DE212020000737U1

DE212020000737U1 - Stapelmodul-Fehlererkennungssystem

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Publication number: DE212020000737U1
Application number: DE212020000737.3U
Authority: DE
Original assignee: Ceres Intellectual Property Co Ltd
Current assignee: Ceres Intellectual Property Co Ltd
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2022-07-12
Anticipated expiration: 2030-10-01
Also published as: ES1296454Y; US20220359893A1; WO2021064603A1; GB2602590B; GB2602590A; JP3239161U; CN210668555U; GB202203936D0; ES1296454U; KR20220001293U

Abstract

Stapelmodul-Fehlererkennungssystem, das Folgendes umfasst:
einen Isolationswiderstandstester;
ein Stapelmodul, das aus m Gruppen von Stapelsträngen in Parallelschaltung besteht, wobei jede Gruppe von Stapelsträngen aus n Stapeln in Reihe besteht, wobei m und n positive ganze Zahlen größer als oder gleich 1 sind;
mehrere Schaltergruppen, wobei
jede Schaltergruppe einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter umfasst,
jede Schaltergruppe jeweils mit einem Stapel verbunden ist,
das erste Ende des ersten Schalters mit der positiven Elektrode des Stapels verbunden ist und das erste Ende des zweiten Schalters mit der negativen Elektrode des Stapels verbunden ist und
das zweite Ende des ersten Schalters mit der positiven Elektrode des Isolationswiderstandstesters verbunden ist und das zweite Ende des zweiten Schalters mit der negativen Elektrode des Isolationswiderstandstesters verbunden ist; und
Steuerungen, die jeweils mit dem Steuerende des ersten Schalters und dem Steuerende des zweiten Schalters verbunden sind, wobei die Steuerungen dazu konfiguriert sind, das synchrone Öffnen und Schließen des ersten Schalters und des zweiten Schalters zu steuern, die mit demselben Stapel verbunden sind;
wobei
der Isolationswiderstandstester dazu konfiguriert ist, sequentiell den Isolationswiderstand jedes Stapels zu erkennen und den erkannten Isolationswiderstand an die mit dem Isolationswiderstandstester verbundene Steuerung zu senden, um einen Isolationsfehler in dem Stapelmodul zu überwachen.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stapelmodul-Fehlererkennungssystem.
STAND DER TECHNIK
Das Stapelmodul einer Brennstoffzelle wird für die Leistungsversorgung des Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugs verwendet. Das Stapelmodul besteht aus mehreren Gruppen von Stapelsträngen und jede Gruppe von Stapelsträngen besteht aus mehreren Stapeln.
Nachdem ein Isolationsfehler in dem Stapelmodul eines vorhandenen Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugs aufgetreten ist, wird das Stapelmodul abgeschaltet, das Stapelmodul demontiert, der Isolationswiderstand jedes Stapels einzeln erkannt und der Stapel mit dem Isolationsfehler gemäß dem erkannten Isolationswiderstand bestimmt, wodurch eine Fehlerlokalisierung realisiert wird.
Die Lokalisierung des Stapels mit einem Isolationsfehler ist somit kompliziert.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein Stapelmodul-Fehlererkennungssystem bereitzustellen.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Stapelmodul-Fehlererkennungssystem bereit, das Folgendes umfasst: einen Isolationswiderstandstester; ein Stapelmodul, wobei das Stapelmodul aus m Gruppen von Stapelsträngen in Parallelschaltung besteht, jede Gruppe von Stapeln aus n Stapeln in Reihe besteht, m eine positive ganze Zahl größer als oder gleich 1 ist und n eine positive ganze Zahl größer als oder gleich 1 ist; mehrere Schaltergruppen, wobei jede Schaltergruppe einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter umfasst, jede Schaltergruppe jeweils mit einem Stapel verbunden ist, das erste Ende des ersten Schalters mit einer positiven Elektrode des Stapels verbunden ist und das erste Ende des zweiten Schalters mit einer negativen Elektrode des Stapels verbunden ist; das zweite Ende des ersten Schalters mit der positiven Elektrode des Isolationswiderstandstesters verbunden ist und das zweite Ende des zweiten Schalters mit der negativen Elektrode des Isolationswiderstandstesters verbunden ist; Steuerungen, die jeweils mit dem Steuerende des ersten Schalters und dem Steuerende des zweiten Schalters verbunden sind, wobei die Steuerung ein synchrones Öffnen und Schließen des ersten Schalters und des zweiten Schalters, die mit demselben Stapel verbunden sind, steuert; und der Isolationswiderstandstester sequentiell den Isolationswiderstand jedes Stapels erkennt und den erkannten Isolationswiderstand an die mit dem Isolationswiderstandstester verbundene Steuerung sendet, um einen Isolationsfehler in dem Stapelmodul zu überwachen.
Das System kann ferner eine Stapelvorladeeinheit umfassen, wobei die positive Elektrode der Gleichstromsammelschiene der Stapelvorladeeinheit mit der positiven Elektrode jeder Gruppe von Stapelsträngen verbunden ist; die negative Elektrode der Gleichstromsammelschiene der Stapelvorladeeinheit ist mit der negativen Elektrode jeder Gruppe von Stapelsträngen verbunden.
Eine erste Diode und eine zweite Diode können jeweils mit jeder Gruppe von Stapeln in Reihe geschaltet werden. Eine Anode der ersten Diode ist mit der positiven Elektrode jeder Gruppe von Stapelsträngen verbunden und eine Kathode der ersten Diode ist mit der positiven Elektrode der Gleichstromsammelschiene der Stapelvorladeeinheit verbunden; die Anode der zweiten Diode ist mit der negativen Elektrode der Gleichstromsammelschiene der Stapelvorladeeinheit verbunden und die Kathode der zweiten Diode ist mit der negativen Elektrode jeder Gruppe von Stapelsträngen verbunden.
Das System kann ferner m Leistungsschalter umfassen; wobei ein Steuerende jedes Leistungsschalters jeweils mit der Steuerung verbunden ist; das Öffnen und Schließen des Leistungsschalters durch die Steuerung gesteuert wird; und die Verbindung zwischen der positiven Elektrode der Gleichstromsammelschiene der Stapelvorladeeinheit und der positiven Elektrode jeder Gruppe von Stapelsträngen die folgenden Schritte umfasst: das erste Ende jedes Leistungsschalters wird mit der positiven Elektrode einer Gruppe von Stapelsträngen verbunden und das zweite Ende jedes Leistungsschalters wird mit der positiven Elektrode der Gleichstromsammelschiene der Stapelvorladeeinheit verbunden.
Der Isolationswiderstandstester kann über einen CAN-Bus mit der Steuerung verbunden werden und der getestete Isolationswiderstand wird an die mit dem Isolationswiderstandstester verbundene Steuerung gesendet, um den Isolationsfehler in dem Stapelmodul zu überwachen, was das Senden des erkannten Isolationswiderstands an die Steuerung über den CAN-Bus umfasst, um den Isolationsfehler in dem Stapelmodul der Steuerung zu passieren.
Der erste Schalter und der zweite Schalter können beide eine isolierte Leistungselektronik umfassen.
Das System kann ferner einen dritten Schalter umfassen, der zwischen verschiedenen Stapeln in jeder Gruppe von Stapelsträngen verbunden ist, wobei das Steuerende des dritten Schalters mit der Steuerung verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Stapelmodul-Fehlererkennungssystem bereit, das einen Isolationswiderstandstester und ein Stapelmodul umfasst. Das Stapelmodul umfasst mehrere Stapel. Schaltergruppen umfassen einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter und jede Schaltergruppe ist jeweils mit einem Stapel verbunden. Das erste Ende des ersten Schalters ist mit der positiven Elektrode des Stapels verbunden und das erste Ende des zweiten Schalters ist mit der negativen Elektrode des Stapels verbunden. Das zweite Ende des ersten Schalters ist mit der positiven Elektrode des Isolationswiderstandstesters verbunden und das zweite Ende des zweiten Schalters ist mit der negativen Elektrode des Isolationswiderstandstesters verbunden. Steuerungen sind jeweils mit dem Steuerende des ersten Schalters und dem Steuerende des zweiten Schalters verbunden, wobei die Steuerung das synchrone Öffnen und Schließen des ersten Schalters und des zweiten Schalters steuert, die mit demselben Stapel verbunden sind. Der Isolationswiderstandstester erkennt sequentiell den Isolationswiderstand jedes Stapels und sendet den erkannten Isolationswiderstand an die mit dem Isolationswiderstandstester verbundene Steuerung, um Isolationsfehler in dem Stapelmodul zu überwachen. Es ist ersichtlich, dass in der vorliegenden Erfindung durch das synchrone Öffnen und Schließen des ersten Schalters und des zweiten Schalters, die mit jedem Stapel verbunden sind, der Isolationswiderstandstester den Isolationswiderstand jedes Stapels einzeln erkennen kann, wodurch die Erkennung des Isolationswiderstands jedes Stapels ohne Demontage des Stapelmoduls realisiert wird und der Stapel mit einem Isolationsfehler lokalisiert werden kann, wodurch der Vorgang einer Fehlerpositionierung vereinfacht wird.
Figurenliste
Die bei der Beschreibung der Ausführungsformen verwendeten Zeichnungen werden nachstehend kurz beschrieben. Die Zeichnungen in der nachstehenden Beschreibung sind einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

1 ist eine strukturelle schematische Darstellung des Stapelmodul-Fehlererkennungssystems.
2 ist eine weitere strukturelle schematische Darstellung des Stapelmodul-Fehlererkennungssystems.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der Erfindung werden in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Die beschriebenen Ausführungsformen sind ein Teil der Ausführungsformen der Erfindung, aber nicht alle Ausführungsformen.
Die vorliegende Ausführungsform stellt ein Stapelmodul-Fehlererkennungssystem bereit, durch das das Problem, ob ein Isolationsfehler in einem Stapel in dem Stapelmodul vorliegt, gelöst werden kann und der Stapel, in dem der Isolationsfehler auftritt, schnell und genau lokalisiert werden kann.
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst das Stapelmodul-Fehlererkennungssystem in dieser Ausführungsform Folgendes: einen Isolationswiderstandstester 1; ein Stapelmodul 2, wobei das Stapelmodul 2 aus m Gruppen von Stapelsträngen in Parallelschaltung besteht, jede Gruppe von Stapelsträngen aus n Stapeln in Reihe besteht, m eine positive ganze Zahl größer als oder gleich 1 ist und n eine positive ganze Zahl größer als oder gleich 1 ist; mehrere Schaltergruppen 3, wobei jede Schaltergruppe einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter umfasst, jede Schaltergruppe jeweils mit einem Stapel verbunden ist, das erste Ende des ersten Schalters mit einer positiven Elektrode des Stapels verbunden ist und das erste Ende des zweiten Schalters mit einer negativen Elektrode des Stapels verbunden ist. Das zweite Ende des ersten Schalters ist mit der positiven Elektrode des Isolationswiderstandstesters 1 verbunden und das zweite Ende des zweiten Schalters ist mit der negativen Elektrode des Isolationswiderstandstesters 1 verbunden. Steuerungen sind jeweils mit dem Steuerende des ersten Schalters und dem Steuerende des zweiten Schalters verbunden, wobei die Steuerung das synchrone Öffnen und Schließen des ersten Schalters und des zweiten Schalters steuert, die mit demselben Stapel verbunden sind.
In 1 besteht die erste Gruppe von Stapelsträngen aus n Stapeln: Stapel 1-1, Stapel 1-2, Stapel 1-3, ..., Stapel 1-n, die zweite Gruppe von Stapelsträngen besteht aus n Stapeln: Stapel 2-1, Stapel 2-2, Stapel 2-3, ..., Stapel 2-n und so weiter, und die m-te Gruppe von Stapelsträngen besteht aus n Stapeln: Stapel m-1, Stapel m-2, Stapel m-3 und Stapel m-n.
Nimmt man den ersten Stapel Stapel 1-1 in der ersten Gruppe von Stapelsträngen als Beispiel, so ist der Stapel Stapel 1-1 mit einer Schaltergruppe verbunden, die einen ersten Schalter Ks1+ und einen zweiten Schalter Ks1- einschließt; die positive Elektrode des Stapels Stapel 1-1 ist mit dem ersten Ende des ersten Schalters Ks1+ verbunden und die negative Elektrode des Stapels Stapel 1-1 ist mit dem ersten Ende des zweiten Schalters Ks1- verbunden.
Das zweite Ende des ersten Schalters Ks1+ ist mit der positiven Elektrode des Isolationswiderstandstesters 1 verbunden und das zweite Ende des zweiten Schalters Ks1- ist mit der negativen Elektrode des Isolationswiderstandstesters 1 verbunden.
Das Erkennungssystem in dieser Ausführungsform umfasst auch eine Steuerung, die in 1 nicht gezeigt ist. Die Steuerung ist jeweils mit dem Steuerende des ersten Schalters und dem Steuerende des zweiten Schalters verbunden und kann das Öffnen und Schließen des ersten Schalters und des zweiten Schalters steuern. Gleichzeitig ist die Steuerung auch mit dem Isolationswiderstandstester 1 verbunden, um den durch den Isolationswiderstandstester 1 erkannten Isolationswiderstand des Stapels zu empfangen.
Optional kann die Steuerung in dieser Ausführungsform eine FCU sein und die Steuerung und der Isolationswiderstandstester 1 können über einen CAN-Bus verbunden sein, um den durch den Isolationswiderstandstester 1 über den CAN-Bus gesendeten Isolationswiderstand zu empfangen.
Da jeder Stapel mit zwei Schaltern verbunden ist, nämlich dem ersten Schalter, der mit der positiven Elektrode des Stapels verbunden ist, und dem zweiten Schalter, der mit der negativen Elektrode des Stapels verbunden ist, ist die Steuerung mit den Steuerenden der zwei Schalter verbunden, die mit jedem Stapel verbunden sind, und das Öffnen und Schließen der zwei Schalter, die mit jedem Stapel verbunden sind, kann durch die Steuerung gesteuert werden.
Im Betrieb steuert die Steuerung das synchrone Öffnen und Schließen der zwei Schalter, die mit demselben Stapel verbunden sind.
Nachdem die Steuerung die zwei mit einem Stapel verbundenen Schalter so gesteuert hat, dass sie synchron geschlossen werden, wird die positive Elektrode des Stapels mit der positiven Elektrode des Isolationswiderstandstesters verbunden und die negative Elektrode des Stapels wird mit der negativen Elektrode des Isolationswiderstandstesters verbunden, um eine geschlossene Schleife zwischen dem Stapel und dem Isolationswiderstandstester auszubilden. Zu diesem Zeitpunkt kann der Isolationswiderstandstester den Isolationswiderstand des Stapels erkennen.
Basierend darauf kann der Isolationswiderstandstester den Isolationswiderstand jedes Stapels in dem Stapelmodul nacheinander erkennen. Das Prinzip des Erkennens des Isolationswiderstands durch den Isolationswiderstandstester 1 ist dasselbe wie das des Erkennens des Isolationswiderstands in den bekannten Systemen und wird hier nicht beschrieben.
Nachdem der Isolationswiderstandstester den Isolationswiderstand des Stapels erkannt hat, wird der erkannte Isolationswiderstand an eine mit dem Isolationswiderstandstester verbundene Steuerung gesendet, um zu erkennen, ob jeder Stapel in dem Stapelmodul gemäß dem Isolationswiderstand einen Isolationsfehler aufweist.
Optional sind in dieser Ausführungsform sowohl der erste Schalter als auch der zweite Schalter isolierte Leistungselektronik, wie etwa MOS-Röhren, ein IGBT oder Siliziumkarbidröhren. Das heißt, der erste Schalter ist eine MOS-Röhre, ein IGBT oder eine Siliziumkarbidröhre und der zweite Schalter ist ebenfalls eine MOS-Röhre, ein IGBT oder eine Siliziumkarbidröhre.
Das durch die Ausführungsform bereitgestellte Stapelmodul-Fehlererkennungssystem umfasst Folgendes: einen Isolationswiderstandstester; ein Stapelmodul, wobei das Stapelmodul m Gruppen von Stapelsträngen in Parallelschaltung umfasst, jede Gruppe von Stapelsträngen aus n Stapeln in Reihe besteht, m eine positive ganze Zahl größer als oder gleich 1 ist und n eine positive ganze Zahl größer als oder gleich 1 ist; wobei die positive Elektrode jedes Stapels mit dem ersten Ende des ersten Schalters verbunden ist und die negative Elektrode jedes Stapels mit dem ersten Ende des zweiten Schalters verbunden ist; das zweite Ende des ersten Schalters mit der positiven Elektrode des Isolationswiderstandstesters verbunden ist und das zweite Ende des zweiten Schalters mit der negativen Elektrode des Isolationswiderstandstesters verbunden ist. Steuerungen sind jeweils mit dem Steuerende des ersten Schalters und dem Steuerende des zweiten Schalters verbunden, wobei die Steuerung das synchrone Öffnen und Schließen des ersten Schalters und des zweiten Schalters steuert, die mit demselben Stapel verbunden sind; und der Isolationswiderstandstester erkennt sequentiell den Isolationswiderstand jedes Stapels und sendet den erkannten Isolationswiderstand an die mit dem Isolationswiderstandstester verbundene Steuerung, um Isolationsfehler in dem Stapelmodul zu überwachen. Es ist ersichtlich, dass in der vorliegenden Erfindung durch das synchrone Öffnen und Schließen des ersten Schalters und des zweiten Schalters, die mit jedem Stapel verbunden sind, der Isolationswiderstandstester den Isolationswiderstand jedes Stapels einzeln erkennen kann und dass es ferner nicht notwendig ist, den Isolationswiderstandstester nach der Demontage des Stapelmoduls zu betreiben, um den Isolationswiderstand jedes Stapels separat zu erkennen, wodurch der Vorgang der Lokalisierung des Stapels mit Isolationsfehler vereinfacht wird.
Das Stapelmodul wird zum Bereitstellen von Leistung für das Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug verwendet. Insbesondere ist das Stapelmodul mit der Stapelvorladeeinheit des Elektrofahrzeugs verbunden, die Stapelvorladeeinheit ist mit der Gleichstromsammelschiene des Elektrofahrzeugs verbunden und das Elektrofahrzeug wird durch die Stapelvorladeeinheit mit Leistung versorgt.
Jedoch ist es bei dem Vorgang des Erkennens des Isolationsfehlers des Stapelmoduls nicht notwendig, das Stapelmodul separat zu demontieren. Daher umfasst das durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Stapelmodul-Fehlererkennungssystem ferner eine Stapelvorladeeinheit.
Die positive Elektrode der Gleichstromsammelschiene der Stapelvorladeeinheit ist mit der positiven Elektrode jeder Gruppe von Stapelsträngen verbunden; und die negative Elektrode der Gleichstromsammelschiene der Stapelvorladeeinheit ist mit der negativen Elektrode jeder Gruppe von Stapelsträngen verbunden, um die Leistungsversorgung für das Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug durch die Stapelvorladeeinheit zu realisieren.
Auf der Basis des Einschließens der Stapelvorladeeinheit, wie in 2 gezeigt, umfasst das Stapelmodul-Fehlererkennungssystem der vorliegenden Ausführungsform auf der Basis von 1 ferner eine erste Diode 4 und eine zweite Diode 5, die jeweils mit jeder Gruppe von Stapeln in Reihe geschaltet sind. Eine Anode der ersten Diode 4 ist mit der positiven Elektrode jeder Gruppe von Stapelsträngen verbunden und die Kathode der ersten Diode 4 ist mit der positiven Elektrode der Gleichstromsammelschiene der Stapelvorladeeinheit verbunden. Die Anode der zweiten Diode 5 ist mit der negativen Elektrode der Gleichstromsammelschiene der Stapelvorladeeinheit verbunden und die Kathode der zweiten Diode 5 ist mit der negativen Elektrode jeder Gruppe von Stapelsträngen verbunden. Das heißt, in dieser Ausführungsform stimmt die Richtung jeder der ersten Dioden 4 und jeder der zweiten Dioden 5 mit der Stromrichtung überein, wenn der Stapelstrang die Stapelvorladeeinheit mit Leistung versorgt.
Optional können die erste Diode 4 und die zweite Diode 5 Leistungsdioden sein.
In dieser Ausführungsform ist die erste Diode 4 an der positiven Elektrode jeder Gruppe von Stapelsträngen angeordnet und die zweite Diode 5 ist an der negativen Elektrode jeder Gruppe von Stapelsträngen angeordnet, so dass die positiven und negativen Elektroden verschiedener Stapelstränge voneinander isoliert sind und das Problem vermieden wird, dass sich verschiedene Stapelstränge aufgrund einer Spannungsunsymmetrie gegenseitig stören.
Wie in 2 gezeigt, umfasst das Stapelmodul-Fehlererkennungssystem in dieser Ausführungsform ferner m Leistungsschalter 6.
Das Steuerende jedes Leistungsschalters ist jeweils mit der Steuerung verbunden. Das Öffnen und Schließen des Leistungsschalters wird durch die Steuerung gesteuert. Das erste Ende jedes Leistungsschalters ist mit der positiven Elektrode einer Gruppe von Stapelsträngen verbunden und das zweite Ende jedes Leistungsschalters ist mit der positiven Elektrode der Gleichstromsammelschiene der Stapelvorladeeinheit verbunden.
Wie in 2 gezeigt, ist die positive Elektrode der ersten Gruppe von Stapelsträngen, nämlich die positive Elektrode des Stapels Stapel 1-1, mit der ersten Diode D1+ verbunden und die negative Elektrode der ersten Gruppe von Stapelsträngen, nämlich die negative Elektrode des Stapels Stapel 1-n, ist mit der zweiten Diode D1- verbunden.
Die positive Elektrode der ersten Gruppe von Stapelsträngen, nämlich die positive Elektrode des Stapels Stapel 1-1, ist mit dem ersten Ende des ersten Leistungsschalters K1 verbunden und das zweite Ende des ersten Leistungsschalters K1 ist mit der positiven Elektrode der Gleichstromsammelschiene der Stapelvorladeeinheit verbunden.
In ähnlicher Weise ist die positive Elektrode der i-ten Gruppe von Stapelsträngen, nämlich die positive Elektrode des Stapels Stapel i-1, mit der ersten Diode Di+ verbunden und die negative Elektrode der i-ten Gruppe von Stapelsträngen, nämlich die negative Elektrode des Stapels Stapel i-n, ist mit der zweiten Diode Di- verbunden.
Die positive Elektrode der i-ten Gruppe von Stapelsträngen, nämlich die positive Elektrode des Stapels Stapel i-1, ist mit dem ersten Ende der i-ten Gruppe des Leistungsschalters Ki verbunden und das zweite Ende des i-ten Leistungsschalters Ki ist mit der positiven Elektrode der Gleichstromsammelschiene der Stapelvorladeeinheit verbunden.
In dieser Ausführungsform ist ein Leistungsschalter an der Gleichstromsammelschienen-Ausgangsschnittstelle jeder Gruppe von Stapelsträngen angeordnet, um jede Gruppe von Stapelsträngen zum Schließen beziehungsweise Öffnen der Verbindung mit der Hauptgleichstromsammelschiene zu steuern. Wenn der Isolationsfehler der Stapel in einer bestimmten Gruppe von Stapelsträngen erkannt wird, steuert die Steuerung die entsprechenden verbundenen Leistungsschalter der Gruppe von Stapelsträngen, um sie zu trennen, unterbricht die Verbindung zwischen den Stapeln mit Isolationsfehler und der Gleichstromsammelschiene, verhindert weitere Isolationsfehler der fehlerhaften Stapelstränge und stellt sicher, dass das gesamte Fahrzeug in dem Modus mit erweiterter Reichweite unter dem Betrieb der anderen normalen Stapelstränge arbeitet.
Optional kann das Stapelmodul-Fehlererkennungssystem in anderen Ausführungsformen ferner einen dritten Schalter einschließen, der zwischen verschiedenen Stapeln in jeder Gruppe von Stapelsträngen verbunden ist, wobei das Steuerende des dritten Schalters mit der Steuerung verbunden ist. Der dritte Schalter kann eine Leistungselektronik sein.
Verschiedene Stapel in jeder Gruppe von Stapelsträngen sind durch Leistungselektronik verbunden und die Steuerung kann das Öffnen und Schließen der Leistungselektronik steuern, die zwischen verschiedenen Stapeln verbunden ist.
Wenn der Isolationswiderstandstester den Isolationswiderstand eines bestimmten Stapels erkennt, kann die Steuerung die Leistungselektronik steuern, die zwischen dem Stapel und anderen Stapeln verbunden ist, um sie zu trennen, und den Stapel von anderen benachbarten Stapeln trennen, wodurch die Genauigkeit der Ergebnisse der Isolationswiderstandserkennung verbessert wird.
Das durch die Ausführungsform bereitgestellte Stapelmodul-Fehlererkennungssystem kann den Isolationswiderstand jedes Stapels einzeln durch den Isolationswiderstandstester erkennen, ohne das Stapelmodul zu demontieren, was den Vorgang des Positionierens des Stapels mit Isolationsfehler vereinfacht und eine schnelle und genaue Positionierung des Stapels mit Isolationsfehler realisieren kann. Wenn außerdem festgestellt wird, dass der Isolationswiderstand des Stapels in einer bestimmten Gruppe von Stapelsträngen ausfällt, steuert die Steuerung die fehlerhaften Stapelsträngen so, dass sie von der Gleichstromsammelschiene getrennt werden, wodurch der Betrieb anderer normaler Stapelstränge sichergestellt und die Sicherheitsleistung und Zuverlässigkeit des durch das Stapelmodul angetriebenen Fahrzeugsystems wirksam verbessert wird.
Basierend auf dem in 2 gezeigten Stapelmodul-Fehlererkennungssystem wird das Arbeitsprinzip der Stapelmodul-Fehlererkennung an dem Beispiel der Erkennung des Isolationswiderstands der ersten Gruppe von Stapelsträngen vorgestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass 2 nur die Verbindungsbeziehung zwischen dem Isolationswiderstandstester und der ersten Gruppe von Stapelsträngen zeigt. Die Verbindungsbeziehung zwischen dem Isolationswiderstandstester und anderen Gruppen von Stapelsträngen ist jedoch nicht gezeigt und die Verbindungsbeziehung zwischen einer beliebigen Gruppe von Stapelsträngen und dem Isolationswiderstandstester ist dieselbe wie die in 2 gezeigte Verbindungsbeziehung zwischen der ersten Gruppe von Stapelsträngen und dem Isolationswiderstandstester.

(1) Während des Betriebs steuert die Steuerung, wie etwa die FCU, m Leistungsschalter KI, K2 ... Km, um das Stapelmodul von der Gleichstromsammelschiene des Elektrofahrzeugs zu trennen.
(2) Die FCU steuert die zwei Schalter Ks1+ und Ks1- in der ersten Schaltergruppe so, dass sie synchron geschlossen werden, steuert Ksi+ und Ksi- (n>_i>_2) in anderen m-1 elektronischen Schaltergruppen mit Ausnahme der ersten Schaltergruppe so, dass sie synchron getrennt werden, und steuert den dritten Schalter K1-1, der zwischen dem Stapel Stapel 1-1 und dem Stapel Stapel 1-2 verbunden ist, so dass er getrennt wird. Der Isolationswiderstandstester erkennt den Isolationswiderstand des Stapels Stapel 1-1 und sendet den erkannten Isolationswiderstand des Stapels Stapel 1-1 über den CAN-Bus an die FCU. Die FCU steuert die zwei Schalter Ks2+ und Ks2- in der zweiten Schaltergruppe so, dass sie synchron geschlossen werden, steuert die synchrone Trennung von Ks1+ und Ks1-, steuert die synchrone Trennung von Ksi+ und Ksi- (n≥i≥3) und steuert die Trennung des dritten Schalters K1-1, der zwischen dem Stapel Stapel 1-1 und dem Stapel Stapel 1-2 verbunden ist, und die Trennung des dritten Schalters K1-3, der zwischen dem Stapel Stapel 1-2 und dem Stapel Stapel 1-3 verbunden ist. Der Isolationswiderstandstester erkennt den Isolationswiderstand des Stapels Stapel 1-2 und sendet den erkannten Isolationswiderstand des Stapels Stapel 1-2 über den CAN-Bus an die FCU. Der Isolationswiderstand jedes Stapels in der ersten Gruppe von Stapelsträngen wird einzeln erkannt.
(3) Die FCU bestimmt gemäß dem empfangenen Isolationswiderstand jedes der Stapel in der ersten Gruppe von Stapelsträngen, ob es Stapel mit Isolationsfehlern in der ersten Gruppe von Stapelsträngen gibt.

Durch die obigen Schritte wird der Isolationswiderstand jedes Stapels in den m Gruppen von Stapelsträngen jeweils erkannt und die Erkennung, ob ein Isolationsfehler in dem Stapelmodul vorliegt, wird realisiert. Außerdem können beim Bestimmen der Stapel mit Isolationsfehlern in einer bestimmten Gruppe von Stapeln die Stapelstränge und Stapel mit Isolationsfehlern schnell und genau lokalisiert werden, so dass der Zweck der Fehlerlokalisierung ohne Demontage des Stapelmoduls realisiert werden kann.
Ein Isolationswiderstandstester kann in dem Stapelmodul-Fehlererkennungssystem der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um jeweils die Erkennung des Isolationswiderstands jedes Stapels in m Gruppen von Stapelsträngen zu realisieren. Es kann auch m Isolationswiderstandstester einschließen. Ein Isolationswiderstandstester erkennt nur den Isolationswiderstand jedes Widerstands in einer Gruppe von Stapelsträngen, die mit dem Isolationswiderstandstester verbunden sind.
Die Ausführungsformen in der Beschreibung werden alle schrittweise beschrieben und auf gleiche oder ähnliche Teile unter den Ausführungsformen kann gegenseitig Bezug genommen werden und jede Ausführungsform konzentriert sich auf die Unterschiede zu anderen Ausführungsformen.
Das Vorstehende ist nur eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und verschiedene Verbesserungen und Änderungen können im Rahmen des Schutzbereichs der Erfindung vorgenommen werden, ohne von den Grundsätzen der Erfindung abzuweichen.

Claims

Stapelmodul-Fehlererkennungssystem, das Folgendes umfasst: einen Isolationswiderstandstester; ein Stapelmodul, das aus m Gruppen von Stapelsträngen in Parallelschaltung besteht, wobei jede Gruppe von Stapelsträngen aus n Stapeln in Reihe besteht, wobei m und n positive ganze Zahlen größer als oder gleich 1 sind; mehrere Schaltergruppen, wobei jede Schaltergruppe einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter umfasst, jede Schaltergruppe jeweils mit einem Stapel verbunden ist, das erste Ende des ersten Schalters mit der positiven Elektrode des Stapels verbunden ist und das erste Ende des zweiten Schalters mit der negativen Elektrode des Stapels verbunden ist und das zweite Ende des ersten Schalters mit der positiven Elektrode des Isolationswiderstandstesters verbunden ist und das zweite Ende des zweiten Schalters mit der negativen Elektrode des Isolationswiderstandstesters verbunden ist; und Steuerungen, die jeweils mit dem Steuerende des ersten Schalters und dem Steuerende des zweiten Schalters verbunden sind, wobei die Steuerungen dazu konfiguriert sind, das synchrone Öffnen und Schließen des ersten Schalters und des zweiten Schalters zu steuern, die mit demselben Stapel verbunden sind; wobei der Isolationswiderstandstester dazu konfiguriert ist, sequentiell den Isolationswiderstand jedes Stapels zu erkennen und den erkannten Isolationswiderstand an die mit dem Isolationswiderstandstester verbundene Steuerung zu senden, um einen Isolationsfehler in dem Stapelmodul zu überwachen.
Erkennungssystem nach Anspruch 1, das ferner eine Stapelvorladeeinheit umfasst, wobei eine positive Elektrode einer Gleichstromsammelschiene der Stapelvorladeeinheit mit der positiven Elektrode jeder Gruppe von Stapelsträngen verbunden ist und eine negative Elektrode der Gleichstromsammelschiene mit einer negativen Elektrode jeder Gruppe von Stapelsträngen verbunden ist.
Erkennungssystem nach Anspruch 2, das ferner Folgendes umfasst: eine erste Diode und eine zweite Diode, die jeweils mit jeder Gruppe von Stapelsträngen in Reihe geschaltet sind, wobei eine Anode der ersten Diode mit einer positiven Elektrode jeder Gruppe von Stapelsträngen verbunden ist, eine Kathode der ersten Diode mit der positiven Elektrode der Gleichstromsammelschiene der Stapelvorladeeinheit verbunden ist, eine Anode der zweiten Diode mit der negativen Elektrode des Gleichstromsammelschiene der Stapelvorladeeinheit verbunden ist und eine Kathode der zweiten Diode mit der negativen Elektrode jeder Gruppe von Stapelsträngen verbunden ist.
Erkennungssystem nach Anspruch 2 oder 3, das ferner m Leistungsschalter umfasst, wobei ein Steuerende jedes Leistungsschalters jeweils mit der Steuerung verbunden ist und das Öffnen und Schließen des Leistungsschalters durch die Steuerung steuerbar ist; wobei die Verbindung zwischen der positiven Elektrode der Gleichstromsammelschiene der Stapelvorladeeinheit und der positiven Elektrode jeder Gruppe von Stapelsträngen Folgendes umfasst: das erste Ende jedes Leistungsschalters ist mit der positiven Elektrode einer Gruppe von Stapelsträngen verbunden und das zweite Ende jedes Leistungsschalters ist mit der positiven Elektrode der Gleichstromsammelschiene der Stapelvorladeeinheit verbunden.
Erkennungssystem nach Anspruch 1, wobei der Isolationswiderstandstester über einen CAN-Bus mit der Steuerung verbunden ist und dazu konfiguriert ist, den getesteten Isolationswiderstand an die mit dem Isolationswiderstandstester verbundene Steuerung zu senden, um einen Isolationsfehler in dem Stapelmodul durch Senden des erkannten Isolationswiderstands an die Steuerung über den CAN-Bus zu überwachen, um den Isolationsfehler in dem Stapelmodul der Steuerung zu passieren.
Erkennungssystem nach Anspruch 1, wobei der erste Schalter und der zweite Schalter isolierte Leistungselektronik sind.
Erkennungssystem nach Anspruch 1, das ferner einen dritten Schalter umfasst, der zwischen verschiedenen Stapeln in jeder Gruppe von Stapelsträngen verbunden ist, wobei ein Steuerende des dritten Schalters mit der Steuerung verbunden ist.