WO2021259691A1 - Verfahren zum entladen eines fahrzeug-hochvoltnetzes, fahrzeug-bordnetz und isolationsüberwachungseinrichtungen - Google Patents

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Franz Pfeilschifter
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Definitions

  • critical HV potential a fault current is detected that flows away from a HV potential or flows towards a HV potential (“critical HV potential”)
  • this potential is touched by a person.
  • this HV potential In order to reduce the risk of an electrical accident, provision is made for this HV potential to be discharged in the direction of ground, with only the Cy capacitance between this potential and the ground potential (for short: ground) having to be discharged.
  • the other potential is not discharged to ground, as a result of which the total energy to be transferred by discharging is reduced, for example compared to the discharge of the capacitance between the HV potentials.
  • the result is a significantly shorter discharge time, so that the risk from the HV potential, which is the cause of the fault current, ie the critical or touched potential, is significantly reduced.
  • a method for discharging a vehicle high-voltage network is therefore described, which is galvanically separated from a ground potential. Discharging is carried out when there is a fault current.
  • the discharging of an HV potential of the vehicle high-voltage network to ground is referred to as discharging.
  • the HV potentials are in particular (negative and positive) HV supply potentials.
  • the trigger for a discharge is the determination that a fault current is present, in particular a fault current that is determined as shown (or its presence is determined as shown).
  • the critical (or touched) potential is the HV potential from which or to which the fault current flows.
  • the discharge is triggered by the fact that an existing fault current is determined.
  • a step of generating a discharge current is referred to as discharging.
  • This discharge current corresponds to the charge that flows away from that Cy capacitance (towards ground) which is connected to the critical potential.
  • This step ends, for example, after a certain period of time, preferably with a length of no more than 50 ms, 20 ms or 3 ms.
  • the voltage of the Cy capacitance in question i.e. the voltage between ground and the critical HV potential
  • the voltage of the Cy capacitance in question is less than a specified proportion of the original voltage, for example no more than 20%, 10% or 5% or 1 %, or is less than a specified voltage limit, such as 60 V, 40V, 20 V or 10V.
  • the step of discharging can be ended after a predetermined period of time, for example after 10 ms or 5 ms or 3 ms beginning with the start of discharging.
  • the discharging of one Cy capacitance can be accompanied by the fact that the other Cy capacitance, i.e. the Cy capacitance between ground and the non-critical HV potential, is charged.
  • this can mean an increasing voltage between ground and the non-critical HV potential, the non-critical HV potential is also not affected or is not causally linked to the fault current.
  • the non-critical HV potential is that of the two HV potentials which does not correspond to the critical potential, i.e. which is not involved in the fault current flow.
  • the other Cy capacitance can be discharged and / or the Cx capacitance can be discharged (delayed by a predetermined period of time).
  • a safety measure can be carried out, such as the disconnection of a flux voltage source of the vehicle flux voltage network.
  • an error signal can be output. If the floch voltage source is not disconnected, there is still the option of continuing the operation of the floch voltage on-board network, for example making (only) one trip ("limp home"). It can be provided that the floch voltage source is disconnected when the fault current occurs. Provision can be made for the floch voltage source to be reconnected to the HV potentials when the step of discharging the Cy capacitance has ended.
  • the step of discharging the Cy capacitance can be ended when the discharging has been carried out over a predetermined minimum period of time (about 10 ms or 30 ms), or when the voltage above the Cy capacitance to be discharged is below a predetermined voltage limit, about 60 V. , 40 V, 20 V or 10 V. This allows the floch voltage network to be switched on again, for example to carry out a trip (“limp home”).
  • the Cx capacitance can include one or more intermediate circuit capacitors and / or parasitic Cx capacitances.
  • the discharging of the Cx capacitance can be carried out when the discharging of the Cy capacitance has been completed, for example when a predetermined one Time has elapsed or if the voltage between the critical potential and the ground potential is below a predetermined limit, e.g. below 60 V, 40 V, 20 V or 10 V.
  • a high-voltage source is preferably disconnected before the start of the discharge of the Cx capacitance .
  • Determining whether a fault current flows between a first HV potential of the vehicle high-voltage network and the ground potential or a fault current between a second HV potential (HV-) of the vehicle high-voltage network and the ground potential (M) can be done by means of direct or indirect fault current detection be performed. For this purpose, an impedance through which the fault current flows can be determined. If this is within a specified interval, it can be assumed that the fault current flows through a person. This interval can have a value of 300 ohms, 400 ohms, 600 ohms or 1000 ohms, for example, as the lower limit.
  • this interval can have a value of 1200 ohms, 1500 ohms, 2000 ohms or 2500 ohms, for example, as the upper limit. It can be provided that the step of discharging the Cy capacitance is only carried out if it is within the impedance interval.
  • the impedance interval characterizes the impedance of a human body (between the critical HV potential and ground). It can be provided that a disconnection of a high-voltage source of the vehicle high-voltage network and / or a discharge of a Cx capacitance that exists between the first HV potential and the second HV potential is prevented. After the touch has ended, this allows the vehicle high-voltage network to be used again, for example to carry out a (one-off) trip (“limp home”). Furthermore, an existing charging process or feedback process with a charging station can be prevented, in particular independently of the impedance, if an existing fault current is determined.
  • the determination that a fault current is present (and at what potential) and, if necessary, the determination of the level of the fault current or an impedance through which the fault current flows can be carried out in various ways. For example, it can determine whether a fault current between a first HV potential of the vehicle high-voltage network and the ground potential or a fault current between a second HV potential of the vehicle high-voltage network and the ground potential flows, comprise: detecting a rate of change of a voltage between ground and one of the HV potentials. It can be provided here that it is determined that there is a fault current when the amount of the rate of change is above a limit which characterizes the maximum rate of change that occurs during an active insulation measurement. This avoids false messages.
  • a maximum rate of change that occurs during an active insulation measurement can be, for example, 200 V, 400 V or 800 V based on a period of 1 s, 4 s or 8 s.
  • the maximum rate of change is preferably at least 25 V / s and / or not more than 800 V / s.
  • the Cy capacitance can be discharged by closing a discharge switch which is connected between the ground potential and the critical HV potential.
  • the discharge switch can be connected to ground or to the critical HV potential via one or more resistance components and / or via one or more varistors.
  • the discharge switch can comprise a semiconductor switch, an optoelectronic relay or an electromechanical switch.
  • the discharge switch can be provided in front of one or more switching elements connected in series, in particular one or more self-locking switching elements.
  • the two discharge switches, via which the two HV potentials are connected to the ground potential can be controlled using an XOR logic, for example, in order to avoid both being switched on at the same time (conductive).
  • the discharge switch or switches can be connected to ground via one or more varistors connected in series.
  • the discharge switch or switches can be connected to the ground potential and the relevant HV potential via one or more varistors and / or one or more resistance components.
  • the varistors or resistors limit the current flow through the discharge switch and are preferably designed such that a Cy capacitance of 100 nF within discharging less than 50 ms or less than 30 ms from 800 V or 400 V to not more than 60 V, 40 V or 20 V.
  • the breakdown voltage of the varistor or the series connection of the varistors is, for example, no more than 60 V, 40 V or 20 V.
  • the switching elements, resistance components and / or varistors used for this purpose are designed for voltages of more than 1 kV, in particular of more than 2 kV. If several serial switching elements are used to implement a discharge switch, there is a redundancy that prevents unintentional discharge.
  • the discharge switches are preferably self-locking, that is to say in the open state without being activated.
  • an insulation monitoring device of a vehicle high-voltage network is described, which is set up to carry out the method described here.
  • the insulation monitoring device has a ground potential connection (for connection to the ground potential) and a first and a second HV potential connection (for connection to the first and second HV potential).
  • the insulation monitoring device has a fault current detection. This is designed, a first fault current that flows between a first HV potential of the first HV potential terminal and the ground potential of the ground potential terminal, and a second fault current that flows between a second HV potential of the second HV potential terminal and the ground potential of the ground potential connection flows, to be recognized, preferably individually and in particular separable from one another.
  • the insulation monitoring device has a discharge circuit.
  • the fault current detection is connected to the control circuit with the discharge circuit.
  • the discharge circuit is set up to only connect the first HV potential connection to the ground potential connection in a controlled manner when the fault current detection detects the first fault current.
  • the discharge circuit is set up and only connects the second HV potential connection to the ground potential connection when the fault current detection detects the second fault current.
  • the discharge circuit can be set up in such a way that the fault current detection is connected to it in such a way that the Fault current detection, the discharge circuit or both only connect one of the HV potentials to the ground potential.
  • the discharge circuit can have a first discharge switch between the first HV potential connection and the ground potential connection.
  • the discharge circuit can furthermore have a second discharge switch between the second HV potential connection and the ground potential connection.
  • the discharge switches are set up in particular to be closed only individually, but not at the same time, in particular in that they are activated accordingly by the fault current detection or a control of the discharge circuit.
  • the discharge switches can be configured and connected as shown in the context of the explanation of the method.
  • a vehicle electrical system can be designed with an insulation monitoring device, as is described here.
  • the vehicle electrical system can have a ground potential (for example chassis potential) and a vehicle electrical voltage system that is electrically isolated from it.
  • the vehicle floch voltage network can have a first HV potential and a second FIV potential.
  • the first FIV potential connection of the insulation monitoring device is connected to the first FIV potential of the vehicle floch voltage network.
  • the second FIV potential connection of the insulation monitoring device is connected to the second FIV potential of the vehicle floch voltage network.
  • the ground potential connection of the insulation monitoring device is connected to the ground potential of the vehicle electrical system.
  • the vehicle electrical system can also have an energy store, for example a floch-volt accumulator, which is connected to the FIV potentials, preferably via at least one isolating switch.
  • the at least one disconnector can be set up to be opened when a fault current is detected.
  • an insulation monitoring device for a charging station floch voltage network is described.
  • the insulation monitoring device has a ground potential connection and a first and a second FIV potential connection.
  • the insulation monitoring device of the charging station High-voltage network also has a fault current detection which is designed to detect a first fault current between a first HV potential of the first HV potential connection and the ground potential of the ground potential connection and a second fault current between a second HV potential of the second HV potential connection and to recognize the ground potential of the ground potential connection. This relates to the potentials and connections of the charging station high-voltage network.
  • the charging station high-voltage network has a discharge circuit, the fault current detection being connected to the discharge circuit in a controlling manner, the discharge circuit being set up to only connect the first HV potential connection to the ground potential connection in a controlled manner when the fault current detection detects the first fault current, and only to connect the second HV potential connection to the ground potential connection when the fault current detection detects the second fault current.
  • the charging station high-voltage network can also be briefly referred to as a charging station.
  • a charging station can be provided which has the insulation monitoring device of a charging station high-voltage network described here.
  • the connections mentioned here in this regard are the connections of the charging station which are set up to deliver the charging power of the charging station, in particular via a plug connection or via a charging cable.
  • the charging station preferably also includes the high-voltage network of the charging station described.
  • the components and variables described in relation to the insulation monitoring device of the charging station high-voltage network are preferably designed like the relevant components / variables of the vehicle high-voltage network described here, especially since the same mechanisms and similar components are used in the charging station high-voltage network as in the vehicle high-voltage network will.
  • the discharge circuit has a first (charging station-side) discharge switch between the first HV potential connection and the ground potential connection, and a second (charging station-side) discharge switch between the second HV potential connection and the Ground potential connection. These are set up to be closed individually, but not at the same time.
  • the discharge switches are preferably part of the Charging station high-voltage network, the charging station and / or the insulation monitoring device of the charging station high-voltage network.
  • FIG. 1 serves to explain the methods and devices described here.
  • FIG. 1 shows a vehicle electrical system FB with a vehicle high-voltage network HN.
  • This has a first, positive HV potential HV + and a second, negative HV potential HV-.
  • All-pole disconnectors TS, TS ' are connected to the battery connections 1, 2 of the vehicle high-voltage network HN and connect a high-voltage battery A of the vehicle high-voltage network HN to the HV potentials HV +, HV- in a separable manner.
  • the vehicle electrical system FB also has a ground potential M.
  • This potential M can be a negative supply potential of a low-voltage on-board voltage network (not shown).
  • the potential M (and in particular the low-voltage on-board voltage network) are galvanically separated from the vehicle high-voltage network HN.
  • the potential M is in particular the chassis potential of the vehicle in which the vehicle electrical system FB is provided.
  • a fault current Fl flows through this person.
  • a fault current Fl flows from the first (ie positive) HV potential HV + to the ground potential.
  • the procedure described here provides that when a fault current Fl is detected, the HV potential HV + is shifted towards the ground potential by closing a switch S1. Since there is a Cy capacitance C1 between the HV potential HV + and the ground potential (e.g.
  • the unaffected Cy capacitance is not compared to ground potential M. unload. If the fault current Fl occurs at the FlV potential FIV +, the Cy capacitance Cy1 between M and FIV + is discharged by closing the discharge switch S1. The discharge switch S2, which is connected to the unaffected potential FIV-, is not closed in the event of such an error (see RF) with respect to FIV +. If the fault current Fl 'occurs at the FlV potential FIV-, the Cy capacitance Cy2 between M and FIV- is discharged by closing the discharge switch S2.
  • the discharge switch S1 which is connected to the unaffected potential HV +, is not closed in the event of such an error (see RF ‘) with respect to FIV-.
  • the Cx capacitor Cx (approximately an intermediate circuit capacitor) between the FIV potentials FIV + and FIV- is not discharged via the discharge switches S1, S2.
  • the presence of a fault current is detected by the fault current detection FE, which is connected to the ground potential M and the FlV potentials HV +, FIV- via the ground potential connection MA and a first and a second FIV potential connection FIA1, 2. These connections and the FE fault current detection are part of the insulation monitoring device IW. This also includes the discharge switch S1, S2, which over
  • the discharge switch S1 is connected to the ground potential M (directly) via the resistor R1 and is connected to the FIV potential HV +.
  • the discharge switch S2 is connected to the FIV potential HV + via the resistor R2 and is (directly) connected to the ground potential M.
  • both switches can be connected directly to the respective FIV potential and to the ground potential via respective resistors R1, R2.
  • varistors can be used.
  • the resistors or varistors can be provided by several resistor components or varistor components connected in series in order to achieve a Realizing redundancy.
  • the switches S1, S2 can each be formed by a series connection of a plurality of switching elements (in particular transistors such as MOSFETs). This results in redundancy and lower maximum voltages, since the voltage across the discharge switches is divided between the switching elements of the series circuits.
  • switching elements in particular transistors such as MOSFETs.
  • the fault current detection FE detects by measuring the voltage between HV +, FIV- on the one hand and M on the other hand, whether there is a potential shift due to a fault current RF, RF ‘. This makes it possible to determine whether a fault current RF, RF 'is present and from which FIV potential it originates (or which faulty FIV potential is the cause of the fault current).
  • the fault current generally results from an insulation fault in the floch voltage network HN with respect to the ground potential M and can therefore also be called insulation fault current.
  • connections 1, 2 are a charging connection of the charging station or connections of the insulation monitoring device, which are connected to DC charging connections of the charging station.
  • the potentials HV +, - are the DC high-voltage potentials of the charging station or potentials of the monitoring device connected to them (via connections HA1, HA2).
  • a ground potential M of the charging station is connected to the potentials HV +, - of the charging station via the charging station discharge switches S1, S2.
  • Discharge resistors R1, R2 in series with switches S1, S2 reduce or limit the discharge current. If an insulation fault is detected, only one of the switches is closed.
  • FIG. 1 can also be used to explain the charging station-related components.
  • FIG. 1 With regard to the charging station-related components, reference is made to the properties, modes of operation and features of the vehicle-related components. Due to the comparable properties and features, the same reference symbols are used to represent the correspondence between vehicle-related components and charging station-related components.

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Abstract

Ein Verfahren zum Entladen eines galvanisch von einem Massepotential getrennten Fahrzeug-Hochvoltnetzes (HN) bei Vorliegen eines Fehlerstroms sieht den folgenden Schritt vor: Ermitteln, ob ein Fehlerstrom zwischen einem ersten HV-Potential (HV+) des Fahrzeug-Hochvoltnetzes und dem Massepotential (M) oder ein Fehlerstrom zwischen einem zweiten HV-Potential (HV-) des Fahrzeug-Hochvoltnetzes und dem Massepotential (M) fließt. Ferner sieht das Verfahren vor, nur derjenigen Cy- Kapazität (Cy1) zu entladen, die zwischen dem Massepotential (M) und demjenigen HV-Potential (HV+, HV-) besteht, von dem aus oder zu dem hin der Fehlerstrom fließt, wobei das Entladen dadurch ausgelöst wird, dass ein bestehender Fehlerstrom ermittelt wird. Ferner wird ein Fahrzeug-Bordnetz (FB) und eine Isolationsüberwachungseinrichtung (IW) beschrieben, die zur Ausführung des Verfahrens ausgebildet sind. Zudem wird ein entsprechendes Ladestation-Hochvoltnetz beschrieben.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Entladen eines Fahrzeug-Hochvoltnetzes, Fahrzeug-Bordnetz und Isolationsüberwachungseinrichtungen
Es bestehen Elektrofahrzeuge, die ein Hochvoltnetz aufweisen, welches eine für den Menschen gefährliche Berührspannung aufweit. Zum Schutz vor einem elektrischen Schlag werden Fehlerstromerkennungsschaltung verwendet, die einen Fehlerstrom erkennen, der sich durch das Berühren eines Hochvoltpotentials durch den Menschen ergibt.
Es ist bekannt, als Maßnahme bei Erkennung eines Fehlerstroms den Akkumulator abzutrennen und die Kapazität zwischen den Hochvoltpotentialen (Cx-Kapazität) zu entladen. Da diese beispielsweise Zwischenkreiskondensatoren umfasst und mehrere mF betragen kann, ist die Zeitdauer zur Entladung einer derartigen Kapazität lange.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mit der sich gefährliche Spannungen insbesondere in Kapazitäten von Fahrzeug-Hochvoltnetzen schnell reduzieren lassen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Ausführungsformen, Eigenschaften und Vorteile ergeben sich mit den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Figur.
Es wurde erkannt, dass die gefährliche Berührspannung, d.h. der Fehlerstrom, sich schnell reduzieren lässt, wenn nur die Spannung zwischen dem kritischen (berührten) Hochvolt-Potential (kurz: HV-Potential) und Masse durch Entladen verringert wird, da dies lediglich die Entladung einer Cy-Kapazität (nämlich die, die zwischen dem kritischen Hochvolt-Potential und Masse besteht) erfordert. Da die Größenordnung von Cy-Kapazitäten sich im Wesentlichen aus den parasitären Kapazitäten und Cy-Filterkapazitäten zusammensetzt, die üblicherweise weniger als ein pF betragen, kann die Entladung um ein Vielfaches schneller ausgeführt werden als bei Schutzmechanismen, die eine Entladung der Spannung zwischen den beiden HV-Potentialen erfordern. Wird ein Fehlerstrom erkannt, der von einem HV-Potential wegfließt oder zu einem HV-Potential hinfließt („kritisches HV-Potential“), dann kann davon ausgegangen werden, dass dieses Potential von einem Menschen berührt wird. Um die Gefahr eines Stromunfalls zu senken, ist vorgesehen, dieses HV- Potential in Richtung Masse zu entladen, wobei hierbei lediglich die Cy-Kapazität zwischen diesem Potential und dem Massepotential (kurz: Masse) zu entladen ist. Es ist vorgesehen, in diesem Fall das andere Potential nicht gegenüber Masse zu entladen, wodurch die insgesamt durch Entladen zu transferierende Energie reduziert ist, etwa gegenüber der Entladung der Kapazität zwischen den HV- Potentialen. Es ergibt sich eine deutlich kürzere Entladedauer, so dass die Gefahr durch das HV-Potential, das für den Fehlerstrom ursächlich ist, d.h. das kritische bzw. berührte Potential, deutlich verkleinert ist.
Es wird daher ein Verfahren zum Entladen eines Fahrzeug-Hochvoltnetzes beschrieben das galvanisch von einem Massepotential getrennt ist. Das Entladen wird durchgeführt, wenn ein Fehlerstrom vorliegt. Als Entladen wird insbesondere das Entladen eines HV-Potentials des Fahrzeug-Hochvoltnetzes nach Masse bezeichnet. Die HV-Potentiale sind insbesondere (negative und positive) HV- Versorgungspotentiale.
Es wird ermittelt, ob ein Fehlerstrom zwischen einem ersten HV-Potential (etwa einem positiven HV-Potential) des Fahrzeug-Hochvoltnetzes und dem Massepotential besteht, oder ob ein Fehlerstrom zwischen einem zweiten HV- Potential (etwa einem negativen HV-Potential) des Fahrzeug-Hochvoltnetzes und dem Massepotential besteht. Dies kann durch direkte Messung des Stroms geschehen, durch Ableiten des Fehlerstroms aus anderen Strommessungen, oder kann indirekt ermittelt werden, etwa indem eine Spannung zwischen Masse und einem der HV-Potentiale überwacht wird und deren Höhe oder Änderungsrate betrachtet wird. Auslöser für eine Entladung ist die Ermittlung, dass ein Fehlerstrom vorliegt, insbesondere ein Fehlerstrom, der wie dargestellt ermittelt wird (bzw. dessen Vorliegen wie dargestellt ermittelt wird). Es wird (wenn ein Fehlerstrom vorliegt) nur diejenige Cy-Kapazität entladen, die zwischen dem Massepotential und dem kritischen HV-Potential besteht. Insbesondere wird nur die diejenige Cy-Kapazität entladen, die zwischen dem Massepotential und demjenigen HV-Potential besteht, von dem aus oder zu dem hin der Fehlerstrom fließt. Als kritisches (oder berührtes) Potential wird dasjenige HV- Potential bezeichnet, von dem aus oder zu dem hin der Fehlerstrom fließt.
Das Entladen dadurch ausgelöst wird, dass ein bestehender Fehlerstrom ermittelt wird. Als Entladen wird ein Schritt des Erzeugens eines Entladestroms bezeichnet. Dieser Entladestrom entspricht Ladung, die von derjenigen Cy-Kapazität abfließt (in Richtung Masse), welche an das kritische Potential angeschlossen ist. Dieser Schritt endet beispielsweise nach einer bestimmten Zeitdauer, vorzugsweise mit einer Länge von nicht mehr als 50 ms, 20 ms oder 3 ms. Am Ende des Schritts des Entladens beträgt die Spannung der betreffenden Cy-Kapazität (d.h. die Spannung zwischen Masse und dem kritischen HV-Potential) weniger als ein vorgegebener Anteil der ursprünglichen Spannung, etwa nicht mehr als 20%, 10% oder 5% oder 1%, oder beträgt weniger als eine vorgegebene Spannungsgrenze, etwa 60 V, 40V, 20 V oder 10V. Der Schritt des Entladens kann nach einer vorgegebenen Zeitdauer beendet werden, etwa nach 10 ms oder 5 ms oder 3 ms beginnend mit dem Start des Entladens. Das Entladen der einen Cy-Kapazität (der an das kritische HV- Potential angeschlossene Cy-Kapazität) kann damit einher gehen, dass die andere Cy-Kapazität, d.h. die Cy-Kapazität zwischen Masse und dem nicht kritischen HV- Potential, geladen wird. Dies kann zwar eine zunehmende Spannung zwischen Masse und dem nicht kritischen HV-Potential bedeuten, jedoch wird das nicht kritischen HV-Potential auch nicht berührt bzw. ist nicht ursächlich mit dem Fehlerstrom verknüpft. Als nicht kritisches HV-Potential wird dasjenige der beiden HV-Potentiale bezeichnet, welches nicht dem kritischen Potential entspricht, d.h. das nicht in den Fehlerstromfluss eingebunden ist.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Entladung derjenigen Cy-Kapazität (der nicht kritischen Kapazität), die zwischen dem Massepotential und demjenigen HV- Potential angeschlossen ist, das keinen Fehlerstromfluss aufweist, unterbunden wird. Eine gleichzeitige Entladung beider HV-Potentiale in Richtung Massepotential würde eine Entladung der Cx-Kapazität (zwischen beiden HV-Potentialen) bedeuten, wobei dies eine deutlich längere Zeitspanne erfordern würde. Durch das Erfassen des bestehenden Fehlerstroms wird das Entladen der kritischen Cy-Kapazität ausgelöst, nicht aber gleichzeitig ein Entladen der Cx-Kapazität. Das Entladen der Cx-Kapazität kann jedoch zeitversetzt (etwa um eine vorbestimmte Zeitdauer verzögert zum Entladen der Cy-Kapazität) ausgelöst oder begonnen werden. Insbesondere kann (um eine vorbestimmte Zeitdauer verzögert) nach dem Entladen der Cy-Kapazität, die an das HV-Potential angeschlossen ist, welches mit dem Fehlerstromfluss verknüpft ist, die andere Cy-Kapazität entladen werden und/oder die Cx-Kapazität entladen werden.
Ferner kann nach dem Entladen der Cy-Kapazität, die an das FlV-Potential angeschlossen ist, welches mit dem Fehlerstromfluss verknüpft ist, eine Sicherheitsmaßnahme ausgeführt werden, etwa das Abtrennen einer Flochvoltquelle des Fahrzeug-Flochvoltnetzes. Insbesondere kann bei Erfassen eines bestehenden Fehlerstroms ein Fehlersignal ausgegeben werden. Wird die Flochvoltquelle nicht abgetrennt, dann besteht noch die Möglichkeit, den Betrieb des Flochvolt-Bordnetzes fortzusetzen, etwa das Durchführen (nur) einer Fahrt („limp home“). Es kann vorgesehen sein, dass die Flochvoltquelle abgetrennt wird, wenn der Fehlerstrom auftritt. Es kann vorgesehen sein, dass die Flochvoltquelle wieder an die HV- Potentiale angeschlossen wird, wenn der Schritt des Entladens der Cy-Kapazität beendet ist. Der Schritt des Entladens der Cy-Kapazität kann beendet sein, wenn das Entladen über eine vorgegebene Mindestzeitdauer (etwa 10 ms oder 30 ms) ausgeführt wurde, oder wenn die Spannung über der zu entladenden Cy-Kapazität unter einer vorgegebenen Spannungsgrenze liegt, etwa 60 V, 40 V, 20 V oder 10 V. Dies erlaubt eine erneute Inbetriebnahme des Flochvoltnetzes, etwa um eine Fahrt durchzuführen („limp home“).
Es kann nach dem Entladen der Cy-Kapazität, die an das FlV-Potential angeschlossen ist, welches mit dem Fehlerstromfluss verknüpft ist, eine Cx-Kapazität entladen werden, die zwischen dem ersten FlV-Potential und dem zweiten FlV- Potential besteht. Die Cx-Kapazität kann einen oder mehrere Zwischenkreiskondensatoren und/oder parasitäre Cx-Kapazitäten umfassen. Insbesondere kann das Entladen der Cx-Kapazität durchgeführt werden, wenn das Entladen der Cy-Kapazität abgeschlossen ist, etwa wenn eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist oder wenn die Spannung zwischen dem kritischen Potential und dem Massepotential unter einer vorgegebenen Grenze liegt, etwa unter 60 V, 40 V, 20 V oder 10 V. Ein Abtrennen einer Hochvoltquelle wird vorzugsweise vor dem Beginn des Entladens der Cx-Kapazität durchgeführt.
Das Ermitteln, ob ein Fehlerstrom zwischen einem ersten HV-Potential des Fahrzeug-Hochvoltnetzes und dem Massepotential oder ein Fehlerstrom zwischen einem zweiten HV-Potential (HV-) des Fahrzeug-Hochvoltnetzes und dem Massepotential (M) fließt, kann mittels direkter oder indirekter Fehlerstromerfassung durchgeführt werden. Es kann hierzu eine Impedanz, über die der Fehlerstrom fließt, ermittelt werden. Liegt diese in einem vorgegebenen Intervall, kann davon ausgegangen werden, dass der Fehlerstrom über einen Menschen fließt. Dieses Intervall kann als untere Grenze beispielsweise einen Wert von 300 Ohm, 400 Ohm, 600 Ohm oder 1000 Ohm aufweisen. Ferner kann dieses Intervall kann als obere Grenze beispielsweise einen Wert von 1200 Ohm, 1500 Ohm, 2000 Ohm oder 2500 Ohm aufweisen. Es kann vorgesehen sein, dass der Schritt des Entladens der Cy- Kapazität nur dann durchgeführt wird, wenn diese in dem Impedanzintervall liegt.
Das Impedanzintervall kennzeichnet die Impedanz eines menschlichen Körpers (zwischen dem kritischen HV-Potential und Masse). Es kann vorgesehen sein, dass eine Abtrennung einer Hochvoltquelle des Fahrzeug-Hochvoltnetzes und/oder eine Entladung einer Cx-Kapazität entladen wird, die zwischen dem ersten HV-Potential und dem zweiten HV-Potential besteht, unterbunden wird. Dies erlaubt, nachdem die Berührung beendet ist, eine Fortsetzung der Nutzung des Fahrzeug-Hochvoltnetzes, etwa um eine (einmalige) Fahrt durchzuführen („limp home“). Ferner kann, insbesondere unabhängig von der Impedanz, ein vorliegender Ladeprozess oder Rückspeiseprozess mit einer Ladestation unterbunden werden, wenn ein vorliegender Fehlerstrom ermittelt wird.
Das Ermitteln, dass (und an welchem Potential) ein Fehlerstroms vorliegt und gegebenenfalls die Ermittlung der Höhe des Fehlerstroms bzw. einer Impedanz, durch die der Fehlerstrom fließt, kann auf verschiedene Weisen durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Ermitteln, ob ein Fehlerstrom zwischen einem ersten HV-Potential des Fahrzeug-Hochvoltnetzes und dem Massepotential oder ein Fehlerstrom zwischen einem zweiten HV-Potential des Fahrzeug-Hochvoltnetzes und dem Massepotential fließt, umfassen: Erfassen einer Änderungsrate einer Spannung zwischen Masse und einem der HV-Potentiale. Hierbei kann vorgesehen sein, dass ermittelt wird, dass ein Fehlerstrom besteht, wenn der Betrag der Änderungsrate über einer Grenze liegt, die die maximale Änderungsrate kennzeichnet, die bei einer aktive Isolationsmessung auftritt. Dadurch werden Fehlmeldungen vermieden. Aktive Isolationsmessungen sehen einen Teststrom vor, mittels dem die HV-Potentiale gegenüber dem Massepotential verschoben werden, um aus der Änderungsrate auf die Isolationswiderstände der HV-Potentiale gegenüber dem Massepotential schließen zu können. Diese Testströme sind jedoch deutlich geringer als die hier beschriebenen Fehlerströme und basieren auf einer Stromleitung durch einen Testwiderstand im Megaohm-Bereich. Eine maximale Änderungsrate, die bei einer aktiven Isolationsmessung auftritt, kann beispielsweise 200 V, 400 V oder 800 V bezogen auf eine Zeitdauer von 1 s, 4 s oder 8 s sein. Die Maximale Änderungsrate beträgt vorzugsweise mindestens 25 V/s und/oder nicht mehr als 800 V/s.
Das Entladen der Cy-Kapazität kann vorgesehen durch schließen eines Entladeschalters, der zwischen dem Massepotential und dem kritischen HV-Potential angeschlossen ist. Der Entladeschalter kann hierbei über einen oder mehrere Widerstandsbauelemente und/oder über einen oder mehrere Varistoren an Masse bzw. an das kritische HV-Potential angeschlossen sein. Der Entladeschalter kann einen Halbeiterschalter, ein optoelektronisches Relais oder einen elektromechanischen Schalter umfassen. Der Entladeschalter kann vor einem oder von mehreren in Serie geschalteten Schaltelementen vorgesehen werden, insbesondere von einem oder mehreren selbstsperrenden Schaltelementen. Die beiden Entladeschalter, über die die beiden HV-Potentiale mit dem Massepotential verbunden sind, können etwa über eine XOR-Logik angesteuert werden, um zu vermeiden, dass beide gleichzeitig angeschaltet (ström leitend) sind. Der oder die Entladeschalter können über einen oder mehrere seriell geschaltete Varistoren mit Masse verbunden sein. Der oder die Entladeschalter können über einen oder mehrere Varistoren und/oder einen oder mehrere Widerstandsbauelemente mit dem Massepotential und dem betreffenden HV-Potential verbunden sein. Die Varistoren bzw. Widerstände limitieren den Stromfluss durch den Entladeschalter und sind vorzugsweise derart ausgestaltet, dass eine Cy-Kapazität von 100 nF innerhalb von weniger als 50 ms oder weniger als 30 ms von 800 V oder 400 V auf nicht mehr als 60 V, 40 V oder 20 V entladen wird. Die Durchbruchspannung des Varistors oder der Serienschaltung der Varistoren beträgt beispielsweise nicht mehr als 60 V, 40 V oder 20 V. Die hierzu verwendeten Schaltelemente, Widerstandsbauelemente und/oder Varistoren sind für Spannungen von mehr als 1 kV ausgelegt, insbesondere von mehr als 2 kV. Werden mehrere serielle Schaltelemente zur Realisierung eines Entladeschalters verwendet, ergibt sich eine Redundanz, die ein unbeabsichtigtes Entladen verhindert. Die Entladeschalter sind vorzugsweise selbstsperrend, d.h. ohne Ansteuerung in offenem Zustand.
Ferner wird eine Isolationsüberwachungseinrichtung eines Fahrzeug-Hochvoltnetzes beschrieben, das eingerichtet ist, das hier beschriebene Verfahren auszuführen. Dieses kann ein oder mehrere körperliche Merkmale aufweisen, die zur Ausführung des Verfahrens verwendet werden. Die Isolationsüberwachungseinrichtung weist einen Massepotentialanschluss (zum Anschluss an das Massepotential) sowie einen ersten und einen zweiten HV-Potential-Anschluss (zum Anschluss an das erste und zweite HV-Potential) auf. Die Isolationsüberwachungseinrichtung verfügt über eine Fehlerstromerkennung. Diese ist ausgebildet ist, einen ersten Fehlerstrom, der zwischen einem ersten HV-Potential des ersten HV-Potential-Anschlusses und dem Massepotential des Massepotentialanschlusses fließt, sowie einen zweiten Fehlerstrom, der zwischen einem zweiten HV-Potential des zweiten HV-Potential- Anschlusses und dem Massepotential des Massepotentialanschlusses fließt, zu erkennen, vorzugsweise einzeln und insbesondere voneinander trennbar.
Die Isolationsüberwachungseinrichtung verfügt über eine Entladeschaltung. Die Fehlerstromerkennung ist ansteuernd mit der Entladeschaltung verbunden. Die Entladeschaltung ist eingerichtet, nur den ersten HV-Potential-Anschluss mit dem Massepotentialanschluss gesteuert zu verbinden, wenn die Fehlerstromerkennung den ersten Fehlerstrom erfasst. Die Entladeschaltung ist eingerichtet und nur den zweiten HV-Potential-Anschluss mit dem Massepotentialanschluss zu verbinden, wenn die Fehlerstromerkennung den zweiten Fehlerstrom erfasst. Die Entladeschaltung kann dadurch derart eingerichtet sein, dass die Fehlerstromerkennung mit dieser derart verbunden ist, dass die Fehlerstromerkennung, die Entladeschaltung oder beide nur eines der HV-Potentiale mit dem Massepotential verbinden.
Die Entladeschaltung kann einen ersten Entladeschalter zwischen dem ersten HV- Potential-Anschluss und dem Massepotentialanschluss aufweisen. Die Entladeschaltung kann ferner einen zweiten Entladeschalter zwischen dem zweiten HV-Potential-Anschluss und dem Massepotentialanschluss aufweisen. Die Entladeschalter sind insbesondere eingerichtet sind, nur einzeln, nicht jedoch gleichzeitig geschlossen zu werden, insbesondere indem diese entsprechend von der Fehlerstromerkennung oder einer Steuerung der Entladeschaltung angesteuert werden. Die Entladeschalter können wie im Rahmen der Erläuterung des Verfahrens dargestellt ausgestaltet und angeschlossen sein.
Es kann ein Fahrzeug-Bordnetz mit einer Isolationsüberwachungseinrichtung ausgebildet sein, wie sie hier beschrieben ist. Das Fahrzeug-Bordnetz kann ein Massepotential (etwa Chassispotential) und ein davon galvanisch getrenntes Fahrzeug-Flochvoltnetz aufweisen. Das Fahrzeug-Flochvoltnetz kann ein erstes HV- Potential und ein zweiten FlV-Potential aufweisen. Der erste FIV-Potential-Anschluss der Isolationsüberwachungseinrichtung ist mit dem ersten FlV-Potential des Fahrzeug-Flochvoltnetzes verbunden. Der zweite FIV-Potential-Anschluss der Isolationsüberwachungseinrichtung ist mit dem zweiten FlV-Potential des Fahrzeug- Flochvoltnetzes verbunden. Der Massepotentialanschluss der Isolationsüberwachungseinrichtung ist mit dem Massepotential des Fahrzeug- Bordnetz verbunden. Das Fahrzeug-Bordnetz kann ferner einen Energiespeicher, etwa einen Flochvolt-Akkumulator aufweisen, der mit den FlV-Potentialen verbunden ist, vorzugsweise über mindestens einen Trennschalter. Der mindestens eine Trennschalter kann eingerichtet sein, geöffnet zu werden, wenn ein vorliegender Fehlerstrom erfasst wird.
Zudem wird eine Isolationsüberwachungseinrichtung eines Ladestation- Flochvoltnetzes beschrieben. Dieses weist wie bei dem beschriebenen Fahrzeug- Flochvoltbordnetz, die Isolationsüberwachungseinrichtung einen Massepotentialanschluss sowie einen ersten und einen zweiten FIV-Potential- Anschluss auf. Die Isolationsüberwachungseinrichtung des Ladestation- Hochvoltnetzes weist ferner eine Fehlerstromerkennung auf, die ausgebildet ist, einen ersten Fehlerstrom zwischen einem ersten HV-Potential des ersten HV- Potential-Anschlusses und dem Massepotential des Massepotentialanschlusses sowie einen zweiten Fehlerstrom zwischen einem zweiten HV-Potential des zweiten HV-Potential-Anschlusses und dem Massepotential des Massepotentialanschlusses zu erkennen. Dies bezieht sich auf die Potentiale und Anschlüsse des Ladestation- Hochvoltnetzes. Das Ladestation-Hochvoltnetz weist eine Entladeschaltung auf, wobei die Fehlerstromerkennung ansteuernd mit der Entladeschaltung verbunden ist, wobei die Entladeschaltung eingerichtet ist, nur den ersten HV-Potential-Anschluss mit dem Massepotentialanschluss gesteuert zu verbinden, wenn die Fehlerstromerkennung den ersten Fehlerstrom erfasst, und nur den zweiten HV- Potential-Anschluss mit dem Massepotentialanschluss zu verbinden, wenn die Fehlerstromerkennung den zweiten Fehlerstrom erfasst. Diese Komponenten und Größen beziehen sich auf die Ladestation. Das Ladestation-Hochvoltnetz kann auch kurz als Ladestation bezeichnet werden. Eine Ladestation kann vorgesehen sein, die die hier beschriebene Isolationsüberwachungseinrichtung eines Ladestation- Hochvoltnetzes aufweist. Die hier diesbezüglich erwähnten Anschlüsse sind die Anschlüsse der Ladestation, die eingerichtet sind, die Ladeleistung der Ladestation abzugeben, insbesondere über einen Steckanschluss oder über ein Ladekabel. Die Ladestation umfasst vorzugsweise auch das beschriebene Ladestation-Hochvoltnetz. Die in Bezug auf die Isolationsüberwachungseinrichtung des Ladestation- Hochvoltnetzes beschriebenen Komponenten und Größen sind vorzugsweise ausgebildet wie die betreffenden Komponenten / Größen des hier beschriebenen Fahrzeug-Hochvoltnetzes, insbesondere da in dem Ladestation-Hochvoltnetz die gleichen Mechanismen und gleichartige Komponenten wie bei dem Fahrzeug- Hochvoltnetz verwendet werden.
Eine Ausführungsform der Isolationsüberwachungseinrichtung des Ladestation- Hochvoltnetzes sieht vor, dass die Entladeschaltung einen ersten (ladestationsseitigen) Entladeschalter zwischen dem ersten HV-Potential-Anschluss und dem Massepotentialanschluss aufweist, sowie einen zweiten (ladestationsseitigen) Entladeschalter zwischen dem zweiten HV-Potential-Anschluss und dem Massepotentialanschluss. Diese sind eingerichtet, nur einzeln, nicht jedoch gleichzeitig geschlossen zu werden. Die Entladeschalter sind vorzugsweise Teil des Ladestation-Hochvoltnetzes, der Ladestation und/oder der Isolationsüberwachungseinrichtung des Ladestation-Hochvoltnetzes.
Die Figur 1 dient zur Erläuterung der hier beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen.
Die Figur 1 zeigt ein Fahrzeug-Bordnetz FB mit einem Fahrzeug-Hochvoltnetzes HN. Das weist ein erstes, positives HV-Potential HV+ und ein zweites, negative HV- Potential HV- auf. An Akkumulatoranschlüsse 1, 2 des Fahrzeug-Hochvoltnetzes HN sind allpolig Trennschalter TS, TS' angeschlossen, die einen Hochvoltakkumulator A des Fahrzeug-Hochvoltnetzes HN trennbar mit den HV-Potentialen HV+, HV- verbinden. Das Fahrzeug-Bordnetz FB weist ferner ein Massepotential M auf. Dieses Potential M kann ein negatives Versorgungspotential eines Niedervolt- Bordspannungsnetzes (nicht dargestellt) sein. Das Potential M (und insbesondere das Niedervolt-Bordspannungsnetz) sind galvanisch von dem Fahrzeug- Hochvoltnetzes HN getrennt. Das Potential M ist insbesondere das Chassis-Potential des Fahrzeugs, in dem das Fahrzeug-Bordnetz FB vorgesehen ist.
Berührt eine Person, dargestellt durch den Widerstand RF, das Chassis (Massepotential M) und besteht ein Isolationsfehler des Fahrzeug-Hochvoltnetzes HN derart, dass das Chassis gegenüber dem Massepotential M eine (hohe) Spannung aufweist, dann fließt ein Fehlerstrom Fl durch diese Person. Im dargestellten Fall fließt ein Fehlerstrom Fl von dem ersten (d.h. positiven) HV- Potential HV+ zum Massepotential. Die hier beschriebene Vorgehensweise sieht vor, dass dann, wenn ein vorliegender Fehlerstrom Fl erkannt wird, das HV-Potential HV+ zum Massepotential hin verschoben wird durch Schließen eines Schalters S1. Da eine Cy-Kapazität C1 zwischen dem HV-Potential HV+ und dem Massepotential besteht (etwa realisiert durch parasitäre Kapazitäten des Fahrzeug-Hochvoltnetzes HN bzw. des HV-Potential HV+ gegenüber dem Massepotential M und einer EMV- Filterkapazität zwischen diesen Potentialen), wird diese bei dem Verschieben des HV-Potentials HV+ zum Massepotential M hin entladen. Daher wird dieser Schalter S1 als Entladeschalter S1 bezeichnet. Diese Vorgehensweise ist auch für das zweite HV-Potential HV- vorgesehen, wenn dieses über einen Widerstand RF' (etwa der Körperwiderstand einer Person) mit dem Massepotential M verbunden wird, wodurch ein Fehlerstrom Fl' entsteht.
Damit nur die betreffenden, von einer Person berührten FlV-Potentiale auf das Niveau des ungefährlichen Massepotential M durch Entladen der betreffenden Cy- Kapazität gebracht werden, und nicht weitere, zeitintensive Entladungen durchgeführt werden müssen, wird die nicht betroffene Cy-Kapazität nicht gegenüber Massepotential M entladen. Tritt der Fehlerstrom Fl am FlV-Potential FIV+ auf, wird die Cy-Kapazität Cy1 zwischen M und FIV+ entladen durch Schließen des Entladeschalters S1. Der Entladeschalter S2, der mit dem nicht betroffenen Potential FIV- verbunden ist, wird bei einem derartigen Fehler (vgl. RF) gegenüber FIV+ nicht geschlossen. Tritt der Fehlerstrom Fl' am FlV-Potential FIV- auf, wird die Cy-Kapazität Cy2 zwischen M und FIV- entladen durch Schließen des Entladeschalters S2. Der Entladeschalter S1, der mit dem nicht betroffenen Potential HV+ verbunden ist, wird bei einem derartigen Fehler (vgl. RF‘) gegenüber FIV- nicht geschlossen. Der Cx- Kondensator Cx (etwa ein Zwischenkreiskondensator) zwischen den FlV-Potentialen FIV+ und FIV- wird nicht über die Entladeschalter S1 , S2 entladen.
Das Vorliegen eines Fehlerstroms (RF oder RF‘) wird erfasst von der Fehlerstromerkennung FE, die an das Massepotential M und an die FlV-Potentiale HV+, FIV- angeschlossen ist über den Massepotentialanschluss MA sowie über einen ersten und einen zweiten FIV-Potential-Anschluss FIA1 , 2. Diese Anschlüsse sowie die Fehlerstromerkennung FE sind Teil der Isolationsüberwachungseinrichtung IW. Diese umfasst ferner die Entladeschalter S1, S2, die über
Strombegrenzungswiderstände R1, R2 mit Masse M bzw. den FlV-Potentialen HV+, - verbunden sind. Der Entladeschalter S1 ist über den Widerstand R1 mit dem Massepotential M (direkt) verbunden und ist mit dem FlV-Potential HV+ verbunden. Der Entladeschalter S2 ist über den Widerstand R2 mit dem FlV-Potential HV+ verbunden und ist mit dem Massepotential M (direkt) verbunden. Es können jedoch beide Schalter direkt mit dem jeweiligen FlV-Potential verbunden sein und über jeweilige Widerstände R1, R2 mit dem Massepotential. Anstatt oder in Kombination mit den Widerständen R1, R2 können Varistoren verwendet werden. Die Widerstände bzw. Varistoren können von mehreren in Serie geschalteten Widerstandsbauelementen oder Varistorbauelementen vorgesehen werden, um eine Redundanz zu realisieren. Auch die Schalter S1 , S2 können jeweils von einer Serienschaltung mehrerer Schaltelemente (insbesondere Transistoren wie MOSFETs) ausgebildet sein. Dadurch ergibt sich eine Redundanz sowie geringere Maximalspannungen, da sich die Spannung über den Entladeschaltern auf die Schaltelemente der Serienschaltungen aufteilt.
Die Fehlerstromerkennung FE erfasst durch die Messung der Spannung zwischen HV+, FIV- einerseits und andererseits M, ob sich eine Potentialverschiebung aufgrund eines Fehlerstroms RF, RF‘ ergibt. Dadurch kann ermittelt werden, ob ein Fehlerstrom RF, RF' vorliegt und von welchem FlV-Potential dieser ausgeht (bzw. welches fehlerhafte FlV-Potential ursächlich für den Fehlerstrom ist). Der Fehlerstrom ergibt sich allgemein durch einen Isolationsfehler des Flochvoltnetzes HN gegenüber dem Massepotential M und kann daher auch Isolationsfehlerstrom genannt werden.
Anhand der Figur 1 kann auch die hier beschriebene
Isolationsüberwachungseinrichtung IW eines Ladestation-Flochvoltnetzes bzw. eine entsprechende Ladestation beschrieben werden: Die Anschlüsse 1 , 2 sind in diesem Fall ein Ladeanschluss der Ladestation bzw. Anschlüsse der Isolationsüberwachungseinrichtung, die mit DC-Ladeanschlüssen der Ladestation verbunden sind. Die Potentiale HV+,- sind die Gleichspannungs-Hochvoltpotentiale der Ladestation bzw. hiermit (über Anschlüsse HA1 , HA2) verbundene Potentiale der Überwachungseinrichtung. Ein Massepotential M der Ladestation ist über Ladestation-Entladeschalter S1 , S2 mit den Potentialen HV+,- der Ladestation verbunden. Entladewiderstände R1 , R2 seriell zu den Schaltern S1 , S2 reduzieren bzw. begrenzen den Entladestrom. Es wird bei erfasstem Isolationsfehler nur einer der Schalter geschlossen. Die Funktionsweise der Ladestation-bezogenen Komponenten und Ausführungsformen ist die gleiche wie die der Fahrzeug bezogenen Komponenten und Ausführungsformen, weshalb die Figur 1 auch zur Erläuterung der Ladestation-bezogenen Komponenten verwendet werden kann. Es sei in Bezug auf die Ladestation-bezogenen Komponenten auf die Eigenschaften, Wirkungsweisen und Merkmale der Fahrzeug-bezogenen Komponenten verwiesen. Aufgrund der vergleichbaren Eigenschaften und Merkmale werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die Entsprechungen zwischen Fahrzeug-bezogenen Komponenten und Ladestation-bezogenen Komponenten darzustellen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Entladen eines galvanisch von einem Massepotential getrennten Fahrzeug-Hochvoltnetzes (HN) bei Vorliegen eines Fehlerstroms mit den Schritten:
Ermitteln, ob ein Fehlerstrom zwischen einem ersten HV-Potential (HV+) des Fahrzeug-Hochvoltnetzes und dem Massepotential (M) oder ein Fehlerstrom zwischen einem zweiten HV-Potential (HV-) des Fahrzeug-Hochvoltnetzes und dem Massepotential (M) fließt und
Entladen nur derjenigen Cy-Kapazität (Cy1), die zwischen dem Massepotential (M) und demjenigen HV-Potential (HV+, HV-) besteht, von dem aus oder zu dem hin der Fehlerstrom fließt, wobei das Entladen dadurch ausgelöst wird, dass ein bestehender Fehlerstrom ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei eine Entladung derjenigen Cy-Kapazität (Cy2), die zwischen dem Massepotential (M) und demjenigen HV-Potential (HV+, HV-) angeschlossen ist, dass keinen Fehlerstromfluss aufweist, unterbunden wird.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei nach dem Entladen der Cy-Kapazität (Cy1), die an das HV-Potential angeschlossen ist, welches mit dem Fehlerstromfluss (IF) verknüpft ist, die andere Cy-Kapazität (Cy2) entladen wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei nach dem Entladen der Cy-Kapazität (Cy1), die an das HV-Potential (HV+) angeschlossen ist, welches mit dem Fehlerstromfluss (IF) verknüpft ist, eine Hochvoltquelle (A) des Fahrzeug-Hochvoltnetzes abgetrennt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Fehlersignal abgegeben wird, wenn ein Fehlerstrom (IF) ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei nach dem Entladen der Cy-Kapazität (Cy1), die an das HV-Potential (HV+) angeschlossen ist, welches mit dem Fehlerstromfluss (IF) verknüpft ist, eine Cx-Kapazität (Cx) entladen wird, die zwischen dem ersten FlV-Potential (FIV+) und dem zweiten HV-Potential (HV-) besteht.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln, ob ein Fehlerstrom zwischen einem ersten HV-Potential (HV+) des Fahrzeug- Hochvoltnetzes und dem Massepotential (M) oder ein Fehlerstrom zwischen einem zweiten HV-Potential (HV-) des Fahrzeug-Hochvoltnetzes und dem Massepotential (M) fließt, umfasst: Erfassen einer Impedanz, über die der Fehlerstrom fließt, wobei ferner der Schritt des Entladens der Cy-Kapazität (Cy1) nur dann durchgeführt wird, wenn diese in einem Impedanzintervall liegt, welches die Impedanz eines menschlichen Körpers kennzeichnet, wobei eine Abtrennung einer Hochvoltquelle des Fahrzeug-Hochvoltnetzes und/oder eine Entladung einer Cx-Kapazität entladen wird, die zwischen dem ersten HV- Potential (HV+) und dem zweiten HV-Potential (HV-) besteht, unterbunden wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln, ob ein Fehlerstrom zwischen einem ersten HV-Potential (HV+) des Fahrzeug- Hochvoltnetzes und dem Massepotential (M) oder ein Fehlerstrom zwischen einem zweiten HV-Potential (HV-) des Fahrzeug-Hochvoltnetzes und dem Massepotential (M) fließt, umfasst: Erfassen einer Änderungsrate einer Spannung zwischen Masse und einem der HV-Potentiale (HV+, HV-), wobei ermittelt wird, dass ein Fehlerstrom besteht, wenn der Betrag der Änderungsrate über einer Grenze liegt, die die maximale Änderungsrate kennzeichnet, die bei einer aktive Isolationsmessung auftritt.
9. Isolationsüberwachungseinrichtung (IW) eines Fahrzeug-Hochvoltnetzes, wobei die Isolationsüberwachungseinrichtung (IW) einen Massepotentialanschluss (MA) sowie einen ersten und einen zweiten HV-Potential-Anschluss (HA1 , 2) aufweist, wobei die Isolationsüberwachungseinrichtung (IW) aufweist:
- eine Fehlerstromerkennung (FE) , die ausgebildet ist, einen ersten Fehlerstrom (Fl) zwischen einem ersten HV-Potential (HV+) des ersten HV- Potential-Anschlusses (HA1) und dem Massepotential (M) des Massepotentialanschlusses (MA) sowie einen zweiten Fehlerstrom (RF‘) zwischen einem zweiten FlV-Potential (FIV+) des zweiten HV-Potential- Anschlusses (FIA2) und dem Massepotential (M) des Massepotentialanschlusses (MA) zu erkennen, und
- eine Entladeschaltung (S1, S2, R1, R2), wobei die Fehlerstromerkennung (FE) ansteuernd mit der Entladeschaltung (S1, S2, R1, R2) verbunden ist, wobei die Entladeschaltung (S1, S2, R1, R2) eingerichtet ist, nur den ersten HV-Potential- Anschluss mit dem Massepotentialanschluss gesteuert zu verbinden, wenn die Fehlerstromerkennung (FE) den ersten Fehlerstrom (Fl) erfasst, und nur den zweiten FIV-Potential-Anschluss (FIA2) mit dem Massepotentialanschluss (MA) zu verbinden, wenn die Fehlerstromerkennung (FE) den zweiten Fehlerstrom (FE‘) erfasst.
10. Isolationsüberwachungseinrichtung (IW) nach Anspruch 9, wobei die Entladeschaltung (S1, S2, R1, R2) einen ersten Entladeschalter (S1) zwischen dem ersten FIV-Potential-Anschluss (HA1 ) und dem Massepotentialanschluss (MA) aufweist, sowie einen zweiten Entladeschalter (S2) zwischen dem zweiten FIV-Potential-Anschluss (HA2) und dem Massepotentialanschluss (MA) aufweist, die eingerichtet sind, nur einzeln, nicht jedoch gleichzeitig geschlossen zu werden.
11. Fahrzeug-Bordnetz (FB) mit einer Isolationsüberwachungseinrichtung (IW) nach Anspruch 9 oder 10 sowie mit einem Massepotential (M) und einem davon galvanisch getrennt ausgeführten Fahrzeug-Hochvoltnetz (HN), das ein erstes HV-Potential (HV+) und ein zweiten HV-Potential (HV-) aufweist, wobei der ersten HV-Potential-Anschluss (HA1) der Isolationsüberwachungseinrichtung (FE) mit dem ersten HV-Potential (HV+) des Fahrzeug-Hochvoltnetzes (HN) verbunden ist, der zweite HV-Potential-Anschluss (HA2) der Isolationsüberwachungseinrichtung (IW) mit dem zweiten HV-Potential (HV+) des Fahrzeug-Hochvoltnetzes (HN) verbunden ist, und der Massepotentialanschluss (MA) der Isolationsüberwachungseinrichtung (IW) mit dem Massepotential (M) des Fahrzeug-Bordnetz (FB) verbunden ist.
12. Isolationsüberwachungseinrichtung (IW) eines Ladestation-Hochvoltnetzes, wobei die Isolationsüberwachungseinrichtung (IW) einen Massepotentialanschluss (MA) sowie einen ersten und einen zweiten HV- Potential-Anschluss (HA1 , 2) aufweist, wobei die Isolationsüberwachungseinrichtung (IW) aufweist:
- eine Fehlerstromerkennung (FE) , die ausgebildet ist, einen ersten Fehlerstrom (Fl) zwischen einem ersten HV-Potential (HV+) des ersten HV- Potential-Anschlusses (HA1) und dem Massepotential (M) des Massepotentialanschlusses (MA) sowie einen zweiten Fehlerstrom (RF‘) zwischen einem zweiten HV-Potential (HV+) des zweiten HV-Potential- Anschlusses (HA2) und dem Massepotential (M) des Massepotentialanschlusses (MA) zu erkennen, und
- eine Entladeschaltung (S1, S2, R1, R2), wobei die Fehlerstromerkennung (FE) ansteuernd mit der Entladeschaltung (S1, S2, R1, R2) verbunden ist, wobei die Entladeschaltung (S1, S2, R1, R2) eingerichtet ist, nur den ersten HV-Potential- Anschluss mit dem Massepotentialanschluss gesteuert zu verbinden, wenn die Fehlerstromerkennung (FE) den ersten Fehlerstrom (Fl) erfasst, und nur den zweiten HV-Potential-Anschluss (HA2) mit dem Massepotentialanschluss (MA) zu verbinden, wenn die Fehlerstromerkennung (FE) den zweiten Fehlerstrom (FE‘) erfasst.
13. Isolationsüberwachungseinrichtung (IW) nach Anspruch 12, wobei die Entladeschaltung (S1, S2, R1, R2) einen ersten Entladeschalter (S1) zwischen dem ersten HV-Potential-Anschluss (HA1) und dem Massepotentialanschluss (MA) aufweist, sowie einen zweiten Entladeschalter (S2) zwischen dem zweiten HV-Potential-Anschluss (HA2) und dem Massepotentialanschluss (MA) aufweist, die eingerichtet sind, nur einzeln, nicht jedoch gleichzeitig geschlossen zu werden.
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