DE102020110190A1 - Verfahren zum Überwachen eines elektrischen Potentials eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs, sowie elektronisches Überwachungssystem - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines elektrischen Potentials (HV+, HV-) eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs (1), wobei
- eine Information zu einer vorgegebenen Ladespannung (UL) einer Ladestation (2) einem elektronischen Überwachungssystem des elektrisch betriebenen Fahrzeugs (1) bereitgestellt wird, wobei
- ein erstes Potential (HV+) und ein zweites Potential (HV-) des elektrisch betriebene Fahrzeugs (1) jeweils bezogen zu einem elektrischen Bezugspotential (PE) von dem elektronischen Überwachungssystem ausgewertet werden,
- das erste und/oder das zweite Potential (HV+, HV-) des elektrisch betriebenen Fahrzeugs (1) mit dem elektronischen Überwachungssystem jeweils mit der Ladespannung (UL) verglichen werden, und
- dann, wenn das erste und/oder das zweite Potential (HV+, HV-) des elektrisch betriebenen Fahrzeugs (1) größer sind als die Ladespannung (UL), dann wird ein Ladevorgang an der Ladestation (2) nicht freigegeben werden. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein elektronisches Überwachungssystem.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines elektrischen Potentials eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs, wobei eine Information zu einer vorgegebenen Ladespannung einer Ladestation einem elektronischen Überwachungssystem des elektrisch betriebenen Fahrzeugs bereitgestellt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein elektronisches Überwachungssystem mit einer Spannungseinheit, einem Spannungswandler, einer Auswerteeinheit und einer Sicherheitseinrichtung.
  • Elektrisch betriebene Fahrzeuge, wie beispielsweise ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug oder Plug-in-Fahrzeug, besitzen einen elektrischen Energiespeicher, welcher an einer Ladestation aufgeladen werden muss. Dabei erfolgt meist ein Gleichspannungsladen. Im Falle eines DC-Ladens eines 800-Volt-Fahrzeugs an einer 500-Volt-DC-Ladesäule kann bei ungünstiger HV-Potentialverteilung im Fahrzeug bezogen auf PE eine Überlastung der Isolation in der DC-Ladesäule entstehen. Die Dauer der Überlastung erstreckt sich dann auf den gesamten DC-Ladevorgang, was eine Schädigung der DC-Ladesäule als Folge haben kann.
  • Im Falle eines Isolationsfehlers im Fahrzeug während des DC-Ladevorgangs wird dieser Fehler nur über den Isolationswächter erkannt, was allerdings normativ eine Zeitspanne von bis zu zwei Minuten in Anspruch nehmen kann. Während dieser Zeitspanne liegt ebenfalls eine Überlastung der Isolation in der DC-Ladesäule vor, wodurch eine Schädigung hervorgerufen werden kann.
  • Beispielsweise wird im Stand der Technik ein 800-Volt-Fahrzeug über einen galvanisch gekoppelten Boost-Wandler an einer 400-Volt-DC-Ladesäule geladen. Dabei verfügt das Fahrzeug über ein 800-Volt-Bordnetz und besitzt einen Boost-DC-DC-Wandler, der das Laden an einer 500-Volt-Ladesäule ermöglichen soll. Der Boost-Wandler ist galvanisch gekoppelt und verfügt über eine direkte Verbindung eines HV-Potentials von seiner Eingangsseite zu seiner Ausgangsseite. Während des DC-Ladevorgangs ist der Isolationswächter in der DC-Ladesäule aktiv, das heißt er schaltet testweise Prüfwiderstände zwischen HV+ und PA oder zwischen HV- und PA. Dabei kommt es zu dem Ergebnis, dass die Isolation der DC-Ladesäule die Spannungswerte von 500 Volt überschreitet. Dadurch ergibt sich eine Überschreitung der Isolationsauslegung. Dadurch kann es zu Beschädigungen kommen.
  • Die DE 10 2017 009 355 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines mit einer ersten elektrischen Gleichspannung beaufschlagten ersten Bordnetzes und eines mit der zweiten elektrischen Gleichspannung beaufschlagten zweiten Bordnetzes. Bei einer Störung der Isolationseinrichtung in einem Bereich eines der beiden Bordnetze wird der mit dem Energiekoppler die elektrische Potentiale der beiden Bordnetze derart gesteuert, dass jeweilige Potentialdifferenzen von diesen elektrischen Potentialen zum Bezugspotential kleiner als ein vorgegebener Vergleichswert sind.
  • Die DE 10 2017 009 352 A1 offenbart einen Energiekoppler zum elektrischen Koppeln eines mit einer ersten Gleichspannung beaufschlagten ersten Bordnetzes mit einem mit einer zweiten elektrischen Gleichspannung beaufschlagten zweiten elektrischen Bordnetz. Ein erstes elektrisches Potential des Gleichspannungszwischenkreises ist mittels des ersten getakteten Energiewandlers mit einem der elektrischen Potentiale des ersten Bordnetzes und ein zweites elektrisches Potential des Gleichspannungszwischenkreises mittels des zweiten getakteten Energiewandlers mit einem elektrischen Potential des zweiten Bordnetzes elektrisch verbunden.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine einfachere und sichere Lademöglichkeit eines 800-Volt-Fahrzeugs an einer 500-Volt-Ladesäule zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und ein elektronisches Überwachungssystem gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines elektrischen Potentials eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs, wobei eine Information zu einer vorgegebenen Ladespannung einer Ladestation einem elektronischen Überwachungssystem des elektrisch betriebenen Fahrzeugs bereitgestellt wird. Ein erstes Potential und ein zweites Potential des elektrisch betriebenen Fahrzeugs werden jeweils bezogen zu einem elektrischen Bezugspotential von dem Überwachungssystem ermittelt und ausgewertet. Das erste und/oder das zweite Potential des elektrisch betriebenen Fahrzeugs werden mit dem Überwachungssystem jeweils mit der Information zu der vorgegebenen Ladespannung verglichen, und dann, wenn das erste und/oder das zweite Potential des elektrisch betriebenen Fahrzeugs größer sind als die Ladespannung, dann wird ein Ladevorgang an der Ladestation nicht freigegeben.
  • Durch das vorgeschlagene Verfahren kann erreicht werden, dass ein klassischer galvanisch gekoppelter Boost-Wandler zum Laden eines 800-Volt-Fahrzeugs an einer 500-Volt-Ladesäule verwendet werden kann. Dadurch kann vor dem Start des DC-Ladevorgangs überprüft werden, dass nach dem Ankoppeln des elektrisch betriebenen Fahrzeugs an der DC-Ladesäule und während des DC-Ladevorgangs keine Überlastung der Isolation auf der Seite der DC-Ladesäule ausgeschlossen werden kann. Somit kann der Ladevorgang sicherer und effizienter angeboten und durchgeführt werden. Durch die Überprüfung der jeweiligen Potentiale kann eine Überlastung während des Ladevorgangs ausgeschlossen werden. Somit ergibt sich eine verbesserte Sicherheitsgewährleistung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs und der Ladestation. Insbesondere kann mithilfe des vorgeschlagenen Verfahrens eine schnelle Reaktionsfähigkeit auf einen möglichen Isolationsfehler im elektrisch betriebenen Fahrzeug durchgeführt werden. Somit können schnellstmöglich entsprechende Gegenmaßnahmen und/oder Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden.
  • Insbesondere können mithilfe des vorgeschlagenen Verfahrens die im Stand der Technik verwendeten Wandlerstufen eines DC-DC-Wandlers für ein HV-Potential weggelassen werden. Somit kann eine Kosteneinsparung, eine Gewichtseinsparung und ein minimierter Bauraum geschaffen werden. Durch Verwendung der Überwachung der elektrischen Potentiale kann auf zusätzliche Maßnahmen innerhalb des elektrisch betriebenen Fahrzeugs verzichtet werden.
  • Insbesondere können die zum Stand der Technik oben beschriebenen Nachteile und Fehlersituationen mithilfe des vorgeschlagenen Verfahrens verhindert und ausgeschlossen werden.
  • Bei dem ersten elektrischen Potential handelt es sich insbesondere um ein Pluspotential und bei dem zweiten Potential handelt es sich um ein Minuspotential des elektrisch betriebenen Fahrzeugs. Das elektronische Überwachungssystem kann insbesondere Bestandteil des elektrisch betriebenen Fahrzeugs oder des Bordnetzes des elektrisch betriebenen Fahrzeugs sein. Insbesondere handelt es sich bei der Information zu der vorgegebenen Ladespannung um eine Information mit einer möglichen Ladespannung an der Ladestation. Dadurch können bereits vor dem eigentlichen Ladevorgang die elektrischen Potentiale mit der Ladespannung verglichen werden. Bei der Ladestation handelt es sich beispielsweise um eine Energiequelle oder um eine Ladevorrichtung oder um eine konduktive oder induktive Lademöglichkeit des elektrisch betriebenen Fahrzeugs.
  • Mithilfe des elektronischen Überwachungssystems kann das erste und/oder das zweite Potential des elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit der Ladespannung verglichen werden. Falls eines oder beide Potentiale größer als die Ladespannung sind, dann kann das erste Potential und/oder das zweite Potential aktuell als nicht geeignet für einen Ladevorgang an der Ladestation beurteilt werden.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein elektronisches Überwachungssystem mit einer Spannungsmesseinheit, einem Spannungswandler, einer Auswerteeinheit und einer Sicherheitseinrichtung, wobei das elektronische Überwachungssystem zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorher geschilderten Aspekte oder einer Weiterbildung davon ausgebildet ist. Insbesondere wird das vorher geschilderte Verfahren mit dem elektronischen Überwachungssystem durchgeführt.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung(en). Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Dabei zeigen die nachfolgenden Figuren in:
    • 1 eine Ausführungsbeispiel eines Ladevorgangs eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs an einer Ladestation; und
    • 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Ladevorgangs des elektrisch betriebenen Fahrzeugs an der Ladestation wie in 1.
  • In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Die 1 zeigt beispielsweise eine Ausführungsform während eines Ladevorgangs eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1 an einer Ladestation 2 mithilfe eines Spannungswandlers 3. Bei dem elektrisch betriebenen Fahrzeug 1 handelt es sich beispielsweise um ein Hybridfahrzeug oder um ein Elektrofahrzeug oder um ein Plug-in-Fahrzeug. Bei der Ladestation 2 kann es sich beispielsweise um eine Ladeeinheit oder um eine Ladevorrichtung oder um eine Energiequelle handeln. Bei dem Spannungswandler 3 handelt es sich insbesondere um einen Boost-Wandler beziehungsweise Aufwärtswandler.
  • Insbesondere verfügt das elektrisch betriebene Fahrzeug 1 über ein 800-Volt-Bordnetz und umfasst den Boost-Wandler beziehungsweise Spannungswandler 3. Mithilfe des Spannungswandlers 3 ist ein Ladevorgang an einer 500-Volt-Ladesäule als die Ladestation 2 möglich. Der Spannungswandler 3 kann insbesondere galvanisch gekoppelt sein und verfügt über eine direkte Verbindung eines HV-Potentials HV+, HV- von seiner Eingangsseite zu seiner Ausgangsseite. In diesem Ausführungsfall ist der Spannungswandler 3 direkt mit dem HV- Minuspotential verbunden. Insbesondere handelt es sich bei dem HV- Pluspotential um ein erstes Potential und bei dem HV- Minuspotential um ein zweites Potential des elektrisch betriebenen Fahrzeugs.
  • Das elektrisch betriebene Fahrzeug 1 weist eine Spannungsmesseinheit 4 auf. Dadurch kann eine Spannungsmessung jedes einzelnen HV- Potentials HV+, HV- bezogen auf ein Bezugspotential PE durchgeführt werden. Beispielsweise handelt es sich bei dem Bezugspotential PE um ein elektrisches Potential eines Gehäuses oder des Chassis des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1. Beispielsweise kann die Spannungsmesseinheit 4 Teil eines Isolationswächters des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1 sein. Beispielsweise verfügt das elektrisch betriebene Fahrzeug 1 über Schütze S4, S5, mit welchen ein Ladevorgang erlaubt oder abgebrochen werden kann.
  • Beispielsweise kann während eines DC-Ladevorgangs des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1 ein Isolationswächter 5 der Ladestation 2 aktiv sein. Der Isolationswächter 5 schaltet in seinem aktiven Betrieb testweise Prüfwiderstände R_IMD, R_IMD1 zwischen HV+ und PE oder zwischen HV- und PE. Insbesondere wird dieses testweise Hin- und Herschalten mithilfe von Schaltern S2, S3 durchgeführt. Diese Schalter S2, S3 werden mithilfe von Pulsgeneratoren 6, 7 geschaltet.
  • Beispielsweise können die elektrischen Potentiale HV+, HV- des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1 überwacht werden. Dabei wird eine Information zu einer vorgegebenen Ladespannung UL der Ladestation 2 einem elektronischen Überwachungssystem des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1 bereitgestellt beziehungsweise übermittelt. Das erste Potential HV+ und das zweite Potential HV- des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1 werden jeweils bezogen zu einem Bezugspotential PE von dem Überwachungssystem und insbesondere von einer Spannungsmesseinheit 4 des Überwachungssystems ermittelt beziehungsweise erfasst und/oder ausgewertet. Anschließend wird das erste und/oder das zweite Potential HV+, HV- des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1 mithilfe des Überwachungssystems jeweils mit der Ladespannung UL verglichen. Wenn das erste und/oder das zweite Potential HV+, HV- des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1 größer sind als die Ladespannung UL, so wird ein möglicher Ladevorgang an der Ladestation 2 nicht freigegeben. Insbesondere kann das erste Potential und/oder das zweite Potential HV+, HV- aktuell als nicht geeignet für den Ladevorgang an der Ladestation 2 beurteilt werden.
  • Beispielsweise kann durch das Überwachungssystem bei einem Größer sein der Potentiale HV+, HV- als die Ladespannung ein Warnsignal generiert werden, sodass ein Nutzer des elektrisch betriebenen Fahrzeugs informiert wird, dass ein Ladevorgang nicht durchgeführt werden kann. Insbesondere erfolgt dadurch eine frühzeitige Signalisierung des Nutzers über den eingetretenen Fehlerfall. Beispielsweise kann dies durch eine Auswerteeinheit des Überwachungssystems durchgeführt werden.
  • Beispielsweise kann mit der Ladestation 2 eine vorgegebene Ladespannung UL von 500 Volt DC bereitgestellt werden. Mithilfe des Spannungswandlers 3 kann die Ladespannung UL der Ladestation 2 in eine Versorgungsspannung UV umgewandelt werden, um ein Bordnetz und/oder eine Fahrzeugbatterie 8 des elektrisch betriebenen Fahrzeug 1 zu versorgen.
  • Nun wird anhand der 1 ein mögliches Ausführungsbeispiel kurz erläutert. Insbesondere wird durch das elektrisch betriebene Fahrzeug 1 eine HV-Verteilung der elektrischen Potentiale HV+, HV-, noch bevor die Ladestation 2 an dem elektrisch betriebenen Fahrzeug 1 angeschlossen ist, überprüft. Dies kann beispielsweise beim Start des elektrisch betriebenen Fahrzeugs und/oder während einer Beförderungsfahrt des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1 durchgeführt werden. Wenn insbesondere definierte Grenzwerte überschritten werden, wie beispielsweise, dass die Spannung zwischen HV- und PE größer als 500 Volt ist, so wird ein Signal ausgegeben, dass das Laden an einer 500-Volt-DC-Ladesäule aktuell nicht möglich ist. Die Spannung zwischen HV- und PE kann insbesondere über die Spannungsmessung Vm_N durchgeführt werden. Mithilfe des Signals kann dem Fahrer des elektrisch betriebenen Fahrzeugs über eine Warnlampe beispielsweise dieser Fehlerfall signalisiert werden. Insbesondere kann dem Fahrer über eine Warnung zudem signalisiert werden, dass er schon vor dem Aufsuchen einer 500-Volt-Ladesäule Bescheid weiß, ob der Ladevorgang möglich ist oder nicht. Die Spannungsmessungen Vm_P und Vm_N sind während des DC-Ladevorgangs aktiv und beobachten die Potentialverteilungen der elektrischen Potentiale HV+, HV-. Tritt während des Ladevorgangs innerhalb des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1 eine Potentialverschiebung (beispielsweise ein Isolationsfehler) ein, die die Ladesäulenisolation der Ladestation 2 überlasten würde, so könnte dies im elektrisch betriebenen Fahrzeug 1 erkannt werden und eine Notabschaltung durch ein schnelles Öffnen der Schütze S4 und S5 durchgeführt werden. Die Reaktionszeit ist somit wesentlich kürzer als eine Erkennung durch den Isolationswächter 5 der DC-Ladesäule.
  • Beispielsweise kann das soeben Geschilderte auch simuliert werden. Hierzu wird ein beispielhaftes Simulationsergebnis erläutert. Dabei betragen alle Isolationswiderstände 100 Megaohm mit Ausnahmer der Isolation zwischen HV+ und PE innerhalb des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1. Die Isolation weist insbesondere 60 Megaohm auf. Dies würde eine Potentialverteilung ohne DC-Ladesäule von 300 Volt über dem 60-Megaohm-Widerstand und 500 Volt über dem 100-Megaohm-Widerstand zwischen HV- und PE entsprechen. Die Schaltfrequenzen des Isolationswächters 5 der Ladestation 2 betragen beispielsweise 0,1 Hertz. Dabei wird R_IMD von 0 Sekunden bis 2,5 Sekunden zugeschaltet. Danach wird S2 wieder geöffnet. Sollte R_IMD1 zugeschaltet werden, beträgt die Zeitspanne fünf Sekunden bis 7,5 Sekunden. Danach wird S3 geöffnet. R_IMD und R_IMD1 können jeweils 40 Kiloohm aufweisen.
  • Mithilfe dieser Parameter kann ein Simulationsergebnis erzeugt werden, wobei die Spannung über der Isolation in der Ladestation 2 nicht den Grenzwert von 500 Volt überschreitet. Dabei werden sogar noch 50 Volt Toleranz möglich, da für die MD-Funktionen 550 Volt veranschlagt werden können.
  • Die 2 zeigt ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Wie in 1 wird ebenso ein Ladevorgang des elektrisch betriebenen Fahrzeugs an der Ladestation 2 mithilfe des Spannungswandlers 3 dargestellt. Das elektrisch betriebene Fahrzeug 1 weist genauso wie die 1 ein 800-Volt-Bordnetz auf. Die Ladestation 2 liefert ebenfalls 500 Volt als Ladespannung UL.
  • Die Grundkomponenten und Funktionsweisen sind hier genauso wie die bereits geschilderten zu der 1. Ein Unterschied liegt in der Funktionsweise des Isolationswächters 5 der Ladestation 2. Während des Ladevorgangs des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1 ist der Isolationswächter 5 aktiv, das heißt, er lädt über eine galvanisch getrennte Stromquelle die Y-Kapazitäten des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1 mit einem definierten Strom (beispielsweise zehn Milliampere oder weniger) bis zu einer maximal vorgegebenen Spannungsabweichung aus der ursprünglichen Potentialverteilung um (beispielsweise +/- 50 Volt). Bei den Y-Kapazitäten handelt es sich insbesondere um die gezeigten Kapazitäten CY_P2 und C_Y_N2 .
  • Wie in 1 wird die HV-Verteilung zuerst vor dem eigentlichen Ladevorgang beziehungsweise an dem Anschließen des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1 an der Ladestation 2 überprüft. Sollte einer und/oder beide Werte der Potentiale HV+, HVgrößer sein als die Ladespannung UL, so wird ein Warnsignal ausgegeben.
  • Falls das erste und/oder das zweite Potential HV+, HV- des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1 jeweils die Ladespannung UL nicht überschreiten, dann wird ein möglicher Ladevorgang freigegeben. Wenn anschließend der Ladevorgang durchgeführt wird, wird das erste und/oder das zweite Potential HV+, HV- des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1 beim Anschließen des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1 an der Ladestation 2 und/oder während eines tatsächlichen dann auch durchgeführten Ladevorgangs kontinuierlich überwacht und überprüft. Sollte während des Ladevorgans eine Potentialverschiebung der Potentiale HV+, HV- erfasst werden, so wird der Ladevorgang mithilfe einer Sicherheitseinrichtung 9 automatisch unterbrochen. Zu der Sicherheitseinrichtung 9 gehören insbesondere die beiden Schütze S4, S5.
  • Im Folgenden wird ein weiteres Simulationsergebnis zu dem soeben geschilderten Ausführungsbeispiel dargestellt. Alle Isolationswiderstände betragen 100 Megaohm mit Ausnahme der Isolation zwischen HV+ und PE im elektrisch betriebenen Fahrzeug 1. Dabei beträgt die Isolation 60 Megaohm. Dies würde eine Potentialverteilung ohne angeschlossene Ladestation 2 von 300 Volt über dem 60 Megaohm-Widerstand und 500 Volt über dem 100 Megaohm-Widerstand zwischen HV- und PE entsprechen.
  • Die Schaltfrequenz des Isolationswächters 5 liegt ebenfalls bei 0,1 Hertz, das heißt, dass eine Einspeisung eines Stroms durch die Stromquelle mit einem Milliampere von null Sekunden an bis maximal einer 50 Volt Potentialverschiebung über CY_P1 bezogen auf die unbestromte Ruhelage erreicht werden kann. Danach stoppt die Stromeinspeisung. Andernfalls kann die Stromeinspeisung über die Stromquelle l1 mit einem Milliampere von fünf Sekunden bis maximal 50 Volt Potentialverschiebung über CY_N1 bezogen auf die unbestromte Ruhelage erreicht werden. Danach wird die Stromeinspeisung gestoppt.
  • Mithilfe dieser Parameter kann ein Simulationsergebnis erzeugt werden, wodurch die Spannung über der Isolation in der Ladestation 2 nicht den Wert von 500 Volt plus 50 Volt überschreitet.
  • Beispielsweise weist die Ladestation 2 einen Widerstand R_DC und eine Spannungsquelle DC_LS zum Bereitstellen der Ladespannung UL auf. Ebenso kann die Ladestation 2 einen Kondensator C_X1 aufweisen. Insbesondere weist die Fahrzeugbatterie 8 einen Widerstand R_Batt und eine Spannungsquelle DC_Batt zum Bereitstellen der Batteriespannung auf. Der Spannungswandler 3 weist speziell eine Induktivität L, einen Kondensator C_X2 und eine Schalteinheit S1 auf.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    elektrisch betriebenes Fahrzeug
    2
    Ladestation
    3
    Spannungswandler
    4
    Spannungsmesseinheit
    5
    Isolationswächter
    6, 7
    Pulsgenerator
    8
    Fahrzeugbatterie
    C X1
    Kondensator der Ladestation
    C_X2
    Kondensator des Spannungswandler
    CY_P2, C_Y_N2
    Kapazitäten des elektrisch betriebenen Fahrzeuges Kapazitäten der Ladestation
    CY_P1, C_Y_N1
    Spannungsquelle der Fahrzeugbatterie
    DC_Batt
    Spannungsquelle der Ladestation
    DC_LS HV+, HV-
    erstes und zweites Potential
    L
    Induktivität des Spannungswandlers
    R_Batt
    Widerstand der Fahrzeugbatterie Widerstand der Ladestation
    R_DC
    Prüfwiderstände
    R_IMD, R_IMD1
    Schalteinheit des Spannungswandler
    S1
    Schalter des Isolationswächters
    S2, S3
    Schütze
    S4, S5
     
    UL
    Ladespannung
    UV
    Versorgungsspannung
    Vm_P, Vm_N
    Spannungsmessungen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102017009355 A1 [0005]
    • DE 102017009352 A1 [0006]

Claims (7)

  1. Verfahren zum Überwachen eines elektrischen Potentials (HV+, HV-) eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs (1), wobei - eine Information zu einer vorgegebenen Ladespannung (UL) einer Ladestation (2) einem elektronischen Überwachungssystem des elektrisch betriebenen Fahrzeugs (1) bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass - ein erstes Potential (HV+) und ein zweites Potential (HV-) des elektrisch betriebene Fahrzeugs (1) jeweils bezogen zu einem elektrischen Bezugspotential (PE) von dem elektronischen Überwachungssystem ausgewertet werden, - das erste und/oder das zweite Potential (HV+, HV-) des elektrisch betriebenen Fahrzeugs (1) mit dem elektronischen Überwachungssystem jeweils mit der Ladespannung (UL) verglichen werden, und - dann, wenn das erste und/oder das zweite Potential (HV+, HV-) des elektrisch betriebenen Fahrzeugs (1) größer sind als die Ladespannung (UL), dann wird ein Ladevorgang an der Ladestation (2) nicht freigegeben werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Überwachungssystem bei diesem Größer sein der Ladespannung (UL) durch das erste Potential (HV+) und/oder das zweite Potential (HV-) ein Warnsignal generiert wird, sodass ein Nutzer des elektrisch betriebene Fahrzeugs (1) informiert wird, dass ein Ladevorgang nicht durchgeführt werden kann.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das erste und/oder das zweite Potential (HV+, HV-) des elektrisch betriebenen Fahrzeugs (1) jeweils die Ladespannung (UL) nicht überschreiten, ein möglicher Ladevorgang freigegeben wird, wobei das erste und/oder das zweite Potential (HV+, HV-) des elektrisch betriebenen Fahrzeugs (1) beim Anschließen des elektrisch betriebenen Fahrzeugs (1) an die Ladestation (2) und/oder während eines tatsächlich dann auch durchgeführten Ladevorgangs kontinuierlich überwacht werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn während des Ladevorgangs eine Potentialverschiebung der Potentiale (HV+, HV-) erfasst wird, der Ladevorgang mittels einer Sicherheitseinrichtung (9) automatisch unterbrochen wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Ladestation (2) eine vorgegebene Ladespannung (UL) von 500 V DC bereitgestellt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem galvanisch gekoppelten Spannungswandler (3) die Ladespannung (UL) der Ladestation (2) in eine Versorgungsspannung (UV) umgewandelt wird, um ein Bordnetz und/oder eine Fahrzeugbatterie (8) des elektrisch betriebenen Fahrzeugs (1) zu versorgen.
  7. Elektronisches Überwachungssystem mit einer Spannungsmesseinheit (4), einem Spannungswandler (3), einer Auswerteeinheit und einer Sicherheitseinrichtung (9), wobei das Überwachungssystem zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111469704A (zh) * 2020-04-02 2020-07-31 南方电网电动汽车服务有限公司 车辆充电的电压监测电路及装置
WO2024017776A1 (de) * 2022-07-18 2024-01-25 Mercedes-Benz Group AG Fahrzeug mit einem elektrischen bordnetz

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