机动车高压电网的预充电的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有高压电网和高压电压源，例如牵引用电池的机动车。属于本发明的是一种用于控制高压电压源接通到高压电网的方法。在本发明中，将高压电压理解为大于60伏特，特别是大于200伏特的直流电压。
【背景技术】
[0002]在机动车，特别是电驱动的机动车中可以设定，给电气负载供以高压电压。高压负载为此通过高压中间电路，例如汇流排与高压电压源耦连，该高压电压源例如是牵引用电池、具有整流器的高压发电机或燃料电池堆。高压负载和高压中间电路共同地形成高压电网，该高压电网由高压电压源供以电功率。高压负载例如可以是具有逆变器的电动机或空调设备。
[0003]在这样的高压车辆中通常进行用于给高压中间电路充电的预充电，以便给相对于高压电压源到高压电网的连接端有效的中间电路电容充电。在没有预充电的情况下，将由于非常高的接通电流损坏中间电路电容。同样在闭合时，没有预充电的情况下会损坏高压电压源的高压开关。在开始预充电之后，该预充电通常通过预充电继电器和预充电电阻实现，在预定的持续时间之后也在高压中间电路中实现由高压电压源产生的高压电压。该预充电通常持续短于一秒，例如几百毫秒。通常在电压偏差的情况下，也就是在高压电压源的高压电压与中间电路电压之间电压差的情况下已经在高压电压源与高压电网之间闭合第二主开关，该第二主开关与预充电继电器和预充电电阻并联。例如可以已经在小于10伏特的电压偏差的情况下接通主开关。
[0004]因为预充电必须是非常快速的，所以使用非常小的预充电电阻，该预充电电阻对于高压电网的部件具有不重要的值。然而，在此流过的预充电电流对于人员在电势上是危险的。尽可能快速预充电的原因在于:在机动车准备运行之前，在无故障的情况下驾驶员不应该不必要地等待。在高压电网中故障的情况下自然存在人员与高压电网的线路或装置接触的可能性。这特别是在车间中的情况，即如果例如在事故之后必须检查高压电网。如果损坏的高压电网接通到高压电压源，那么比较小的预充电电阻不提供保护，以便对已损坏的机动车进行试驾驶。可能的故障例如在于:在高压部件上未装配的螺纹触点导致高压线路在没有绝缘的情况下暴露在机动车中。如果人员在预充电期间接触这些触点，那么人员将遭受潜在危险的电击。
[0005]由文献DE 10 2008 012 418 Al已知用于机动车的高压系统，其中，在高压电池直接，也就是没有预充电电阻的情况下与高压中间电路连接之前，中间电路电容器可以通过预充电电阻充电。在预充电期间监测预充电电流。如果没有该预充电电流，那么推断出高压电池与高压电网缺少接触并且相应地中断预充电。在该系统中不利的是，在该测量期间可能流过如下电流，该电流由于小的预充电电阻对于人员是危险的。
[0006]由文献DE 10 2010 015 312 Al已知一种用于机动车的高压系统，该高压系统包括诊断装置，该诊断装置具有用于测量在中间电路电容器上的电压曲线的测量装置。特别是在中间电路电容器的最后充电过程期间测量并如下分析处理电压曲线，即是否可以推断出高压系统的失灵。而且在该系统中在检查失灵期间在高压电网中出现如下电流，该电流对于人员可能是具有生命危险的。
【发明内容】
[0007]本发明的任务在于，在具有高压电网和高压电压源的机动车中，在人员被伤害之前识别出高压电网中的故障。
[0008]该任务通过按照权利要求1的方法和按照权利要求6的机动车解决。本发明有利的改进通过从属权利要求给出。
[0009]通过本发明提供用于高压电网的电容的预充电，其中预充电扩展到车载电网故障的识别，也就是例如识别未连接的线路或中断的线路。预充电可理解为借助于高压电压源的预充电电流通过限制预充电电流的第一预充电电阻对高压电网的电容的已经在此描述的充电。
[0010]在按照本发明的方法中，在开始该原本的(以对于人员危险的预充电电流)预充电阶段之前，通过机动车的控制装置首先确定用于高压电网的电气运行参量的至少一个试验值。该方法开始于接收到接通命令，该接通命令表明:高压电压源应接通到高压电网。随后检查:哪个电容原本实际上在如下连接端上是有效/起作用的，高压电压源通过该连接端与高压电网连接。作为运行参量例如检查施加在连接端的两个触点(正和负)上的电压。如果在高压电网中电缆时切断/中断的或者电缆已经从高压部件松脱，那么在这些高压部件的电容与高压电压源的连接端之间没有电气连接。因此，在高压电压源的连接端上实际有效的电容比在完好的高压电网中必须的电容更小。然后，这可以在运行参量的试验值上识别到。在此，通常选择如下运行参量，该运行参量与在连接端上实际有效的电容有关。
[0011]仅当至少一个试验值满足预定的安全条件时，才将高压电压源的预充电电流通过第一预充电电阻朝连接端引导并且引导到高压电网中。否则阻断预充电电流。换言之，仅当根据至少一个试验值已经识别到高压电网的故障时，才完全不开始/导入原本的预充电阶段。
[0012]按照本发明的方法具有的优点是，在如下电气条件下确定试验值，其中对于人员而言，即便例如与高压电网的电气线路具有接触时也不会存在生命危险。在此也可以如此快速地确定至少一个试验值，使得在无故障情况下对于机动车驾驶员不产生启动过程的延迟。
[0013]按照本发明的机动车相应地具有高压电网和通过连接端连接到高压电网的高压电压源，特别是高压电池的电池单体。以自身已知的方式在按照本发明的机动车中提供预充电电路，该预充电电路具有可控的第一开关元件，该开关元件设计用于在电导通状态下将高压电压源通过第一预充电电阻以高压电压源的连接端连接到高压电网。通过第一预充电电流，所述快速但是危险的预充电是可能的。该控制装置设计为，根据接通命令产生用于第一开关元件的第一控制信号，从而使得预充电电流由高压电压源通过第一预充电电阻朝连接端流到高压电网中。在按照本发明的机动车中，现在该控制装置附加地设计为，实施按照本发明的方法的实施形式，并且在此仅当至少一个试验值满足预定的安全条件时才相应地产生第一控制信号。
[0014]相应地，在按照本发明的机动车中获得了与在按照本发明的方法中相同的优点。
[0015]在所述安全条件下关键在于，测量哪个运行参量，亦即哪个运行参量是至少一个试验值的基础。适合的安全条件在于，至少一个试验值分别必须位于在额定值区间内。额定值区间在此由至少一个额定值形成，如当实际有效的电容等于高压电网的常规电容时，也就是当高压负载以其相应的中间电路电容实际上也通过中间电路与连接端电气连接时，产生该额定值。如果电缆松脱或者出现其他车载电网故障，那么通常地实际有效的电容相比于高压电网的常规电容减小，因为一个或多个中间电路电容不再与高压电压源的连接端电气连接。
[0016]哪个运行参量可以用于确定试验值取决于机动车的结构类型，在该机动车中应实现本发明。例如可以在连接端上产生交流电压，特别是超过1000赫兹的高频交流电压，从而基于随后流过的交流电流可以推断实际上在高压电压源的连接端上有效的电容。
[0017]在本发明的一个优选实施形式中，但是为了确定至少一个试验值将试验电流从高压电压源自身通过第二预充电电阻引导到连接端。该第二预充电电阻具有比第一预充电电阻更大的电阻值。该实施形式具有的