用於在車輛中進行電功能測試的方法以及裝置與流程

2023-05-21 13:01:01 1

本發明涉及一種用於在車輛中進行電功能測試的方法，該車輛帶有該車輛的電網的至少一個電部件並且帶有該網的至少一個電保險元件，用於在故障情況下中斷對該部件的電供應。此外，本發明涉及一種用於在車輛中進行電功能測試的裝置。

背景技術：

已知的是，在車輛(例如電動車輛或混合動力車輛)中安排多個保險元件以用於保護在該車輛的(車載電力)網中的電(高壓)部件。這些保險元件例如能夠在過流的情況下中斷對這些部件的供應。為了檢測這些保險元件的故障，在該保險元件處進行功能測試。為此，在這些部件的電供應激活的情況下，例如在同時為該網中的這些部件提供高伏電壓的情況下，進行與該網流電學斷開的電壓測量。進一步也通過準確地測定和監測在該車輛的網中的電壓來實現該功能測試。

在此缺點在於，必須完全提高對該部件的供應(例如通過高伏電壓供應)以用於功能測試和/或電壓監測。此外，對該電壓的測定(例如通過流電學斷開)是高耗費且複雜的。

技術實現要素：

因此，本發明的目的在於，至少部分地消除上述缺點。應當優選地實現成本有效且簡化的功能測試，優選地即使在對這些部件的電供應降低或者完全中斷時，也能夠進行該功能測試。

上述目的是通過用於在車輛中進行電功能測試的方法、通過用於在車輛中進行電功能測試的裝置實現的。自相應的實施例、說明書和附圖中得到本發明的另外的特徵和細節。在此，結合根據本發明的方法描述的特徵和細節自然也適用於與根據本發明的裝置相結合，並且相應地反之亦然，使得始終交替地參考或能夠參考關於公開的本發明的各個方面。

用於在車輛中進行電功能測試的方法，該車輛帶有該車輛的電網的至少一個電部件並且帶有該網的至少一個電保險元件，該保險元件用於在故障情況下中斷對該部件的電供應，其特徵在於以下步驟：

-測定在該網的集電路徑處的至少一個差值電位差，

-測定在該網的保險路徑處專用於該保險元件的功能的至少一個功能電位差，

-將該差值電位差與該功能電位差進行比較，由此確定比較結果，

-藉助於該比較結果確定電壓測試結果。

在車輛中用於電功能測試的裝置，該裝置具有：

-電網，

-該網的至少一個電部件，

-該網的至少一個電保險元件，用於在故障情況下中斷對該至少一個部件的電供應，

-帶有至少一個第一開關元件和至少一個第二關元件的開關裝置，其中，該第一和第二開關元件的開關狀態相應地是可切換的，以便影響對該部件的供應，

其特徵在於，

提供用於測定在該網的集電路徑處的至少一個差值電位差的差值電位測量裝置(80)，並且

提供用於測定在該網(5)的保險路徑(9)處的至少一個功能電位差的至少一個功能電位測量裝置，該至少一個功能電位差專用於該保險元件的功能，並且

提供診斷裝置，其中

該診斷裝置能夠根據在車輛中用於電功能測試的方法運行。

在車輛中用於電功能測試的裝置，該裝置具有：

-電網，

-該網的至少一個電部件，

-該網的至少一個電保險元件，用於在故障情況下中斷對該部件的電供應，

-帶有至少一個第一開關元件和至少一個第二關元件的開關裝置，其中，該第一和第二開關元件的開關狀態相應地是可切換的，以便影響對該部件的供應，

其特徵在於，

至少一個測試元件與該第二開關元件電並聯地安排，使得該單獨的保險元件的保險功能測試能夠獨立於該第二開關元件的開關狀態而實施。

該目的優選地通過一種用於在車輛中進行電功能測試的方法實現，優選電動車輛或混合動力車輛，特別優選乘用機動車輛或載重機動車輛。該車輛優選地包括一個電網，優選車載電力系統(dc總線)，該電網優選地實施為高壓電網。此外，該車輛優選地包括該車輛的電網的至少一個電部件，優選高壓部件。此外，該網優選地包括至少一個電保險元件，用於在故障情況下中斷對該部件的電供應。優選地，該電供應通過提供該電網的運行電壓和/或運行電流進行，優選地通過該車輛的電池系統。優選地，根據本發明的方法包括至少以下的步驟，這些步驟優選地用於進行功能測試和/或保險測試：

-測定在該網的集電路徑中或集電路徑處的至少一個差值電位差，

-測定在該網的保險路徑中或保險路徑處專用於該保險元件的功能的至少一個功能電位差，

-將該差值電位差與該功能電位差進行比較，由此確定比較結果，

-藉助於該比較結果確定電壓測試結果，優選地用於該保險功能測試。

由此實現了這樣的優點：該功能測試(優選地測定和/或監測該網的電壓和/或檢測有故障的保險元件)能夠成本有效且可靠地通過測定電位差(即功能電位差和/或差值電位差)直接在該電網中進行。由此能夠優選地確保：可靠地檢測該至少一個保險元件的故障。在此，對專用的功能電位差的測定優選地實現對該保險元件的故障的檢測，其中，對該差值電位差的測定優選地通過比較實現該檢測的擬真。

進一步可以設想的是，該網的保險路徑是用於該部件的電供應的電流路徑，在該保險路徑中安排該保險元件。也能夠提出，提供至少兩個電保險元件，其中每一者安排在一個相應的自身的保險路徑中。在此可能的是，該網的集電路徑是在至少這些單獨的保險路徑相結合後用於共同的電流引導的電流路徑。例如為了測定該差值電位差和/或該功能電位差，使用在該集電路徑或保險路徑中的至少一個分接部(abgriff)以用於電壓測量。進一步也能夠優選地測定用於相應的保險元件的至少一個保險電位差，該保險電位差優選地是在該保險元件的相應的保險路徑與該集電路徑之間的電位差(即例如在相應的保險路徑中的分接部和在該集電路徑中的分接部能夠被用於測定該保險電位差)。為了免除對該保險電位差的直接測量，並且仍然實現可靠且準確的電壓測定，優選地將所測定的差值電位差與相應地測定的功能電位差進行比較。該比較優選地通過這些測定的電位差的相減進行，特別優選地在考慮到基爾霍夫規則的情況下。對該差值電位差和/或該功能電位差的測定和/或對該保險電位差的確定能夠優選地(與該網)流電連接地進行，使得在沒有流電學斷開的情況下可能實現成本有效的電壓監測。

根據另一個優點能夠提出，提供該網的開關裝置以用於影響對該部件的電供應，其中，為了在測定該功能電位差和/或該差值電位差之前和/或測定時該保險元件的保險功能測試，通過該開關裝置限制對該部件的電供應，優選地通過降低或完全中斷對該部件的(電)供應。這具有的優點是，不必完全提高該供應，優選該網的高伏電壓供應，即可進行該功能測試。在此，對該電供應的影響優選地涉及對該供應的限制，例如通過降低或完全中斷用於該部件的運行電流和/或該運行電壓。在此，該完全中斷例如能夠以如下方式進行，使得一個高歐姆電阻限制該供應(例如該運行電流)或完全中斷該供應的(例如該運行電流的)電流迴路。在此，該電部件例如是耗電設備，其中，為了供應該部件而提供運行電壓和/或運行電流。優選地，該保險元件實現對該供應的完全中斷，其中，該保險元件優選地連接在該開關裝置的下遊。在此優選地(例如從外部和/或通過操作者)控制該開關裝置以用於影響該電供應，其中，該保險元件與之相反自動進行對該供應的監測或受到該運行電流影響並且在故障情況下(例如在該供應時過流情況下)中斷該供應。由此，在故障情況下也能夠確保這些部件的功能性和/或避免對這些部件的損壞。

根據另一種可能性能夠提出，提供帶有至少兩個開關元件的開關裝置以用於影響對該部件的電供應，其中，在測定該功能電位差和/或該差值電位差之前和/或測定時對這些開關元件中的至少一者進行切換，其中，這些開關元件優選地相應地形成為高壓開關元件。在此，這些開關元件能夠優選地以如下方式安排在該網中，使得通過控制該開關裝置，依賴於這些開關元件的開關狀態而不同地影響對該部件的供應。因此，通過該控制例如可以實現的是，使得這兩個開關元件解除激活，以便完全中斷該供應。進一步可能的是，通過該控制使兩個開關元件激活，以便完全提供對該部件的供應(正常運行)。同樣可能的是，僅使該第一開關元件激活並且使該第二開關元件解除激活，以便優選地提供對該電部件的受限的或降低的供應。這具有的優點是，在對(一個或多個)部件的受限的供應情況下(例如在維護該車輛的情況下)也能夠進行該電功能測試。

此外有利的是，當在測定該功能電位差和/或該差值電位差之前和/或測定時，在該網的正極性路徑中激活一個開關裝置的第一開關元件，並且在該網的負極性路徑(優選該集電路徑)中解除激活該開關裝置的第二開關元件，或相反地進行操作。優選地，該正極性路徑和該負極性路徑相應地與該車輛的電池系統和/或電池的不同電極連接。該開關元件的激活例如以如下方式進行，使得通過該開關元件閉合該電流迴路和/或減小該開關元件的內部電阻。優選地，該開關元件的解除激活以如下方式進行，使得該電流迴路通過該開關元件中斷和/或提高該開關元件的內部電阻，以便降低或阻止該電流。由此可以實現：能夠可靠地降低對該部件的供應。

在本發明的範圍內能夠進一步提出，提供至少兩個保險元件，其中，為了這些單獨的保險元件的保險功能測試，分別測量專用於相應的保險元件的功能的功能電位差，其中，所有這些功能電位差具有在該網中(優選地在該負極性路徑中，特別優選地在該集電路徑中)的共同的電位參考值。以此方式能夠優選地確保一個診斷安排的特別簡單的構造以用於進行該保險功能測試，其中，特別優選地通過該診斷安排能夠同時測試所有保險元件。在此可以設想的是，該診斷安排包括至少一個測試元件，例如電阻，該測試元件例如分別安排在相應的保險元件的相應的保險路徑中。在此，該測試元件例如用於測定該功能電位差。該測試元件也能夠進一步優選地形成為分壓器。為了相應的保險元件的測試，例如測定配屬於該保險元件的(即專用的)功能電位差並且與所測定的差值電位差進行比較，其中，優選地藉助於該比較結果可以實現該功能測試的擬真。

當進行以下步驟以用於該網的開關裝置的至少一個第一開關元件的開關功能測試時，能夠在本發明的範圍內實現另一個優點：

-測定優選地在該網的正極性路徑中專用於該開關元件功能的、該網的至少一個開關功能電位差，

-藉助於該開關功能電位差通過對該開關元件的開關狀態的擬真來確定開關功能測試結果。

由此能夠可靠地檢測該開關元件的故障狀態，例如一個「粘性(klebendes)」接觸器。在此，該開關元件例如形成為電開關器和/或繼電器和/或電接觸器。該擬真例如以如下方式進行，使得將一個希望的開關狀態(額定狀態)與藉助於該開關功能電位差測定的一個開關狀態(實際狀態)進行比較。換言之，能夠評估該開關功能電位差以用於確定該實際開關狀態，其中，例如0v的開關功能電位差指示一個打開(解除激活)的開關狀態。優選地，該開關功能測試結果的另一個擬真能夠以如下方式實現，使得所測定的開關功能電位差與該電池系統的內部電池電壓和/或與該差值電位差進行比較。

此外可以設想的是，提供至少兩個保險元件，其中，為了這些單獨的保險元件的保險功能測試，測定唯一的功能電位差，該功能電位差專用於第一保險元件的功能和至少一個第二保險元件的功能，其中，優選地依賴於該唯一的功能電位差的電位值來確定該電壓測試結果。由此能夠實現如下優點：藉助於該功能電位差或藉助於該電位值可以識別該有故障的保險元件。因為對於測定電位差而言優選地相應地需要至少一個測試元件，因此能夠通過使用唯一的功能電位差藉助於免除其他的測試元件來降低成本。

同樣，本發明的主題在於一種用於在車輛中進行電功能測試的裝置，其中，優選地提供一個電網(例如該車輛的一個車載電力系統)，和該電網的至少一個電部件以及該電網的至少一個電保險元件，用於在故障情況下中斷對該部件的電供應。優選地提供帶有至少一個第一開關元件和至少一個第二關元件的開關裝置，其中，該第一和/或第二開關元件的開關狀態相應地是可切換的，以便影響對該部件的(電)供應。在此優選地提出，提供差值電位測量裝置和至少一個功能電位測量裝置，該差值電位測量裝置用於測定在該網的集電路徑中或集電路徑處的至少一個差值電位差，該功能電位測量裝置用於測定在該網的保險路徑中或保險路徑處專用於該保險元件的功能的至少一個功能電位差。進一步優選地提供一種診斷裝置，其中，該診斷裝置能夠按照根據本發明的方法運行。由此，如參照根據本發明的方法已經詳細地描述的，根據本發明的裝置帶來了相同的優點。

同樣，本發明的主題在於一種用於在車輛中進行電功能測試的裝置，該裝置優選地具有：

-電網，

-該網的至少一個電部件，

-該網的至少一個電保險元件，用於在故障情況下中斷對該部件的電供應，

-帶有至少一個第一開關元件和至少一個第二關元件的開關裝置，其中，該第一和第二開關元件的開關狀態相應地是可切換的，以便影響對該部件的供應。

在此優選地提出，至少一個測試元件與該第二開關元件電並聯地安排和/或連接，使得單獨的保險元件的保險功能測試能夠獨立於該第二開關元件的開關狀態而實施。進一步能夠提出，提供診斷裝置，該診斷裝置能夠按照根據本發明的方法運行。由此，如參照根據本發明的方法已經詳細地描述的，根據本發明的裝置帶來了相同的優點。

此外可以設想的是，提供根據本發明的裝置的連接接口，以便耦合電池系統和/或電池從而為該至少一個部件提供電供應。在此，能夠優選地將該連接接口的第一接頭安排在正極性路徑中並且將該連接接口的第二接頭安排在該網的負極性路徑中。替代性地或附加地可以設想的是，該網實施為該車輛的高壓車載電力系統，其中，優選地該電池系統實施為高壓電池系統和/或該部件實施為高壓部件。由此能夠確保該電部件的可靠的運行。

此外可能的是，提供至少兩個或至少三個保險元件，在該網過流的情況下這些保險元件切換至保險狀態，優選地通過中斷該網的電流迴路，並且特別優選地通過診斷安排以如下方式藉助於該測試元件和/或其他測試元件測試相應的單獨的保險元件，使得檢測相應的保險元件的保險狀態的存在。這些保險元件優選地實施為熔斷保險絲和/或斷路器(例如也實施為半導體開關器)。由此能夠可靠地中斷這些部件的運行電流。

能夠進一步提出，提供診斷安排，該診斷安排具有一個帶有至少一個測試元件的網絡，其中，該測試元件實施為優選高歐姆數的阻抗。該阻抗例如能夠實施為至少一個電阻和/或實施為至少一個電容器和/或實施為至少一個線圈，優選地也實施為這些相應的構造元件的組合。在該網中也能夠進一步優選地安排其他測試元件，這些測試元件例如專用於相應的保險元件的功能，並且由此實現對該功能電位差的測定。該網絡和/或該診斷安排有利地與該網流電學連接，使得通過流電學斷開能夠免除成本昂貴的功能測試。

此外能夠在本發明的範圍內提出，將診斷安排集成在(優選該電池系統的)電池管理系統中。進一步可以設想的是，帶有這些開關元件的開關裝置也集成在該電池管理系統中。由此，可以實現到該車輛的網中或在該電池系統處的簡單且可靠的集成。在此，該功能測試例如能夠通過uds(統一診斷服務)，例如在該差值電位差和/或該功能電位差的分接部處，在該電池管理系統處進行。優選地，這能夠在一個無電壓的網(優選dc總線)處，優選地按照根據本發明的方法進行。

此外，帶有診斷安排的電池管理系統優選地按照根據本發明的裝置受到保護，該電池管理系統優選地能夠按照根據本發明的方法運行。

附圖說明

本發明的其他的優點、特徵和細節將從以下說明中體現出來，其中參見附圖對本發明的實施例進行了詳細說明。在此，在實施例和說明書中提及的特徵可能分別以其本身單獨地或以任意的組合方式對本發明是必要的。附圖中：

圖1示出根據本發明的裝置的一個示意圖，

圖2示出根據本發明的裝置的另一個示意圖，

圖3示出根據本發明的裝置的另一個示意圖，

圖4示出對根據本發明的方法進行可視化的一個示意圖。

具體實施方式

在圖1至3中示意性地分別示出一個根據本發明的裝置10，該裝置與一個電池管理系統1和一個電池系統3連接和/或集成在其中。進一步示出一個網5，優選為車輛的一個車載電力系統5。該網5例如與一個或多個電部件4連接。在此，該網5具有一個正極性路徑6和一個負極性路徑7，這些路徑分別與該電池系統3的至少一個電池2的不同電極連接。該網5進一步具有一個開關裝置20，該開關裝置包括至少一個開關元件21，優選為一個第一開關元件21a和一個第二開關元件21b。在此，該第二開關元件21b優選與該網5的一個集電路徑8連接。優選地，該第一開關元件21a與該網5的一個或多個保險路徑9連接。在此，每個保險路徑9具有一個保險元件40以用於影響對該部件4的電供應。這樣，一個第一保險路徑9a能夠具有一個第一保險元件40，一個第二保險路徑9b能夠具有一個第二保險元件42並且一個第三保險路徑9c能夠具有一個第三保險元件43。

為了評估相應的保險元件40的功能(即優選地測試其功能或進行保險測試)，能夠有意義的是，確定在這些保險元件40的相應的保險路徑9與該集電路徑8之間的電位差。這樣，對於該第一保險元件41能夠確定第一保險電位差65，對於該第二保險元件42能夠確定第二保險電位差66並且對於該第三保險元件43能夠確定第三保險電位差67。這示例性地在圖1中示出，其中，這些電位差通過箭頭標識。在此有利的是，沒有以直接的方式確定這些保險電位差65、66、67，而是通過該保險功能測試間接地進行確定。由此，例如能夠免除成本昂貴的流電學斷開。為此，使用一個診斷安排50，該診斷安排包括至少一個測試元件60。例如圖2中所示，該測試元件60例如也能夠形成為分壓器。例如提供該保險測試元件61以用於每個保險元件40，例如提供該第一保險測試元件61a以用於該第一保險元件41並且提供該第二保險測試元件61b以用於該第二保險元件42並且提供該第三保險測試元件61c以用於該第三保險元件43。

該診斷安排50進一步能夠具有至少一個差值測試元件62。在這些測試元件60處能夠存在分接部，以便測定電位差，如至少一個功能電位差71、72、73和一個差值電位差74。這樣，測定第一功能電位差71以用於測試，即用於該第一保險元件41，測定第二功能電位差72以用於該第二保險元件42並且測定第三功能電位差73以用於該第三保險元件43。然後為了保險功能測試測定相應的功能電位差71、72、73以用於測試相應的保險元件41、42、43並且(分別)與該差值電位差74進行比較。這例如能夠通過在圖1中純粹示意性地示出的差值電位裝置80和/或功能電位測量裝置90，優選地通過診斷裝置30實現。在這些圖1至3中進一步可以辨別出，這些功能電位差71、72、73和該差值電位差74具有一個共同的電位參考值，優選地在該負極性路徑7和/或在該集電路徑8處。

此外還可能的是，通過開關功能測試對該第一開關元件21a和/或該第二開關元件21b的功能性進行測試。這樣例如能夠測定該開關元件21的故障狀態(例如接觸器粘合)。為此，如在圖2中所示測定一個開關功能電位差75。為了擬真，該開關功能電位差75優選地與一個電池電壓76和/或與該差值電位差74進行比較。

圖3中示出該診斷安排50的另一個可行的構型。在此，為了這些單獨的保險元件40的保險功能測試，僅測定一個唯一的功能電位差71，該功能電位差專用於該第一保險元件41和該第二保險元件42和該第三保險元件43的功能。通過評估所測定的功能電位差71的電位值，然後能夠得出結論：這些保險元件41、42、43中的哪一個是有故障的。

在圖4中示意性地示出一種根據本發明的方法100。在此，根據第一方法步驟101測定在該網5的一個集電路徑8中的差值電位差74。根據第二方法步驟102測定在該網5的一個保險路徑9中專用於該保險元件40的功能的至少一個功能電位差71、72、73。根據第三方法步驟103將所測定的差值電位差74與所測定的功能電位差71、72、73進行比較，由此確定一個比較結果，並且使用該比較結果以確定該功能測試的電壓測試結果。

本發明僅在示例範圍內對這些實施方式的上述解釋進行描述。當然，這些實施方式的單獨的特徵(只要技術上有意義)能夠彼此自由組合，而不脫離本發明的範圍。

參考號清單

1電池管理系統

2電池

3電池系統

4部件

5車載電力系統，電網

65的正極性路徑

75的負極性路徑

8集電路徑

9保險路徑

9a第一保險路徑

9b第二保險路徑

9c第三保險路徑

10裝置

20開關裝置

21開關元件

21a第一開關元件

21b第二開關元件

30診斷裝置

40保險元件

41第一保險元件

42第二保險元件

43第三保險元件

50診斷安排

60測試元件，阻抗

61保險測試元件

61a第一保險測試元件

61b第二保險測試元件

61c第三保險測試元件

62差值測試元件

65保險電位差，第一保險電位差

66第二保險電位差

67第三保險電位差

71功能電位差，第一功能電位差

72第二功能電位差

73第三功能電位差

74差值電位差

75開關功能電位差

76電池電壓

80差值電位測量裝置

90功能電位測量裝置

100方法

101第一方法步驟

102第二方法步驟

103第三方法步驟