JP2017533420A - 高電圧ネットワークに電気エネルギーを供給するよう構成された電池と、電池の少なくとも１つの絶縁抵抗を測定する測定装置と、を備えた電池システム - Google Patents

高電圧ネットワークに電気エネルギーを供給するよう構成された電池と、電池の少なくとも１つの絶縁抵抗を測定する測定装置と、を備えた電池システム Download PDF

Info

Publication number
JP2017533420A
JP2017533420A JP2017517664A JP2017517664A JP2017533420A JP 2017533420 A JP2017533420 A JP 2017533420A JP 2017517664 A JP2017517664 A JP 2017517664A JP 2017517664 A JP2017517664 A JP 2017517664A JP 2017533420 A JP2017533420 A JP 2017533420A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
high voltage
measurement
voltage
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017517664A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6485825B2 (ja
Inventor
シェートリヒ、トーマス
ツィヴァノポーロス、クリサントス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JP2017533420A publication Critical patent/JP2017533420A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6485825B2 publication Critical patent/JP6485825B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/16—Measuring impedance of element or network through which a current is passing from another source, e.g. cable, power line
    • G01R27/18—Measuring resistance to earth, i.e. line to ground
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0069—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12—Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/025—Measuring very high resistances, e.g. isolation resistances, i.e. megohm-meters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/16—Measuring impedance of element or network through which a current is passing from another source, e.g. cable, power line
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本発明は、高電圧ネットワーク（７０）に電気エネルギーを供給するよう構成された電池（２０）と、電池（２０）と電池（２０）の筐体との間の少なくとも１つの絶縁抵抗を測定する測定装置（１３０）と、を備えた電池システム（１００）に関する。測定装置（１３０）には、電池（２０）の２つの高電圧端子（２１、２２）の一方の高電圧端子（２１、２２）にそれぞれ対応付けられた２つの測定経路（１４０、１５０）が配置され、測定経路（１４０、１５０）は、第１の抵抗（１４２、１５２）及び継電器（１４５、１５５）を含む直列回路をそれぞれ有し、対応付けられた高電圧端子（２１、２２）と、筐体電位を有する点（２５）と、の間でそれぞれが接続されている。さらに、各直列回路は、半導体スイッチ（１４７、１５７）を備える。さらに、測定装置（１３０）は、測定経路（１４０、１５０）の継電器（１４５、１５５）が閉鎖される２つの機能モードを有する。２つの機能モードのうちのパッシブな機能モードに切り替えられた測定装置（１３０）は、各半導体スイッチ（１４７、１５７）を開放し又は開放された状態に保つよう構成される。さらに、２つの機能モードのうちのアクティブな機能モードに切り替えられた測定装置（１３０）は、半導体スイッチ（１４７、１５７）を交互に開閉し、各測定経路（１４０、１５０）の半導体スイッチ（１４７、１５７）が閉鎖されている際には、対応する測定経路（１４０、１５０）の第１の抵抗（１４２、１５２）で降下した第１の電圧をそれぞれが測定し、各測定された第１の電圧を用いて、電池（２０）の、対応する絶縁抵抗を決定するよう構成される。【選択図】図２

Description

本発明は、高電圧ネットワークに電気エネルギーを供給するよう構成された電池と、電池の少なくとも１つの絶縁抵抗を測定する測定装置と、を備えた電池システム、及び、高電圧ネットワークに電気エネルギーを供給するよう構成された電池の少なくとも１つの絶縁抵抗を測定するための対応する方法に関する。さらに本発明は、このような電池システムを備えた車両に関する。
図１は、従来技術で公知の電池システム１０を示しており、この電池システム１０は、高電圧電池又は主電池として構成された電池２０と、電池２０の内部又は外部に存在しており電池２０の少なくとも１つの絶縁抵抗を測定する測定装置３０と、を備えている。電池２０は、直列接続された複数の電池セルを含む。図の簡素化のために、複数の電池セルには符号が付されていない。ここでは、第１の絶縁抵抗２６は、電池２０の正の高電圧端子２１と、電池２０の筐体の電位を有する点２５であって、以下でフレームグラウンド２５と称される上記点２５と、の間に存在する電池２０の絶縁抵抗である。さらに、第２の絶縁抵抗２７は、電池２０の負の高電圧端子２２とフレームグラウンド２５との間に存在する電池２０の絶縁抵抗である。電池２０の正の高電圧端子２１は、以下では、電池２０の第１の高電圧端子２１と呼ばれる。電池２０の負の高電圧端子２２は、以下では、電池２０の第２の高電圧端子２１と呼ばれる。さらに、第３の絶縁抵抗２８は、電池２０の少なくとも２つの電池セルがそれを介して互いに接続されている接続点と、フレームグラウンド２５と、の間に存在する電池２０の絶縁抵抗である。
電池システム１０の電池制御装置（図示せず）内に配置された測定装置３０は、第１の測定経路４０及び第２の測定経路５０を備え、この第１の測定経路４０及び第２の測定経路５０は各々、高抵抗分圧器４１、５１と継電器４５、５５とを備え、２つの高電圧端子２１、２２のうちの対応付けられた高電圧端子２１、２２と、フレームグラウンド２５と、の間に接続されうる。その際に、第１の測定経路４０には、第１の高電圧端子２１が対応付けられている。さらに、第２の測定経路５０には、第２の高電圧端子２２が対応付けられている。各分圧器４１、５１は、第１の抵抗４２、５２と、第２の抵抗４３、５３と、から形成されている。その際に、各第１の抵抗４２、５２は、フレームグラウンド２５と接続されており、各第２の抵抗４３、５３は、対応する継電器４５、５５を介して、対応付けられた高電圧端子２１、２２と接続可能である。電池２０と筐体との間に絶縁不良が存在する場合には、測定経路４０、５０の継電器４５、５５が交互に閉鎖された際に、電圧器４５、５５のうちの少なくとも一方を通って、測定可能な電流が流れ、これにより、測定可能な電圧も、少なくとも１つの分圧器４１、５１の第１の抵抗４２、５２で降下する。各分圧器４１、５１の第１の抵抗４２、５２で降下した各電圧は、測定装置３０の評価及び制御ユニット６０の、対応する測定経路４０、５０にそれぞれ対応付けられた測定入力口４９、５９を介して測定される。第１の測定経路４０に対応付けられた測定入力口４９は更なる別の抵抗４６を介して、第１の測定経路４０の分圧器４１の第１の抵抗４２の端子であって、フレームグラウンド２５と接続されていない上記端子と接続されている。第２の測定経路５０の分圧器５１の第１の抵抗５２で降下した電圧を測定するために、測定装置３０には、演算増幅器５６が存在する。この演算増幅器５６は、入力側では、第２の測定経路５０の分圧器５１の第１の抵抗５２と接続され、出力側では、評価及び制御ユニット６０の、第２の測定経路５０に対応付けられた測定入力口５９と接続されている。従って、評価及び制御ユニット６０が、分圧器４１、５１の第１の抵抗４２、５２それぞれで降下した電圧を決定する。測定経路４０、５０の交互の接続により、各第１の抵抗４２、５２で降下した電圧の決定が行われ、さらに、公知のシステム変数を考慮して、電池２０の絶縁抵抗２６、２７、２８がそれぞれ計算されうる。さらに、評価及び制御ユニット６０は、継電器４５、５５を制御するように、即ち、継電器４５、５５を開放及び閉鎖するよう構成されている。
図１に示された電池２０は、高電圧ネットワーク７０に電気エネルギーを供給するよう構成されている。このために、電池２０は、２つの更なる別の継電器７１、７２を介して高電圧ネットワーク７０に接続可能である。２つの更なる別の継電器７１、７２を介して、電池２０の第１の高電圧端子２１は、高電圧ネットワーク７０の第１の高電圧ネットワーク端子７３と直接的に接続可能であり、電池２０の第２の高電圧端子２２は、高電圧ネットワーク７０の第２の高電圧ネットワーク端子７４と直接的に接続可能である。高電圧ネットワーク７０の２つの高電圧ネットワーク端子７３、７４の間には、２つのコンデンサ７５、７６の直列回路（Ｙコンデンサ）が存在し、この直列回路は、中間回路を形成する中間回路コンデンサ７７に対して並列に接続されている。直列接続された２つのコンデンサがそれを介して接続されている接続点は、フレームグラウンド２５と接続されている。高電圧ネットワーク７０はさらに、インバータ７８と、モータ７９と、を備える。インバータ７８は、入力側で、中間回路コンデンサ７７に対して並列に接続されており、電池２０により提供可能な直流電圧を三相交流電圧に変換して、出力側でモータ７９に提供するよう構成される。
従来技術によれば、高電圧ネットワーク７０から直流的に絶縁された低電圧ネットワークと電池２０との間、又は、フレームグラウンド２５と電池２０との間の耐電圧性が、生産プラントにおいて、及び、電池２０のあらゆる修理の際に、測定技術的に立証される必要がある。このために、耐電圧テスト（耐電圧試験）の間に、試験モードに切り替えられた電池制御装置（図示せず）によって、試験電圧が所定時間の間、フレームグラウンド２５と、電池２０の各高電圧端子２１、２２と、の間に印加される。ここで利用される試験基準は、測定された電流値である。その際に、試験電圧は、直流電圧又は交流電圧の形態により提供される。
耐電圧試験による損傷から測定装置３０の測定電子部品を保護するために、及び、絶縁抵抗測定の際に発生した各測定電流の電流値が、所定の電流制限を超えることを防止するために、測定経路４０、５０は、対応して高抵抗に形成される必要がある。所定の電流制限値は無限に小さくは選択できないため、各測定経路４０、５０は、耐電圧試験が行われる時間内及び絶縁抵抗測定が行われない時間内は、継電器４５、５５（電気機械的スイッチ）を開放することで、電池２０から、従って高電圧ネットワーク７０からも直流的に絶縁されている。
従来技術によれば、測定装置３０は、絶縁抵抗測定の度に、第１の測定経路４０の継電器４５を介して又は第２の測定経路５０の継電器５５を介して、電池２０と接続される。各継電器４５、５５は、その寿命の間に、数十回から数十万回のスイッチング過程又はスイッチング動作を経験する。絶縁抵抗測定の際に発生する低い測定電流、及び、数百ボルトの電圧値を有する高いスイッチング電圧によって、上記継電器４５、５５のスイッチング過程の間の、低エネルギーのグロー放電が促進される。このことが、継電器の筐体の、ガスを発生しうる材料と相まって、継電器４５、５５のスイッチ接点での望まれぬ炭化又は被膜の生成を引き起こし得る。継電器４５、５５の、電流に依存したスイッチ接点の接触抵抗が発生して、測定に誤りが生じ得る。
中国特許出願公開第１０１６０３９８６号明細書には、複数の継電器及び電圧測定ユニットを有する高電圧切り替えユニットを備えた高電圧絶縁抵抗測定回路が開示されており、ここでは、試験モードの際に、電圧測定ユニットの様々な構成要素に対して、閉鎖された継電器を介して高電圧信号が提供される。
本発明に基づいて、高電圧ネットワークに電気エネルギーを供給するよう構成された電池と、電池と電池の筐体との間の少なくとも１つの絶縁抵抗を測定する測定装置と、を備えた電池システムが提供される。本システムでは、測定装置には、電池の２つの高電圧端子の一方の高電圧端子にそれぞれ対応付けられた２つの測定経路が配置され、測定経路は、第１の抵抗及び継電器を含む直列回路をそれぞれが有し、対応付けられた高電圧端子と、筐体電位を有する点と、の間にそれぞれが接続されている。さらに、各直列回路は、半導体スイッチを備える。さらに、測定装置は、測定経路の継電器が閉鎖される２つの機能モードを有する。その際に、２つの機能モードのうちのパッシブな機能モードに切り替えられた測定装置は、各半導体スイッチを開放し又は開放された状態に保つよう構成される。２つの機能モードのうちのアクティブな機能モードに切り替えられた測定装置は、半導体スイッチを交互に開閉し、各測定経路の半導体スイッチが閉鎖されている際には、対応する測定経路の第１の抵抗で降下した第１の電圧をそれぞれが測定し、各測定された第１の電圧を用いて、電池の対応する絶縁抵抗を決定するよう構成される。
本発明に基づいて、高電圧ネットワークに電気エネルギーを供給するよう構成された電池と、当該電池の筐体と、の間の少なくとも１つの絶縁抵抗を測定装置によって測定する方法がさらに提供される。測定装置内には、電池の２つの高電圧端子の一方の高電圧端子にそれぞれが対応付けられた２つの測定経路が配置されており、測定経路は、第１の抵抗及び継電器を備える直列回路をそれぞれが有し、対応付けられた前記高電圧端子と、筐体電位を有する点と、の間でそれぞれが接続されている。さらに、各直列回路は、半導体スイッチを備える。さらに、測定装置は、継電器が閉鎖される２つの機能モードを有する。測定装置は、２つの機能モードのうちのパッシブな機能モードであって、各半導体スイッチが開放されており又は開放された状態に保たれる上記パッシブな機能モードから、２つの機能モードのアクティブな機能モードへと切り替えられ、アクティブな機能モードでは、半導体スイッチが交互に開閉され、各測定経路の半導体スイッチが閉鎖されている際に、対応する測定経路の第１の抵抗で降下した第１の電圧がそれぞれ測定され、各測定された第１の電圧を用いて、対応する絶縁抵抗が決定される。
従属請求項は、本発明の好適な発展形態を示す。
本発明では、本発明に係る測定装置に配置された継電器は、電池からの電気エネルギーが測定装置に供給されない状態、即ち、絶縁測定が行われない状態では閉鎖されている。即ち、本発明に係る測定装置は、通常の場合は永続的に、電池と直流的に接続されており、又は、電池により供給される高電圧ネットワークと直流的に接続されている。そのうえで、測定装置の測定経路又は測定チャネルを切り替え可能に実現するために、各測定経路では、安価な半導体スイッチが、対応する継電器と直列に接続されている。
好適に、測定経路で使用される半導体は各々、対応する絶縁抵抗測定の際に生成された測定信号の案内又は遮断の際に必要とされる技術的要件のみを満たす。さらに好適に、半導体スイッチは、高電圧範囲にある試験電圧が電池の各高電圧端子と筐体との間に印加され又は印加されうる耐電圧試験のために必要な技術的要件のために設計されているわけではない。
本発明の好適な実施形態において、本発明に係る電池システムは、測定装置を保護するための保護装置を有する。さらに、保護装置は、制御ユニットを備え、この制御ユニットは、電池システムの電池制御装置の以下のような試験モード、即ち、２つの高電圧端子の少なくとも一方と筐体との間、及び／又は、高電圧ネットワークの２つの高電圧ネットワーク端子の少なくとも一方の高電圧ネットワーク端子と筐体との間にそれぞれ試験電圧が少なくとも部分的に印加される上記試験モードの状態にあることを検出するよう構成される。好適に、試験電圧は、所定の推移を有する高電圧と等しい。さらに好適に、試験電圧は、０Ｖの値から所定値まで連続的に上昇する値を有し、その際に、試験電圧は、所定値に到達した直後には、所定の推移を有する高電圧を等しい。さらに、制御ユニットは、試験モードの開始時には継電器を開放し、試験モードの終了時には継電器を閉鎖するよう構成される。
好適に、各高電圧端子は、当該高電圧端子に対応付けられた更なる別の継電器を介して、２つの高電圧ネットワーク端子のうちの、当該高電圧端子に対応付けられた高電圧端子と接続可能である。
好適に、制御ユニットは、電池制御装置内に配置されたマイクロコンピュータである。
さらに好適に、保護装置は、電圧測定ユニットを備え、この電圧測定ユニットは、各高電圧端子と筐体との間、及び／又は、各高電圧ネットワーク端子と筐体との間に印加される第２の電圧をそれぞれ測定し、各第２の電圧の値が所定の限界値と等しく又は当該所定の限界値を超える際には、制御ユニットに制御信号を提供するよう構成される。その際に、制御ユニットは、各制御信号が存在する際には試験モードの開始を検出し、継電器を開放するよう構成される。
本発明では、本発明に係る測定装置は、クリティカルな試験電圧が印加される各耐電圧試験の間に、電池から、又は電池により電気エネルギーが供給される高電圧ネットワークから直流的に絶縁されている。このために、電池からの又は上記高電圧ネットワークからの本発明に係る測定装置の直流的な絶縁は、クリティカルな試験電圧が印加された直後に行われる。このように構想することによって、測定装置に配置された継電器又は電気機械的スイッチがその寿命の間満たさなければならない技術的要件が明らかに下げられる。非常に有利なことに、測定装置内に配置された継電器の、負荷が掛かった状態で行われる周期的な切り替えが無くなり、さらに、純粋に機械的に、かつ乾性負荷（Ｔｒｏｃｋｅｎｌａｓｔ）が掛かった状態で行われる継電器のスイッチング過程の回数も最小限に抑えられる。さらに、グロー放電が発生するリスク、及び、上記継電器のスイッチ接点での望まれぬ被膜の形成が解消される。
本発明の他の好適な実施形態によれば、各半導体スイッチは、筐体電位を有する点と、対応する測定経路の継電器と、の間に配置され、及び／又は、その値が他の所定の限界値を越えていない電圧を接続するように設計される。好適に、各第１の抵抗が、筐体電位を有する点と直接的に接続される。好適に、各直列回路が、第２の抵抗を含み、第２の抵抗は、対応する直列回路を有する測定経路に対応付けられた高電圧端子と特に直接的に接続される。
本発明の更なる別の観点は、本発明に係る電池システムを備えた車両に関する。
以下では、本発明の実施例が、添付の図面を参照して詳細に記載される。同一の構成要素については、符号も同一のものが利用される。
従来技術で公知の電池システムを示す。 本発明の第１の実施形態に係る電池システムを示す。 本発明の第２の実施形態に係る電池システムを示す。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る電池システム１００を示している。電池システム１００は、高電圧ネットワーク７０に電気エネルギーを供給する電池２０を備える。電池２０は、電池電圧ＶＢを提供する。さらに、電池２０は、２つの更なる別の継電器７１、７２を介して高電圧ネットワーク７０に接続可能である。
図２に示される電池システム１００は、電池２０と電池２０の筐体との間の絶縁抵抗（図示せず）を測定するための測定装置１３０が電池システム１００内に配置されているという構成形態の点で、図１に示した電池システム１０とは異なっている。第１の実施形態に係る電池システム１００の電池２０、少なくとも１つの絶縁抵抗、及び２つの更なる継電器７１、７２、並びに、対応する高電圧ネットワーク７０は各々、対応する図１に示された構成要素と同じように構成されている。図を簡素化するために、図２には、少なくとも１つの絶縁抵抗が示されておらず、高電圧ネットワーク７０の２つの高電圧ネットワーク端子７３、７４の間に存在する２つのコンデンサの直列回路（Ｙコンデンサ）が示されないことで、高電圧ネットワーク７０が簡素化されて示されている。
測定装置１３０は、第１の測定経路１４０及び第２の測定経路１５０を含み、この第１の測定経路１４０及び第２の測定経路１５０は各々、電池２０の筐体の電位を有しておりフレームグラウンド２５とも呼ばれる点２５と、電池２０の２つの高電圧端子２１、２２のうちの対応付けられた高電圧端子２１、２２と、の間に接続されている。その際、第１の測定経路１４０には、電池２０の２つの高電圧端子２１、２２のうちの第１の高電圧端子２１が対応付けられている。さらに、第２の測定経路１５０には、電池２０の２つの高電圧ネットワーク端子２１、２２のうちの第２の高電圧端子２２が対応付けられている。
各測定経路１４０、１５０は、対応する直列回路を有し、この直列回路は各々、第１の抵抗１４２、１５２と、第２の抵抗１４３、１５３と、継電器１４５、１５５と、半導体スイッチ１４７、１５７と、を含む。その際に、各測定経路１４０、１５０の第１の抵抗１４２は、フレームグラウンド２５と直接的に接続され、さらに、対応する半導体スイッチ１４７、１５７と直接的に接続されている。さらに、各測定経路１４０、１５０の第２の抵抗１４３、１５３は、電池２０の、当該電池２０に対応付けられた高電圧端子２１、２２と直接的に接続され、さらに、対応する測定経路１４０、１５０の継電器１４５、１５５と直接的に接続されている。従って、各測定経路１４０、１５０の半導体スイッチ１４７、１５７は、対応する測定経路１４０、１５０の第１の抵抗１４２、１５２と、対応する測定経路１４０、１５０の継電器１４５、１５５と、の間に配置されている。
測定装置１３０は、アクティブな（ａｋｔｉｖ）機能モードと、パッシブな（ｐａｓｓｉｖ）機能モードと、を有する。アクティブな機能モードの間は、測定経路１４０、１５０の継電器１４５、１５５は閉鎖されたままであり、測定経路１４０、１５０は、半導体スイッチ１４７、１５７を介して交互に接続される。接続される測定経路１４０、１５０の半導体スイッチ１４７、１５７が閉鎖され、他方の測定経路１５０、１４０の半導体スイッチ１５７、１４７が開放され又は開放された状態に保たれることで、各測定経路１４０、１５０が個別に接続可能である。その際に、接続された各測定経路１４０、１５０の第１の抵抗１４２、１５２で降下した第１の電圧が、好適に測定装置１３０内に配置された評価ユニット１６０の、対応する測定経路１４０、１５０にそれぞれ対応付けられた測定入力口１４９、１５９で測定される。評価ユニット１６０は、各測定された第１の電圧を用いて、電池２０の対応する絶縁抵抗（図示せず）を決定する。第２の測定経路１５０の第１の抵抗１５２で降下した第１の電圧を測定するために、測定装置１３０には、演算増幅器１５８が存在する。この演算増幅器１５８は、入力側で、第２の測定経路１５０の第１の抵抗１５２の端子であって、フレームグラウンド２５と接続されていない上記端子と接続されており、出力側では、評価ユニット１６０の、第２の測定経路１５０に対応付けられた測定入力口１５９と接続されている。半導体スイッチ１４７、１５７は各々、最大電圧値ＶＨを有する正又は負の電圧を接続するため、即ち、−ＶＨ〜＋ＶＨの電圧を接続するために設計されており、従って各々は、対応する絶縁抵抗測定の際に生成される測定信号の案内又は遮断のために必要な技術的要件のみを満たす。
測定装置１３０のパッシブな機能モードであって、絶縁抵抗測定が行われない上記パッシブな機能モードの間には、測定経路１４０、１５０の継電器１４５、１５５は、引き続き閉鎖されたままであり、測定経路１４０、１５０は、半導体スイッチ１４７、１５７が各々開放され又は開放された状態で保たれることで、半導体スイッチ１４７、１５７を介して電池２０から電気的に分離される。
本発明の第１の実施形態では、測定装置１３０は、好適に電池システム１００の電池制御装置１３１内に存在する。
電池システム１００は、測定装置１３０を保護するための保護装置をさらに備える。この保護装置は、制御ユニット１７０を有し、この制御ユニット１７０は、本発明の第１の実施形態では電池制御装置１３１の中央マイクロコントローラ１７０であり、評価ユニット１６０を含みうる。ここでは、測定経路１４０、１５０の電気機械的な継電器１４５、１５５が、中央マイクロコントローラ１７０を介して直接的に制御される。
耐電圧試験を実施するために、高電圧範囲にある正又は負の試験電圧±ＶＴが、電池２０の２つの高電圧端子２１、２２の少なくとも一方の高電圧端子２１、２２とフレームグラウンド２５との間に印加される試験モードの状態に、電池制御装置１３１が置かれている場合には、測定経路１４０、１５０の継電器１４５、１５５が、マイクロコントローラ１７０によって開放される。継電器１４５、１５５は、全試験時間の間開放されたままである。従って、試験モード又は全試験時間の間に、保護すべき測定装置１３０が確実に、電池２０又は高電圧ネットワーク６０から直流的に絶縁される。継電器１４５、１５５の接点が開放されることで、外部から印加される試験電圧±ＶＴが遮断される。マイクロコントローラ１７０はさらに、車両インタフェース１７１と接続されており、この車両インタフェース１７１は、バスインタフェース１７２を介して、耐電圧試験を実施するための耐電圧試験装置１７３と接続されている。
図３は、本発明の第２の実施形態に係る電池システム２００を示している。電池システム２００は、高電圧ネットワーク７０に電気エネルギーを供給する電池２０を備える。電池２０は、電池電圧ＶＢを提供する。電池２０は、２つの更なる別の継電器７１、７２を介して高電圧ネットワーク７０に接続可能である。この２つの更なる別の継電器７１、７２を介して、電池２０の第１の高電圧端子２１は、高電圧ネットワーク７０の第１の高電圧ネットワーク端子７３と直接的に接続可能であり、電池２０の第２の高電圧端子２２は、高電圧ネットワーク７０の第２の高電圧ネットワーク端子７４と直接的に接続可能である。さらに、電池システム２００は、電池２０と電池２０の筐体との間の少なくとも１つの絶縁抵抗（図示せず）を測定するよう構成された測定装置１３０を有する。本発明の第２の実施形態に係る電池システム２００の電池２０、少なくとも１つの絶縁抵抗、及び、更なる別の継電器７１、７２、並びに、対応する高電圧ネットワーク７０はそれぞれ、対応する図１に示した構成要素と同じように構成されている。さらに、本発明の第２の実施形態に係る電池システム２００の測定装置１３０は、本発明の第１の実施形態に係る電池システム１００の測定装置１３０と同じように構成されている。図の簡素化のために、図３には、少なくとも１つの絶縁抵抗が示されておらず、電圧ネットワーク７０の２つの高電圧ネットワーク端子７３、７４の間に存在する２つのコンデンサの直列回路（Ｙコンデンサ）が示されないことで、高電圧ネットワーク７が簡素化されて示されている。同じ理由で、図３に示される測定装置１３０では、測定装置１３０の２つの測定経路１４０、１５０、及び、２つの測定経路１４０、１５０の２つの継電器１４５、１５５にのみ符号が付されている。さらにここでも、２つの測定経路１４０、１５０の第１の測定経路１４０は、電池２０の第１の高電圧端子２１に対応付けられている。さらに、ここでも、２つの測定経路１４０、１５０の第２の測定経路１５０は、電池２０の第２の高電圧端子２２に対応付けられている。
電池システム２００は、測定装置１３０を保護するための保護装置をさらに備える。この保護装置は、本発明の第２の実施形態では、測定装置１３０の２つの測定経路１４０、１５０の２つの継電器１４５、１５５を制御するための監視装置２３０を有する。更なる別の継電器７１、７２を介して測定装置１３０に少なくとも１つの第２の電圧が印加可能となり次第、即ち、更なる別の継電器７１、７２を介して、電池２０の２つの高電圧端子２１、２２の少なくとも一方の高電圧端子２１、２２と、フレームグラウンド２５と、の間に、第２の電圧であって、測定装置１３０の設けられた測定範囲の外に存在し従って最大値を超えて上昇する上記第２の電圧が印加可能となり次第、測定経路１４０、１５０の２つの継電器１４０、１５０が、監視装置２３０によって自動的に開放される。これに加えて、耐電圧試験の際に更なる別の継電器７１、７２を介して電池２０の２つの高電圧端子２１、２２の少なくとも一方の高電圧端子２１、２２とフレームグラウンド２５との間に印加可能な、ランプ関数を介して定められた試験電圧±ＶＴ１は、所望の高電圧に達するまでは変更されず、従って、測定装置１３０は、さらに２つの測定経路１４０、１５０の２つの継電器１４５、１５５の各遅延時間にも考慮して、適時に、監視回路２３０を介して電池２０又は高電圧ネットワーク７０から直流的に絶縁されうる。監視回路２３０は、両方の極性方向で印加可能な試験電圧±ＶＴ１を検出して、所定の閾値と比較するよう構成されている。
監視装置２３０は、電圧測定ユニット２３１を備える。この電圧測定ユニット２３１は、第１の電圧測定入力口（図示せず）と、当該第１の電圧測定入力口に対応付けられた第１の電圧測定回路２４０と、を備える。さらに、電力測定ユニット２３１は、第２の電圧測定入力口（図示せず）と、当該第２の電圧測定入力口に対応付けられた第２の電圧測定回路２５０と、を備える。第１の電圧測定入力口、及び、第１の電圧測定回路２４０には、測定装置１３０の第１の測定経路１４０、及び、高電圧ネットワーク７０の第１の高電圧ネットワーク端子７３が対応付けられている。さらに、第２の電圧測定入力口、及び、第２の測定経路１５０の第２の電圧測定回路２５０には、測定装置１３０の第２の測定経路１５０、及び、高電圧ネットワーク７０の第２の高電圧ネットワーク端子７４が対応付けられている。
２つの更なる別の継電器７１、７２を介して、対応付けられた測定経路１４０、１５０に印加可能な第２の電圧が、即ち、高電圧ネットワーク７０の、対応付けられた高電圧ネットワーク端子７３、７４とフレームグラウンド２５との間に印加される第２の電圧が、各電圧測定回路２４０、２５０によって検出される。このようにして検出された各第２の電圧は、対応する電圧測定回路２４０、２５０に対応付けられた、電圧測定ユニット２３１の比較器２４５、２５５を介して所定の閾値と比較される。各電圧測定回路２４０、２５０は、２つの抵抗を有する抵抗分圧器２４１、２５１であって、対応する電圧測定回路２４０、２５０に対応付けられた高電圧ネットワーク７０の高電圧ネットワーク端子７３、７４とフレームグラウンド２５との間に接続された上記抵抗分圧器２４１、２５１、及び、演算増幅器２４２、２５２を備える。図の簡素化のために、２つの電圧測定回路２４０、２５０の２つの分圧器２４１、２５１の抵抗には符号が付されていない。各電圧測定回路２４０、２５０の演算増幅器２４２、２５２は、入力側で、対応する電圧測定回路２４０、２５０内に配置された分圧器２４１、２５１の２つの抵抗がそれを介して接続された接続点と接続され、出力側では、対応する電圧測定回路２４０、２５０に対応付けられた比較器２４５、２５５と接続されている。電圧測定ユニット２３１の２つの比較器２４５、２５５は、入力側ではそれぞれ、対応付けられた電圧測定回路２４０、２５０に配置された演算増幅器２４２、２５２と接続され、出力側では、電圧測定ユニット２３１のＯＲ（論理和）関数２３２を介して、監視回路２３０の制御ユニット２３３と接続されている。
２つの更なる別の継電器７１、７２を介して測定装置１４０に印加可能な対応する第２の電圧であって、測定装置１３０の設けられた測定範囲の外に存在し従って最大値を超えた値を有する上記第２の電圧の存在を、電圧測定ユニット２３１の２つの比較器２４５、２５５の一方が検出した場合には、測定装置１３０の２つの継電器１４５、１５５が、制御ユニット２３３によって開放され、従って、測定経路１４０、１５０が確実に、電池２０又は高電圧ネットワーク７０から分離される。耐電圧試験が終了しており又は電池制御装置の対応する試験モードが終了していること、従って、高電圧ネットワーク７０の２つの高電圧ネットワーク７３、７４端子の少なくとも一方の高電圧ネットワーク端子７３、７４とフレームグラウンド２５との間にもはや試験電圧±ＶＴ１が印加されないことが電池システム２００の電池制御装置の中央マイクロコントローラに通知されるまでは、継電器１４５、１５５は、適切なラッチ（Ｌａｔｃｈ）機能により開放された状態にある。
上記の書面による開示とともに、本発明の更なる開示のために図２及び図３の図面が付加的に参照される。
図１は、従来技術で公知の電池システム１０を示しており、この電池システム１０は、高電圧電池又は主電池として構成された電池２０と、電池２０の内部又は外部に存在しており電池２０の少なくとも１つの絶縁抵抗を測定する測定装置３０と、を備えている。電池２０は、直列接続された複数の電池セルを含む。図の簡素化のために、複数の電池セルには符号が付されていない。ここでは、第１の絶縁抵抗２６は、電池２０の正の高電圧端子２１と、電池２０の筐体の電位を有する点２５であって、以下でフレームグラウンド２５と称される上記点２５と、の間に存在する電池２０の絶縁抵抗である。さらに、第２の絶縁抵抗２７は、電池２０の負の高電圧端子２２とフレームグラウンド２５との間に存在する電池２０の絶縁抵抗である。電池２０の正の高電圧端子２１は、以下では、電池２０の第１の高電圧端子２１と呼ばれる。電池２０の負の高電圧端子２２は、以下では、電池２０の第２の高電圧端子２２と呼ばれる。さらに、第３の絶縁抵抗２８は、電池２０の少なくとも２つの電池セルがそれを介して互いに接続されている接続点と、フレームグラウンド２５と、の間に存在する電池２０の絶縁抵抗である。
測定装置１３０は、第１の測定経路１４０及び第２の測定経路１５０を含み、この第１の測定経路１４０及び第２の測定経路１５０は各々、電池２０の筐体の電位を有しておりフレームグラウンド２５とも呼ばれる点２５と、電池２０の２つの高電圧端子２１、２２のうちの対応付けられた高電圧端子２１、２２と、の間に接続されている。その際、第１の測定経路１４０には、電池２０の２つの高電圧端子２１、２２のうちの第１の高電圧端子２１が対応付けられている。さらに、第２の測定経路１５０には、電池２０の２つの高電圧端子２１、２２のうちの第２の高電圧端子２２が対応付けられている。
各測定経路１４０、１５０は、対応する直列回路を有し、この直列回路は各々、第１の抵抗１４２、１５２と、第２の抵抗１４３、１５３と、継電器１４５、１５５と、半導体スイッチ１４７、１５７と、を含む。その際に、各測定経路１４０、１５０の第１の抵抗１４２、１５２は、フレームグラウンド２５と直接的に接続され、さらに、対応する半導体スイッチ１４７、１５７と直接的に接続されている。さらに、各測定経路１４０、１５０の第２の抵抗１４３、１５３は、電池２０の、当該電池２０に対応付けられた高電圧端子２１、２２と直接的に接続され、さらに、対応する測定経路１４０、１５０の継電器１４５、１５５と直接的に接続されている。従って、各測定経路１４０、１５０の半導体スイッチ１４７、１５７は、対応する測定経路１４０、１５０の第１の抵抗１４２、１５２と、対応する測定経路１４０、１５０の継電器１４５、１５５と、の間に配置されている。
２つの更なる別の継電器７１、７２を介して測定装置１３０に印加可能な対応する第２の電圧であって、測定装置１３０の設けられた測定範囲の外に存在し従って最大値を超えた値を有する上記第２の電圧の存在を、電圧測定ユニット２３１の２つの比較器２４５、２５５の一方が検出した場合には、測定装置１３０の２つの継電器１４５、１５５が、制御ユニット２３３によって開放され、従って、測定経路１４０、１５０が確実に、電池２０又は高電圧ネットワーク７０から分離される。耐電圧試験が終了しており又は電池制御装置の対応する試験モードが終了していること、従って、高電圧ネットワーク７０の２つの高電圧ネットワーク７３、７４端子の少なくとも一方の高電圧ネットワーク端子７３、７４とフレームグラウンド２５との間にもはや試験電圧±ＶＴ１が印加されないことが電池システム２００の電池制御装置の中央マイクロコントローラに通知されるまでは、継電器１４５、１５５は、適切なラッチ（Ｌａｔｃｈ）機能により開放された状態にある。

Claims (9)

  1. 高電圧ネットワーク（７０）に電気エネルギーを供給するよう構成された電池（２０）と、前記電池（２０）と前記電池（２０）の筐体との間の少なくとも１つの絶縁抵抗を測定する測定装置（１３０）と、を備えた電池システム（１００；２００）であって、前記測定装置（１３０）には、前記電池（２０）の２つの高電圧端子（２１、２２）の一方の高電圧端子（２１、２２）にそれぞれ対応付けられた２つの測定経路（１４０、１５０）が配置され、前記測定経路（１４０、１５０）は、第１の抵抗（１４２、１５２）及び継電器（１４５、１５５）を含む直列回路をそれぞれが有し、前記対応付けられた高電圧端子（２１、２２）と、筐体電位を有する点（２５）と、の間にそれぞれが接続されている、前記電池システム（１００；２００）において、
    各直列回路は、半導体スイッチ（１４７、１５７）をさらに備え、前記測定装置（１３０）は、前記測定経路（１４０、１５０）の前記継電器（１４５、１５５）が閉鎖される２つの機能モードを有し、前記２つの機能モードのうちのパッシブな機能モードに切り替えられた前記測定装置（１３０）は、各前記半導体スイッチ（１４７、１５７）を開放し又は開放された状態に保つよう構成され、前記２つの機能モードのうちのアクティブな機能モードに切り替えられた前記測定装置（１３０）は、前記半導体スイッチ（１４７、１５７）を交互に開閉し、各測定経路（１４０、１５０）の半導体（１４７、１５７）が閉鎖されている際には、対応する前記測定経路（１４０、１５０）の前記第１の抵抗（１４２、１５２）で降下した第１の電圧をそれぞれが測定し、各測定された第１の電圧を用いて、前記電池（２０）の対応する絶縁抵抗を決定するよう構成される、電池システム（１００；２００）。
  2. 前記電池システム（１００、２００）は、前記測定装置（１３０）を保護するための保護装置を有し、前記保護装置は、制御ユニット（１７０；２３３）を備え、前記制御ユニット（１７０；２３３）は、前記電池システム（１００：２００）の電池制御装置（１３１）の以下のような試験モード、即ち、前記試験モードでは、所定の推移を有する高電圧と等しい試験電圧（±ＶＴ）、又は、０Ｖの値から所定値までその値が連続的に上昇して、前記所定値に到達した直後には、所定の推移を有する高電圧とその値が等しい試験電圧（±ＶＴ１）が、前記２つの高電圧端子（２１、２２）の少なくとも一方の高電圧端子（２１、２２）と、前記筐体と、の間、及び／又は、前記高電圧ネットワーク（７０）の２つの高電圧ネットワーク端子（７３、７４）の少なくとも一方の高電圧端子（７３、７４）と、前記筐体と、の間にそれぞれ少なくとも部分的に印加される上記試験モードの状態にあることを検出し、前記試験モードの開始時には前記継電器（１４５、１５５）を開放し、前記試験モードの終了後には前記継電器（１４５、１５５）を閉鎖するよう構成される、請求項１に記載の電池システム（１００、２００）。
  3. 前記制御ユニット（１７０；２３３）は、前記電池制御装置（１３１）内に配置されたマイクロコントローラである、請求項２に記載の電池システム（１００；２００）。
  4. 前記保護装置は、電圧測定ユニット（２３１）を備え、前記電圧測定ユニット（２３１）は、各高電圧端子（２１、２２）と前記筐体との間、及び／又は、各高電圧ネットワーク端子（７３、７４）と前記筐体との間に印加される第２の電圧をそれぞれ測定し、各第２の電圧が所定の限界値と等しく又は当該所定の限界値を超える際には、前記制御ユニット（２３３）に制御信号を提供するよう構成され、前記制御ユニット（２３３）は、各制御信号が存在する際には前記試験モードの開始を検出し、前記継電器（１４５、１５５）をそれぞれ開放するよう構成される、請求項２又は３に記載の電池システム（２００）。
  5. 各半導体スイッチ（１４７、１５７）が、前記筐体電位を有する前記点（２５）と、対応する前記測定経路（１４０、１５０）の前記継電器（１４５、１５５）と、の間に配置され、及び／又は、その値が他の所定の限界値（ＶＨ）を超えていない他の電圧を接続するように設計され、及び／又は、各第１の抵抗（１４２、１５２）が、前記筐体電位を有する前記点（２５）と直接的に接続され、及び／又は、各直列回路が、第２の抵抗（１４３、１５３）を含み、前記第２の抵抗（１４３、１５３）は、対応する前記直列回路を有する前記測定経路（１４０、１５０）に対応付けられた高電圧端子（２１、２２）と、好適に直接的に接続される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池システム（１００、２００）。
  6. 高電圧ネットワーク（７０）に電気エネルギーを供給するよう構成された電池（２０）と、当該電池（２０）の筐体と、の間の少なくとも１つの絶縁抵抗を測定装置（１３０）によって測定する方法であって、前記測定装置（１３０）には、前記電池（２０）の２つの高電圧端子（２１、２２）の一方の高電圧端子（２１、２２）にそれぞれが対応付けられた２つの測定経路（１４０、１５０）が配置されており、前記測定経路（１４０、１５０）は、第１の抵抗（１４２、１５２）及び継電器（１４５、１５５）を備える直列回路をそれぞれが有し、対応付けられた前記高電圧端子（２１、２２）と、筐体電位を有する点（２５）と、の間でそれぞれが接続されている、前記方法において、
    各直列回路は、半導体スイッチ（１４７、１５７）をさらに備え、前記測定装置（１３０）は、前記継電器（１４５、１５５）が閉鎖される２つの機能モードを有し、前記測定装置（１３０）は、前記２つの機能モードのうちのパッシブな機能モードであって、各前記半導体スイッチ（１４７、１５７）が開放されており又は開放された状態に保たれる前記パッシブな機能モードから、前記２つの機能モードのアクティブな機能モードへと切り替えられ、前記アクティブな機能モードでは、前記半導体スイッチ（１４７、１５７）が交互に開閉され、各測定経路（１４０、１５０）の半導体スイッチ（１４７、１５７）が閉鎖されている際に、対応する前記測定経路（１４０、１５０）の前記第１の抵抗（１４２、１５２）で降下した第１の電圧がそれぞれ測定され、各測定された第１の電圧を用いて、対応する絶縁抵抗が決定される、方法。
  7. 電池制御装置（１３１）の以下のような試験モード、即ち、前記試験モードでは、所定の推移を有する高電圧と等しい試験電圧（±ＶＴ）、又は、０Ｖの値から所定の値までその値が連続的に上昇して、前記所定の値に到達した直後には、所定の推移を有する高電圧と等しい試験電圧（±ＶＴ１）が、前記２つの高電圧端子（２１、２２）の少なくとも一方の高電圧端子（２１、２２）と、前記筐体と、の間、及び／又は、前記高電圧ネットワーク（７０）の２つの高電圧ネットワーク端子（７３、７４）の少なくとも一方の高電圧端子（７３、７４）と、前記筐体と、の間にそれぞれ少なくとも部分的に印加される前記試験モードの状態にあることが検出され、前記試験モードが開始時には前記継電器（１４５、１５５）が開放され、前記試験モードの終了後には前記継電器（１４５、１５５）が閉鎖される、請求項６に記載の方法。
  8. 各高電圧端子（２１、２２）と前記筐体との間、及び／又は、各高電圧端子（７３、７４）と前記筐体との間に印加される第２の電圧がそれぞれ測定され、各第２の電圧の値であって、所定の限界値と等しく又は当該所定の限界値を超える前記値が存在する際には、制御信号が生成され、各制御信号が存在する際には、前記試験モードの開始が検出され、前記継電器（１４５、１５５）がそれぞれ開放される、請求項７に記載の方法。
  9. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の電池システム（１００、２００）を備えた車両。
JP2017517664A 2014-10-02 2015-08-13 高電圧ネットワークに電気エネルギーを供給するよう構成された電池と、電池の少なくとも１つの絶縁抵抗を測定する測定装置と、を備えた電池システム Active JP6485825B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014220017.2 2014-10-02
DE102014220017.2A DE102014220017A1 (de) 2014-10-02 2014-10-02 Batteriesystem mit einer zum Versorgen eines Hochvoltnetzes mit elektrischer Energie ausgebildeten Batterie und einer Messeinrichtung zum Messen mindestens eines Isolationswiderstandes der Batterie
PCT/EP2015/068635 WO2016050406A1 (de) 2014-10-02 2015-08-13 Batteriesystem mit einer zum versorgen eines hochvoltnetzes mit elektrischer energie ausgebildeten batterie und einer messeinrichtung zum messen mindestens eines isolationswiderstandes der batterie

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017533420A true JP2017533420A (ja) 2017-11-09
JP6485825B2 JP6485825B2 (ja) 2019-03-20

Family

ID=53836596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017517664A Active JP6485825B2 (ja) 2014-10-02 2015-08-13 高電圧ネットワークに電気エネルギーを供給するよう構成された電池と、電池の少なくとも１つの絶縁抵抗を測定する測定装置と、を備えた電池システム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9931957B2 (ja)
JP (1) JP6485825B2 (ja)
KR (1) KR20170065520A (ja)
CN (1) CN107005065B (ja)
DE (1) DE102014220017A1 (ja)
WO (1) WO2016050406A1 (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016122115B3 (de) * 2016-11-17 2018-04-12 Lisa Dräxlmaier GmbH Schaltzustand eines mechanischen schalters
CN107728066A (zh) * 2017-08-29 2018-02-23 宁德时代新能源科技股份有限公司 绝缘检测电路及方法、电池管理系统
CN108037427A (zh) * 2017-12-22 2018-05-15 东软集团股份有限公司 一种检测动力电池包绝缘性的设备、动力系统及汽车
DE102018206337B4 (de) 2018-04-25 2022-01-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Prüfvorrichtung zum Prüfen zumindest einer Schaltereinrichtung für eine Hochvoltbatterie eines Fahrzeugs, Anordnung sowie Verfahren
DE102018130830B3 (de) * 2018-12-04 2020-01-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Prüfvorrichtung zum Erfassen eines Isolationswiderstands einer Hochvoltleitung sowie zugehöriges Prüfverfahren
CN109765495B (zh) * 2019-01-15 2020-11-10 宁德时代新能源科技股份有限公司 绝缘检测电路及检测方法、电池管理系统
KR20200109925A (ko) * 2019-03-15 2020-09-23 에스케이이노베이션 주식회사 절연저항 측정 장치
KR102155207B1 (ko) * 2019-07-05 2020-09-11 주식회사 라온텍 절연저항 측정 장치, 이를 구비한 배터리 관리 시스템 및 절연저항 측정 방법
CN111965428B (zh) * 2020-08-05 2023-03-24 东软睿驰汽车技术（沈阳）有限公司 一种绝缘电阻的检测方法、装置、设备及储存介质
DE102020211048A1 (de) * 2020-09-02 2022-03-03 Siemens Mobility GmbH Anordnung mit einem Spannungsmodul
DE102020130784A1 (de) * 2020-11-20 2022-05-25 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Bordnetz, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, mit zwei Teilbordnetzen und einer dazwischen angeordneten Schutzvorrichtung
DE102022119528A1 (de) 2022-08-04 2024-02-15 Audi Aktiengesellschaft Messanordnung und Verfahren zur Überprüfung einer elektrischen Isolation zwischen Zellen eines Zellmoduls
WO2024040069A1 (en) * 2022-08-16 2024-02-22 Ram Built, Llc System and device for portable electrical testing and control

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002325302A (ja) * 2001-04-27 2002-11-08 Sanyo Electric Co Ltd 電動車両の漏電検出装置と漏電検出方法
JP2004219414A (ja) * 2003-01-09 2004-08-05 Daimler Chrysler Ag 絶縁不良を検出する回路および方法
US20120306264A1 (en) * 2010-02-10 2012-12-06 Siemens Aktiengesellschaft Switch load shedding device for a disconnect switch
JP2013092396A (ja) * 2011-10-24 2013-05-16 Keihin Corp 漏電検出装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4785627B2 (ja) * 2006-06-08 2011-10-05 三洋電機株式会社 電動車両用漏電検出回路および電動車両用漏電検出方法
JP4241787B2 (ja) 2006-09-06 2009-03-18 日立ビークルエナジー株式会社 組電池総電圧検出およびリーク検出装置
CN101603986B (zh) 2008-06-11 2012-01-04 上海汽车集团股份有限公司 车用高压电绝缘电阻测量电路
CN201576052U (zh) * 2009-12-18 2010-09-08 深圳市普禄科智能检测设备有限公司 一种具有湿度补偿功能的绝缘测试装置
DE112011100448B4 (de) * 2010-02-05 2020-03-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Schaltung und Verfahren zum Verbinden eines zuschaltbaren elektrischen Systems und eines elektrischen Netzes eines Fahrzeuges
EP2637028B1 (de) * 2012-03-05 2016-09-07 Solin GmbH Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen von Hochvoltbatterien
EP2801837B1 (en) * 2012-03-26 2018-09-19 LG Chem, Ltd. Device and method for measuring insulation resistance of battery
EP2796887B1 (en) 2012-03-27 2019-11-27 LG Chem, Ltd. Isolation resistance measurement apparatus having fault self-diagnosis function and fault self-diagnosing method using the same
CN103688183B (zh) 2012-04-04 2016-04-20 株式会社Lg化学 具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备和使用其的自诊断方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002325302A (ja) * 2001-04-27 2002-11-08 Sanyo Electric Co Ltd 電動車両の漏電検出装置と漏電検出方法
JP2004219414A (ja) * 2003-01-09 2004-08-05 Daimler Chrysler Ag 絶縁不良を検出する回路および方法
US20120306264A1 (en) * 2010-02-10 2012-12-06 Siemens Aktiengesellschaft Switch load shedding device for a disconnect switch
JP2013092396A (ja) * 2011-10-24 2013-05-16 Keihin Corp 漏電検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107005065B (zh) 2020-01-14
DE102014220017A1 (de) 2016-04-07
WO2016050406A1 (de) 2016-04-07
CN107005065A (zh) 2017-08-01
JP6485825B2 (ja) 2019-03-20
KR20170065520A (ko) 2017-06-13
US20170297447A1 (en) 2017-10-19
US9931957B2 (en) 2018-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6485825B2 (ja) 高電圧ネットワークに電気エネルギーを供給するよう構成された電池と、電池の少なくとも１つの絶縁抵抗を測定する測定装置と、を備えた電池システム
JP6753715B2 (ja) 漏電検出装置および漏電検出方法
US20130278273A1 (en) Method and device for detecting short circuit
CN107407713B (zh) 绝缘电阻测量系统和设备
KR101354583B1 (ko) 누설전류를 발생시키지 않고 셀프 테스트 기능을 가진 절연저항 측정회로
JP6625586B2 (ja) 地絡検出装置
CN106353692B (zh) 用于在电气系统中检测存在漏电和/或继电器短路情况的监视系统
US10209311B2 (en) Switching state of a mechanical switch
US9694686B2 (en) Multifunctional monitoring of electrical systems
JP6623193B2 (ja) 車両バッテリを充電するための方法および装置
CN106990344B (zh) 监测装置和监测方法
US11233298B2 (en) Protective device, battery, motor vehicle, and method for switching off a battery cell
JP6369407B2 (ja) 故障検知システム
KR102291762B1 (ko) 릴레이 진단 회로
KR20180042755A (ko) Ｐｒａ 고장 진단 장치
US20230226953A1 (en) Method for discharging a vehicle high-voltage electrical system, on-board vehicle electrical system, and insulation monitoring devices
CN112793452B (zh) 牵引电池充电站
KR20200052688A (ko) 절연 저항 측정 시스템 및 방법
US10534041B2 (en) Measuring arrangement for identifying a malfunction in an energy accumulator arrangement
KR20150083802A (ko) 배터리의 부하 스위치의 기능성 검출 방법, 및 배터리의 부하 스위치의 기능성 검출 장치를 구비한 배터리
US10914767B2 (en) Measuring arrangement for identifying a malfunction of an energy accumulator assembly
JP6103977B2 (ja) 直流給電システム
KR102294267B1 (ko) 전기차 배터리 또는 연료전지차 스택의 셀 센싱회로 진단장치 및 진단방법
JP2021056150A (ja) 絶縁検査方法
KR20230151030A (ko) 배터리 또는 배터리 시스템의 절연 상태 확인 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180420

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180508

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180807

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190205

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20190208

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20190214

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6485825

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250