DE102013209142A1 - Method for determining an insulation resistance of a power supply network of a vehicle comprising several subnetworks - Google Patents

Method for determining an insulation resistance of a power supply network of a vehicle comprising several subnetworks Download PDF

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Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung eines Isolationswiderstands eines mehrere Teilnetze (31, 32, 33, 34) umfassenden Energieversorgungsnetzwerks (30) eines Fahrzeugs, wobei die mehreren Teilnetze über aktiv steuerbare Trennelemente (21, 23) oder über passive Trennelemente (22) elektrisch miteinander verbindbar oder voneinander trennbar sind. Jedes der aktiven und passiven Trennelemente (21, 22, 23) kann als Zustand einen ersten, leitenden oder einen zweiten, sperrenden Zustand annehmen. In einem Schritt a) wird der Zustand aller Trennelemente (21, 22, 23) des Energieversorgungsnetzwerks (30) ermittelt, wobei die zu einem Zeitpunkt ermittelten Zustände aller Trennelemente (21, 22, 23) eine Zustandskombination der Trennelemente (21, 22, 23) repräsentieren. In einem Schritt b) wird ein Gesamt-Isolationswiderstand (RISO) des Energieversorgungsnetzwerks (30) ermittelt, wobei der Gesamt-Isolationswiderstand (RISO) des Energieversorgungsnetzwerks (30) der zum Zeitpunkt der Widerstandsermittlung ermittelten Zustandskombination zugeordnet wird, und wobei der Gesamt-Isolationswiderstand (RISO) und die zugeordnete Zustandskombination als Messung gespeichert werden. Die Schritte a) und b) werden zumindest einmal wiederholt, wobei aus der Mehrzahl an Messungen für jedes der Teilnetze (31, 32, 33) ein Isolationswiderstand (R1, R2, R3, R4) ermittelt wird.The invention relates to a method for determining an insulation resistance of a vehicle energy supply network (30) comprising a plurality of subnetworks (31, 32, 33, 34), the plurality of subnetworks being electrically controlled via actively controllable separating elements (21, 23) or via passive separating elements (22) can be connected or separated from one another. Each of the active and passive isolating elements (21, 22, 23) can assume a first, conductive or a second, blocking state. In step a), the state of all the separating elements (21, 22, 23) of the energy supply network (30) is determined, the states of all the separating elements (21, 22, 23) determined at one point in time being a combination of states of the separating elements (21, 22, 23 ) represent. In a step b), an overall insulation resistance (RISO) of the energy supply network (30) is determined, the total insulation resistance (RISO) of the energy supply network (30) being assigned to the combination of states determined at the time the resistance was determined, and the total insulation resistance ( RISO) and the assigned state combination can be saved as a measurement. Steps a) and b) are repeated at least once, an insulation resistance (R1, R2, R3, R4) being determined from the plurality of measurements for each of the subnetworks (31, 32, 33).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Isolationswiderstands eines mehrere Teilnetze umfassenden Energieversorgungsnetzwerks eines Fahrzeugs, wobei die mehreren Teilnetze über aktiv steuerbare Trennelemente oder über passive Trennelemente elektrisch miteinander verbindbar oder voneinander trennbar sind, und wobei jedes der aktiven und passiven Trennelemente als Zustand einen ersten, leitenden oder einen zweiten, sperrenden Zustand annehmen kann. Insbesondere wird das Verfahren in einem elektrisch betriebenen Fahrzeug oder einem Hybridfahrzeug für die dort vorhandenen Hochvolt-Bordnetze, welche zur Versorgung von für den Antrieb notwendigen Komponenten dienen, durchgeführt.The invention relates to a method for determining an insulation resistance of a power supply network of a vehicle comprising several subnetworks, wherein the plurality of subnetworks are electrically connectable or separable via actively controllable isolators or passive isolators, and wherein each of the active and passive isolators is a first, can assume a conductive or a second, blocking state. In particular, the method is carried out in an electrically operated vehicle or a hybrid vehicle for the high-voltage vehicle electrical systems existing there, which serve to supply components necessary for the drive.

Die Bestimmung eines Isolationswiderstands des Energieversorgungsnetzwerks in einem elektrisch betreibbaren Fahrzeug erfolgt durch eine dem Fachmann prinzipiell bekannte Isolationsmessung während des Betriebs des Fahrzeugs. Das elektrisch betreibbare Fahrzeug kann ein rein elektrisch betriebenes Fahrzeug sein oder ein Hybridfahrzeug, welches über eine Kombination von Verbrennungsmotor und Elektromotor verfügt. Der ermittelte Isolationswiderstand des Energieversorgungsnetzwerks muss einen gesetzlich vorgegebenen Grenzwert erfüllen. Wird bei der Messung der Grenzwert verletzt, wird eine den Fehler anzeigende Nachricht oder Kontrollleuchte aktiviert.The determination of an insulation resistance of the energy supply network in an electrically operable vehicle takes place by means of an isolation measurement, which is known in principle to a person skilled in the art, during operation of the vehicle. The electrically operable vehicle may be a purely electrically powered vehicle or a hybrid vehicle having a combination of internal combustion engine and electric motor. The determined insulation resistance of the power supply network must meet a legally prescribed limit. If the limit value is violated during the measurement, a message or warning light indicating the error is activated.

Das Energieversorgungsnetzwerk von Fahrzeugen wird mit der zunehmenden Elektrifizierung immer komplexer. Es ist daher in Teilnetze unterteilt, die über aktiv steuerbare Trennelemente oder über passive Trennelemente elektrisch miteinander verbindbar oder voneinander trennbar sind. Trennelemente sind allgemein Schaltelemente, wie z. B. Schütze, Halbleiterschaltelemente, Schaltelementkombinationen, (pyrotechnische) Sicherungen, aber auch Dioden und dergleichen. Die Isolationsmessung lässt im Falle eines Fehlers, d. h. einer Verletzung des Grenzwerts, keinen Rückschluss darauf zu, in welchem der Teilnetze der Isolationswiderstand nicht eingehalten ist.The energy supply network of vehicles is becoming more and more complex with increasing electrification. It is therefore subdivided into subnetworks which can be electrically connected or disconnected from one another via actively controllable separating elements or via passive separating elements. Dividers are generally switching elements, such. As contactors, semiconductor switching elements, switching element combinations, (pyrotechnic) fuses, but also diodes and the like. The insulation measurement leaves in the case of an error, i. H. a violation of the limit, no conclusion as to which of the subnets the insulation resistance is not met.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, welches die Eingrenzung des Orts einer Isolationsverletzung in einem mehrere Teilnetze umfassenden Energieversorgungsnetzwerks eines Fahrzeugs erlaubt. Es ist weiter Aufgabe der Erfindung ein entsprechendes Computerprogrammprodukt und eine Vorrichtung anzugeben, welche die Eingrenzung des Orts einer Isolationsverletzung in einem mehrere Teilnetze umfassenden Energieversorgungsnetzwerks eines Fahrzeugs erlaubt.It is an object of the present invention to provide a method which allows the delimitation of the location of an isolation violation in a power network comprising a plurality of subnetworks of a vehicle. It is a further object of the invention to provide a corresponding computer program product and a device which allows the delimitation of the location of an isolation violation in a power network comprising a plurality of subnetworks of a vehicle.

Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1, ein Computerprogrammprodukt gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 9 und eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.These objects are achieved by a method according to the features of claim 1, a computer program product according to the features of claim 9 and a device according to the features of claim 10. Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Isolationswiderstands eines mehrere Teilnetze umfassenden Energieversorgungsnetzwerks eines Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei die mehreren Teilnetze über aktiv steuerbare Trennelemente oder über passive Trennelemente elektrisch miteinander verbindbar oder voneinander trennbar sind, wobei jedes der aktiven und passiven Trennelemente als Zustand einen ersten, leitenden oder einen zweiten, sperrenden Zustand annehmen kann. In einem ersten Schritt a) wird der Zustand aller Trennelemente des Energieversorgungsnetzwerks ermittelt, wobei die zu einem Zeitpunkt ermittelten Zustände aller Trennelemente eine Zustandskombination der Trennelemente repräsentieren. In einem zweiten Schritt b) wird ein Gesamt-Isolationswiderstand des Energieversorgungsnetzwerks ermittelt. Der Gesamt-Isolationswiderstand des Energieversorgungsnetzwerks wird der zum Zeitpunkt der Widerstandsermittlung ermittelten Zustandskombination zugeordnet. Der Gesamt-Isolationswiderstand und die zugeordnete Zustandskombination werden als Messung gespeichert. Die Schritte a) und b) werden zumindest einmal wiederholt, wobei aus der Mehrzahl an Messungen für jedes der Teilnetze ein Isolationswiderstand ermittelt wird.To solve this problem, a method for determining an insulation resistance of a multi-subnetwork comprehensive energy supply network of a vehicle is proposed, wherein the plurality of subnets are electrically interconnectable or separable via actively controllable separating elements or passive separating elements, each of the active and passive separating elements as a state first, conducting or a second, blocking state can take. In a first step a), the state of all separating elements of the energy supply network is determined, wherein the states of all separating elements determined at a time represent a state combination of the separating elements. In a second step b), a total insulation resistance of the energy supply network is determined. The total insulation resistance of the power supply network is assigned to the state combination determined at the time of resistance determination. The total insulation resistance and the assigned state combination are stored as a measurement. The steps a) and b) are repeated at least once, wherein an insulation resistance is determined from the plurality of measurements for each of the subnets.

Durch die Berücksichtigung des Zustands der die Teilnetze elektrisch trennenden oder verbindenden Trennelemente im Moment der Bestimmung des Isolationswiderstands des (durch die jeweiligen Zustände der Trennelemente charakterisierten) Energieversorgungsnetzwerks kann über eine Mehrzahl an Messungen der Isolationswiderstand nicht für das Energieversorgungsnetzwerk als Ganzes, sondern der Isolationswiderstand für jedes der Teilnetze getrennt bestimmt werden.By taking into account the state of the dividing elements electrically separating or connecting the sub-networks at the moment of determining the insulation resistance of the power supply network (characterized by the respective states of the dividing elements), the insulation resistance over a plurality of measurements can not be for the power network as a whole, but the insulation resistance for each the subnets are determined separately.

Das Vorgehen der Erfindung basiert auf der Überlegung, dass bei der Bestimmung des Isolationswiderstands die einzelnen Teilnetze nicht „sichtbar” sind, da immer nur der Widerstandswert der elektrisch über jeweilige Trennelemente miteinander verbundenen Netzkomponenten gemessen werden kann. Ist z. B. ein Trennelement sperrend, so können aus Sicht einer Messvorrichtung das oder die Teilnetze danach nicht erfasst werden.The procedure of the invention is based on the consideration that the individual subnetworks are not "visible" when determining the insulation resistance, since only the resistance value of the network components which are electrically interconnected via respective disconnect elements can be measured. Is z. B. a separator blocking, so from the perspective of a measuring device or the subnets can not be detected thereafter.

Die in Schritt b) durchgeführte Ermittlung eines Gesamt-Isolationswiderstands des Energieversorgungsnetzwerks unterscheidet sich nicht von dem bekannten Vorgehen. Die Ermittlung erfolgt immer für eine bestimmte Netztopologie. Das zusätzliche Wissen der zum Zeitpunkt der Widerstandsermittlung ermittelten Zustandskombination der Trennelemente des Energieversorgungsnetzwerks ermöglicht jedoch Kenntnis darüber, für welches Teilnetz oder für welche Teilnetze des gesamten Energieversorgungsnetzwerks, also für welche Netztopologie, der Gesamt-Isolationswiderstand bestimmt wurde. Durch die Wiederholung der Ermittlung des Gesamt-Isolationswiderstands und dem Wissen um zum Messzeitpunkt zugeordnete Zustandskombination erhält man Messungen für verschiedene Netztopologien. Aus der Mehrzahl an Messungen für unterschiedliche Netztopologien kann man dann sukzessive den Isolationswiderstand für jedes Teilnetz ermitteln.The determination of a total insulation resistance of the energy supply network carried out in step b) does not differ from the known procedure. The determination always takes place for a specific network topology. However, the additional knowledge of the state combination of the separation elements of the energy supply network determined at the time of the resistance determination makes it possible to know for which subnetwork or for which subnetworks of the entire energy supply network, ie for which network topology, the overall insulation resistance was determined. By repeating the determination of the total insulation resistance and the knowledge about the state combination assigned at the time of measurement, measurements for different network topologies are obtained. From the majority of measurements for different network topologies, one can then successively determine the insulation resistance for each subnetwork.

Dies ermöglicht es letztendlich, im Falle eines Isolationsfehlers, das Teilnetz zu identifizieren, in dem der Isolationsfehler auftritt. Das Verfahren lässt sich unabhängig von der Anzahl der Teilnetze des Energieversorgungsnetzwerks einsetzen.This ultimately makes it possible, in the event of an insulation fault, to identify the subnet in which the isolation fault occurs. The method can be used regardless of the number of subnetworks of the power supply network.

Die Ermittlung des Zustands eines jeweiligen Trennelements kann durch eine Abfrage von in einem Kommunikationsnetzwerk des Fahrzeugs vorliegenden Informationen erfolgen. Die Zustandsinformation über den Zustand eines jeweiligen Trennelements liegt in der Regel in dem Fahrzeug vor. Beispielsweise ist in die Zustandsinformation in einem solchen Steuergerät vorhanden, welches – im Falle eines aktiven Trennelements – den Zustand des Trennelements steuert, um eine bestimmte Funktionalität zu erhalten. Die Zustandsinformation kann damit z. B. über einen Kommunikationskanal, beispielsweise ein Bussystem, an das alle Steuergeräte angeschlossen sind, von einem jeweiligen Steuergerät abgefragt werden. Aktive Trennelemente sind z. B. Schütze, Umrichter oder sog. Pyrofuses.The determination of the state of a respective separating element can be effected by a query of information present in a communication network of the vehicle. The state information about the state of each separator is usually present in the vehicle. For example, in the state information in such a control device is present, which - in the case of an active separator - controls the state of the separator to obtain a certain functionality. The state information can thus z. B. via a communication channel, such as a bus system to which all control devices are connected, are queried by a respective control device. Active dividers are z. As contactors, inverters or so-called. Pyrofuses.

Der Zustand eines der passiven Trennelemente kann durch die Messung eines Stromflusses zwischen den zwei Teilnetzen, welche durch das jeweilige passive Trennelement miteinander verbunden werden, ermittelt werden. Passive Trennelemente sind z. B. Dioden oder Komponenten, welche die Charakteristik einer Diode aufweisen.The state of one of the passive isolators can be determined by measuring a current flow between the two subnets interconnected by the respective passive isolator. Passive separators are z. As diodes or components which have the characteristic of a diode.

Der Gesamt-Isolationswiderstand kann in einer Ausgestaltung in vorgegebenen Zeitabständen ermittelt werden. Beispielsweise kann eine Messung im Sekundenabstand oder im Minutenabstand erfolgen. Die Messung erfolgt während des laufenden Betriebs des Fahrzeugs. Hierzu angewandte Messverfahren und Vorgehensweisen sind dem Fachmann bekannt.The total insulation resistance can be determined in one embodiment at predetermined time intervals. For example, a measurement can take place at one-second intervals or at minute intervals. The measurement takes place during the running operation of the vehicle. Measuring methods and procedures used for this purpose are known to the person skilled in the art.

Der Gesamt-Isolationswiderstand kann in einer anderen Ausgestaltung in Abhängigkeit einer zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegenden Zustandskombination ermittelt werden. Hierdurch kann z. B. sichergestellt werden, dass die Ermittlung des Gesamt-Isolationswiderstands für unterschiedliche, z. B. in der (jüngeren) Vergangenheit noch nicht erfasste Netztopologien erfolgt.The overall insulation resistance can be determined in another embodiment depending on a present at a given time state combination. As a result, z. B. be ensured that the determination of the total insulation resistance for different, z. B. in the (recent) past not yet recorded network topologies.

Die Anzahl der Messungen entspricht zumindest der Anzahl an Teilnetzen. Hierdurch kann für jedes Teilnetz der gesuchte Isolationswiderstand ermittelt werden.The number of measurements corresponds at least to the number of subnetworks. In this way, the required insulation resistance can be determined for each subnet.

Die Anzahl der Messungen ist von der Anzahl der Trennelemente, dem Typ des Trennelements und den sich daraus ergebenden Zustandsinformationen abhängig. Von diesen hängt die Anzahl der sich im Betrieb des Fahrzeugs ergebenden Netztopologien ab. Idealerweise wird der Gesamt-Isolationswiderstand für jede mögliche Netztopologie ermittelt. Dadurch kann dann für jedes Teilnetz der gesuchte Isolationswiderstand ermittelt werden.The number of measurements depends on the number of separators, the type of separator and the resulting state information. Of these, the number of network topologies resulting in the operation of the vehicle depends. Ideally, the total insulation resistance is determined for each possible network topology. As a result, the required insulation resistance can then be determined for each subnetwork.

Die Erfindung schafft weiter ein Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher eines digitalen Computers, z. B. ein Fahrzeugsteuergerät, geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte des oben beschriebenen Verfahrens ausgeführt werden, wenn das Produkt auf dem Computer (Fahrzeugsteuergerät) läuft.The invention further provides a computer program product which can be stored directly in the internal memory of a digital computer, e.g. As a vehicle control unit, can be loaded and includes software code sections, with which the steps of the method described above are performed when the product is running on the computer (vehicle control unit).

Die Erfindung schlägt weiter eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Isolationswiderstands eines mehrere Teilnetze umfassenden Energieversorgungsnetzwerks eines Fahrzeugs vor. Die mehreren Teilnetze sind über aktiv steuerbare Trennelemente oder über passive Trennelemente elektrisch miteinander verbindbar oder voneinander trennbar. Jedes der aktiven und passiven Trennelemente kann als Zustand einen ersten, leitenden oder einen zweiten, sperrenden Zustand annehmen. Die Vorrichtung umfasst:

  • – ein erstes Mittel zur Ermittlung des Zustands aller Trennelemente des Energieversorgungsnetzwerks, wobei die zu einem Zeitpunkt ermittelten Zustände aller Trennelemente eine Zustandskombination der Trennelemente repräsentieren;
  • – ein zweites Mittel zur Ermittlung eines Gesamt-Isolationswiderstands des Energieversorgungsnetzwerks, durch das der Gesamt-Isolationswiderstand des Energieversorgungsnetzwerks der zum Zeitpunkt der Widerstandsermittlung ermittelten Zustandskombination zuordenbar ist, und durch das der Gesamt-Isolationswiderstand und die zugeordnete Zustandskombination als Messung in einen Speicher einspeicherbar sind; und
  • – ein drittes Mittel, durch das aus einer Mehrzahl an Messungen für jedes der Teilnetze ein Isolationswiderstand ermittelbar ist.
The invention further proposes a device for determining an insulation resistance of a power supply network of a vehicle comprising several subnetworks. The multiple subnets are electrically interconnectable or separable from one another via actively controllable separating elements or via passive separating elements. Each of the active and passive isolators may take on a first, conducting or a second, blocking state as a state. The device comprises:
  • A first means for determining the state of all separating elements of the energy supply network, wherein the states of all separating elements determined at a time represent a state combination of the separating elements;
  • A second means for determining a total insulation resistance of the power supply network, by which the total insulation resistance of the power supply network can be assigned to the state combination determined at the time of resistance determination, and by which the total insulation resistance and the associated state combination can be stored as a measurement in a memory; and
  • - A third means by which an insulation resistance can be determined from a plurality of measurements for each of the subnets.

Die Vorrichtung kann z. B. ein eigenständiges Fahrzeugsteuergerät sein. Die Vorrichtung kann Teil eines bereits in dem Fahrzeug vorhandenen Steuergeräts sein. Beispielsweise kann die Vorrichtung Teil einer den Gesamt-Isolationswiderstand ermittelnden Messvorrichtung sein. Die Vorrichtung weist die gleichen Vorteile auf wie diese vorstehend in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden.The device may, for. B. be an independent vehicle control unit. The device can be part be an already existing in the vehicle controller. For example, the device may be part of a measuring device that determines the overall insulation resistance. The device has the same advantages as described above in connection with the method according to the invention.

Die Vorrichtung kann weitere Mittel zur Durchführung des Verfahrens umfassen.The device may comprise further means for carrying out the method.

Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment in the drawing. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Energieversorgungsnetzwerks eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, das mehrere Teilnetze umfasst, welche über Trennelemente miteinander elektrisch verbunden oder voneinander getrennt werden können, 1 a schematic representation of a power supply network of an electrically operable vehicle, which includes a plurality of subnets, which can be electrically connected to each other via separating elements or separated from each other,

2 das Energieversorgungsnetzwerk aus 1, wobei aufgrund der Zustände der Trennelemente ein Isolationswiderstand für ein Teilnetz des Energieversorgungsnetzwerks ermittelt wird; 2 the power supply network 1 , wherein due to the states of the separating elements, an insulation resistance for a subnetwork of the power supply network is determined;

3 das Energieversorgungsnetzwerk aus 1, wobei aufgrund der Zustände der Trennelemente ein Isolationswiderstand für zwei elektrisch verbundene Teilnetze des Energieversorgungsnetzwerks ermittelt wird; 3 the power supply network 1 in which, based on the states of the separating elements, an insulation resistance is determined for two electrically connected subnetworks of the power supply network;

4 das Energieversorgungsnetzwerk aus 1, wobei aufgrund der Zustände der Trennelemente ein Isolationswiderstand für drei elektrisch verbundene Teilnetze des Energieversorgungsnetzwerks ermittelt wird; 4 the power supply network 1 in which, based on the states of the separating elements, an insulation resistance is determined for three electrically connected subnetworks of the power supply network;

5 das Energieversorgungsnetzwerk aus 1, wobei aufgrund der Zustände der Trennelemente ein Isolationswiderstand für drei andere elektrisch verbundene Teilnetze des Energieversorgungsnetzwerks ermittelt wird; und 5 the power supply network 1 , wherein due to the conditions of the separating elements, an insulation resistance for three other electrically connected subnetworks of the power supply network is determined; and

6 eine Tabelle der für eine Fehlerbestimmung durchgeführten Messungen. 6 a table of measurements made for fault determination.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Energieversorgungsnetzwerks 30 eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, das beispielhaft vier Teilnetze 31, 32, 33, 34 umfasst. Die Teilnetze 31, 32, 33 werden mit Gleichspannung (DC) betrieben. Das Teilnetz 34 wird mit Wechselspannung (AC) betrieben. Das elektrisch betreibbare Fahrzeug kann ein rein elektrisch betriebenes Fahrzeug sein. Das elektrisch betreibbare Fahrzeug kann auch ein Hybridfahrzeug sein, welches über eine Kombination von Verbrennungsmotor und Elektromotor verfügt. Das Energieversorgungsnetzwerk 30 ist ein sog. Hochvolt-Bordnetz, an das die für den Antrieb des Fahrzeugs notwendigen Hochvolt-Komponenten angeschlossen sind. Hochvolt-Komponenten werden im Gegensatz zu an ein 12 V-Bordnetz angeschlossenen Verbrauchern mit einer Spannung von mehreren hundert Volt betrieben bzw. stellen eine solche Spannung bereit. Der Einfachheit halber werden die nachfolgend beschriebenen Hochvolt-Komponenten nur als Komponenten bezeichnet. 1 shows a schematic representation of a power supply network 30 an electrically operable vehicle, the example four subnetworks 31 . 32 . 33 . 34 includes. The subnets 31 . 32 . 33 are operated with direct current (DC). The subnet 34 is operated with alternating voltage (AC). The electrically operable vehicle may be a purely electrically powered vehicle. The electrically operable vehicle may also be a hybrid vehicle having a combination of internal combustion engine and electric motor. The power supply network 30 is a so-called high-voltage vehicle electrical system, to which the necessary for driving the vehicle high-voltage components are connected. In contrast to consumers connected to a 12 V vehicle electrical system, high-voltage components are operated with a voltage of several hundred volts or provide such a voltage. For the sake of simplicity, the high-voltage components described below are referred to only as components.

Die an das erste Teilnetz 31 angeschlossene Komponente 11 bezeichnet z. B. einen Energiespeicher, der unter anderem einer an das vierte Teilnetz 34 angeschlossenen elektrischen Maschine 15 die für einen Betrieb notwendige Spannung bereitstellt. Die an das zweite Teilnetz 32 angeschlossene Komponente 13 ist ein beliebiger Erzeuger (z. B. ein Ladegerät) oder Verbraucher (z. B. ein unidirektionaler DC/DC-Wandler, ein Durchlauferhitzer) oder kombinierter Erzeuger und Verbraucher (z. B. ein weiterer Energiespeicher). Die an das dritte Teilnetz 33 angeschlossene Komponente 12 stellt im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Erzeuger, z. B. ein Ladegerät dar. Eine Komponente 14 ist sowohl an das zweite Teilnetz 32 als auch an das vierte Teilnetz 34 angeschlossen. Die Komponente 14 ist im Ausführungsbeispiel ein Umrichter, der das mit Gleichspannung betriebene zweite Teilnetz 32 mit dem mit Wechselspannung betriebenen vierten Teilnetz 34 verbindet.The to the first subnet 31 connected component 11 designates z. B. an energy storage, including one to the fourth subnet 34 connected electrical machine 15 provides the necessary voltage for operation. The to the second subnet 32 connected component 13 is any generator (eg a charger) or consumer (eg a unidirectional DC / DC converter, a water heater) or combined generator and consumer (eg another energy storage). The to the third subnet 33 connected component 12 represents in the present embodiment, a generator, for. B. is a charger. A component 14 is both to the second subnet 32 as well as the fourth subnet 34 connected. The component 14 In the exemplary embodiment, this is a converter which operates the DC subsystem 32 with the AC powered fourth subnet 34 combines.

An das erste Teilnetz 31 ist ferner eine Messvorrichtung 16 angeschlossen. Die Messvorrichtung kann auch Bestandteil der Komponente 11 sein. Die Messvorrichtung 16 ist dazu ausgebildet, während des Betriebs des Energieversorgungsnetzwerks 30 eine sog. Isolationsmessung durchzuführen. Die dazu notwendige Realisierung und das Betriebsverfahren zur Ermittlung eines Isolationswiderstands sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt. Da die genaue Methodik für das Verfahren der vorliegenden Erfindung zudem nicht von Bedeutung ist, wird an dieser Stelle auf eine eingehende Beschreibung verzichtet.To the first subnet 31 is also a measuring device 16 connected. The measuring device can also be part of the component 11 be. The measuring device 16 is designed to be during operation of the power supply network 30 to perform a so-called insulation measurement. The necessary realization and the operating method for determining an insulation resistance are known to the person skilled in the art. In addition, since the exact methodology for the method of the present invention is not important, a detailed description will be omitted here.

Die vier Teilnetze 31, 32, 33, 34 können über Trennelemente 21, 22, 23 elektrisch miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden. So ist zwischen dem ersten Teilnetz 31 und dem zweiten Teilnetz 32 ein aktives Trennelement 21 angeordnet. Das Trennelement 21 kann z. B. ein steuerbares Schütz sein. Der Zustand (leitend bzw. geschlossen oder sperrend oder geöffnet) des aktiven Trennelements 21 wird durch ein dieses steuerndes Steuergerät festgelegt und ist diesem Steuergerät bekannt. Ein das aktive Trennelement 21 steuernde Steuergerät ist in 1 nicht dargestellt.The four subnets 31 . 32 . 33 . 34 can use dividers 21 . 22 . 23 electrically connected or separated from each other. So is between the first subnet 31 and the second subnet 32 an active separator 21 arranged. The separating element 21 can z. B. be a controllable contactor. The state (conductive or closed or blocking or open) of the active separator 21 is determined by a controlling this controller and is known to this controller. An active separator 21 controlling controller is in 1 not shown.

Zwischen dem zweiten Teilnetz 32 und dem dritten Teilnetz 33 ist lediglich beispielhaft ein passives Trennelement 22, z. B. in Gestalt einer Diode angeordnet. Die Anode der Diode ist mit der Komponente 12 des dritten Teilnetzes 33 verbunden. Die Kathode der Diode ist mit dem zweiten Teilnetz 32 verbunden. Die Diode wird dann leitend, wenn die Komponente 12 (hier: ein Ladegerät) aktiv ist, d. h. ein Strom von dem dritten Teilnetz 33 in das zweite Teilnetz 32 fließt. Ein Stromfluss in dem dritten Teilnetz 33 kann durch ein Steuergerät der Komponente 12 detektiert werden. Ein das passive Trennelement 22 steuernde Steuergerät ist in 1 nicht dargestellt.Between the second subnet 32 and the third subnet 33 is merely an example passive separator 22 , z. B. arranged in the form of a diode. The anode of the diode is with the component 12 of the third subnetwork 33 connected. The cathode of the diode is connected to the second subnet 32 connected. The diode then becomes conductive when the component 12 (here: a charger) is active, ie a stream from the third subnet 33 into the second subnet 32 flows. A current flow in the third subnet 33 can by a control unit of the component 12 be detected. A passive partition 22 controlling controller is in 1 not shown.

Die Komponente 14, d. h. im Ausführungsbeispiel der Umrichter, umfasst bzw. stellt selbst ein aktives Trennelement 23 dar. Der Zustand (angesteuert oder nicht angesteuert bzw. nicht durchgeschaltet) dieses Trennelements 23 ist einer den Umrichter steuernden Steuereinheit bekannt, welche in 1 ebenfalls nicht dargestellt ist.The component 14 , ie in the embodiment of the inverter, includes or provides itself an active separator 23 The state (controlled or not activated or not switched through) of this separating element 23 is known to a control unit controlling the control unit, which in 1 also not shown.

Die Information über die Schaltzustände der in dem Energieversorgungsnetzwerk enthaltenen Trennelemente ist somit – gegebenenfalls über mehrere Steuergeräte des Fahrzeugs verteilt – bekannt. Zum Zeitpunkt einer Isolationsmessung durch die Messvorrichtung 16 werden die Schaltzustände der Trennelemente 21, 22, 23 abgefragt, um eine Information über die zum Zeitpunkt der Bestimmung des Isolationswiderstands vorherrschende Netztopologie zu erhalten. Die Gesamtheit der Schaltzustände der Trennelemente 21, 22, 23 bildet eine sog. Zustandskombination 41 (vgl. die Tabelle in 6) der Trennelemente 21, 22, 23. Die Abfrage der Schaltzustände kann über ein Bussystem erfolgen, an das die oben genannten Steuergeräte der Trennelemente 21, 22, 23 angeschlossen sind.The information about the switching states of the dividing elements contained in the energy supply network is thus known - possibly distributed over several control devices of the vehicle - known. At the time of insulation measurement by the measuring device 16 become the switching states of the separating elements 21 . 22 . 23 to obtain information about the network topology prevailing at the time of determining the insulation resistance. The entirety of the switching states of the separating elements 21 . 22 . 23 forms a so-called state combination 41 (see table in 6 ) of the separating elements 21 . 22 . 23 , The interrogation of the switching states can take place via a bus system to which the above-mentioned control devices of the separating elements 21 . 22 . 23 are connected.

Die Bestimmung des Isolationswiderstands erfolgt immer für eine bestimmte Netztopologie, welche sich aus einer bestimmten Zustandskombination 41 ergibt, d. h. es wird immer ein Gesamt-Isolationswiderstand RISO des Energieversorgungsnetzwerks ermittelt. Das zusätzliche Wissen der zum Zeitpunkt der Widerstandsermittlung ermittelten Zustandskombination der Trennelemente 21, 22, 23 des Energieversorgungsnetzwerks 30 ermöglicht Kenntnis darüber, für welches Teilnetz oder für welche der Teilnetze 31, 32, 33, 34 des gesamten Energieversorgungsnetzwerks 30, also für welche Netztopologie, der Gesamt-Isolationswiderstand RISO bestimmt wurde.The determination of the insulation resistance always takes place for a specific network topology, which results from a certain state combination 41 results, ie it is always determined a total insulation resistance R ISO of the energy supply network. The additional knowledge of the state combination of the separating elements determined at the time of resistance determination 21 . 22 . 23 of the power supply network 30 allows knowledge about which subnet or which of the subnets 31 . 32 . 33 . 34 of the entire energy supply network 30 So, for which network topology, the total insulation resistance R ISO was determined.

Durch die Wiederholung der Ermittlung des Gesamt-Isolationswiderstands RISO und dem Wissen um zum Messzeitpunkt zugeordnete Zustandskombination der Trennelemente 21, 22, 23 erhält man Messungen für verschiedene Netztopologien. Aus der Mehrzahl an Messungen für unterschiedliche Netztopologien kann man dann sukzessive den Isolationswiderstand für jedes der Teilnetze 31, 32, 33, 34 ermitteln. Dies ermöglicht es, im Falle eines Isolationsfehlers, das Teilnetz zu identifizieren, in dem der Isolationsfehler auftritt. Das Verfahren lässt sich unabhängig von der Anzahl der Teilnetze des Energieversorgungsnetzwerks einsetzen.By repeating the determination of the total insulation resistance R ISO and the knowledge about state combination of the separating elements assigned to the measuring time 21 . 22 . 23 you get measurements for different network topologies. From the majority of measurements for different network topologies, one can successively measure the insulation resistance for each of the subnetworks 31 . 32 . 33 . 34 determine. This makes it possible, in the event of an insulation fault, to identify the subnet in which the isolation fault occurs. The method can be used regardless of the number of subnetworks of the power supply network.

Unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 sowie eine Tabelle in 6 wird nachfolgend das Vorgehen näher beschrieben. Die 2 bis 5 zeigen das Energieversorgungsnetz 30 aus 1 mit sich im Betrieb eines Fahrzeugs ergebenden, unterschiedlichen Zustandskombinationen 41 der Trennelemente 21, 22, 23, woraus sich für eine jeweilige Messung 40 eine unterschiedliche Netztopologie mit unterschiedlichen erfassten Teilnetzen 31, 32, 33, 34 (vgl. 42 in 6) ergibt. Die bei der Isolationsmessung berücksichtigten Teilnetze sind mit fetten Linien gekennzeichnet. 6 zeigt in einer Tabelle die für die Fehlerbestimmung notwendigen Messungen „1” bis „4”.With reference to the 2 to 5 as well as a table in 6 the procedure is described in more detail below. The 2 to 5 show the power supply network 30 out 1 with different state combinations resulting in the operation of a vehicle 41 the separating elements 21 . 22 . 23 , which implies a particular measurement 40 a different network topology with different detected subnets 31 . 32 . 33 . 34 (see. 42 in 6 ). The subnetworks included in the insulation measurement are marked with bold lines. 6 shows in a table necessary for the determination of errors measurements "1" to "4".

In einer ersten Messung Nr. „1”, welche in 2 dargestellt ist, ist das Trennelement 21 „sperrend” (vgl. die „Zustandskombination der Trennelemente” 41 bei Messung Nr. „1” in 6). Da die Messvorrichtung unmittelbar an das erste Teilnetz 31 angeschlossen ist, wird bei der Isolationsmessung auch nur das Teilnetz 31 erfasst (vgl. „erfasste Teilnetze” 42 in 6). Der Zustand der beiden anderen Trennelemente 22 und 23 ist für die Isolationsmessung nicht von Bedeutung. Beispielhaft kann das Trennelement 22 „leitend” oder „sperrend” und das Trennelement 23 „nicht angesteuert” sein. Für die erfassten Teilnetze ergibt sich ein Gesamt-Isolationswiderstand RISO („Messwert” 43 in 6) von beispielsweise 200 MOhm. Die Vorgabe für das Vorliegen eines Isolationsfehlers des ersten Teilnetzes 31 ist damit z. B. nicht erfüllt, d. h. es liegt kein Isolationsfehler vor. Da nur das Teilnetz 31 bei der Isolationsmessung berücksichtigt wurde, entspricht der Gesamt-Isolationswiderstand RISO dem Isolationswiderstand R1 des ersten Teilnetzes 31. Der Isolationswiderstand R1 ist zwischen den Leitungen des Teilnetzes 31 und einem Bezugspotential gebildet und mit einer durchbrochenen Linie in 2 dargestellt.In a first measurement no. "1", which in 2 is shown, is the separating element 21 "Blocking" (cf the "state combination of the separating elements" 41 when measuring No. "1" in 6 ). Since the measuring device directly to the first subnet 31 is connected, the isolation measurement is only the subnet 31 recorded (see "covered subnets" 42 in 6 ). The condition of the other two separators 22 and 23 is not important for the insulation measurement. By way of example, the separating element 22 "Conductive" or "blocking" and the separator 23 "Not driven". For the detected subnetworks, a total insulation resistance R ISO ("measured value") is obtained. 43 in 6 ) of, for example, 200 MOhm. The default for the presence of an isolation error of the first subnetwork 31 is thus z. B. not met, ie there is no insulation fault. Because only the subnet 31 was taken into account in the insulation measurement, the total insulation resistance R ISO corresponds to the Insulation resistance R1 of the first subnetwork 31 , The insulation resistance R1 is between the lines of the subnetwork 31 and a reference potential formed with a broken line in 2 shown.

In einer zweiten Messung Nr. „2”, welche in 3 dargestellt ist, ist das Trennelement 21 „leitend”, das Trennelement 22 ist „sperrend” und das Trennelement 23 ist „nicht angesteuert” und damit auch sperrend (vgl. die „Zustandskombination der Trennelemente” 41 bei Messung Nr. „2” in 6). Mit dieser Zustandskombination werden bei der Isolationsmessung die Teilnetze 31 und 32 erfasst. Für die erfassten Teilnetze 31, 32 ergibt sich ein Gesamt-Isolationswiderstand RISO („Messwert” 43 in 6) von beispielsweise 100 MOhm. Dieser ergibt sich aus der Parallelschaltung des Isolationswiderstands R1 des ersten Teilnetzes 31 und des Isolationswiderstands R2 des ersten Teilnetzes 32. Aus dem Gesamt-Isolationswiderstand RISO und dem zuvor ermittelten Isolationswiderstand R1 des ersten Teilnetzes 31 kann der Isolationswiderstand R2 des zweiten Teilnetzes 32 ermittelt werden. Dieser beträgt ebenfalls 200 MOhm. Die Vorgabe für das Vorliegen eines Isolationsfehlers des zweiten Teilnetzes 32 ist damit nicht erfüllt. Wie der Isolationswiderstand R1 zwischen den Leitungen des Teilnetzes 31 und einem Bezugspotential gebildet ist, ist der Isolationswiderstand R2 zwischen den Leitungen des Teilnetzes 32 und dem Bezugspotential gebildet und mit einer durchbrochenen Linie in 3 dargestellt.In a second measurement No. "2", which in 3 is shown, is the separating element 21 "Conductive", the separator 22 is "blocking" and the separating element 23 is "not activated" and thus also blocking (compare the "state combination of the separating elements" 41 when measuring No. "2" in 6 ). With this state combination, the subnetworks become the insulation measurement 31 and 32 detected. For the detected subnets 31 . 32 results in a total insulation resistance R ISO ("measured value") 43 in 6 ) of for example 100 MOhm. This results from the parallel connection of the insulation resistance R1 of the first subnetwork 31 and the insulation resistance R2 of the first subnetwork 32 , From the total insulation resistance R ISO and the previously determined insulation resistance R1 of the first subnetwork 31 can the insulation resistance R2 of the second subnet 32 be determined. This is also 200 MOhm. The default for the presence of an isolation error of the second subnetwork 32 is not fulfilled. Like the isolation resistor R1 between the lines of the subnet 31 and a reference potential is formed, the insulation resistance R2 between the lines of the subnet 32 and the reference potential formed and with a broken line in 3 shown.

In einer dritten Messung Nr. „3”, welche in 4 dargestellt ist, sind die Trennelemente 21 und 22 „leitend” und das Trennelement 23 ist „nicht durchgeschaltet” (vgl. die „Zustandskombination der Trennelemente” 41 bei Messung Nr. „3” in 6). Mit dieser Zustandskombination werden bei der Isolationsmessung die Teilnetze 31, 32 und 33 erfasst. Für die erfassten Teilnetze 31, 32, 33 ergibt sich beispielsweise ein Gesamt-Isolationswiderstand RISO („Messwert” 43 in 6) von beispielsweise 50 MOhm. Dieser ergibt sich aus der Parallelschaltung des Isolationswiderstands R1 des ersten Teilnetzes 31, des Isolationswiderstands R2 des zweiten Teilnetzes 32 und des Isolationswiderstands R3 des dritten Teilnetzes 33. Aus dem Gesamt-Isolationswiderstand RISO und den zuvor ermittelten Isolationswiderständen R1 des ersten Teilnetzes 31 und R2 des ersten Teilnetzes 32 kann der Isolationswiderstand R3 des dritten Teilnetzes 32 ermittelt werden. Dieser beträgt bei den genannten Zahlen 100 MOhm. Die Vorgabe für das Vorliegen eines Isolationsfehlers des dritten Teilnetzes 31 ist damit z. B. auch nicht erfüllt. Wie in den vorangegangen Erläuterungen ist der Isolationswiderstand R3 zwischen den Leitungen des Teilnetzes 33 und dem Bezugspotential gebildet und in 4 mit einer durchbrochenen Linie dargestellt.In a third measurement No. "3", which in 4 is shown, the separating elements 21 and 22 "Conductive" and the separator 23 is "not switched through" (see the "State combination of the separating elements" 41 when measuring No. "3" in 6 ). With this state combination, the subnetworks become the insulation measurement 31 . 32 and 33 detected. For the detected subnets 31 . 32 . 33 For example, is a total insulation resistance R ISO ("measured value")? 43 in 6 ) of for example 50 MOhm. This results from the parallel connection of the insulation resistance R1 of the first subnetwork 31 , the insulation resistance R2 of the second subnetwork 32 and the insulation resistance R3 of the third subnetwork 33 , From the total insulation resistance R ISO and the previously determined insulation resistances R1 of the first subnetwork 31 and R2 of the first subnet 32 can the insulation resistance R3 of the third subnet 32 be determined. This is at the numbers mentioned 100 MOhm. The default for the presence of an isolation error of the third subnet 31 is thus z. B. not met. As in the previous explanations, the insulation resistance R3 is between the lines of the subnetwork 33 and the reference potential formed and in 4 represented by a broken line.

In einer vierten Messung Nr. „4”, welche in 5 dargestellt ist, sind ist das Trennelemente 21 „leitend”, das Trennelement 22 ist „sperrend” und das Trennelement 23 ist „angesteuert”. Idealer Weise befindet sich der Umrichter im sogenannten AKS (Aktiver Kurzschluss), bei dem alle Phasen auf das HV-DC-Netz durchgeschaltet werden. Alternativ ist der Wechselrichter 14 regulär aktiv, so dass die elektrische Maschine 15 entweder aus dem Energiespeicher 11 mit Energie versorgt wird oder Energie in diese einspeist (vgl. die „Zustandskombination der Trennelemente” 41 bei Messung Nr. „3” in 6). Mit dieser Zustandskombination werden bei der Isolationsmessung die Teilnetze 31, 32 und 34 erfasst. Für die erfassten Teilnetze 31, 32, 34 ergibt sich beispielsweise ein Gesamt-Isolationswiderstand RISO („Messwert” 43 in 6) von beispielsweise 5 MOhm. Dieser ergibt sich aus der Parallelschaltung des Isolationswiderstands R1 des ersten Teilnetzes 31, des Isolationswiderstands R2 des zweiten Teilnetzes 32 und des Isolationswiderstands R4 des vierten Teilnetzes 34. Aus dem Gesamt-Isolationswiderstand RISO und den zuvor ermittelten Isolationswiderständen R1 des ersten Teilnetzes 31 und R2 des ersten Teilnetzes 32 kann der Isolationswiderstand R3 des dritten Teilnetzes 32 ermittelt werden. Dieser beträgt bei den genannten Zahlen 5,26 MOhm. Die Vorgabe für das Vorliegen eines Isolationsfehlers des dritten Teilnetzes 31 ist z. B. erfüllt, d. h. es liegt ein Isolationsfehler vor. Wie in den vorangegangen Erläuterungen ist der Isolationswiderstand R3 zwischen den Leitungen des Teilnetzes 33 und dem Bezugspotential gebildet und in 4 mit einer durchbrochenen Linie dargestellt.In a fourth measurement No. "4", which in 5 is shown, is the separating elements 21 "Conductive", the separator 22 is "blocking" and the separating element 23 is "driven". Ideally, the inverter is in the so-called AKS (Active Short Circuit), in which all phases are switched through to the HVDC grid. Alternatively, the inverter 14 regular active, so the electric machine 15 either from the energy store 11 is supplied with energy or feeds energy into it (cf the "combination of states of the separating elements" 41 when measuring No. "3" in 6 ). With this state combination, the subnetworks become the insulation measurement 31 . 32 and 34 detected. For the detected subnets 31 . 32 . 34 For example, is a total insulation resistance R ISO ("measured value")? 43 in 6 ) of, for example, 5 megohms. This results from the parallel connection of the insulation resistance R1 of the first subnetwork 31 , the insulation resistance R2 of the second subnetwork 32 and the insulation resistance R4 of the fourth subnetwork 34 , From the total insulation resistance R ISO and the previously determined insulation resistances R1 of the first subnetwork 31 and R2 of the first subnet 32 can the insulation resistance R3 of the third subnet 32 be determined. This is at the numbers mentioned 5.26 Mohm. The default for the presence of an isolation error of the third subnet 31 is z. B. fulfilled, ie there is an insulation fault. As in the previous explanations, the insulation resistance R3 is between the lines of the subnetwork 33 and the reference potential formed and in 4 represented by a broken line.

Durch die Kenntnis der Isolationswiderstände R1, R2, R3, R4 der einzelnen Teilnetze 31, 32, 33, 34, kann nun das Teilnetz identifiziert werden, in dem der Isolationsfehler auftritt. Dies ist in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel das Teilnetz 34, da der Isolationswiderstand R4 den vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.By knowing the insulation resistances R1, R2, R3, R4 of the individual subnetworks 31 . 32 . 33 . 34 , you can now identify the subnet in which the isolation error occurs. This is the subnet in the described embodiment 34 , because the insulation resistance R4 falls below the predetermined limit.

Die in Verbindung mit den 2 bis 5 beschriebenen Netztopologien treten im Laufe des Betriebs des Fahrzeugs auf. Dabei können diese in einer anderen zeitlichen Abfolge auftreten. Durch eine Durchführung einer Isolationsmessung mit zugeordneter Erfassung der Zustandskombination können die zur Bestimmung der Einzel-Isolationswiderstände R1, R2, R3, R4 notwendigen Netztopologien im Laufe der Zeit erfasst werden.The in conjunction with the 2 to 5 described network topologies occur during the operation of the vehicle. These can occur in a different time sequence. By carrying out an insulation measurement with an associated detection of the state combination, the network topologies necessary for determining the individual insulation resistances R1, R2, R3, R4 can be detected over time.

Das Verfahren lässt sich unabhängig von der Anzahl der Teilnetze des Energieversorgungsnetzwerks einsetzen. Die Teilnetze könnten auch auf andere Art und Weise verschaltet und/oder mit anderen Trennelementen miteinander gekoppelt sein.The method can be used regardless of the number of subnetworks of the power supply network. The subnets could also be interconnected in other ways and / or be coupled to each other with other separators.

Der zusätzliche Aufwand zur Realisierung des vorgeschlagenen Verfahrens ist gering, da sämtliche zu verarbeitenden Informationen in dem Fahrzeug vorliegen und nur in der oben beschriebenen Weise verarbeitet werden müssen.The additional cost of implementing the proposed method is low because all information to be processed in the vehicle and need only be processed in the manner described above.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1111
Komponente (Energiespeicher)Component (energy storage)
1212
Komponente (Ladegerät)Component (charger)
1313
Komponente (Verbraucher)Component (consumer)
1414
Komponente (AC-DC-Wandler)Component (AC-DC converter)
1515
elektrische Maschineelectric machine
1616
Messvorrichtungmeasuring device
2121
aktives Trennelementactive separator
2222
passives Trennelementpassive separator
2323
aktives Trennelementactive separator
3030
EnergieversorgungsnetzwerkEnergy supply network
3131
erstes Teilnetzfirst subnet
3232
zweites Teilnetzsecond subnet
3333
drittes Teilnetzthird subnet
3434
viertes Teilnetzfourth subnet
4040
Nr. der MessungNo. of the measurement
4141
Zustandskombinationstate combination
4242
bei der Messung erfasste Teilnetze (Netztopologie)Subnets detected during the measurement (network topology)
4343
Messwert (= RISO)Measured value (= R ISO )
R1R1
Isolationswiderstand des ersten Teilnetzes 31 Insulation resistance of the first subnetwork 31
R2R2
Isolationswiderstand des ersten Teilnetzes 32 Insulation resistance of the first subnetwork 32
R3R3
Isolationswiderstand des ersten Teilnetzes 33 Insulation resistance of the first subnetwork 33
R4R4
Isolationswiderstand des ersten Teilnetzes 34 Insulation resistance of the first subnetwork 34
RISO R ISO
Gesamt-Isolationswiderstand des EnergieversorgungsnetzwerksTotal insulation resistance of the power supply network

Claims (10)

Verfahren zur Ermittlung eines Isolationswiderstands eines mehrere Teilnetze (31, 32, 33, 34) umfassenden Energieversorgungsnetzwerks (30) eines Fahrzeugs, wobei die mehreren Teilnetze über aktiv steuerbare Trennelemente (21, 23) oder über passive Trennelemente (22) elektrisch miteinander verbindbar oder voneinander trennbar sind, wobei jedes der aktiven und passiven Trennelemente (21, 22, 23) als Zustand einen ersten, leitenden oder einen zweiten, sperrenden Zustand annehmen kann, bei dem a) der Zustand aller Trennelemente (21, 22, 23) des Energieversorgungsnetzwerks (30) ermittelt wird, wobei die zu einem Zeitpunkt ermittelten Zustände aller Trennelemente (21, 22, 23) eine Zustandskombination der Trennelemente (21, 22, 23) repräsentieren; b) ein Gesamt-Isolationswiderstand (RISO) des Energieversorgungsnetzwerks (30) ermittelt wird, wobei der Gesamt-Isolationswiderstand (RISO) des Energieversorgungsnetzwerks (30) der zum Zeitpunkt der Widerstandsermittlung ermittelten Zustandskombination zugeordnet wird, und wobei der Gesamt-Isolationswiderstand (RISO) und die zugeordnete Zustandskombination als Messung gespeichert werden; c) die Schritte a) und b) zumindest einmal wiederholt werden, wobei aus der Mehrzahl an Messungen für jedes der Teilnetze (31, 32, 33) ein Isolationswiderstand (R1, R2, R3, R4) ermittelt wird.Method for determining an insulation resistance of a plurality of subnetworks ( 31 . 32 . 33 . 34 ) comprehensive energy supply network ( 30 ) of a vehicle, wherein the plurality of subnets via actively controllable separating elements ( 21 . 23 ) or via passive separating elements ( 22 ) are electrically connectable or separable from each other, each of the active and passive separation elements ( 21 . 22 . 23 ) may assume a first, conducting or a second, blocking state as state, in which a) the state of all separating elements ( 21 . 22 . 23 ) of the power supply network ( 30 ), wherein the states of all separating elements ( 21 . 22 . 23 ) a state combination of the separating elements ( 21 . 22 . 23 represent); b) a total insulation resistance (R ISO ) of the energy supply network ( 30 ), the total insulation resistance (R ISO ) of the power supply network ( 30 ) is assigned to the state combination determined at the time of resistance determination, and wherein the total insulation resistance (R ISO ) and the associated state combination are stored as a measurement; c) the steps a) and b) are repeated at least once, wherein the plurality of measurements for each of the subnets ( 31 . 32 . 33 ) an insulation resistance (R1, R2, R3, R4) is determined. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ermittlung des Zustands eines jeweiligen Trennelements (21, 22, 23) durch eine Abfrage von in einem Kommunikationsnetzwerk des Fahrzeugs vorliegenden Informationen erfolgt.Method according to Claim 1, in which the determination of the state of a respective separating element ( 21 . 22 . 23 ) is performed by polling information present in a communication network of the vehicle. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Zustand eines der passiven Trennelemente (22) durch die Messung eines Stromflusses zwischen den zwei Teilnetzen, welche durch das jeweilige passive Trennelement (22) miteinander verbunden werden, ermittelt wird.Method according to Claim 1 or 2, in which the state of one of the passive separating elements ( 22 ) by measuring a current flow between the two subnetworks passing through the respective passive separating element ( 22 ) are determined together. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Gesamt-Isolationswiderstand (RISO) in vorgegebenen Zeitabständen ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, in which the total insulation resistance (R ISO ) is determined at predetermined time intervals. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Gesamt-Isolationswiderstand (RISO) in Abhängigkeit einer zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegenden Zustandskombination ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, in which the total insulation resistance (R ISO ) is determined as a function of a state combination present at a specific point in time. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Anzahl der Messungen zumindest der Anzahl an Teilnetzen (31, 32, 33, 34) entspricht.Method according to one of the preceding claims, in which the number of measurements is at least the number of subnetworks ( 31 . 32 . 33 . 34 ) corresponds. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Anzahl der Messungen von der Anzahl der Trennelemente, dem Typ des Trennelements und den sich daraus ergebenden Zustandsinformationen abhängig ist.Method according to one of the preceding claims, in which the number of measurements depends on the number of separating elements, the type of separating element and the resulting state information. Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher eines digitalen Computers geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt werden, wenn das Produkt auf einem Computer läuft.A computer program product that can be loaded directly into the internal memory of a digital computer and includes software code portions that perform the steps of any one of the preceding claims when the product is run on a computer. Vorrichtung zur Ermittlung eines Isolationswiderstands eines mehrere Teilnetze (31, 32, 33, 34) umfassenden Energieversorgungsnetzwerks (30) eines Fahrzeugs, wobei die mehreren Teilnetze über aktiv steuerbare Trennelemente (21, 23) oder über passive Trennelemente (22) elektrisch miteinander verbindbar oder voneinander trennbar sind, wobei jedes der aktiven und passiven Trennelemente (21, 22, 23) als Zustand einen ersten, leitenden oder einen zweiten, sperrenden Zustand annehmen kann, umfassend: – ein erstes Mittel zur Ermittlung des Zustands aller Trennelemente (21, 22, 23) des Energieversorgungsnetzwerks (30), wobei die zu einem Zeitpunkt ermittelten Zustände aller Trennelemente (21, 22, 23) eine Zustandskombination der Trennelemente (21, 22, 23) repräsentieren; – ein zweites Mittel zur Ermittlung eines Gesamt-Isolationswiderstands (RISO) des Energieversorgungsnetzwerks (30), durch das der Gesamt-Isolationswiderstand (RISO) des Energieversorgungsnetzwerks (30) der zum Zeitpunkt der Widerstandsermittlung ermittelten Zustandskombination zuordenbar ist, und durch das der Gesamt-Isolationswiderstand (RISO) und die zugeordnete Zustandskombination als Messung in einen Speicher einspeicherbar sind; – ein drittes Mittel, durch das aus einer Mehrzahl an Messungen für jedes der Teilnetze (31, 32, 33) ein Isolationswiderstand (R1, R2, R3, R4) ermittelbar ist.Device for determining an insulation resistance of a plurality of subnetworks ( 31 . 32 . 33 . 34 ) comprehensive energy supply network ( 30 ) of a vehicle, wherein the plurality of subnets via actively controllable separating elements ( 21 . 23 ) or via passive separating elements ( 22 ) are electrically connectable or separable from each other, each of the active and passive separation elements ( 21 . 22 . 23 ) may assume a first, conducting or a second, blocking state as state, comprising: - a first means for determining the state of all separating elements ( 21 . 22 . 23 ) of the power supply network ( 30 ), wherein the states of all separating elements ( 21 . 22 . 23 ) a state combination of the separating elements ( 21 . 22 . 23 represent); - a second means of determining the total insulation resistance (R ISO ) of the energy supply network ( 30 ), by which the total insulation resistance (R ISO ) of the power supply network ( 30 ) can be assigned to the determined at the time of resistance determination state combination, and by the total insulation resistance (R ISO ) and the associated state combination as a measurement in a memory can be stored; A third means, by a plurality of measurements for each of the subnets ( 31 . 32 . 33 ) An insulation resistance (R1, R2, R3, R4) can be determined. Vorrichtung nach Anspruch 9, die weitere Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 8 umfasst. Apparatus according to claim 9, comprising further means for carrying out the method according to any one of claims 2 to 8.
DE102013209142.7A 2013-05-16 2013-05-16 Method for determining an insulation resistance of a power supply network of a vehicle comprising several subnetworks Pending DE102013209142A1 (en)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016224541A1 (en) * 2016-12-08 2018-06-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Security procedure and security device
DE102020102726B3 (en) * 2020-02-04 2021-03-25 Bender Gmbh & Co. Kg Method for monitoring the earth resistance of an electrical system
US10962583B2 (en) 2018-10-08 2021-03-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Monitoring insulation faults in a high-voltage system
DE102020102658A1 (en) 2020-02-03 2021-08-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for monitoring y-capacities
EP3971590A1 (en) * 2020-09-16 2022-03-23 Bender GmbH & Co. KG Electrical measuring arrangement and method for continuously monitoring a protective circuit resistance
US20230152358A1 (en) * 2018-12-27 2023-05-18 Vito Nv Method and device for monitoring insulation between a dc bus and protective earth

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011019312A (en) * 2009-07-07 2011-01-27 Hitachi Ltd Power conversion device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011019312A (en) * 2009-07-07 2011-01-27 Hitachi Ltd Power conversion device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 2011 - 019 312A - englische Maschinenübersetzung des JPO [abgerufen am 24.02.2014] *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016224541A1 (en) * 2016-12-08 2018-06-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Security procedure and security device
US10962583B2 (en) 2018-10-08 2021-03-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Monitoring insulation faults in a high-voltage system
US20230152358A1 (en) * 2018-12-27 2023-05-18 Vito Nv Method and device for monitoring insulation between a dc bus and protective earth
US11747378B2 (en) * 2018-12-27 2023-09-05 Vito N.V. Method and device for monitoring insulation between a DC bus and protective earth
DE102020102658A1 (en) 2020-02-03 2021-08-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for monitoring y-capacities
DE102020102726B3 (en) * 2020-02-04 2021-03-25 Bender Gmbh & Co. Kg Method for monitoring the earth resistance of an electrical system
EP3862763A1 (en) * 2020-02-04 2021-08-11 Bender GmbH & Co. KG Method for monitoring an earth resistance of an electric machine
US11275102B2 (en) 2020-02-04 2022-03-15 Bender Gmbh & Co. Kg Method for monitoring a ground resistance of an electric installation
EP3971590A1 (en) * 2020-09-16 2022-03-23 Bender GmbH & Co. KG Electrical measuring arrangement and method for continuously monitoring a protective circuit resistance

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