DE102020212917A1

DE102020212917A1 - On-board network, in particular high-voltage on-board network of a motor vehicle and method for checking the integrity of a PA line within an on-board network

Info

Publication number: DE102020212917A1
Application number: DE102020212917.7A
Authority: DE
Inventors: Tuncer Gür
Original assignee: Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Current assignee: Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Priority date: 2020-10-13
Filing date: 2020-10-13
Publication date: 2022-04-14

Abstract

Das Bordnetz (2) und das Verfahren dienen zur Überprüfung der Integrität einer PA-Leitung (20) innerhalb eines Bordnetzes (2), wobei die PA-Leitung (20) zum Potenzialausgleich zwei Gehäuse (6,10) zweier Komponenten (4,8) des Bordnetzes (2) elektrisch leitend verbindet und die beiden Komponenten (4,8) weiterhin über eine mit einem Schirm (16) versehene Versorgungsleitung (12) miteinander verbunden sind. In einem Prüfmodus ist ein Messkreis (30) über den Schirm (16), eines der beiden Gehäuse (4,6), über die PA-Leitung (20) sowie über eine Messeinheit (26) ausgebildet und die Messeinheit (26) ist zur Durchführung einer Messung zur Prüfung des ordnungsgemäßen Zustands der PA-Leitung (20) ausgebildet.The vehicle electrical system (2) and the method are used to check the integrity of a PA line (20) within an vehicle electrical system (2), the PA line (20) for potential equalization of two housings (6.10) of two components (4.8 ) of the vehicle electrical system (2) in an electrically conductive manner and the two components (4,8) are also connected to one another via a supply line (12) provided with a shield (16). In a test mode, a measuring circuit (30) is formed via the screen (16), one of the two housings (4,6), via the PA line (20) and via a measuring unit (26), and the measuring unit (26) is Carrying out a measurement to check the proper condition of the PA line (20).

Description

Die Erfindung betrifft ein Bordnetz, speziell ein Hochvolt-Bordnetz eines Kraftfahrzeuges mit einer ersten Komponente, die in einem ersten Gehäuse angeordnet ist und mit einer zweiten Komponente, die in einem zweiten Gehäuse angeordnet ist. Die beiden Komponenten sind über eine mit einem elektrischen Schirm versehene Versorgungsleitung miteinander verbunden und ergänzend sind die beiden Gehäuse mit einer elektrischen PA-Leitung für einen Potenzialausgleich zwischen den beiden Gehäusen verbunden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Überprüfung einer solchen PA-Leitung auf deren Integrität, also auf deren Funktionsfähigkeit, ob sich diese also in einem ordnungsgemäßen Zustand befindet.The invention relates to an on-board electrical system, specifically a high-voltage on-board electrical system of a motor vehicle, having a first component which is arranged in a first housing and a second component which is arranged in a second housing. The two components are connected to each other via a supply line with an electrical shield, and the two housings are also connected to an electrical PA line for equipotential bonding between the two housings. The invention also relates to a method for checking such a PA line for its integrity, ie for its functionality, i.e. whether it is in a proper condition.

Sofern vorliegend von einem Hochvolt-Bordnetz (HV-Bordnetz) gesprochen wird, so wird hierunter ein elektrisches System mit mehreren miteinander über HV-Versorgungsleitungen verbundenen elektrischen Hochvolt-Komponenten (HV-Komponenten) verstanden, wobei unter Hochvolt eine Spannungsebene von zumindest 30 V, vorzugsweise von zumindest 60 V und weiter vorzugsweise von zumindest 100 V bis mehrere 100 V oder auch bis zu 1000 V verstanden wird.If a high-voltage vehicle electrical system (HV vehicle electrical system) is mentioned here, this is understood to mean an electrical system with several electrical high-voltage components (HV components) connected to one another via HV supply lines, high-voltage meaning a voltage level of at least 30 V, preferably of at least 60 V and more preferably of at least 100 V to several 100 V or even up to 1000 V.

Ein derartiges System wird speziell als ein HV-Bordnetz bei Fahrzeugen, speziell bei elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen eingesetzt. Die HV-Komponenten, speziell deren elektrisch leitende Gehäuse, sind aus Sicherheitsgründen mit einer Potenzialausgleichs-Leitung (nachfolgend als PA-Leitung bezeichnet) verbunden. Über den Potenzialausgleich können in einem Störfall, beispielsweise bei einem Kurzschluss Kurzschlussströme abfließen.Such a system is used specifically as an HV vehicle electrical system in vehicles, specifically in vehicles driven by electric motors. For safety reasons, the HV components, especially their electrically conductive housing, are connected to an equipotential bonding line (hereinafter referred to as the PA line). In the event of a fault, for example a short circuit, short-circuit currents can flow away via the equipotential bonding.

Aus der DE 10 2018 209 018 A1 ist ein HV-Bordnetz eines Kraftfahrzeugs mit zwei Komponenten zu entnehmen, die über eine PA-Leitung verbunden sind, wobei diese durch den Schirm einer Versorgungsleitung gebildet ist, welche die beiden Komponenten miteinander verbindet.From the DE 10 2018 209 018 A1 shows a HV vehicle electrical system of a motor vehicle with two components that are connected via a PA line, which is formed by the shield of a supply line that connects the two components to one another.

Die DE 10 2014 008 312 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeug mit einer elektrisch isolierten HV-Komponente, deren Gehäuse elektrisch leitend mit der Karosserie verbunden ist.the DE 10 2014 008 312 A1 describes a motor vehicle with an electrically isolated HV component whose housing is electrically conductively connected to the body.

Die DE 2014 204 922 A1 zeigt ein Batteriesystem, bei dem einzelne Komponenten des Batteriesystems jeweils individuell über einen Leiter zum Potenzialausgleich mit einem Gehäuse verbunden sind und dieses wiederum mit Massepotenzial verbunden ist.the DE 2014 204 922 A1 shows a battery system in which the individual components of the battery system are each connected individually via a conductor for equipotential bonding to a housing, which in turn is connected to ground potential.

Speziell bei einem Kraftfahrzeug treten im Laufe des Betriebs Belastungen, speziell Vibrationsbelastungen auf, die zu einer Verschlechterung von Kontaktverbindungen, beispielsweise zwischen einem Leiter zum Potenzialausgleich und dem Gehäuse einer HV-Komponente führen können. Dies führt unter Umständen zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstands bis hin zu einer Kontakttrennung. Für eine sichere Funktion des Potenzialausgleichs im Bedarfsfall ist jedoch eine niederohmige Kontaktverbindung für den angestrebten Potenzialausgleich erforderlich.In a motor vehicle in particular, stresses, especially vibration stresses, occur during operation, which can lead to deterioration of contact connections, for example between a conductor for potential equalization and the housing of a HV component. Under certain circumstances, this leads to an increase in the contact resistance and even to a contact separation. However, a low-impedance contact connection is required for the intended potential equalization to ensure that the potential equalization functions reliably when required.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Bordnetz sowie ein Verfahren anzugeben, bei denen eine Überprüfung des ordnungsgemäßen Zustands und damit der Integrität einer PA-Leitung ermöglicht ist.Proceeding from this, the invention is based on the object of specifying an on-board network and a method in which it is possible to check the correct condition and thus the integrity of a PA line.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Bordnetz, insbesondere ein Hochvolt-Bordnetz (HV-Bordnetz), speziell eines Kraftfahrzeugs, welches eine erste sowie eine zweite Komponente aufweist, die jeweils in einem ersten bzw. zweiten Gehäuse angeordnet sind. Die beiden Komponenten sind über eine (HV-) Versorgungsleitung miteinander verbunden, über die also im Betrieb eine elektrische Leistung beispielsweise im Bereich von mehreren 100 W und insbesondere im Bereich von mehreren Kilowatt übertragen wird. Die Versorgungsleitung ist dabei von einem elektrischen Schirm, beispielsweise in Form eines Schirmgeflechts umgeben. Zusätzlich zum Schirm ist weiterhin eine Potenzialausgleich-Leitung (PA-Leitung) angeordnet. Die beiden Gehäuse sind sowohl über den Schirm, als auch über die PA-Leitung, also über zwei Verbindungsleitungen zumindest in einem normalen Betriebszustand elektrisch leitend miteinander verbunden.The object is achieved according to the invention by a vehicle electrical system, in particular a high-voltage vehicle electrical system (HV vehicle electrical system), especially a motor vehicle, which has a first and a second component, which are each arranged in a first and second housing. The two components are connected to one another via a (HV) supply line, via which electrical power is transmitted during operation, for example in the range of several 100 W and in particular in the range of several kilowatts. The supply line is surrounded by an electrical shield, for example in the form of a braided shield. In addition to the shield, there is also an equipotential bonding line (PA line). The two housings are electrically conductively connected to one another both via the shield and via the PA line, ie via two connecting lines, at least in a normal operating state.

Zur Überprüfung der Integrität der PA-Leitung ist weiterhin ein Messkreis vorbereitet, mit dessen Hilfe in einem Prüfmodus die ordnungsgemäße Funktion der PA-Leitung überprüfbar ist. Hierzu umfasst der Messkreis die PA-Leitung, den Schirm sowie eine Messeinheit, an die die PA-Leitung sowie der Schirm zumindest während des Prüfmodus angeschlossen sind. Es ist also ein Messkreis gebildet, durch den Schirm und die PA Leitung, die auf ihrer einen Seite über die Messeinheit und auf ihrer anderen Seite über eines der beiden Gehäuse miteinander zur Ausbildung des elektrischen (Mess-) Kreises verbunden sind. Mittels der Messeinheit wird allgemein ein Messsignal an den Messkreis angelegt und ausgewertet. Bei dem Messsignal handelt sich im einfachsten Fall um das Anlegen einer Spannung oder um das Einspeisen eines elektrischen Stroms.To check the integrity of the PA line, a measuring circuit is also prepared, with the help of which the proper functioning of the PA line can be checked in a test mode. For this purpose, the measuring circuit includes the PA line, the shield and a measuring unit to which the PA line and the shield are connected at least during the test mode. A measuring circuit is thus formed by the screen and the PA line, which are connected to one another via the measuring unit on one side and via one of the two housings on the other side to form the electrical (measuring) circuit. A measurement signal is generally applied to the measurement circuit and evaluated by means of the measurement unit. In the simplest case, the measurement signal involves the application of a voltage or the feeding in of an electrical current.

Durch die Ausbildung des Messkreises mit der Anordnung der Messeinheit ist insbesondere eine wiederkehrende Überprüfung der Integrität und damit des ordnungsgemäßen Zustands der PA-Leitung ermöglicht. Speziell bei der Anwendung bei Kraftfahrzeugen kann daher auch bei längeren Betriebsdauern, beispielsweise von mehreren Jahren, regelmäßig wiederkehrend der ordnungsgemäße Zustand überprüft werden. Die Prüfung erfolgt vorzugsweise wiederkehrend ausgelöst von Standardereignissen, wie beispielsweise beim Starten oder Abstellen des Kraftfahrzeugs, also beispielsweise bei einem Funktionscheck, bevor der eigentliche Fahrbetrieb aufgenommen wird. Alternativ erfolgt die Überprüfung während des Fahrbetriebs.Due to the design of the measuring circuit with the arrangement of the measuring unit is in particular enables a recurring check of the integrity and thus the proper condition of the PA line. Especially when used in motor vehicles, the proper condition can therefore be checked regularly and repeatedly, even over longer periods of operation, for example several years. The check is preferably carried out recurrently, triggered by standard events, such as when the motor vehicle is started or switched off, ie, for example, during a function check before the actual driving operation is started. Alternatively, the check is carried out while driving.

Von besonderer Bedeutung ist, dass die beiden Gehäuse sowohl über den Schirm, als auch über die PA-Leitung elektrisch leitend verbunden sind und dass diese beiden Verbindungsleitungen zur Ausbildung des Messkreises herangezogen und miteinander verbunden werden.It is of particular importance that the two housings are electrically conductively connected both via the shield and via the PA line and that these two connecting lines are used to form the measuring circuit and are connected to one another.

Zur Ausbildung der PA-Leitung sind beispielsweise die beiden Gehäuse über eine herkömmliche Leitung, speziell eine einadrige Mantelleitung, beispielsweise ein isolierter Litzenleiter oder auch ein isolierter Massivdraht-Leiter miteinander verbunden. Daneben ist alternativ vorgesehen, dass zur Ausbildung der PA-Leitung eines oder beide Gehäuse über ein PA-Leiterstück zunächst mit einem Masseleiter, speziell mit der Karosserie verbunden sind, sodass also das PA-Leiterstück und dieser Masseleiter ein Teil der PA-Leitung ist. Das PA-Leiterstück ist dabei ein herkömmlicher, insbesondere isolierter Leiter (Litzenleiter oder Massivdraht). Die PA-Leitung ist an Anschlussstellen mit einem jeweiligen Gehäuse elektrisch kontaktierend verbunden. Die Verbindung erfolgt hierbei beispielsweise über Schraubkontakte, Steckkontakte oder auch stoffschlüssig über Löten oder Verschweißen. Typischerweise erfolgt die Kontaktierung mittels eines Kabelschuhs, welcher mit dem Gehäuse verschraubt ist, und der endseitig an einem Leiter der PA-Leitung angebracht ist.To form the PA line, for example, the two housings are connected to one another via a conventional line, specifically a single-core sheathed line, for example an insulated stranded conductor or an insulated solid wire conductor. In addition, it is alternatively provided that to form the PA line, one or both housings are first connected to a ground conductor, specifically to the body, via a PA conductor piece, so that the PA conductor piece and this ground conductor are part of the PA line. The PA conductor piece is a conventional, particularly insulated conductor (stranded conductor or solid wire). The PA line is electrically contact-connected to a respective housing at connection points. In this case, the connection is made, for example, via screw contacts, plug-in contacts or also materially by soldering or welding. Typically, the contact is made using a cable lug, which is screwed to the housing and attached to the end of a conductor of the PA line.

Auch der Schirm ist jeweils an Schirm-Anschlussstellen jeweils mit dem Gehäuse elektrisch kontaktierend verbunden.The shield is also connected in each case to the housing in an electrically contacting manner at shield connection points.

In bevorzugter Ausbildung ist eine Schalteinheit angeordnet, wobei eine der beiden elektrischen (Verbindungs-) Leitungen, nämlich entweder der Schirm oder die PA-Leitung nur über die Schalteinheit mit dem ersten Gehäuse verbunden ist. Über die Schalteinheit kann daher diese an der Schalteinheit angeschlossene Leitung, bevorzugt die PA-Leitung, bedarfsweise und temporär von dem Gehäuse getrennt werden, sodass die elektrisch leitende Verbindung zum ersten Gehäuse unterbrochen ist. Diese Unterbrechung erfolgt dabei im Prüfmodus, während im normalen Betriebsmodus die elektrische Verbindung über die Schalteinheit gegeben ist. Die Schalteinheit weist allgemein einen Schalter auf, welcher die PA- Leitung oder den Schirm unterbricht. Durch diese Schalteinheit wird der besondere Vorteil erzielt, dass im Prüfmodus zu Zwecken der Messung der Integrität der PA-Leitung eine unmittelbar leitende elektrische Verbindung zwischen Schirm und PA-Leitung über das erste Gehäuse aufgehoben ist, sodass sichergestellt ist, dass die Messung über den Messkreis und damit über die gesamte Länge oder zumindest über weitgehend die gesamte Länge der PA-Leitung erfolgt.In a preferred embodiment, a switching unit is arranged, with one of the two electrical (connecting) lines, namely either the shield or the PA line, being connected to the first housing only via the switching unit. This line connected to the switching unit, preferably the PA line, can therefore be temporarily separated from the housing via the switching unit as required, so that the electrically conductive connection to the first housing is interrupted. This interruption takes place in the test mode, while the electrical connection is provided via the switching unit in the normal operating mode. The switching unit generally has a switch that interrupts the PA line or shield. This switching unit achieves the particular advantage that in test mode for the purpose of measuring the integrity of the PA line, a directly conductive electrical connection between the shield and the PA line is eliminated via the first housing, so that it is ensured that the measurement via the measuring circuit and thus takes place over the entire length or at least over the entire length of the PA line.

Aufgrund der Tatsache, dass die Schalteinheit während des Prüfmodus geöffnet ist, ist ein Teilstück der PA-Leitung von der Überprüfung ausgenommen. Sofern vorliegend daher von der Überprüfung der Integrität und Funktionsfähigkeit der PA-Leitung gesprochen wird, so wird hierunter zumindest die Überprüfung einer Teilstrecke der PA-Leitung verstanden, insbesondere die Teilstrecke der PA-Leitung außerhalb des ersten Gehäuses.Due to the fact that the switching unit is open during the test mode, a section of the PA line is excluded from the test. Insofar as the integrity and functionality of the PA line is checked in the present case, this means at least checking a section of the PA line, in particular the section of the PA line outside the first housing.

Die andere der beiden Leitungen, also speziell der Schirm ist demgegenüber vorzugsweise dauerhaft mit dem ersten Gehäuse elektrisch leitend kontaktiert, dort ist also keine Schalt- oder sonstige Trenneinheit angeordnet. Insgesamt sind für die beiden Leitungen (Schirm und PA-Leitung) vorzugsweise drei dauerhafte Verbindungen zu den Anschlusspunkte zu den beiden Gehäusen ausgebildet und lediglich die Verbindung zu dem vierten Anschlusspunkt ist über die Schalteinheit trennbar.In contrast, the other of the two lines, that is to say specifically the shield, is preferably permanently in electrically conductive contact with the first housing, ie no switching or other isolating unit is arranged there. Overall, preferably three permanent connections to the connection points to the two housings are formed for the two lines (shield and PA line) and only the connection to the fourth connection point can be separated via the switching unit.

Bei geöffneter Schalteinheit ist allgemein gewährleistet, dass die PA-Leitung sowie der Schirm an der Messeinheit angeschlossen sind. Gemäß einer ersten, bevorzugten Ausgestaltung ist die Messeinheit dabei dauerhaft an diesen beiden Leitungen angeschlossen. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass die Messeinheit im Prüfmodus beispielsweise über weitere Schalter bedarfsweise mit dem Schirm und/oder der PA Leitung verbunden wird, um die Prüfung durchzuführen.When the switching unit is open, it is generally ensured that the PA line and the shield are connected to the measuring unit. According to a first preferred embodiment, the measuring unit is permanently connected to these two lines. Alternatively, it is also possible for the measuring unit to be connected to the shield and/or the PA line in test mode, for example via additional switches, as required, in order to carry out the test.

In zweckdienlicher Ausgestaltung ist die Schalteinheit im Inneren des ersten Gehäuses angeordnet. Weiterhin ist die mit der Schalteinheit verbundene elektrische Leitung, also entweder der Schirm oder die PA-Leitung, zunächst isolierend durch das erste Gehäuse hindurch in das Innere und dort zur Schalteinheit geführt. Über einen Verbindungsleiter ist die Schalteinheit wiederum elektrisch leitend mit dem ersten Gehäuse verbunden, und zwar insbesondere über eine dauerhafte Verbindung mit einem Anschlusspunkt.In an expedient configuration, the switching unit is arranged inside the first housing. Furthermore, the electrical line connected to the switching unit, ie either the shield or the PA line, is first routed in an insulating manner through the first housing into the interior and there to the switching unit. The switching unit is in turn electrically conductively connected to the first housing via a connecting conductor, in particular via a permanent connection to a connection point.

Bevorzugt ist auch die Messeinheit im Inneren des ersten Gehäuses angeordnet. Alternativ sind die Schalteinheit und / oder die Messeinheit außerhalb der beiden Gehäuse angeordnet.The measuring unit is preferably also arranged inside the first housing. alternative are the switching unit and / or the measuring unit arranged outside of the two housings.

Die Messeinheit ist in zweckdienlicher Ausgestaltung zur Durchführung einer Spannungsmessung und insbesondere einer Strommessung ausgebildet. Bevorzugt wird zur Strommessung ein Spannungsabfall über einen Messwiderstand, speziell über einen Shunt-Widerstand erfasst. Dieser ist insbesondere in einer Verbindungsstrecke angeordnet, welche die PA-Leitung und dem Schirm verbindet.In an expedient configuration, the measuring unit is designed to carry out a voltage measurement and in particular a current measurement. A voltage drop across a measuring resistor, specifically via a shunt resistor, is preferably recorded for the current measurement. In particular, this is arranged in a connecting section that connects the PA line and the shield.

Im normalen Betriebszustand, als wenn kein Störfall vorliegt, sind sowohl der Schirm als auch die PA-Leitung typischerweise spannungsfrei und liegen auf Grundpotenzial (Massepotenzial).In the normal operating state, as if there is no fault, both the shield and the PA line are typically voltage-free and are at ground potential (earth potential).

Bevorzugt ist weiterhin eine Stromquelle und/oder eine Spannungsquelle vorgesehen, insbesondere als Teil der Messeinheit. Speziell wird über die Stromquelle ein Messstrom in den Messkreis eingespeist bzw. eine Messspannung angelegt. Speziell wird als Messspannung eine Niederspannung angelegt, also eine Spannung, die geringer ist als die (HV-) Spannung des Bordnetzes. Speziell ist eine Spannung von lediglich 12 Volt oder auch darunter als Messspannung vorgesehen. Mittels der Messeinheit wird insbesondere der über den Messkreis, also über den Schirm und die PA-Leitung fließende Strom gemessen.A current source and/or a voltage source is preferably also provided, in particular as part of the measuring unit. Specifically, a measurement current is fed into the measurement circuit via the current source, or a measurement voltage is applied. In particular, a low voltage is applied as the measurement voltage, i.e. a voltage that is lower than the (HV) voltage of the vehicle electrical system. Specifically, a voltage of only 12 volts or even less is provided as the measuring voltage. In particular, the current flowing through the measuring circuit, i.e. through the shield and the PA line, is measured by means of the measuring unit.

Der Messpfad, gebildet durch Schirm, PA-Leitung und insbesondere dem zweiten Gehäuse, ist im normalen, ordnungsgemäßen Betrieb sehr niederohmig ausgebildet und weist insgesamt - je nach Länge des Messpfades - beispielsweise einen Widerstand von lediglich 10mOhm bis 100mOhm oder 200mOhm auf. Bei einem erhöhten Widerstand und damit einem nicht ordnungsgemäßen Zustand der PA-Leitung führt dies zu einer Verringerung des über den Messkreises fließenden Stroms, was von der Messeinheit erfasst wird. Die Messeinheit oder auch eine nachgelagerte Auswerteeinheit ist weiterhin zur Auswertung der gemessenen elektrischen Größe, insbesondere zur Auswertung des Spannungsabfalls über den Shunt-Widerstand ausgebildet, und gibt bei Unter- bzw. Überschreitung eines zulässigen Grenzwertes eine Störmeldung ab, die auf einen erhöhten Widerstand im Messkreis und damit auf eine mögliche Funktionsstörung de PA-Leitung hinweist.The measurement path, formed by the shield, PA line and in particular the second housing, has very low resistance in normal, proper operation and has a total resistance of just 10mOhm to 100mOhm or 200mOhm, depending on the length of the measurement path. With an increased resistance and thus an improper condition of the PA line, this leads to a decrease in the current flowing through the measuring circuit, which is recorded by the measuring unit. The measuring unit or a downstream evaluation unit is also designed to evaluate the measured electrical variable, in particular to evaluate the voltage drop across the shunt resistor, and if it falls below or exceeds a permissible limit value, it issues a fault message that indicates an increased resistance in the measuring circuit and thus indicates a possible malfunction of the PA line.

Die Messung erfolgt insbesondere über eine sogenannte 4-Draht- oder Vierleitermessung, bei der eine über den Messwiderstand abfallende Spannung über zwei zusätzliche Leitungen abgegriffen und gemessen wird.The measurement is carried out in particular via a so-called 4-wire or four-wire measurement, in which a voltage drop across the measuring resistor is tapped and measured via two additional lines.

In zweckdienlicher Ausbildung handelt es sich bei der Schalteinheit um ein mechanisches Relais. Hierunter wird allgemein ein Schalter verstanden, bei dem zwei Schaltkontakte mithilfe eines ansteuerbaren Elektromagneten zwischen zwei Schaltstellungen (offen/geschlossen) schaltbar sind. Das Relais ist dabei derart ausgebildet, dass im normalen Betriebszustand die beiden Schaltkontakte geschlossen sind und hierbei der Elektromagnet stromlos ist.In an expedient embodiment, the switching unit is a mechanical relay. This is generally understood to mean a switch in which two switching contacts can be switched between two switching positions (open/closed) with the aid of a controllable electromagnet. The relay is designed in such a way that the two switching contacts are closed in the normal operating state and the electromagnet is de-energized.

Durch die Ausgestaltung der Schalteinheit als mechanisches Relais ist - beispielsweise im Vergleich zu Halbleiter-Schalteinheiten - eine besonders robuste Schalteinheit bereitgestellt, welche speziell für hohe Stromlasten ausgebildet ist. Insbesondere ist die Schalteinheit für eine Strombelastung im geschlossenen Zustand von zumindest 50 A, vorzugsweise von zumindest 500 A und weiter bevorzugt von zumindest 1000 A bis hin zu 16.000 A ausgelegt. Hierunter wird verstanden, dass das Relay im geschlossenen Zustand derartige hohe Ströme zumindest für einen begrenzten Zeitraum durchleiten kann ohne zu versagen. Im Störfall, also beispielsweise im Kurzschlussfall müssen über die PA-Leitung hohe Ströme von typischerweise mehreren 10 A oder auch mehreren 100 A bis hin zu einigen 1000 A abgeleitet werden. Dies erfolgt typischerweise in einem Zeitfenster von weniger als 1s, beispielsweise in einem Zeitfenster kleiner 100ms. Durch die hohe Strombelastbarkeit der Schalteinheit ist sichergestellt, dass diese zumindest für den vorgegebenen Zeitraum von beispielsweise bis zu 10s oder nur bis zu 1s bei diesen Strömen nicht versagt und somit den Potenzialausgleich-Strompfad ausreichend lange offenhält. Typischerweise ist die Versorgungsleitung mithilfe einer Sicherungseinheit abgesichert. In einem solchen Störfall löst diese Sicherungseinheit aus und unterbricht die Versorgungsleitung. Zumindest bis zum Auslösen einer solchen Sicherungseinheit wird über die robuste Schalteinheit die Funktionsfähigkeit des Potenzialausgleichs gewährleistet.By configuring the switching unit as a mechanical relay, a particularly robust switching unit is provided, for example in comparison to semiconductor switching units, which is specially designed for high current loads. In particular, the switching unit is designed for a current load of at least 50 A, preferably of at least 500 A and more preferably of at least 1000 A up to 16,000 A in the closed state. This means that when the relay is closed, it can conduct such high currents at least for a limited period of time without failing. In the event of a fault, for example in the event of a short circuit, high currents of typically several 10 A or even several 100 A up to several 1000 A must be discharged via the PA line. This typically takes place in a time window of less than 1 s, for example in a time window of less than 100 ms. The high current carrying capacity of the switching unit ensures that it does not fail at these currents at least for the specified period of, for example, up to 10s or only up to 1s and thus keeps the potential equalization current path open for a sufficiently long time. Typically, the supply line is secured using a fuse unit. In the event of such a fault, this safety unit is triggered and interrupts the supply line. At least until such a safety unit is triggered, the functionality of the equipotential bonding is guaranteed via the robust switching unit.

In bevorzugter Ausgestaltung handelt sich bei einer der beiden Komponenten, speziell bei der ersten Komponente um eine Stromquelle, speziell um eine Batterie, insbesondere um eine HV-Batterie mit einer Spannungsebene von zumindest 30V, von zumindest 60V, von zumindest 100V bis hin zu 1000V. Beispielsweise handelt sich hierbei um eine Batterie für die Leistungsversorgung eines elektrischen Fahrmotors eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs. Alternativ kann es sich auch um eine Bordnetz-Batterie, beispielsweise in einem 42 V-Bordnetz handeln. Darüber hinaus kann es sich bei der Strom- und damit der Leistungsquelle auch um einen Generator, eine Brennstoffzelle usw. handeln. Über die Strom- oder Leistungsquelle wird die zweite Komponente, bei der es sich allgemein um einen Verbraucher handelt, mit elektrischer Leistung versorgt. Bei dieser zweiten Komponente handelt es sich insbesondere um eine elektrische Maschine, speziell um einen elektrischen Motor, insbesondere ein elektrischer Fahrmotor zum Antrieb des Kraftfahrzeugs mit einer Leistung im zumindest zweistelligen kW-Bereich.In a preferred embodiment, one of the two components, especially the first component, is a power source, especially a battery, in particular an HV battery with a voltage level of at least 30V, at least 60V, at least 100V up to 1000V. For example, this is a battery for the power supply of an electric traction motor of an electric or hybrid vehicle. Alternatively, it can also be an on-board power supply battery, for example in a 42 V on-board power supply. In addition, the current and thus the power source can also be a generator, a fuel cell, etc. The second component, which is generally a consumer, is supplied with electrical power via the current or power source. This second component is in particular an electrical machine, specifically an electric motor, in particular an electric traction motor for driving the motor vehicle with an output in at least the double-digit kW range.

Alternativ handelt es sich bei dem Verbraucher um eine elektrische Heizeinrichtung, einen Kompressor, beispielsweise für einen Kältekreislauf einer Klimaanlage oder eine sonstige HV-Komponente. Die Leistung dieses Verbrauchers liegt typischerweise allgemein bei größer 1 kW, bevorzugt bei größer 5kW und speziell bei elektrischen Fahrmotoren bis hin zu mehreren 100kW (z.B. bis 500kW).Alternatively, the consumer is an electrical heating device, a compressor, for example for a refrigeration circuit of an air conditioning system, or another HV component. The power of this consumer is typically generally greater than 1 kW, preferably greater than 5 kW and especially in the case of electric traction motors up to several 100 kW (e.g. up to 500 kW).

Weiterhin ist zumindest eines der Gehäuse, vorzugsweise das erste Gehäuse, also speziell ein Batteriegehäuse mit der Karosserie und damit mit Masse verbunden. Das andere, zweite Gehäuse ist demgegenüber beispielsweise nicht mit der Karosserie verbunden. Der Potenzialausgleich erfolgt daher über die bevorzugt durchgehend als Mantelleitung ausgebildete PA-Leitung, die die beiden Gehäuse verbindet und zusätzlich über erste Gehäuse, welches mit Masse verbunden ist.Furthermore, at least one of the housings, preferably the first housing, ie specifically a battery housing, is connected to the body and thus to ground. In contrast, the other, second housing is not connected to the body, for example. The equipotential bonding therefore takes place via the PA line, which is preferably designed throughout as a sheathed cable, which connects the two housings and additionally via the first housing, which is connected to ground.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Überprüfung der Integrität einer PA-Leitung innerhalb eines Bordnetzes, wobei die PA-Leitung zwei Gehäuse zweier Komponenten des Bordnetzes elektrisch leitend verbindet und die beiden Komponenten weiterhin über eine Versorgungsleitung miteinander verbunden sind, die einen Schirm aufweist, welche die beiden Gehäuse elektrisch leitend miteinander verbindet, wobei zumindest in einem Prüfmodus ein Messkreis über den Schirm, eines der beiden Gehäuse, über zumindest ein Teilstück der PA-Leitung sowie über eine Messeinheit ausgebildet wird und die Messeinheit eine Messung zur Prüfung des ordnungsgemäßen Zustands der PA-Leitung durchführt.The object of the invention is also achieved by a method for checking the integrity of a PA line within a vehicle electrical system, the PA line electrically conductively connecting two housings of two components of the vehicle electrical system and the two components are also connected to one another via a supply line, the one has a screen which connects the two housings to one another in an electrically conductive manner, with at least one test mode forming a measuring circuit via the screen, one of the two housings, via at least a section of the PA line and via a measuring unit, and the measuring unit performs a measurement to test the correct condition of the PA line.

Die im Hinblick auf das Bordnetz angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Verfahren zu übertragen.The advantages and preferred configurations listed with regard to the vehicle electrical system can also be applied to the method.

Speziell ist in bevorzugter Weiterbildung vorgesehen, dass eine der beiden leitenden Verbindungen, nämlich PA-Leitung oder Schirm, lediglich über eine Schalteinheit mit dem ersten Gehäuse verbunden ist und wobei zur Durchführung der Messung der Schalter geöffnet wird. Dabei wird also die elektrisch leitende Verbindung der PA-Leitung zum ersten Gehäuse getrennt und der Messkreis ist zur Durchführung der Messung ausgebildet.In a preferred development, it is specifically provided that one of the two conductive connections, namely PA line or shield, is only connected to the first housing via a switching unit and the switch is opened to carry out the measurement. The electrically conductive connection of the PA line to the first housing is thus separated and the measuring circuit is designed to carry out the measurement.

Bevorzugt wird ein (Durchgangs-) Widerstand des Messkreises ermittelt, also ein Widerstand der elektrischen Verbindungsstrecke, die gebildet ist durch Schirm - (Außen-) Gehäuse (des zweiten Gehäuses) - PA-Leitung. Die PA-Leitung und der Schirm sind jeweils elektrisch mit der Messeinheit verbunden.A (continuity) resistance of the measuring circuit is preferably determined, i.e. a resistance of the electrical connection path, which is formed by shield - (outer) housing (of the second housing) - PA line. The PA line and the shield are each electrically connected to the measuring unit.

Insbesondere ist die PA-Leitung sowie der Schirm jeweils mit einem Messwiderstand, insbesondere Shuntwiderstand zumindest während des Prüfmodus zur Ermittlung und Messung des Widerstands verbunden.In particular, the PA line and the shield are each connected to a measuring resistor, in particular a shunt resistor, at least during the test mode for determining and measuring the resistance.

Die Messeinheit weist hierzu insbesondere eine Quelle auf, über die an den Messkreis eine Spannung angelegt und ein Messstrom eingespeist wird.For this purpose, the measuring unit has in particular a source via which a voltage is applied to the measuring circuit and a measuring current is fed in.

Insgesamt wird durch Auswertung des - zumindest mittelbar - ermittelten Widerstands die Integrität der PA-Leitung überprüft. Je nach ermitteltem Widerstand und Vergleich mit einem zu erwartenden Widerstandswert wird darauf rückgeschlossen, ob die PA-Leitung vorhanden ist, ob sie beschädigt ist oder ob sie ordnungsgemäß angeschlossen ist.Overall, the integrity of the PA line is checked by evaluating the - at least indirectly - determined resistance. Depending on the resistance determined and comparison with an expected resistance value, conclusions are drawn as to whether the PA line is present, whether it is damaged or whether it is properly connected.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur näher erläutert. Diese zeigt in einer steigt stark vereinfachten Darstellung einen Ausschnitt aus einem HV-Bordnetz.An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the single figure. This shows a section of an HV vehicle electrical system in an increasingly simplified representation.

Das in der Figur stark vereinfacht und schematisch dargestellte HV-Bordnetz 2 weist als erste Komponente eine Batterie 4 auf, die ein (Außen-) Gehäuse als erstes Gehäuse 6 aufweist. Weiterhin umfasst das Bordnetz 2 eine zweite Komponente 8, die ebenfalls ein zweites (Außen-) Gehäuse 10 aufweist. Die beiden Gehäuse 6,10 sind elektrisch leitend und insbesondere aus Metall ausgebildet. Die Batterie 4 dient zur Leistungsversorgung der zweiten Komponente 8. Bei der zweiten Komponente 8 handelt es sich um einen Verbraucher, welcher innerhalb des zweiten Gehäuses 10 eine Verbrauchereinheit 9, wie beispielsweise einen Elektromotor aufweist. Die Batterie 4 weist zur Leistungsversorgung der zweiten Komponente eine innerhalb des ersten Gehäuses 6 angeordnete Versorgungsquelle 11 (eigentliche Spannungs- und Stromquelle) mit einem Pluspol und einem Minuspol auf. Die beiden Komponenten 4,8 sind zur Leistungsversorgung über eine Versorgungsleitung 12 miteinander verbunden. Diese weist typischerweise zwei Versorgungsadern 14 auf, die an dem Pluspol sowie dem Minuspol der Versorgungseinheit 11 angeschlossen sind. Die beiden Versorgungsadern 14 sind von einem insbesondere gemeinsamen (EMV-) Schirm 16 konzentrisch umgeben. Dieser Schirm 16 ist an den beiden Gehäusen 6, 10 jeweils über feste, dauerhafte Schirm-Anschlusspunkte 18 elektrisch leitend kontaktiert. Weiterhin weist die Versorgungsleitung 12 typischerweise noch einen hier nicht näher dargestellten Außenmantel auf. Die HV-Versorgungsleitung 12 besteht also typischerweise aus den beiden Versorgungsadern 14, den diese umgebenden Schirm 16 sowie aus einem isolierenden Außenmantel. Bei dem Schirm 16 handelt es sich allgemein insbesondere um ein Schirmgeflecht.The HV vehicle electrical system 2 shown in a highly simplified and schematic manner in the figure has a battery 4 as the first component, which has an (outer) housing as the first housing 6 . Furthermore, the vehicle electrical system 2 includes a second component 8 which also has a second (outer) housing 10 . The two housings 6,10 are electrically conductive and, in particular, are made of metal. The battery 4 serves to supply power to the second component 8. The second component 8 is a consumer which has a consumer unit 9, such as an electric motor, within the second housing 10. To supply power to the second component, the battery 4 has a supply source 11 (actual voltage and current source) which is arranged inside the first housing 6 and has a positive pole and a negative pole. The two components 4.8 are connected to one another via a supply line 12 for power supply. This typically has two supply wires 14 which are connected to the positive pole and the negative pole of the supply unit 11 . The two supply wires 14 are surrounded concentrically by a common (EMC) shield 16 in particular. This screen 16 is electrically conductively contacted on the two housings 6 , 10 via fixed, permanent screen connection points 18 . Furthermore, the supply line 12 typically also has a not shown in detail here set up the outer jacket. The HV supply line 12 thus typically consists of the two supply wires 14, the shield 16 surrounding them and an insulating outer sheath. The screen 16 is generally, in particular, a braided screen.

Die zweite Komponente 8 ist weiterhin über eine PA-Leitung 20 mit dem ersten Gehäuse 6 verbunden. Hierzu ist die PA-Leitung 20 an PA-Anschlusspunkten 22 mit den beiden Gehäusen 6,10 elektrisch leitend verbunden.The second component 8 is also connected to the first housing 6 via a PA line 20 . For this purpose, the PA line 20 is electrically conductively connected to the two housings 6 , 10 at PA connection points 22 .

Über diese PA-Leitung 20 ist ein Potenzialausgleich geschaffen, sodass die beiden Gehäuse 6, 10 auf gleichem elektrischen Potenzial liegen. Eines dieser beiden Gehäuse 6,10, insbesondere das erste Gehäuse 6 ist elektrisch leitend mit einem Massepotential 24, beispielsweise mit der Karosserie elektrisch leitend verbunden. Im Bedarfsfall können daher über die PA-Leitung 20 und über das erste Gehäuse 6 Ströme abgeführt werden. Das zweite Gehäuse 10 ist vorzugsweise nicht direkt mit dem Massepotential 24 verbunden, sondern lediglich über die PA-Leitung 20 und dem ersten Gehäuse 6.Equipotential bonding is created via this PA line 20, so that the two housings 6, 10 are at the same electrical potential. One of these two housings 6, 10, in particular the first housing 6, is electrically conductively connected to a ground potential 24, for example to the bodywork. If necessary, currents can therefore be discharged via the PA line 20 and via the first housing 6 . The second housing 10 is preferably not connected directly to the ground potential 24, but only via the PA line 20 and the first housing 6.

Bei der PA-Leitung 20 handelt es sich insbesondere um eine einadrige Mantelleitung, die sich durchgehend von dem zweiten Gehäuse 10 bis zum ersten Gehäuse 6 erstreckt.The PA line 20 is in particular a single-core sheathed line that extends continuously from the second housing 10 to the first housing 6 .

Aus Sicherheitsgründen muss die Integrität der PA-Leitung 20 dauerhaft sichergestellt sein. Speziell bei dem hier insbesondere betrachteten Anwendungsfall eines HV-Bordnetzes in einem Fahrzeug können Belastungen, beispielsweise Vibrationen zu einer Beeinträchtigung, insbesondere zu einer Erhöhung der Kontaktwiderstände führen.For security reasons, the integrity of the PA line 20 must be permanently ensured. Especially in the application of a HV on-board network in a vehicle, which is considered here in particular, loads, for example vibrations, can lead to an impairment, in particular to an increase in the contact resistances.

Um die ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit wiederkehrend überprüfen zu können ist eine Messeinheit 26 angeordnet, an die einerseits der Schirm 16 und andererseits die PA-Leitung 20 angeschlossen sind. Die Messeinheit 26 ist hierzu insbesondere im Inneren des ersten Gehäuses 6 angeordnet. Sie ist in der Figur gestrichelt als eine Funktionseinheit dargestellt. Die einzelnen Komponenten der Messeinheit 26 können grundsätzlich verteilt angeordnet sein oder alternativ auch in einem gemeinsamen Gehäuse, welches beispielsweise über Anschlüsse für die PA-Leitung und den Schirm verfügt. Typischerweise weist die HV-Batterie 4 selbst eine integrierte Überwachungseinheit, beispielsweise im Rahmen des sogenannten Batteriemanagementsystems (BMS) auf. Die Messeinheit 26 ist beispielsweise in einem solchen BMS-System integriert.In order to be able to repeatedly check the proper functionality, a measuring unit 26 is arranged, to which the shield 16 on the one hand and the PA line 20 on the other hand are connected. For this purpose, the measuring unit 26 is arranged in particular in the interior of the first housing 6 . It is shown in dashed lines in the figure as a functional unit. The individual components of the measuring unit 26 can in principle be arranged in a distributed manner or alternatively also in a common housing which has connections for the PA line and the shield, for example. Typically, the HV battery 4 itself has an integrated monitoring unit, for example as part of the so-called battery management system (BMS). The measuring unit 26 is integrated in such a BMS system, for example.

Die Messeinheit 26 weist im Ausführungsbeispiel eine (Niederspannung-) Quelle 28 auf, die an einen Messkreis 30 eine Spannung anlegt und einen Messstrom einspeist, welcher von der Quelle 28 bereitgestellt wird, die also insofern zugleich eine Stromquelle darstellt. Die Quelle 28 weist ein geringeres Spannungsniveau als die Hochvolt-Batterie, also als die Versorgungsquelle 11 auf. Beispielsweise stellt die Quelle 28 eine Spannung von weniger als 20 V, beispielsweise von 12 V oder auch von 5 V zur Verfügung.In the exemplary embodiment, the measuring unit 26 has a (low-voltage) source 28 which applies a voltage to a measuring circuit 30 and feeds in a measuring current which is provided by the source 28, which in this respect also represents a current source. Source 28 has a lower voltage level than the high-voltage battery, ie than supply source 11 . For example, the source 28 provides a voltage of less than 20 V, for example 12 V or 5 V.

Der Messkreis 30 umfasst die die PA Leitung 20 und den Schirm 16, die einerseits über die Messeinheit 26 und im Bereich des zweiten Gehäuses 10 über dieses miteinander verbunden sind, sodass insgesamt der Messkreis 30 ausgebildet ist.The measuring circuit 30 comprises the PA line 20 and the shield 16, which are connected to one another via the measuring unit 26 and in the area of the second housing 10 via this, so that the measuring circuit 30 is formed overall.

Die Messeinheit 26 weist weiterhin einen Messwiderstand, insbesondere einen Shunt-Widerstand 32 sowie ein (Spannungs-) Messgerät 34 auf, mit dessen Hilfe ein Spannungsabfall über den Shunt-Widerstand 32 erfasst und ausgewertet wird. Der Shunt-Widerstand 32 ist in einem Verbindungsstück angeordnet, welcher die PA Leitung 20 mit dem Schirm 16 verbindet. Über die Auswertung des Spannungsabfalls wird der im Messkreis 30 fließende Strom erfasst. Befindet sich der Messkreis 30, insbesondere die PA Leitung 20 in einem nicht ordnungsgemäßen Zustand, bei dem der Widerstand erhöht ist, so wird dies über eine Verringerung des Stroms erfasst und ausgewertet.The measuring unit 26 also has a measuring resistor, in particular a shunt resistor 32 and a (voltage) measuring device 34, with the aid of which a voltage drop across the shunt resistor 32 is detected and evaluated. The shunt resistor 32 is arranged in a connector which connects the PA line 20 to the shield 16. The current flowing in the measuring circuit 30 is recorded by evaluating the voltage drop. If the measuring circuit 30, in particular the PA line 20, is in an improper state in which the resistance is increased, this is detected and evaluated by a reduction in the current.

Weiterhin ist eine Schalteinheit 32 angeordnet, die insbesondere als mechanisches Hochvolt-Schaltrelais ausgebildet ist. Diese Schalteinheit 32 ist allgemein in eine der beiden Verbindungsleitungen, also entweder in die PA-Leitung 20 oder in den Schirm 16 geschaltet. Im Ausführungsbeispiel ist die bevorzugte Ausgestaltung mit der Integration der Schalteinheit 32 in die PA-Leitung 20 dargestellt. Die Schalteinheit 32 dient zum bedarfsweise selektiven Unterbrechen der Verbindung der PA-Leitung 20 mit dem ersten Gehäuse 6.Furthermore, a switching unit 32 is arranged, which is designed in particular as a mechanical high-voltage switching relay. This switching unit 32 is generally connected to one of the two connecting lines, ie either to the PA line 20 or to the shield 16 . In the exemplary embodiment, the preferred configuration with the integration of the switching unit 32 in the PA line 20 is shown. The switching unit 32 serves to selectively interrupt the connection of the PA line 20 to the first housing 6 as required.

Im Ausführungsbeispiel ist die Schalteinheit 36 im Inneren des ersten Gehäuses 6 angeordnet. Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, dass die Schalteinheit 36 und/oder die Messeinheit 26 außerhalb des ersten Gehäuses 6 und insbesondere auch außerhalb des zweiten Gehäuses 10 angeordnet ist/sind. Die Schalteinheit 36 ist hierbei beispielsweise außerhalb eines jeweiligen Gehäuses 6,10 aber vorzugsweise in unmittelbarer Nähe des jeweiligen Gehäuses 6, 10 in die PA-Leitung 20 geschaltet. Auch die Messeinheit 26 kann in diesem Fall außerhalb zwischen der PA-Leitung 20 und den Schirm 16 geschaltet sein.In the exemplary embodiment, the switching unit 36 is arranged inside the first housing 6 . As an alternative to this, there is also the possibility that the switching unit 36 and/or the measuring unit 26 is/are arranged outside of the first housing 6 and in particular also outside of the second housing 10 . In this case, the switching unit 36 is, for example, connected to the PA line 20 outside of a respective housing 6 , 10 but preferably in the immediate vicinity of the respective housing 6 , 10 . In this case, the measuring unit 26 can also be connected externally between the PA line 20 and the shield 16 .

Bei der in der Figur dargestellten innen liegenden Anordnung der Schalteinheit 36 wird die PA-Leitung 20 zunächst isolierend durch das erste Gehäuse 6 hindurch in das Innere geführt. Im Inneren ist ein Verbindungsleiter 38 als Teil der PA-Leitung 20 ausgebildet, der einen Abzweig von einem Hauptzweig der PA-Leitung 20 bildet, wobei der Hauptzweig zu der Messeinheit 26 weitergeführt ist. Der Verbindungsleiter 38 ist über die Schalteinheit 36 im Inneren des ersten Gehäuses 6 zu dem PA-Anschlusspunkt 22 geführt.In the case of the internal arrangement of the switching unit 36 shown in the figure, the PA line 20 is first routed in an insulating manner through the first housing 6 into the interior. inside Here, a connecting conductor 38 is formed as part of the PA line 20, which forms a branch from a main branch of the PA line 20, the main branch being continued to the measuring unit 26. The connecting conductor 38 is routed to the PA connection point 22 via the switching unit 36 inside the first housing 6 .

Von besonderer Bedeutung ist aufgrund der innenliegenden Anordnung der Messeinheit 26 weiterhin, dass auch der Schirm 16 im Inneren des ersten Gehäuses 6 weitergeführt wird. Dies bedeutet, dass innerhalb des ersten Gehäuses 6 der Schirm 16 durch einen Schirmleiter 40 weitergeführt wird, welcher mit der Messeinheit 26 verbunden ist. Der Schirmleiter 40 ist hierzu insbesondere mit dem Schirm-Anschlusspunkt 18 des ersten Gehäuses 6 verbunden. Der Schirmleiter 40 ist daher vorliegend als Teil des Schirms 16 anzusehen. Dieses durch den Schirmleiter 40 gebildete Teilstück des Schirms 16 ist dabei insbesondere verschieden zu dem insbesondere als Schirmgeflecht ausgebildeten Teilstück des Schirms 16 außerhalb der Gehäuse 6,10 ausgebildet. Der Schirmleiter weist auch nicht zwingend eine Schirmwirkung auf. Im Wesentlichen ist durch ihn der Anschluss zur Messeinheit 26 ausgebildet.Due to the internal arrangement of the measuring unit 26 , it is also of particular importance that the shield 16 is also continued inside the first housing 6 . This means that within the first housing 6 the screen 16 is continued by a screen conductor 40 which is connected to the measuring unit 26 . For this purpose, the shielding conductor 40 is connected in particular to the shielding connection point 18 of the first housing 6 . The screen conductor 40 is therefore to be regarded as part of the screen 16 in the present case. This section of the screen 16 formed by the screen conductor 40 is in particular different from the section of the screen 16 outside the housing 6, 10, which is in particular designed as a braided screen. The shielding conductor also does not necessarily have a shielding effect. It essentially forms the connection to the measuring unit 26 .

Bei dem Schirmleiter 40 und/oder bei dem Verbindungsleiter 38 handelt sich vorzugsweise um Leitungsadern, insbesondere einadrige, isolierte Mantelleitungen. Daneben besteht auch die Möglichkeit, dass der Schirmleiter 40 und oder die Abzweig-Leitung 38 anderweitig ausgebildet sind, beispielsweise Form von auf einem Träger aufgebrachtem Leiterbahnen.The shielding conductor 40 and/or the connecting conductor 38 are preferably line cores, in particular single-core, insulated sheathed lines. In addition, there is also the possibility that the shielding conductor 40 and/or the branch line 38 are designed in some other way, for example in the form of conductor tracks applied to a carrier.

Zur Überprüfung der PA-Leitung 20 auf deren Integrität, zumindest zur Prüfung eines Teilstücks der PA-Leitung 20 auf Integrität ist ein Prüfmodus vorgesehen, bei dem die Schalteinheit 38 angesteuert wird, sodass der darin befindliche Schalter geöffnet wird und die PA-Leitung 20 unterbrochen und daher nicht mehr mit dem ersten Gehäuse 6 verbunden ist. Während dieses Prüfmodus wird der Messkreis 30 mit der Spannung aus der Spannungsquelle 28 beaufschlagt, sodass über den Messkreis 30 ein Strom fließt, welcher über das Messgerät 34 erfasst und ausgewertet wird. Sofern eine unzulässige Abweichung von einem geforderten Sollwert erfasst wird, so wird eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben. Die Quelle 28 ist hierzu während des Prüfmodus aktivierbar und schaltbar, d.h. vorzugsweise wird über die Quelle 28 lediglich während des Prüfmodus die Messspannung angelegt.To check the integrity of the PA line 20, at least to check a section of the PA line 20 for integrity, a test mode is provided in which the switching unit 38 is activated so that the switch located therein is opened and the PA line 20 is interrupted and is therefore no longer connected to the first housing 6. During this test mode, the voltage from the voltage source 28 is applied to the measuring circuit 30, so that a current flows through the measuring circuit 30, which current is detected and evaluated by the measuring device 34. If an impermissible deviation from a required target value is detected, a corresponding error message is output. For this purpose, the source 28 can be activated and switched during the test mode, i.e. the measurement voltage is preferably applied via the source 28 only during the test mode.

In einem normalen Betriebsmodus ist demgegenüber die Schalteinheit 38 geschlossen, sodass die PA-Leitung 20 mit dem ersten Gehäuse 6 elektrisch leitend für den Potenzialausgleich verbunden ist.In a normal operating mode, on the other hand, the switching unit 38 is closed, so that the PA line 20 is electrically conductively connected to the first housing 6 for potential equalization.

Der Prüfmodus und die damit einhergehende Überprüfung werden vorzugsweise wiederkehrend, beispielsweise in festen Zeitabständen (Tage, Wochen...) oder bei definierten Ereignissen, wie beispielsweise eine jeweilige Inbetriebnahme des Fahrzeuges durchgeführt. Der Prüfmodus kann prinzipiell auch während des Betriebs des Fahrzeugs durchgeführt werden. Nach der Durchführung der Prüfung wird vom Prüfmodus jeweils wieder in den normalen Betriebsmodus umgeschaltet.The test mode and the associated check are preferably carried out recurringly, for example at fixed time intervals (days, weeks...) or at defined events, such as a respective start-up of the vehicle. In principle, the test mode can also be carried out while the vehicle is in operation. After the test has been carried out, the test mode is switched back to the normal operating mode.

BezugszeichenlisteReference List

22: Bordnetzelectrical system
44: Batteriebattery
66: erstes Gehäusefirst housing
88th: zweite Komponentesecond component
99: Verbrauchereinheitconsumer unit
1010: zweites Gehäusesecond housing
1111: Versorgungsquellesupply source
1212: Versorgungsleitungsupply line
1414: Versorgungsadernsupply wires
1616: Schirmumbrella
1818: Schirm-Anschlusspunktescreen connection points
2020: PA-LeitungPA line
2222: PA-AnschlusspunktePA connection points
2424: Massepotenzialground potential
2626: Messeinheitunit of measure
2828: Quellesource
3030: Messkreismeasuring circuit
3232: Shunt-Widerstandshunt resistance
3434: Messgerätgauge
3636: Schalteinheitswitching unit
3838: Verbindungsleiterconnection conductor
4040: Schirmleitershield conductor

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102018209018 A1 [0004]
DE 102014008312 A1 [0005]
DE 2014204922 A1 [0006]

Claims

Vehicle electrical system (2), in particular high-voltage vehicle electrical system (2) of a motor vehicle with a first component (4) which is arranged in a first housing (6) and with a second component (8) which is arranged in a second housing (10). is, the two components (4, 8) being connected to one another via a supply line (12) provided with an electrical shield (16) and the two housings (4, 10) being electrically connected to one another via two connecting lines in a normal operating state, namely via a PA line (20) for equipotential bonding and also via the screen (16), a measuring circuit (30) having the screen (16), the PA line and a measuring unit (26) being prepared to which the PA line (20) and the shield (16) are connected, the integrity of the PA line (20) being able to be checked via the measuring circuit (30) during a test mode.

Vehicle electrical system (2) according to the preceding claim, characterized in that a switching unit (36) is arranged and that one of the two connecting lines selected from the shield (16) and PA line (20) only via the switching unit (36) to the first housing (6) is connected, so that this one connecting line is electrically conductively connected to the first housing (6) via the switching unit (36) in the normal operating state and can be separated from the first housing (6) via the switching unit (36) for the test mode .

Vehicle electrical system (2) according to the preceding claim, characterized in that the other of the two connecting lines is permanently connected to the first housing (6).

Vehicle electrical system (2) according to the preceding claim, characterized in that the PA line (20) and the screen (16) are each permanently electrically conductively connected to the second housing (10) via a connection point (18, 22).

Electrical system (2) according to one of claims 2 until 4 , characterized in that the switching unit (36) is arranged inside the first housing (6) and that one of the two connecting lines, which is routed via the switching unit (36), insulating through the first housing (6) through to the switching unit ( 36) is guided.

Vehicle electrical system (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring unit (26) is designed to carry out a current measurement via a shunt resistor (32).

Vehicle electrical system (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring circuit (30) has a source (28) via which a measuring current can be fed into the measuring circuit (30).

Vehicle electrical system (2) according to one of the preceding claims and after claim 2 , characterized in that the switching unit (36) is a relay.

Vehicle electrical system (2) according to one of the preceding claims and after claim 2 , characterized in that the switching unit (36) is designed for a current load of at least 50A, preferably at least 500A and more preferably at least 1000A.

Vehicle electrical system (2) according to one of the preceding claims, characterized in that one of the two components (4, 8), in particular the first component (4), is a power source, in particular a battery.

Vehicle electrical system (2) according to the preceding claim, characterized in that the other of the two components (4, 8) is a consumer.

Method for checking the integrity of a PA line (20) within a vehicle electrical system (2), in particular according to one of the preceding claims, the PA line (20) having two housings (6,10) of two components (4,8) of the vehicle electrical system ( 2) electrically conductively connects and the two components (4,8) are also connected to one another via a supply line (12) which has a shield (16) which electrically conductively connects the two housings (6,10) to one another, with at least in a test mode, a measuring circuit (30) is formed via the screen (16), one of the two housings (4,6), via the PA line (20) and via a measuring unit (26), and the measuring unit (26) performs a measurement for Checking that the PA line (20) is in good condition.

Method according to the preceding claim, in which one of the two conductive connections, namely PA line (20) or shield (16), is connected to the first housing (6) only via a switching unit (36) and wherein to carry out the measurement Switching unit (36) is opened so that the PA line (20) is separated from the first housing (6) and the measuring circuit (30) is formed.

Method according to one of the two preceding claims, in which a resistance of the measuring circuit (30) is determined.

Method according to the preceding claim, in which the screen (16) and the PA line (20) are connected via a shunt resistor (32) and the resistance is measured at the shunt resistor (32).

Method according to the preceding claim, in which the measuring unit (26) has a source (28) by means of which a voltage is applied to the measuring circuit (30) in test mode and a voltage drop across the shunt resistor (32) is measured and evaluated .