[发明专利]用于监测机械开关的开关状态的电路及方法

说明书

本发明公开了一种用于监测机械开关的开关状态的电路，包括：第一机械开关，高压储能装置能借助于第一机械开关联接到负载；测量装置，借助于测量装置能测量第一机械开关处的电压特性，测量装置能经由第一测量电阻器连接到第一机械开关，使得能在一段时间内测量第一机械开关上的电压降；具有第一可切换电阻器的绝缘监测单元，第一可切换电阻器能够在测量第一机械开关的电压特性期间被接入，能通过所述接入改变由高压储能装置的两个或多个绝缘电阻器形成的分压器；以及评估装置，借助于该评估装置第一机械开关处测得的电压特性能与预定阈值比较，使得能确定第一机械开关的开关状态。本发明还公开了一种用于监测机械开关的开关状态的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于监测例如在高压系统中的机械开关的开关状态的电路和方法。

背景技术

诸如高压车载电气系统的高压系统在例如电动或混合动力车辆中使用。高压车载电气系统包括诸如高压电池的高压储能装置，其提供高电压用于向联接到高压储能装置的负载供电。

当高压车载系统中的机械开关被致动时，瞬时开关状态通常是未知的。然而，特别是在诸如将高压储能装置联接到负载的具有故障保护机制的关键应用中，重要的是要知道机械开关是打开(断开)或是闭合(接通)、还是存在故障。

一种已知的解决方案提供的是监测机械开关处的电压降并与限定阈值进行比较。通过这种比较，可以识别机械开关是打开还是闭合。对机械开关处的电压降的特性进行评估也是已知的。

确定这些机械开关的开关状态所涉及的问题之一在于确定和识别合适的阈值，这些阈值使得能够在高压车载电气系统的尽可能多的(可变)边界条件和/或系统状态下可靠地识别开关状态。在此，机械开关处的待评估的电压降很大程度上取决于系统中存在的电容和电阻。根据应用领域的不同，电压可能会有所不同，因此，有时难以通过与预定阈值进行比较或评估电压特性来评估电压降。因此，并不总是有可靠的评估。

如果用于比较目的的电压降低于预定阈值，则会将打开的机械开关识别为闭合。这可能是由例如改变的边界条件和/或系统状态造成的。然后机械开关被错误地识别为闭合和/或有缺陷，实际上它已被正确地打开并处于工作状态。对机械开关的开关状态的错误识别可能导致高压车载电气系统的故障。

DE 10 2014 117 417 A1公开了一种用于高压电池的电池管理系统，该电池管理系统包括具有可控开关元件的开关装置，用于建立和断开高压电池的电极与耗电网络连接点之间的电连接；用于绝缘监测的装置，其中电极和连接点各自经由分压器切换到用于绝缘测量的参考电位，其特征在于，所述电池管理系统还包括用于通过测量装置检查可控开关元件的开关状态以确定电压的装置，其中所述测量装置被布置成使得它们测量相应分压器的输出与所述参考电位之间的电压，并且其中用于检查可控开关元件的开关状态的装置具有用于将如下的两个测量装置的被测电压值进行比较的装置：在这两个测量装置的所配设的每一个分压器之间接有可控开关元件。

DE 10 2006 050 529 A1描述了一种用于监测电驱动器的电源的绝缘和接触器的开关装置，包括：用于向电驱动器供电的电池；电力电子装置，该电力电子装置由电池供电以致动电驱动器的电马达；一个或多个接触器，用于将电池的全部极与电力电子装置断开连接；电压源，其连接到参考电位以产生用于监测绝缘和接触器的测量电压；两个电压测量装置，用于测量由测量电压相对于参考电位产生的电压偏移，其中电压源和第一电压测量装置电连接到用于提供测量电压的供给点，第二电压测量装置电连接到用于测量电压偏移的测量点，并且供给点和测量点布置成使得它们之间连接有至少一个接触器。

需要更简单和更可靠的方式来识别如下的机械开关的开关状态，高压储能装置通过所述机械开关能特别地联接到负载。

发明内容

因此，在现有技术的背景下，本发明的目的是至少部分地减少或避免上述问题，特别是允许可以简单可靠地识别机械开关的开关状态。