DE102016215663B4

DE102016215663B4 - Testing device for high-voltage systems

Info

Publication number: DE102016215663B4
Application number: DE102016215663.2A
Authority: DE
Inventors: Lothar LASZIG; Martin Schüler
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-08-22
Filing date: 2016-08-22
Publication date: 2019-02-07
Anticipated expiration: 2036-08-23
Also published as: DE102016215663A1

Abstract

Prüfeinrichtung (1) für Hochvoltsysteme, wobei die Prüfeinrichtung (1) eine Spannungsmesseinrichtung (3) und eine Strommesseinrichtung (6) aufweist, die jeweils einen Wandler aufweisen, wobei die Wandler derart ausgebildet sind, ein Hochvoltsignal oder ein Hochstromsignal in ein Niedervoltsignal oder Niederstromsignal zu wandeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfeinrichtung (1) ein HF-geschirmtes Gehäuse (2) aufweist, in dem die Spannungsmesseinrichtung (3) und die Strommesseinrichtung (6) angeordnet sind, wobei die Prüfeinrichtung (1) mindestens einen Signaleingang (9) aufweist, der galvanisch mit mindestens einer Hochvoltleitung (10, 11) in der Prüfeinrichtung (1) verbunden ist, wobei dem Signaleingang (9) am Gehäuse (2) eine Verriegelung (13) zugeordnet ist, die derart ausgebildet ist, dass in einer Verriegelungsposition der Signaleingang (9) berührsicher ist und in einer Entriegelungsposition zugänglich ist.

Test device (1) for high-voltage systems, wherein the test device (1) comprises a voltage measuring device (3) and a current measuring device (6), each having a converter, wherein the transducers are configured, a high-voltage signal or a high current signal in a low-voltage signal or low-current signal convert, characterized in that the test device (1) comprises an RF-shielded housing (2) in which the voltage measuring device (3) and the current measuring device (6) are arranged, wherein the test device (1) has at least one signal input (9) , which is galvanically connected to at least one high-voltage line (10, 11) in the test device (1), the signal input (9) on the housing (2) is associated with a lock (13) which is designed such that in a locking position of the Signal input (9) is safe to touch and is accessible in an unlocked position.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung für Hochvoltsysteme.The invention relates to a test device for high-voltage systems.

In Hochvoltsystemen, wie beispielsweise in einem Elektrofahrzeug, ist die Prüfung von Spannung und Strom notwendig.In high-voltage systems, such as in an electric vehicle, the testing of voltage and current is necessary.

Aus der DE 10 2014 202 626 A1 ist ein Batteriemanagementsystem für eine Batterie mit mehreren Batteriezellen in Reihenschaltung bekannt, umfassend ein Batteriesteuergerät, mehrere Niederspannungsmesseinrichtungen, mit denen jeweils die Spannung einer oder mehrerer Batteriezellen messbar ist, sowie eine oder mehrere Hochvoltspannungsmesseinrichtungen für eine Spannung über mehrere oder alle Batteriezellen. Alternativ oder ergänzend umfasst das System wenigstens eine Strommesseinrichtung, mit der ein Strom von der oder durch die Batterie messbar ist. Dabei ist ein Messmodul vorgesehen, das die Hochvoltspannungsmesseinrichtung und/oder die Strommesseinrichtung umfasst. Dabei weist die Hochvoltspannungsmesseinrichtung einen Hochvoltspannungs-Niederspannungs-Wandler auf.From the DE 10 2014 202 626 A1 a battery management system for a battery having a plurality of battery cells is known in series, comprising a battery control device, a plurality of low-voltage measuring devices, with each of which the voltage of one or more battery cells is measurable, and one or more high-voltage measuring devices for a voltage across several or all battery cells. Alternatively or additionally, the system comprises at least one current measuring device, with which a current from or through the battery can be measured. In this case, a measuring module is provided which comprises the high-voltage measuring device and / or the current measuring device. In this case, the high-voltage measuring device has a high-voltage low-voltage converter.

Ein häufig auftretendes Problem bei Hochvoltsystemen ist die elektromagnetische Verträglichkeit. Insbesondere in der Entwicklung, aber auch während des Betriebes muss eine Störfestigkeit von Komponenten gewährleistet und/oder überprüfbar sein.A common problem with high voltage systems is electromagnetic compatibility. In particular, during development, but also during operation, a noise immunity of components must be guaranteed and / or verifiable.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine Prüfeinrichtung für Hochvoltsysteme zu verbessern.The invention is therefore the technical problem of improving a test device for high-voltage systems.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch eine Prüfeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution of the technical problem results from a test device with the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die Prüfeinrichtung für Hochvoltsysteme weist eine Spannungsmesseinrichtung und eine Strommesseinrichtung auf, die jeweils einen Wandler aufweisen, wobei die Wandler derart ausgebildet sind, ein Hochvoltsignal oder ein Hochstromsignal in ein Niedervoltsignal oder ein Niederstromsignal zu wandeln. Die Prüfeinrichtung weist ein HF-geschirmtes Gehäuse auf, in dem die Spannungsmesseinrichtung und die Strommesseinrichtung angeordnet sind, wobei die Prüfeinrichtung mindestens einen Signaleingang aufweist, der galvanisch mit mindestens einer Hochvoltleitung in der Prüfeinrichtung verbunden ist. Hierdurch entsteht eine sehr kompakte Prüfeinrichtung, die auch zur Einkopplung von HF-Störsignalen für Prüfzwecke benutzt werden kann, wobei durch die HF-Abschirmung des Gehäuses das Einkoppeln parasitärer Störsignale verhindert wird.The test device for high-voltage systems has a voltage measuring device and a current measuring device, each having a converter, wherein the transducers are designed to convert a high-voltage signal or a high-current signal into a low-voltage signal or a low-current signal. The test device has an RF-shielded housing in which the voltage measuring device and the current measuring device are arranged, wherein the test device has at least one signal input which is galvanically connected to at least one high-voltage line in the test device. This results in a very compact test device, which can also be used for coupling of HF interference signals for testing purposes, which is prevented by the RF shielding of the housing, the coupling of parasitic interference signals.

In einer Ausführungsform sind die Wandler als galvanisch getrennte Wandler ausgebildet, sodass mit einfacher Messtechnik die Spannungs- und Stromsignale abgreifbar sind, wobei ein Berührschutz sichergestellt ist, auch bei einem Defekt eines Wandlers.In one embodiment, the transducers are designed as galvanically isolated transducers, so that the voltage and current signals can be tapped off with simple measurement technology, whereby contact protection is ensured, even in the case of a defect of a converter.

Der mindestens eine Signaleingang für die HF-Störsingale ist hingegen mit mindestens einer Hochvoltleitung galvanisch verbunden, sodass diesem eine Verriegelung zugeordnet ist, die derart ausgebildet ist, dass in einer Verriegelungsposition der Signaleingang berührsicher ist und in einer Entriegelungsposition zugänglich ist. Für die konkrete Ausgestaltung der Verriegelung sind die verschiedensten Ausführungsformen möglich. Beispielsweise ist die Verriegelung eine abschließbare Klappe, sodass nur ausgebildetes Fachpersonal mit entsprechendem Schlüssel oder Werkzeug die Klappe öffnen bzw. Entfernen können.The at least one signal input for the HF interference signals, however, is electrically connected to at least one high-voltage line, so that this is assigned a lock which is designed such that in a locking position, the signal input is safe to touch and accessible in an unlocked position. For the specific embodiment of the lock a variety of embodiments are possible. For example, the lock is a lockable flap, so that only trained professionals with the appropriate key or tool can open or remove the flap.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Prüfeinrichtung einen Eingang und einen Ausgang für Hochvoltleitungen auf, wobei an den Eingang und den Ausgang jeweils ein Verbinder, vorzugsweise ein Steckverbinder, angeordnet ist. Somit kann die Prüfeinrichtung sehr einfach temporär in ein Hochvoltsystem eingefügt werden. Dabei sind die Verbinder bzw. Steckverbinder auf die verwendeten Verbinder bzw. Steckverbinder im Hochvoltsystem angepasst. Zur Prüfung wird dann einfach ein verbundener Steckverbinder gezogen und die Prüfeinrichtung dazwischen geschaltet. Dabei sei angemerkt, dass die Prüfeinrichtung aber auch permanent im Hochvoltsystem eingebaut sein kann.In a further embodiment, the test device has an input and an output for high-voltage lines, wherein a connector, preferably a connector, is arranged at the input and the output. Thus, the tester can be very easily temporarily inserted into a high-voltage system. The connectors or connectors are adapted to the connectors or connectors used in the high-voltage system. To test a connected connector is then simply pulled and connected the test device between them. It should be noted, however, that the test device can also be permanently installed in the high-voltage system.

In einer weiteren Ausführungsform sind an dem Gehäuse Schirmauflagen angeordnet, sodass die Schirmung von ankommenden Hochvoltleitungen auf das Gehäuse abgelegt und weitergeführt werden können, sodass die Schirmung an den Verbindern nicht unterbrochen wird. Dies verhindert eine parasitäre Einkopplung von Störstrahlung.In a further embodiment, shield supports are arranged on the housing so that the shielding of incoming high-voltage lines can be deposited on the housing and continued, so that the shielding on the connectors is not interrupted. This prevents parasitic coupling of interference radiation.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Prüfeinrichtung eine Pilotlinie auf, die durch die Prüfeinrichtung geführt ist. Hierdurch muss beim Einbau der Prüfeinrichtung in das Hochvoltsystem eine vorhandene Pilotlinie nicht aufgetrennt werden.In a further embodiment, the test device has a pilot line, which is guided through the test device. As a result, when installing the test device in the high-voltage system, an existing pilot line must not be separated.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Prüfeinrichtung ist der Einsatz in einem Hochvoltsystem eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs.A preferred field of application of the test device is the use in a high-voltage system of an electric or hybrid vehicle.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Prüfeinrichtung.The invention will be explained in more detail below with reference to a preferred embodiment. The single FIGURE shows a schematic block diagram of a test device.

Die Prüfeinrichtung 1 für Hochvoltsysteme weist ein HF-geschirmtes Gehäuse 2 auf, das beispielsweise aus Metall oder metallisiertem Kunststoff ist. Weiter weist die Prüfeinrichtung 1 eine Spannungsmesseinrichtung 3 mit einem galvanisch getrennten Wandler 4 auf, dessen Niederspannungsseite an einen Messausgang 5 geführt ist. Weiter weist die Prüfeinrichtung 1 eine Strommesseinrichtung 6 mit einem galvanisch getrennten Wandler 7 auf, dessen Niederstromseite an einen Messausgang 8 geführt ist. Ein Signaleingang 9 ist mit einer positiven Hochvoltleitung 10 und ein Signaleingang 9 ist mit einer negativen Hochvoltleitung 11 direkt verbunden, wobei zwischen der positiven Hochvoltleitung 10 und der negativen Hochvoltleitung 11 eine Pilotlinie 12 angeordnet ist. Vor dem Signaleingang 9 ist ein Verriegelung 13 angeordnet. Weiter weist die Prüfeinrichtung 1 einen Eingang 14 und einen Ausgang 15 für die Hochvoltleitungen 10, 11 und die Pilotlinie 12 auf. Am Eingang 14 ist ein Steckverbinder 16 und eine Schirmablage 17 angeordnet. Entsprechend ist am Ausgang 15 ebenfalls ein Steckverbinder 18 angeordnet, wobei jedoch zwischen Gehäuse 2 und Steckverbinder 18 ein kurzes, biegsames, geschirmtes Kabel 19 angeordnet ist. Schließlich ist am Ausgang 15 eine weitere Schirmablage 20 angeordnet.The testing device 1 for high-voltage systems has an RF-shielded housing 2 on, which is for example made of metal or metallized plastic. Next, the test facility 1 a tension measuring device 3 with a galvanically isolated converter 4 whose low-voltage side is connected to a measuring output 5 is guided. Next, the test facility 1 a current measuring device 6 with a galvanically isolated converter 7 whose low-current side is connected to a measuring output 8th is guided. A signal input 9 is with a positive high-voltage line 10 and a signal input 9 is with a negative high-voltage line 11 directly connected, being between the positive high-voltage line 10 and the negative high-voltage line 11 a pilot line 12 is arranged. Before the signal input 9 is a catch 13 arranged. Next, the test facility 1 an entrance 14 and an exit 15 for the high-voltage cables 10 . 11 and the pilot line 12 on. At the entrance 14 is a connector 16 and a screen tray 17 arranged. Corresponding is at the exit 15 also a connector 18 arranged, but between housing 2 and connectors 18 a short, flexible, shielded cable 19 is arranged. Finally, at the exit 15 another screen storage 20 arranged.

Soll nun beispielsweise die Prüfeinrichtung 1 in ein Hochvoltsystem eingeschleift werden, so wird ein Steckverbinder an einer Komponente gezogen und dieser Steckverbinder mit dem Steckverbinder 16 verbunden, wobei der Steckverbinder 18 in die Komponente eingesteckt wird. Nach Entfernen der Verriegelung 13 kann eine HF-Störsignalquelle angeschlossen werden und die Auswirkungen auf die Komponente geprüft werden. Über die Messausgänge 5,8 können Spannung und Strom auf den Hochvoltleitungen 10, 11 gemessen werden.Now, for example, the test device 1 are looped into a high-voltage system, so a connector is pulled to a component and this connector with the connector 16 connected, the connector 18 is inserted into the component. After removing the lock 13 An RF noise source can be connected and the effects on the component checked. The measuring outputs 5.8 can be used to supply voltage and current to the high-voltage cables 10 . 11 be measured.

Claims

Test device (1) for high-voltage systems, wherein the test device (1) comprises a voltage measuring device (3) and a current measuring device (6), each having a converter, wherein the transducers are configured, a high-voltage signal or a high current signal in a low-voltage signal or low-current signal convert, characterized in that the test device (1) comprises an RF-shielded housing (2) in which the voltage measuring device (3) and the current measuring device (6) are arranged, wherein the test device (1) has at least one signal input (9) , which is galvanically connected to at least one high-voltage line (10, 11) in the test device (1), the signal input (9) on the housing (2) is associated with a lock (13) which is designed such that in a locking position of the Signal input (9) is safe to touch and is accessible in an unlocked position.

Testing device according to Claim 1 , characterized in that the transducers are designed as galvanically isolated transducers (4, 7).

Testing device according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the test device (1) has an input (14) and an output (15) for high-voltage lines (10, 11), wherein at the input (14) and the output (15) in each case a connector is arranged.

Testing device according to Claim 3 , characterized in that the connectors as a connector (16, 18) are formed.

Testing device according to Claim 3 or 4 , characterized in that on the housing (2) shield pads (17, 20) are arranged.

Testing device according to one of Claims 3 to 5 , characterized in that at least one connector comprises a cable portion (19) which is arranged between the connector and the housing (2).

Test device according to one of the preceding claims, characterized in that the test device (1) has a pilot line (12).