[发明专利]用于电系统的多功能监控

说明书

技术领域

本发明涉及电系统、尤其具有电气驱动或者混合驱动的机动车辆中的电系统的监控和控制的技术领域。

背景技术

将完全地或者部分地通过电能驱动的车辆称作混合动力车辆或者电动车辆。所述能量通常来自储能系统，所述储能系统与其它功率电路的电连接要么必须永久地分离，要么可以动态地被切换。

这样的车辆要求一系列的监控功能和操作功能，以便监控安全相关的参数和相应地操控所述系统。

例如所有与储能系统永久地或者暂时地连接的功率电路相对于车载电网电压层面（充电电子设备、功率电子设备等）电分离的有效性出于安全原因必须通过足够大的电阻从确定的电压范围起被监控。DE 102 12 493 A1、DE 102 05 381 A1和DE 10 2006 050 529描述用于绝缘监控的已知的系统。

此外，危险的电压可能出乎意料地由开关的错误位置（Fehlstellungen）产生，其中所述开关建立或者中断与功率电路的连接。因此这样的错误位置应当尽可能快地被识别。

因为要连接的功率电路（电动机）是高电容性负载，所以经常设置预充电过程，所述预充电过程能够实现低耗损的切换过程。对此，负载侧短时间地通过串联电阻被接到源上。通过短缺的（knappe）时间窗引起地需要与电平有关的开关控制。

发明内容

本发明所基于的任务是：提供对完全或者部分电驱动的机动车辆的电系统的改善的和简单的监控。

所述任务通过独立专利权利要求的主题解决。本发明的有利的实施方式在从属权利要求中描述。

按照本发明的第一方面，用于监控和控制在具有电气驱动或者混合驱动的机动车辆中的电系统的设备被描述。所描述的设备具有以下：（a）用于提供在第一端子和参考端子之间的交流电压的第一交流电压源，（b）用于提供在第二端子和参考端子之间的交流电压的第二交流电压源，（c）用于检测第一端子和参考端子之间的第一电压的第一电压表，（d）用于检测第二端子和参考端子之间的第二电压的第二电压表，和（e）控制单元，所述控制单元被设立用于控制第一交流电压源和第二交流电压源，以及用于从第一电压表获得第一电压和从第二电压表获得第二电压，其中所述控制单元此外被设立用于（i）相对于与参考端子连接的电位测定用于与第一端子连接的组件的第一绝缘电阻和/或用于与第二端子连接的第二组件的第二绝缘电阻，（ii）测定与第一端子连接的电容性负载的预充电状态，所述电容性负载由与第二端子连接的电压供应装置预充电，和（iii）测定布置在两个组件之间的一个或多个开关的开关状态，其中两个组件中的一个与第一端子连接，并且两个组件中的另一个与第二端子连接。

所描述的设备所基于的认识是，用于测定绝缘电阻、预充电状态和开关状态的三个功能可以通过唯一的设备被执行，所述设备具有中央控制单元和各一个交流电压源和电压表的两个独立的组。因此所描述的设备能够尤其在不使用用于每个监控功能的各个专用监控装置的情况下实现在具有电气驱动或者混合驱动的机动车辆的电系统中对多个参数的高效的和便宜的监控。

在该文件中，“交流电压源”尤其表示用于产生具有关于振幅、频率和相位的预先给定的值的交流电压的发电机。

在该文件中，“第一端子”、“第二端子”和“参考端子”尤其表示电路中的各个电接触点或者连接位置。

在该文件中，“电压表”表示用于检测两个接触点之间的电压、尤其直流电压和/或交流电压的设备。

在该文件中，“控制单元”尤其表示具有处理器、存储器和接口的中央单元。

在该文件中，“绝缘电阻”尤其表示组件的接触点和参考电位之间的欧姆电阻分量。

在该文件中，“电容性负载的预充电状态”尤其表示负载的当前的电压和电容性负载在完全充电的状态下具有的电压之间的比例。

在该文件中，“开关状态”尤其表示开关的状态，也就是说所述开关是提供两个接触点之间的连接还是不提供连接。

所述控制单元可以是独立的单元或者被实现为其它单元的部分。所述控制单元尤其被设立用于，操控第一和第二交流电压源，使得所述第一和第二交流电压源提供各自的交流电压。所述控制单元尤其可以将振幅、频率和相位的各个值传送给每个交流电压源。所述控制单元此外被设立用于，从第一和第二电压表获得所测量的电压。电压测量可以作为数字信号或者作为模拟信号由电压表输出。在后者的情况下，所述控制单元可以将获得的信号转换为数字信号。基于电压表的所获得的信号，所述控制单元可以测定和存储第一和第二电压的各自的直流电压分量和/或各自的交流电压分量。