DE112021003120T5

DE112021003120T5 - Gerät zur erfassung elektrischer lecks

Info

Publication number: DE112021003120T5
Application number: DE112021003120.1T
Authority: DE
Inventors: Tomomichi Mizoguchi; Yamato Utsunomiya
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-06-04
Filing date: 2021-05-24
Publication date: 2023-03-23
Also published as: JP7276252B2; WO2021246225A1; JP2021189122A

Abstract

Ein Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät (20) umfasst: eine Messeinheit (21, 22) mit einem Widerstand, der selektiv zwischen einem Bezugspotenzial (GND) und einem aus einem Positivenergiezufuhrpfad (L10) und einem Negativenergiezufuhrpfad (L20) verbindbar ist, wobei die Messeinheit dazu eingerichtet ist, um die Spannung über jedem Energiezufuhrpfad mit dem Widerstand verbunden zu messen; und eine Erfassungseinheit (23), die dazu eingerichtet ist, um ein elektrisches Leck basierend auf dem Messergebnis von der Messeinheit zu erfassen. Die Messeinheit misst die Spannung in einem Parallelverbindungszustand mit den Batterien (Vc1, Vc2) durch Schalteinheiten (RY1, RY2, RY4, RY5) parallel mit den Energiezufuhrpfaden verbunden, und misst die Spannung für jede Batterie in einem Einzelverbindungszustand mit der Batterie durch die Schalteinheiten separat verbunden, und die Erfassungseinheit erfasst den Leckpfad unter den Energiezufuhrpfaden und den elektrischen Pfaden (L11, L12, L21, L22) basierend auf dem Messergebnis in dem Parallelverbindungszustand und dem Messergebnis in dem Einzelverbindungszustand.

Description

[Querbezug zu verwandter Anmeldung]
Diese Anmeldung basiert auf der früheren japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-097523 , die am 4. Juni 2020 eingereicht wurde und deren Beschreibung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist, und beansprucht deren Priorität.
[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Gerät zur Erfassung elektrischer Lecks bzw. ein Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät.
[Hintergrundtechnik]
Ein Energiezufuhrsystem, das in der Lage ist, eine Vielzahl von Batterien zwischen einer Reihenschaltung und einer Parallelschaltung zu wechseln, wurde als in einem Fahrzeug installiertes Energiezufuhrsystem vorgeschlagen (beispielsweise Patentliteratur 1). Das in der Patentliteratur 1 beschriebene Energiezufuhrsystem ermöglicht ein Laden mit hoher Spannung bei verringerter Wärmeentwicklung in einer Ladebetriebsart.
Ein in einem Fahrzeug installiertes Energiezufuhrsystem verwendet typischerweise eine Isolationswiderstandserfassungsschaltung, um elektrische Lecks zu erfassen. Bekannte Beispiele für Isolationswiderstandserfassungsschaltungen umfassen in Patentliteraturen 2 bis 4 beschriebene Widerstandsteilerisolationswiderstandserfassungsschaltungen. Durch Verwendung einer solchen Widerstandsteilerisolationswiderstandserfassungsschaltung kann die Erfassungsgenauigkeit auch dann beibehalten werden, wenn sich die Streukapazität zwischen den Batterien und der Masse (beispielsweise dem Fahrgestell) aufgrund einer Erhöhung des Ausmaßes elektrischer Ausrüstung in dem Fahrzeug erhöht.
[Zitierliste]
[Patentliteratur]

[PTL 1] JP 2019-118221 A
[PTL 2] JP 2003-66090 A
[PTL 3] JP 5861954 B
[PTL 4] JP 4785627 B

[Zusammenfassung der Erfindung]
In einem Energiezufuhrsystem, das in der Lage ist, zwischen einer Reihenschaltung und einer Parallelschaltung zu wechseln, wie in Patentliteratur 1 beschrieben, ermöglicht die Verwendung einer Widerstandsteilerisolationswiderstandserfassungsschaltung eine Messung des kombinierten Isolationswiderstands über die gesamten Verbindungspfade. Obwohl die Schaltung basierend auf dem kombinierten Isolationswiderstand ein elektrisches Leck bzw. einen elektrischen Abfluss in einem der Verbindungspfade erfassen kann, kann die Schaltung den Leckpfad bzw. Abflusspfad unter den Verbindungspfaden jedoch nicht identifizieren.
Die vorliegende Offenbarung wurde gemacht, um das Problem zu lösen, und eine Aufgabe der Offenbarung ist es, ein Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät bzw. Gerät zur Erfassung elektrischer Lecks bereitzustellen, das in der Lage ist, ein elektrisches Leck in jedem Pfad zu erfassen.
Um das Problem zu lösen, wird eine Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät bzw. Gerät zur Erfassung elektrischer Lecks in einem Energiezufuhrsystem mit einer Vielzahl von Batterien, ersten elektrischen Pfaden, die für die jeweiligen Batterien vorgesehen sind und jeweils ein mit dem Positivanschluss der entsprechenden Batterie verbundenes erstes Ende aufweisen, einem mit einem zweiten Ende jedes der ersten elektrischen Pfade verbundenen Positivenergiezufuhrpfad, zweiten elektrischen Pfaden, die für die jeweiligen Batterien vorgesehen sind und jeweils ein mit dem Negativanschluss der entsprechenden Batterie verbundenes erstes Ende aufweisen, einem mit einem zweiten Ende jedes der zweiten elektrischen Pfade verbundenen Negativenergiezufuhrpfad, und Schalteinheiten, die zwischen den elektrischen Pfaden und den Energiezufuhrpfaden vorgesehen und dazu eingerichtet sind, um die jeweiligen Pfade elektrisch zu verbinden oder zu trennen, verwendet. Das Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät erfasst eine Verringerung des Isolationswiderstands zwischen dem Energiezufuhrsystem und einem isolierten Bezugspotential, und umfasst: eine Messeinheit mit einem Widerstand, der selektiv zwischen dem Bezugspotential und einem aus dem Positivenergiezufuhrpfad und dem Negativenergiezufuhrpfad verbindbar ist, wobei die Messeinheit dazu eingerichtet ist, um die Spannung über jedem der Energiezufuhrpfade bei verbundenem Widerstand zu messen, und eine Erfassungseinheit, die dazu eingerichtet ist, um ein elektrisches Leck bzw. einen elektrischen Abfluss basierend auf dem Messergebnis der Messeinheit zu erfassen. Die Messeinheit misst die Spannung in einem Parallelverbindungszustand bzw. Parallelschaltungszustand, in dem die Batterien durch die Schalteinheiten parallel mit den Energiezufuhrpfaden verbunden sind, und misst die Spannung für jede der Batterien in einem Einzelverbindungszustand bzw. Einzelschaltungszustand, in dem die Batterie separat durch die Schalteinheiten verbunden ist, und die Erfassungseinheit erfasst den Leckpfad unter den Energiezufuhrpfaden und den elektrischen Pfaden basierend auf dem Messergebnis in dem Parallelverbindungszustand und dem Messergebnis in dem Einzelverbindungszustand.
Die Messeinheit misst die Spannung in dem Parallelverbindungszustand und auch die Spannung in dem Einzelverbindungszustand. Basierend auf dem Messergebnis in dem Parallelverbindungszustand und dem Messergebnis in dem Einzelverbindungszustand erfasst die Erfassungseinheit den Leckpfad der Energiezufuhrpfade und der elektrischen Pfade. Daher kann das Gerät den Leckpfad bzw. Abflusspfad identifizieren und Arbeiten wie Austausch erleichtern.
Figurenliste
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich ersichtlich sein, in denen:

1 ein Schaltkreisdiagramm eines Energiezufuhrsystems ist;
2 ein Schaltkreisdiagramm eines Energiezufuhrsystems in einem Vergleichsbeispiel ist;
3 ein Schaltkreisdiagramm des Energiezufuhrsystems in dem Vergleichsbeispiel ist;
4 ein Schaltkreisdiagramm des Energiezufuhrsystems in dem Vergleichsbeispiel ist;
5 ein Schaltkreisdiagramm des Energiezufuhrsystems in einem Reihenverbindungszustand bzw. Reihenschaltungszustand bzw. Serienverbindungszustand bzw. Serienschaltungszustand ist;
6 ein Flussdiagramm ist, das eine Hauptroutine zeigt;
7 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren eines Messens des Gesamtisolationswiderstands zeigt;
8 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren eines Messens von Isolationswiderständen Rpa2 und Rna2 zeigt;
9 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren eines Messens von Isolationswiderständen Rpa3 und Rna3 zeigt;
10 ein Schaltkreisdiagramm des Energiezufuhrsystems in einem Einzelverbindungszustand ist;
11 ein Schaltkreisdiagramm des Energiezufuhrsystems in einem Einzelverbindungszustand ist;
12 ein Schaltkreisdiagramm des Energiezufuhrsystems gemäß einer Abwandlung ist; und
13 ein Schaltkreisdiagramm des Energiezufuhrsystems gemäß der Abwandlung ist.

[Beschreibung von Ausführungsformen]
Eine erste Ausführungsform, bei der ein Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät in einem Energiezufuhrsystem für ein Fahrzeug (beispielsweise ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug) verwendet wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Im Folgenden bezeichnen durchweg in der Ausführungsform und ihren Abwandlungen gleiche Bezugszeichen identische oder äquivalente Komponenten, und die Beschreibung einer Komponente gilt auch für die anderen Komponenten, die mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
Ein Energiezufuhrsystem 10 umfasst eine Vielzahl von Batterien Vc1 und Vc2, ein Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät 20 und eine Ladeeinrichtung 30. Jede der Batterien Vc1 und Vc2 ist eine Batterie mit einer Klemmenspannung bzw. Anschlussspannung von beispielsweise 100 V oder mehr und ist aus mehreren in Reihe geschalteten Batteriezellen gebildet. Bei den Batteriezellen kann es sich beispielsweise um Lithium-Ionen- oder Nickel-Wasserstoff-Speicherzellen handeln.
Das Energiezufuhrsystem 10 umfasst elektrische Pfade L11 und L12 als erste elektrische Pfade, die jeweils für die Batterien Vc1 und Vc2 vorgesehen sind, und ein Ende jedes Pfades ist mit dem Positivanschluss der entsprechenden der Batterien Vc1 und Vc2 verbunden. Das Energiezufuhrsystem 10 umfasst auch einen Positivenergiezufuhrpfad L10 als einen mit den anderen Enden der elektrischen Pfade L11 und L12 verbundenen Positivenergiezufuhrpfad. Der Positivenergiezufuhrpfad L10 ist mit dem Positivanschluss einer elektrischen Last (nicht dargestellt) verbunden.
Der Positivenergiezufuhrpfad L10 ist aus einem leitenden Element, wie beispielsweise einer Stromschiene, ausgebildet, und ist von einer Masse GND (einer Fahrgestellmasse oder einer Karosserie-GND, wie beispielsweise der Karosserie des Fahrzeugs), die als ein Bezugspotential dient, isoliert. Das heißt, der Positivenergiezufuhrpfad L10 ist über einen Isolationswiderstand Rp1 geerdet. Vergleichbar sind die elektrischen Pfade L11 und L12 aus einem leitenden Element ausgebildet und jeweils über Isolationswiderstände Rp3 und Rp2 geerdet.
Vergleichbar umfasst das Energiezufuhrsystem 10 elektrische Pfade L21 und L22 als zweite elektrische Pfade, die jeweils für die Batterien Vc1 und Vc2 vorgesehen sind, und ein Ende jedes Pfades ist mit dem Negativanschluss der entsprechenden der Batterien Vc1 und Vc2 verbunden. Das Energiezufuhrsystem 10 umfasst auch einen Negativenergiezufuhrpfad L20 als einen mit den anderen Enden der elektrischen Pfade L21 und L22 verbundenen Negativenergiezufuhrpfad. Der Negativenergiezufuhrpfad L20 ist mit dem Negativanschluss der elektrischen Last (nicht dargestellt) verbunden.
Der Negativenergiezufuhrpfad L20 ist aus einem leitenden Element wie einer Stromschiene ausgebildet und ist von der Masse GND isoliert. Das heißt, der Negativenergiezufuhrpfad L20 ist über einen Isolationswiderstand Rn1 geerdet. Vergleichbar sind die elektrischen Pfade L21 und L22 aus einem leitenden Element ausgebildet und jeweils über Isolationswiderstände Rn3 und Rn2 geerdet.
Der Positivenergiezufuhrpfad L10 und der Negativenergiezufuhrpfad L20 sind jeweils über einen Relaisschalter SMR (ein Systemhauptrelaisschalter, nicht dargestellt) mit der elektrischen Last verbunden und durch den Relaisschalter SMR zwischen elektrisch verbundenen und getrennten Zuständen umschaltbar.
Darüber hinaus sind Relais RY1 und RY2 jeweils zwischen dem Energiezufuhrpfad L10 und den elektrischen Pfaden L11 und L12 vorgesehen, und Relais RY4 und RY5 sind jeweils zwischen dem Energiezufuhrpfad L20 und den elektrischen Pfaden L21 und L22 vorgesehen, nämlich als Relaisschalter, die die jeweiligen Pfade elektrisch verbinden oder trennen. Diese Relais RY1, RY2, RY4 und RY5 entsprechen Schalteinheiten.
Das Energiezufuhrsystem 10 umfasst auch einen elektrischen Pfad L30 als einen dritten elektrischen Pfad, der die Batterien Vc1 und Vc2 in Reihe verbindet. Ein Ende des elektrischen Pfads L30 ist mit dem elektrischen Pfad L11 (an einem Punkt näher an der Batterie Vc1 als das Relais RY1) verbunden, und das andere Ende ist mit dem elektrischen Pfad L22 (an einem Punkt näher an der Batterie Vc2 als das Relais RY5) verbunden. Der elektrische Pfad L30 umfasst ein Relais RY3 als eine Reihenverbindungsschalteinheit, die den elektrischen Pfad L30 elektrisch verbindet oder trennt.
Der Positivanschluss der Ladeeinrichtung 30 ist mit dem elektrischen Pfad L12 oder dem einen der mit dem Positivanschluss der Batterie Vc2 verbundenen elektrischen Pfade L11 und L12, was ein Ende in dem Reihenverbindungszustand bzw. Reihenschaltungszustand bzw. Serienverbindungszustand bzw. Serienschaltungszustand ist. Vergleichbar ist der Negativanschluss der Ladeeinrichtung 30 mit dem elektrischen Pfad L21 oder dem einen der mit dem Negativanschluss der Batterie Vc1 verbundenen elektrischen Pfade L21 und L22 verbunden, was das andere Ende in dem Reihenverbindungszustand ist. Der Positivanschluss der Ladeeinrichtung 30 ist über einen Schalter SW5 mit dem elektrischen Pfad L12 verbunden, während der Negativanschluss über einen Schalter SW6 mit dem elektrischen Pfad L21 verbunden ist.
Das Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät 20 wird nachstehend beschrieben. Das Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät 20 umfasst eine Spannungsteilerschaltung bzw. einen Spannungsteilerschaltkreis 21, einen A/D-Wandler 22, und eine Steuereinheit 23. Die Spannungsteilerschaltung 21 umfasst einen Reihenschaltungsaufbau bzw. Reihenverbindungsaufbau eines Erfassungswiderstands R1 und eines Erfassungswiderstands R2 als einen Widerstand, und ein Ende des Reihenschaltungsaufbaus ist mit der Masse GND (das Aufbau-GND) verbunden. Das andere Ende des Reihenschaltungsaufbaus ist selektiv mit einem aus dem Positivenergiezufuhrpfad L10 und dem Negativenergiezufuhrpfad L20 verbindbar. Das heißt, das andere Ende des Reihenschaltungsaufbaus ist über einen Schalter SW1 mit dem Positivenergiezufuhrpfad L10 verbunden und über einen Schalter SW4 auch mit dem Negativenergiezufuhrpfad L20 verbunden.
Ein Ende des A/D-Wandlers 22 ist mit einem Verbindungspunkt P1 zwischen dem Erfassungswiderstand R1 und dem Erfassungswiderstand R2 verbunden, während das andere Ende mit der Masse GND (das Aufbau-GND) verbunden ist. Der A/D-Wandler 22 ist ein Gerät, das eine Spannung (analoges Signal) zwischen dem Erfassungswiderstand R1 und dem Erfassungswiderstand R2 empfängt, die Spannung in ein digitales Signal umwandelt, und das resultierende Signal ausgibt. Der A/D-Wandler 22 ist mit der Steuereinheit 23 verbunden. Die Spannungsteilerschaltung 21 und der A/D-Wandler 22 entsprechen einer Messeinheit.
Die Steuereinheit 23 ist im Wesentlichen ein Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM und einem E/A-Gerät, und die CPU führt im ROM gespeicherte Programme aus, um verschiedene Funktionen zu implementieren. Es ist zu beachten, dass die verschiedenen Funktionen durch eine elektronische Schaltung, die Hardware ist, implementiert werden können, oder dass zumindest einige der Funktionen durch Software, d. h. durch eine auf einem Computer ausgeführte Verarbeitung, implementiert werden können. Die Steuereinheit 23 hat eine Funktion eines Steuerns der Ein- und Auszustände der in dem Energiezufuhrsystem 10 enthaltenen Schalter und Relais, und eine Funktion eines Erfassens eines elektrischen Lecks bzw. Abflusses in dem Energiezufuhrsystem 10. Abgesehen von der Steuereinheit 23 kann ein Steuergerät mit einer Funktion von beispielsweise einem Steuern des Ein-Aus-Zustands der Schalter installiert sein und in Kooperation mit dem Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät 20 ein elektrisches Leck erfassen.
Das Energiezufuhrsystem 10 in einer solchen Konfiguration ermöglicht die Energiezufuhr zu der elektrischen Last mit den parallel geschalteten Batterien Vc1 und Vc2 und ermöglicht es auch, die Batterien Vc1 und Vc2 in einer Ladebetriebsart in Reihe zu schalten. Dieser Mechanismus kann das Ausmaß eines Stroms in der Ladebetriebsart reduzieren und Wärmeerzeugung steuern.
Um ein elektrisches Leck in dem Energiezufuhrsystem 10, das die vorstehend beschriebene Schaltungskonfiguration aufweist und in der Lage ist, abhängig von der Betriebsart zwischen der Reihenschaltung bzw. Reihenverbindung und der Parallelschaltung bzw. Parallelverbindung umzuschalten, zu erfassen, kann das Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät beispielsweise die Konfiguration eines in einem Vergleichsbeispiel in 2 dargestellten Elektrisches-Leck-Erfassungsgeräts 201 aufweisen. Bei dem in dem Vergleichsbeispiel in 2 dargestellten Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät 201 ist im Gegensatz zu dem in 1 dargestellten Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät 20 die Spannungsteilerschaltung 21 (ein Ende des Reihenschaltungsaufbaus) über einen Schalter SW2 mit dem elektrischen Pfad L12 verbunden. Bei dem Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät 201, das in dem Vergleichsbeispiel in 2 dargestellt ist, ist die Spannungsteilerschaltung 21 über einen Schalter SW3 mit dem elektrischen Pfad L21 verbunden.
Das Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät 201 in 2 kann durch Durchführung von Ein-Aus-Steuerung der Schalter SW1 und SW4, wenn die Batterien Vc1 und Vc2 in dem Parallelverbindungszustand bzw. Parallelschaltungszustand wie in 3 gezeigt Energie zuführen, ein elektrisches Leck erfassen. Das Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät 201 in 2 kann auch durch Durchführung von Ein-Aus-Steuerung der Schalter SW3 und SW4, wenn die Batterien Vc1 und Vc2 in dem Reihenverbindungszustand wie in 4 gezeigt geladen werden, ein elektrisches Leck erfassen.
Die vorstehend genannten Wege zur Erfassung eines elektrischen Lecks haben jedoch die folgenden Probleme. Das Energiezufuhrsystem 10, das in der Lage ist, zwischen der Reihenschaltung und der Parallelschaltung umzuschalten, umfasst eine große Anzahl von Relais, und der Positivenergiezufuhrpfad L10 und die elektrischen Pfade L11 und L12 sind separate Komponenten (wie Stromschienen). Daher können der Positivenergiezufuhrpfad L10 und die elektrischen Pfade L11 und L12 einzeln ausgetauscht werden. Das Gleiche gilt für die Negativseite.
Wenn Energie durch die Batterien Vc1 und Vc2 in dem Parallelverbindungszustand wie in 3 gezeigt zugeführt wird, kann, obwohl das Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät 20 ein elektrisches Leck auf der Positivseite oder der Negativseite erfassen kann, das Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät 20 den Leckpfad unter den Energiezufuhrpfaden L10 und L20 und den elektrischen Pfaden L11, L12, L21 und L22 nicht identifizieren.
Insbesondere kann hinsichtlich der Positivseite bei der Berechnung eines Isolationswiderstandes in dem Zustand in 3, obwohl der kombinierte Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rp1, Rp2 und Rp3 berechnet werden kann, nicht jeder Widerstand der Isolationswiderstände Rp1, Rp2 und Rp3 einzeln bzw. individuell berechnet werden. Vergleichbar kann hinsichtlich der Negativseite, obwohl der kombinierte Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rn1, Rn2 und Rn3 berechnet werden kann, nicht jeder Widerstand der Isolationswiderstände Rn1, Rn2 und Rn3 einzeln berechnet werden. Daher müssen in dem Fall, in dem ein elektrisches Leck bzw. ein elektrischer Abfluss erfasst ist, alle der Positivpfade oder alle der Negativpfade ausgetauscht werden, oder ein Bediener muss jede Komponente herausnehmen und untersuchen.
Bei der Berechnung eines Isolationswiderstands in dem in 4 gezeigten Ladezustand (dem Reihenverbindungszustand) kann auf der Positivseite der Isolationswiderstand Rp1 nicht erfasst werden, und auf der Negativseite kann der Isolationswiderstand Rn1 nicht erfasst werden. Dementsprechend kann ein elektrisches Leck in den Energiezufuhrpfaden L10 und L20 in der Ladebetriebsart nicht erfasst werden.
Das Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform berechnet den Isolationswiderstand jedes Pfads und identifiziert den Leckpfad basierend auf jedem Isolationswiderstand durch Durchführung der folgenden Verarbeitung. Die Verarbeitung wird im Folgenden beschrieben.
Zunächst wird ein Verfahren zur Bestimmung, ob es einen Leckpfad unter allen der Pfade gibt, beschrieben. Wenn Energie durch die Batterien Vc1 und Vc2 in dem Parallelverbindungszustand zugeführt wird, führt die Steuereinheit 23 eine Ein-Aus-Steuerung der Schalter SW1 und SW4 in der gleichen Weise wie in 3 durch, um den kombinierten Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rp1, Rp2 und Rp3 auf der Positivseite zu berechnen und den kombinierten Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rp1, Rp2 und Rp3 auf der Negativseite zu berechnen.
Insbesondere schaltet die Steuereinheit 23 den Schalter SW1 in den Ein-Zustand und empfängt den Wert der geteilten Spannung bzw. Teilspannungswert (geteilte Spannung) an dem Verbindungspunkt P1 zwischen dem Erfassungswiderstand R1 und dem Erfassungswiderstand R2 über die Spannungsteilerschaltung 21 und den A/D-Wandler 22. Vergleichbar schaltet die Steuereinheit 23 den Schalter SW4 in dem Ein-Zustand und empfängt den Wert der geteilten Spannung bzw. Teilspannungswert an dem Verbindungspunkt P1 zwischen dem Erfassungswiderstand R1 und dem Erfassungswiderstand R2 über die Spannungsteilerschaltung 21 und den A/D-Wandler 22.
Dann berechnet die Steuereinheit 23 den kombinierten Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rp1, Rp2 und Rp3 auf der Positivseite und den kombinierten Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rn1, Rn2 und Rn3 auf der Negativseite basierend auf dem empfangenen Teilspannungswert, einem Spannungsteilungsverhältnis, und den Spannungen der Batterien Vc1 und Vc2. Basierend auf den berechneten kombinierten Parallelwiderständen erfasst das Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät 20, ob es einen Leckpfad bzw. Abflusspfad in dem Energiezufuhrsystem 10 gibt. Das Spannungsteilungsverhältnis ist ein bekannter Wert, und die Spannungen der Batterien Vc1 und Vc2 können von einer Batterieüberwachungsvorrichtung (nicht dargestellt) erlangt werden, die den Zustand der Batterien Vc1 und Vc2 überwacht. Alternativ können die Spannungen auch aus dem Ladezustand der Batterien Vc1 und Vc2 geschätzt werden. Das Verfahren eines Berechnens der kombinierten Parallelwiderstände ist gleich dem herkömmlichen Verfahren (das beispielsweise in den Patentliteraturen 2 bis 4 beschrieben ist) und ist allgemein bekannt, so dass die Beschreibung des Verfahrens entfällt.
Als nächstes wird ein Verfahren einer Erfassung eines elektrischen Lecks in der Ladebetriebsart beschrieben. Wie in 5 gezeigt, schaltet, wenn die Schalter SW5 und SW6 und das Relais RY3 in den Ein-Zustand geschaltet sind, um die Batterien Vc1 und Vc2 in dem Reihenverbindungszustand zu laden, die Steuereinheit 23 des Elektrisches-Leck-Erfassungsgeräts 20 die Relais RY2 und RY4 in den Ein-Zustand. Als ein Ergebnis fließen Ströme in allen der Pfade, wie in 5 durch den durch Strichpunktlinien umrandeten Bereich angedeutet. Das heißt, ein Strom fließt in jedem der Energiezufuhrpfade L10 und L20 der elektrischen Pfade L11, L12, L21 und L22.
In diesem Zustand berechnet die Steuereinheit 23 den kombinierten Widerstand der Isolationswiderstände Rp1, Rp2 und Rp3 und den kombinierten Widerstand der Isolationswiderstände Rn1, Rn2 und Rn3 basierend auf dem mit dem Schalter SW1 in dem Ein-Zustand erlangten Teilspannungswert und dem mit dem Schalter SW4 in dem Ein-Zustand erlangten Teilspannungswert. Basierend auf den berechneten kombinierten Widerständen erfasst das Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät 20, ob es in dem Energiezufuhrsystem 10 einen Leckpfad gibt.
Wie vorstehend beschrieben, kann ein elektrisches Leck in einem beliebigen Pfad in dem Energiezufuhrsystem 10 sowohl in der Energiezufuhrbetriebsart als auch in der Ladebetriebsart erfasst werden.
Als Nächstes führt im Falle der Erfassung eines elektrischen Lecks in einem beliebigen Pfad des Energiezufuhrsystems 10 die Steuereinheit 23 eine in 6 dargestellte Hauptroutine durch. Nach dem Start der Hauptroutine führt die Steuereinheit 23 zunächst einen in 7 dargestellten Prozess eines Messens des Gesamtisolationswiderstands durch (Schritt S101).
In dem Prozess eines Messens des Gesamtisolationswiderstands schaltet die Steuereinheit 23 die Relais RY1, RY2, RY4 und RY5 in den Ein-Zustand und schaltet das Relais RY3 in den Aus-Zustand (Schritt S201). Als nächstes schaltet die Steuereinheit 23 den Schalter SW1 in den Ein-Zustand (Schritt S202). Die Steuereinheit 23 erfasst (misst) dann einen Wert einer geteilten Spannung Teilspannungswert V1 an dem Verbindungspunkt P1 über die Spannungsteilerschaltung 21 und den A/D-Wandler 22 (Schritt S203).
Als nächstes schaltet die Steuereinheit 23 den Schalter SW1 in den Aus-Zustand (Schritt S204) und schaltet den Schalter SW4 in den Ein-Zustand (Schritt S205). Die Steuereinheit 23 erfasst (misst) dann einen Teilspannungswert V4 an dem Verbindungspunkt P1 über die Spannungsteilungsschaltung 21 und den A/D-Wandler 22 (Schritt S206), und schaltet den Schalter SW4 in den Aus-Zustand (Schritt S207).
Als nächstes berechnet die Steuereinheit 23 Isolationswiderstandswerte Rp und Rn basierend auf den Teilspannungswerten V1 und V4 wie vorstehend beschrieben (Schritt S208). Der in Schritt S208 berechnete Isolationswiderstandswert Rp ist der kombinierte Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rp1, Rp2 und Rp3. Der in Schritt S208 berechnete Isolationswiderstandswert Rn ist der kombinierte Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rn1, Rn2 und Rn3. Die Steuereinheit 23 schaltet dann die Relais RY1, RY2, RY4 und RY5 in den Aus-Zustand (Schritt S209), beendet den Prozess eines Messens des Gesamtisolationswiderstands, und geht zu Schritt S102 in der Hauptroutine über.
Dann speichert die Steuereinheit 23 die in Schritt S208 berechneten Isolationswiderstandswerte Rp und Rn jeweils als Isolationswiderstandswerte Rpa und Rna. Insbesondere wird, wie durch Formeln (1) und (2) ausgedrückt, der kombinierte Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rp1, Rp2 und Rp3 als der Isolationswiderstandswert Rpa gespeichert, während der kombinierte Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rn1, Rn2 und Rn3 als der Isolationswiderstandswert Rna gespeichert wird.
[Math. 1] $R p a = \frac{R p 1 \cdot R p 2 \cdot R p 3}{R p 1 \cdot R p 2 + R p 2 \cdot R p 3 + R p 3 \cdot R p 1}$
$R n a = \frac{R n 1 \cdot R n 2 \cdot R n 3}{R n 1 \cdot R n 2 + R n 2 \cdot R n 3 + R n 3 \cdot R n 1}$
Dann führt die Steuereinheit 23 einen in 8 gezeigten Prozess eines Messens von Isolationswiderständen Rpa2 und Rna2 durch (Schritt S103). In dem Prozess eines Messens der Isolationswiderstände Rpa2 und Rna2 schaltet die Steuereinheit 23 die Relais RY2 und RY5 in den Ein-Zustand und schaltet die Relais RY1, RY3 und RY4 in den Aus-Zustand (Schritt S301). Dieses Schalten ermöglicht es, dass elektrische Ströme in den Energiezufuhrpfaden L10 und L20 und in den elektrischen Pfaden L12 und L22 wie in 10 dargestellt fließen. Dies ist ein Einzelverbindungszustand bzw. Einzelschaltungszustand, in dem die Batterie Vc2 einzeln mit den Energiezufuhrpfaden L10 und L20 verbunden ist.
Als nächstes schaltet die Steuereinheit 23 den Schalter SW1 in den Ein-Zustand (Schritt S302), und erfasst (misst) den Teilspannungswert V1 an dem Verbindungspunkt P1 über die Spannungsteilerschaltung 21 und den A/D-Wandler 22 (Schritt S303). Die Steuereinheit 23 schaltet dann den Schalter SW1 in den Aus-Zustand (Schritt S304) und schaltet den Schalter SW4 in den Ein-Zustand (Schritt S305). Dann erfasst (misst) die Steuereinheit 23 den Teilspannungswert V4 an dem Verbindungspunkt P1 über die Spannungsteilungsschaltung 21 und den A/D-Wandler 22 (Schritt S306), und schaltet den Schalter SW4 in den Aus-Zustand (Schritt S307).
Anschließend berechnet die Steuereinheit 23 Isolationswiderstandswerte Rp und Rn basierend auf den Teilspannungswerten V1 und V4 (Schritt S308). Der in Schritt S308 berechnete Isolationswiderstandswert Rp ist der kombinierte Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rp1 und Rp2. Der in Schritt S308 berechnete Isolationswiderstandswert Rn ist der kombinierte Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rn1 und Rn2. Die Steuereinheit 23 schaltet dann die Relais RY2 und RY5 in den Aus-Zustand (Schritt S309), beendet den Prozess eines Messens der Isolationswiderstände Rpa2 und Rna2, und geht zu Schritt S104 in der Hauptroutine über.
Dann speichert die Steuereinheit 23 die in Schritt S308 berechneten Isolationswiderstandswerte Rp und Rn jeweils als Isolationswiderstandswerte Rpa2 und Rna2 (Schritt S104). Insbesondere wird, wie durch Formeln (3) und (4) ausgedrückt, der kombinierte Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rp1 und Rp2 als der Isolationswiderstandswert Rpa2 gespeichert, während der kombinierte Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rn1 und Rn2 als der Isolationswiderstandswert Rna2 gespeichert wird.
[Math. 2] $R p a 2 = \frac{R p 1 \cdot R p 2}{R p 1 + R p 2}$
$R n a 2 = \frac{R n 1 \cdot R n 2}{R n 1 + R n 2}$
Dann führt die Steuereinheit 23 einen in 9 gezeigten Prozess eines Messens von Isolationswiderständen Rpa3 und Rna3 durch (Schritt S105). Bei dem Prozess eines Messens der Isolationswiderstände Rpa3 und Rna3 schaltet die Steuereinheit 23 die Relais RY1 und RY4 in den Ein-Zustand und schaltet die Relais RY2, RY3 und RY5 in den Aus-Zustand (Schritt S401). Dieses Schalten ermöglicht es, dass elektrische Ströme in den Energiezufuhrpfaden L10 und L20 und den elektrischen Pfaden L11 und L21, wie in 11 dargestellt, fließen. Dies ist ein Einzelverbindungszustand, in dem die Batterie Vc1 einzeln mit den Energiezufuhrpfaden L10 und L20 verbunden ist.
Als nächstes schaltet die Steuereinheit 23 den Schalter SW1 in den Ein-Zustand (Schritt S402) und erfasst (misst) den Teilspannungswert V1 an dem Verbindungspunkt P1 über die Spannungsteilerschaltung 21 und den A/D-Wandler 22 (Schritt S403). Die Steuereinheit 23 schaltet dann den Schalter SW1 in den Aus-Zustand (Schritt S404) und schaltet den Schalter SW4 in den Ein-Zustand (Schritt S405). Dann erfasst die Steuereinheit 23 den Teilspannungswert V4 an dem Verbindungspunkt P1 über die Spannungsteilerschaltung 21 (Schritt S406) und schaltet den Schalter SW4 in den Aus-Zustand (Schritt S407).
Anschließend berechnet die Steuereinheit 23 Isolationswiderstandswerte Rp und Rn basierend auf den Teilspannungswerten V1 und V4 (Schritt S408). Der in Schritt S408 berechnete Isolationswiderstandswert Rp ist der kombinierte Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rp1 und Rp3. Der in Schritt S408 berechnete Isolationswiderstandswert Rn ist der kombinierte Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rn1 und Rn3. Die Steuereinheit 23 schaltet dann die Relais RY1 und RY4 in den Aus-Zustand (Schritt S409), beendet den Prozess eines Messens der Isolationswiderstände Rpa3 und Rna3, und geht zu Schritt S106 in der Hauptroutine über.
Dann speichert die Steuereinheit 23 die in Schritt S408 berechneten Isolationswiderstandswerte Rp und Rn jeweils als Isolationswiderstandswerte Rpa3 und Rna3. Insbesondere wird, wie durch Formeln (5) und (6) ausgedrückt, der kombinierte Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rp1 und Rp3 als der Isolationswiderstandswert Rpa3 gespeichert, während der kombinierte Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rn1 und Rn3 als der Isolationswiderstandswert Rna3 gespeichert wird.
[Math. 3] $R p a 3 = \frac{R p 1 \cdot R p 3}{R p 1 + R p 3}$
$R n a 3 = \frac{R n 1 \cdot R n 3}{R n 1 + R n 3}$
Dann löst die Steuereinheit 23 die Gleichungen der Formeln (1) bis (6), um jeden Widerstand der Isolationswiderstände Rp1, Rp2, Rp3, Rn1, Rn2 und Rn3 zu berechnen (Schritt S107). Insbesondere wird, wie durch Formeln (7) bis (12) ausgedrückt, jeder Widerstand der Isolationswiderstände Rp1, Rp2, Rp3, Rn1, Rn2 und Rn3 berechnet.
[Math. 4] $R p 1 = \frac{R p a \cdot R p a 2 \cdot R p a 3}{R p a \cdot R p a 2 + R p a \cdot R p a 3 - R p a 2 \cdot R p a 3}$
$R n 1 = \frac{R n a \cdot R n a 2 \cdot R n a 3}{R n a \cdot R n a 2 + R n a \cdot R n a 3 - R n a 2 \cdot R n a 3}$
$R p 2 = \frac{R p a \cdot R p a}{R p a 3 - R p a}$
$R n 2 = \frac{R n a \cdot R n a 3}{R n a 3 - R n a}$
$R p 3 = \frac{R p a \cdot R p a 2}{R p a 2 - R p a}$
$R n 3 = \frac{R n a \cdot R n a 2}{R n a 2 - R n a}$
Nach dem Ende von Schritt S107 beendet die Steuereinheit 23 die Hauptroutine und erfasst den Leckpfad bzw. Abflusspfad basierend auf jedem Widerstand der Isolationswiderstände Rp1, Rp2, Rp3, Rn1, Rn2 und Rn3, die als Ergebnis der Hauptroutine berechnet sind. Insbesondere vergleicht die Steuereinheit 23 jeden Widerstand der Isolationswiderstände Rp1, Rp2, Rp3, Rn1, Rn2 und Rn3 mit einem Schwellenwert und bestimmt, welcher der Isolationswiderstände Rp1, Rp2, Rp3, Rn1, Rn2 und Rn3 einen Widerstand kleiner als der Schwellenwert aufweist. Die Steuereinheit 23 erfasst dann, dass Elektrizität in dem Pfad entsprechend (verbunden mit) dem bestimmten der Isolationswiderstände Rp1, Rp2, Rp3, Rn1, Rn2 und Rn3 leckt bzw. abfließt. Wie vorstehend beschrieben, entspricht die Steuereinheit 23 in der vorliegenden Ausführungsform einer Erfassungseinheit und einer Recheneinheit bzw. Berechnungseinheit.
Die in der vorstehenden Ausführungsform beschriebene Konfiguration hat die folgenden Effekte.
Der A/D-Wandler 22 misst über die Spannungsteilerschaltung 21 die Spannung der Batterien Vc1 und Vc2 in dem Parallelverbindungszustand und auch die Spannung jeder der Batterien Vc1 und Vc2 in dem Einzelverbindungszustand. Basierend auf dem Messergebnis (Teilspannungswert) in dem Parallelverbindungszustand und dem Messergebnis in dem Einzelverbindungszustand erfasst die Steuereinheit 23 den Leckpfad der Energiezufuhrpfade L10 und L20 und der elektrischen Pfade L11, L12, L21 und L22. Daher kann das Gerät den Leckpfad identifizieren und Arbeiten wie den Austausch erleichtern.
Die Steuereinheit 23 identifiziert auch jeden Widerstand der Isolationswiderstände Rp1, Rp2, Rp3, Rn1, Rn2 und Rn3 basierend auf dem Teilspannungswert in dem Parallelverbindungszustand und dem Teilspannungswert in dem Einzelverbindungszustand. Dies ermöglicht eine genaue Bestimmung dessen, ob jeder Widerstand der Isolationswiderstände Rp1, Rp2, Rp3, Rn1, Rn2 und Rn3 unter einen vorbestimmten Schwellenwert gefallen ist.
Die Ladeeinrichtung 30 lädt die Batterien Vc1 und Vc2 in dem Reihenverbindungszustand, in dem die Batterien Vc1 und Vc2 durch das Relais RY3 in Reihe zueinander geschaltet sind. Dies ermöglicht eine schnelle Ladung und eine Reduzierung einer Wärmeerzeugung.
Wenn die Ladeeinrichtung 30 die Batterien Vc1 und Vc2 lädt, schaltet das Gerät die Relais RY2 und RY4, die jeweils zwischen den Energiezufuhrpfaden L10 und L20 und den mit der Ladeeinrichtung 30 verbundenen elektrische Pfaden L12 und L21 vorgesehen sind, ein. Der A/D-Wandler 22 misst dann über die Spannungsteilerschaltung 21 den Teilspannungswert der Spannung über jedem der Energiezufuhrpfade L10 und L20 in der Ladebetriebsart. Basierend auf den Teilspannungswerten, die in der Ladebetriebsart gemessen sind, erfasst die Steuereinheit 23 ein elektrisches Leck bzw. einen elektrischen Abfluss in einem der Energiezufuhrpfade L10 und L20 und der elektrischen Pfade L11, L12, L21 und L22. Daher kann die Steuereinheit 23 sogar während der Ladebetriebsart in dem Reihenverbindungszustand erfassen, ob eine Leckstelle bzw. Abflussstelle vorhanden ist, was eine schnelle Erfassung einer Anomalie ermöglicht.
In der Ladebetriebsart sind die Relais RY2 und RY4 in den Ein-Zustand geschaltet. Diese Anordnung eliminiert die Notwendigkeit der in dem in 2 gezeigten Vergleichsbeispiel gezeigten Schalter SW2 und SW3, was die Schaltungskonfiguration vereinfacht.
Wenn das Energiezufuhrsystem 10 elektrische Energie zu der elektrischen Last zuführt, werden die Batterien Vc1 und Vc2 in den Parallelverbindungszustand geschaltet. In diesem Zustand misst der A/D-Wandler 22 den Teilspannungswert der Spannung über jedem der Energiezufuhrpfade L10 und L20 über die Spannungsteilerschaltung 21, und basierend auf den gemessenen Teilspannungswerten erfasst die Steuereinheit 23 ein elektrisches Leck in einem der Energiezufuhrpfade L10 und L20 und der elektrischen Pfade L11, L12, L21 und L22. Daher kann die Steuereinheit 23 sogar während der Energiezufuhr in dem Parallelverbindungszustand erfassen, ob es eine Leckstelle bzw. Abflussstelle gibt, was eine schnelle Erfassung einer Anomalie ermöglicht.
(Abwandlungen der vorstehenden Ausführungsform)

- Obwohl das Energiezufuhrsystem 10 in der vorstehenden Ausführungsform die zwei Batterien Vc1 und Vc2 umfasst, können auch drei oder mehr Batterien verwendet werden. In diesem Fall müssen die drei oder mehr Batterien zwischen dem Reihenverbindungszustand und dem Parallelverbindungszustand umschaltbar sein, und außerdem muss jede Batterie bezüglich der Energiezufuhrpfade L10 und L20 in den Einzelverbindungszustand schaltbar sein.
- In der vorstehenden Ausführungsform berechnet die Steuereinheit 23 die Widerstände der Isolationswiderstände Rp1, Rp2, Rp3, Rn1, Rn2 und Rn3. Der erfasste kombinierte Widerstandswert (Rpa, Rpa2, Rpa3, Rna, Rna2, Rna3) kann jedoch verwendet werden, um den Pfad mit einem elektrische Leck (einem reduzierten Isolationswiderstand) zu identifizieren. Dies reduziert den Rechenaufwand.
- In der vorstehenden Ausführungsform ist die Ladeeinrichtung 30 mit den elektrischen Pfaden L12 und L21 verbunden. Die Ladeeinrichtung 30 kann jedoch auch mit den Energiezufuhrpfaden L10 und L20 verbunden sein.
- In der vorstehenden Ausführungsform führt die Steuereinheit 23 die Hauptroutine durch, wenn eine Leckstelle vorhanden ist. Jedoch kann auch dann, wenn nirgendwo ein elektrisches Leck erfasst ist, die Hauptroutine in vorgegebenen Zyklen durchgeführt werden. Alternativ kann die Hauptroutine zu einem vorbestimmten Zeitpunkt durchgeführt werden (beispielsweise bei einem Hochfahren des Energiezufuhrsystems 10). Dies kann ein elektrisches Leck erfassen und auch den Leckpfad identifizieren.
- In der vorstehenden Ausführungsform kann, wenn nur eine der Batterien Vc1 und Vc2 geladen wird, der Teilspannungswert an dem Verbindungspunkt P1 gemessen (erfasst) werden, wobei die Relais RY1, RY2, RY4 und RY5 wie in 12 oder 13 gezeigt gesteuert werden. Das heißt, wenn nur die Batterie Vc1 geladen wird, schaltet die Steuereinheit 23 die Schalter SW5 und SW6 und die Relais RY1, RY2 und RY4 wie in 12 gezeigt in den Ein-Zustand. Als Ergebnis fließen Ströme in allen der Pfade, wie in 12 durch den durch Strichpunktlinien umrandeten Bereich angedeutet. Das heißt, es fließt ein Strom in jedem der Energiezufuhrpfade L10 und L20 und der elektrischen Pfade L11, L12, L21 und L22. In diesem Zustand führt die Steuereinheit 23 eine Ein-Aus-Steuerung der Schalter SW1 und SW4 durch, um den kombinierten Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rp1, Rp2 und Rp3 auf der Positivseite zu berechnen und den kombinierten Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rp1, Rp2 und Rp3 auf der Negativseite zu berechnen. Dann erfasst die Steuereinheit 23 basierend auf dem berechneten kombinierten Parallelwiderstand ein elektrisches Leck in einem beliebigen Pfad in dem Energiezufuhrsystem 10.

Wenn nur die Batterie Vc2 geladen wird, schaltet die Steuereinheit 23 die Schalter SW5 und SW6 und die Relais RY2, RY3 und RY4 in den Ein-Zustand, wie in 13 dargestellt. Als Ergebnis fließen Ströme in allen der Pfade, wie in 13 durch den durch Strichpunktlinien umrandeten Bereich angedeutet. Das heißt, es fließt ein Strom in jedem der Energiezufuhrpfade L10 und L20 und der elektrischen Pfade L11, L12, L21 und L22. In diesem Zustand führt die Steuereinheit 23 eine Ein-Aus-Steuerung der Schalter SW1 und SW4 durch, um den kombinierten Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rp1, Rp2 und Rp3 auf der Positivseite zu berechnen und den kombinierten Parallelwiderstand der Isolationswiderstände Rp1, Rp2 und Rp3 auf der Negativseite zu berechnen. Dann erfasst die Steuereinheit 23 basierend auf dem berechneten kombinierten Parallelwiderstand ein elektrisches Leck in einem beliebigen Pfad in dem Energiezufuhrsystem 10.
Obwohl die vorliegende Offenbarung basierend auf den Ausführungsformen beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass die Offenbarung nicht auf diese Ausführungsformen und Strukturen beschränkt ist. Diese Offenbarung umfasst verschiedene Abwandlungen und Abänderungen, die in den Bereich der Äquivalenz fallen. Darüber hinaus fallen verschiedene Kombinationen und Formen sowie andere Kombinationen und Formen mit einem, mehr als einem oder weniger als einem hinzugefügten Element ebenfalls in den Bereich und den Geist der vorliegenden Offenbarung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2020097523 [0001]
JP 2019118221 A [0004]
JP 200366090 A [0004]
JP 5861954 B [0004]
JP 4785627 B [0004]

Claims

Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät (20) für eine Verwendung in einem Energiezufuhrsystem (10) mit einer Vielzahl von Batterien (Vc1, Vc2), ersten elektrischen Pfaden (L11, L12), die für die jeweiligen Batterien vorgesehen sind und jeweils ein mit einem Positivanschluss der entsprechenden Batterie verbundenes erstes Ende aufweisen, einem mit einem zweiten Ende jedes der ersten elektrischen Pfade verbundenen Positivenergiezufuhrpfad (L10), zweiten elektrischen Pfaden (L21, L22), die für die jeweiligen Batterien vorgesehen sind und jeweils ein mit einem Negativanschluss der entsprechenden Batterie verbundenes erstes Ende aufweisen, einem mit einem zweiten Ende jedes der zweiten elektrischen Pfade verbundenen Negativenergiezufuhrpfad (L20), und Schalteinheiten (RY1, RY2, RY4, RY5), die zwischen den elektrischen Pfaden und den Energiezufuhrpfaden vorgesehen sind und dazu eingerichtet sind, um die jeweiligen Pfade elektrisch zu verbinden oder zu trennen, wobei das Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät dazu eingerichtet ist, um eine Verringerung eines Isolationswiderstands zwischen dem Energiezufuhrsystem und einem isolierten Bezugspotenzial (GND) zu erfassen, und umfasst: eine Messeinheit (21, 22) mit einem Widerstand, der selektiv zwischen dem Bezugspotential und einem aus dem Positivenergiezufuhrpfad und dem Negativenergiezufuhrpfad verbindbar ist, wobei die Messeinheit dazu eingerichtet ist, um eine Spannung über jedem der Energiezufuhrpfade bei verbundenem Widerstand zu messen; und eine Erfassungseinheit (23), die dazu eingerichtet ist, um ein elektrisches Leck basierend auf einem Messergebnis von der Messeinheit zu erfassen, wobei die Messeinheit eine Spannung in einem Parallelverbindungszustand mit den Batterien durch die Schalteinheiten parallel mit den Energiezufuhrpfaden verbunden misst, und eine Spannung für jede der Batterien in einem Einzelverbindungszustand mit der Batterie durch die Schalteinheiten separat verbunden misst, und die Erfassungseinheit einen Leckpfad unter den Energiezufuhrpfaden und den elektrischen Pfaden basierend auf einem Messergebnis in dem Parallelverbindungszustand und einem Messergebnis in dem Einzelverbindungszustand erfasst.
Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät nach Anspruch 1, mit: einer Berechnungseinheit (23), die dazu eingerichtet ist, um einen Isolationswiderstand basierend auf einem Messergebnis von der Messeinheit zu berechnen, wobei die Berechnungseinheit einen Isolationswiderstand jedes aus den Energiezufuhrpfaden und einen Isolationswiderstand jedes aus den elektrischen Pfaden basierend auf dem Messergebnis in dem Parallelverbindungszustand und dem Messergebnis in dem Einzelverbindungszustand berechnet, und die Erfassungseinheit einen Leckpfad unter den Energiezufuhrpfaden und den elektrischen Pfaden basierend auf den durch die Berechnungseinheit berechneten Isolationswiderständen erfasst.
Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Energiezufuhrsystem umfasst: einen dritten elektrischen Pfad (L30), der die Batterien in Reihe verbindet, eine Reihenverbindungsschalteinheit (RY3), die dazu eingerichtet ist, um den dritten elektrischen Pfad elektrisch zu verbinden oder zu trennen, und eine Ladeeinrichtung (30), die dazu eingerichtet ist, um die Batterien zu laden, wobei die Ladeeinrichtung dazu in der Lage ist, die Batterien in einem Reihenverbindungszustand zu laden, wobei die Batterien durch die Reihenverbindungsschalteinheit in Reihe verbunden sind.
Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät nach Anspruch 3, wobei die Ladeeinrichtung mit einem aus dem ersten elektrischen Pfad und dem zweiten elektrischen Pfad verbunden ist, wobei der eine elektrische Pfad, der mit dem Positivanschluss oder dem Negativanschluss der Batterie verbunden ist, ein Ende in dem Reihenverbindungszustand ist, wenn die Ladeeinrichtung die Batterien lädt, die zwischen dem mit der Ladeeinrichtung verbundenen einen aus dem ersten elektrischen Pfad und dem zweiten elektrischen Pfad und dem Energiezufuhrpfad vorgesehene Schalteinheit in einen elektrisch verbundenen Zustand geschaltet ist, die Messeinheit eine Spannung über jedem der Energiezufuhrpfade in einer Ladebetriebsart misst, und die Erfassungseinheit ein elektrisches Leck in einem aus den Energiezufuhrpfaden und den elektrischen Pfaden basierend auf einem Messergebnis der in der Ladebetriebsart gemessenen Spannung erfasst.
Elektrisches-Leck-Erfassungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei wenn der Energiezufuhrpfad mit einer elektrischen Last verbunden ist und das Energiezufuhrsystem Energie zu der elektrischen Last zuführt, die Batterien in dem Parallelverbindungszustand sind, die Messeinheit eine Spannung über jedem der Energiezufuhrpfade in dem Parallelverbindungszustand misst, und die Erfassungseinheit ein elektrisches Leck in einem aus den Energiezufuhrpfaden und den elektrischen Pfaden basierend auf einem Messergebnis der in dem Parallelverbindungszustand gemessenen Spannung erfasst.