本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控可電驅(qū)動(dòng)的車輛的高壓車載電網(wǎng)發(fā)生過(guò)載的設(shè)備。高壓車載電網(wǎng)包括作為部件的一個(gè)或多個(gè)能量源和/或一個(gè)或多個(gè)耗能器，所述能量源和/或耗能器分別經(jīng)由導(dǎo)體線路裝置與第一供電電勢(shì)線和第二供電電勢(shì)線連接。

背景技術(shù)：

為了保護(hù)在高壓車載電網(wǎng)中的各個(gè)導(dǎo)體線路，分別使用匹配于不同的電流強(qiáng)度和導(dǎo)線橫截面的熔斷器。熔斷器用于在通過(guò)低歐姆連接引導(dǎo)電壓的導(dǎo)體來(lái)斷開非常高的電流的情況下保護(hù)連接到相關(guān)導(dǎo)體線路上的一個(gè)或多個(gè)部件免受毀壞或損壞。由于在車輛中的有限的空間條件，熔斷器不設(shè)置在單獨(dú)的保險(xiǎn)絲配電器中，如這從低壓車載電網(wǎng)(12V車載電網(wǎng))中已知的那樣。代替于此，在現(xiàn)有的部件例如充電裝置或功率電子設(shè)備上施加附加的電流連接并且在所述部件中設(shè)有保險(xiǎn)絲。

熔斷器具有關(guān)于斷開熔斷器所起始的電流的相對(duì)高的分散。此外，被稱為斷開電流的電流與環(huán)境溫度相關(guān)。當(dāng)目前僅熔斷器的斷開電流比要保護(hù)的導(dǎo)體線路的持續(xù)電流設(shè)計(jì)更大時(shí)，能夠引起過(guò)載情況，所述過(guò)載情況導(dǎo)致導(dǎo)體線路的損壞并且可能導(dǎo)致連接于所述導(dǎo)體線路上的部件的損壞。為了能夠可靠地排除這樣的過(guò)載情況，相應(yīng)的導(dǎo)體線路的導(dǎo)線必須設(shè)計(jì)為過(guò)大尺寸的，使得熔斷器的斷開電流在理想情況下小于所允許的流過(guò)導(dǎo)體線路的持續(xù)電流。然而這導(dǎo)致車輛的重量增加，而車輛的重量增加又對(duì)能量效率產(chǎn)生不利的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，給出一種用于監(jiān)控電驅(qū)動(dòng)車輛的高壓車載電網(wǎng)發(fā)生過(guò)載的設(shè)備，其中不需要將高壓車載電網(wǎng)的導(dǎo)體線路裝置的導(dǎo)線設(shè)計(jì)為過(guò)大尺寸的。

所述目的通過(guò)一種根據(jù)專利權(quán)利要求1所述的特征的設(shè)備得以實(shí)現(xiàn)。有利的設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求中得出。

為了實(shí)現(xiàn)所述目的，提出一種用于監(jiān)控可電驅(qū)動(dòng)的車輛的高壓車載電網(wǎng)發(fā)生過(guò)載的設(shè)備，其中，高壓車載電網(wǎng)包括作為部件的一個(gè)或多個(gè)能量源和/或一個(gè)或多個(gè)耗能器，所述能量源和/或耗能器分別經(jīng)由導(dǎo)體線路裝置與第一供電電勢(shì)線和供電電勢(shì)線連接。要理解的是，部件也理解為既是能量源也是耗能器的部件。

每個(gè)部件都配設(shè)有電流傳感器，所述電流傳感器構(gòu)成用于：檢測(cè)流過(guò)相關(guān)部件的電流并且將代表電流大小的信息傳輸給評(píng)估單元以進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估單元構(gòu)成用于：將電流與第一電流閾值和第二電流閾值進(jìn)行比較，并且作為第一標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)電流大小和電流大小的持續(xù)時(shí)間位于第一和第二電流閾值之間時(shí)，至少為配設(shè)電流傳感器的部件輸出切斷信號(hào)。

相應(yīng)的電流傳感器例如能夠以分流器或霍爾傳感器的構(gòu)型實(shí)現(xiàn)。但是原則上能夠使用允許測(cè)量流過(guò)導(dǎo)體線路的一個(gè)或多個(gè)部件的電流的、每個(gè)任意的傳感器。

評(píng)估單元例如能夠是單獨(dú)的控制設(shè)備或者是已經(jīng)存在于車輛中的控制設(shè)備中的特定的微控制器。替選地，評(píng)估單元也能夠以軟件的方式實(shí)現(xiàn)并且在已經(jīng)存在于車輛中的控制設(shè)備上運(yùn)行。這樣的控制設(shè)備例如能夠是確保高壓車載電網(wǎng)在事故的情況下執(zhí)行能量源與其余的高壓車載電網(wǎng)的分離的切斷裝置。為此，相應(yīng)的切斷裝置典型地經(jīng)由自身的硬件線路與相關(guān)的、要切斷的部件連接。

切斷信號(hào)例如能夠通過(guò)處理切斷信號(hào)的裝置用于至少切斷配設(shè)有電流傳感器的部件，亦或僅在其功率方面進(jìn)行節(jié)流。切斷信號(hào)也能夠用于將所有能量源與高壓車載電網(wǎng)分離。

通過(guò)所述設(shè)備可以檢測(cè)過(guò)載，所述過(guò)載通過(guò)位于正常情況下所允許的電流(第一電流閾值)和保險(xiǎn)元件例如高壓熔斷器的斷開電流之間的電流引起。所述設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)：棄用導(dǎo)體線路裝置的高的導(dǎo)線橫截面和由此產(chǎn)生的對(duì)相應(yīng)的插接系統(tǒng)的要求。此外通過(guò)所述設(shè)備實(shí)現(xiàn)高的完整性要求。過(guò)載保護(hù)能夠通過(guò)為第一和第二電流閾值選擇相應(yīng)的值而非常精確地設(shè)計(jì)。所述設(shè)備可被低成本地提供，因?yàn)閮H發(fā)生用于提供電流傳感器的附加費(fèi)用。

所述設(shè)備能夠選擇性地通過(guò)硬件電路和/或軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，借此能夠?qū)崿F(xiàn)高完整性(汽車安全完整性等級(jí)，ASIL)。所述設(shè)備此外能夠?qū)崿F(xiàn)在過(guò)載情況下通過(guò)對(duì)評(píng)估單元的相應(yīng)的操控將部件的切斷復(fù)位。由此能夠相比于熔斷器的更換更簡(jiǎn)單和更快速地執(zhí)行復(fù)位。通過(guò)保險(xiǎn)元件進(jìn)行的短路保護(hù)能夠僅對(duì)短路情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且不需要考慮過(guò)載情況。由此能夠避免在高的工作電流下的錯(cuò)誤斷開，而確保在高電流下的可分離性。

根據(jù)一個(gè)設(shè)計(jì)方案，第一電流閾值通過(guò)在電流-時(shí)間圖中的預(yù)設(shè)的第一特征曲線來(lái)表示，所述第一特征曲線具有第一部段，在所述第一部段中電流從第一時(shí)間點(diǎn)至第二時(shí)間點(diǎn)具有高的第一電流值，并且所述第一特征曲線具有第二部段，在所述第二部段中電流自第二時(shí)間點(diǎn)起具有相對(duì)較低的第二電流值。因此，第一特征曲線例如對(duì)應(yīng)于在正常情況下在導(dǎo)體線路裝置中所允許的電流。在此，在正常情況下所允許的電流能夠?qū)崿F(xiàn)：在特定的時(shí)間內(nèi)獲取增大的接通電流。與此相反，在正常情況下提供減小的持續(xù)電流。

第一電流閾值也能夠任意選擇，以便例如一定程度地容忍超出正常情況下的過(guò)載。因此，第一特征曲線位于在正常情況下在導(dǎo)體線路裝置中所允許的電流的右側(cè)。

根據(jù)另一設(shè)計(jì)方案，第二電流閾值通過(guò)在電流-時(shí)間圖中的與溫度相關(guān)的非線性特征曲線族表示，所述特征曲線族具有基本上指數(shù)下降的走向。溫度(例如環(huán)境溫度)越大，在相同的時(shí)間點(diǎn)在第一電流閾值的電流值和第二電流閾值的電流值之間的差就越小。電流-時(shí)間圖中的特征曲線族的走向和尤其在特定時(shí)間點(diǎn)在第一電流閾值的電流值和第二電流閾值的電流值之間的間距能夠通過(guò)熔斷器的尺寸確定和設(shè)計(jì)來(lái)選擇。原則上適宜的是，在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)第二電流閾值的每個(gè)電流值大于在相同時(shí)間點(diǎn)第一電流閾值的電流值，以便不會(huì)在非臨界的運(yùn)行情況下不期望地?cái)嚅_保險(xiǎn)絲。

根據(jù)另一設(shè)計(jì)方案，評(píng)估單元構(gòu)成用于：將電流附加地與第三電流閾值比較，并且作為第二標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)電流大小位于第二和第三電流閾值之間時(shí)，至少為配設(shè)電流傳感器的部件輸出切斷信號(hào)。在此，第三電流閾值對(duì)應(yīng)于通過(guò)導(dǎo)線的厚度和橫截面確定的導(dǎo)線特征曲線。

第三電流閾值通過(guò)在電流-時(shí)間圖中的與溫度相關(guān)的非線性特征曲線表示，其具有基本上指數(shù)下降的走向并且對(duì)應(yīng)于導(dǎo)線特征曲線。車輛的環(huán)境溫度越小，那么在相同的時(shí)間點(diǎn)在第三電流閾值的電流值和第二電流閾值的電流值之間的差就越大。

高壓車載電網(wǎng)能夠包括切斷裝置，所述切斷裝置借助于斷開信號(hào)將電流源與第一和第二供電電勢(shì)線分離，其中，切斷裝置構(gòu)成用于在以傳感器確定的加速度超出預(yù)設(shè)的極限值的情況下產(chǎn)生斷開信號(hào)，其中由評(píng)估單元輸出的切斷信號(hào)可作為斷開信號(hào)輸送給能量源。因此可行的是，在過(guò)載情況下借助于存在于車輛中的部件將與導(dǎo)體線路連接的一個(gè)或多個(gè)部件與高壓車載電網(wǎng)分離。

為此，評(píng)估單元能夠構(gòu)成用于：作為第三標(biāo)準(zhǔn)僅當(dāng)自達(dá)到第一標(biāo)準(zhǔn)并且也可選地達(dá)到第二標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間點(diǎn)起滿足預(yù)設(shè)的持續(xù)時(shí)間時(shí)才輸出切斷信號(hào)。在此，預(yù)設(shè)的持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)度能夠與所測(cè)量到的電流的大小相關(guān)。根據(jù)該設(shè)計(jì)方案，能夠區(qū)分在非臨界且未被保護(hù)的區(qū)域中的過(guò)載情況。當(dāng)通過(guò)電流傳感器檢測(cè)到的電流位于在正常情況下流過(guò)導(dǎo)體線路的所允許的電流(第一電流閾值)和持續(xù)電流設(shè)計(jì)的電流特征曲線(第三電流閾值)之間時(shí)，發(fā)生非臨界的過(guò)載情況。不存在對(duì)于導(dǎo)線和連接到導(dǎo)線上的部件的直接危險(xiǎn)。與此相反，當(dāng)發(fā)生臨界的過(guò)載情況時(shí)，立即進(jìn)行切斷，在所述臨界的過(guò)載情況下，所測(cè)量到的電流位于導(dǎo)線的持續(xù)電流設(shè)計(jì)的電流特征曲線(第三電流閾值)和高壓熔斷器的斷開特征曲線之間。

為了通知駕駛員或車間發(fā)生了(非臨界的)過(guò)載情況，評(píng)估單元能夠構(gòu)成用于當(dāng)滿足第一和/或第二標(biāo)準(zhǔn)時(shí)輸出診斷或報(bào)錯(cuò)信號(hào)。

評(píng)估單元此外能夠構(gòu)成用于：在達(dá)到第一和/或第二標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，將一個(gè)或多個(gè)下述信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中：已檢測(cè)到增大而超出第一電流閾值的電流的電流傳感器的標(biāo)識(shí)符；所檢測(cè)到的電流的大?。话l(fā)生電流增大的持續(xù)時(shí)間。因此例如能夠在車間停留時(shí)通過(guò)讀取相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)信息確定并且甚至確定在哪個(gè)導(dǎo)體線路中發(fā)生錯(cuò)誤。這簡(jiǎn)化了故障查找和故障排除。

根據(jù)另一設(shè)計(jì)方案，在導(dǎo)體線路裝置中設(shè)有一個(gè)或多個(gè)熔斷器，其中每個(gè)熔斷器當(dāng)在設(shè)置有相關(guān)的熔斷器的部分導(dǎo)體線路中超出大于第二電流閾值的預(yù)設(shè)的電流時(shí)被斷開，以保護(hù)連接到導(dǎo)體線路上的部件。

每個(gè)部件能夠配設(shè)有熔斷器。替選地，多個(gè)部件能夠配設(shè)有一個(gè)共同的熔斷器。

在另一設(shè)計(jì)方案中，每個(gè)部件能夠配設(shè)有電流傳感器。替選地，多個(gè)部件也能夠配設(shè)有一個(gè)共同的電流傳感器。

附圖說(shuō)明

下面，根據(jù)附圖中的實(shí)施例詳細(xì)闡述本發(fā)明。在附圖中：

圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的可電驅(qū)動(dòng)的車輛的高壓車載電網(wǎng)的示意圖；

圖2示出電流-時(shí)間圖，其示出斷開電流的特征曲線的走向、導(dǎo)體線路的持續(xù)電流設(shè)計(jì)和流過(guò)在圖1中示出的導(dǎo)體線路的額定電流；

圖3示出根據(jù)第一設(shè)計(jì)方案變形形式的根據(jù)本發(fā)明的可電驅(qū)動(dòng)的車輛的高壓車載電網(wǎng)的示意圖；

圖4示出圖解示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的運(yùn)行模式的電流-時(shí)間圖；

圖5示出補(bǔ)充過(guò)載范圍內(nèi)的警告范圍的電流-時(shí)間圖；

圖6示出根據(jù)第二設(shè)計(jì)方案實(shí)施形式的根據(jù)本發(fā)明的可電驅(qū)動(dòng)的車輛的高壓車載電網(wǎng)的示意圖；和

圖7示出用于監(jiān)控電驅(qū)動(dòng)的車輛的高壓車載電網(wǎng)發(fā)生過(guò)載的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出可電驅(qū)動(dòng)的車輛的高壓車載電網(wǎng)1的示意圖。可電驅(qū)動(dòng)的車輛能夠是混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車。高壓車載電網(wǎng)1包括作為主要部件的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2、控制電子裝置3、電化學(xué)存儲(chǔ)器4(累加器)和導(dǎo)體線路裝置15。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2經(jīng)由控制電子裝置3供給電能以驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2，所述控制電子裝置經(jīng)由第一供電導(dǎo)線8和第二供電導(dǎo)線9與存儲(chǔ)器4連接。為了能量回收，能夠通過(guò)相應(yīng)地操控驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2和控制電子裝置3將能量再次存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器4中。

以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式，存儲(chǔ)器4包括自身的電化學(xué)存儲(chǔ)單元5，為了清楚僅示意地示出一個(gè)唯一的存儲(chǔ)單元。存儲(chǔ)單元5經(jīng)由可控制的開關(guān)元件6(例如接觸器或繼電器)和與開關(guān)元件串聯(lián)連接的熔斷器7與供電導(dǎo)線8、9連接。熔斷器7在實(shí)踐中與僅一個(gè)供電導(dǎo)線8或9連接。熔斷器7基于經(jīng)過(guò)供電導(dǎo)線8、9的所允許的最大電流而設(shè)計(jì)，其中斷開電流大于所允許的最大電流。

此外，高壓車載電網(wǎng)1包括多個(gè)部件10，所述部件是能量源和/或耗能器。例如，部件10是呈充電設(shè)備的構(gòu)型的能量源11。借助附圖標(biāo)記12、13和14標(biāo)識(shí)耗能器，其中耗能器12例如是空調(diào)設(shè)備的壓縮機(jī)，耗能器13是加熱器，并且耗能器14是用于車輛的在附圖中為了簡(jiǎn)單而沒有示出的12V車載電網(wǎng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器。

各部件10經(jīng)由相應(yīng)的導(dǎo)線或一般而言經(jīng)由部分導(dǎo)體線路與第一供電導(dǎo)線8和第二供電導(dǎo)線9連接。因此，能量源11例如經(jīng)由導(dǎo)線16(也稱為導(dǎo)體線路)、耗能器12經(jīng)由導(dǎo)線18、耗能器13經(jīng)由導(dǎo)線20并且耗能器14經(jīng)由導(dǎo)線22與第二供電導(dǎo)線9連接。能量源11經(jīng)由導(dǎo)線17(也稱為導(dǎo)體線路)、耗能器12經(jīng)由導(dǎo)線19、耗能器13經(jīng)由導(dǎo)線21并且耗能器14經(jīng)由導(dǎo)線23與第一供電導(dǎo)線8連接。在導(dǎo)線17、19、21、23中設(shè)置有相應(yīng)的熔斷器24、25、26、27。

導(dǎo)線16至23的橫截面以及熔斷器24至27的尺寸設(shè)計(jì)與相應(yīng)的部件和導(dǎo)線的額定數(shù)據(jù)有關(guān)。這意味著，導(dǎo)線16、17例如能夠具有與耗能器12至14的導(dǎo)線18至23不同的尺寸設(shè)計(jì)。同樣地，相應(yīng)的與一個(gè)部件10相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)線與另一部件的導(dǎo)線相比能夠具有不同的橫截面。根據(jù)要供電的部件或饋送能量的部件10的需求進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)。

在圖1中還示出切斷裝置30，所述切斷裝置能夠經(jīng)由斷開信號(hào)路徑31、32、33在發(fā)生預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)將高壓車載電網(wǎng)1的能量源切斷或者將其與供電導(dǎo)線8、9分離。斷開信號(hào)路徑能夠例如借助于通信線路實(shí)現(xiàn)，所述通信線路即為能夠傳輸通信信號(hào)的線路。這樣的標(biāo)準(zhǔn)例如在于，超出預(yù)設(shè)的加速度，這表示車輛的碰撞。由切斷裝置30操控的能量源是控制電子裝置3、存儲(chǔ)器4以及呈充電設(shè)備的構(gòu)型的能量源11。通過(guò)操控專用的開關(guān)元件6實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器4與供電導(dǎo)線8、9的分離，通過(guò)操控包含在所述部件中的開關(guān)元件而操控控制電子裝置3和能量源11實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2的分離。在控制電子裝置3以及呈充電設(shè)備構(gòu)型的能量源11的情況下，所述開關(guān)元件是相應(yīng)的逆變器的開關(guān)元件。

圖2示出電流-時(shí)間圖(I-t圖)，所述電流-時(shí)間圖圖解示出圖1中的高壓車載電網(wǎng)的設(shè)計(jì)。電流I和時(shí)間t都以對(duì)數(shù)的形式在各軸上繪制。借助附圖標(biāo)記100示出第一特征曲線，所述第一特征曲線示出在正常情況下導(dǎo)體線路與一個(gè)(或多個(gè))連接于其上的部件的所允許的電流。作為導(dǎo)體線路，在下文中例如考慮導(dǎo)線16、17和連接于其上的能量源11。第一特征曲線100包括第一部段101，所述第一部段從時(shí)間點(diǎn)t₀延伸至?xí)r間點(diǎn)t₁。第一部段101表示部件11的所允許的接通電流。在實(shí)施例中其僅示例性地為30A。自時(shí)間點(diǎn)t₁起，第一特征曲線100突變地轉(zhuǎn)入第二部段102中，所述第二部段表示部件11的持續(xù)電流。所考慮的部件11的持續(xù)電流僅示例性地應(yīng)為10A。在圖1中選擇的實(shí)施例中，接通時(shí)間持續(xù)約1秒(t₁＝1秒)。自該時(shí)間點(diǎn)起，亦即t>t₁，部件10持續(xù)運(yùn)行或正常運(yùn)行。

附圖標(biāo)記200和210標(biāo)識(shí)第二特征曲線，所述第二特征曲線標(biāo)識(shí)在導(dǎo)線17中的高壓熔斷器24的斷開特征曲線。為了簡(jiǎn)單，僅示出用于兩個(gè)不同溫度T₁和T₂的兩個(gè)斷開特征曲線。在實(shí)踐中，斷開曲線通過(guò)特征曲線族、例如在特征曲線200和210之間形成，其中相應(yīng)的特征曲線與車輛的環(huán)境溫度相關(guān)。特征曲線200例如適用于溫度T₁，其對(duì)應(yīng)于規(guī)定的最小環(huán)境溫度(例如-40℃)。特征曲線210適用于第二溫度T₂，其對(duì)于車輛的環(huán)境的最大規(guī)定溫度為例如+85℃。

借助附圖標(biāo)記300在導(dǎo)線16、17的本實(shí)施例中示出要保護(hù)的導(dǎo)線的第三特征曲線。第三特征曲線300為通過(guò)熔斷器保護(hù)的導(dǎo)線的所允許的最大工作電流。

臨界情況、即所謂的過(guò)載情況用D標(biāo)識(shí)。區(qū)域D在適用于溫度T的第二特征曲線(在實(shí)施例中為特征曲線200)和第三特征曲線300之間形成。借助402示出在最大極限溫度T₁和T₂之間的第二特征曲線的波動(dòng)寬度。容易可見的是，當(dāng)例如由耗能器11提供的電流位于區(qū)域D中時(shí)，電流不夠大到使熔斷器斷開。另一方面，所述電流大于導(dǎo)線16、17的最大可容忍的持續(xù)電流設(shè)計(jì)。這引起包圍導(dǎo)線16、17的絕緣部熔化進(jìn)而能夠引起車輛中的其它故障或損壞。

因?yàn)榻?jīng)由熔斷器進(jìn)行保護(hù)的非臨界情況借助B標(biāo)識(shí)。在該區(qū)域B中，由部件11提供的電流大于熔斷器的斷開電流，所述區(qū)域B位于適用于特定溫度的第二特征曲線200、210的右方和第三特征曲線300的上方。因此，導(dǎo)線16、17和部件都得到保護(hù)。

借助A標(biāo)識(shí)的區(qū)域是部件以及相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)線的適用運(yùn)行區(qū)域，該區(qū)域位于第一特征曲線100的左方。在此不存在危險(xiǎn)。

借助C標(biāo)識(shí)過(guò)載區(qū)域，所述過(guò)載區(qū)域位于第一特征曲線100和第二特征曲線200之間。在此也已存在問(wèn)題，然而所述問(wèn)題不直接構(gòu)成對(duì)于導(dǎo)線和連接于其上的一個(gè)或多個(gè)部件的危險(xiǎn)。

下面描述的實(shí)施例能夠以較少的耗費(fèi)實(shí)施對(duì)區(qū)域C和D的監(jiān)控，在這些區(qū)域中熔斷器還未斷開，但是流過(guò)部件的電流大于在正常情況下所允許的電流。

在圖3中示出的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第一設(shè)計(jì)方案變形形式基于在圖1中描述的裝置，從而僅還描述與此的差異。如容易地可見的那樣，在導(dǎo)線17、19、21、23(亦即部分導(dǎo)體線路)中，與高壓熔斷器24、25、26、27串聯(lián)地分別設(shè)置有電流傳感器41、42、43、44。電流傳感器例如能夠通過(guò)分流器或霍爾傳感器形成。每個(gè)配設(shè)給部件的電流傳感器構(gòu)成用于檢測(cè)流過(guò)相關(guān)部件10的電流，并且將表示電流大小的信息傳輸給評(píng)估單元45。對(duì)此所需的信號(hào)路徑以虛線示出并且設(shè)有附圖標(biāo)記46、47、48、49。

評(píng)估單元45構(gòu)成用于將表示電流的信息與存儲(chǔ)在評(píng)估單元中的電流閾值進(jìn)行比較，所述評(píng)估單元例如能夠?qū)崿F(xiàn)為單獨(dú)的控制設(shè)備或者實(shí)現(xiàn)為車輛的現(xiàn)有控制設(shè)備的附加軟件。為每個(gè)要監(jiān)控的部分導(dǎo)體線路相對(duì)于第一電流閾值進(jìn)行比較，所述第一電流閾值通過(guò)在電流-時(shí)間圖中的已經(jīng)闡述的第一特征曲線100表示。因此能夠確定：流過(guò)部件10的電流是否大于在通過(guò)第一特征曲線100限定的正常情況中所允許的電流。

此外進(jìn)行與第二電流閾值的比較。第二電流閾值通過(guò)在電流-時(shí)間圖中的與溫度相關(guān)的非線性的且對(duì)于恰好適用的溫度的第二特征曲線200或210表示。如果電流小于通過(guò)第二電流閾值預(yù)設(shè)的電流，那么部件要么在過(guò)載區(qū)域C中要么在過(guò)載區(qū)域D中運(yùn)行。

如果超出對(duì)于正常情況允許的電流已經(jīng)導(dǎo)致切斷，那么評(píng)估單元45能夠輸出切斷信號(hào)50。在本設(shè)計(jì)方案中，如由切斷設(shè)備30輸出的斷開信號(hào)一樣處理所述切斷信號(hào)并且經(jīng)由斷開信號(hào)路徑31、32、33輸出給能量源3、4、11。由此斷開相應(yīng)的開關(guān)元件，因此高壓車載電網(wǎng)與所有能量源分離。

在未示出的設(shè)計(jì)方案變形形式中，切斷信號(hào)也能夠用于僅將具有增大的工作電流的部件10與高壓車載電網(wǎng)1分離。

切斷信號(hào)50的輸出也能夠基于第五特征曲線500(參見圖4)進(jìn)行，所述第五特征曲線位于第一特征曲線100和第三特征曲線300之間。例如第五特征曲線500能夠設(shè)計(jì)為，使得所述第五特征曲線在大于時(shí)間點(diǎn)t₁的時(shí)間點(diǎn)t₂具有水平的走向并且超出時(shí)間點(diǎn)t₂具有預(yù)設(shè)的電流，所述電流大于在第一特征曲線100的第二部段102中預(yù)設(shè)的電流。這引起僅當(dāng)部件的工作電流位于第五特征曲線右方或上方時(shí)才輸出切斷信號(hào)50。

位于第一特征曲線100和第五特征曲線500之間的區(qū)域C能夠?qū)崿F(xiàn)為具有其它可行的使用的過(guò)載區(qū)域。特征曲線能夠通過(guò)進(jìn)一步分級(jí)改型為，還有位于區(qū)域C中的另外的平面區(qū)域被定義為具有其它可行的使用的過(guò)載區(qū)域，亦即當(dāng)工作電流位于特征曲線100和第五特征曲線500的相應(yīng)分級(jí)的走向之間時(shí)不輸出切斷信號(hào)。該情況在圖5中示出。

圖6示出根據(jù)本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)的車輛的高壓車載電網(wǎng)用于監(jiān)控發(fā)生過(guò)載的第二實(shí)施例。所述第二實(shí)施例與在圖4中示出的第一實(shí)施例的區(qū)別在于，部件10示例性地經(jīng)由共同的節(jié)點(diǎn)連接到導(dǎo)線21上進(jìn)而經(jīng)由僅一個(gè)唯一的高壓熔斷器70連接到第一供電導(dǎo)線8上。導(dǎo)線21與在根據(jù)圖4的實(shí)施例中的導(dǎo)線21相比更大地設(shè)計(jì)尺寸，如果同時(shí)運(yùn)行耗能器12、13、14的話。以相應(yīng)的方式，熔斷器也不同地設(shè)計(jì)尺寸。能量源11經(jīng)由導(dǎo)線71連接到導(dǎo)線21上，耗能器12經(jīng)由導(dǎo)線72連接到導(dǎo)線21上，耗能器13經(jīng)由導(dǎo)線73連接到導(dǎo)線21上，并且耗能器14經(jīng)由導(dǎo)線74連接到導(dǎo)線21上。

在通過(guò)實(shí)線示出的第一變形形式中，每個(gè)部件10配設(shè)有自身的電流傳感器41、42、43、44。在替選于此的通過(guò)虛線以附圖標(biāo)記75示出的設(shè)計(jì)方案中，當(dāng)耗能器12經(jīng)由導(dǎo)線75聯(lián)接到導(dǎo)線73中的電流傳感器上時(shí)，能夠省去電流傳感器42。在該情況下，電流傳感器43監(jiān)控耗能器12和13。如前述的那樣實(shí)現(xiàn)流過(guò)相關(guān)部分導(dǎo)體線路的電流的檢測(cè)和將表示電流的信息傳輸給切斷裝置30。

圖7以示意圖示出監(jiān)控發(fā)生過(guò)載的流程的流程圖。在第一步驟S1中，電流傳感器41、42、43、44分別確定流過(guò)相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)體線路17、19、21、23(圖4)或71、72、73、74(圖6的用實(shí)線示出的變形形式)的電流并且分別將表示電流I的信息傳輸給評(píng)估單元45。在步驟S2中，評(píng)估單元45檢查所測(cè)量到的電流I是否小于通過(guò)第一特征曲線100限定的電流閾值I₁₀₀。如果是這種情況(“是”)，那么處于運(yùn)行區(qū)域A(S3)。所述方法在具有步驟S1的分支中繼續(xù)。

如果不滿足步驟S2中的條件(“否”)，那么在步驟S4中檢查所測(cè)量到的電流I是否大于通過(guò)第一特征曲線100表示的第一電流值I₁₀₀并且小于通過(guò)與第二溫度相關(guān)的特征曲線200或210表示的第二電流值I_200/210，如果不是這種情況，那么處于運(yùn)行區(qū)域B。在該情況下，位于相關(guān)的導(dǎo)體線路中的熔斷器斷開(S5)。

如果滿足步驟S4中的條件(“是”)，那么在步驟S6中確定：運(yùn)行在過(guò)載區(qū)域中進(jìn)行。過(guò)載區(qū)域通過(guò)區(qū)域C或D定義。在步驟S7中檢查電流是否大于通過(guò)第一特征曲線100表示的第一電流閾值I₁₀₀并且小于通過(guò)特征曲線500表示的限定的電流閾值I₅₀₀。特征曲線500盡可能復(fù)制導(dǎo)線特征曲線(第三特征曲線)的走向，其走向在評(píng)估單元的細(xì)節(jié)中是未知的。如果不是這種情況(“否”)，那么在步驟S8中確定：過(guò)載情況位于運(yùn)行區(qū)域D中。如果滿足步驟S7中的條件(“是”)，那么檢查是否滿足預(yù)設(shè)的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。如果這沒有滿足，亦即尚未達(dá)到預(yù)設(shè)的時(shí)間極限，那么不輸出切斷信號(hào)，因?yàn)檫\(yùn)行在區(qū)域C中進(jìn)行。這是具有其它可行的使用的過(guò)載區(qū)域，如在圖5中示例性地以虛線示出的那樣。檢查是否滿足步驟S9中的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，迭代地進(jìn)行，因此重復(fù)步驟S9。一旦滿足該時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)(“是”)，那么輸出切斷信號(hào)50。在此假設(shè)持久存在的故障情況，因此由于超時(shí)存在過(guò)載情況。

因此，本發(fā)明提出，在高壓車載電網(wǎng)的電流路徑中設(shè)有電流傳感裝置，所述電流傳感裝置進(jìn)行保護(hù)以防止過(guò)載。在此，能夠使用現(xiàn)有的切斷機(jī)制，例如用于崩潰的切斷裝置，所述切斷裝置切斷高壓車載電網(wǎng)。

切斷能夠協(xié)調(diào)地進(jìn)行。因?yàn)檫^(guò)載情況通常必須僅在一定的反應(yīng)時(shí)間之后才被處理，所以存在下述可能性：系統(tǒng)以時(shí)間延遲的方式切斷并且在車輛中產(chǎn)生易于管理的情況。例如因此提供下述可能性：仍要停車。

短路保護(hù)借助已知的保險(xiǎn)設(shè)備例如熔斷器實(shí)現(xiàn)?？尚械氖?，通過(guò)將相應(yīng)的電流傳感器設(shè)置在不同的部分導(dǎo)體線路中減少熔斷器的數(shù)量，如這在圖6的實(shí)施例中示出的那樣。

此外電流傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)故障的定位。為此能夠通過(guò)評(píng)估單元存儲(chǔ)提供增大的電流的電流傳感器的標(biāo)識(shí)符。借助標(biāo)識(shí)符能夠推斷出導(dǎo)體或部分導(dǎo)體線路進(jìn)而推斷出可能損壞的部件。過(guò)電流的大小能夠?qū)崿F(xiàn)確定在過(guò)載情況中的故障嚴(yán)重性。此外，由電流傳感器提供的信息能用于高壓車載電網(wǎng)的可信度測(cè)試。

因?yàn)槿蹟嗥骰蝾愃频谋Ｗo(hù)設(shè)備現(xiàn)在僅需要設(shè)置用于短路情況，所以其能夠一致地基于短路情況而設(shè)計(jì)。因此尤其能夠避免在高的工作電流下的錯(cuò)誤斷開，這是因?yàn)樗鲥e(cuò)誤斷開現(xiàn)在通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方式檢測(cè)。

附圖標(biāo)記列表

1 高壓車載電網(wǎng)

2 驅(qū)動(dòng)馬達(dá)

3 控制電子裝置

4 電化學(xué)存儲(chǔ)器(電池)

5 存儲(chǔ)單元

6 開關(guān)元件(接觸器或繼電器)

7 熔斷器

8 第一供電導(dǎo)線

9 第二供電導(dǎo)線

10 部件

11 能量源

12 耗能器(例如空調(diào)設(shè)備的壓縮機(jī))

13 耗能器(例如加熱器)

14 耗能器(例如用于12V車載電網(wǎng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器)

15 導(dǎo)體線路裝置

16 導(dǎo)線

17 導(dǎo)線

18 導(dǎo)線

19 導(dǎo)線

20 導(dǎo)線

21 導(dǎo)線

22 導(dǎo)線

23 導(dǎo)線

24 熔斷器

25 熔斷器

26 熔斷器

27 熔斷器

30 切斷裝置

31 斷開信號(hào)路徑

32 斷開信號(hào)路徑

33 斷開信號(hào)路徑

41 電流傳感器

42 電流傳感器

43 電流傳感器

44 電流傳感器

45 評(píng)估單元

46 切斷路徑

47 切斷路徑

48 切斷路徑

49 切斷路徑

50 切斷信號(hào)路徑

70 熔斷器

71 導(dǎo)線

72 導(dǎo)線

73 導(dǎo)線

74 作為導(dǎo)線72和電流傳感器42的替選方案的導(dǎo)線

t 時(shí)間

t1 第一時(shí)間點(diǎn)

t2 第二時(shí)間點(diǎn)

I 電流

100 在I-t圖中的第一特征曲線

101 第一部段

102 第二部段

200 在I-t圖中在溫度T₁的第二特征曲線

201 在I-t圖中在溫度T₂的第二特征曲線(T2>T1)

300 要保護(hù)的導(dǎo)線的第三特征曲線(導(dǎo)線特征曲線)

400 沒有保護(hù)的溫度范圍

402 在T₁和T₂之間的第二特征曲線的波動(dòng)寬度

500 通過(guò)評(píng)估單元500產(chǎn)生的用于輸出切斷信號(hào)的特征曲線

A 運(yùn)行區(qū)域

B 熔斷器的斷開

C 具有其它可行的使用的過(guò)載區(qū)域

D 過(guò)載區(qū)域