绝缘监控器的制作方法

文档序号:15612605发布日期:2018-10-09 20:44阅读:170来源:国知局

本发明涉及一种用于监控车辆的第一高压电力网的绝缘状态和第二高压电力网的绝缘状态的方法。本发明另外涉及一种配置用于执行所提出的方法的绝缘监控器。



背景技术:

所有电气装置必须具有确定的绝缘特征,因为否则它们不能安全地运行。尤其带电压的部分,例如线缆必须与具有特别高的电阻的材料绝缘,从而待经由带电压的部分传导的电流仅行进经过带电压的部分并且避免相对周围环境的短路。

由于安全法规,所需要的是,车辆的带电压的部件、尤其是高压电力网的部分的这样的部件在其电绝缘方面被监控。

因为在带有电气驱动部的车辆的情况中通常使用多个高压电力网,因此通常使用多个绝缘监控器,它们相应地关联于电力网、例如高压电力网,并且在用于使电力网电绝缘的绝缘材料的可能的损坏方面监控高压电力网。

在德国印刷文献de102015200174a1中提出了一种用于检查整车电源的装置,其由两个经由联接器件相连接的高压电力网构成。

德国印刷文献de10141504a1公开了一种在两个或更多个电压整车电源的情况中利用多个监控模块识别故障情况的装置。

在德国印刷文献de102014204870a1中公开了一种在车辆的整车电源的情况中利用至少两个电流测量单元监控电绝缘的装置。



技术实现要素:

在该背景下,本发明的目的在于提供一种监控车辆的两个电压电力网的电绝缘的成本适宜的可能性。

为了实现前述目的,提出一种用于监控车辆的第一高压电力网的绝缘状态和至少一个另外的高压电力网的绝缘状态的方法,在其中单个绝缘监控器与第一高压电力网和至少一个另外的高压电力网相连接,并且在其中借助于绝缘监控器以周期性重复的顺序首先在第一高压电力网处执行第一绝缘测量并且紧接着在至少一个另外的高压电力网处执行相应另一绝缘测量。

由说明和从属权利要求得出本发明的设计方案。

所提出的方法尤其用于监控电绝缘,也就是说用于监控例如包围相应的线材的、用于多个高压电力网的护套层的完整性。为此设置成,单个绝缘监控器与相应的待测量的高压电力网电气连接。绝缘监控器例如可布置在变压器中,变压器联接在相应的高压电力网之间,以便于将设立在第一高压电力网中的第一电压位置(spannungslage)转变成设立在另一高压电力网中的另一电压位置。

为了可借助于单个绝缘监控器实现多个高压电力网的监控,根据本发明设置成,以周期性重复的检查循环在每个高压电力网处执行相应的绝缘测量(也就是说为了确定绝缘状态所执行的流程,例如设立检查电压以及紧接着的用于测定待检测的电阻的电流测量)。这意味着,通过绝缘监控器首先在第一高压电力网处执行第一绝缘测量,并且紧接着为每个另外的高压电力网执行另外的绝缘测量。相应地,以一循环的过程在相应的高压电力网处执行不同的绝缘测量。在此尤其设置成,在规定的时间间隔、优选地在30秒的时间间隔内执行在其中在所有高压电力网处执行绝缘测量至少一次的相应的检查循环。

尤其设置成,根据本发明设置的第一高压电力网与至少一个另外的高压电力网一同形成为车辆的相同或不同的部件供以电流的总电力网。尤其在相应的高压电力网处设立有第一电压并且在与该高压电力网相连接的相应的另外的高压电力网处设立有与第一电压不同的第二电压。第一高压电力网例如可以是车辆的车载电网,其与车辆的原电路一同形成车辆的供给电力网作为另外的高压电力网。

在本发明的上下文中的绝缘监控器理解成一种装置,其配置成用于在电气管线处执行绝缘测量。为此,绝缘监控器例如可包括电流测量设备和控制设备,借助于它们可分析通过电流测量设备测定的测量值。

在所提出的方法的一可能的设计方案中设置成,为了绝缘测量,利用第一阈值平衡在第一高压电力网处测定的第一电阻并且利用另一阈值平衡在至少一个另外的高压电力网处测定的另外的电阻,并且在其中对于第一电阻与第一阈值以超过第一公差值的数值偏差的情况而言,发出第一警告指示,并且在其中对于另外的电阻与另外的阈值以超过第二公差值的数值偏差的情况而言,发出另一警告指示。

为了监控或检查相应的高压电力网的绝缘状态,根据本发明设置成,绝缘监控器执行绝缘测量。为此,绝缘监控器可使用每种在技术上适用于测量或检查绝缘质量(isolationsguete)的方法。尤其设置成,绝缘监控器执行基于阻抗的方法,在其中在相应的待检查的高压电力网处设立检查电压并且同时测量经由高压电力网流出的电流。根据已知的检查电压和测得的电流可测定高压电力网的电阻。如果针对相应的高压电力网测定的电阻的相应的值与规定的阈值偏差,则可得出如下结果,即高压电力网的绝缘层被损坏,并且必须发出相应的故障通知。

为了规定在其中接受电阻的波动、更确切地说不引起故障通知的公差范围,可利用公差值平衡测定的相应的电阻与规定的相应的阈值相偏差的数值,从而仅当该数值大于公差值时,才发出故障通知。在此,可发出特定地用于在相应的高压电力网中的故障或者总地用于在由不同的高压电力网形成的总电力网中的故障的故障通知或警告指示。

因为电绝缘通常在超过较长时间范围的情况中会降低,因此可设置成,对于在相应的高压电力网处测定的电阻与规定的第一阈值以大于公差范围的数值相偏差的情况而言,发出警告指示,其说明电绝缘的轻微损坏。此外可设置成,对于在相应的高压电力网处测定的电阻与规定的第二阈值以大于公差范围的数值相偏差的情况,发出故障通知,其说明电绝缘的严重损坏。这种类型的故障通知例如可在短路的情况中出现。

可设想的是,根据包括高压电力网的车辆的状态和/或根据当前的周围环境条件、例如当前温度选择用于平衡相应的高压电力网的测定的相应的电阻值的阈值或公差值。

通过在不同的高压电力网处执行的不同的绝缘测量可以周期性重复的检查循环一件接一件地检查整个供给电力网。

在所提出的方法的另一可行的设计方案中,设置成,选择0.5秒与7.5秒之间的时间间隔、尤其刚好7秒的时间间隔来作为在相应的绝缘测量之间的周期长度。

例如在带有两个高压电力网的总电力网的情况中,为了产生在30秒内检查总电力网至少一次的检查循环,可设置成,在规定的0.5秒至7.5秒的时间间隔中检查两个高压电力网的相应的电极或管线。相应地,例如在间隔为7秒的情况中在28秒内执行四次测量并且相应地在30秒内执行。由此满足例如其在标准“vw80303/lv123”中详细说明的通常的安全要求。

在所提出的方法的另一可行的设计方案中,设置成,周期性重复的顺序根据以下模式进行:

a)在时间点t1在第一高压电力网的电气正荷载的部分处进行绝缘测量;

b)在时间点t2在第一高压电力网的电气负荷载的部分处进行绝缘测量;

c)在时间点t3在至少一个另外的高压电力网的电气正荷载的部分处进行绝缘测量;

d)在时间点t4在至少一个另外的高压电力网的电气负荷载的部分处进行电源测量,其中,在时间上相继选择时间点t1,t2,t3和t4。

通过在不同的、尤其在时间上相继的时间点t1至t4的绝缘测量可使用单个绝缘监控器来检查或监控带有多个、在前述示例所基于的情况中为两个高压电力网的总电力网。相应地,可在使用这种测量顺序的情况下有利地放弃附加的且相应昂贵的附加绝缘监控器。

此外,本发明涉及一种用于监控车辆的第一高压电力网的绝缘状态和至少一个另外的高压电力网的绝缘状态的绝缘监控器。设置成,绝缘监控器配置成用于以周期性重复的顺序首先在第一高压电力网处执行第一绝缘测量并且紧接着在至少一个另外的高压电力网处执行相应另一绝缘测量。

所提出的绝缘监控器尤其用于执行所提出的方法。

在所提出的绝缘监控器的一可能的设计方案中,设置成,绝缘监控器分配在车辆的整车电源变压器中。

因为燃料电池车辆的整车电源变压器、例如燃料电池变压器与多个高压电力网相连接,因此布置在整车电源变压器中的绝缘监控器可尤其高效地与相应的已经与整车电源变压器相连接的高压电力网相连接。为此,绝缘监控器可使用例如设置用于使相应的高压电力网与整车电源变压器相连接的电气连接,以便于在相应的高压电力网处执行绝缘测量方法。

在所提出的绝缘监控器的另一可能的设计方案中,设置成,绝缘监控器设计成独立于车辆的单元并且为此配置成,借助于至第一高压电力网的连接管线和至至少一个另外的高压电力网的连接管线来接入第一高压电力网和至少一个另外的高压电力网。

根据本发明的绝缘监控器显然还可设计成独立的单元或配电盒(schaltbox),并且例如作为监控模块与车辆、更确切地说车辆的相应的高压电力网相连接。为了使设计成独立的单元的绝缘监控器与车辆相连接,仅仅需要的是,使绝缘监控器与例如12伏特的电压供给相连接并且在绝缘监控器与相应的待监控的高压电力网之间提供电气连接。

在所提出的绝缘监控器的另一可能的设计方案中,设置成,绝缘监控器进一步配置成用于在30秒的间隔内在第一高压电力网处执行绝缘测量至少一次并且在至少一个另外的高压电力网处执行绝缘测量至少一次。

为了满足适用的安全法规,例如标准“vw80303/lv123”设置成,通过所提出的绝缘监控器每30秒彻底检查相应的总电力网至少一次。

由说明和附图得出另外的优点和设计方案。

应理解,前述和接下来仍要阐述的特征在不脱离本发明的范畴的情况下不仅可以相应说明的组合,而且还可以其它组合或独自来使用。

附图说明

根据实施形式在附图中示意性地示出本发明并且在参考附图的情况下示意性且详尽地说明本发明。

图1显示了根据本发明的绝缘监控器在带有两个高压电力网的总电力网中的一可能的设计方案。

具体实施方式

在图1中示出了总电力网1,其包括以燃料电池车辆的燃料电池的原电路形式的第一高压电力网3和以燃料电池车辆的车载电网形式的第二高压电力网5.

在第一高压电力网3与第二高压电力网5之间布置有绝缘监控器7。因为绝缘监控器7不可穿过在第一高压电力网3与第二高压电力网5之间布置的电压变压器11的阻塞二极管9执行检查,因此使绝缘监控器经由第一管线13和14与高压电力网3相连接,并且经由第二管线15和16与第二高压电力网5相连接。

为了针对总电力网1执行绝缘测量,绝缘监控器7在管线13,14,15和16处相继执行绝缘测量。为此,绝缘监控器7首先在管线13处设立检查电压并且测量流经管线13的电流。根据已知的检查电压和测得的电流,绝缘监控器7计算管线13的电阻并且将其以理论值平衡。如果管线13的电阻的值应与理论值偏差,则绝缘监控器7发出故障通知。在管线13处的绝缘测量结束之后,绝缘监控器7在管线14,15和16处执行相应的绝缘测量。在此可在相应的绝缘测量之间设置例如7秒的时间间隔,从而在30秒的时间窗内检查管线13,14,15和16一次且由此致使检查总电力网1一次。

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