenverdrahtung 122 fließen.
Wenn eine Differenz zwischen den Größen der jeweiligen Magnetfelder (d.h. den Größen der Spannungen), die vom ersten Hallsensor 130 und vom zweiten Hallsensor 130' erfasst werden, gleich oder größer als ein vorbestimmter Pegel ist, kann die Erfassungseinheit 140 so konfiguriert werden, dass sie erfasst, dass in der elektrischen Last 200 ein Stromleck auftritt. Wenn dagegen die Differenz zwischen den Größen der jeweiligen Magnetfelder (d.h. den Größen der Spannungen), die vom ersten Hallsensor 130 und vom zweiten Hallsensor 130' erfasst werden, kleiner als der vorgegebene Pegel ist, kann die Erfassungseinheit 140 so konfiguriert werden, dass sie feststellt, dass kein Stromleck in der elektrischen Last 200 auftritt.
4 illustriert einen Zustand, in dem kein Stromleck in einer elektrischen Last 200 in einem Brennstoffzellen-310-System auftritt, 5 illustriert einen Zustand, in dem ein Stromleck in einer elektrischen Last 200 in einem Brennstoffzellen-310-System auftritt, und 6 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Systems zur Erfassung eines Stromlecks in einer Brennstoffzelle 310 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Weiter unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 kann ein Stromleck-Erfassungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfassen: die Einrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie ein Stromleck erfasst; eine Brennstoffzelle 310, die mit Wasserstoff und Sauerstoff versorgt wird und Energie erzeugt; eine Hochspannungsbatterie 320, die mit der Energie geladen wird, der in der Brennstoffzelle 310 erzeugt wird, oder die durch die Zuführung der geladenen Energie entladen wird; einen Hauptbusanschluss 330 für die elektrische Verbindung zwischen der Brennstoffzelle 310 und der Hochspannungsbatterie 320; und eine Erfassungseinheit 140, die so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage der Größe des vom Hall-Sensor 130 erfassten Magnetfelds erfasst, ob ein Stromleck in einer elektrischen Last 200 vorliegt.
Die Energiequelle 300 ist die Brennstoffzelle 310 oder die Hochspannungsbatterie 320. Die elektrische Verdrahtung 120 ist von dem Hauptbusanschluss 330 abgezweigt und mit der elektrischen Last (200) verbunden, und der Magnetkern 110 und der Hallsensor 130 können auf der von dem Hauptbusanschluss 330 abgezweigten elektrischen Verdrahtung 120 angeordnet werden. Die Brennstoffzelle 310 kann mit Wasserstoff und Sauerstoff versorgt werden und kann so konfiguriert werden, dass sie Energie erzeugt, indem der Wasserstoff und der Sauerstoff einer chemischen Reaktion unterzogen werden. Die Brennstoffzelle 310 kann über den Hauptbusanschluss 330 elektrisch mit der Hochspannungsbatterie 320 verbunden werden.
Die Hochspannungsbatterie 320 kann geladen werden, indem sie mit der in der Brennstoffzelle 310 erzeugten Energie über den Hauptbusanschluss 330 versorgt wird, oder die Hochspannungsbatterie 320 kann so konfiguriert werden, dass sie den Hauptbusanschluss 330 mit Energie versorgt, während sie entladen wird. Die elektrische Verdrahtung 120 kann von dem Hauptbusanschluss 330 abgezweigt werden, und die elektrische Verdrahtung 120 kann mit der elektrischen Last 200 verbunden sein. Mit anderen Worten, die Energiequelle 300, die die elektrische Last 200 mit Strom versorgt, kann die Brennstoffzelle 310 oder die Hochspannungsbatterie 320 sein.
Der Magnetkern 110 und der Hallsensor 130 können auf der elektrischen Verdrahtung 120 angeordnet werden, die von dem Hauptbusanschluss 330 abgezweigt und an die elektrische Last 200 angeschlossen ist. Dementsprechend kann es möglich sein, ein Stromleck in der elektrischen Last 200 zu erfassen, die an den Hauptbusanschluss 330 angeschlossen ist. Genauer gesagt können eine Vielzahl von elektrische Lasten 200 vorgesehen sein, und eine Vielzahl von elektrische Verdrahtungen 120 können von dem Hauptbusanschluss 330 abgezweigt und jeweils mit den mehreren elektrischen Lasten 200 verbunden sein. Der Magnetkern 110 und der Hallsensor 130 können auf jeder der elektrischen Verdrahtungen 120 angeordnet werden, die von dem Hauptbusanschluss 330 mit jeder der elektrischen Lasten 200 verbunden sind.
Insbesondere kann die elektrische Last 200 ein an einen Motor angeschlossener Wechselrichter oder eine Hilfsmaschine zum Umwälzen eines Kühlmittels, wie eine Kühlmittelpumpe und ein Kühlgebläse, sein. Mit anderen Worten, der Magnetkern 110 und der Hallsensor 130 können auf jeder der mehreren elektrischen Verdrahtungen 120 angeordnet werden, die von dem Hauptbusanschluss 330 abgezweigt und mit jeder der Vielzahl von elektrischen Lasten 200 verbunden sind, wodurch es möglich ist, ein in der entsprechenden elektrischen Last 200 auftretendes Stromleck zu erfassen. Dementsprechend kann es möglich sein, einen Ort zu erfassen, an dem ein Stromleck auftritt.
Die positive Elektrodenverdrahtung 121 und die negative Elektrodenverdrahtung 122 können zusammen im Magnetkern 110 angeordnet werden, und der Hallsensor 130 kann so konfiguriert werden, dass er ein Magnetfeld erfasst, das aufgrund einer Stromdifferenz zwischen der positiven Elektrodenverdrahtung 121 und der negativen Elektrodenverdrahtung 122 induziert wird. Wenn die Größe des vom Hallsensor 130 erfassten Magnetfeldes gleich oder größer als eine vorgegebene Größe ist, kann die Erfassungseinheit 140 so konfiguriert sein, dass sie erfasst, dass in der elektrischen Last 200 ein Stromleck aufgetreten ist. Insbesondere kann die Erfassungseinheit 140 unter Verwendung einer Spannung, die vom Hallsensor 130 auf der Grundlage der Größe des im Magnetkern 110 induzierten Magnetfelds erfasst wird, so konfiguriert sein, dass sie anhand der Größe der Spannung bestimmt, ob ein Stromleck in der elektrischen Last 200 aufgetreten ist.
Das Stromleck-Erfassungssystem kann ferner umfassen: einen Batterie-Magnetkern 410, der auf einer Seite angeordnet ist, auf der die Hochspannungsbatterie 320 angeordnet ist, basierend auf einem Punkt, an dem der Hauptbusanschluss 330 zur elektrischen Last 200 hin verzweigt ist, und der eine Lade-/Entladeverdrahtung zum Laden oder Entladen der Hochspannungsbatterie 320 darin aufweist; und einen Batteriehallsensor 430, der so konfiguriert ist, dass er ein im Batterie-Magnetkern 410 induziertes Magnetfeld erfasst. Die Erfassungseinheit 140 kann so konfiguriert sein, dass sie auf der Grundlage der Größe des vom Batteriehallsensor 430 erfassten Magnetfelds erfasst, ob ein Stromleck in der Hochspannungsbatterie 320 vorliegt.
Der Batterie-Magnetkern 410 und der Batteriehallsensor 430 können an dem Hauptbusanschluss 330 angeordnet sein, die die Brennstoffzelle 310 und die Hochspannungsbatterie 320 verbindet. Mit anderen Worten, die elektrische Verdrahtung 120 kann der Hauptbusanschluss 330 sein. Insbesondere können der Batterie-Magnetkern 410 und der Batteriehallensensor 430 an dem Hauptbusanschluss 330 auf der Seite, auf der die Hochspannungsbatterie 320 angeordnet ist, in Bezug auf den Punkt, an dem der Hauptbusanschluss 330 zum Anschluss an die elektrische Last 200 verzweigt ist, angeordnet werden. Dementsprechend kann erfasst werden, ob ein Stromleck von dem Hauptbusanschluss 330 zu der Hochspannungsbatterie 320 oder von der Hochspannungsbatterie 320 zu dem Hauptbusanschluss 330 fließt. Der Batterie-Magnetkern 410 und der Batteriehallsensor 430 können nach dem gleichen Prinzip wie der oben beschriebene Magnetkern 110 und der Hallsensor 130 angewendet werden. Dementsprechend kann es möglich sein, ein Stromleck zu erfassen, das in der Hochspannungsbatterie 320 auftritt.
Das Stromleck-Erfassungssystem kann ferner eine Messeinheit 500 umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie den kombinierten Isolationswiderstand der Brennstoffzelle 310, der Hochspannungsbatterie 320 und der elektrischen Last 200 misst. Wenn der von der Messeinheit 500 gemessene kombinierte Isolationswiderstand gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Widerstand ist und kein Stromleck in der elektrischen Last 200 und der Hochspannungsbatterie 320 festgestellt wird, kann die Erfassungseinheit 140 so konfiguriert werden, dass sie ein Stromleck in der Brennstoffzelle 310 erfasst.
Die Messeinheit 500 kann ein Massefehlerdetektor (Ground Fault Detektor; GFD) sein, der so konfiguriert ist, dass er einen Isolationswiderstand misst, und kann auf dem Hauptbusanschluss 330 angeordnet sein, die die Brennstoffzelle 310 und die Hochspannungsbatterie 320 verbindet, um einen kombinierten Isolationswiderstand der Brennstoffzelle 310, der Hochspannungsbatterie 320 und der elektrischen Last 200 zu messen. Insbesondere kann die Messeinheit 500 auf der Seite angeordnet werden, auf der die Hochspannungsbatterie 320 in Bezug auf das Relais des Hauptbusanschlusses 330 angeordnet ist.
Die Erfassungseinheit 140 kann so konfiguriert sein, dass sie bestimmt, ob der von der Messeinheit 500 gemessene kombinierte Isolationswiderstand gleich oder kleiner als der vorgegebene Widerstand ist. Wenn der von der Messeinheit 500 gemessene kombinierte Isolationswiderstand gleich oder kleiner als der vorgegebene Widerstand ist, kann ein Stromleck in mindestens einer der Brennstoffzelle 310, der Hochspannungsbatterie 320 und der elektrischen Last 200 erfasst werden.
In einer beispielhaften Ausführung kann die Erfassungseinheit 140 so konfiguriert werden, dass sie ein Stromleck in der elektrischen Last 200 mit dem Hallsensor 130 oder ein Stromleck in der Hochspannungsbatterie 320 mit dem Batteriehallsensor 430 erfasst, wenn der von der Messeinheit 500 gemessene kombinierte Isolationswiderstand gleich oder kleiner als der vorgegebene Widerstand ist. Wenn kein Stromleck in der elektrischen Last 200 und der Hochspannungsbatterie 320 erfasst wird, kann die Erfassungseinheit 140 zudem so konfiguriert sein, dass sie erfasst, dass das Stromleck in der Brennstoffzelle 310 aufgetreten ist. Dementsprechend kann es möglich sein, mit einer einzigen Erfassungseinheit 140 ein Stromleck auch in der Brennstoffzelle 310 sowie in der elektrischen Last 200 und der Hochspannungsbatterie 320 zu erfassen.
Wenn ein Stromleck erkannt wird, kann die Erfassungseinheit 140 so konfiguriert sein, dass sie einen Treiber über das Stromleck informiert, indem sie eine Benachrichtigung ausgibt, z.B. eine Warnlampe o.ä. betätigt, und sie kann auch so konfiguriert sein, dass sie in einem Speicher einen Ort speichert, an dem das Stromleck erfasst wird. Dementsprechend könnte es möglich sein, die Wartungsfreundlichkeit eines Fahrzeugs, das die Brennstoffzelle 310 verwendet, zu verbessern. Das Stromleck-Erfassungssystem kann ferner einen Abschaltcontroller 600 umfassen, der so konfiguriert ist, dass er die Energieversorgung von dem Hauptbusanschluss 330 zu der elektrischen Last 200 abschaltet, wenn ein Stromleck in der elektrischen Last 200 von der Erfassungseinheit 140 erfasst wird.
Wenn ein Stromleck in der elektrischen Last 200 erfasst wird, kann der Abschaltcontroller 600 so konfiguriert werden, dass die Energieversorgung der elektrischen Last 200, in der das Stromleck aufgetreten ist, abgeschaltet wird. Darüber hinaus kann der Abschaltcontroller 600 als Reaktion auf die Erfassung eines Stromlecks in der Hochspannungsbatterie 320 so konfiguriert sein, dass die Hochspannungsbatterie 320 entladen und ein weiteres Laden gestoppt wird.
7 ist ein Verfahren zur Erfassung eines Stromlecks in einer Brennstoffzelle 310 durch das System nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das hier nachstehend beschriebene Verfahren kann von einem Controller ausgeführt werden, der über einen Prozessor und Speicher verfügt. Weiter bezugnehmend auf 7 umfasst das Verfahren zur Erfassung eines Stromlecks in einer Brennstoffzelle 310 durch das System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung: Überwachen eines kombinierten Isolationswiderstandes unter Verwendung der Messeinheit 500, die ein Massefehlerdetektor (GFD) ist, der so konfiguriert ist, dass er einen Isolationswiderstand misst (S100); Bestimmen, ob der überwachte kombinierte Isolationswiderstand gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Widerstand ist (S200); und wenn der kombinierte Isolationswiderstand gleich oder kleiner als der vorbestimmte Widerstand ist, Bestimmen, dass ein Stromleck aufgetreten ist, und Erfassen des Stromlecks (S310, S320 und S330).
Bei der Erfassung des Stromlecks (S310, S320 und S330) können Stromlecks in den von dem Hauptbusanschluss 330 abgezweigten und angeschlossenen elektrischen Lasten 200 einzeln erkannt werden (S310 und S320), und ein Stromleck in der Hochspannungsbatterie 320 kann erfasst werden. Bei der Erfassung des Stromlecks (S310, S320 und S330) kann als Reaktion auf die Bestimmung hin, dass bei allen elektrischen Lasten 200 und der Hochspannungsbatterie 320 kein Stromleck (S410, S420 und S430) aufgetreten ist, bestimmt werden, dass ein Stromleck in der Brennstoffzelle 310 aufgetreten ist (S440).
Nach der Erfassung des Stromlecks (S310, S320 und S330) kann ein Ort, an der das Stromleck aufgetreten ist (die elektrische Last 200, die Hochspannungsbatterie 320 oder die Brennstoffzelle 310), in einem Speicher gespeichert werden, und ein Fahrer kann mit einer Warnlampe oder ähnlichem (S500) über das Stromleck informiert werden. Darüber hinaus kann nach der Erfassung des Stromlecks (S310, S320 und S330) das Erfassungsverfahren auch die Abschaltung der Stromversorgung der elektrischen Last 200 umfassen, wenn bestimmt wird, dass darin ein Stromlecks aufgetreten ist (S600).
Nach der Einrichtung zur Erfassung eines Stromlecks und dem System zur Erfassung eines Stromlecks in einer Brennstoffzelle der vorliegenden Offenbarung kann es möglich sein, eine Stelle d.h. einen Ort zu erfassen, an dem ein Stromleck auftritt. Außerdem erfordert das System zur Erfassung von Stromlecks gemäß der vorliegenden Offenbarung nur eine Messeinheit, die einen kombinierten Isolationswiderstand misst, und dementsprechend kann es möglich sein, die Herstellungskosten zu reduzieren.
Obwohl die vorliegende Offenbarung in Bezug auf bestimmte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, wird für Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet offensichtlich sein, dass die vorliegende Offenbarung auf unterschiedliche Weise modifiziert und verändert werden kann, ohne vom Kern und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, wie durch die folgenden Ansprüche definiert.

Claims

Einrichtung zum Erfassen eines Stromlecks, umfassend: einen Magnetkern, der einen Innenraum aufweist, wobei beide Enden davon voneinander getrennt sind; eine elektrische Verdrahtung, die sich durch den Innenraum des Magnetkerns erstreckt und zwischen einer Energiequelle und einer elektrischen Last verbunden ist, um Strom von der Energiequelle zu der elektrischen Last zu liefern; und einen Hallsensor, der so konfiguriert ist, dass er ein im Magnetkern induziertes Magnetfeld erfasst.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Magnetkern in eine Ringform gebogen ist, wobei seine beiden Enden voneinander beabstandet sind, und der Hallsensor zwischen den beiden Enden des Magnetkerns angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektrische Verdrahtung eine positive Elektrodenverdrahtung und eine negative Elektrodenverdrahtung umfasst, die positive Elektroden und negative Elektroden der Energiequelle bzw. der elektrischen Last verbinden.
Einrichtung nach Anspruch 3, ferner umfassend eine Erfassungseinheit, wobei die positive Elektrodenverdrahtung und die negative Elektrodenverdrahtung zusammen im Magnetkern angeordnet sind, der Hallsensor so konfiguriert ist, dass er ein Magnetfeld erfasst, das aufgrund einer Stromdifferenz zwischen der positiven Elektrodenverdrahtung und der negativen Elektrodenverdrahtung induziert wird, und die Erfassungseinheit so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage einer Größe des vom Hallsensor erfassten Magnetfelds erfasst, ob ein Stromleck in der elektrischen Last vorhanden ist.
Einrichtung nach Anspruch 3, ferner umfassend eine Erfassungseinheit, wobei der Magnetkern einen ersten Magnetkern, in dem die positive Elektrodenverdrahtung angeordnet ist, und einen zweiten Magnetkern, in dem die negative Elektrodenverdrahtung angeordnet ist, umfasst, der Hallsensor einen ersten Hallsensor, der so konfiguriert ist, dass er ein Magnetfeld des ersten Magnetkerns erfasst, und einen zweiten Hallsensor, der so konfiguriert ist, dass er ein Magnetfeld des zweiten Magnetkerns erfasst, umfasst, und die Erfassungseinheit so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage der Größen der jeweiligen Magnetfelder, die durch den ersten Hallsensor und den zweiten Hallsensor erfasst werden, erfasst, ob ein Stromleck in der elektrischen Last vorhanden ist.
Stromleck-Erfassungssystem, umfassend: eine Einrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie ein Stromleck erfasst, umfassend: einen Magnetkern, der einen Innenraum aufweist, wobei beide Enden davon voneinander getrennt sind; mindestens eine elektrische Verdrahtung, die sich so erstreckt, dass sie durch den Innenraum des Magnetkerns verläuft und zwischen einer Energiequelle und mindestens einer elektrischen Last verbunden ist, um Energie von der Energiequelle zu der elektrischen Last zu liefern; und einen Hallsensor, der so konfiguriert ist, dass er ein in dem Magnetkern induziertes Magnetfeld erfasst; eine Hochspannungsbatterie, die durch Lieferung von geladener Energie entladen wird; einen Hauptbusanschluss, der elektrisch mit der Hochspannungsbatterie verbunden und in die elektrische Verdrahtung verzweigt ist; und eine Erfassungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage der Größe des von dem Hallsensor erfassten Magnetfelds erfasst, ob ein Stromleck in der elektrischen Last vorhanden ist, wobei der Magnetkern und der Hallsensor auf der von dem Hauptbusanschluss abgezweigten elektrischen Verdrahtung angeordnet sind.
Stromleck-Erfassungssystem nach Anspruch 6, ferner umfassend eine Vielzahl von elektrischen Lasten und eine Vielzahl von elektrischen Verdrahtungen, die von dem Hauptbusanschluss abgezweigt und jeweils mit der Vielzahl von elektrischen Lasten verbunden sind, wobei der Magnetkern und der Hallsensor auf jeder der elektrischen Verdrahtungen angeordnet sind, die von dem Hauptbusanschluss mit jeder der elektrischen Lasten verbunden sind.
Stromleck-Erfassungssystem nach Anspruch 6, wobei eine positive Elektrodenverdrahtung und eine negative Elektrodenverdrahtung gemeinsam im Magnetkern angeordnet sind und der Hallsensor so konfiguriert ist, dass er ein Magnetfeld erfasst, das aufgrund einer Stromdifferenz zwischen der positiven und der negativen Elektrodenverdrahtung induziert wird.
Stromleck-Erfassungssystem nach Anspruch 8, wobei die Erfassungseinheit so konfiguriert ist, dass sie erfasst, dass ein Stromleck in der elektrischen Last aufgetreten ist, wenn die Größe des von dem Hallsensor erfassten Magnetfeldes gleich oder größer als eine vorbestimmte Größe ist.
Stromleck-Erfassungssystem nach Anspruch 6, ferner umfassend: eine Brennstoffzelle, die mit Wasserstoff und Sauerstoff versorgt wird und so konfiguriert ist, dass sie Energie erzeugt, wobei der Hauptbusanschluss zwischen der Brennstoffzelle und der Hochspannungsbatterie verbunden ist und die Energiequelle die Brennstoffzelle oder die Hochspannungsbatterie ist.
Stromleck-Erfassungssystem nach Anspruch 10, ferner umfassend: einen Batterie-Magnetkern, der auf einer Seite angeordnet ist, auf der die Hochspannungsbatterie in Bezug auf einen Punkt angeordnet ist, an dem der Hauptbusanschluss in Richtung der elektrischen Last verzweigt ist, und der eine Lade-/Entladeverdrahtung zum Laden oder Entladen der Hochspannungsbatterie darin enthält; und einen Batteriehallensensor, der so konfiguriert ist, dass er ein in dem Magnetkern der Batterie induziertes Magnetfeld erfasst, wobei die Erfassungseinheit so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage einer Größe des von dem Batteriehallensensor erfassten Magnetfeldes erfasst, ob ein Stromleck in der Hochspannungsbatterie vorhanden ist.
Stromleck-Erfassungssystem nach Anspruch 11, ferner umfassend: eine Messeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen kombinierten Isolationswiderstand der Brennstoffzelle, der Hochspannungsbatterie und der elektrischen Last misst, wobei, wenn der von der Messeinheit gemessene kombinierte Isolationswiderstand gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Widerstand ist und kein Stromleck in der elektrischen Last und der Hochspannungsbatterie erfasst wird, die Erfassungseinheit so konfiguriert ist, dass sie erfasst, dass ein Stromleck in der Brennstoffzelle aufgetreten ist.
Stromleck-Erfassungssystem nach Anspruch 6, ferner umfassend: einen Abschaltcontroller, der so konfiguriert ist, dass er eine Energiezuführung von dem Hauptbusanschluss zu der elektrischen Last abschaltet, wenn die Erfassungseinheit ein Stromleck in der elektrischen Last erfasst.