[發明專利]用于檢測高電壓電池系統的絕緣電阻的裝置

有效

• 申請號: 201210344860.8
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN103048545A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: I.豪斯伯格;A.科伯;M.萊特納;R.曼迪克
• 申請（專利權）人: 麥格納電動汽車系統公司
• 主分類號: G01R27/14
• 分類號: G01R27/14
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 于小寧

技術領域

本發明涉及一種用于檢測優選為機動車輛的高電壓電池系統的絕緣電阻的裝置。

背景技術

需要監控電輔助或者完全電驅動的車輛的高電壓系統的絕緣水平。電池側的電壓具有高達數百伏，即HV范圍（高電壓范圍）的水平。在HV范圍內的電池通過高電壓接觸器以電流分布的形式耦合到高電壓元件。電流分布作用于例如用于驅動或發電機模式下的驅動機器的轉換器。繼而，在高電壓范圍內，轉換器施加交變電流（三相）到相應的機器。此外，也通過DC-到-DC轉換器提供為低電壓范圍（12V，24V）設計的車載電力供應系統。在這種情況下，高壓電和低壓電是彼此DC隔離的。在HV范圍內的所有線路（即直流側的正負線路）相對于車輛地（即車體）絕緣。

絕緣和線路配置使得在線路或端子中的絕緣故障不直接導致任何風險，即在殼體和地之間的危險接觸電壓。這樣的第一絕緣故障也不帶來電池端子的短路。這只是在第二條線路也有絕緣故障時的情況。為了盡早定位這樣的絕緣故障，提供絕緣檢測系統，作為車載的裝置，該絕緣檢測系統不斷地檢查絕緣狀態，并且將其指示給驅動器或者啟動安全措施。

DD?279?958?A1描述了在電驅動的車輛的情況下用于監控牽引電路相對于其他車輛部件的絕緣狀態的電路設置。提供了一種交流（AC）電壓發電機，它在一側與車輛地相鄰，并具有與最小允許絕緣電阻相匹配的內部電阻。交流電壓發電機經由電容器電路連接到要監控的牽引電路。輸出端子連接到閾值開關。閾值開關響應AC電壓的下沖（undershoot）。

DE?43?39?946?A1描述了用于未接地的直流系統的絕緣監控的方法。通過電阻系統耦合，施加交替不同的脈沖電壓值作為測量電壓。檢測在穩定狀態產生的測量電流。為了確定歐姆絕緣電阻，使用連續的測量電流值之間的差異。

在DE?196?1897?B4中描述了用于確定可再充電電池的絕緣電阻的電路設置。測量無負載電壓和負載電壓，為了這一目的，將兩個電容器串聯連接在電池端子之間。電容器的公共點通過泄漏電阻器連接到地。測量放大器通過開關組件連接預定的次數(times)，用于測量跨越電容器設置的局部電壓。

DE?10?2006?050?529?A1公開了用于對電驅動裝置的電源進行絕緣和接觸器監控的電路設置。高電壓電池和電力電子器件通過接觸器彼此連接。與車輛地連接的電壓源產生測量電壓。兩個電壓表測量由測量電壓相對于車輛地所產生的電壓階躍（steps）。電壓源通過測量電阻器以在饋電點和測量點之間至少連接一個接觸器的方式將測量電壓耦合到線路上。

為了檢查高電壓電池和高電壓系統的線路之間的接觸，DE?10?2008?012418?A1提出了一種電容器，該電容器與負載并聯布置，它通過預充電電阻器充電，并且在將它與電池斷開連接的狀態下被放電到規定的相對低的電壓值。所使用的電容器可以是逆變器（inverter）的中間電路的電容器。充電電阻器上的充電電流的缺失被評估為電池到高電壓系統的不當連接。

因此，本發明的目的在于提出一種用于檢測所述類型的高電壓電池系統的絕緣電阻的裝置，其具有改進的實施例，尤其是具有降低元件復雜度的目的。

發明內容

這個目的由一種用于檢測優選為機動車輛的高電壓電池系統的絕緣電阻的裝置實現，該裝置包括高電壓電池（HV_Bat）和通過可切換的接觸器(S_Main+,S_Main-)連接到電池端子的高電壓元件（HV_Comp），所述高電壓元件例如采用轉換器的形式，其中，提供以下組件用于檢測絕緣電阻：

-參考電阻器（R₀），其可以通過開關(S_Iso+,S_Iso-,S_Aux)可選地連接到高電壓電池（HV_Bat）的端子，以及用于檢測在相應端子和所述車輛（車體）的參考電勢之間存在的電壓的電壓測量裝置，

-電壓測量裝置，用于測量端子間的高電壓，

-耦合電路（R_Cpl），用于當接觸器（S_Main+,S_Main-）斷開時，監控外部高電壓元件。

根據本發明，作為一種用于檢測高電壓電池系統的絕緣電阻的裝置，包括：

-高電壓電池，

-高電壓元件，其例如采用轉換器的形式，它通過可切換的接觸器連接到電池端子，

提供以下組件：