DE102022213290A1 - Verfahren und Steuerungssystem zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren und Steuerungssystem zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs Download PDF

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Landry Giraud Wandji Tchatchoua
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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei ein elektrisches Antriebssystem (1) desselben eine als Antriebsaggregat dienende elektrische Maschine (2) aufweist, die unter Zwischenschaltung eines Inverters (3) und eines Zwischenkreises (4) über einen Hochvolt-Verteiler (9) an eine Hochvolt-Traktions-Batterie (8) elektrisch ankoppelbar ist, wobei eine Niedervolt-Batterie (10) und ein Isolationswächter (16) über einen Niedervolt-Verteiler (11) an den Hochvolt-Verteiler elektrisch ankoppelbar sind, wobei dann, wenn die Hochvolt-Traktions-Batterie (8) von dem elektrischen Antriebssystem (1) elektrisch abgekoppelt ist und an dasselbe elektrisch angekoppelt werden soll, vor einem elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) folgende Schritte ausgeführt werden: Der Inverter (3) wird zur Bereitstellung eines aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern (5) angesteuert. Dann, wenn an den Low-Side-Schaltern (5) des Inverters (3) der aktive Kurzschluss eingestellt ist, werden der Isolationswächter (16), der Niedervolt-Verteiler (11) und der Hochvolt-Verteiler (9) zur Durchführung einer Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem angesteuert. Nach Durchführung der Isolationsmessung wird der Inverter (3) zur Aufhebung des aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern (5) angesteuert. Dann, wenn bei der Isolationsmessung kein Isolationsfehler festgestellt wird, wird der Hochvolt-Verteiler (9) zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) angesteuert. Dann, wenn bei der Isolationsmessung ein Isolationsfehler festgestellt wird, wird der Hochvolt-Verteiler (9) nicht zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) angesteuert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuerungssystem zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs.
  • Ein vollelektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug oder auch ein teilelektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug verfügt über ein elektrisches Antriebssystem mit einer als Antriebsaggregat dienenden elektrischen Maschine, die unter Zwischenschaltung eines Inverters und eines sogenannten Zwischenkreises an eine Hochvolt-Traktions-Batterie des Kraftfahrzeugs ankoppelbar ist. Ferner weist ein solches Kraftfahrzeug eine Niedervolt-Batterie auf. In einer Hochvolt-Traktions-Batterie liegt typischerweise eine elektrische Spannung von 400 Volt bis 800 Volt. In einer Niedervolt-Batterie liegt typischerweise eine elektrische Spannung von 12 Volt oder auch 48 Volt vor. Dann, wenn ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug in Betrieb genommen werden soll, ist es erforderlich, die zuvor von dem elektrischen Antriebssystem abgekoppelte Hochvolt-Traktions-Batterie elektrisch anzukoppeln. Dies darf nur dann erfolgen, wenn im elektrischen Antriebssystem kein Isolationsfehler vorliegt. Daher ist es erforderlich, vor dem Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie an das elektrische Antriebssystem eine Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem durchzuführen.
  • DE 10 2016 005 732 A1 offenbart ein Verfahren zur Isolationsüberwachung eines Hochvolt-Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs. Das Hochvolt-Bordnetz weist einen elektrischen Hochvolt-Energiespeicher und ein Hochvolt-System auf, wobei das Hochvolt-System eine elektrische Maschine und einen Inverter umfasst. Der elektrische Hochvolt-Energiespeicher verfügt über zusammengeschaltete Einzelzellen, eine elektrische Trenneinrichtung sowie über eine Isolationsüberwachungseinrichtung. Zur Durchführung einer Isolationsmessung des Hochvolt-Systems wird ein Schalterelement der Trenneinrichtung geschlossen, um einen der Pole des Hochvolt-Energiespeichers über eine elektrische Verbindungsleitung mit dem Hochvolt-System zu verbinden und so die Isolationsmessung bei geschlossenem Schalterelement durchzuführen. Zur Isolationsmessung ist dann der Hochvolt-Energiespeicher über ein Schalterelement an das Hochvolt-System angeschlossen.
  • DE 10 2018 217 116 B3 offenbart ein Verfahren zur Überwachung von Isolationsfehlern in einem Hochvolt-System eines Kraftfahrzeugs. Das Hochvolt-System verfügt über eine Hochvolt-Batterie und einen DC/DC-Wandler. Über insgesamt vier Messeinrichtungen werden Spannungen gemessen, wobei ein Isolationswächter Daten der vier Messeinrichtungen auswertet, um einen Isolationsfehler zu detektieren.
  • Es besteht Bedarf daran, auf einfachere Art und Weise ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug im Hinblick auf einen Isolationsfehler eines elektrischen Antriebssystems des Kraftfahrzeugs zu überprüfen.
  • Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren und Steuerungssystem zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1 und durch ein Steuerungssystem gemäß Anspruch 5 gelöst.
  • Dann, wenn die Hochvolt-Traktions-Batterie von dem elektrischen Antriebssystem elektrisch abgekoppelt ist und an das elektrische Antriebssystem elektrisch angekoppelt werden soll, werden vor einem elektrischen Vorladen des Zwischenkreises folgende Schritte ausgeführt: Der Inverter wird zur Bereitstellung eines aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern angesteuert. Dann, wenn an den Low-Side-Schaltern des Inverters der aktive Kurzschluss eingestellt ist, werden der Isolationswächter, der Niedervolt-Verteiler und der Hochvolt-Verteiler zur Durchführung einer Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem angesteuert. Nach Durchführung der Isolationsmessung wird der Inverter zur Aufhebung des aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern angesteuert. Dann, wenn bei der Isolationsmessung kein Isolationsfehler des elektrischen Antriebssystems festgestellt wird, wird der Hochvolt-Verteiler zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises angesteuert. Dann, wenn bei der Isolationsmessung ein Isolationsfehler festgestellt wird, wird der Hochvolt-Verteiler nicht zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises angesteuert.
  • Dann, wenn bei der Isolationsmessung kein Isolationsfehler festgestellt wird, wird auf eine ordnungsgemäße Isolationsfunktion des elektrischen Antriebssystems geschlossen. In diesem Fall erfolgt dann ein elektrisches Vorladen des Zwischenkreises und nachfolgend ein Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie an das elektrische Antriebssystem bzw. ein Ankoppeln des elektrischen Antriebssystems an die Hochvolt-Traktions-Batterie. Dann hingegen, wenn bei der Isolationsmessung ein Isolationsfehler festgestellt wird, wird der Zwischenkreis nicht vorgeladen und die Hochvolt-Traktions-Batterie bliebt vom Antriebssystem bzw. das Antriebssystem bleibt von der Hochvolt-Traktions-Batterie abgekoppelt. Die Erfindung erlaubt eine einfache, sichere und zuverlässige Überprüfung eines elektrischen Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs auf einen Isolationsfehler, ohne dass es hierzu erforderlich ist, die Hochvolt-Traktions-Batterie an das elektrische Antriebssystem anzukoppeln und ohne die Notwendigkeit eines eigenen Isolationswächters im elektrischen Antriebssystem.
  • Vorzugsweise wird vor dem elektrischen Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie an das elektrische Antriebssystem bzw. vor dem elektrischen Ankoppeln des elektrischen Antriebssystems an die Hochvolt-Traktions-Batterie der Hochvolt-Verteiler zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises angesteuert. Vorzugsweise wird nach dem elektrischen Vorladen des Zwischenkreises der Hochvolt-Verteiler zum elektrischen Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie an das elektrische Antriebssystem bzw. zum elektrischen Ankoppeln des elektrischen Antriebssystems an die Hochvolt-Traktions-Batterie angesteuert. Dies ist besonders bevorzugt, um die Hochvolt-Traktions-Batterie und das elektrische Antriebssystem einfach und zuverlässig elektrisch aneinander anzukoppeln.
  • Zur Durchführung der Isolationsmessung im Antriebssystem wird der Niedervolt-Verteiler derart ansteuert, dass der Isolationswächter und vorzugsweise die Niedervolt-Batterie an den Niedervolt-Verteiler elektrisch angeschlossen werden oder bleiben, wobei ferner der Hochvolt-Verteiler derart ansteuert wird, dass der Niedervolt-Verteiler und der Inverter vorzugsweise bei vom Hochvolt-Verteiler elektrisch abgekoppelter Hochvolt-Traktions-Batterie an den Hochvolt-Verteiler elektrisch angeschlossen werden oder bleiben. So kann ein Isolationswächter, der einem Niedervolt-System des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, zur Isolationsmessung im Hochvolt-System des Kraftfahrzeugs, nämlich im elektrischen Antriebssystem desselben, genutzt werden.
  • Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
    • 1 ein Blockschaltbild eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs,
    • 2 ein Signalflussdiagramm zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung.
  • 1 zeigt stark schematisiert Baugruppen eines voll- oder teilelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug ein elektrisches Antriebssystem 1 aufweist. Vom elektrischen Antriebssystem 1 sind eine elektrische Maschine 2, ein Inverter 3 sowie ein Zwischenkreis 4 gezeigt. Der Zwischenkreis 4 verfügt typischerweise über Zwischenkreis-Kondensatoren, die in 1 im Detail nicht gezeigt sind. Der Inverter 3 verfügt über Low-Side-Schalter 5 sowie über High-Side-Schalter 6. Die Low-Side-Schalter 5 sind in 1 von einem Kasten in gestrichelter Linienführung umrandet. Der Inverter 3 dient der Wandlung einer eingangsseitig am Inverter 3 anliegenden Gleichspannung in eine ausgangsseitig am Inverter 3 liegende Wechselspannung, um die elektrische Maschine 2 mit Wechselspannung zu versorgen. Zum elektrischen Antriebssystem 1 zählt ein erstes Steuergerät 7, über welches der Inverter 3 ansteuerbar ist. Dieses erste Steuergerät 7 tauscht gemäß dem Doppelpfeil der 1 mit dem Inverter 3 bidirektional Daten aus.
  • Das elektrisch angetriebene Kraftfahrzeug verfügt über weitere Baugruppen, die nicht direkt dem elektrischen Antriebssystem 1 des Kraftfahrzeugs zugerechnet werden. Hierzu zählt insbesondere eine Hochvolt-Traktions-Batterie 8, ein Hochvolt-Verteiler 9, eine Niedervolt-Batterie 10 sowie ein Niedervolt-Verteiler 11. Der Hochvolt-Verteiler 9 wird auch als Hochvolt-Schaltbox und der Niedervolt-Verteiler 11 auch als Niedervolt-Schaltbox bezeichnet, wobei in 1 sowohl im Bereich des Hochvolt-Verteilers 9 als auch im Bereich des Niedervolt-Verteilers 11 mehrere elektrische Schalter 12 bzw. 13 gezeigt sind. Über die Schalter 12 des Hochvolt-Verteilers 9 können unterschiedliche Baugruppen an Hochvolt-Leitungen 14 eines Hochvolt-Netzes angeschlossen werden. Über die Schalter 13 des Niedervolt-Verteilers 11 können unterschiedliche Baugruppen an Niedervolt-Leitungen 15 eines Niedervolt-Netzes angeschlossen werden.
  • 1 zeigt weiterhin einen Isolationswächter 16, der über Schalter 13 des Niedervolt-Verteilers 11 an die Niedervolt-Leitungen 15 angeschlossen werden kann.
  • Ferner zeigt 1 ein zweites Steuergerät 17, welches der Ansteuerung des Niedervolt-Verteilers 11 sowie des Hochvolt-Verteilers 9 dient und des Isolationswächters 16 dient. Das zweite Steuergerät 17 tauscht gemäß dem Doppelpfeil der 1 mit dem Isolationswächter 16 bidirektional Daten aus.
  • Die vertikale punktierte Linie der 1 soll diejenigen Baugruppen des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs voneinander trennen, die entweder unmittelbar dem elektrischen Antriebssystem 1 zugerechnet werden oder demselben nicht zugerechnet werden.
  • Bei der Erfindung geht es darum, dann, wenn die Hochvolt-Traktions-Batterie 8 vom elektrische Antriebssystem 1 bzw. das elektrische Antriebssystem 1 von der Hochvolt-Traktions-Batterie 8 abgekoppelt ist, und zwar in 1 über den Hochvolt-Verteiler 9, nämlich eine entsprechende Schaltstellung der Schalter 12 desselben, und wenn nachfolgend die Hochvolt-Traktions-Batterie 8 und das elektrische Antriebssystem 1 elektrisch aneinander gekoppelt werden soll, diese elektrische Kopplung von Hochvolt-Traktions-Batterie 8 und elektrischem Antriebssystem 1 auf sichere, einfache und zuverlässige Art und Weise zu ermöglichen.
  • Hierzu werden vor einem elektrischen Vorladen des Zwischenkreises 4 und vor der elektrischen Kopplung von Hochvolt-Traktions-Batterie 8 und elektrischem Antriebssystem 1 folgende Schritte ausgeführt:
    • Zunächst wird der Inverter 3 zur Bereitstellung eines aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern 5 angesteuert. Dann, wenn an den Low-Side-Schaltern 5 des Inverters 3 der aktive Kurzschluss eingestellt ist, werden der Isolationswächter 16, der Niedervolt-Verteiler 11 und der Hochvolt-Verteiler 9 zur Durchführung einer Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem 1 angesteuert.
  • Nach Durchführung der Isolationsmessung wird der Inverter 3 zur Aufhebung des aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern 5 angesteuert.
  • Dann, wenn bei der Isolationsmessung kein Isolationsfehler des elektrischen Antriebssystems 1 festgestellt wird, wenn also eine ordnungsgemäße Isolationsfunktion des elektrischen Antriebssystems 1 vorliegt, wird der Hochvolt-Verteiler 9 zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises 4 angesteuert, nachfolgend wird derselbe zum Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie 8 an das elektrischen Antriebssystem 1 bzw. zum Ankoppeln des elektrischen Antriebssystems 1 an die Hochvolt-Traktions-Batterie 8 angesteuert.
  • Dann hingegen, wenn bei der Isolationsmessung ein Isolationsfehler des elektrischen Antriebssystems 1 festgestellt wird, wird der Zwischenkreis 4 nicht elektrisch vorgeladen und das elektrische Antriebssystem 1 bleibt von der Hochvolt-Traktions-Batterie 8 abgekoppelt.
  • Zur Durchführung der Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem 1 wird bzw. werden der Niedervolt-Verteiler 11 bzw. dessen Schalter 13 derart ansteuert, dass der Isolationswächter 16 und vorzugsweise die Niedervolt-Batterie 10 an den Niedervolt-Verteiler 11 elektrisch angeschlossen werden oder bleiben. Ferner wird bzw. werden der Hochvolt-Verteiler 9 bzw. dessen Schalter 12 derart ansteuert, dass der Niedervolt-Verteiler 11 und der Inverter 3 bei vom Hochvolt-Verteiler 9 elektrisch abgekoppelter Hochvolt-Traktions-Batterie 8 an den Hochvolt-Verteiler 9 elektrisch angeschlossen werden oder bleiben.
  • Vor einem elektrischen Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie 8 an das elektrische Antriebssystem 1 wird der Hochvolt-Verteiler 9 zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises 9 angesteuert. Nach dem elektrischen Vorladen des Zwischenkreises 4 wird der Hochvolt-Verteiler 9 zum elektrischen Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie 8 an das elektrische Antriebssystem 1 angesteuert.
  • Weitere Details der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf das Signalflussdiagramm der 2 beschrieben.
  • In 2 visualisiert ein Block 20, dass ein elektrisches Koppeln von elektrischem Antriebssystem 1 und Hochvolt-Traktions-Batterie 8 gewünscht ist und in diesem Zusammenhang vorab eine Isolationsmessung mithilfe des Isolationswächters 16 durchgeführt werden soll. Eine entsprechende Anforderung kann hierzu vom zweiten Steuergerät 17 an das erste Steuergerät 7 übermittelt werden.
  • Liegt eine Anforderung zur Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem 1 vor, so wird nachfolgend im Block 21 ein aktiver Kurzschluss an den Low-Side-Schaltern 5 des Inverters 3 angefordert. Das erste Steuergerät 7 steuert hierzu den Inverter 3 entsprechend an. An den High-Side-Schaltern 5 des Inverters 3 wird kein aktiver Kurzschluss eingestellt.
  • In einem Block 22 übermittelt der Inverter 3 an das erste Steuergerät 7 eine Rückmeldung, dass der aktive Kurzschluss an den Low-Side-Schaltern 5 eingestellt wurde bzw. eingestellt ist.
  • In einem nachfolgenden Block 23 übermittelt sodann das erste Steuergerät 7 an das zweite Steuergerät 17 eine entsprechende Statusmeldung über den aktiven Kurzschluss an den Low-Side-Schaltern 5 des Inverters 3 bzw. eine Anforderung zum Starten der Isolationsmessung.
  • Im Block 23 steuert dann das zweite Steuergerät 17 den Niedervolt-Verteiler 11 und den Hochvolt-Verteiler 9, nämlich entsprechende Schalter 12, 13 derselben, derart an, dass der Isolationswächter 16 und vorzugsweise die Niedervolt-Batterie 10 über den Niedervolt-Verteiler 11 und den Hochvolt-Verteiler 9 bei abgekoppelter Hochvolt-Traktions-Batterie 8 an das elektrische Antriebssystem 1 durch Durchführung der Isolationsmessung angekoppelt wird. Das Ergebnis der Isolationsmessung wird dem zweiten Steuergerät 17 vom Isolationswächter 16 bereitgestellt.
  • Nach Beendigung der Isolationsmessung steuert das zweite Steuergerät 17 den Niedervolt-Verteiler 11 und den Hochvolt-Verteiler 9 derart an, dass der Isolationswächter 16 und vorzugsweise die Niedervolt-Batterie 10 vom elektrischen Antriebssystem 1 abgekoppelt wird.
  • Im Block 24 übermittelt das zweite Steuergerät 17 an das erste Steuergerät 7 Daten darüber, dass die Isolationsmessung beendet ist.
  • In einem nachfolgenden Block 25 wird sodann der aktive Kurzschluss an den Low-Side-Schaltern des Inverters 3 aufgehoben, nämlich dadurch, dass das erste Steuergerät 7 ein entsprechendes Steuersignal an den Inverter 3 übermittelt. Sobald der aktive Kurzschluss an den Low-Side-Schaltern 5 des Inverters 3 aufgehoben wurde, übermittelt in einem Block 26 der Inverter 3 an das erste Steuergerät 7 Daten darüber, dass am Inverter 3, nämlich an den Low-Side-Schaltern 5 desselben, kein aktiver Kurzschluss mehr vorliegt.
  • In einem nachfolgenden Block 27 wird das Ergebnis der Isolationsmessung überprüft. Dies kann im ersten Steuergerät 7 als auch im zweiten Steuergerät 17 erfolgen. Wird in dem Block 27 festgestellt, dass im elektrischen Antriebssystem 1 kein Isolationsfehler vorliegt, dass also eine ordnungsgemäße Isolationsfunktion des elektrischen Antriebssystems 1 gegeben ist, so wird ausgehend von Block 27 auf Block 28 verzweigt, wobei in Block 28 zunächst ein elektrisches Vorladen des Zwischenkreises 4 und nachfolgend ein elektrisches Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie 8 an das elektrische Antriebssystem 1 bzw. ein elektrisches Ankoppeln des elektrischen Antriebssystems 1 an die Hochvolt-Traktions-Batterie 8 erfolgt. Dies erfolgt über entsprechende Ansteuerung der Schalter 12 des Hochvolt-Verteilers 9 sowie der Schalter 13 des Niedervolt-Verteilers 11.
  • Nach Feststellung, dass kein Isolationsfehler im elektrischen Antriebssystem 1 vorliegt, erfolgt zunächst ein elektrisches Vorladen des Zwischenkreises 4 und nachfolgend ein Koppeln von Hochvolt-Traktions-Batterie 8 und elektrischem Antriebssystem 1.
  • Wird hingegen in Block 27 ein Isolationsfehler im elektrischen Antriebssystem 1 festgestellt, so wird ausgehend von Block 27 auf Block 29 verzweigt, wobei in Block 29 kein Vorladen des Zwischenkreises 4 durchgeführt wird und ferner auch der Hochvolt-Verteiler 9 nicht zum Ankoppeln der Hochvolt-Batterie 8 an das elektrische Antriebssystem 1 angesteuert wird. Vielmehr bleibt dann elektrische Antriebssystem 1 von der Hochvolt-Traktions-Batterie 8 elektrisch getrennt.
  • Sowohl ausgehend vom Block 28 als auch ausgehend von Block 29 wird auf einen Block 30 verzweigt, in welchem das Verfahren beendet wird.
  • Die Erfindung erlaubt eine Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem 1 eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, ohne dass es erforderlich ist, die Hochvolt-Traktions-Batterie 8 an das elektrische Antriebssystem 1 anzukoppeln. Die Isolationsmessung kann mithilfe eines Isolationswächters 16 des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden. Erst dann, wenn festgestellt wird, dass im elektrischen Antriebssystem 1 kein Isolationsfehler vorliegt, erfolgt ein elektrisches Vorladen des Zwischenkreises 4. Das Verfahren wird bei stillstehender elektrischer Maschine 2 ausgeführt.
  • Die Erfindung betrifft das oben beschriebene Verfahren sowie das Steuerungssystem aus den Steuergeräten 7 und 17, welches eingerichtet ist, das oben beschriebene Verfahren auszuführen. Bei den Steuergeräten 7 und 17 handelt es sich um elektronische Steuergeräte, die über hardwareseitige Mittel und softwareseitige Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verfügen. Zu den hardwareseitigen Mitteln zählen Datenschnittstellen, über welche die Steuergeräte 7, 17 untereinander sowie mit den entsprechenden Baugruppen, also mit dem Inverter 3, dem Isolationswächter 16 sowie dem Hochvolt-Verteiler 9 und Niedervolt-Verteiler 11 Daten austauschen können. Zu den hardwareseitigen Mitteln zählen weiterhin ein Speicher zur Datenspeicherung und ein Prozessor zur Datenverarbeitung. Zu den softwareseitigen Mitteln zählen Programmbausteine, die im jeweiligen Steuergerät 7, 17 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens implementiert sind. Das erste Steuergerät 7 steuert den Inverter 3 unmittelbar oder direkt an. Das zweite Steuergerät 17 steuert den Hochvolt-Verteiler 9, den Niedervolt-Verteiler 11 und den Isolationswächter 16 unmittelbar oder direkt an. Es ist möglich, dass das zweite Steuergerät 17 über das erste Steuergerät 7 den Inverter 3 mittelbar oder indirekt ansteuert. Ebenso ist es möglich, dass das erste Steuergerät 7 über das zweite Steuergerät 17 den Hochvolt-Verteiler 9, den Niedervolt-Verteiler 11 und den Isolationswächter 6 mittelbar oder indirekt ansteuert.
  • Bezugszeichen
    • 1
    elektrisches Antriebssystem
    2
    elektrische Maschine
    3
    Inverter
    4
    Zwischenkreis
    5
    Low-Side-Schalter
    6
    High-Side-Schalter
    7
    erstes Steuergerät
    8
    Hochvolt-Traktions-Batterie
    9
    Hochvolt-Verteiler
    10
    Niedervolt-Batterie
    11
    Niedervolt-Verteiler
    12
    Schalter
    13
    Schalter
    14
    Hochvolt-Leitung
    15
    Niedervolt-Leitung
    16
    Isolationswächter
    17
    zweites Steuergerät
    20
    Block
    21
    Block
    22
    Block
    23
    Block
    24
    Block
    25
    Block
    26
    Block
    27
    Block
    28
    Block
    20
    Block
    30
    Block
  • 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
    • DE 102016005732 A1 [0003]
    • DE 102018217116 B3 [0004]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei ein elektrisches Antriebssystem (1) des Kraftfahrzeugs eine als Antriebsaggregat dienende elektrische Maschine (2) aufweist, die unter Zwischenschaltung eines Inverters (3) und eines Zwischenkreises (4) über einen Hochvolt-Verteiler (9) an eine Hochvolt-Traktions-Batterie (8) des Kraftfahrzeugs elektrisch ankoppelbar ist, wobei eine Niedervolt-Batterie (10) und ein Isolationswächter (16) des Kraftfahrzeugs über einen Niedervolt-Verteiler (11) an den Hochvolt-Verteiler (9) elektrisch ankoppelbar sind, wobei dann, wenn die Hochvolt-Traktions-Batterie (8) von dem elektrischen Antriebssystem (1) elektrisch abgekoppelt ist und an das elektrische Antriebssystem (1) elektrisch angekoppelt werden soll, vor einem elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) folgende Schritte ausgeführt werden: der Inverter (3) wird zur Bereitstellung eines aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern (5) angesteuert, dann, wenn an den Low-Side-Schaltern (5) des Inverters (3) der aktive Kurzschluss eingestellt ist, werden der Isolationswächter (16), der Niedervolt-Verteiler (11) und der Hochvolt-Verteiler (9) zur Durchführung einer Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem (1) angesteuert, nach Durchführung der Isolationsmessung wird der Inverter (3) zur Aufhebung des aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern (5) angesteuert, dann, wenn bei der Isolationsmessung kein Isolationsfehler des elektrischen Antriebssystems (1) festgestellt wird, wird der Hochvolt-Verteiler (9) zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) angesteuert, dann, wenn bei der Isolationsmessung ein Isolationsfehler des elektrischen Antriebssystems festgestellt wird, wird der Hochvolt-Verteiler (9) nicht zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) angesteuert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem elektrischen Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie (8) an das elektrische Antriebssystem (1) der Hochvolt-Verteiler (9) zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) angesteuert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) der Hochvolt-Verteiler (9) zum elektrischen Ankoppeln der Hochvolt-Traktions-Batterie (8) an das elektrische Antriebssystem (1) angesteuert wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung der Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem (1) der Niedervolt-Verteiler (11) derart ansteuert wird, dass der Isolationswächter (16) und vorzugsweise die Niedervolt-Batterie (10) an den Niedervolt-Verteiler (11) elektrisch angeschlossen werden oder bleiben, und dass ferner der Hochvolt-Verteiler (9) derart ansteuert wird, dass der Niedervolt-Verteiler (11) und der Inverter (3) an den Hochvolt-Verteiler (9) elektrisch angeschlossen werden oder bleiben.
  5. Steuerungssystem eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei ein elektrisches Antriebssystem (1) des Kraftfahrzeugs eine als Antriebsaggregat dienende elektrische Maschine (2) aufweist, die unter Zwischenschaltung eines Inverters (3) und eines Zwischenkreises (4) über einen Hochvolt-Verteiler (9) an eine Hochvolt-Traktions-Batterie (8) des Kraftfahrzeugs elektrisch ankoppelbar ist, wobei eine Niedervolt-Batterie (10) und ein Isolationswächter (16) des Kraftfahrzeugs über einen Niedervolt-Verteiler (11) an den Hochvolt-Verteiler (9) elektrisch ankoppelbar sind, mit einem ersten Steuergerät (7) zur Ansteuerung des Inverters (3), mit einem zweiten Steuergerät (17) zur Ansteuerung des Hochvolt-Verteilers (9), des Niedervolt-Verteilers (11) und des Isolationswächters (16), wobei dann, wenn die Hochvolt-Traktions-Batterie (8) von dem elektrischen Antriebssystem (1) elektrisch abgekoppelt ist und an das elektrische Antriebssystem (1) elektrisch angekoppelt werden soll, vor einem elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) das erste Steuergerät (7) den Inverter (3) zur Bereitstellung eines aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern (5) ansteuert, dann, wenn an den Low-Side-Schaltern (5) des Inverters (3) der aktive Kurzschluss eingestellt ist, das zweite Steuergerät (17) den Isolationswächter (16), den Niedervolt-Verteiler (11) und den Hochvolt-Verteiler (9) zur Durchführung einer Isolationsmessung im elektrischen Antriebssystem (1) ansteuert, nach Durchführung der Isolationsmessung das erste Steuergerät (7) den Inverter (3) zur Aufhebung des aktiven Kurzschlusses an seinen Low-Side-Schaltern (5) ansteuert, dann, wenn bei der Isolationsmessung kein Isolationsfehler des elektrischen Antriebssystems (1) festgestellt wird, das zweite Steuergerät (17) den Hochvolt-Verteiler (9) zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) ansteuert, dann, wenn bei der Isolationsmessung ein Isolationsfehler des elektrischen Antriebssystems (1) festgestellt wird, das zweite Steuergerät (17) den Hochvolt-Verteiler (9) nicht zum elektrischen Vorladen des Zwischenkreises (4) ansteuert.
  6. Steuerungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuergerät (7) den Inverter (3) unmittelbar oder direkt ansteuert.
  7. Steuerungssystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuergerät (17) den Hochvolt-Verteiler (9), den Niedervolt-Verteiler (11) und den Isolationswächter (16) unmittelbar oder direkt ansteuert.
  8. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuergerät (7) über das zweite Steuergerät (17) den Hochvolt-Verteiler (9), den Niedervolt-Verteiler (11) und den Isolationswächter (6) mittelbar oder indirekt ansteuert.
  9. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuergerät (17) über das erste Steuergerät (7) den Inverter (3) mittelbar oder indirekt ansteuert.
  10. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auszuführen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102018217116B3 (de) 2018-10-08 2020-03-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Hochvoltsystem und Verfahren zur Überwachung von Isolationsfehlern in einem Hochvoltsystem

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016005732A1 (de) 2016-05-10 2017-11-16 Man Truck & Bus Ag Verfahren zur Isolationsüberwachung eines Hochvolt-Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs
DE102018217116B3 (de) 2018-10-08 2020-03-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Hochvoltsystem und Verfahren zur Überwachung von Isolationsfehlern in einem Hochvoltsystem

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