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WO2013013763A1 - Verfahren und testsystem zum test einer schützanordnung für ein fahrzeug - Google Patents

Verfahren und testsystem zum test einer schützanordnung für ein fahrzeug Download PDF

Info

Publication number
WO2013013763A1
WO2013013763A1 PCT/EP2012/002815 EP2012002815W WO2013013763A1 WO 2013013763 A1 WO2013013763 A1 WO 2013013763A1 EP 2012002815 W EP2012002815 W EP 2012002815W WO 2013013763 A1 WO2013013763 A1 WO 2013013763A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
contactor
voltage
cell
test
arrangement
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/002815
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mathias Hommel
Christian GLATZ
Oliver Buchzik
Original Assignee
Volkswagen Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen Aktiengesellschaft filed Critical Volkswagen Aktiengesellschaft
Publication of WO2013013763A1 publication Critical patent/WO2013013763A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3277—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of low voltage devices, e.g. domestic or industrial devices, such as motor protections, relays, rotation switches
    • G01R31/3278—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of low voltage devices, e.g. domestic or industrial devices, such as motor protections, relays, rotation switches of relays, solenoids or reed switches

Definitions

  • the present invention relates to a method and a test system for testing contactors, in particular with regard to welding of the contactors.
  • Voltage comparison of an input voltage and an output voltage of a contactor is checked whether the contactor is sealed.
  • the US 2006/0071618 A 1 detects a solid melting of shooters on voltage curves.
  • a welding test of a protection is disclosed in which a
  • US 2007/0139005 A1 discloses a method in which solid-state melting of a relay is detected by measuring voltages.
  • JP 2000134707 A detects a voltage curve a fixed welding a relay.
  • a high-voltage battery is connected with at least one contactor. If such a contactor is welded and therefore can not be switched to the open operating state, this can lead to a short circuit, which in the worst case can cause a vehicle fire.
  • the present invention has the object to detect the welding of a contactor in a system such that a negative impact on existing in the system impedances (for example, balancing resistors, Y capacitances and
  • Insulation resistance substantially omitted.
  • this object is achieved by a method for testing a contactor arrangement for a vehicle according to claim 1, by a test system for testing a contactor arrangement for a vehicle
  • a method for testing a contactor arrangement for a vehicle comprises (at least) one contactor.
  • the contactor arrangement is a high voltage (100 V to 800 V) of a
  • High-voltage network of the vehicle switchable The method comprises the following steps:
  • Test voltage is a fraction (e.g., less than 20%) of a high voltage level.
  • the current flowing through the contactor arrangement can be detected directly or indirectly (for example, by detecting a voltage).
  • the test voltage is in particular a DC voltage.
  • an AC voltage can be used instead of a DC voltage.
  • This alternating voltage can have a sinusoidal, pulse-shaped, sawtooth-shaped, triangular or rectangular time course.
  • the result of the test answers in particular the question whether the contactor is welded or not.
  • This situation (that the contactor is welded) is recognized, for example, by the fact that in an operating state of the contactor arrangement in which the contactor is open (ie the electrical connection switched by the contactor should be open) Height of the current flowing through the contactor assembly is above a predetermined threshold.
  • the magnitude of the current may correspond to the rms value of the current or the maximum value of the current.
  • the contactor assembly comprises a parallel connection in which the contactor and a series connection are arranged in parallel.
  • the series connection is formed by a further contactor and a series-connected contactor resistor.
  • test system for testing a test
  • Contactor assembly comprising (at least) a contactor provided for a vehicle.
  • a contactor provided for a vehicle.
  • the test system includes a voltage source and a
  • the test system applies a test voltage to the contactor assembly for testing the contactor assembly.
  • the magnitude of this voltage corresponds to a fraction (eg 5 to 20%) of the magnitude of the high voltage.
  • the evaluation circuit detects, directly or indirectly, a magnitude of a current flowing through the contactor assembly and, depending on the detected magnitude of the current, generates a result of the test.
  • the evaluation circuit comprises in particular an impedance which is in series with the
  • Contactor arrangement is arranged, and a device to detect a voltage drop across this impedance. Depending on this voltage drop, the evaluation circuit determines the height of the stream. The test voltage is applied across a series circuit, which is composed of the contactor arrangement and the impedance.
  • the size of the impedance is a fraction (e.g., 1/1000 to 1/10 or even less) of the size of balancing impedances, isolation resistances or Y capacitances of the
  • the current through the contactor arrangement which is divided into a current component through the impedance and a current component through the symmetry impedances, insulation resistances and / or Y capacitances, is dominated by the current component through the impedance.
  • the result of the test can advantageously not be adversely affected by fluctuations in the sizes of the symmetry impedances, insulation resistances or Y capacitances of the high-voltage network.
  • Power supply of the high-voltage network is used.
  • a vehicle which comprises an electric motor for driving the vehicle, a high-voltage energy store for supplying the electric motor and a test system according to the invention, as described above.
  • the present invention is particularly suitable for use in electric vehicles and
  • Hybrid vehicles or suitable for battery systems, charging devices and fuel cell systems of a motor vehicle are not limited to this preferred application, since the present invention can be used for example in ships, aircraft and track-bound or track-guided vehicles, provided that they are driven by an electric motor.
  • the present invention can in principle also be used to test a contactor which is used to switch a high voltage voltage outside a means of locomotion.
  • Fig. 1 a circuit constructed in accordance with the invention for testing a contactor arrangement is shown.
  • a circuit according to the invention for contactor diagnosis is shown with all relevant elements in the vehicle.
  • a high-voltage network which takes the form of a positive
  • High-voltage terminal 25 and a negative high-voltage terminal 26 is shown, is powered by a high-voltage battery 7.
  • the high-voltage battery 7 is composed of a plurality of battery cells cell_1 to cell_16, which are arranged in series. It should be noted that in practice significantly more than the illustrated 16 battery cells can be connected in series.
  • the high-voltage battery 7 is coupled to the high-voltage network 25, 26 in order to supply the high-voltage network with voltage.
  • Parallel to the contactor 1 is a series circuit of a pre-charge 2 and a pre-charge resistor 4.
  • a DC link capacitance 27 By switching the pre-charge 2, a DC link capacitance 27, which connects the two high-voltage terminals 25, 26, charged.
  • the contactors 1-3 are controlled by a corresponding control 11-13.
  • a low-voltage ground 24 also known as vehicle ground
  • a high-voltage ground 23 insulation resistors 28 within the high-voltage battery 7
  • a switch 5 and a resistor 17 For testing the contactor 1 and / or the Vorladeflexes 2 exist a switch 5 and a resistor 17.
  • the switch 5 When the switch 5 is closed by means of a drive 15, there is a voltage Up on a series circuit, in which a parallel circuit 1, 2, 4 and the resistor 17 are arranged in series.
  • the contactor 1 and a further series circuit 2, 4 are arranged in parallel, wherein in the other Series connection, the pre-charging 2 and the pre-charging resistor 4 are arranged in series.
  • the current Ip which flows through the parallel circuit 1, 2, 4, is connected to a
  • Tension meter 21 detects that measures the voltage drop across the resistor 17.
  • the switch 5 is closed when the contactors 1, 2 are open (ie in an operating state in which neither the contact switched by the contactor 2 nor the pre-charging contactor 2 should be closed), then in the event of a fault (neither contactor 1, 2 is welded), the current Ip be zero, when the current flowing through the insulation resistors 28, 29 and capacitors 27, 31 current is neglected. However, if one of the two contactors 1, 2 is welded (or closed for any other reason), then the current Ip is greater than zero and with the aid of the voltmeter 21 a corresponding voltage drop across the resistor 17 is measured. Due to the magnitude of the current Ip and thus by the height of the measured voltage across the resistor 17, it can be determined on the basis of the precharge resistor 4 which of the two contactors 1, 2 is welded.
  • Precharging contactor 2 is welded.
  • a switch 6 and a resistor 18 exist.
  • a voltage Un is across a series connection in which the resistor 18 and the contactor 3 are arranged in series are. If, in an operating state in which the contactor 3 should be open, the switch 6 is closed, then the voltmeter 22, which the
  • Voltage across the resistor 18 measures, in good case (the contactor 3 is not welded) do not measure a voltage drop. If, in contrast, a voltage drop across the resistor 18 is measured in this operating state, then the result of the test according to the invention is that the contactor 3 is welded (or closed for any other reason).
  • test voltages Up, Un used for the test are supplied by a few (1 to 4) series-connected battery cells of the high-voltage battery 7 (which corresponds to 1.5 to 6 V DC), so that the test voltage Up, Un is significantly smaller than that of the high-voltage battery 7 is at the high-voltage terminals 25, 26 provided high-voltage.
  • the insulation resistors 28 within the high-voltage battery 7 have a resistance value of several GQ and the insulation resistances 29 outside the high-voltage battery 7 have a resistance value of several ⁇ .
  • the precharge resistor 4 has, for example, a resistance of 10 ⁇ and the Resistors 17, 18, with which the current Ip, In is detected, for example, may have a resistance value of less than 100 ⁇ .
  • the voltage drop across the resistors 17, 18 is practically independent of the current values of the insulation resistors 28, 29, the DC link capacitance 27 and the y capacitors 31.
  • FIG. 2 schematically shows a vehicle 10 according to the invention, which comprises an electric motor 32 for driving the vehicle 10, a high-voltage battery 7 for supplying the electric motor 32 and a test system 20 according to the invention.
  • this test system 20 is designed for the self-test of a contactor, without this contactor must be operated.
  • the present invention thus increases the safety of the system (for example, the high oltnetzes), in which it is used, without thereby suffers the rapidity with which the high-voltage of the high-voltage battery 7 is switched suffers.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Verfahren und Testsystem zum Test einer Schützanordnung für ein Fahrzeug Mit Hilfe einer Schützanordnung (1; 3; 1, 2, 4), welche ein Schütz (1; 2; 3) umfasst, ist eine Hochvoltspannung eines Hochvoltnetzes (25, 26) eines Fahrzeugs (10) schaltbar. Ein Verfahren zum Test der Schützanordnung (1; 3; 1, 2, 4) umfasst folgende Schritte: Anlegen einer Testspannung (Up; Un) an die Schützanordnung (1; 3; 1, 2, 4), wobei ein Maximum der Testspannung (Up; Un) kleiner als die Hochvoltspannung ist. Erstellen eines Ergebnisses des Tests abhängig von einer Höhe eines Stroms (Ip; In), welcher durch die Schützanordnung (1; 3; 1, 2, 4) fließt.

Description

Beschreibung
Verfahren und Testsystem zum Test einer Schützanordnung für ein Fahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Testsystem, um Schütze, insbesondere bezüglich eines Verschweißens der Schütze, zu testen.
Die DE 10 2005 031 145 A1 beschreibt eine Vorrichtung, bei welcher durch einen
Spannungsvergleich einer Eingangsspannung und einer Ausgangsspannung eines Schützes überprüft wird, ob das Schütz zugeschmolzen ist.
Die US 2006/0071618 A 1 erfasst ein Festschmelzen von Schützen über Spannungsverläufe. Dabei wird auch ein Verschweiß-Test eines Schutzes offenbart, bei welchem eine
Wechselspannung angelegt wird.
Die US 2007/0139005 A 1 offenbart ein Verfahren, bei welchem ein Festschmelzen eines Relais mittels Messen von Spannungen erfasst wird.
Auch die JP 2000134707 A erfasst über einen Spannungsverlauf ein Festschweißen eines Relais.
Bei Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen wird eine Hochvoltbatterie mit mindestens einem Schütz geschaltet. Wenn ein solches Schütz verschweißt ist und demnach nicht mehr in den geöffneten Betriebszustand geschaltet werden kann, kann dies zu einem Kurzschluss führen, was im schlimmsten Fall einen Fahrzeugbrand nach sich ziehen kann.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, das Verschweißen eines Schützes in einem System derart zu erkennen, dass eine negative Beeinflussung von in dem System vorhandenen Impedanzen (beispielsweise Symmetrier-Widerstände, Y-Kapazitäten und
Isolationswiderstände) im Wesentlichen unterbleibt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Test einer Schützanordnung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 , durch ein Testsystem zum Test einer Schützanordnung für ein
BESTÄTIGUNGSKOPIE Fahrzeug nach Anspruch 5 und durch ein Fahrzeug nach Anspruch 10 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Test einer Schützanordnung für ein Fahrzeug bereitgestellt. Dabei umfasst die Schützanordnung (mindestens) ein Schütz. Mittels der Schützanordnung ist eine Hochvoltspannung (100 V bis 800 V) eines
Hochvoltnetzes des Fahrzeugs schaltbar. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
• Anlegen einer Testspannung an die Schützanordnung, wobei eine Höhe der
Testspannung einem Bruchteil (z.B. weniger als 20%) einer Höhe der Hochvoltspannung entspricht.
• Erstellen eines Ergebnisses des Tests abhängig von einer Höhe eines Stroms, welcher aufgrund der angelegten Testspannung durch die Schützanordnung fließt.
Der durch die Schützanordnung fließende Strom kann dabei direkt oder indirekt (beispielsweise durch Erfassen einer Spannung) erfasst werden.
Indem zur Durchführung des Tests eine Testspannung angelegt wird, deren Höhe nur einem Bruchteil der Höhe der Hochvoltspannung entspricht, können vorteilhafterweise zur Erstellung des Ergebnisses im Vergleich zu den sonst in dem System, in welchem die Schützanordnung eingesetzt wird, eingesetzten Impedanzen Impedanzen mit einer geringeren Größe eingesetzt werden, so dass die sonst in dem System vorhandenen Impedanzen das Ergebnis des Tests nicht (negativ) beeinflussen. Darüber hinaus sei erwähnt, dass das zu testende Schütz beim Test vorteilhafterweise nicht geschlossen werden muss.
Bei der Testspannung handelt es sich insbesondere um eine Gleichspannung.
Es ist allerdings auch denkbar, dass anstelle einer Gleichspannung eine Wechselspannung eingesetzt werden kann. Diese Wechselspannung kann einen sinusförmigen, pulsförmigen, sägezahnförmigen, dreieckförmigen oder rechteckförmigen zeitlichen Verlauf haben.
Das Ergebnis des Tests beantwortet insbesondere die Frage, ob das Schütz verschweißt ist oder nicht. Diese Situation (dass das Schütz verschweißt ist) wird beispielsweise dadurch erkannt, dass in einem Betriebszustand der Schützanordnung, in welchem das Schütz offen geschaltet ist (d.h. die von dem Schütz geschaltete elektrische Verbindung sollte offen sein), die Höhe des Stroms, welcher durch die Schützanordnung fließt, über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
Wenn als Testspannung eine Wechselspannung eingesetzt wird, wodurch der zu erfassende Strom ein Wechselstrom ist, kann die Höhe des Stroms dem Effektivwert des Stroms oder dem Maximalwert des Stroms entsprechen. Beim Einsatz einer Gleichspannung reicht es aus, den aktuellen Stromwert (direkt oder indirekt) zu messen.
Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Schützanordnung eine Parallelschaltung, in welcher das Schütz und eine Reihenschaltung parallel angeordnet sind. Dabei wird die Reihenschaltung aus einem weiteren Schütz und einem dazu in Reihe geschalteten Schützwiderstand gebildet. In einem Betriebszustand der Schützanordnung, in welchem sowohl das Schütz als auch das weitere Schütz offen geschaltet sind, umfasst das Ergebnis des Tests folgende Situationen:
• Nur das Schütz ist verschweißt.
• Nur das weitere Schütz ist verschweißt
• Das Schütz und das weitere Schütz sind verschweißt.
• Weder das Schütz noch das weitere Schütz sind verschweißt (Gutfall).
Diese vier Situationen oder diese vier unterschiedlichen Ergebnisse des Tests lassen sich abhängig von der Höhe des Stroms erfassen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Testsystem zum Test einer
Schützanordnung, welche (mindestens) ein Schütz umfasst, für ein Fahrzeug bereitgestellt. Mittels dieser Schützanordnung ist eine Hochvoltspannung eines Hochvoltnetzes des
Fahrzeugs schaltbar. Das Testsystem umfasst eine Spannungsquelle und eine
Auswerteschaltung. Mittels der Spannungsquelle legt das Testsystem eine Testspannung zum Testen der Schützanordnung an die Schützanordnung an. Die Höhe dieser Spannung entspricht einem Bruchteil (z. B. 5 bis 20 %) der Höhe der Hochvoltspannung. Die
Auswerteschaltung erfasst direkt oder indirekt eine Höhe eines Stroms, welcher durch die Schützanordnung fließt, und erstellt abhängig von der erfassten Höhe des Stroms ein Ergebnis des Tests.
Die Auswerteschaltung umfasst insbesondere eine Impedanz, welche in Reihe mit der
Schützanordnung angeordnet ist, und eine Vorrichtung, um einen Spannungsabfall über dieser Impedanz zu erfassen. Abhängig von diesem Spannungsabfall bestimmt die Auswerteschaltung die Höhe des Stroms. Die Testspannung wird dabei über einer Reihenschaltung angelegt, welche sich aus der Schützanordnung und der Impedanz zusammensetzt.
Die Größe der Impedanz ist dabei ein Bruchteil (z.B. 1/1000 bis 1/10 oder noch weniger) der Größe von Symmetrier-Impedanzen, Isolationswiderständen oder Y-Kapazitäten des
Hochvoltnetzes. Dadurch wird der Strom durch die Schützanordnung, welcher sich aufteilt in einen Stromanteil durch die Impedanz und einen Stromanteil durch die Symmetrie-Impedanzen, Isolationswiderstände und/oder Y-Kapazitäten, von dem Stromanteil durch die Impedanz dominiert.
Da der Strom durch die Schützanordnung quasi dem Strom durch die Impedanz entspricht, kann das Ergebnis des Tests vorteilhafterweise nicht durch Schwankungen der Größen der Symmetrie-Impedanzen, Isolationswiderstände oder Y-Kapazitäten des Hochvoltnetzes negativ beeinflusst werden.
Als die Spannungsquelle wird vorteilhafterweise eine oder mehrere wenige
Energiespeicherzellen eines Hochvoltenergiespeichers eingesetzt, welcher zur
Energieversorgung des Hochvoltnetzes verwendet wird.
Indem als die Spannungsquelle eine oder mehrere wenige Energiespeicherzellen des
Hochvoltenergiespeichers eingesetzt werden, wird vorteilhafterweise zur Durchführung des Tests keine zusätzliche Spannungsquelle benötigt.
Schließlich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug bereitgestellt, welches einen Elektromotor zum Antrieb des Fahrzeugs, einen Hochvoltenergiespeicher zur Versorgung des Elektromotors und ein erfindungsgemäßes Testsystem, wie es vorab beschrieben ist, umfasst.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere zum Einsatz bei Elektrofahrzeugen und
Hybridfahrzeugen oder für Batteriesysteme, Ladeeinrichtungen und Brennstoffzellensysteme eines Kraftfahrzeugs geeignet. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich eingeschränkt, da die vorliegende Erfindung beispielsweise auch bei Schiffen, Flugzeugen sowie gleisgebundenen oder spurgeführten Fahrzeugen eingesetzt werden kann, sofern diese mit einem Elektromotor angetrieben werden. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung prinzipiell auch zum Test eines Schützes eingesetzt werden, welcher zum Schalten einer Hochvoltspannung außerhalb eines Fortbewegungsmittels eingesetzt wird.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer
Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäß aufgebaute Schaltung zum Test einer Schützanordnung dargestellt.
In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, welches ein erfindungsgemäßes Testsystem umfasst, schematisch dargestellt.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Schaltung zur Schützdiagnose mit allen im Fahrzeug relevanten Elementen dargestellt. Ein Hochvoltnetz, welches in Form eines positiven
Hochvoltanschlusses 25 und eines negativen Hochvoltanschlusses 26 dargestellt ist, wird von einer Hochvoltbatterie 7 versorgt. Die Hochvoltbatterie 7 ist aus mehreren Batteriezellen Zelle_1 bis Zelle_16 aufgebaut, welche in Reihe angeordnet sind. Es sei darauf hingewiesen, dass in der Praxis deutlich mehr als die dargestellten 16 Batteriezellen in Reihe zusammengeschaltet sein können.
Mit Hilfe von zwei Schützen 1 , 3 wird die Hochvoltbatterie 7 mit dem Hochvoltnetz 25, 26 gekoppelt, um das Hochvoltnetz mit Spannung zu versorgen. Parallel zu dem Schütz 1 liegt eine Reihenschaltung aus einem Vorladeschütz 2 und einem Vorladewiderstand 4. Durch Schalten des Vorladeschützes 2 wird eine Zwischenkreiskapazität 27, welche die beiden Hochvoltanschlüsse 25, 26 verbindet, aufgeladen. Die Schütze 1-3 werden durch eine entsprechende Ansteuerung 11-13 gesteuert.
Darüber hinaus sind in Fig. 1 eine Niedervoltmasse 24 (auch als Fahrzeugmasse bekannt), eine Hochvoltmasse 23, Isolationswiderstände 28 innerhalb der Hochvoltbatterie 7,
Isolationswiderstände 27 außerhalb der Hochvoltbatterie 7 und Y-Kondensatoren 31 dargestellt.
Zum Testen des Schützes 1 und/oder des Vorladeschützes 2 existieren ein Schalter 5 und ein Widerstand 17. Wenn der Schalter 5 mittels einer Ansteuerung 15 geschlossen wird, liegt eine Spannung Up über einer Reihenschaltung an, in welcher eine Parallelschaltung 1 , 2, 4 und der Widerstand 17 in Reihe angeordnet sind. Bei der Parallelschaltung sind wiederum das Schütz 1 und eine weitere Reihenschaltung 2, 4 parallel angeordnet, wobei in der weiteren Reihenschaltung das Vorladeschütz 2 und der Vorladewiderstand 4 in Reihe angeordnet sind. Der Strom Ip, welcher durch die Parallelschaltung 1 , 2, 4 fließt, wird mit einem
Spannungsmesser 21 erfasst, der die über dem Widerstand 17 abfallende Spannung misst.
Wird bei geöffneten Schützen 1 , 2 (d.h. in einem Betriebszustand, in welchem weder die von dem Schütz 1 noch die von dem Vorladeschütz 2 geschaltete Verbindung geschlossen sein sollte) der Schalter 5 geschlossen, so sollte im Gutfall (keiner der beiden Schütze 1 , 2 ist verschweißt) der Strom Ip Null sein, wenn der durch die Isolationswiderstände 28, 29 und Kondensatoren 27, 31 fließende Strom vernachlässigt wird. Wenn allerdings einer der beiden Schütze 1 , 2 verschweißt (oder aus irgendwelchen anderen Gründen geschlossen) ist, so ist der Strom Ip größer als Null und mit Hilfe des Spannungsmessers 21 wird ein entsprechender Spannungsabfall über dem Widerstand 17 gemessen. Durch die Höhe des Stromes Ip und damit durch die Höhe der gemessenen Spannung über dem Widerstand 17 kann aufgrund des Vorladewiderstands 4 bestimmt werden, welches der beiden Schütze 1 , 2 verschweißt ist.
(Wenn nur das Schütz 1 verschweißt ist, ist der Strom Ip größer, als wenn nur das
Vorladeschütz 2 verschweißt ist.)
In ähnlicher Weise existieren zum Testen des Schützes 3 ein Schalter 6 und ein Widerstand 18. Wenn der Schalter 6 mit Hilfe der entsprechenden Ansteuerung 16 geschlossen wird, liegt eine Spannung Un über einer Reihenschaltung, in welcher der Widerstand 18 und das Schütz 3 in Reihe angeordnet sind. Wird in einem Betriebszustand, in welchem das Schütz 3 offen sein sollte, der Schalter 6 geschlossen, dann sollte der Spannungsmesser 22, welcher die
Spannung über dem Widerstand 18 misst, im Gutfall (das Schütz 3 ist nicht verschweißt) keinen Spannungsabfall messen. Wird dagegen in diesem Betriebszustand ein Spannungsabfall über dem Widerstand 18 gemessen, dann ist das Ergebnis des erfindungsgemäßen Tests, dass das Schütz 3 verschweißt (oder aus irgendwelchen anderen Gründen geschlossen) ist.
Die zum Test eingesetzten Testspannungen Up, Un werden von wenigen (1 bis 4) in Reihe geschalteten Batteriezellen der Hochvoltbatterie 7 geliefert (was 1 ,5 bis 6 V Gleichspannung entspricht), so dass die Testspannung Up, Un deutlich kleiner als die von Hochvoltbatterie 7 an den Hochvoltanschlüssen 25, 26 bereitgestellte Hochvoltspannung ist.
Im Normalfall (es liegt kein Isolationsfehler vor) weisen die Isolationswiderstände 28 innerhalb der Hochvoltbatterie 7 einen Widerstandswert von mehreren GQ und die Isolationswiderstände 29 außerhalb der Hochvoltbatterie 7 einen Widerstandswert von mehreren ΜΩ auf. Dagegen besitzt der Vorladewiderstand 4 beispielsweise einen Widerstandswert von 10 Ω und die Widerstände 17, 18, mit welchen der Strom Ip, In erfasst wird, können beispielsweise einen Widerstandswert von weniger als 100 Ω aufweisen. Damit ist der Spannungsabfall an den Widerständen 17, 18 praktisch unabhängig von den aktuellen Werten der Isolationswiderstände 28, 29, der Zwischenkreiskapazität 27 und der y-Kondensatoren 31.
In Fig. 2 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10 dargestellt, welches einen Elektromotor 32 zum Antrieb des Fahrzeugs 10, eine Hochvoltbatterie 7 zur Versorgung des Elektromotors 32 und ein erfindungsgemäßes Testsystem 20 umfasst. Wie vorab beschrieben ist, ist dieses Testsystem 20 zum Selbsttest eines Schützes ausgelegt, ohne dass dieses Schütz betätigt werden muss. Die vorliegende Erfindung erhöht damit die Sicherheit der Anlage (beispielsweise des Hoch oltnetzes), in welcher sie eingesetzt wird, ohne dass dadurch die Schnelligkeit, mit welcher die Hochvoltspannung der Hochvoltbatterie 7 zugeschaltet wird, leidet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Test einer Schützanordnung (1 ; 3; 1 , 2, 4) für ein Fahrzeug (10),
wobei die Schützanordnung ein Schütz (1 ; 2; 3) umfasst,
wobei mit Hilfe der Schützanordnung (1 ; 3; 1 , 2, 4) eine Hochvoltspannung eines
Hochvoltnetzes (25, 26) des Fahrzeugs (10) schaltbar ist,
wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Anlegen einer Testspannung (Up; Un) an die Schützanordnung (1 ; 3; 1 , 2, 4), wobei ein Maximum der Testspannung (Up; Un) kleiner als die Hochvoltspannung ist, und
Erstellen eines Ergebnisses des Tests abhängig von einer Höhe eines Stroms (Ip, In), welcher durch die Schützanordnung (1 ; 3; 1 , 2, 4) fließt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Testspannung (Up; Un) eine Gleichspannung ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnis ein Erkennen, dass das Schütz (1 ; 2; 3) verschweißt ist, umfasst, wenn in einem
Betriebszustand der Schützanordnung (1 ; 3; 1 , 2, 4), in welchem das Schütz (1 ; 2; 3) offen geschaltet ist, die Höhe des Stroms (Ip, In) über einem vorbestimmten Schwellenwert erfasst wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schützanordnung eine Parallelschaltung aus dem Schütz (1) und einer
Reihenschaltung aus einem weiteren Schütz (2) und einem Schützwiderstand (4) umfasst, und
dass das Ergebnis in einem Betriebzustand der Schützanordnung, in welchem das Schütz (1 ) und das weitere Schütz (2) offen geschaltet sind, ein Erkennen, dass das Schütz (1) verschweißt ist, oder ein Erkennen, dass das weitere Schütz (2) verschweißt ist, oder ein Erkennen, dass das Schütz (1) und das weitere Schütz (2) verschweißt sind, abhängig von der Höhe des Stroms (Ip) umfasst.
5. Testsystem zum Test einer Schützanordnung (1 ; 3; 1 , 2, 4) für ein Fahrzeug (10), wobei die Schützanordnung ein Schütz (1 ; 2; 3) umfasst,
wobei mit Hilfe der Schützanordnung (1; 3; 1 , 2, 4) eine Hochvoltspannung eines
Hochvoltnetzes (25, 26) des Fahrzeugs (10) schaltbar ist,
wobei das Testsystem (20) eine Spannungsquelle (Zelle_1-Zelle_3; Zelle_14-Zelle_16) und eine Auswerteschaltung (17, 21 ; 18, 22) umfasst,
wobei das Testsystem (20) ausgestaltet ist, zum Testen der Schützanordnung (1 ; 3; 1 , 2, 4) mittels der Spannungsquelle (Zelle_1-Zelle_3; Zelle_1 -Zelle_16) eine Testspannung (Up; Un) über die Schützanordnung (Zelle_1-Zelle_3; Zelle_14-Zelle_16) anzulegen, wobei ein Maximum der Testspannung (Up; Un) kleiner als die Hochvoltspannung ist, und dass die Auswerteschaltung (17, 21 ; 18, 22) ausgestaltet ist, abhängig von einer Höhe eines Stroms (Ip; In) , welcher durch die Schützanordnung (1 ; 3; 1 , 2, 4) fließt, ein Ergebnis des Tests zu erstellen.
Testsystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswerteschaltung eine Impedanz (17; 18) in Reihe mit der Schützanordnung (1 ; 3; 1 , 2, 4) und eine Vorrichtung (21 ; 22) zum Erfassen eines Spannungsabfalls über der Impedanz (17; 18) umfasst,
dass das Testsystem (20) ausgestaltet ist, die Testspannung (Up; Un) über einer
Reihenschaltung aus der Schützanordnung (1 ; 3; 1 , 2, 4) und der Impedanz (17; 18) anzulegen, und
dass die Auswerteschaltung ausgestaltet ist, das Ergebnis des Tests abhängig von dem erfassten Spannungsabfall zu bestimmen.
Testsystem nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Impedanz einen Widerstand (17; 18) umfasst, dessen Widerstandswert kleiner als 1/10 eines jeweiligen Widerstandswerts von Symmetrie-Impedanzen (31) und/oder
Isolationswiderständen (28, 29) des Hochvoltnetzes (25, 26) ist, so dass der Strom (Ip; In) durch die Schützanordnung (1 ; 3; 1 , 2, 4), welcher sich in einen Stromanteil durch die Impedanz (17; 18) und einen Stromanteil durch die Symmetrie-Impedanzen (31) und/oder Isolationswiderstände (29) aufteilt, von dem Stromanteil durch die Impedanz (17; 18) dominiert wird.
Testsystem nach einem Ansprüche 5-7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle mindestens eine Energiespeicherzelle (Zelle_1-Zelle_3; Zelle_14-Zelle_16) eines Hochvoltenergiespeichers (7) umfasst, welcher zur Energieversorgung des Hochvoltnetzes (25, 26) ausgestaltet ist.
9. Testsystem nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Testsystem (20) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-4 ausgestaltet ist.
10. Fahrzeug mit einem Elektromotor (32) zum Antrieb des Fahrzeugs (10), mit einem Hochvoltenergiespeicher (7) zur Versorgung des Elektromotors (32) und mit einem Testsystem (20) nach einem der Ansprüche 5-9.
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