[發(fā)明專利]用于監(jiān)控電源的源電壓和絕緣電阻的監(jiān)控設(shè)備、高壓系統(tǒng)以及用于操作監(jiān)控設(shè)備的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880056008.6
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號(hào): CN111051901B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 弗洛里安·梅厄;赫爾穆特·維斯
• 申請（專利權(quán)）人: 利薩·德雷克塞邁爾有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01R27/18
• 分類號(hào): G01R27/18;G01R31/385;G01R31/40;G01R1/28
• 代理公司: 北京卓孚律師事務(wù)所 11821
• 代理人: 任宇

本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控電源(12)的監(jiān)控設(shè)備(21)，其中，監(jiān)控設(shè)備(21)具有用于每個(gè)電極(13、14)的相應(yīng)的測量電路(26、27)，所述測量電路被設(shè)置成用于使所述電極(13、14)經(jīng)由分壓器(29、30)與參考電位(KL31)連接，其中，評估裝置(32)被設(shè)置成，相應(yīng)的分壓器(29、30)檢測相應(yīng)的電壓值(Um1、Um2)并且根據(jù)檢測到的所述電壓值(Um1、Um2)來確定針對所述源電壓(Ubat)的源電壓信息(22)。本發(fā)明規(guī)定，在所述測量電路(26、27)中的至少一者中，所述測量電路的總電阻(Rg+、Rg?)取決于相應(yīng)的開關(guān)元件(38)的開關(guān)狀態(tài)，并且所述評估裝置(32)被設(shè)置成，通過切換相應(yīng)的所述開關(guān)元件(38)來設(shè)定所述測量電路(29、30)的至少兩個(gè)預(yù)定的、不同的開關(guān)位態(tài)(S1、S2、S3)并且根據(jù)在每個(gè)所述開關(guān)位態(tài)(S1、S2、S3)下檢測到的電壓值(Um1、Um2)整體上確定針對電源(12)的絕緣電阻(Riso+、Riso?)的總的電阻信息(23)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控電源的源電壓和絕緣電阻的監(jiān)控設(shè)備。特別地，電源是直流電壓源。例如，它可以是電動(dòng)汽車的高壓電池。相應(yīng)地，本發(fā)明還包括具有電源和監(jiān)控設(shè)備的高壓系統(tǒng)。最后，本發(fā)明還包括用于操作監(jiān)控設(shè)備的方法。

背景技術(shù)

在電氣高壓系統(tǒng)中設(shè)置有電氣高壓電路，其相對于參考電位保持電氣絕緣。針對這種電氣絕緣，高壓電路的電纜和部件可以借助絕緣材料和/或通過空氣間隙與參考電位電氣地隔斷。在這種情況下，電氣絕緣不僅對于電源的正極有效，而且也對電源的負(fù)極有效，從而得到兩個(gè)相關(guān)的絕緣電阻。例如可以在電動(dòng)汽車中提供這種高壓系統(tǒng)。進(jìn)而，在這種汽車高壓系統(tǒng)中，可以通過高壓電池來提供高壓電路的電源。所述參考電位可以是接地電位，例如，在電動(dòng)汽車中可以將參考電位設(shè)置成所謂的端電位KL31。

在本發(fā)明的范圍內(nèi)，在直流電壓的情況下，“高壓”指的是具有大于60V并且優(yōu)選地小于1.5kV的值的電壓。在交流電壓的情況下，“高壓”指的是具有大于30V rms(均方根值)并且優(yōu)選地小于1kV rms的值的電壓。

在電氣高壓系統(tǒng)中，興趣點(diǎn)在于，借助本身不作為電氣高壓電路的組成部分而是在參考電位下操作的監(jiān)控設(shè)備相對于參考電位來監(jiān)控電源電極(正極和負(fù)極)之間的源電壓以及每個(gè)電源電極與參考電位之間作用的絕緣電阻，從而例如檢測電源的充電狀態(tài)和電氣絕緣件的磨損或損壞。為此可以設(shè)置測量電路。

從DE 10 2006 050 529 A1中已知這種用于監(jiān)控高壓電池的監(jiān)控設(shè)備。為測量相對于接地電位的電池電壓而設(shè)置有兩個(gè)具有分壓器的測量電路。為測量絕緣電阻而設(shè)置有兩個(gè)附加的測量電路。

現(xiàn)有技術(shù)中已知的解決方案是，一方面為了確定源電壓，另一方面為了確定絕緣電阻，為每個(gè)電極相應(yīng)地設(shè)置單獨(dú)的測量電路。線路費(fèi)用相應(yīng)地大。另外，存在在關(guān)閉電氣高壓電路的情況下(即，例如在關(guān)閉電動(dòng)汽車的情況下)使電源的靜態(tài)電流最小化的需求。即，在一個(gè)測量電路上，不允許存在來自電源的靜態(tài)電流。為此，每個(gè)測量電路必須能夠借助相應(yīng)的機(jī)械斷路開關(guān)與電源在電流上進(jìn)行隔斷。因此，對于每個(gè)測量電路，也需要相匹配的機(jī)械斷路開關(guān)，這會(huì)進(jìn)一步增加監(jiān)控設(shè)備的部件費(fèi)用。

從DE 10 2008 013 436 B4中已知借助單個(gè)的可切換的測量電路通過設(shè)定兩個(gè)開關(guān)位態(tài)來確定燃料電池堆的電氣絕緣的絕緣電阻。通過將測試電阻一次與絕緣電阻中的一個(gè)并聯(lián)并且然后再次與絕緣電阻斷開的方式來設(shè)定兩個(gè)開關(guān)位態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于低成本地提供一種用于監(jiān)控相對于參考電位絕緣的電路的(特別是高壓電路的)電源的監(jiān)控設(shè)備。

通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題來實(shí)現(xiàn)該目的，并且從屬要求以及說明書和附圖闡述了本發(fā)明的產(chǎn)生額外的優(yōu)勢的其它實(shí)施例。