DE102009019277A1

DE102009019277A1 - Spannungsmessung von Hochspannungsbatterien für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

Info

Publication number: DE102009019277A1
Application number: DE102009019277A
Authority: DE
Inventors: Albert Trenchs Magana; Pere Lopez Veraguas
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2009-12-24
Also published as: US20090278545A1; US7982427B2; CN101576584A

Abstract

Es wird ein System für eine genaue Spannungsmessung einer Hochspannungsbatterie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge angegeben, das eine Spannungsmessungsschaltung mit einer analogen Erfassungsschaltung, einer Wellenerzeugungsschaltung und einem Vergleicher umfasst. Die analoge Erfassungschaltung erfasst die analoge Spannung der Hochspannungsbatterie. Die Wellenerzeugungsschaltung erzeugt ein analoges, periodisches Signal. Der Vergleicher empfängt die erfasste analoge Spannung und das analoge, periodische Signal aus der Wellenerzeugungsschaltung. Der Vergleicher erzeugt ein Ausgangssignal auf der Basis des Vergleichs zwischen den Eingaben, wobei das Ausgangssignal die Form eines digitalen, periodischen Signals aufweist, das die Spannung der Hochspannungsbatterie angibt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Spannungsmessung von Hochspannungsbatterien für Hybrid- und Elektrofahrzeuge.
Hybrid- und Elektrofahrzeuge verwenden Hochspannungsbatterien, um Strom zu Elektromotoren und anderen elektrischen Einrichtungen in dem Fahrzeug zuzuführen. Die Fahrzeuge enthalten weiterhin Niederspannungsbatterien (zum Beispiel eine 14-Volt-Batterie). Die Steuerung dieser elektrischen Module erfolgt auf der Niederspannungsseite des elektrischen Systems im Fahrzeug. Außerdem muss eine Isolation zwischen der Seite der Hochspannungsbatterie und der Seite der Niederspannungsbatterie des Systems vorgesehen sein.
Die Hochspannungsbatterien werden als Antriebsbatterien bezeichnet, weil sie Energie für den Antrieb des Fahrzeugs bereitstellen. In einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug ist die genaue Überwachung der einzelnen Spannungen der Antriebsbatterien sehr wichtig.
Eine genaue Überwachung ermöglicht ein effektives Laden der Batterien und eine effektive Steuerung der Entladung der Batterien während des Betriebs des Fahrzeugs. Eine wichtige Aufgabe des Batterieüberwachungssystems besteht darin, die Spannungsisolation zwischen den Antriebsbatterien und dem Niederspannungsteil des elektrischen Systems im Fahrzeug, der gewöhnlich als Fahrgestellerde bezeichnet wird, aufrechtzuerhalten.
Es sind verschiedene Ansätze zum Messen der Spannung von Antriebsbatterien zum Beispiel unter Verwendung von Spannungsteilungsnetzen oder geschalteten Eingängen zu einem Differentialverstärker und zum Aufrechterhalten der Spannungsisolation bekannt. Es sind sogar Schaltungen zum Erfassen der Batteriespannung mit einer Isolationsgrenze erhältlich, wobei aber die meisten dieser Schaltungen analoge Signale verwenden und deshalb eine Isolation zwischen der Batterieseite und der Fahrzeugseite (Fahrgestell) aufweisen müssen. Die bestehenden Schaltungen verwenden analoge Komponenten wie etwa lineare analoge Optokoppler oder isolierte analoge Verstärker.
Ein Problem der in diesen bestehenden Schaltungen verwendeten Komponenten besteht darin, dass unter Umständen schwerwiegende Probleme wie eine Nichtlinearität oder Variationen der Übertragungsverstärkung während der Lebensdauer der Komponente auftreten können, die zu Messfehlern führen. In den bestehenden Schaltungen müssen kostspielige Komponenten verwendet werden, um eine hohe Genauigkeit zu erzielen.
Das Problem der Übertragung von analogen Signalen über einen Optokoppler ist bekannt. Es wurde ein Ansatz zum Messen der Batteriespannung vorgeschlagen, bei dem ein Verstärkerausgang mit einem Analog-Digital-Wandler verbunden ist, der wiederum mit dem Optokoppler verbunden ist.
Hintergrundinformationen hierzu sind in den US-Patenten Nr. 5,712,568 und 6,362,627 zu finden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Ansatz für eine genaue Spannungsmessung einer Hochspannungsbatterie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge anzugeben, wobei eine Isolationsgrenze zwischen der Seite der Hochspannungsbatterie und der Niederspannungsseite des Fahrzeugs (Fahrgestellerde) vorgesehen ist.
Gemäß der Erfindung wird die Hochspannungsbatterie eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs mittels einer Isolationsgrenze gemessen. Insbesondere wird die Hochspannungsbatterie unter Verwendung eines periodischen Signals mit einer Pulsweitenmodulation (PWM) gemessen. Die Ausführungen der Erfindung können eine Simplexschaltung verwenden, um die Kosten zu reduzieren. Weiterhin vermindert die Digitalisierung des gemessenen Signals zu einem periodischen Signal mit PWM die Anfälligkeit gegenüber Störungen im Hochspannungssystem.
Gemäß der Erfindung umfasst eine Spannungsmessschaltung zum Messen der Hochspannungsbatterie eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs eine analoge Erfassungsschaltung zum Erfassen der Spannung der Hochspannungsbatterie. Die analoge Erfassungsschaltung erzeugt ein analoges Signal, das die Spannung der Hochspannungsbatterie angibt. Die Spannungsmessungsschaltung umfasst weiterhin eine Wellenerzeugungsschaltung zum Erzeugen eines analogen, periodischen Signals.
Ein Vergleicher weist einen ersten Eingang auf, an dem ein analoges Signal empfangen wird, das die Spannung der Hochspannungsbatterie angibt. Der Vergleicher weist weiterhin einen zweiten Eingang auf, an dem das analoge, periodische Signal aus der Wellenerzeugungsschaltung empfangen wird. Der Vergleicher erzeugt eine Ausgabe auf der Grundlage des Vergleichs der zwei Eingänge. Die Ausgabe weist die Form eines digitalen, periodischen Signals auf, das die Spannung der Hochspannungsbatterie angibt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das analoge, periodische Signal eine Sägezahnwelle. Das Ausgangssignal aus dem Vergleicher weist also dieselbe Periode auf wie das analoge, periodische Signal aus der Wellenerzeugungsschaltung. Weiterhin weist das Ausgangssignal aus dem Vergleicher eine Pulsweite auf, die die Spannung an der Hochspannungsbatterie angibt.
Es ist zu beachten, dass die Sägezahnwelle die bevorzugte Form des analogen, periodischen Signals aus der Wellenerzeugungsschaltung ist. In alternativen Ausführungsformen können aber auch andere analoge, periodische Signale verwendet werden. Die Sägezahnwelle sorgt vorteilhaft dafür, dass die Pulsweite des Ausgangssignals aus dem Vergleicher proportional zu der Spannung an der Hochspannungsbatterie ist. Auch bei Verwendung eines anderen analogen, periodischen Signals aus dem Wellenerzeuger kann die Ausgabe aus dem Vergleicher die Form eines digitalen, periodischen Signals aufweisen; die Wahl des analogen, periodischen Signals hat jedoch Einfluss darauf, wie die Spannung der Hochspannungsbatterie in der Ausgabe aus dem Vergleicher angegeben wird.
1 ist ein schematisches Diagramm einer Schaltung zum Messen der Spannung der Hochspannungsbatterie eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs gemäß der Erfindung.
2 ist ein detailliertes, schematisches Diagramm des Spannungsteilers.
3 ist ein detailliertes, schematisches Diagramm des Sägezahnwellenerzeugers.
4 ist ein detailliertes, schematisches Diagram des Vergleichers und des Optokopplers.
1–4 zeigen eine Schaltung zum Messen der Spannung der Hochspannungsbatterie eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs in einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. In 1 ist das Gesamtsystem durch das Bezugszeichen 10 angegeben. Das System 10 umfasst eine Spannungsmessungsschaltung, die eine analoge Erfassungsschaltung 12 zum Erfassen einer analogen Spannung der Hochspannungsbatterie 20 umfasst. Eine Wellenerzeugungsschaltung 14 erzeugt ein analoges, periodisches Signal. Ein Vergleicher 16 empfängt die erfasste analoge Spannung von der analogen Erfassungsschaltung 12 und empfängt das analoge, periodische Signal aus der Wellenerzeugungsschaltung 14. Der Vergleicher 16 erzeugt ein Ausgangssignal auf der Basis des Vergleichs zwischen den beiden Eingaben. Ein Optokoppler 18 empfängt das Ausgangssignal aus dem Vergleicher und gibt ein digitales Ausgangssignal in der Form eines digitalen, periodischen Signals 32 aus. Das digitale, periodische Signal gibt die Spannung der Hochspannungsbatterie 20 an. Der Optokoppler 18 sieht eine Isolationsgrenze 30 zwischen der Hochspannungsbatterie und einem das digitale Ausgangssignal 32 empfangende Niederspannungssystem vor.
In der bevorzugten Ausführungsform weist das System 10 eine hohe Genauigkeit auf. Der Messfehler hängt nur vor den Toleranzwerten der Komponenten des Spannungsteilers und des Spannungsbezugs ab, wobei die Toleranzwerte der Wellenerzeugungsschaltung 14 die Endmessung nicht beeinflussen.
2 zeigt die analoge Erfassungsschaltung 12, die die Form eines Spannungsteilers aufweist, im weiteren Detail. Die Schaltung 12 enthält einen einfachen Spannungsteiler, der aus den Widerständen R37, R36, R35 und R51 besteht, und einen Operationsverstärker U3:B in einer Spannungsfolgerkonfiguration. Die Schaltung 12 enthält auch einen Kondensator C43, um ein Tiefpassfilter vorzusehen. Die Schaltung 12 sieht ein Niederspannungssignal vor, das proportional zu der Hochspannungsbatterie ist.
3 zeigt die Wellenerzeugungsschaltung 14, die die Form eines Sägezahnwellenerzeugers aufweist, im größeren Detail. Eine Rampenerzeugungsschaltung lädt einen Kondensator C52 mit einer Konstantstromquelle. Dieser Teil der Schaltung wird durch den Kondensator C52, einen Operationsverstärker U3:A, eine Bezugsspannung 40 und verschiedene Widerstände gebildet. Insbesondere setzt der Vergleicher U4:B den Spannungskondensator C52 zurück, wenn die Ausgangsrampe den Spannungsbezug erreicht, um ein periodisches Signal zu erzeugen. Wie gezeigt, liegt die Bezugsspannung bei 8 Volt.
Für die Erläuterung des Betriebs der Schaltung 14 soll zu Beginn angenommen werden, dass der Kondensator C52 vollständig entladen ist. Wenn der MOSFET Q5 geöffnet wird und der Kondensator C52 mit dem Laden zu der Versorgungsspannung beginnt, wird die Spannung linear erhöht, weil der Strom konstant ist. Wenn die Spannung des Kondensators C52 gleich der Bezugsspannung ist, aktiviert der Vergleicher U4:B den MOSFET Q5 und schließt den Kondensator C52 mittels des Widerstands R67 zu der Erde kurz. Der Kondensator C52 wird dann entladen. Sobald die Spannung niedrig geht, öffnet der Vergleicher U4:B den MOSFET Q5 und beginnt der Kondensator D52 wieder mit dem Laden.
Insbesondere besteht der Spannungsregler 40 aus dem Nebenschlussregler U7, den Widerständen R62, R66 und R72 und dem Kondensator C53. Der Spannungsregler 40 sieht eine Bezugsspannung von 8 Volt vor. Der Vergleicher U4:B ist mit dem Eingangswiderstand R63, dem Widerstand R64 und der Diode D5 in einer positiven Rückkopplungsschleife angeordnet. Der Vergleicher U4:B empfängt das Ausgaberampensignal an dem negativen Eingang. Der Ausgang des Vergleichers U4:B ist über den Transistor Q4 und den Widerstand R73 mit dem MOSFET Q5 verbunden. Wenn der MOSFET Q5 offen ist, lädt der Kondensator C52. Wenn der MOSFET Q5 geschlossen ist, entlädt sich der Kondensator C52 über den Widerstand R67 und den Verlust bei Q5. Die Spannung an dem Kondensator C52 ist mit dem Operationsverstärker U3:A verbunden, der in einer Spannungsfolgerkonfiguration vorgesehen ist. Der Nebenschlussregler U5, der Widerstand R55 und die Spannungsquelle 42 sehen eine geregelte Spannung in Bezug auf die Ausgabe aus dem Operationsverstärker vor, um einen konstanten Ladestrom über den Widerstand R61 aufrechtzuerhalten. Der Kondensator C44 ist auf der Seite der hohen Versorgung für den Operationsverstärker U3:A vorgesehen.
4 zeigt die Vergleicherschaltung 16. Wie gezeigt, nimmt der Vergleicher U4:A zwei analoge Eingangssignale an. Der Vergleicher U4:A empfängt die Sägezahnwelle aus der Wellenerzeugungsschaltung und das erfasste analoge Signal aus dem Spannungsbatterieteiler. Der Vergleicher U4:A ist mit dem Eingangswiderstand R50, dem Widerstand R56 der positiven Rückkopplungsschleife und der Diode D4 angeordnet. Der Kondensator C30 ist auf der Seite der hohen Versorgung für den Vergleicher U4:A angeordnet. Der Vergleicher U4:A erzeugt eine Pulsweitenmodulation auf der Ausgabe, wobei die Pulsweite des Ausgangssignals proportional zu der Batteriespannung ist und die Periode des Ausgangssignals gleich der Periode der Sägezahnwelle ist. Der Optokoppler 18 (U6) sendet das pulsweitenmodulierte Signal von der Seite der Hochspannungsbatterie zu der Seite des Fahrzeugs, um eine Isolation vorzusehen.
Insbesondere ist der Ausgang des Vergleichers U4:A über den Transistor Q1 und den Widerstand R52 mit dem Optokoppler 18 (U6) verbunden. Auf der Ausgangsseite des Optokopplers 18 sind der Widerstand R53 und die Kondensatoren D46 und D45 angeordnet, um das digitale Ausgangssignal für die Hochspannungsüberwachung an dem Bezugszeichen 40 vorzusehen. Ein Mikrocontroller misst beide Parameter, d. h. die Pulsweite des Ausgangssignals und die Periode des Ausgangssignals, und berechnet die Spannung der Hochspannungsbatterie. Insbesondere ermöglichen das Verhältnis der Pulsweite zu der Periode, das Spannungsteilungsverhältnis und die Bezugsspannung eine Berechnung der Spannung der Hochspannungsbatterie.
Die Erfindung bietet zahlreiche Vorteile. Zum Beispiel wird der Wert der Spannung der Hochspannungsbatterie zu einem digitalen Signal gewandelt und über einen digitalen, isolierten Optokoppler zu der Niederspannungsseite des Fahrzeugs gesendet. Dabei haben die Nichtlinearität und Variationen der Übertragungsverstärkung keinen Einfluss auf die Endmessung. Außerdem sind keine Hochgeschwindigkeitskomponenten (Verstärker, Optokoppler) erforderlich, weil die Frequenz des Ausgangssignals zum Beispiel bei 100 Hz liegen kann.
Es wurden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und gezeigt, wobei die Erfindung nicht auf die beschriebenen und gezeigten Ausführungsformen beschränkt ist. Die Beschreibung ist beispielhaft und nicht einschränkend aufzufassen, wobei zu beachten ist, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 5712568 [0008]
- US 6362627 [0008]

Claims

System für eine genaue Spannungsmessung einer Hochspannungsbatterie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge, wobei das System umfasst: eine Spannungsmessschaltung, die eine analoge Erfassungsschaltung (12) zum Erfassen einer analogen Spannung der Hochspannungsbatterie (20), eine Wellenerzeugungsschaltung (14) zum Erzeugen eines analogen, periodischen Signals und einen Vergleicher (16) enthält, wobei der Vergleicher (16) einen ersten Eingang, an dem die erfasste analoge Spannung aus der analogen Erfassungsschaltung (12) empfangen wird, und einen zweiten Eingang, an dem das analoge, periodische Signal aus der Wellenerzeugungsschaltung (14) empfangen wird, aufweist, wobei der Vergleicher (16) ein Ausgangssignal auf der Basis des Vergleichs zwischen dem ersten und dem zweiten Eingang erzeugt, und einen Optokoppler (18), der das Ausgangssignal aus dem Vergleicher (16) empfängt und ein digitales Ausgangssignal in der Form eines digitalen, periodischen Signals ausgibt, das die Spannung der Hochspannungsbatterie (20) angibt, wobei der Optokoppler (18) eine Isolationsgrenze zwischen der Hochspannungsbatterie (20) und einem das digitale Ausgangssignal empfangenden Niederspannungssystem vorsieht.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Erfassungsschaltung (12) einen Spannungsteiler (R37, R36, R35, R51) umfasst.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Erfassungsschaltung (12) weiterhin einen Operationsverstärker (U3:A) in einer Spannungsfolgerkonfiguration umfasst, wobei der Spannungsteiler (R37, R36, R35, R51) mit dem Operationsverstärker (U3:A) verbunden ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenerzeugungsschaltung (14) einen Sägezahnwellenerzeuger umfasst und das analoge, periodische Signal eine Sägezahnwelle ist, wobei das digitale Ausgangssignal eine Pulsweite aufweist, die die Spannung der Hochspannungsbatterie (20) angibt.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenerzeugungsschaltung (14) weiterhin umfasst: einen Kondensator (C52), eine Konstantstromquelle zum Laden des Kondensators (C52), einen Operationsverstärker (U3:A) in einer Spannungsfolgerkonfiguration, wobei der Operationsverstärker (U3:A) einen Eingang, der mit dem Kondensator (C52) verbunden ist, und einen Ausgang, der die Sägezahnwelle ausgibt, aufweist, und einen Vergleicher (U4:B), der einen ersten Eingang, an dem eine Bezugsspannung empfangen wird, und einen zweiten Eingang, an dem die Ausgabe aus dem Operationsverstärker (U3:A) empfangen wird, aufweist, wobei der Vergleicher (U4:B) die Kondensatorspannung zurücksetzt, wenn die Ausgabe aus dem Operationsverstärker (U3:A) die Bezugsspannung erreicht, um die Sägezahnwelle zu erzeugen.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenerzeugungsschaltung (14) weiterhin umfasst: einen Transistor (Q5), der über den Kondensator (C52) verbunden ist, wobei der Vergleicher (U4:B) die Kondensatorspannung zurücksetzt, indem er den Transistor (Q5) aktiviert.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenerzeugungsschaltung (14) weiterhin umfasst: einen Kondensator (C52), eine Konstantstromquelle zum Laden des Kondensators (C52), und einen Vergleicher (U4:B), der einen ersten Eingang, an dem eine Bezugsspannung empfangen wird, und einen zweiten Eingang, an dem eine die Kondensatorspannung angebende Spannung empfangen wird, aufweist, wobei der Vergleicher (U4:B) die Kondensatorspannung zurücksetzt, wenn die Kondensatorspannung die Bezugsspannung erreicht, um die Sägezahnwelle zu erzeugen.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenerzeugungsschaltung (14) weiterhin umfasst: einen Transistor (Q5), der über den Kondensator (C52) verbunden ist, wobei der Vergleicher (U4:B) die Kondensatorspannung zurücksetzt, indem er den Transistor (Q5) aktiviert.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenerzeugungsschaltung (14) weiterhin umfasst: einen Kondensator (C52), einen Widerstand (R61), der mit dem Kondensator (C52) verbunden ist, einen Operationsverstärker (U3:A) in einer Spannungsfolgerkonfiguration, wobei der Operationsverstärker (U3:A) einen Eingang, der mit dem Kondensator (C52) verbunden ist, und einen Ausgang, der die Sägezahnwelle ausgibt, aufweist, einen Spannungsregler (U5), der mit einer Spannungsquelle und mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (U3:A) verbunden ist, wobei der Spannungsregler (U5) eine geregelte Spannung in Bezug auf die Ausgabe aus dem Operationsverstärker (U3:A) ausgibt, wobei die geregelte Spannung den Kondensator (C52) über den Widerstand (R61) lädt, um ein Laden mit einem konstanten Strom vorzusehen, und einen Vergleicher (U4:B), der einen ersten Eingang, an dem eine Bezugsspannung empfangen wird, und einen zweiten Eingang, an dem die Ausgabe aus dem Operationsverstärker (U3:A) empfangen wird, aufweist, wobei der Vergleicher (U4:B) die Kondensatorspannung zurücksetzt, wenn die Ausgabe aus dem Operationsverstärker (U3:A) die Bezugsspannung erreicht, um die Sägezahnwelle zu erzeugen.
System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenerzeugungsschaltung (14) weiterhin umfasst: einen Transistor (Q5), der über den Kondensator (C52) verbunden ist, wobei der Vergleicher (U4:B) die Kondensatorspannung zurücksetzt, indem er den Transistor (Q5) aktiviert.
System für eine genaue Spannungsmessung einer Hochspannungsbatterie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge, wobei das System umfasst: eine Spannungsmessungsschaltung, die eine analoge Erfassungsschaltung (12) zum Erfassen einer analogen Spannung der Hochspannungsbatterie (20), eine Wellenerzeugungsschaltung (14) zum Erzeugen eines analogen, periodischen Signals und einen Vergleicher (16) enthält, wobei der Vergleicher (16) einen ersten Eingang, an dem die erfasste analoge Spannung aus der analogen Erfassungsschaltung (12) empfangen wird, und einen zweiten Eingang, an dem das analoge, periodische Signal aus der Wellenerzeugungsschaltung (14) empfangen wird, aufweist, wobei der Vergleicher (16) ein Ausgangssignal auf der Basis des Vergleichs zwischen dem ersten und dem zweiten Eingang erzeugt, wobei das Ausgangssignal die Form eines digitalen, periodischen Signals aufweist, das die Spannung der Hochspannungsbatterie (20) angibt.
System nach Anspruch 11, weiterhin gekennzeichnet durch: einen Optokoppler (18), der das Ausgangssignal des Vergleichers (16) empfängt und ein digitales Ausgangssignal ausgibt, wobei der Optokoppler (18) eine Isolationsgrenze zwischen der Hochspannungsbatterie (20) und einem das digitale Ausgangssignal aus dem Optokoppler (18) empfangenden Niederspannungssystem vorsieht, wobei die Wellenerzeugungsschaltung (14) weiterhin umfasst: einen Kondensator (C52), und eine Stromquelle zum Laden des Kondensators (C52).
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Erfassungsschaltung (12) einen Spannungsteiler (R37, R36, R35, R51) umfasst.
System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Erfassungsschaltung (12) einen Operationsverstärker (U3:B) in einer Spannungsfolgerkonfiguration umfasst, wobei der Spannungsteiler (R37, R36, R35, R51) mit dem Operationsverstärker (U3:B) verbunden ist.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenerzeugungsschaltung (14) weiterhin einen Operationsverstärker (U3:A) umfasst und das analoge, periodische Signal eine Sägezahnwelle ist, wobei das Ausgangssignal aus dem Vergleicher (16) eine Pulsweite aufweist, die die Spannung der Hochspannungsbatterie (20) angibt.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenerzeugungsschaltung (14) weiterhin umfasst: einen Kondensator (C52), eine Konstantstromquelle zum Laden des Kondensators (C52), und einen Vergleicher (U4:B), der einen ersten Eingang, an dem eine Bezugsspannung empfangen wird, und einen zweiten Eingang, an dem eine die Kondensatorspannung angebende Spannung empfangen wird, aufweist, wobei der Vergleicher (U4:B) die Kondensatorspannung zurücksetzt, wenn die Kondensatorspannung die Bezugsspannung erreicht, um das analoge, periodische Signal zu erzeugen.
System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenerzeugungsschaltung weiterhin umfasst: einen Transistor (Q5), der über den Kondensator (C52) verbunden ist, wobei der Vergleicher (U4:B) die Kondensatorspannung zurücksetzt, indem er den Transistor (Q5) aktiviert.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenerzeugungsschaltung (14) weiterhin umfasst: einen Kondensator (C52), einen Widerstand (R61), der mit dem Kondensator (C52) verbunden ist, einen Operationsverstärker (U3:A) in einer Spannungsfolgerkonfiguration, wobei der Operationsverstärker (U3:A) einen Eingang, der mit dem Kondensator (C52) verbunden ist, und einen Ausgang, an dem das analoge, periodische Signal ausgegeben wird, aufweist, einen Spannungsregler (U5), der mit einer Spannungsquelle (42) und mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (U3:A) verbunden ist, wobei der Spannungsregler (U5) eine geregelte Spannung in Bezug auf die Ausgabe aus dem Operationsverstärker (U3:A) ausgibt, wobei die geregelte Spannung den Kondensator (C52) über den Widerstand (R61) lädt, und einen Vergleicher (U4:B), der einen ersten Eingang, an dem eine Bezugsspannung empfangen wird, und einen zweiten Eingang, an dem die Ausgabe aus dem Operationsverstärker (U3:A) empfangen wird, aufweist, wobei der Vergleicher (U4:B die Kondensatorspannung zurücksetzt, wenn die Ausgabe aus dem Operationsverstärker (U3:A) die Bezugsspannung erreicht, um das analoge, periodische Signal zu erzeugen.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenerzeugungsschaltung weiterhin umfasst: einen Transistor (Q5), der über den Kondensator (C52) verbunden ist, wobei der Vergleicher (U4:B) die Kondensatorspannung zurücksetzt, indem er den Transistor (Q5) aktiviert.
Verfahren für eine genaue Spannungsmessung einer Hochspannungsbatterie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Erfassen einer analogen Spannung der Hochspannungsbatterie, Erzeugen eines analogen, periodischen Signals, und Vergleichen der erfassten analogen Spannung mit dem analogen, periodischen Signal, um ein Ausgangssignal auf der Basis des Vergleichs zu erzeugen, wobei das Ausgangssignal die Form eines digitalen, periodischen Signals aufweist, das die Spannung der Hochspannungsbatterie angibt.