KR101708984B1 - 전기 고전압 시스템에서 전압의 부재를 결정하기 위한 방법 및 전기 고전압 시스템 - Google Patents

전기 고전압 시스템에서 전압의 부재를 결정하기 위한 방법 및 전기 고전압 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 특히 전기- 또는 하이브리드 자동차의 전기 고전압 시스템(1)에서 고전압 시스템(1)의 적어도 2개의 제어장치(3-5) 및 적어도 하나의 디스플레이 유닛(14, 16)에 의해 전압의 부재를 결정하기 위한 방법에 관한 것으로, 제어장치들(3-5)은 서로 독립적으로 고전압 시스템(1) 내의 전압을 검출하고, 이 경우 2개의 제어장치(3-5)가 임계값보다 낮은 전압을 검출하면, 디스플레이 유닛(14, 16)에 전압의 부재만이 디스플레이된다. 또한, 본 발명은 전기 고전압 시스템(1)에 관한 것이다.

Description

전기 고전압 시스템에서 전압의 부재를 결정하기 위한 방법 및 전기 고전압 시스템{METHOD FOR DETERMINING THE ABSENCE OF VOLTAGE IN AN ELECTRICAL HIGH-VOLTAGE SYSTEM, AND ELECTRICAL HIGH-VOLTAGE SYSTEM}
본 발명은 전기 고전압 시스템에서 전압의 부재를 결정하기 위한 방법 및 이러한 전기 고전압 시스템에 관한 것이다.
예를 들어 최근의 전기- 또는 하이브리드 자동차에서 전기 구동장치가 사용된다. 전기 구동장치는 이를 위해 자동차의 저전압 전기 계통으로부터 전기적으로 절연된 고전압 전원 장치를 포함한다. 이러한 전원 장치는 높은 직류 전압을 발생시키는 고성능 전기 배터리와 전기 구동장치의 변환기를 포함하는 파워 전자장치를 포함한다. 예를 들어 서비스 직원의 리스크를 줄이기 위해, 구동장치에 절연 네트워크가 설치된다. 따라서 절연은 자동차 접지에 대한 전원 장치의 절연 저항의 측정에 의해 모니터링되어야 한다. 그러나, 안전을 위한 절연의 모니터링뿐만 아니라, 예를 들어 서비스를 위해 휴지 상태에서 전원 장치로부터 배터리의 확실한 분리도 중요하다. 이를 위해 콘택터가 사용되고, 상기 콘택터는 휴지 상태에서 배터리를 전원 장치로부터, 특히 변환기의 중간 회로로부터 기계적으로 분리하기 위해 개방되고, 따라서 라인, 파워 전자장치 및 전기 모터는 무전압 상태이다.
DE 10 2006 050 529 A1호에 전기 구동장치의 절연- 및 콘택터 모니터링을 위한 회로 장치가 공개되어 있고, 상기 회로 장치는,
- 전기 구동장치의 전압 공급을 위한 배터리,
- 전기 구동장치의 전기 모터를 작동하기 위한, 배터리로부터 전력을 공급받는 파워 전자장치,
- 파워 전자장치로부터 배터리의 모든 극의 전기적 분리를 위한 적어도 하나의 콘택터,
- 절연- 및 콘택터 모니터링을 위한 측정 전압을 형성하기 위해 기준 전위에 접속된 전압원,
- 기준 전위에 대해서 측정 전압에 의해 형성된 전압 스윙을 측정하기 위한 2개의 전압 측정 수단을 포함하고,
- 이 경우 전압원과 제 1 전압 측정 수단은 측정 전압을 공급하기 위한 공급점에 전기 접속되고, 제 2 전압 측정 수단은 전압 스윙을 측정하기 위한 측정점에 전기 접속되고, 공급점과 측정점은 그 사이에 적어도 하나의 콘택터가 접속되도록 배치된다.
본 발명의 과제는 전기 고전압 시스템에서 전압의 부재를 결정하기 위한 방법 및 더 확실하게 전압의 부재가 결정될 수 있는 전기 고전압 시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구범위 제 1 항 및 제 8 항의 특징을 포함하는 대상에 의해 해결된다. 본 발명의 다른 바람직한 실시예들은 종속 청구항에 제시된다.
방법 또는 특히 전기- 또는 하이브리드 자동차의 전기 고전압 시스템은 적어도 2개의 제어장치와 적어도 하나의 디스플레이 유닛을 포함하고, 상기 제어장치는 서로 독립적으로 고전압 시스템 내의 전압을 검출하고, 이 경우, 2개의 또는 관련된 제어장치들이 임계값보다 작은 전압을 검출하면, 디스플레이 유닛에 전압의 부재만이 디스플레이된다. 이로써 고전압 시스템 내의 전압은 중복 검출되므로, 개별 오류들이 확실하게 검출된다. 제어장치들은 고전압 시스템 내의 동일한 전압 또는 상이한 전압을 검출할 수 있고, 즉 상이한 전위 위치에서 측정할 수 있다.
60 V는 접촉 보호를 위한 임계적 크기이기 때문에, 임계값은 예를 들어 20 V 또는 25 V일 수 있다. 디스플레이 유닛에 전압의 부재 상태의 표시는 바람직하게 픽토그램 형태로 이루어지므로, 각각의 표시된 픽토그램은 검출된 개별 전압값들의 논리 연산을 나타낸다. 그러나 전압의 검출된 실제값들을 개별적으로 표시하는 것도 가능하고, 이 경우 상기 실제값들은 값에 따라 예를 들어 상이한 컬러로 표시된다. 또한, 디스플레이 형태의 조합도 가능하다. 또한, 바람직하게 제어장치의 측정 오류 시 이는 논리적으로 임계값의 초과로 평가되는 것에 주목해야 하는데, 그 이유는 경우에 따라서 전압의 부재가 존재하지 않기 때문이다. 이때 디스플레이 유닛에 전압의 부재 상태(이 경우에 무전압이 아님)에 관한 표시에 대한 보완으로서, 제어장치 내에 오류의 발생이 표시될 수 있다.
실시예에서 적어도 하나의 다른 디스플레이 유닛에 검출된 전압의 적어도 하나의 실제값이 표시된다. 2개의 디스플레이 유닛을 사용함으로써, 방법은 또한 디스플레이 유닛의 개별 오류에 대해 오류 허용되는데, 그 이유는 2개의 디스플레이 유닛은 각각 전압의 부재를 디스플레이해야 하기 때문이다.
다른 실시예에서 외부 진단 장치가 연결되고, 이 경우 외부 진단 장치는 게이트웨이-제어장치에 의해 고전압 시스템의 제어장치에 연결되고 및/또는 개별 제어장치에 직접 연결된다. 이 경우 전압의 부재를 결정하기 위한 방법은 진단 장치에 의해 시작될 수 있다. 대안으로서 방법은 적어도 하나의 자동차 내부의 제어장치에 의해서도 시작될 수 있다. 예를 들어 자동차 내에 입력 수단이 제공될 수 있고, 상기 입력 수단의 작동이 제어장치에 의해 검출된다. 따라서 예정된 페달 작동 또는 이와 유사한 것이 트리거 이벤트일 수도 있다.
다른 실시예에서 전압의 부재 상태 및/또는 검출된 실제값은 진단 장치의 디스플레이 유닛에 표시되고, 전압의 부재 상태 및/또는 검출된 실제값은 전기- 또는 하이브리드 자동차의 디스플레이 유닛에 표시된다. 이로 인해 중복 디스플레이가 이루어질 수도 있으므로, 디스플레이 유닛의 개별 오류들도 검출된다. 바람직하게 전기- 또는 하이브리드 자동차 내의 디스플레이 유닛은 계기판의 디스플레이 유닛이다. 바람직한 실시예에서 자동차의 디스플레이 유닛에, 바람직하게는 계기판에 전압의 부재 상태가 예를 들어 픽토그램 형태로 표시되는 한편, 진단 장치의 디스플레이 유닛에는 실제값이 표시된다. 사용자는 2개의 디스플레이 유닛을 관찰해야 하고, 이 경우 자동차의 디스플레이 유닛이 상태를 무전압으로 디스플레이하고, 진단 장치의 디스플레이 유닛에 표시된 실제값이 임계값(들)보다 작으면, 전압의 부재만이 존재한다.
다른 실시예에서 적어도 하나의 메시지가 진단 장치에 의해 적어도 하나의 제어장치에 전달되고, 상기 메시지에 의해 전압의 부재의 결정이 도입된다. 자동차에서 이는 바람직하게 점화 장치의 스위치 온 시 이루어지고, 즉 단자 15가 스위치 온 된다.
다른 실시예에서 전압의 검출을 위한 제어장치들은 적어도 하나의 배터리 관리-제어장치이고 및/또는 자동차의 고전압 시스템의 다른 고전압 소자, 특히 전기 기계의 파워 전자장치의 제어장치이다. 실시예에서 배터리 관리-제어장치는 다른 제어장치들의 데이터의 중앙 수집 위치이고, 상기 데이터를 예비 처리하여 예를 들어 게이트웨이-제어장치를 통해서 디스플레이 유닛(들)에 전송한다.
다른 실시예에서 추가로 충전 장치의 제어장치는 전압을 검출하고 및/또는 충전 관리기의 제어장치는 적어도 하나의 전기 접속 소켓의 플러그인 상태를 검출한다.
본 발명은 하기에서 바람직한 실시예를 참고하여 설명된다.
도 1은 전기- 또는 하이브리드 자동차의 전기 고전압 시스템에서 전압의 부재의 자동 결정에 관한 개략적인 블록 회로도.
고전압 시스템(1)은 모터 제어장치(2), 파워 전자장치의 제어장치(3), 배터리 관리-제어장치(4), 충전 장치의 제어장치(5) 및 충전 관리기의 제어장치(6)를 포함하고, 상기 제어장치는 AC-충전 소켓(7)과 DC-충전 소켓(8)에 연결된다. 파워 전자장치의 제어장치(3), 배터리 관리-제어장치(4) 및 충전 장치의 제어장치(5)는 고전압 시스템(1)의 고전압 라인(9)에 연결된다. 제어장치들(2-6)은 도시된 실시예에서 2개의 버스 시스템(10, 11)에 의해 서로 연결되고, 이 경우 하나의 버스 시스템(11)은 게이트웨이-제어장치(12)에 연결된다. 게이트웨이-제어장치(12)에 의해 제어장치들(2-6)은 디스플레이 유닛(14)을 포함하는 계기판(13) 및 디스플레이 유닛(16)을 포함하는 외부 진단 장치(15)에 연결된다. 또한, 모터 제어장치(2)와 배터리 관리-제어장치(4)는 각각 라인(17)에 의해 직접 진단 장치(15)에 연결된다.
사용자가 고전압 시스템(1)이 스위치 오프 또는 무전압 상태인지 체크하고자 한다면, 진단 장치(15)에 의해 해당 메시지가 배터리 관리-제어장치(4)에 라인(17)을 통해서 전달된다. 관련된 제어장치들(3-5)은 고전압 라인(9)의 전압을 측정하고, 상기 전압을 임계값과 비교한다. 배터리 관리-제어장치(4)는 제어장치들(3, 5)로부터 상태값을 수신한다. 대안으로서 또는 추가로 배터리 관리-제어장치(4)는 제어장치들(3, 5)로부터 각각의 실제값도 수신할 수 있다. 실제값들은 제어장치들(3, 5)이 고전압 라인(9)에서 측정한 전압값이다. 상태값들은, 각각의 측정된 전압이 임계값보다 크거나 작은지 또는 측정 시 오류가 발생했는지 여부를 나타낸다. 또한, 제어장치(6)는 충전 소켓(7, 8)의 플러그인 상태, 즉 충전 플러그가 플러그인 상태인지 아닌지를 전송한다. 배터리 관리-제어장치(4)는 충전 상태들을 관련시키고, 즉 모든 제어장치들(3-5)이 상태값을 무전압 상태로 결정하였고, 충전 플러그가 플러그인 되지 않은 경우에, 고전압 시스템의 전체 상태는 무전압 상태이다. 이러한 전체 상태는 배터리 관리-제어장치(4)로부터 게이트웨이-제어장치(12)를 통해서 계기판(13)에 전달되고, 디스플레이 유닛(14)에 표시된다. 또한, 제어장치들(3, 4, 5)은 검출된 실제값들을 게이트웨이-제어장치(12)를 통해서 진단 장치(15)에 전달하고, 상기 진단 장치에서 상기 실제 값들은 디스플레이 유닛(16)에 표시된다. 대안으로서 배터리 관리-제어장치(4)는 모든 제어장치들(3-5)의 검출된 실제값들을 게이트웨이-제어장치(12)를 통해서 또는 직접 라인(17)을 통해서 진단 장치(15)에 전달하고, 상기 진단 장치에서 상기 실제값들은 디스플레이 유닛(16)에 표시된다. 실제값 외에 추가로 상태값들도 진단 장치(15)에 전달될 수 있다.
디스플레이 유닛(14)과 디스플레이 유닛(16) 상의 데이터들이 고전압 시스템(1)이 무전압 상태임을 나타내면, 사용자는 점화 장치를 스위치 오프(단자 15 스위치 오프)할 수 있고, 고전압 시스템(1)을 작동할 수 있다. 무전압 상태 또는 무전압 상태가 아님을 평가함에 있어서 신속한 변경을 방지하기 위해, 임계값들이 바람직하게 히스테리시스를 포함하는 것에 주목해야 한다.
방법이 고전압 시스템(1)이 무전압 상태가 아니라는 결과를 나타내면, 안전을 위해 방법은 반복될 수 있다. 대안으로서 고전압 시스템(1)의 스위치 오프를 위한 다른 조치들도 실시될 수 있고, 후속해서 결정을 위한 방법이 반복될 수 있다.

Claims (8)

  1. 전기 또는 하이브리드 자동차의 전기 고전압 시스템(1)에서, 상기 고전압 시스템(1)의 적어도 2개의 제어장치(3-5)와 적어도 하나의 디스플레이 유닛(14, 16)을 이용하여 전압의 부재를 결정하기 위한 방법에 있어서,
    상기 제어장치(3-5)는 서로 독립적으로 상기 고전압 시스템(1) 내의 전압을 검출하고, 관련된 상기 제어장치(3-5)가 임계값보다 작은 전압을 검출할 때 상기 디스플레이 유닛(14, 16)에 전압의 부재만이 디스플레이되고, 검출 오류는 상기 임계값을 초과한 것으로 평가되는 것을 특징으로 하는 전압 부재 결정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 검출된 전압의 적어도 하나의 실제값이 적어도 하나의 다른 디스플레이 유닛(16)에 표시되는 것을 특징으로 하는 전압 부재 결정 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 외부 진단 장치(15)가 게이트웨이 제어장치(12)를 통해 상기 고전압 시스템(1)의 제어장치(2-6)에 연결되거나 개별 제어장치(2)에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 전압 부재 결정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 전압의 부재 상태 또는 검출된 실제값이 상기 진단 장치(15)의 디스플레이 유닛(16)에 표시되고, 전압의 부재 상태 또는 검출된 실제값은 전기 또는 하이브리드 자동차의 디스플레이 유닛(14)에 표시되는 것을 특징으로 하는 전압 부재 결정 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 진단 장치(15)에 의해 적어도 하나의 메시지가 적어도 하나의 제어장치(2, 4)에 전달되고, 상기 메시지에 의해 전압의 부재의 확인이 개시되는 것을 특징으로 하는 전압 부재 결정 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전압의 검출을 위한 제어장치(3-5)는 적어도 하나의 배터리 관리 제어장치(4) 또는 자동차의 상기 고전압 시스템(1)의 고전압 소자의 제어장치(3)인 것을 특징으로 하는 전압 부재 결정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 충전 장치의 제어장치(5)가 전압을 검출하거나 또는 충전 관리기의 제어장치(6)가 적어도 하나의 전기 접속 소켓(7, 8)의 플러그인 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 전압 부재 결정 방법.
  8. 적어도 2개의 제어장치(3-5)와 적어도 하나의 디스플레이 유닛(14, 16)을 포함하는, 전기 또는 하이브리드 자동차의 전기 고전압 시스템(1)에 있어서,
    상기 제어장치(3-5)는 서로 독립적으로 상기 고전압 시스템(1) 내의 전압을 검출하고, 양 제어장치(3-5)가 임계값보다 작은 전압을 검출할 때 상기 디스플레이 유닛(14, 16)에 전압의 부재만이 디스플레이되고, 검출 오류는 상기 임계값을 초과한 것으로 평가되는 것을 특징으로 하는 전기 고전압 시스템.
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