DE102017214408A1 - Device for determining an insulation resistance, battery management system, automobile, portable measuring unit and method for insulation resistance determination. - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (2) zur Bestimmung eines Isolationswiderstandes (R, R) umfassend:- eine erste Reihenschaltung (6a) mit einem ersten Vorwiderstand (R) und einem ersten Leckerkennungsschalter (S), wobei die erste Reihenschaltung (6a) eingerichtet ist, einen ersten Verbindungsknoten (16a) zwischen der ersten Reihenschaltung (6a) und einem ersten elektrischen Leiter (15a) mit einer Erde (4) zu verbinden; und- eine zweite Reihenschaltung (6b) mit einem zweiten Vorwiderstand (R) und einem zweiten Leckerkennungsschalter (S), wobei die zweite Reihenschaltung (6b) eingerichtet ist, einen zweiten Verbindungsknoten (16b) zwischen der zweiten Reihenschaltung (6b) und einem zweiten elektrischen Leiter (15b) mit der Erde (4) zu verbinden; dadurch gekennzeichnet, dassdie erste und die zweite Reihenschaltung (6a, 6b) einen gemeinsamen Verbindungsknoten (17) mit einem gemeinsamen Messwiderstand (R) aufweisen, über den sie mit der Erde (4) verbunden sind.Device (2) for determining an insulation resistance (R, R) comprising: - a first series circuit (6a) having a first series resistor (R) and a first leak detection switch (S), the first series circuit (6a) being arranged, a first connection node (16a) between the first series circuit (6a) and a first electrical conductor (15a) to connect to a ground (4); and - a second series circuit (6b) having a second series resistor (R) and a second leak detection switch (S), wherein the second series circuit (6b) is arranged, a second connection node (16b) between the second series circuit (6b) and a second electrical Conductor (15b) to connect to the ground (4); characterized in that the first and second series circuits (6a, 6b) have a common connection node (17) with a common sense resistor (R) through which they are connected to ground (4).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Isolationswiderstandes, ein Batteriemanagementsystem, ein Automobil, eine portable Messeinheit und ein Verfahren zur Isolationswiderstandsbestimmung.The invention relates to an apparatus for determining an insulation resistance, a battery management system, an automobile, a portable measurement unit and a method for insulation resistance determination.
Isolationswiderstandsmessungen müssen bei Neuanlagen, Umbauten, Änderungen, Reparaturen, Elektrofahrzeugen für den Straßenverkehr und in Störungsfällen durchgeführt werden. Bei zu geringen Isolationswiderständen in Traktionsbatterien von Elektrofahrzeugen, die bei der Hauptuntersuchung gemessen werden, droht der Verlust der allgemeinen Betriebserlaubnis und somit des Versicherungsschutzes. Weiterhin stellen zu geringe Isolationswiderstände immense Sicherheitsrisiken dar. Dementsprechend werden hohe Anforderungen an Isolationswiderstandsmesssysteme gestellt.Insulation resistance measurements must be performed on new installations, conversions, modifications, repairs, electric vehicles for road traffic and in cases of failure. With low insulation resistance in traction batteries of electric vehicles, which are measured during the main investigation, threatens the loss of the general operating permit and thus the insurance protection. Furthermore, too low insulation resistance represents immense safety risks. Accordingly, high demands are placed on insulation resistance measuring systems.
Generell sind wechselspannungsbasierte Methoden zur Bestimmung eines Isolationswiderstandes bekannt. Jedoch können bei diesen Methoden die Isolationswiderstände eines negativen und eines positiven Pols einer Spannungsquelle nicht voneinander unterschieden werden.In general, AC-based methods for determining an insulation resistance are known. However, in these methods, the insulation resistances of a negative and a positive pole of a voltage source can not be distinguished from each other.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, welche eine vereinfachte, kostengünstigere und weniger fehlerbehaftete Bestimmung eines Isolationswiderstandes ermöglicht. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Batteriemanagementsystem, ein Automobil, eine portable Messeinheit und ein Verfahren zur Messung eines Isolationswiderstandes anzugeben, durch welche die genannten Vorteile ebenfalls realisiert werden können.Based on the aforementioned prior art, it is therefore an object of the present invention to provide a device which allows a simplified, less expensive and less error-prone determination of an insulation resistance. A further object of the present invention is to provide a battery management system, an automobile, a portable measuring unit and a method for measuring an insulation resistance, by means of which the stated advantages can likewise be realized.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Isolationswiderstandes. Unter dem Begriff „Isolationswiderstand“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Widerstand zwischen einem elektrischen Leiter und der Erde (o.a. Masse, chassis ground (GND)) verstanden. Der jeweilige Isolationswiderstand stellt kein elektrisches Bauteil sondern einen festzustellenden Isolationsfehler dar. Da es keinen idealen Isolator gibt, weist jede Isolierung auch einen ohmschen Widerstand auf, dessen Wert zwar sehr hoch sein kann, aber trotzdem immer endlich ist. Der Isolationswiderstand kann beispielsweise, je nach Isolationsgüte des elektrischen Leiters, in einem Bereich zwischen 1 Ω bis 5000 MΩ liegen.The aforementioned object is achieved by the features of
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine erste Reihenschaltung mit einem ersten Vorwiderstand und einem ersten Leckerkennungsschalter, wobei die erste Reihenschaltung eingerichtet ist, einen ersten Verbindungsknoten zwischen der ersten Reihenschaltung und einem ersten elektrischen Leiter mit einer Erde zu verbinden. Die Erde kann beispielsweise das Massepotential eines Bordnetzes eines Fahrzeugs sein. Der erste Leckerkennungsschalter hat die Aufgabe, die erste Reihenschaltung zu schließen. Als Leckerkennungsschalter kommen beispielsweise ein Relais und/oder ein Schütz und/oder ein Feldeffekttransistor (FET) und/oder ein Opto-MOS infrage. Wenn z.B. der erste Leckerkennungsschalter geöffnet ist, fließt kein elektrischer Strom durch die erste Reihenschaltung. Somit kann das Problem eines Ruhestroms in der erfindungsgemäßen Vorrichtung umgangen werden. Dies hat den Vorteil, dass der Energieverbrauch und somit die Kosten und die Komplexität der Vorrichtung reduziert werden. Als erster elektrischer Leiter kommt beispielsweise der Pluspol eines Traktionsbordnetzes infrage.The inventive device comprises a first series circuit having a first series resistor and a first leak detection switch, wherein the first series circuit is arranged to connect a first connection node between the first series circuit and a first electrical conductor to a ground. For example, the earth may be the ground potential of a vehicle electrical system. The first leak detection switch has the task of closing the first series connection. As a leak detection switch, for example, a relay and / or a contactor and / or a field effect transistor (FET) and / or an opto-MOS come into question. If e.g. the first leak detection switch is opened, no electric current flows through the first series connection. Thus, the problem of a quiescent current in the device according to the invention can be avoided. This has the advantage of reducing the energy consumption and thus the cost and complexity of the device. As the first electrical conductor, for example, the positive pole of a traction board network comes into question.
Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine zweite Reihenschaltung mit einem zweiten Vorwiderstand und einem zweiten Leckerkennungsschalter, wobei die zweite Reihenschaltung eingerichtet ist, einen zweiten Verbindungsknoten zwischen der zweiten Reihenschaltung und einem zweiten elektrischen Leiter mit der Erde zu verbinden. Durch die ersten und zweiten Reihenschaltungen sind (wenn ein jeweiliger Leckerkennungsschalter geschlossen ist) die elektrischen Leiter und die Erde nicht mehr galvanisch voneinander getrennt. Es wird sozusagen ein künstlicher Isolationsfehler erzeugt. Die ersten und zweiten Vorwiderstände können daher entsprechend hochohmig sein und weisen beispielsweise 0,1 bis 100 MΩ, bevorzugt 1 bis 50 MΩ, besonders bevorzugt 1 bis 10 MΩ auf. Furthermore, the device according to the invention comprises a second series circuit with a second series resistor and a second leak detection switch, wherein the second series circuit is arranged to connect a second connection node between the second series circuit and a second electrical conductor to the ground. By the first and second series circuits (when a respective leak detection switch is closed), the electrical conductors and the earth are no longer galvanically isolated from each other. As it were, an artificial insulation fault is generated. The first and second series resistors may therefore be correspondingly high-impedance and have, for example, 0.1 to 100 MΩ, preferably 1 to 50 MΩ, particularly preferably 1 to 10 MΩ.
Die zweite Reihenschaltung ist analog zur ersten Reihenschaltung ausgestaltet. Hierbei weisen die erste und die zweite Reihenschaltung einen gemeinsamen Verbindungsknoten mit einem ersten Anschluss eines gemeinsamen Messwiderstandes auf, über den sie mit der Erde verbunden sind. Diese Anordnung kann auch als „Y-Anordnung“ in Anlehnung an die Darstellung der beiden Reihenschaltungen und des gemeinsamen Messwiderstandes in einem Schaltbild bezeichnet werden. Diese Anordnung ist im Gegensatz zu den bekannten Lösungen raumeffizient. Somit können Kosten hinsichtlich der Bauteile und des Raumbedarfs der Schaltung gespart werden. Weiterhin können durch die Einfachheit der erfindungsgemäßen „Y-Anordnung“ die Komplexität der Schaltung und somit auch die Störungsanfälligkeit bzw. die Ausfallwahrscheinlichkeit und das Auftreten von Messfehlern bei der Bestimmung der Isolationswiderstände verringert werden. Zudem sind weniger Anschlüsse an einer möglichen Auswerteeinheit nötig. Für die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise nur eine einzige Auswerteeinheit vorgesehen sein.The second series circuit is configured analogously to the first series circuit. Here, the first and the second series circuit have a common connection node with a first terminal of a common measuring resistor, via which they are connected to the ground. This arrangement can also be referred to as a "Y-arrangement" based on the representation of the two series circuits and the common measuring resistor in a circuit diagram. This arrangement is space-efficient, in contrast to the known solutions. Thus, costs can be saved in terms of components and space requirements of the circuit. Furthermore, the complexity of the circuit and thus also the susceptibility to interference or the probability of failure and the occurrence of measurement errors in the determination of the insulation resistances can be reduced by the simplicity of the "Y-arrangement" according to the invention. In addition, fewer connections to a possible evaluation are needed. For example, only a single evaluation unit can be provided for the device according to the invention.
An dem gemeinsamen Messwiderstand kann beispielsweise eine an diesem abfallende Messspannung bezüglich des ersten elektrischen Leiters abgegriffen werden. Dies ist beispielsweise durch ein Spannungsmessgerät, das sich insbesondere in einer Auswerteeinheit befinden kann, möglich. Wenn beispielsweise die Messspannung am gemeinsamen Messwiderstand abgegriffen wird, ist der erste Leckerkennungsschalter geschlossen und der zweite Leckerkennungsschalter geöffnet. Umgekehrt verhält es sich beispielsweise bei der Bestimmung der Messspannung und des zweiten Isolationswiderstandes. Die jeweilige Messspannung kann zur Bestimmung eines ersten und/oder zweiten Isolationswiderstandes herangezogen werden.At the common measuring resistor, for example, a measuring voltage dropping at this with respect to the first electrical conductor can be tapped. This is possible, for example, by a voltage measuring device, which may be located in particular in an evaluation unit. If, for example, the measuring voltage at the common measuring resistor is tapped off, the first leak detection switch is closed and the second leak detection switch is opened. Conversely, it behaves, for example, in the determination of the measuring voltage and the second insulation resistance. The respective measurement voltage can be used to determine a first and / or second insulation resistance.
Somit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung kostengünstiger, weniger anfällig gegenüber Störungen und Messfehlern sowie platzsparend und energieeffizienter. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung eines Isolationswiderstandes bei sämtlichen bekannten Hochvoltkomponenten, insbesondere bei elektrischen Industrieanlagen, bei Hochvoltbatterien oder bei Hochspannungsleitungen, verwendet werden. Zum Beispiel können die Isolationswiderstände eines Traktionsbordnetzes, insbesondere einer Hochvoltbatterie, eines Fortbewegungsmittels mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung einfach bestimmt werden. Als Fortbewegungsmittel im Sinne der Vorrichtung kommen zum Beispiel Automobile, insbesondere PKW und/oder LKW, Flugzeuge, Schiffe und/oder Motorräder infrage.Thus, the device according to the invention is less expensive, less prone to interference and measurement errors and space-saving and energy efficient. Furthermore, the device according to the invention can be used to determine an insulation resistance in all known high-voltage components, in particular in electrical industrial installations, in high-voltage batteries or in high-voltage lines. For example, the insulation resistances of a traction board network, in particular a high-voltage battery, a means of locomotion with the device according to the invention can be easily determined. As a means of transport within the meaning of the device are, for example, automobiles, especially cars and / or trucks, aircraft, ships and / or motorcycles in question.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen zum Inhalt.The dependent claims have advantageous developments to the content.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt der erste elektrische Leiter auf dem Potential des positiven Pols eines Traktionsbordnetzes, insbesondere einer Hochvoltbatterie. Somit kann durch das Schließen eines ersten Leckerkennungsschalters auf einfache Art und Weise der Isolationswiderstand zwischen einem Pluspol eines Traktionsbordnetzes und einem elektrischen Massepotential bestimmt werden. Da der zweite elektrische Leiter auf dem Potential des negativen Pols des Traktionsbordnetzes, insbesondere der Hochvoltbatterie liegen kann, ist durch den ersten bzw. zweiten Leckerkennungsschalter ein bedarfsgerechtes Umschalten zwischen den positiven und negativen Polen möglich, wenn beide Isolationswiderstände zum Beispiel nacheinander bestimmt werden müssen. Das Umschalten kann beispielsweise durch eine Auswerte- und/oder eine Umschalteinheit erfolgen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist eine platz- und materialsparende Bauweise und zudem eine zuverlässige und störungsfreie Ermittlung des ersten und/oder des zweiten Isolationswiderstandes ermöglicht.According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, the first electrical conductor is at the potential of the positive pole of a traction board network, in particular a high-voltage battery. Thus, by closing a first leak detection switch in a simple manner, the insulation resistance between a positive pole of a traction board network and an electrical ground potential can be determined. Since the second electrical conductor can be at the potential of the negative pole of the traction power supply, in particular the high-voltage battery, a need-based switching between the positive and negative poles is possible by the first and second leak detection switch, if both insulation resistances, for example, must be determined sequentially. The switching can be done for example by an evaluation and / or a switching unit. The inventive arrangement a space- and material-saving design and also a reliable and trouble-free determination of the first and / or the second insulation resistance is possible.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die erste Reihenschaltung eingerichtet, einen positiven Leiter einer Spannungsquelle mit der Erde zu verbinden. Somit kann durch das Schließen des ersten Leckerkennungsschalters (während der zweite geöffnet ist) selektiv der erste Isolationswiderstand des positiven Leiters gegenüber der Erde unabhängig von der Konnektivität der zweiten Reihenschaltung bestimmt werden. Hierbei kann die zweite Reihenschaltung entweder an dem negativen Leiter derselben Spannungsquelle oder an einem elektrischen Leiter einer gänzlich anderen Spannungsquelle in einem aufwändig konzipierten elektrischen Netz sein. Bevorzugt kann ein derartiges Netz ein Traktionsbordnetz eines Fortbewegungsmittels sein.In an advantageous development of the device according to the invention, the first series circuit is arranged to connect a positive conductor of a voltage source to the ground. Thus, by closing the first leak detection switch (while the second one is open), the first isolation resistance of the positive conductor to the ground can be selectively determined independently of the connectivity of the second series connection. In this case, the second series connection can either be at the negative conductor of the same voltage source or at an electrical conductor of an entirely different voltage source in a complex electrical network. Such a network may preferably be a traction board network of a means of transportation.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst der erste und/oder der zweite Leckerkennungsschalter ein Relais und/oder ein Schütz und/oder ein FET und/oder ein Opto-MOS. Somit können die Leckerkennungsschalter einfach angesteuert werden und je nach Schaltungskonzeption, z.B. bezüglich hoher Stromstärken ist ein Schütz vorteilhaft, eine zuverlässige Unterbrechung des Ruhestroms darstellen und bei Bedarf eine zuverlässige Bestimmung des ersten und/oder zweiten Isolationswiderstandes ermöglichen. In another advantageous embodiment of the present invention, the first and / or the second leak detection switch comprises a relay and / or a contactor and / or a FET and / or an opto-MOS. Thus, the leak detection switch can be easily controlled and depending on the circuit design, eg with respect to high currents is a contactor advantageous to represent a reliable interruption of the quiescent current and allow reliable, if necessary, a determination of the first and / or second insulation resistance.
Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung innerhalb einer vorteilhaften Weiterbildung ein am Messwiderstand angeordnetes Spannungsmessgerät aufweisen. Bevorzugt weist das Spannungsmessgerät einen Analog-Digital-Wandler auf, durch welchen die gemessene Spannung für eine weitere beliebige digitale Auswertung bereitgestellt wird. Da lediglich der gemeinsame Messwiderstand mit dem Spannungsmessgerät verbunden ist, können weitere Bauteile, wie etwa Kupferdrähte, gespart werden.Furthermore, within an advantageous development, the device according to the invention can have a voltage measuring device arranged on the measuring resistor. Preferably, the voltage measuring device has an analog-to-digital converter, by means of which the measured voltage is provided for a further arbitrary digital evaluation. Since only the common measuring resistor is connected to the voltage measuring device, further components, such as copper wires, can be saved.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Auswerteeinheit verbunden. Die Auswerteeinheit kann insbesondere einen elektrischen Regler und/oder eine digitale Anzeige und/oder einen Mikrocontroller und/oder eine elektronische Kontrolleinheit und/oder eine Sicherungseinheit, beispielsweise zur Ausgabe eines Warnsignals bei zu niedrigen Isolationswiderständen, und/oder einen Prozessor umfassen. Weiterhin ist die Auswerteeinheit eingerichtet, den ersten und/oder den zweiten Leckerkennungsschalter zu kontrollieren und/oder die Messspannung mithilfe des Spannungsmessgeräts am Messwiderstand zu messen. Die Auswerteeinheit kann bevorzugt auch Teil einer anderen elektrischen Schaltung sein. Somit besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung einen hohen Grad an Variabilität hinsichtlich einer Auswerteeinheit zur Bestimmung des Isolationswiderstandes. Weiterhin kann über eine externe Vorrichtung der erste und/oder der zweite Isolationswiderstand über die Auswerteeinheit ausgelesen werden. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise mit einer On-Board-Diagnoseeinheit eines Fortbewegungsmittels verbunden sein. Dabei kann die Auswerteeinheit beispielsweise einen zeitlichen Verlauf eines Isolationswiderstandes und/oder eine Fehlermeldung an eine On-Board-Diagnoseeinheit weitergeben. Weiterhin kann die Auswerteeinheit bei einem Sicherheitsrisiko, das zum Beispiel für einen Endbenutzer vorhanden ist, die Stromverbindung nach einem vordefinierten Zeitraum unterbrechen und/oder die Unterbrechung dem Endnutzer ankündigen und/oder lediglich eine Fehlermeldung an den Endnutzer ausgeben.According to a further advantageous embodiment, the device according to the invention is connected to an evaluation unit. The evaluation unit can in particular comprise an electrical regulator and / or a digital display and / or a microcontroller and / or an electronic control unit and / or a fuse unit, for example for outputting a warning signal if the insulation resistances are too low, and / or a processor. Furthermore, the evaluation unit is set up to control the first and / or the second leak detection switch and / or to measure the measurement voltage by means of the voltage measuring device on the measuring resistor. The evaluation unit may preferably also be part of another electrical circuit. Thus, the device according to the invention has a high degree of variability with regard to an evaluation unit for determining the insulation resistance. Furthermore, the first and / or the second insulation resistance can be read out via the evaluation unit via an external device. The evaluation unit can be connected, for example, to an on-board diagnostic unit of a means of locomotion. In this case, the evaluation unit, for example, pass on a time profile of an insulation resistance and / or an error message to an on-board diagnostic unit. Furthermore, in the event of a security risk existing, for example, to an end user, the evaluation unit may interrupt the power connection after a predefined period of time and / or announce the interruption to the end user and / or merely output an error message to the end user.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit eingerichtet, den ersten und/oder zweiten Isolationswiderstand nach einem der folgenden Formeln (a) oder (b) zu berechnen:
- R1 der erste Vorwiderstand;
- R2 der zweite Vorwiderstand;
- RP ein erster Isolationswiderstand;
- RN ein zweiter Isolationswiderstand;
- RM der gemeinsame Messwiderstand;
- UB die Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten Verbindungsknoten;
- und
UM eine überRM abfallende Spannung ist.
- R 1 is the first series resistor;
- R 2 is the second series resistor;
- R P is a first insulation resistance;
- R N is a second insulation resistance;
- R M is the common measuring resistor;
- U B is the voltage between the first and second connection nodes;
- and
U M one overR M falling voltage is.
Hierbei sind
Die folgenden erfindungsgemäßen Aspekte umfassen die vorteilhaften Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie die generellen Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung und die jeweils damit verbundenen technischen Effekte gleichsam.The following aspects of the invention include the advantageous embodiments and further developments as well as the general advantages of the device according to the invention and the technical effects associated therewith.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Batteriemanagementsystem umfassend eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt. Durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung können Kostenoptimierungen eines Batteriemanagementsystems vorgenommen werden. According to a second aspect, the present invention relates to a battery management system comprising a device according to the invention according to the first aspect. By using a device according to the invention cost optimization of a battery management system can be made.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein
Automobil umfassend eine Hochvoltbatterie mit einer integrierten Vorrichtung zur Bestimmung eines Isolationswiderstandes gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung und/oder einem Batteriemanagementsystem gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Durch die Einfachheit, den geringen Platzbedarf und die geringeren Kosten kann so ein der Sicherheit dienendes Bestimmungssystem für Isolationswiderstände in einer einem Hochvoltbordnetz und/oder einer Hochvoltbatterie für ein Automobil bereitgestellt werden. According to a third aspect, the present invention relates to a
An automobile comprising a high-voltage battery with an integrated device for determining an insulation resistance according to the first aspect of the present invention and / or a battery management system according to the second aspect of the present invention. Due to the simplicity, the small footprint and the lower cost can be provided as a safety determination system for insulation resistance in a high-voltage vehicle electrical system and / or a high-voltage battery for an automobile.
Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine portable Messeinheit zur Bestimmung eines Isolationswiderstandes umfassend die erfindungsgemäße Vorrichtung. Hieraus resultieren die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt für die Isolationswiderstandsbestimmung von vielen unterschiedlichen elektrischen Leitern unterschiedlicher Schaltungen auf eine schnelle und effiziente Art und Weise. Hierbei sind beispielsweise die erste und/oder die zweite Reihenschaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingerichtet, über Klemmen oder über andere lösbare und leitfähige Befestigungsvorrichtungen mit den elektrischen Leitern an einem ersten/und oder zweiten Verbindungsknoten verbunden zu werden. Beispielsweise kann eine portable Messeinheit ein Handgerät, beispielsweise ein Isolationsmessgerät und/oder ein Multimeter, umfassend die erfindungsgemäße Vorrichtung, zur Überprüfung von elektronischen Anlagen und/oder Maschinen aufweisen.According to a fourth aspect, the present invention relates to a portable measuring unit for determining an insulation resistance comprising the device according to the invention. This results in the advantages of the inventive device according to the first aspect for the insulation resistance determination of many different electrical conductors of different circuits in a fast and efficient manner. Here, for example, the first and / or the second series circuit of the device according to the invention are adapted to be connected via terminals or other releasable and conductive fastening devices with the electrical conductors at a first / and or second connection node. For example, a portable measuring unit may comprise a hand-held device, for example an insulation measuring device and / or a multimeter, comprising the device according to the invention for checking electronic systems and / or machines.
Gemäß einem fünften Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Isolationswiderstandsmessung mittels einer Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt.According to a fifth aspect, the present invention relates to a method for insulation resistance measurement by means of a device according to the first aspect.
Das Verfahren umfasst das Schließen eines ersten Leckerkennungsschalters und das Öffnen eines zweiten Leckerkennungsschalters, wenn ein erster Isolationswiderstand über eine erste Reihenschaltung bestimmt werden soll. Für die Bestimmung eines zweiten Isolationswiderstandes über eine zweite Reihenschaltung wird der erste Leckerkennungsschalter geöffnet und der zweite Leckerkennungsschalter geschlossen. Anschließend erfolgt, je nach Leckerkennungsschalteranordnung, ein Messen einer über einen gemeinsamen Messwiderstand
Figurenlistelist of figures
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
-
1 ein Fortbewegungsmittel mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Traktionsbordnetz; -
2 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung des Isolationswiderstandes; und -
3 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 a means of transport with the device according to the invention in the traction board network; -
2 a circuit diagram of the device according to the invention for determining the insulation resistance; and -
3 a flowchart of an embodiment of the method according to the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- FortbewegungsmittelMeans
- 22
- Vorrichtung zur Bestimmung eines IsolationswiderstandesDevice for determining an insulation resistance
- 33
- TraktionsbordnetzTraction vehicle electrical system
- 44
- Erde/Fahrzeug-MasseEarth / vehicle mass
- 55
- SpeicherStorage
- 6a6a
- erste Reihenschaltungfirst series connection
- 6b6b
- zweite Reihenschaltungsecond series connection
- 77
- Auswerteeinheitevaluation
- 88th
- On-Board-Diagnose-GerätOn-board diagnostic device
- 1010
- HochvoltbatterieHigh-voltage battery
- 1414
- Spannungsmessgerätvoltmeter
- 1717
- gemeinsamer Verbindungsknotencommon connection node
- 15a15a
- erster elektrischer Leiterfirst electrical conductor
- 15b15b
- zweiter elektrischer Leitersecond electrical conductor
- 16a16a
- erster Verbindungsknotenfirst connection node
- 16b16b
- zweiter Verbindungsknotensecond connection node
- 100a-300b100a-300b
- Verfahrensschrittesteps
- R1 R 1
- erster Vorwiderstandfirst resistor
- R2 R 2
- zweiter Vorwiderstandsecond series resistor
- RM R M
- gemeinsamer Messwiderstandcommon measuring resistor
- RN R N
- zweiter Isolationswiderstandsecond insulation resistance
- RP R P
- erster Isolationswiderstandfirst insulation resistance
- S1 S 1
- erster Leckerkennungsschalterfirst leak detection switch
- S2 S 2
- zweiter Leckerkennungsschaltersecond leak detection switch
- UB U B
- Spannung zwischen dem ersten und zweiten VerbindungsknotenVoltage between the first and second connection nodes
- UM U M
-
Spannung, die über
RM abfällt (Messspannung)Tension that overR M drops (measuring voltage) - (a),(b)(from)
- Formel zur Berechnung eines IsolationswiderstandesFormula for calculating an insulation resistance
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 10304234 A1 [0005]DE 10304234 A1 [0005]
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