DE102022213290A1 - Method and control system for operating an electrically powered motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei ein elektrisches Antriebssystem (1) desselben eine als Antriebsaggregat dienende elektrische Maschine (2) aufweist, die unter Zwischenschaltung eines Inverters (3) und eines Zwischenkreises (4) über einen Hochvolt-Verteiler (9) an eine Hochvolt-Traktions-Batterie (8) elektrisch ankoppelbar ist, wobei eine Niedervolt-Batterie (10) und ein Isolationswächter (16) über einen Niedervolt-Verteiler (11) an den Hochvolt-Verteiler elektrisch ankoppelbar sind, wobei dann, wenn die Hochvolt-Traktions-Batterie (8) von dem elektrischen Antriebssystem (1) elektrisch abgekoppelt ist und an dasselbe elektrisch angekoppelt werden soll, vor einem elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) folgende Schritte ausgeführt werden: Der Inverter (3) wird zur Bereitstellung eines aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern (5) angesteuert. Dann, wenn an den Low-Side-Schaltern (5) des Inverters (3) der aktive Kurzschluss eingestellt ist, werden der Isolationswächter (16), der Niedervolt-Verteiler (11) und der Hochvolt-Verteiler (9) zur Durchführung einer Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem angesteuert. Nach Durchführung der Isolationsmessung wird der Inverter (3) zur Aufhebung des aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern (5) angesteuert. Dann, wenn bei der Isolationsmessung kein Isolationsfehler festgestellt wird, wird der Hochvolt-Verteiler (9) zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) angesteuert. Dann, wenn bei der Isolationsmessung ein Isolationsfehler festgestellt wird, wird der Hochvolt-Verteiler (9) nicht zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) angesteuert.Method for operating an electrically powered motor vehicle, wherein an electric drive system (1) thereof has an electric machine (2) serving as a drive unit, which can be electrically coupled to a high-voltage traction battery (8) via a high-voltage distributor (9) with the interposition of an inverter (3) and an intermediate circuit (4), wherein a low-voltage battery (10) and an insulation monitor (16) can be electrically coupled to the high-voltage distributor via a low-voltage distributor (11), wherein when the high-voltage traction battery (8) is electrically uncoupled from the electric drive system (1) and is to be electrically coupled to the same, the following steps are carried out before electrical pre-charging of the intermediate circuit (4): The inverter (3) is controlled to provide an active short circuit at its low-side switches (5). Then, when the active short circuit is set on the low-side switches (5) of the inverter (3), the insulation monitor (16), the low-voltage distributor (11) and the high-voltage distributor (9) are controlled to carry out an insulation measurement in the electrical drive system. After the insulation measurement has been carried out, the inverter (3) is controlled to remove the active short circuit on its low-side switches (5). Then, if no insulation fault is detected during the insulation measurement, the high-voltage distributor (9) is controlled to electrically pre-charge the intermediate circuit (4). Then, if an insulation fault is detected during the insulation measurement, the high-voltage distributor (9) is not controlled to electrically pre-charge the intermediate circuit (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuerungssystem zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs.The invention relates to a method for operating an electrically powered motor vehicle. Furthermore, the invention relates to a control system for operating an electrically powered motor vehicle.

Ein vollelektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug oder auch ein teilelektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug verfügt über ein elektrisches Antriebssystem mit einer als Antriebsaggregat dienenden elektrischen Maschine, die unter Zwischenschaltung eines Inverters und eines sogenannten Zwischenkreises an eine Hochvolt-Traktions-Batterie des Kraftfahrzeugs ankoppelbar ist. Ferner weist ein solches Kraftfahrzeug eine Niedervolt-Batterie auf. In einer Hochvolt-Traktions-Batterie liegt typischerweise eine elektrische Spannung von 400 Volt bis 800 Volt. In einer Niedervolt-Batterie liegt typischerweise eine elektrische Spannung von 12 Volt oder auch 48 Volt vor. Dann, wenn ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug in Betrieb genommen werden soll, ist es erforderlich, die zuvor von dem elektrischen Antriebssystem abgekoppelte Hochvolt-Traktions-Batterie elektrisch anzukoppeln. Dies darf nur dann erfolgen, wenn im elektrischen Antriebssystem kein Isolationsfehler vorliegt. Daher ist es erforderlich, vor dem Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie an das elektrische Antriebssystem eine Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem durchzuführen.A fully electrically powered motor vehicle or a partially electrically powered motor vehicle has an electric drive system with an electric machine that serves as a drive unit and can be coupled to a high-voltage traction battery of the motor vehicle with the interposition of an inverter and a so-called intermediate circuit. Such a motor vehicle also has a low-voltage battery. A high-voltage traction battery typically has an electrical voltage of 400 volts to 800 volts. A low-voltage battery typically has an electrical voltage of 12 volts or even 48 volts. When an electrically powered motor vehicle is to be put into operation, it is necessary to electrically couple the high-voltage traction battery that has previously been disconnected from the electric drive system. This may only be done if there is no insulation fault in the electric drive system. It is therefore necessary to carry out an insulation measurement in the electric drive system before coupling the high-voltage traction battery to the electric drive system.

DE 10 2016 005 732 A1 offenbart ein Verfahren zur Isolationsüberwachung eines Hochvolt-Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs. Das Hochvolt-Bordnetz weist einen elektrischen Hochvolt-Energiespeicher und ein Hochvolt-System auf, wobei das Hochvolt-System eine elektrische Maschine und einen Inverter umfasst. Der elektrische Hochvolt-Energiespeicher verfügt über zusammengeschaltete Einzelzellen, eine elektrische Trenneinrichtung sowie über eine Isolationsüberwachungseinrichtung. Zur Durchführung einer Isolationsmessung des Hochvolt-Systems wird ein Schalterelement der Trenneinrichtung geschlossen, um einen der Pole des Hochvolt-Energiespeichers über eine elektrische Verbindungsleitung mit dem Hochvolt-System zu verbinden und so die Isolationsmessung bei geschlossenem Schalterelement durchzuführen. Zur Isolationsmessung ist dann der Hochvolt-Energiespeicher über ein Schalterelement an das Hochvolt-System angeschlossen. EN 10 2016 005 732 A1 discloses a method for monitoring the insulation of a high-voltage electrical system of a motor vehicle. The high-voltage electrical system has a high-voltage electrical energy storage device and a high-voltage system, the high-voltage system comprising an electrical machine and an inverter. The high-voltage electrical energy storage device has interconnected individual cells, an electrical isolating device and an insulation monitoring device. To carry out an insulation measurement of the high-voltage system, a switch element of the isolating device is closed in order to connect one of the poles of the high-voltage energy storage device to the high-voltage system via an electrical connecting line and thus to carry out the insulation measurement with the switch element closed. For the insulation measurement, the high-voltage energy storage device is then connected to the high-voltage system via a switch element.

DE 10 2018 217 116 B3 offenbart ein Verfahren zur Überwachung von Isolationsfehlern in einem Hochvolt-System eines Kraftfahrzeugs. Das Hochvolt-System verfügt über eine Hochvolt-Batterie und einen DC/DC-Wandler. Über insgesamt vier Messeinrichtungen werden Spannungen gemessen, wobei ein Isolationswächter Daten der vier Messeinrichtungen auswertet, um einen Isolationsfehler zu detektieren. EN 10 2018 217 116 B3 discloses a method for monitoring insulation faults in a high-voltage system of a motor vehicle. The high-voltage system has a high-voltage battery and a DC/DC converter. Voltages are measured using a total of four measuring devices, with an insulation monitor evaluating data from the four measuring devices in order to detect an insulation fault.

Es besteht Bedarf daran, auf einfachere Art und Weise ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug im Hinblick auf einen Isolationsfehler eines elektrischen Antriebssystems des Kraftfahrzeugs zu überprüfen.There is a need for a simpler way to check an electrically powered motor vehicle for an insulation fault in an electrical drive system of the motor vehicle.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren und Steuerungssystem zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs zu schaffen.Based on this, the invention is based on the object of creating a novel method and control system for operating an electrically powered motor vehicle.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1 und durch ein Steuerungssystem gemäß Anspruch 5 gelöst.This object is achieved by a method for operating an electrically powered motor vehicle according to claim 1 and by a control system according to claim 5.

Dann, wenn die Hochvolt-Traktions-Batterie von dem elektrischen Antriebssystem elektrisch abgekoppelt ist und an das elektrische Antriebssystem elektrisch angekoppelt werden soll, werden vor einem elektrischen Vorladen des Zwischenkreises folgende Schritte ausgeführt: Der Inverter wird zur Bereitstellung eines aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern angesteuert. Dann, wenn an den Low-Side-Schaltern des Inverters der aktive Kurzschluss eingestellt ist, werden der Isolationswächter, der Niedervolt-Verteiler und der Hochvolt-Verteiler zur Durchführung einer Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem angesteuert. Nach Durchführung der Isolationsmessung wird der Inverter zur Aufhebung des aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern angesteuert. Dann, wenn bei der Isolationsmessung kein Isolationsfehler des elektrischen Antriebssystems festgestellt wird, wird der Hochvolt-Verteiler zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises angesteuert. Dann, wenn bei der Isolationsmessung ein Isolationsfehler festgestellt wird, wird der Hochvolt-Verteiler nicht zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises angesteuert.Then, when the high-voltage traction battery is electrically decoupled from the electric drive system and is to be electrically coupled to the electric drive system, the following steps are carried out before electrical pre-charging of the intermediate circuit: The inverter is controlled to provide an active short circuit on its low-side switches. Then, when the active short circuit is set on the low-side switches of the inverter, the insulation monitor, the low-voltage distributor and the high-voltage distributor are controlled to carry out an insulation measurement in the electric drive system. After the insulation measurement has been carried out, the inverter is controlled to remove the active short circuit on its low-side switches. Then, if no insulation fault in the electric drive system is detected during the insulation measurement, the high-voltage distributor is controlled to electrically pre-charge the intermediate circuit. Then, if an insulation fault is detected during the insulation measurement, the high-voltage distributor is not controlled to electrically pre-charge the intermediate circuit.

Dann, wenn bei der Isolationsmessung kein Isolationsfehler festgestellt wird, wird auf eine ordnungsgemäße Isolationsfunktion des elektrischen Antriebssystems geschlossen. In diesem Fall erfolgt dann ein elektrisches Vorladen des Zwischenkreises und nachfolgend ein Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie an das elektrische Antriebssystem bzw. ein Ankoppeln des elektrischen Antriebssystems an die Hochvolt-Traktions-Batterie. Dann hingegen, wenn bei der Isolationsmessung ein Isolationsfehler festgestellt wird, wird der Zwischenkreis nicht vorgeladen und die Hochvolt-Traktions-Batterie bliebt vom Antriebssystem bzw. das Antriebssystem bleibt von der Hochvolt-Traktions-Batterie abgekoppelt. Die Erfindung erlaubt eine einfache, sichere und zuverlässige Überprüfung eines elektrischen Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs auf einen Isolationsfehler, ohne dass es hierzu erforderlich ist, die Hochvolt-Traktions-Batterie an das elektrische Antriebssystem anzukoppeln und ohne die Notwendigkeit eines eigenen Isolationswächters im elektrischen Antriebssystem.If no insulation fault is detected during the insulation measurement, it is concluded that the electrical drive system is functioning properly. In this case, the intermediate circuit is pre-charged electrically and the high-voltage traction battery is then coupled to the electrical drive system or the electrical drive system is coupled to the high-voltage traction battery. If, however, an insulation fault is detected during the insulation measurement, the intermediate circuit is not pre-charged and the high-voltage traction battery remains disconnected from the drive system or the drive system remains disconnected from the high-voltage traction battery. The invention allows for a simple, safe and reliable check of an electrical Drive system of a motor vehicle for an insulation fault without the need to connect the high-voltage traction battery to the electric drive system and without the need for a separate insulation monitor in the electric drive system.

Vorzugsweise wird vor dem elektrischen Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie an das elektrische Antriebssystem bzw. vor dem elektrischen Ankoppeln des elektrischen Antriebssystems an die Hochvolt-Traktions-Batterie der Hochvolt-Verteiler zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises angesteuert. Vorzugsweise wird nach dem elektrischen Vorladen des Zwischenkreises der Hochvolt-Verteiler zum elektrischen Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie an das elektrische Antriebssystem bzw. zum elektrischen Ankoppeln des elektrischen Antriebssystems an die Hochvolt-Traktions-Batterie angesteuert. Dies ist besonders bevorzugt, um die Hochvolt-Traktions-Batterie und das elektrische Antriebssystem einfach und zuverlässig elektrisch aneinander anzukoppeln.Preferably, before the high-voltage traction battery is electrically coupled to the electric drive system or before the electric drive system is electrically coupled to the high-voltage traction battery, the high-voltage distributor is controlled to electrically precharge the intermediate circuit. Preferably, after the intermediate circuit is electrically precharged, the high-voltage distributor is controlled to electrically couple the high-voltage traction battery to the electric drive system or to electrically couple the electric drive system to the high-voltage traction battery. This is particularly preferred in order to electrically couple the high-voltage traction battery and the electric drive system to one another simply and reliably.

Zur Durchführung der Isolationsmessung im Antriebssystem wird der Niedervolt-Verteiler derart ansteuert, dass der Isolationswächter und vorzugsweise die Niedervolt-Batterie an den Niedervolt-Verteiler elektrisch angeschlossen werden oder bleiben, wobei ferner der Hochvolt-Verteiler derart ansteuert wird, dass der Niedervolt-Verteiler und der Inverter vorzugsweise bei vom Hochvolt-Verteiler elektrisch abgekoppelter Hochvolt-Traktions-Batterie an den Hochvolt-Verteiler elektrisch angeschlossen werden oder bleiben. So kann ein Isolationswächter, der einem Niedervolt-System des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, zur Isolationsmessung im Hochvolt-System des Kraftfahrzeugs, nämlich im elektrischen Antriebssystem desselben, genutzt werden.To carry out the insulation measurement in the drive system, the low-voltage distributor is controlled in such a way that the insulation monitor and preferably the low-voltage battery are or remain electrically connected to the low-voltage distributor, wherein the high-voltage distributor is also controlled in such a way that the low-voltage distributor and the inverter are or remain electrically connected to the high-voltage distributor, preferably when the high-voltage traction battery is electrically disconnected from the high-voltage distributor. An insulation monitor that is assigned to a low-voltage system of the motor vehicle can thus be used to measure insulation in the high-voltage system of the motor vehicle, namely in the electric drive system of the same.

Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

  • 1 ein Blockschaltbild eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs,
  • 2 ein Signalflussdiagramm zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung.
Preferred developments emerge from the subclaims and the following description. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, without being limited thereto. In this drawing:
  • 1 a block diagram of an electrically powered motor vehicle,
  • 2 a signal flow diagram to further clarify the invention.

1 zeigt stark schematisiert Baugruppen eines voll- oder teilelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug ein elektrisches Antriebssystem 1 aufweist. Vom elektrischen Antriebssystem 1 sind eine elektrische Maschine 2, ein Inverter 3 sowie ein Zwischenkreis 4 gezeigt. Der Zwischenkreis 4 verfügt typischerweise über Zwischenkreis-Kondensatoren, die in 1 im Detail nicht gezeigt sind. Der Inverter 3 verfügt über Low-Side-Schalter 5 sowie über High-Side-Schalter 6. Die Low-Side-Schalter 5 sind in 1 von einem Kasten in gestrichelter Linienführung umrandet. Der Inverter 3 dient der Wandlung einer eingangsseitig am Inverter 3 anliegenden Gleichspannung in eine ausgangsseitig am Inverter 3 liegende Wechselspannung, um die elektrische Maschine 2 mit Wechselspannung zu versorgen. Zum elektrischen Antriebssystem 1 zählt ein erstes Steuergerät 7, über welches der Inverter 3 ansteuerbar ist. Dieses erste Steuergerät 7 tauscht gemäß dem Doppelpfeil der 1 mit dem Inverter 3 bidirektional Daten aus. 1 shows highly schematic components of a fully or partially electrically powered motor vehicle, wherein the motor vehicle has an electric drive system 1. An electric machine 2, an inverter 3 and an intermediate circuit 4 are shown from the electric drive system 1. The intermediate circuit 4 typically has intermediate circuit capacitors which are in 1 are not shown in detail. The inverter 3 has low-side switches 5 and high-side switches 6. The low-side switches 5 are in 1 surrounded by a box with dashed lines. The inverter 3 is used to convert a direct current voltage applied to the input side of the inverter 3 into an alternating current voltage applied to the output side of the inverter 3 in order to supply the electric machine 2 with alternating current. The electric drive system 1 includes a first control unit 7, via which the inverter 3 can be controlled. This first control unit 7 exchanges the voltage according to the double arrow of the 1 with inverter 3 bidirectional data.

Das elektrisch angetriebene Kraftfahrzeug verfügt über weitere Baugruppen, die nicht direkt dem elektrischen Antriebssystem 1 des Kraftfahrzeugs zugerechnet werden. Hierzu zählt insbesondere eine Hochvolt-Traktions-Batterie 8, ein Hochvolt-Verteiler 9, eine Niedervolt-Batterie 10 sowie ein Niedervolt-Verteiler 11. Der Hochvolt-Verteiler 9 wird auch als Hochvolt-Schaltbox und der Niedervolt-Verteiler 11 auch als Niedervolt-Schaltbox bezeichnet, wobei in 1 sowohl im Bereich des Hochvolt-Verteilers 9 als auch im Bereich des Niedervolt-Verteilers 11 mehrere elektrische Schalter 12 bzw. 13 gezeigt sind. Über die Schalter 12 des Hochvolt-Verteilers 9 können unterschiedliche Baugruppen an Hochvolt-Leitungen 14 eines Hochvolt-Netzes angeschlossen werden. Über die Schalter 13 des Niedervolt-Verteilers 11 können unterschiedliche Baugruppen an Niedervolt-Leitungen 15 eines Niedervolt-Netzes angeschlossen werden.The electrically powered motor vehicle has further components that are not directly assigned to the electric drive system 1 of the motor vehicle. These include in particular a high-voltage traction battery 8, a high-voltage distributor 9, a low-voltage battery 10 and a low-voltage distributor 11. The high-voltage distributor 9 is also referred to as a high-voltage switch box and the low-voltage distributor 11 is also referred to as a low-voltage switch box, whereby in 1 Several electrical switches 12 and 13 are shown both in the area of the high-voltage distributor 9 and in the area of the low-voltage distributor 11. Different components can be connected to high-voltage lines 14 of a high-voltage network via the switches 12 of the high-voltage distributor 9. Different components can be connected to low-voltage lines 15 of a low-voltage network via the switches 13 of the low-voltage distributor 11.

1 zeigt weiterhin einen Isolationswächter 16, der über Schalter 13 des Niedervolt-Verteilers 11 an die Niedervolt-Leitungen 15 angeschlossen werden kann. 1 also shows an insulation monitor 16, which can be connected to the low-voltage lines 15 via switch 13 of the low-voltage distributor 11.

Ferner zeigt 1 ein zweites Steuergerät 17, welches der Ansteuerung des Niedervolt-Verteilers 11 sowie des Hochvolt-Verteilers 9 dient und des Isolationswächters 16 dient. Das zweite Steuergerät 17 tauscht gemäß dem Doppelpfeil der 1 mit dem Isolationswächter 16 bidirektional Daten aus.Furthermore, 1 a second control unit 17, which serves to control the low-voltage distributor 11 and the high-voltage distributor 9 and the insulation monitor 16. The second control unit 17 exchanges according to the double arrow of the 1 with the insulation monitor 16 bidirectional data.

Die vertikale punktierte Linie der 1 soll diejenigen Baugruppen des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs voneinander trennen, die entweder unmittelbar dem elektrischen Antriebssystem 1 zugerechnet werden oder demselben nicht zugerechnet werden.The vertical dotted line of the 1 is intended to separate those components of the electrically powered motor vehicle which are either directly assigned to the electric drive system 1 or which are not assigned to it.

Bei der Erfindung geht es darum, dann, wenn die Hochvolt-Traktions-Batterie 8 vom elektrische Antriebssystem 1 bzw. das elektrische Antriebssystem 1 von der Hochvolt-Traktions-Batterie 8 abgekoppelt ist, und zwar in 1 über den Hochvolt-Verteiler 9, nämlich eine entsprechende Schaltstellung der Schalter 12 desselben, und wenn nachfolgend die Hochvolt-Traktions-Batterie 8 und das elektrische Antriebssystem 1 elektrisch aneinander gekoppelt werden soll, diese elektrische Kopplung von Hochvolt-Traktions-Batterie 8 und elektrischem Antriebssystem 1 auf sichere, einfache und zuverlässige Art und Weise zu ermöglichen.The invention is concerned with the fact that when the high-voltage traction battery 8 is decoupled from the electric drive system 1 or the electric drive system 1 is decoupled from the high-voltage traction battery 8, namely in 1 via the high-voltage distributor 9, namely a corresponding switching position of the switches 12 thereof, and if subsequently the high-voltage traction battery 8 and the electrical Drive system 1 is to be electrically coupled to one another, to enable this electrical coupling of high-voltage traction battery 8 and electric drive system 1 in a safe, simple and reliable manner.

Hierzu werden vor einem elektrischen Vorladen des Zwischenkreises 4 und vor der elektrischen Kopplung von Hochvolt-Traktions-Batterie 8 und elektrischem Antriebssystem 1 folgende Schritte ausgeführt:

  • Zunächst wird der Inverter 3 zur Bereitstellung eines aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern 5 angesteuert. Dann, wenn an den Low-Side-Schaltern 5 des Inverters 3 der aktive Kurzschluss eingestellt ist, werden der Isolationswächter 16, der Niedervolt-Verteiler 11 und der Hochvolt-Verteiler 9 zur Durchführung einer Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem 1 angesteuert.
For this purpose, the following steps are carried out before electrical pre-charging of the intermediate circuit 4 and before the electrical coupling of the high-voltage traction battery 8 and the electric drive system 1:
  • First, the inverter 3 is controlled to provide an active short circuit on its low-side switches 5. Then, when the active short circuit is set on the low-side switches 5 of the inverter 3, the insulation monitor 16, the low-voltage distributor 11 and the high-voltage distributor 9 are controlled to carry out an insulation measurement in the electric drive system 1.

Nach Durchführung der Isolationsmessung wird der Inverter 3 zur Aufhebung des aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern 5 angesteuert.After the insulation measurement has been carried out, the inverter 3 is controlled to remove the active short circuit at its low-side switches 5.

Dann, wenn bei der Isolationsmessung kein Isolationsfehler des elektrischen Antriebssystems 1 festgestellt wird, wenn also eine ordnungsgemäße Isolationsfunktion des elektrischen Antriebssystems 1 vorliegt, wird der Hochvolt-Verteiler 9 zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises 4 angesteuert, nachfolgend wird derselbe zum Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie 8 an das elektrischen Antriebssystem 1 bzw. zum Ankoppeln des elektrischen Antriebssystems 1 an die Hochvolt-Traktions-Batterie 8 angesteuert.Then, if no insulation fault of the electric drive system 1 is detected during the insulation measurement, i.e. if the insulation function of the electric drive system 1 is correct, the high-voltage distributor 9 is controlled to electrically precharge the intermediate circuit 4, and is subsequently controlled to couple the high-voltage traction battery 8 to the electric drive system 1 or to couple the electric drive system 1 to the high-voltage traction battery 8.

Dann hingegen, wenn bei der Isolationsmessung ein Isolationsfehler des elektrischen Antriebssystems 1 festgestellt wird, wird der Zwischenkreis 4 nicht elektrisch vorgeladen und das elektrische Antriebssystem 1 bleibt von der Hochvolt-Traktions-Batterie 8 abgekoppelt.However, if an insulation fault in the electric drive system 1 is detected during the insulation measurement, the intermediate circuit 4 is not electrically precharged and the electric drive system 1 remains disconnected from the high-voltage traction battery 8.

Zur Durchführung der Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem 1 wird bzw. werden der Niedervolt-Verteiler 11 bzw. dessen Schalter 13 derart ansteuert, dass der Isolationswächter 16 und vorzugsweise die Niedervolt-Batterie 10 an den Niedervolt-Verteiler 11 elektrisch angeschlossen werden oder bleiben. Ferner wird bzw. werden der Hochvolt-Verteiler 9 bzw. dessen Schalter 12 derart ansteuert, dass der Niedervolt-Verteiler 11 und der Inverter 3 bei vom Hochvolt-Verteiler 9 elektrisch abgekoppelter Hochvolt-Traktions-Batterie 8 an den Hochvolt-Verteiler 9 elektrisch angeschlossen werden oder bleiben.To carry out the insulation measurement in the electric drive system 1, the low-voltage distributor 11 or its switch 13 is/are controlled in such a way that the insulation monitor 16 and preferably the low-voltage battery 10 are or remain electrically connected to the low-voltage distributor 11. Furthermore, the high-voltage distributor 9 or its switch 12 is/are controlled in such a way that the low-voltage distributor 11 and the inverter 3 are or remain electrically connected to the high-voltage distributor 9 when the high-voltage traction battery 8 is electrically disconnected from the high-voltage distributor 9.

Vor einem elektrischen Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie 8 an das elektrische Antriebssystem 1 wird der Hochvolt-Verteiler 9 zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises 9 angesteuert. Nach dem elektrischen Vorladen des Zwischenkreises 4 wird der Hochvolt-Verteiler 9 zum elektrischen Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie 8 an das elektrische Antriebssystem 1 angesteuert.Before the high-voltage traction battery 8 is electrically coupled to the electric drive system 1, the high-voltage distributor 9 is controlled to electrically precharge the intermediate circuit 9. After the electrical precharge of the intermediate circuit 4, the high-voltage distributor 9 is controlled to electrically couple the high-voltage traction battery 8 to the electric drive system 1.

Weitere Details der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf das Signalflussdiagramm der 2 beschrieben.Further details of the invention are explained below with reference to the signal flow diagram of 2 described.

In 2 visualisiert ein Block 20, dass ein elektrisches Koppeln von elektrischem Antriebssystem 1 und Hochvolt-Traktions-Batterie 8 gewünscht ist und in diesem Zusammenhang vorab eine Isolationsmessung mithilfe des Isolationswächters 16 durchgeführt werden soll. Eine entsprechende Anforderung kann hierzu vom zweiten Steuergerät 17 an das erste Steuergerät 7 übermittelt werden.In 2 a block 20 visualizes that an electrical coupling of the electric drive system 1 and the high-voltage traction battery 8 is desired and in this context an insulation measurement should be carried out in advance using the insulation monitor 16. A corresponding request can be transmitted from the second control unit 17 to the first control unit 7.

Liegt eine Anforderung zur Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem 1 vor, so wird nachfolgend im Block 21 ein aktiver Kurzschluss an den Low-Side-Schaltern 5 des Inverters 3 angefordert. Das erste Steuergerät 7 steuert hierzu den Inverter 3 entsprechend an. An den High-Side-Schaltern 5 des Inverters 3 wird kein aktiver Kurzschluss eingestellt.If there is a request for insulation measurement in the electric drive system 1, an active short circuit is subsequently requested at the low-side switches 5 of the inverter 3 in block 21. The first control unit 7 controls the inverter 3 accordingly for this purpose. No active short circuit is set at the high-side switches 5 of the inverter 3.

In einem Block 22 übermittelt der Inverter 3 an das erste Steuergerät 7 eine Rückmeldung, dass der aktive Kurzschluss an den Low-Side-Schaltern 5 eingestellt wurde bzw. eingestellt ist.In a block 22, the inverter 3 transmits a feedback to the first control unit 7 that the active short circuit at the low-side switches 5 has been or is set.

In einem nachfolgenden Block 23 übermittelt sodann das erste Steuergerät 7 an das zweite Steuergerät 17 eine entsprechende Statusmeldung über den aktiven Kurzschluss an den Low-Side-Schaltern 5 des Inverters 3 bzw. eine Anforderung zum Starten der Isolationsmessung.In a subsequent block 23, the first control unit 7 then transmits to the second control unit 17 a corresponding status message about the active short circuit at the low-side switches 5 of the inverter 3 or a request to start the insulation measurement.

Im Block 23 steuert dann das zweite Steuergerät 17 den Niedervolt-Verteiler 11 und den Hochvolt-Verteiler 9, nämlich entsprechende Schalter 12, 13 derselben, derart an, dass der Isolationswächter 16 und vorzugsweise die Niedervolt-Batterie 10 über den Niedervolt-Verteiler 11 und den Hochvolt-Verteiler 9 bei abgekoppelter Hochvolt-Traktions-Batterie 8 an das elektrische Antriebssystem 1 durch Durchführung der Isolationsmessung angekoppelt wird. Das Ergebnis der Isolationsmessung wird dem zweiten Steuergerät 17 vom Isolationswächter 16 bereitgestellt.In block 23, the second control unit 17 then controls the low-voltage distributor 11 and the high-voltage distributor 9, namely corresponding switches 12, 13 thereof, in such a way that the insulation monitor 16 and preferably the low-voltage battery 10 are coupled to the electric drive system 1 by carrying out the insulation measurement via the low-voltage distributor 11 and the high-voltage distributor 9 when the high-voltage traction battery 8 is disconnected. The result of the insulation measurement is provided to the second control unit 17 by the insulation monitor 16.

Nach Beendigung der Isolationsmessung steuert das zweite Steuergerät 17 den Niedervolt-Verteiler 11 und den Hochvolt-Verteiler 9 derart an, dass der Isolationswächter 16 und vorzugsweise die Niedervolt-Batterie 10 vom elektrischen Antriebssystem 1 abgekoppelt wird.After completion of the insulation measurement, the second control unit 17 controls the low-voltage distributor 11 and the high-voltage distributor 9 in such a way that that the insulation monitor 16 and preferably the low-voltage battery 10 are decoupled from the electric drive system 1.

Im Block 24 übermittelt das zweite Steuergerät 17 an das erste Steuergerät 7 Daten darüber, dass die Isolationsmessung beendet ist.In block 24, the second control unit 17 transmits data to the first control unit 7 that the insulation measurement has ended.

In einem nachfolgenden Block 25 wird sodann der aktive Kurzschluss an den Low-Side-Schaltern des Inverters 3 aufgehoben, nämlich dadurch, dass das erste Steuergerät 7 ein entsprechendes Steuersignal an den Inverter 3 übermittelt. Sobald der aktive Kurzschluss an den Low-Side-Schaltern 5 des Inverters 3 aufgehoben wurde, übermittelt in einem Block 26 der Inverter 3 an das erste Steuergerät 7 Daten darüber, dass am Inverter 3, nämlich an den Low-Side-Schaltern 5 desselben, kein aktiver Kurzschluss mehr vorliegt.In a subsequent block 25, the active short circuit at the low-side switches of the inverter 3 is then eliminated, namely by the first control unit 7 transmitting a corresponding control signal to the inverter 3. As soon as the active short circuit at the low-side switches 5 of the inverter 3 has been eliminated, in a block 26 the inverter 3 transmits data to the first control unit 7 stating that there is no longer an active short circuit at the inverter 3, namely at the low-side switches 5 thereof.

In einem nachfolgenden Block 27 wird das Ergebnis der Isolationsmessung überprüft. Dies kann im ersten Steuergerät 7 als auch im zweiten Steuergerät 17 erfolgen. Wird in dem Block 27 festgestellt, dass im elektrischen Antriebssystem 1 kein Isolationsfehler vorliegt, dass also eine ordnungsgemäße Isolationsfunktion des elektrischen Antriebssystems 1 gegeben ist, so wird ausgehend von Block 27 auf Block 28 verzweigt, wobei in Block 28 zunächst ein elektrisches Vorladen des Zwischenkreises 4 und nachfolgend ein elektrisches Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie 8 an das elektrische Antriebssystem 1 bzw. ein elektrisches Ankoppeln des elektrischen Antriebssystems 1 an die Hochvolt-Traktions-Batterie 8 erfolgt. Dies erfolgt über entsprechende Ansteuerung der Schalter 12 des Hochvolt-Verteilers 9 sowie der Schalter 13 des Niedervolt-Verteilers 11.In a subsequent block 27, the result of the insulation measurement is checked. This can be done in the first control unit 7 as well as in the second control unit 17. If it is determined in block 27 that there is no insulation fault in the electric drive system 1, i.e. that the insulation function of the electric drive system 1 is correct, then the system branches from block 27 to block 28, with block 28 first electrically precharging the intermediate circuit 4 and then electrically coupling the high-voltage traction battery 8 to the electric drive system 1 or electrically coupling the electric drive system 1 to the high-voltage traction battery 8. This is done by appropriately controlling the switches 12 of the high-voltage distributor 9 and the switches 13 of the low-voltage distributor 11.

Nach Feststellung, dass kein Isolationsfehler im elektrischen Antriebssystem 1 vorliegt, erfolgt zunächst ein elektrisches Vorladen des Zwischenkreises 4 und nachfolgend ein Koppeln von Hochvolt-Traktions-Batterie 8 und elektrischem Antriebssystem 1.After determining that there is no insulation fault in the electric drive system 1, the intermediate circuit 4 is first electrically precharged and then the high-voltage traction battery 8 and the electric drive system 1 are coupled.

Wird hingegen in Block 27 ein Isolationsfehler im elektrischen Antriebssystem 1 festgestellt, so wird ausgehend von Block 27 auf Block 29 verzweigt, wobei in Block 29 kein Vorladen des Zwischenkreises 4 durchgeführt wird und ferner auch der Hochvolt-Verteiler 9 nicht zum Ankoppeln der Hochvolt-Batterie 8 an das elektrische Antriebssystem 1 angesteuert wird. Vielmehr bleibt dann elektrische Antriebssystem 1 von der Hochvolt-Traktions-Batterie 8 elektrisch getrennt.If, however, an insulation fault is detected in the electric drive system 1 in block 27, the system branches from block 27 to block 29, whereby no pre-charging of the intermediate circuit 4 is carried out in block 29 and, furthermore, the high-voltage distributor 9 is not activated to couple the high-voltage battery 8 to the electric drive system 1. Instead, the electric drive system 1 then remains electrically separated from the high-voltage traction battery 8.

Sowohl ausgehend vom Block 28 als auch ausgehend von Block 29 wird auf einen Block 30 verzweigt, in welchem das Verfahren beendet wird.Starting from both block 28 and block 29, a branch is made to block 30, in which the method is terminated.

Die Erfindung erlaubt eine Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem 1 eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, ohne dass es erforderlich ist, die Hochvolt-Traktions-Batterie 8 an das elektrische Antriebssystem 1 anzukoppeln. Die Isolationsmessung kann mithilfe eines Isolationswächters 16 des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden. Erst dann, wenn festgestellt wird, dass im elektrischen Antriebssystem 1 kein Isolationsfehler vorliegt, erfolgt ein elektrisches Vorladen des Zwischenkreises 4. Das Verfahren wird bei stillstehender elektrischer Maschine 2 ausgeführt.The invention allows an insulation measurement in the electric drive system 1 of an electrically powered motor vehicle without it being necessary to connect the high-voltage traction battery 8 to the electric drive system 1. The insulation measurement can be carried out using an insulation monitor 16 of the motor vehicle. Only when it is determined that there is no insulation fault in the electric drive system 1 is the intermediate circuit 4 electrically precharged. The method is carried out when the electric machine 2 is at a standstill.

Die Erfindung betrifft das oben beschriebene Verfahren sowie das Steuerungssystem aus den Steuergeräten 7 und 17, welches eingerichtet ist, das oben beschriebene Verfahren auszuführen. Bei den Steuergeräten 7 und 17 handelt es sich um elektronische Steuergeräte, die über hardwareseitige Mittel und softwareseitige Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verfügen. Zu den hardwareseitigen Mitteln zählen Datenschnittstellen, über welche die Steuergeräte 7, 17 untereinander sowie mit den entsprechenden Baugruppen, also mit dem Inverter 3, dem Isolationswächter 16 sowie dem Hochvolt-Verteiler 9 und Niedervolt-Verteiler 11 Daten austauschen können. Zu den hardwareseitigen Mitteln zählen weiterhin ein Speicher zur Datenspeicherung und ein Prozessor zur Datenverarbeitung. Zu den softwareseitigen Mitteln zählen Programmbausteine, die im jeweiligen Steuergerät 7, 17 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens implementiert sind. Das erste Steuergerät 7 steuert den Inverter 3 unmittelbar oder direkt an. Das zweite Steuergerät 17 steuert den Hochvolt-Verteiler 9, den Niedervolt-Verteiler 11 und den Isolationswächter 16 unmittelbar oder direkt an. Es ist möglich, dass das zweite Steuergerät 17 über das erste Steuergerät 7 den Inverter 3 mittelbar oder indirekt ansteuert. Ebenso ist es möglich, dass das erste Steuergerät 7 über das zweite Steuergerät 17 den Hochvolt-Verteiler 9, den Niedervolt-Verteiler 11 und den Isolationswächter 6 mittelbar oder indirekt ansteuert.The invention relates to the method described above and to the control system comprising the control units 7 and 17, which is set up to carry out the method described above. The control units 7 and 17 are electronic control units that have hardware means and software means for carrying out the method according to the invention. The hardware means include data interfaces via which the control units 7, 17 can exchange data with each other and with the corresponding modules, i.e. with the inverter 3, the insulation monitor 16 and the high-voltage distributor 9 and low-voltage distributor 11. The hardware means also include a memory for data storage and a processor for data processing. The software means include program modules that are implemented in the respective control unit 7, 17 for carrying out the method according to the invention. The first control unit 7 controls the inverter 3 immediately or directly. The second control unit 17 controls the high-voltage distributor 9, the low-voltage distributor 11 and the insulation monitor 16 immediately or directly. It is possible for the second control unit 17 to control the inverter 3 indirectly or indirectly via the first control unit 7. It is also possible for the first control unit 7 to control the high-voltage distributor 9, the low-voltage distributor 11 and the insulation monitor 6 indirectly or indirectly via the second control unit 17.

BezugszeichenReference symbols

11
elektrisches Antriebssystemelectric drive system
22
elektrische Maschineelectric machine
33
InverterInverter
44
ZwischenkreisIntermediate circuit
55
Low-Side-SchalterLow-side switch
66
High-Side-SchalterHigh-side switch
77
erstes Steuergerätfirst control unit
88th
Hochvolt-Traktions-BatterieHigh-voltage traction battery
99
Hochvolt-VerteilerHigh-voltage distributor
1010
Niedervolt-BatterieLow-voltage battery
1111
Niedervolt-VerteilerLow-voltage distributor
1212
SchalterSwitch
1313
SchalterSwitch
1414
Hochvolt-LeitungHigh-voltage line
1515
Niedervolt-LeitungLow-voltage line
1616
IsolationswächterInsulation monitor
1717
zweites Steuergerätsecond control unit
2020
Blockblock
2121
Blockblock
2222
Blockblock
2323
Blockblock
2424
Blockblock
2525
Blockblock
2626
Blockblock
2727
Blockblock
2828
Blockblock
2020
Blockblock
3030
Blockblock

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102016005732 A1 [0003]DE 102016005732 A1 [0003]
  • DE 102018217116 B3 [0004]DE 102018217116 B3 [0004]

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei ein elektrisches Antriebssystem (1) des Kraftfahrzeugs eine als Antriebsaggregat dienende elektrische Maschine (2) aufweist, die unter Zwischenschaltung eines Inverters (3) und eines Zwischenkreises (4) über einen Hochvolt-Verteiler (9) an eine Hochvolt-Traktions-Batterie (8) des Kraftfahrzeugs elektrisch ankoppelbar ist, wobei eine Niedervolt-Batterie (10) und ein Isolationswächter (16) des Kraftfahrzeugs über einen Niedervolt-Verteiler (11) an den Hochvolt-Verteiler (9) elektrisch ankoppelbar sind, wobei dann, wenn die Hochvolt-Traktions-Batterie (8) von dem elektrischen Antriebssystem (1) elektrisch abgekoppelt ist und an das elektrische Antriebssystem (1) elektrisch angekoppelt werden soll, vor einem elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) folgende Schritte ausgeführt werden: der Inverter (3) wird zur Bereitstellung eines aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern (5) angesteuert, dann, wenn an den Low-Side-Schaltern (5) des Inverters (3) der aktive Kurzschluss eingestellt ist, werden der Isolationswächter (16), der Niedervolt-Verteiler (11) und der Hochvolt-Verteiler (9) zur Durchführung einer Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem (1) angesteuert, nach Durchführung der Isolationsmessung wird der Inverter (3) zur Aufhebung des aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern (5) angesteuert, dann, wenn bei der Isolationsmessung kein Isolationsfehler des elektrischen Antriebssystems (1) festgestellt wird, wird der Hochvolt-Verteiler (9) zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) angesteuert, dann, wenn bei der Isolationsmessung ein Isolationsfehler des elektrischen Antriebssystems festgestellt wird, wird der Hochvolt-Verteiler (9) nicht zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) angesteuert.Method for operating an electrically driven motor vehicle, wherein an electrical drive system (1) of the motor vehicle has an electrical machine (2) serving as a drive unit, which can be electrically coupled to a high-voltage traction battery (8) of the motor vehicle via a high-voltage distributor (9) with the interposition of an inverter (3) and an intermediate circuit (4), wherein a low-voltage battery (10) and an insulation monitor (16) of the motor vehicle can be electrically coupled to the high-voltage distributor (9) via a low-voltage distributor (11), wherein when the high-voltage traction battery (8) is electrically uncoupled from the electrical drive system (1) and is to be electrically coupled to the electrical drive system (1), the following steps are carried out before electrical pre-charging of the intermediate circuit (4): the inverter (3) is controlled to provide an active short circuit at its low-side switches (5), when If the active short circuit is set on the low-side switches (5) of the inverter (3), the insulation monitor (16), the low-voltage distributor (11) and the high-voltage distributor (9) are controlled to carry out an insulation measurement in the electrical drive system (1). After the insulation measurement has been carried out, the inverter (3) is controlled to remove the active short circuit on its low-side switches (5). If no insulation fault in the electrical drive system (1) is detected during the insulation measurement, the high-voltage distributor (9) is controlled to electrically precharge the intermediate circuit (4). If an insulation fault in the electrical drive system is detected during the insulation measurement, the high-voltage distributor (9) is not controlled to electrically precharge the intermediate circuit (4). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem elektrischen Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie (8) an das elektrische Antriebssystem (1) der Hochvolt-Verteiler (9) zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) angesteuert wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that before the electrical coupling of the high-voltage traction battery (8) to the electric drive system (1), the high-voltage distributor (9) is controlled for electrical pre-charging of the intermediate circuit (4). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) der Hochvolt-Verteiler (9) zum elektrischen Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie (8) an das elektrische Antriebssystem (1) angesteuert wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that after the electrical pre-charging of the intermediate circuit (4), the high-voltage distributor (9) is controlled for electrically coupling the high-voltage traction battery (8) to the electric drive system (1). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung der Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem (1) der Niedervolt-Verteiler (11) derart ansteuert wird, dass der Isolationswächter (16) und vorzugsweise die Niedervolt-Batterie (10) an den Niedervolt-Verteiler (11) elektrisch angeschlossen werden oder bleiben, und dass ferner der Hochvolt-Verteiler (9) derart ansteuert wird, dass der Niedervolt-Verteiler (11) und der Inverter (3) an den Hochvolt-Verteiler (9) elektrisch angeschlossen werden oder bleiben.Method according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that , in order to carry out the insulation measurement in the electrical drive system (1), the low-voltage distributor (11) is controlled in such a way that the insulation monitor (16) and preferably the low-voltage battery (10) are or remain electrically connected to the low-voltage distributor (11), and that furthermore the high-voltage distributor (9) is controlled in such a way that the low-voltage distributor (11) and the inverter (3) are or remain electrically connected to the high-voltage distributor (9). Steuerungssystem eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei ein elektrisches Antriebssystem (1) des Kraftfahrzeugs eine als Antriebsaggregat dienende elektrische Maschine (2) aufweist, die unter Zwischenschaltung eines Inverters (3) und eines Zwischenkreises (4) über einen Hochvolt-Verteiler (9) an eine Hochvolt-Traktions-Batterie (8) des Kraftfahrzeugs elektrisch ankoppelbar ist, wobei eine Niedervolt-Batterie (10) und ein Isolationswächter (16) des Kraftfahrzeugs über einen Niedervolt-Verteiler (11) an den Hochvolt-Verteiler (9) elektrisch ankoppelbar sind, mit einem ersten Steuergerät (7) zur Ansteuerung des Inverters (3), mit einem zweiten Steuergerät (17) zur Ansteuerung des Hochvolt-Verteilers (9), des Niedervolt-Verteilers (11) und des Isolationswächters (16), wobei dann, wenn die Hochvolt-Traktions-Batterie (8) von dem elektrischen Antriebssystem (1) elektrisch abgekoppelt ist und an das elektrische Antriebssystem (1) elektrisch angekoppelt werden soll, vor einem elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) das erste Steuergerät (7) den Inverter (3) zur Bereitstellung eines aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern (5) ansteuert, dann, wenn an den Low-Side-Schaltern (5) des Inverters (3) der aktive Kurzschluss eingestellt ist, das zweite Steuergerät (17) den Isolationswächter (16), den Niedervolt-Verteiler (11) und den Hochvolt-Verteiler (9) zur Durchführung einer Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem (1) ansteuert, nach Durchführung der Isolationsmessung das erste Steuergerät (7) den Inverter (3) zur Aufhebung des aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern (5) ansteuert, dann, wenn bei der Isolationsmessung kein Isolationsfehler des elektrischen Antriebssystems (1) festgestellt wird, das zweite Steuergerät (17) den Hochvolt-Verteiler (9) zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) ansteuert, dann, wenn bei der Isolationsmessung ein Isolationsfehler des elektrischen Antriebssystems (1) festgestellt wird, das zweite Steuergerät (17) den Hochvolt-Verteiler (9) nicht zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) ansteuert.Control system of an electrically driven motor vehicle, wherein an electrical drive system (1) of the motor vehicle has an electrical machine (2) serving as a drive unit, which can be electrically coupled to a high-voltage traction battery (8) of the motor vehicle via a high-voltage distributor (9) with the interposition of an inverter (3) and an intermediate circuit (4), wherein a low-voltage battery (10) and an insulation monitor (16) of the motor vehicle can be electrically coupled to the high-voltage distributor (9) via a low-voltage distributor (11), with a first control device (7) for controlling the inverter (3), with a second control device (17) for controlling the high-voltage distributor (9), the low-voltage distributor (11) and the insulation monitor (16), wherein when the high-voltage traction battery (8) is electrically uncoupled from the electrical drive system (1) and electrically coupled to the electrical drive system (1) is to be electrically precharged, before electrically precharging the intermediate circuit (4), the first control unit (7) controls the inverter (3) to provide an active short circuit at its low-side switches (5), then, when the active short circuit is set at the low-side switches (5) of the inverter (3), the second control unit (17) controls the insulation monitor (16), the low-voltage distributor (11) and the high-voltage distributor (9) to carry out an insulation measurement in the electrical drive system (1), after carrying out the insulation measurement, the first control unit (7) controls the inverter (3) to remove the active short circuit at its low-side switches (5), then, when no insulation fault in the electrical drive system (1) is detected during the insulation measurement, the second control unit (17) controls the high-voltage distributor (9) to electrically precharge the intermediate circuit (4), then, when an insulation fault is detected during the insulation measurement of the electric drive system (1), the second control unit (17) does not control the high-voltage distributor (9) for electrical pre-charging of the intermediate circuit (4). Steuerungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuergerät (7) den Inverter (3) unmittelbar oder direkt ansteuert.Control system according to Claim 5 , characterized in that the first control device (7) controls the inverter (3) immediately or directly. Steuerungssystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuergerät (17) den Hochvolt-Verteiler (9), den Niedervolt-Verteiler (11) und den Isolationswächter (16) unmittelbar oder direkt ansteuert.Control system according to Claim 5 or 6 , characterized in that the second control device (17) controls the high-voltage distributor (9), the low-voltage distributor (11) and the insulation monitor (16) immediately or directly. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuergerät (7) über das zweite Steuergerät (17) den Hochvolt-Verteiler (9), den Niedervolt-Verteiler (11) und den Isolationswächter (6) mittelbar oder indirekt ansteuert.Control system according to one of the Claims 5 until 7 , characterized in that the first control device (7) indirectly controls the high-voltage distributor (9), the low-voltage distributor (11) and the insulation monitor (6) via the second control device (17). Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuergerät (17) über das erste Steuergerät (7) den Inverter (3) mittelbar oder indirekt ansteuert.Control system according to one of the Claims 5 until 8th , characterized in that the second control device (17) controls the inverter (3) indirectly or indirectly via the first control device (7). Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auszuführen.Control system according to one of the Claims 5 until 9 , characterized in that the same is arranged to carry out the method according to one of the Claims 1 until 4 to execute.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016005732A1 (en) 2016-05-10 2017-11-16 Man Truck & Bus Ag Method for monitoring the insulation of a high-voltage electrical system of a motor vehicle
DE102018217116B3 (en) 2018-10-08 2020-03-12 Volkswagen Aktiengesellschaft High-voltage system and method for monitoring insulation faults in a high-voltage system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016005732A1 (en) 2016-05-10 2017-11-16 Man Truck & Bus Ag Method for monitoring the insulation of a high-voltage electrical system of a motor vehicle
DE102018217116B3 (en) 2018-10-08 2020-03-12 Volkswagen Aktiengesellschaft High-voltage system and method for monitoring insulation faults in a high-voltage system

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