Titel:

Prüfung der Entladevorrichtung für den Zwischenkreiskondensator eines

Gleichspannungsnetzes

Die vorliegende Erfindung betrifft die Prüfung einer Sicherheitsvorrichtung in Gleichstromnetzen mit für Menschen gefährlichen Spannungen, insbesondere in solchen Gleichstromnetzen, aus denen Antriebsmotoren von Kraftfahrzeugen gespeist werden.

Stand der Technik

Elektromotoren im Antriebsstrang elektrisch angetriebener Fahrzeuge werden in der Regel mit einer mehrphasigen Wechselspannung gespeist. Die elektrische Energie wird an Bord des Fahrzeugs von Batterien, Brennstoffzellen oder anderen Energiequellen meist als Gleichspannung zur Verfügung gestellt. Die mehrphasige Wechselspannung wird aus dieser Gleichspannung mit einem Inverter erzeugt. Dazu werden die Phasen der Wechselspannungsversorgung für den Elektromotor in schneller zeitlicher Taktung wechselweise mit dem Pluspol und dem Minuspol der Gleichspannungsquelle verbunden. Dies wird über eine Anordnung aus Schaltelementen in dem Inverter realisiert.

Derartige Inverter enthalten häufig Zwischenkreiskondensatoren, die mit der Gleichspannungsquelle verbunden sind und Kapazitäten bis hin zu einigen hundert mR aufweisen können. Bei Nennspannungen von einigen hundert Volt kann die im Zwischenkreiskondensator gespeicherte Energiemenge für

Menschen bei direktem Kontakt gefährlich werden. So kann der

Zwischenkreiskondensator das Hochspannungs-Bordnetz beispielsweise auch dann noch unter Spannung setzen, wenn die primäre Energiequelle, wie etwa eine Brennstoffzelle oder eine Traktionsbatterie, durch einen automatischen Trennschalter von dem Gleichspannungsnetz abgekoppelt wurde.

Daher sind Entladevorrichtungen bekannt, die den Zwischenkreiskondensator bei Vorliegen bestimmter Bedingungen automatisch entladen und die Spannung im Gleichspannungsnetz somit auf einen berührsicheren Wert zurückfahren. Neben Entladewiderständen kann hierzu, wie in der DE 10 2011 083 945 Al offenbart, auch der Inverter selbst genutzt werden.

Offenbarung der Erfindung

Im Rahmen der Erfindung wurde ein Verfahren zur Prüfung einer schaltbaren Entladevorrichtung für einen Zwischenkreiskondensator in einem ersten

Gleichspannungsnetz entwickelt. Bei diesem Verfahren wird ein Zeitprogramm für den Strom I, für die Spannung U, und/oder für den Leistungsfluss P, an mindestens einem Speisepunkt des Gleichspannungsnetzes vorgegeben.

Während dieses Zeitprogramm vorgegeben wird, und/oder danach, wird die Entladevorrichtung aktiviert. Der Zeitverlauf des Stroms, und/oder der Zeitverlauf U(t) der Spannung U, an mindestens einem Messpunkt des ersten

Gleichspannungsnetzes, und/oder der Zeitverlauf G(t) einer aus Strom I und/oder Spannung U abgeleiteten Größe G, wird mit einem nominell zu erwartenden Zeitverlauf I _N (t) , U _N ) bzw. G _N ), verglichen. Dabei muss der Messpunkt nicht identisch mit dem Speisepunkt sein. Das Ergebnis des Vergleichs wird als Prüfkriterium für die korrekte Funktion der Entladevorrichtung, sowie optional weiterer Baugruppen des ersten Gleichspannungsnetzes, herangezogen.

Insbesondere kann in einem Zustand, in dem die Entladevorrichtung aktiviert ist, der Zeitverlauf des Stroms, und/oder der Zeitverlauf U(t) der Spannung U, an mindestens einem Messpunkt des ersten Gleichspannungsnetzes mit einem bei funktionierender Entladevorrichtung nominell zu erwartenden Zeitverlauf I _N (t) , bzw. U _N ), verglichen werden.

Unter dem Begriff„Vergleich“ ist jede Form der Datenerfassung und Prüfung zu verstehen, mit der zumindest plausibel gemacht werden kann, dass der tatsächliche Zeitverlauf dem nominell zu erwartenden Zeitverlauf folgt. Es ist also auch beispielsweise als„Vergleich“ anzusehen, wenn sich stationär einstellende Werte verglichen werden oder wenn ausgehend von einem Startwert nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit geprüft wird, ob ein dann zu erwartender Nominalwert erreicht ist. Es ist nicht erforderlich, dass ständig Werte aufgenommen und komplette Kurven zur Deckung gebracht werden.

Es wurde erkannt, dass auf die beschriebene Weise zum einen alle an der Entladung beteiligten Komponenten getestet werden können, also beispielsweise auch ein Schalter, der die Entladevorrichtung aktiviert und deaktiviert, und nicht nur die Entladevorrichtung selbst. Zum anderen können besonders detaillierte Informationen über den Zustand der Entladevorrichtung gewonnen werden, so dass beispielsweise auch kleine Fehler frühzeitig erkannt werden können, bevor sie sich zu großen Problemen auswachsen.

Beispielsweise werden in einer vorteilhaften Ausgestaltung ein stationärer Strom ls und eine stationäre Spannung Us im ersten Gleichspannungsnetz ermittelt.

Aus dem stationären Strom ls und der stationären Spannung Us wird der Entladewiderstand Rs ermittelt. Der Vergleich des Entladewiderstands Rs mit einem Nominalwert R _N wird als Prüfkriterium für die korrekte Funktion der Entladevorrichtung herangezogen. Der Entladewiderstand R ist hier die aus Spannung U und Strom I abgeleitete Größe G.

Auf diese Weise kann nicht nur erkannt werden, ob die Entladung überhaupt funktioniert, sondern auch, ob sie auf dem dafür vorgesehenen Weg und mit dem richtigen Tempo erfolgt. Daraus können frühzeitig Rückschlüsse auf mögliche Veränderungen gezogen werden. So wird sich beispielsweise der

Widerstandswert eines für die Entladung verwendeten Widerstands ändern, wenn dieser zu degradieren beginnt. Auch eine Degradation von Halbleitern im Inverter, die für die Entladung verwendet werden, sollte sich in dieser Weise bemerkbar machen. Bei der Entladung über den Inverter ändert sich weiterhin der mittlere Entladewiderstand Rs, wenn sich aus irgendeinem Grund das Tastverhältnis der Ansteuerung ändert, beispielsweise durch einen Defekt in einer Treiberschaltung. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Entladevorrichtung deaktiviert, während das erste Gleichspannungsnetz weiterhin mit dem Strom I, mit der Spannung U, und/oder mit dem Leistungsfluss P, beaufschlagt wird. Der Zeitverlauf l(t) des Stroms I, und/oder der Zeitverlauf U(t) der Spannung U, an dem mindestens einen Messpunkt, der sich in Antwort auf das Deaktivieren einstellt, wird mit einem weiteren nominell zu erwartenden Zeitverlauf I _N * (t) , bzw. Ui _\i *(t), verglichen. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird als Prüfkriterium für die korrekte Funktion der Entladevorrichtung herangezogen.

Wenn beispielsweise das erste Gleichspannungsnetz mit einer konstanten Spannung UK beaufschlagt wird, dann sollte sich in dem Zustand, in dem alle normalen Verbraucher abgeschaltet sind und schließlich auch die

Entladevorrichtung deaktiviert wird, die Spannung U im Gleichspannungsnetz der konstanten Spannung UK annähern, während zugleich der Strom I bis auf einen sehr geringen Leckstrom oder sogar bis auf Null abfällt. Wenn sich dieses Verhalten nicht einstellt, so ist möglicherweise der Schalter, mit dem die

Entladevorrichtung aktiviert und deaktiviert wird, defekt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Beaufschlagung des ersten Gleichspannungsnetzes mit dem Strom I, mit der Spannung U, und/oder mit dem Leistungsfluss P, beendet, und der Zeitverlauf l(t) des Stroms I, und/oder der Zeitverlauf U(t) der Spannung U, an dem mindestens einen Messpunkt, der sich in Antwort auf das Beenden einstellt, mit einem weiteren nominell zu

erwartenden Zeitverlauf I _N **(t), bzw. U _N **(t), verglichen. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird als Prüfkriterium für die korrekte Funktion der Entladevorrichtung herangezogen.

So sollte beispielsweise ausgehend von einem Zustand, in dem die

Entladevorrichtung bereits deaktiviert wurde und die Spannung U im ersten Gleichspannungsnetz auf den Wert einer angelegten konstanten Spannung UK angestiegen ist, die Spannung U langsam sinken, wenn die konstante Spannung UK nicht mehr angelegt wird. Sinkt die Spannung U schneller als erwartet, ist möglicherweise der für die Aktivierung und Deaktivierung der Entladevorrichtung verwendete Schalter defekt, oder es gibt ein Stromleck in einem der nominell abgeschalteten Verbraucher, die an das erste Gleichspannungsnetz

angeschlossen sind.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird bereits vor dem Aktivieren der Entladevorrichtung der Zeitverlauf l(t) des Stroms I, und/oder der Zeitverlauf U(t) der Spannung, an dem mindestens einen Messpunkt mit einem weiteren nominell zu erwartenden Zeitverlauf lv(t), bzw. Uv(t), verglichen. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird als Prüfkriterium für die korrekte Funktion, und/oder für den Betriebszustand, mindestens einer an dem ersten Gleichspannungsnetz, oder an einem hiermit verbundenen weiteren Netz, angeschlossenen Baugruppe herangezogen.

Auf diese Weise können die wesentlichen Voraussetzungen überprüft werden, auf denen die weiteren Messungen aufbauen. Sind diese Voraussetzungen nicht erfüllt, so kann direkt ein Fehler ausgegeben werden, ohne dass zuvor noch Zeit auf nicht mehr aussagekräftige Messungen verwendet werden muss.

Beispielsweise kann es durch diese Prüfung erkannt werden, wenn eine als Energiequelle zur Einspeisung verwendete Batterie zu stark entladen ist und die benötigte Spannung U, bzw. den benötigten Strom I, nicht liefert. Weiterhin kann es beispielsweise erkannt werden, wenn nicht alle am ersten

Gleichspannungsnetz angeschlossenen Verbraucher ausgeschaltet sind.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird ein erstes

Gleichspannungsnetz gewählt, welches über einen bidirektionalen DC-DC- Wandler an ein zweites Gleichspannungsnetz mit niedrigerer Nennspannung gekoppelt ist. Der DC-DC-Wandler wird als Speisepunkt für das erste

Gleichspannungsnetz gewählt und mit einer an das zweite Gleichspannungsnetz angeschlossenen Energiequelle gespeist.

Die Vorteile dieser Ausgestaltung treten speziell dann zu Tage, wenn das erste Gleichspannungsnetz ein Hochvolt-Bordnetz eines Fahrzeugs ist und der Energieversorgung eines Elektromotors für den Antrieb des Fahrzeugs dient. Dieses Hochvolt- Bordnetz verwendet häufig eine Traktionsbatterie, und/oder einen Brennstoffzellenstapel, als primäre Energiequelle. Wenn das Fahrzeug in Betrieb genommen wird, sind diese Energiequellen nicht sofort verfügbar, sondern müssen erst interne Tests und gegebenenfalls auch eine

Anfahrprozedur durchlaufen, bevor sie in das erste Gleichspannungsnetz einspeisen können. Das Niedervolt-Bordnetz, das beispielsweise mit der üblichen Fahrzeugbatterie-Spannung von 12 oder 24 Volt betrieben werden kann, ist hingegen sofort verfügbar. Im normalen Fährbetrieb wird dieses Niedervolt- Bordnetz über den DC-DC-Wandler aus dem Hochvolt-Bordnetz versorgt. Wenn nun für den Test der Entladevorrichtung Energie aus dem Niedervolt- Bord netz entnommen und mit dem DC-DC-Wandler hochgespannt wird, kann der Test parallel mit den Tests und Anfahrprozeduren der primären Energiequelle für das Hochvolt-Bordnetz durchgeführt werden. Das Fahrzeug ist also schneller betriebsbereit. Dieser Betrieb des DC-DC-Wandlers in der umgekehrten

Betriebsrichtung wird auch„Boost- Betrieb“ genannt.

Die Verwendung von Energie aus dem zweiten Gleichspannungsnetz, im

Fahrzeug also beispielsweise aus dem Niedervolt-Bordnetz, erhöht weiterhin die Flexibilität für den Test der Entladevorrichtung. Indem die elektronische

Ansteuerung, etwa der Zeittakt, des DC-DC-Wandlers per Softwarekommando geändert wird, kann ein großer Bereich an Spannungen, Strömungen und Leistungsflüssen im ersten Gleichspannungsnetz vorgegeben werden. So ist es beispielsweise besonders einfach möglich, direkt die mit der Entladevorrichtung aus dem ersten Gleichspannungsnetz abführbare Leistung zu prüfen, indem bei aktivierter Entladungsvorrichtung ein vorgegebener Leistungsfluss P in das erste Gleichspannungsnetz eingespeist und dann geprüft wird, ob die Spannung U im ersten Gleichspannungsnetz im Wesentlichen konstant bleibt. Ändert sich die Spannung U um mehr als einen bestimmten Betrag, deutet dies darauf hin, dass die Entladevorrichtung eine andere als die nominelle Leistung aus dem ersten Gleichspannungsnetz abführt. Eine diesbezügliche Abweichung kann bereits frühzeitig auf Probleme hindeuten, noch bevor die Funktion der

Entladungsvorrichtung ganz versagt. Wenn die Entladungsvorrichtung überhaupt nicht mehr funktionsfähig ist, muss möglicherweise aus Sicherheitsgründen eine erneute Inbetriebnahme des Fahrzeugs unterbunden werden. Ohne Nutzung des DC-DC-Wandlers wäre es zwar möglich, aber deutlich aufwändiger, einen konstanten Leistungsfluss P in dem ersten Gleichspannungsnetz vorzugeben. Indem das erste Gleichspannungsnetz über den DC-DC-Wandler aus dem zweiten Gleichspannungsnetz gespeist wird, ist es weiterhin möglich, eine geringere Spannung als die Nennspannung des ersten Gleichspannungsnetzes zu verwenden. Auch kann der maximal fließende Strom problemlos begrenzt werden. Wird hingegen beispielsweise die Hochvolt-Traktionsbatterie als Energiequelle verwendet, liefert diese immer die volle Nennspannung und im Falle eines Kurzschlusses auch einen hohen Kurzschlussstrom.

Vorteilhaft wird vor der Beaufschlagung des ersten Gleichspannungsnetzes mit dem Strom I, mit der Spannung U, und/oder mit dem Leistungsfluss P, geprüft, ob der Energievorrat in der an das zweite Gleichspannungsnetz

angeschlossenen Energiequelle für die vollständige Durchführung des

Verfahrens ausreicht. Auf diese Weise kann beispielsweise vermieden werden, dass die Prüfung auf Grund einer Unterversorgung mit Energie ein falsches Ergebnis liefert oder dass die Niedervolt- Batterie so stark entladen wird, dass eine Inbetriebnahme des Fahrzeugs nicht mehr möglich ist.

Vorteilhaft liegt die maximale Spannung, mit der das erste Gleichspannungsnetz beaufschlagt wird, zwischen 50 % und 100 %, bevorzugt zwischen 50 % und 75 %, der Nennspannung des ersten Gleichspannungsnetzes. In diesem

Spannungsbereich können alle Funktionen der Entladevorrichtung getestet werden. Eine geringere maximale Spannung als die Nennspannung des ersten Gleichspannungsnetzes begrenzt mögliche Schäden bei Kurzschlüssen und ähnlichen schwerwiegenden Fehlern.

Nach dem zuvor Beschriebenen wird vorteilhaft ein Bordnetz eines Fahrzeugs, das einen Spannungswandler für die Wandlung zwischen Gleichspannung und ein- oder mehrphasiger Wechselspannung für die Speisung eines das Fahrzeug antreibenden Elektromotors beinhaltet, als erstes Gleichspannungsnetz gewählt. Da Entladevorrichtungen gerade in Fahrzeugen einer stärkeren Beanspruchung und einem stärkeren möglichen Verschleiß unterliegen, ist es hier wichtiger als bei stationären elektrischen Anlagen, die Entladevorrichtung regelmäßig zu prüfen, wie etwa bei jeder Inbetriebnahme des Fahrzeugs. Prinzipiell sind keine Änderungen an der Hardware des ersten oder zweiten Gleichspannungsnetzes, oder des DC-DC-Wandlers, notwendig, um das Verfahren zu implementieren. Da die genutzten Hardware-Baugruppen durch Steuergeräte per Softwarekommando ansteuerbar sind, kann das Verfahren durch eine Änderung dieser Software in den Steuergeräten implementiert werden. Eine solchermaßen geänderte Software kann beispielsweise als Update oder Upgrade für bestehende Steuergeräte vertrieben werden und ist insofern ein eigenständiges Produkt. Daher bezieht sich die Erfindung auch auf ein Computerprogramm mit maschinenlesbaren Anweisungen, die, wenn sie auf einem Computer, und/oder auf einem Steuergerät, ausgeführt werden, den Computer, und/oder das Steuergerät, dazu veranlassen, das beschriebene Verfahren auszuführen.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.

Ausführungsbeispiele

Es zeigt:

Figur 1 Beispielhafte Anordnung von erstem Gleichspannungsnetz 1 und zweitem Gleichspannungsnetz in einem Fahrzeug 50 für die Anwendung des Verfahrens 100;

Figur 2 Beispielhafter schematischer Ablaufplan des Verfahrens 100;

Figur 3 Beispielhafter zeitlicher Ablauf des Verfahrens 100 mit Einspeisung eines konstanten Leistungsflusses P in das erste Gleichspannungsnetz 1;

Figur 4 Beispielhafter zeitlicher Ablauf des Verfahrens 100 mit Prüfung des stationären Entladewiderstands Rs. Nach Figur 1 hat das beispielhafte Fahrzeug 50 zwei Gleichspannungsnetze 1 und 2. Das erste Gleichspannungsnetz 1 ist ein Hochvolt-Bordnetz, das primär der Speisung eines Elektromotors 51 für den Antrieb des Fahrzeugs 50 dient. Zu diesem Zweck wird die Gleichspannung durch einen Inverter 11 dem ersten Gleichspannungsnetz entnommen und in eine dreiphasige Wechselspannung umgewandelt, die dem Elektromotor zugeführt wird. Der Inverter 11 enthält einen Zwischenkreiskondensator 12, der das Gleichspannungsnetz 1 auch dann noch unter Spannung setzt, wenn die als Energiequelle genutzte Traktionsbatterie 15 entladen oder durch den Trennschalter 16 vom Gleichspannungsnetz 1 getrennt ist. Daher wird der Inverter 11 zugleich als Entladevorrichtung 14 verwendet, um die Spannung U im Gleichspannungsnetz 1 auf einen berührsicheren Wert abzubauen.

Zusätzlich sind an das erste Gleichspannungsnetz 1 noch ein oder mehrere Hochvolt-Verbraucher 13 sowie ein DC-DC-Wandler 17 für die Versorgung des zweiten Gleichspannungsnetzes 2 angeschlossen. Das zweite

Gleichspannungsnetz 2 enthält eine Niedervolt- Batterie 21 sowie einen oder mehrere Niedervolt-Verbraucher 22. Über die Niedervolt- Batterie 21 können die Niedervolt-Verbraucher 22 auch dann versorgt werden, wenn das erste

Gleichspannungsnetz 1 spannungslos ist.

Im Kontext des Verfahrens 100 kann vorteilhaft die Boost- Funktion des DC-DC- Wandlers 17 genutzt werden. Das heißt, Energie aus dem zweiten

Gleichspannungsnetz 2 kann für den Test der Entladevorrichtung 14 im ersten Gleichspannungsnetz 1 genutzt werden, noch bevor der Trennschalter 16 schließt und die Traktionsbatterie 15 mit dem ersten Gleichspannungsnetz 1 verbindet. Der DC-DC-Wandler 17 kann dann also als Speisepunkt la dienen, über den ein Zeitprogramm für den Strom I, für die Spannung U oder für den Leistungsfluss P in den ersten Gleichspannungskreis 1 eingespeist werden kann. Ebenso kann der DC-DC-Wandler 17 auch als Messpunkt lb für den sich tatsächlich im ersten Gleichspannungskreis 1 einstellenden Strom I, bzw. für die sich dort tatsächlich einstellende Spannung U, verwendet werden.

Figur 2 zeigt einen beispielhaften schematischen Ablaufplan des Verfahrens 100. Im optionalen Schritt 105 wird zunächst geprüft, ob der Energievorrat in der Energiequelle (hier: Niedervolt- Baterie) 21 des zweiten Gleichspannungsnetzes 2 für die vollständige Durchführung des Verfahrens 100 ausreicht. In Schrit 110 wird das Zeitprogramm für den Strom I, für die Spannung U, und/oder für den Leistungsfluss P, in das erste Gleichspannungsnetz 1 eingespeist.

Es kann nun im optionalen Schrit 120 der Zeitverlauf l(t) des Stroms I, und/oder der Zeitverlauf U(t) der Spannung, an dem mindestens einen Messpunkt lb mit einem weiteren nominell zu erwartenden Zeitverlauf lv(t), bzw. Uv(t), verglichen werden. Das Ergebnis dieses Vergleichs 120 kann dann im optionalen Schrit 130 als Prüfkriterium für die korrekte Funktion, und/oder für den Betriebszustand, mindestens einer an dem ersten Gleichspannungsnetz 1, oder an einem hiermit verbundenen weiteren Netz (hier: zweites Gleichspannungsnetz 2),

angeschlossenen Baugruppe herangezogen werden. Beispielsweise kann so erkannt werden, ob Hochvolt-Verbraucher 13, die eigentlich ausgeschaltet sein sollten, Energie verbrauchen oder ob im Inverter 11 auf Grund schadhafter Halbleiter Leckströme auftreten.

In Schrit 140 wird die Entladevorrichtung aktiviert. Der Zeitverlauf l(t) des Stroms I, und/oder der Zeitverlauf U(t) der Spannung U, an dem Messpunkt lb, und/oder der Zeitverlauf G(t) einer aus Strom I und/oder Spannung U abgeleiteten Größe G, wird in Schrit 150 mit einem nominell zu erwartenden Zeitverlauf I _N (t) , U _N ) bzw. G N ), verglichen. Das Ergebnis des Vergleichs 150 wird in Schrit 160 als Prüfkriterium für die korrekte Funktion der Entladevorrichtung 14 herangezogen.

Wie im Folgenden erläutert wird, können verschiedene Arten von Prüfungen einzeln oder in Kombination durchgeführt werden, um alle an der Entladung des Zwischenkreiskondensators 12 beteiligten Baugruppen zu testen und Fehler möglichst einzugrenzen. Eine möglichst präzise Identifizierung des Fehlers spart zum einen Reparaturkosten und ermöglicht zum anderen eine abgestufte Reaktion. So kann beispielsweise bei Fehlern, bei denen eine mangelnde Berührsicherheit des Fahrzeugs 50 zu befürchten ist, eine weitere

Inbetriebnahme des Fahrzeugs 50 unterbunden werden, während bei Fehlern, die lediglich auf eine Verschlechterung ohne unmitelbar bevorstehenden Funktionsverlust hindeuten, je nach Schweregrad nur eine Warnung ausgegeben oder der Nutzer des Fahrzeugs 50 unter Reparaturzwang gesetzt werden kann. Beispielsweise können in Schritt 151 bei aktivierter Entladevorrichtung 14 ein stationärer Strom ls und eine stationäre Spannung Us im ersten

Gleichspannungsnetz 1 ermittelt werden. Hieraus kann in Schritt 152 ein stationärer Entladewiderstand Rs ermittelt werden, und der Vergleich dieses Widerstandswerts Rs mit einem Nominalwert R _N kann dann in Schritt 161 als Prüfkriterium für die korrekte Funktion der Entladevorrichtung 14 herangezogen werden.

Beispielsweise kann in Schritt 153 die Einspeisung in den ersten

Gleichspannungskreis 1 dahingehend geändert werden, dass ein Leistungsfluss P, der der nominellen Entladeleistung P _N der Entladevorrichtung 14 entspricht, in das erste Gleichspannungsnetz 1 eingespeist wird. In Schritt 154 kann dann geprüft werden, ob die Spannung U am Messpunkt lb des ersten

Gleichspannungsnetzes 1 bis auf eine vorgegebene Toleranz konstant bleibt. Das Ergebnis dieser Prüfung 154 kann in Schritt 162 als Prüfkriterium für die korrekte Funktion der Entladevorrichtung 14 herangezogen werden.

Eine derartige Untersuchung des tatsächlichen stationären Entladewiderstands Rs, bzw. der tatsächlichen Entladeleistung, gibt nicht nur Aufschluss darüber, ob die Entladung überhaupt funktioniert, sondern auch über das Ausmaß und über mögliche Fehlerquellen.

Beispielsweise kann in Schritt 155 die Entladevorrichtung 14 deaktiviert werden, während das erste Gleichspannungsnetz 1 weiterhin mit dem Strom I, mit der Spannung U, und/oder mit dem Leistungsfluss P, beaufschlagt wird. In Schritt 156 kann dann der Zeitverlauf l(t) des Stroms I, und/oder der Zeitverlauf U(t) der Spannung U, an dem mindestens einen Messpunkt lb, der sich in Antwort auf das Deaktivieren 155 einstellt, mit einem weiteren nominell zu erwartenden Zeitverlauf I N*(Ϊ), bzw. U _N *(t), verglichen werden. Das Ergebnis dieses Vergleichs kann in Schritt 163 als Prüfkriterium für die korrekte Funktion der

Entladevorrichtung 14 herangezogen werden.

So kann es beispielsweise erkannt werden, wenn sich die Entladevorrichtung 14 zwar aktivieren lässt und dann auch richtig arbeitet, aber die Deaktivierung nicht zuverlässig funktioniert. Ursache hierfür kann beispielsweise ein mechanisch festhängendes Relais sein, das als Schalter für das Aktivieren und Deaktivieren der Entladevorrichtung 14 verwendet wird.

Beispielsweise kann in Schritt 157 die Beaufschlagung des ersten

Gleichspannungsnetzes 1 mit dem Strom I, mit der Spannung U, und/oder mit dem Leistungsfluss P, beendet werden. In Schritt 158 kann dann der Zeitverlauf l(t) des Stroms I, und/oder der Zeitverlauf U(t) der Spannung U, an dem mindestens einen Messpunkt lb, der sich in Antwort auf das Beenden 157 einstellt, mit einem weiteren nominell zu erwartenden Zeitverlauf I _N ** (t) , bzw. U _N **(t), verglichen werden. Das Ergebnis dieses Vergleichs kann in Schritt 164 als Prüfkriterium für die korrekte Funktion der Entladevorrichtung (14) herangezogen werden.

So kann beispielsweise in dem genannten Beispiel mit dem mechanisch festhängenden Relais, dessen Kontakte sich beim Deaktivieren der

Entladevorrichtung nur unvollständig geöffnet haben, ein deutlich schnellerer Abfall der Spannung U im ersten Gleichspannungsnetz festgestellt werden als dies normalerweise zu erwarten wäre.

Figur 3 zeigt einen beispielhaften zeitlichen Ablauf des Verfahrens 100. In Figur 3a ist der Verlauf der Spannung U am Messpunkt lb im ersten

Gleichspannungsnetz 1 über der Zeit t eingezeichnet. In Figur 3b ist auf der gleichen Zeitskala die Spannung U(110) aufgetragen, mit der das erste

Gleichspannungsnetz 1 am Speisepunkt la beaufschlagt wird. In Figur 3c ist auf der gleichen Zeitskala aufgetragen, ob die Aktivierung 140 der

Entladevorrichtung 14 eingeschaltet (Wahrheitswert 1) oder ausgeschaltet (Wahrheitswert 0) ist.

Ab dem Zeitpunkt t=0 wird zunächst geprüft, ob der Energievorrat in der Niedervolt- Batterie 21 für die vollständige Durchführung des Verfahrens ausreicht. In dem in Figur 3 gezeigten Beispiel ist dies der Fall, so dass bei t=tl mit der Einspeisung einer konstanten Spannung U K in das Gleichspannungsnetz 1 begonnen wird, während zugleich die Entladevorrichtung 14 noch nicht aktiv ist. In diesem Stadium wird geprüft, ob der Zeitverlauf U(t) der Spannung U hinreichend mit dem zu erwartenden Zeitverlauf Uv(t) übereinstimmt. In dem in Figur 3 gezeigten Beispiel ist dies der Fall. Der Vergleich wird hier vereinfacht vorgenommen, indem nach Ablauf der Zeitspanne Tci geprüft wird, ob die Spannung U dem zu erwartenden Wert Uci entspricht. Hierbei muss nicht abgewartet werden, bis der Wert U K der angelegten Spannung erreicht ist.

Zum Zeitpunkt t=t2 wird die Beaufschlagung des Gleichspannungsnetzes 1 mit der konstanten Spannung UK beendet und gleichzeitig die Entladevorrichtung 14 aktiviert. Es wird zunächst geprüft, ob nach Verstreichen der Zeitspanne Tc ₂ die Spannung U auf den erwarteten Wert Uc2 abgeklungen ist. Anschließend wird wieder eine konstante Spannung in das Gleichspannungsnetz eingespeist, welche geringer ist als die zuvor eingespeiste Spannung U K und welche so bemessen ist, dass ein der nominellen Entladeleistung P _N der Entladevorrichtung 14 entsprechender Leistungsfluss P in das Gleichspannungsnetz 1 eingespeist wird. In diesem Stadium wird geprüft, ob die Spannung U innerhalb eines Toleranzbandes um den Wert Uc bleibt, denn wenn im Mittel genauso viel Leistung zugeführt wie abgeführt wird, gibt es keinen Anlass für eine dauerhafte Änderung der Spannung U.

Somit wird insgesamt zwischen den Zeitpunkten t2 und t4, zwischen denen die Entladevorrichtung 14 aktiv ist, geprüft, ob der Zeitverlauf U(t) der Spannung U dem erwarteten Zeitverlauf U _N ) folgt.

Zum Zeitpunkt t4 wird die Entladevorrichtung 14 deaktiviert, während das Gleichspannungsnetz 1 weiterhin mit konstanter Spannung beaufschlagt wird. Es wird nun entsprechend der Kurve U _N *(t) erwartet, dass die Spannung U wieder ansteigt, bis sie schließlich einen Sättigungswert erreicht entsprechend der angelegten Spannung.

Figur 4 zeigt einen weiteren beispielhaften zeitlichen Ablauf des Verfahrens 100. In Figur 4a sind die Spannung U und der Strom I im ersten Gleichstromnetz 1 aufgetragen. In Figur 4b ist, wie in Figur 3c, der Aktivierungszustand der Entladevorrichtung 14 (Wahrheitswert 0 oder 1) aufgetragen. Analog zu Figur 3 wird zwischen den Zeitpunkten t=0 und t=tl zunächst geprüft, ob in der Niedervolt- Batterie 21 genügend Energie für die Durchführung des Verfahrens 100 vorhanden ist. Es wird anschließend der Strom I auf einen konstanten Sollwert IK geregelt. Wenn sich der stationäre Zustand eingestellt hat, werden der stationäre Strom ls und die stationäre Spannung Us erfasst, und hieraus wird der stationäre Entladewiderstand Rs ermittelt. Es wird geprüft, ob dieser stationäre Entladewiderstand dem Nominalwert R _N entspricht.

Zum Zeitpunkt t=t2 wird die Entladevorrichtung 14 deaktiviert und das

Gleichspannungsnetz 1 zugleich weiterhin mit konstanter Spannung

beaufschlagt. Es wird geprüft, ob zum Zeitpunkt t3 der erwartete Wert Uc3 erreicht ist, was darauf hindeutet, dass der Zeitverlauf U(t) der Spannung U ab dem Zeitpunkt t2 hinreichend genau dem erwarteten Verlauf U _N *(t) folgt. Zum Zeitpunkt t3 wird die Beaufschlagung des Gleichspannungsnetzes 1 mit

Spannung beendet, und es wird geprüft, wie schnell die Spannung bis zum Zeitpunkt t4 abfällt. Wenn die Spannung in etwa dem erwarteten Wert UC4 entspricht, deutet dies darauf hin, dass der Zeitverlauf U(t) der Spannung U ab dem Zeitpunkt t3 hinreichend genau dem erwarteten Verlauf U _N **(t) folgt.