用于确定高压车载电网的Y电容的至少一个当前电容值的方法以及电子计算装置与流程

本发明涉及一种用于借助电子计算装置确定用于至少部分电驱动的机动车的高压车载电网的y电容的至少一个当前电容值的方法。本发明还涉及一种车载电网。

背景技术：

1、已经从现有技术中知道了，在至少部分电驱动的机动车的车载电网中，在高压车辆系统内的电位hv+与hv-以及相应车辆接地之间的全部电容(按技术用语称为y电容(cy))的极限值表示一个许可相关参数，其必须在制造时或在确定系统时来产生。该值受限，因为该电容在同时触摸hv-电位和车辆时向人体放电且因而或许可能造成有危险的人体触电。因为所述电容一方面因寄生效应而出现以及另一方面为了消除在其电子电路内的元件的干扰而以构件形式被装入并且还影响到绝缘协调，因此了解该y电容的实际值至关重要。

2、de 10 2016 006 642 a1涉及一种机动车用高压电池，包括导电的电池壳体和为了提供高压电压而由许多电串联的单元电池构成的单元电池堆，单元电池布置在电池壳体内，其中，单元电池接设在导电连接至单元电池堆正极的高压正导线与导电连接至单元电池堆负极的高压负导线之间，高压电池还包括绝缘测量装置，其设计用于根据单元电池堆与电池壳体之间的绝缘电阻确定绝缘故障。定位装置设计用于根据加载于高压正导线与电池壳体之间的第一电压和/或加载于高压负导线与电池壳体之间的第二电压来定位在该单元电池内的所确定的绝缘故障。该发明还涉及一种相应的方法。

3、根据de 10 2010 054 413 a1，提供一种用于在系统内定位绝缘故障的方法，该系统具有带有高压侧(hv+)和低压侧(hv-)的dc部分和包含带有至少一个由接设在高压侧(hs侧)和低压侧(ls侧)之间的两个功率开关构成的串联电路的逆变器在内的ac部分。dc部分被供应直流电压源的直流电压。与hs接通状态对应地进行直接加载于hs侧的功率开关的接通，与ls接通状态对应地进行直接加载于ls侧的功率开关的接通，在这两个接通状态中的每一个中分别测量在hs侧和接地之间的hs绝缘电压以及在ls侧和接地之间的ls绝缘电压，最后基于测量结果来确定该dc部分或ac部分中是否有绝缘故障。

4、在de 10 2016 214 458 a1中提出一种用于测知在环保车辆中的介电击穿的装置和方法。该装置包含测量机构，其配置用于测量位于高压电池上的绝缘电阻的电阻值，该装置还包含控制装置，其配置用于在使用测量机构的情况下测量加载于绝缘电阻上的电压并分析测量电压的模式，以测知介电击穿的部分。

5、de 10 2018 002 926 a1涉及一种用于机动车的车载电网，具有至少一个第一电位线和第二电位线，其中，车载电网设计成在按照规定的工作中在电位线之间被施以直流电压，其中，该车载电网具有至少一个y电容器，其以第一端子电连接至其中一个电位线并以第二端子电连接至参考电位，其中，一个开关元件相对于至少一个y电容器串联。

6、de 10 2020 003 878 a1也示出一种用于至少部分电驱动的机动车的高压车载电网，其具有至少一个高压蓄能器和蓄能器外部分。高压蓄能器具有保护机构，其设计成将高压蓄能器电连接至蓄能器外部分，高压蓄能器还具有第一绝缘监控器。另外，高压车载电网具有至少针对蓄能器外部分的中央第二绝缘监控器。

7、由de 10 2013 216 801 a1公开了一种用于同时计算蓄能器系统的绝缘电阻值和y电容的系统和方法。在此情况下，第一信号被注入蓄能器系统中，其中，于是蓄能器系统的输出信号作为对第一信号的反应被采集。于是在一种方法中从第一信号和输出信号中确定作为y电容的值和作为绝缘电阻的值。

技术实现思路

1、本发明的任务是提供一种方法以及一种车载电网，借此能实现车载电网内的y电容的更精确确定。

2、该任务通过根据独立权利要求的方法以及车载电网来完成。在从属权利要求中说明有利的实施方式。

3、本发明的一个方面涉及一种用于借助电子计算装置确定用于至少部分电驱动的机动车的高压车载电网的y电容的至少一个当前电容值的方法，其中，借助该高压车载电网的切换装置将高压车载电网的高压蓄能器电连接至蓄能器外部分，并且其中，借助在高压车载电网的蓄能器内部分中的第一绝缘监控器依据车载电网的电容值来确定第一绝缘电阻。

4、规定了，借助至少一个中央第二绝缘监控器来确定车载电网、尤其是高压车载电网的第二绝缘电阻，并且借助车载电网的电子计算装置来比较第一绝缘电阻与第二绝缘电阻并根据比较结果来如此调整/适配该电容值以使得借助第一绝缘监控器确定车载电网的第一绝缘电阻：即，使第一绝缘电阻趋同于/适应于第二绝缘电阻。

5、由此可行的是即便在整个车载电网的当前电容值为未知时，第一绝缘电阻仍可借助第一绝缘监控器被确定，因此高压车载电网的蓄能器内部分的第一绝缘监控器可被用于整个车载电网内的绝缘电阻的精确确定。

6、在此要注意，第二绝缘监控器无需为了确定整个车载电网内的绝缘电阻而知晓车载电网的当前电容值并且能与此无关地执行所述确定。

7、而高压车载电网的蓄能器内部分的第一绝缘监控器原本设计用于确定高压车载电网的蓄能器内部分的绝缘电阻并且为此需要待测车载电网的当前电容值，这对于高压车载电网的蓄能器内部分是已知的并且被存储在计算装置中。因此，高压车载电网的蓄能器内部分的第一绝缘监控器可以依据电容值来准确确定高压车载电网的蓄能器内部分的绝缘电阻，但为了确定整个车载电网内的绝缘电阻而原则上需要通常未知的整个车载电网的电容值。

8、现在，该方法借助车载电网的电子计算装置进行第一绝缘电阻与第二绝缘电阻的比较，做法是通过改变和持续调整与第一绝缘电阻相关的电容值，直到第一绝缘电阻与第二绝缘电阻相匹配。因为现在一和第二绝缘监控器的绝缘电阻相近、尤其是彼此相同，故可以假定在确定第一绝缘电阻时被予以考虑的电容值现在对应于车载电网的当前电容值。

9、借助第一和第二绝缘监控器的绝缘电阻的比较，可以间接进行车载电网当前电容值的推断和确定。当前电容值于是可以被写入并存储在计算装置或其它数据存储器中，尤其也作为用于确定整个车载电网的绝缘电阻的初始电容值。与电容、尤其是y电容相关的其它功能因此可调取并使用当前确定的电容值。

10、换言之，可以借助该方法在机动车内的高压系统中近似或很精确地确定也称为cy值的y电容。y电容之和与许可相关，并且尤其是可以在使用连接至高压系统的车辆结构情况下检查整个系统的合规性。此外，简单的绝缘测量机构在知晓相应y电容的情况下提供精确值。如果现在在高压系统中例如第二绝缘监控器出故障，则电池内绝缘测量装置、换言之第一绝缘监控器可以作为替代而允许高压系统继续运行。这样就不会出现机动车彻底抛锚/完全失效的情况。由于已确定和存储了cy值，因此由替代设备确定的绝缘纸更加精确，从而以更高的安全性防止关于所出现的绝缘故障的误警报，并且在故障情况下也符合相应法定的触发阈值。

11、如果所确定的电容值或第一绝缘监控器的所确定的绝缘电阻不同于第二绝缘监控器，则能通过递归方式连续重复地利用改变的存储在内部绝缘监控器中的cy值进行计算，直到测量的两个结果一致。

12、此外，也能实现改善的不平衡负载识别。为了可靠地识别不平衡负载和相应地应对这种不平衡负载，可以相应地随时知道所需的cy值且该cy值还动态适配于老化和温度过程。因为可以确定cy值，故可放弃针对每种车辆配置设定或存储相应的参数。机动车改装和伴随着的高压系统内的改变也被直接补偿。

13、因此提高在故障情况下的可用性，这使机动车使用者节约了时间和成本，因为其能将机动车至少继续驶到最近工厂，而不必等候机动车被拖离。

14、尤其是还规定，第一绝缘监控器位于高压蓄能器内部，其能够在接通之前确定高压蓄能器的绝缘电阻。与此并行地，在其它部件中的第二绝缘监控器测量高压车载电网其余部分的绝缘电阻，以避免蓄能器或例如还有燃料电池接通至具有潜在绝缘问题的高压车载电网。如果现在外部中央第二绝缘监控器出了故障，则高压车载电网其余部分的绝缘值是未知的，并且应当假定由于该值的许可相关性而存在故障，并且可能禁止车辆运行，这将会引起半路抛锚。现在还规定，在第二绝缘监控器出故障时，设计成尤其是相比于第二绝缘监控器具有削弱的功能的第一绝缘监控器接管绝缘值的确定。但对此第一绝缘监控器需要待确定绝缘电阻的车载电网区域的电容值。但因为电容值在第二绝缘监控器尚起效之时通过使第一绝缘电阻趋同于第二绝缘电阻而被确定且被存储以供当前使用，故现在第一绝缘监控器可以借助于存储的电容值来接管用于车载电网尤其整个车载电网的绝缘电阻确定。故在第二绝缘监控器出故障时可以实现机动车紧急运行。通过确定y电容值可以还进一步降低故障概率。

15、因为视车载电网的各部分的接通情况而也可以实现可以具有各种不同的电容值的不同配置，故也可以确定并存储多个电容值，从而对于每个可能的车载电网配置，视车载电网局部区域的接通情况而也可以存储自己的电容值，并且在各自配置的工作状态中也又可被调取并且用于借助第一绝缘监控器确定第一绝缘电阻。

16、本发明因此尤其利用如下事实，即，越准确知道在各自高压电位处的y电容，第一绝缘监控器能越好发挥功能。如果现在第二绝缘监控器出故障，则可通过y电容的在先确定来实现借助第一绝缘监控器的可靠的进一步工作。

17、根据一个有利实施方式，用于该电容值的初始电容值作为存储的电容值在电子计算装置的存储装置内被预先设定。例如该初始电容值可以在制成车载电网时被确定并存储在存储装置中。现在，车载电网内的相应老化可能造成初始电容值的偏差。这种偏差又可能造成绝缘电阻的不同确定结果。根据本发明现在规定，利用当前电容值对初始电容值进行替代或补充。可能有利的是在存储器内保留原来的初始电容值以便将当前电容值与之比较。如已述的那样，当前确定的电容值也可以对应于车载电网的其它配置且因此是其它电容值。有利地，也可以创建关于所确定和存储的电容值的历史，据此尤其可以识别并且或许也预测车载电网或车载电网区域的变化和老化。

18、还有利的是在制造机动车时预先设定初始电容值。尤其可以在机动车上执行相应的测量并且将也对应于y电容值的相应的初始电容值纳入考虑。它们于是例如可以被存储在存储装置并且供电子计算装置未来使用。

19、还被证明有利的是定期将第一绝缘电阻与第二绝缘电阻相比较并且执行当前电容值的调整。尤其是，第一绝缘监控器和第二绝缘监控器的相应的测量结果被定期相互比较，其中，这尤其在高压车载电网工作期间执行。因此尤其在第一绝缘监控器与第二绝缘监控器之间切换。如果所述值经过多次测量都是足够恒定的，则可以将第一绝缘监控器的值与第二绝缘监控器的值相比较。如果两个绝缘电阻近似一致、尤其正好一致，则该电容值基本对应于当前电容值并且该电容值被应用为当前电容值，其中，它尤其是近似对应于相应的y电容之和的实际值。

20、还有利的是为了确定当前电容值而重复调整第一电容值。换言之，该方法在广义上相当于模拟测量电桥的平衡，此时也通过与已知值的比较来确定未知值。连续反复调整该电容值，直到第一绝缘电阻的值对应于借助第二绝缘监控器在不知晓电容的情况下所确定的第二绝缘电阻测量值。故可以提供一种简单的但还是可靠的方法。

21、在另一个有利实施方式中，当前电容值被存储在电子计算装置的存储装置以用于未来评估。换言之，在该方法中所确定的当前电容值被存储。于是在未来测量中可以考虑当前存储的电容值。于是例如可以规定，当前确定的电容值在未来检查中被予以考虑，其中，于是又执行第一和第二绝缘监控器的绝缘电阻之间的比较和平衡。

22、也有利的是根据所确定的当前电容值借助第一绝缘监控器确定车载电网的当前绝缘电阻。例如可以确定机动车内的绝缘的老化。于是可以针对机动车使用者就机动车的某个部件或其绝缘故障而发出相应警示，因此其例如能提前进入工厂而避免例如半路抛锚。

23、根据另一个有利实施方式，在调整了当前电容值之后执行当前电容值的重新确定并且与调整后的当前电容值相比较。由此可以执行用于第一绝缘监控器的所确定的y电容值的验证。因此可以验证当前确定的电容值是否也对应于实际电容值。

24、还可以规定，因为一般有超过一个的蓄能器安装在机动车中，故各自蓄能器的其余第一绝缘监控器利用本发明的方法也能确定cy值并且于是例如该电子计算装置能形成关于全部确定结果的平均值。该平均值于是又可以作为当前电容值被存储和利用。或者，通过该方法依据第一绝缘监控器所确定的电容也可以先被比较，从而或许在求均值时始终不考虑这些值中的异值或错误值。但或者也可以在存在多个值时存储所述多个值的中值来作为当前电容值。

25、本发明的另一方面涉及一种用于至少部分电驱动的机动车的车载电网，具有至少一个电子计算装置、高压蓄能器、第一绝缘监控器和第二绝缘监控器，其中，该车载电网设计用于执行根据在前方面的方法。尤其是，借助车载电网执行所述方法。

26、本发明的又一个方面涉及一种机动车，其具有根据在先方面的车载电网。机动车尤其是至少部分电驱动的。机动车尤其是全电动的。

27、该方法的有利实施方式应被视为车载电网以及机动车的有利实施方式。车载电网以及机动车为此具有允许执行该方法的主题特征。