用于车辆中的绝缘监视的技术制造技术

技术编号:19120287 阅读:28 留言:0更新日期:2018-10-10 04:22
本发明专利技术涉及一种用于车辆中的绝缘监视的技术。介绍了一种用于确定机动车中的绝缘电阻的技术。该技术的装置方面包括控制机构,该控制机构在至少两个测量间隔内分别控制所述机动车的至少一个与牵引蓄能器导电地连接的变流器的工作状态。该装置还包括测量机构,其带有测量端子和接地端子,该测量端子与所述机动车的电的牵引蓄能器的至少一个直流电压极导电地连接或可连接,该接地端子与所述机动车的参考电位导电地连接或可连接。所述测量机构在至少两个测量间隔内分别测量在所述测量端子与所述接地端子之间的电导。该装置还包括计算机构,该计算机构作为至少两个测得的电导与至少两个受控的工作状态的函数来确定绝缘电阻。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆中的绝缘监视的技术
本专利技术涉及一种用于确定绝缘电阻的技术。特别是介绍一种用于确定机动车中的绝缘电阻的装置和一种配备有这种装置的机动车。
技术介绍
带电化驱动系的机动车具有直流电网,该直流电网把牵引蓄能器(例如,驱动电池或燃料单体电池)的电能分配到电的设备上,特别是分配到驱动系的电驱动单元和机动车的辅助设备上。电的设备往往不被供应以直流电网的直流电压,而是被供应以交流电流、多相的交流电流、脉冲式的直流电压或带有不同于直流电网的电压的直流电压。因此,在直流电网与相应的设备之间设置了变流器。变流器在此具有如下任务:把直流电网的直流电流转变为相应的电流形式,反之亦然,例如用于回收机动车的动能。因而存在耦接的直流和交流电网。由于电的驱动系统的大的功率需求,直流电网和由后者供电的交流电网往往设计成高压电网(例如,带有介于300伏和1000伏之间的电压)或IT电网(法文:IsoléTerre)。为了保证在工作时特别是对车辆乘客的电安全性,监视电网的相对于电学地的绝缘电阻。如果绝缘电阻因绝缘失败而下降,就可以对机动车使用者发出警告,以便例如及早地采取电网维修措施。通常,例如在驱动电池内部,绝缘监视单元与机动车的直流电网在电学上连接。在现有技术中,广泛地采用绝缘监视机构,其采用了被动式的测量方法,因为这些机构成本非常低廉。在此采用了位于直流电网中的直流电压源,以便驱动在整个网络与电学地之间的测量电流。由产生的测量电流,可以按照已知的方法来确定整个网络的相对于电学地的绝缘电阻。然而,与直流电网关联的被动测量方法不准确,并且往往有系统性错误,因为通过变流器耦接的交流电网的绝缘电阻未正确地得到确定。因交流电网的绝缘电阻决定的测量电流通过变流器的工作而减小,且往往随时变化。因此,交流电网的利用通常的监视机构从直流电网测得的绝缘电阻往往明显大于绝缘电阻的实际值。所以存在如下危险:未识别出工作中在交流电网内出现的绝缘故障。总之,在直流电网中采用被动式测量方法的传统的机构不适合于监视电流地耦接上的交流电网。主动式测量方法相比于被动式测量方法成本高,并且由于其复杂性而容易出错,在主动式测量方法中,经过时间编码的电压信号驱动由锁定放大器测量的测量电流。文献DE102010054413A1介绍了一种查明系统中的绝缘故障的方法,该系统具有直流区段和包括逆变器在内的交流区段。逆变器包括功率开关,这些功率开关分别在测量间隔期间持久地断开(空载)和持久地闭合(导通状态)。由于这种开关状态在机动车的工作中未出现,且在车辆工作不受限制的情况下也不能予以应用,所以这种方法不能应用在车辆工作中。
技术实现思路
因此目的是,提出一种用于确定工作中的耦接的直流和交流电网的绝缘电阻的技术。该目的通过具有独立权利要求的特征的一种用于确定机动车中的绝缘电阻的装置和一种机动车得以实现。有利的设计和应用是从属权利要求的主题,并在下面部分地参照附图予以详述。根据第一方面,用于确定机动车中的绝缘电阻的装置包括:控制机构,该控制机构被设计用于在至少两个测量间隔内分别控制机动车的至少一个与牵引蓄能器导电地连接的变流器的工作状态;测量机构,其带有测量端子和接地端子,该测量端子与机动车的电的牵引蓄能器的至少一个直流电压极导电地连接或可连接,该接地端子与机动车的参考电位导电地连接或可连接,其中,测量机构被设计用于在至少两个测量间隔内分别测量在测量端子与接地端子之间的电导;和计算机构,该计算机构被设计用于作为至少两个测得的电导与至少两个受控的工作状态的函数来确定绝缘电阻。在此,对电导的确定等效地通过对电阻的确定来实现。在这里,电导和电阻可以互为倒数。牵引蓄能器可以包括多个用于蓄存电能的单体电池模块。牵引蓄能器还可以包括中间电路和/或中间电路电压变换器。中间电路电压变换器可以在输入端与单体电池模块连接。变换器可以在输出端与中间电路连接。直流电压极可以是中间电路的输出端侧极。对电导的测量可以通过对总电阻的测量来实现。测量机构可以在相应的测量间隔内测量在测量端子与接地端子之间的电流和电压,其中,电导或总电阻由测得的电流和测得的电压(例如由测量机构或计算机构)算得(例如作为比值)。工作状态可以包括变流器的至少一个开关元件的开关状态和/或占空比。工作状态可以用耦合因数(例如,0和1之间的实数)来表示。确定的绝缘电阻可以(例如在通过测量得到电导时)是占空比的或耦合因数的严格单调下降的函数。例如,绝缘电阻的倒数可以线性地既位于测得的电导中、又位于占空比或耦合因数中。受控的占空比可以低于100%和/或高于0%,例如高于10%。与受控的占空比相应的耦合因数(例如,当耦合因数与相应的电导相乘地运算时)可以小于1而大于0,例如大于0.1。与检测得的占空比相应的耦合因数(例如,当耦合因数与相应的电阻相乘地运算时)可以大于1,可选地小于10。受控的占空比可以大于最小值(例如为5%、10%或20%)。每个受控制的工作状态都可以在相应的测量间隔内在时间上恒定。在每个测量间隔内控制的各工作状态的组合(或组装)在每个测量间隔内都可以是不同的。至少一个变流器可以包括逆变器和/或直流电压变换器。每个变流器都可以包括场效应晶体管作为开关元件。至少一个变流器可以分别给机动车的设备供电,或者把电能从所述设备引回到直流电网中。所述设备可以包括电机(驱动器和/或发电机)。参考电位可以包括机动车的导电的车身。通过纤维复合材料在电学上分开的各车身部分可以通过接地导线而电连接。控制机构可以被设计用于分别在多个测量间隔内控制多个变流器的工作状态。测量机构可以被设计用于在每个测量间隔内都测量电导。计算机构可以被设计用于针对每个变流器(或每个开关元件),根据测得的电导和受控的工作状态来计算绝缘电阻。变流器之一(例如逆变器)可以与用于驱动机动车的电机导电地连接。替代地或补充地,变流器之一(例如直流电压变换器)可以与机动车的助力转向机构的电驱动器导电地连接。替代地或补充地,变流器之一(例如直流电压转换器或变换器)可以与机动车的压缩机或泵导电地连接,例如与空调设备的压缩机、用于压缩空气的压缩机或者机动车的液压机构的油泵连接。所述函数可以包括用来加权绝缘电阻与受控的工作状态的相关性(Abhaengigkeit)的参数或耦合因数。计算机构可以包括存储器,在该存储器中存储着参数的特定于机动车的值。函数可以包括用来加权绝缘电阻与受控的工作状态的线性的相关性和/或非线性的相关性的参数或耦合因数。控制机构可以根据机动车的行驶状态来确定测量间隔。控制机构可以确定至少一个在时间上处于机动车的行驶准备建立之前和/或在时间上处于机动车的行驶准备撤销之后的测量间隔。根据另一方面提出一种机动车,其包括根据前述方面的装置。该机动车可以包括电的牵引蓄能器、至少一个与牵引蓄能器导电地连接的变流器和用于确定机动车中的绝缘电阻的装置。所述机动车可以是商用车,例如载重车或拖拉机(用于输送货物)和/或公交车(用于输送乘客),或者是轿车。附图说明前述特征可在任意组合中实现。本专利技术的其它特征和优点将在下面参照附图予以介绍。其中:图1为机动车的在其电网方面的示意图,其具有用于确定机动车中的绝缘电阻的装置的第一实施例;图2为用于确定机动车中的绝缘电阻的装置的第二实施例的示意性本文档来自技高网
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用于车辆中的绝缘监视的技术

【技术保护点】
1.一种用于确定机动车(100)中的绝缘电阻(162)的装置(150),包括:控制机构(156),该控制机构被设计用于在至少两个测量间隔内分别控制所述机动车(100)的至少一个与牵引蓄能器(110)导电地连接的变流器(120)的工作状态(124);测量机构(154),其带有测量端子(152)和接地端子(153),该测量端子与所述机动车(100)的电的牵引蓄能器(110)的至少一个直流电压极(112)导电地连接或能与其导电地连接,该接地端子与所述机动车(100)的参考电位(140)导电地连接或能与其导电地连接,其中,所述测量机构(154)被设计用于在所述至少两个测量间隔内分别测量在所述测量端子(152)与所述接地端子(153)之间的电导(160);和计算机构(158),该计算机构被设计用于作为至少两个测得的电导(160)与至少两个受控的工作状态的函数来确定绝缘电阻(162)。

【技术特征摘要】
2017.03.15 DE 102017002483.91.一种用于确定机动车(100)中的绝缘电阻(162)的装置(150),包括:控制机构(156),该控制机构被设计用于在至少两个测量间隔内分别控制所述机动车(100)的至少一个与牵引蓄能器(110)导电地连接的变流器(120)的工作状态(124);测量机构(154),其带有测量端子(152)和接地端子(153),该测量端子与所述机动车(100)的电的牵引蓄能器(110)的至少一个直流电压极(112)导电地连接或能与其导电地连接,该接地端子与所述机动车(100)的参考电位(140)导电地连接或能与其导电地连接,其中,所述测量机构(154)被设计用于在所述至少两个测量间隔内分别测量在所述测量端子(152)与所述接地端子(153)之间的电导(160);和计算机构(158),该计算机构被设计用于作为至少两个测得的电导(160)与至少两个受控的工作状态的函数来确定绝缘电阻(162)。2.如权利要求1所述的装置,其中,所述工作状态包括所述变流器(120)的至少一个开关元件(122)的开关状态和/或占空比。3.如权利要求2所述的装置,其中,确定的所述绝缘电阻(162)是所述占空比的严格单调下降的函数。4.如权利要求2或3所述的装置,其中,受控的所述占空比低于100%和/或高于10%。5.如权利要求1至4中任一项所述的装置,其中,每个受控制的工作状态(124)在相应的测量间隔内在时间上是恒定的。6.如权利要求1至5中任一项所述的装置,其中,至少一个所述变流器(120)包括逆变器和/或直流电压变换器。7.如权利要求1至6中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员:亚历山大·摩尔马库斯·休伯特斯蒂芬·索布尔
申请(专利权)人:曼卡车和巴士股份公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

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