CN114056133A

CN114056133A - 用于诊断充电接口的状态的装置和方法

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Publication number: CN114056133A
Application number: CN202110871101.6A
Authority: CN
Inventors: T·施蒂霍夫斯基; R·博恩格雷贝尔
Original assignee: Volkswagen Automotive Co ltd
Current assignee: Volkswagen Automotive Co ltd
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2022-02-18
Anticipated expiration: 2041-07-30
Also published as: DE102020209581A1

Abstract

用于诊断充电接口的状态的装置和方法。本发明涉及一种用于诊断充电接口（101、201、301）的状态的装置（100）。该装置（100）包括：与充电接口（101、201、301）连接的传感器（103），用于检测附在充电接口（101、201、301）处的温度和/或电压的测量数据；计算单元（105）；和与输出单元（109）的接口（107）。该计算单元（105）被配置为：在给充电接口（101、201、301）供应电流期间，在使用分配表的情况下将通过传感器（103）所确定的测量数据分配给特征数（111），该特征数对充电接口（101、201、301）的状态进行量化；并且在输出单元（109）上输出该特征数（111）。

Description

用于诊断充电接口的状态的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于诊断充电接口的状态的装置和方法、一种用于管理充电基础设施的管理服务器、一种充电站和一种车辆。

背景技术

充电接口、诸如车辆的充电插头或者充电站的充电插座在其使用时间期间会磨损。尤其是，由于在充电接口处的腐蚀而可能发生功能损失乃至失灵。

由于充电接口的磨损无法被用户直接识别出，所以可能在没有识别出原因的情况下发生其中例如车辆的充电时长由于充电插头被腐蚀而增加的情况。

通常，如果知道磨损，则简单的措施、诸如清洁充电插头的电触点就可以快速且简单地减少该磨损。

WO 2012/139778 A2描述了一种用于依据在充电插头或充电插座处所测量到的温度与预先给定的阈值的对照来调整用来给电力储存器充电的充电速率的方法。在此，该充电速率被选择为使得充电插头或充电插座没有变得过热。

US 2009/0167537 A1描述了一种用于确定电接口的磨损状态的系统，其中当在该接口处所测量到的测量值超过预先给定的阈值时输出报警消息。

发明内容

在该背景下，本发明的任务在于：向用户显示充电接口的当前状态。本发明的任务尤其在于：使充电接口的维护间隔期与充电接口的当前状态动态地适配，以便预防性地防止充电接口的故障。

上述任务通过独立权利要求的特征来被解决。本发明的其它特征和细节从从属权利要求、说明书和附图中得到。在此，结合该装置、该管理服务器、该充电站和该车辆所描述的特征和细节当然也分别相互适用，使得关于对各个发明方面的公开内容始终相互参考或者可以相互参考。

在第一方面，本发明涉及一种用于诊断充电接口的状态的装置。该装置包括：与充电接口连接的传感器，用于检测附在充电接口处的温度和/或电压的测量数据；计算单元；和与输出单元的接口。该计算单元被配置为：在给充电接口供应电流期间，在使用分配表的情况下将通过传感器所确定的测量数据分配给特征数，该特征数对充电接口的状态进行量化；并且在输出单元上输出该特征数。

所提出的装置尤其用于确定充电接口、诸如车辆的充电插座或者充电站的充电插头的状态的质量或特征数。为此，该装置包括布置在充电接口处的传感器，诸如温度传感器和/或电压传感器。

因为附在充电接口处的电压或附在充电接口处的温度的测量值根据充电接口的状态、例如由于腐蚀而发生变化，所以所提出的装置被配置为：依据相对应的测量值来推断充电接口的当前状态。用户尤其可以依据该特征数来识别充电接口当前是能使用还是需要维护。

通过按照本发明提供的分配表，给相应的借助于按照本发明提供的传感器所确定的测量值分配特征数、即数值、尤其是阶梯数值。依据该特征数，用户可以推断充电接口的状态或质量。例如，特征数可以取1至6的阶梯值，类似于学校成绩。相对应地，该特征数说明了充电接口是否适合于传输电流。该特征数尤其可以通过颜色方案、例如交通指示灯方案来表明充电接口的质量，其中绿色编码非常适合于充电的状态而红色编码磨损或腐蚀状态。

按照本发明提供的分配表包括分配逻辑，依据该分配逻辑来将相应的所确定的测量值分配或能分配给特征数。在此，该分配表例如可以包括被分配给相应的特征数的值范围或者条件。

按照本发明提供的分配表能够从多个状态中选择当前状态并且能够在极端范围、如全新与有缺陷之间进行精细区分。该分配表尤其能够映射充电接口的磨损状态的逐渐发展，其方式是该特征数例如持续地在每个充电过程中都被更新。在此，该特征数例如可以被呈现为百分比值。

按照本发明提出的传感器可以被配置用于检测电压和/或温度。相对应地，该分配表同样可以包括将电压值和/或温度值分配给特征数。在此，在通过一个或多个传感器来组合提供电压值和温度值的情况下，可以规定：可被分配给更差的特征数、即磨损程度更高的状态的那些测量值被用于确定该特征数，以便避免假阳性失真的分配。

可以规定：该计算单元被配置为：从与充电接口连接的对应接口来查询关于该对应接口的维护日期的信息并且将这些信息与该充电接口的维护日期进行对照，而且

其中该计算单元被配置为：选择其维护日期更近的充电接口或对应接口作为参考，并且依据该分配表来给在与该参考连接的充电接口或对应接口处所确定的测量值相对于在该参考处所确定的测量值的偏差分配该特征数。

为了使环境条件对用于确定按照本发明提供的特征数的过程的影响减小到最低限度，可以相对于参考来评估充电接口的状态。通过选择具有特别高质量的参考、诸如新的或者新被维护的接口，所要评估的充电接口可以相对于已知的高质量来被评估，其方式是将在充电过程中所确定的在被选择为参考的充电接口与所要评估的充电接口之间的测量值的差距分配给特征数。相对应地，该特征数说明了所要评估的充电接口的状态与该参考的状态的差异程度。这意味着：相应的所要评估的充电接口可以通过使用具有由于最近进行的维护、尤其是与交付相关联的最近进行的维护而特别好的质量或状态的充电接口关于这些所要评估的充电接口的质量或这些所要评估的充电接口的状态来被评估，与在相应的充电过程、诸如外部温度或相应的充电电流方面的变化无关。

还可以规定：传感器是电压传感器，而且该计算单元被配置为：依据通过电压传感器所确定的附在充电接口处的电压的测量数据，确定这些测量数据相对于在与该充电接口连接的对应接口处所确定的测量数据的偏差的偏差值；并且借助于该分配表来给该偏差值分配该特征数。

由于电压降对于被腐蚀或被磨损的充电接口来说是表征性的，所以在所要评估的充电接口处所确定的第一电压值与在对应接口、即在充电过程中与该充电接口连接的充电接口处所确定的第二电压值的对照可以可靠地再现所要评估的充电接口的状态。相对应地，依据这样确定的偏差来被确定的特征数是充电接口的状态的特别可靠的指标。在此，充电接口可以是车辆的充电插头或充电插座，并且对应接口可以是充电站的充电插座或充电插头，或者反过来。

还可以规定：传感器是温度传感器，而且该计算单元被配置为：依据通过温度传感器所提供的附在充电接口处的温度的测量数据，确定这些测量数据相对于在与该充电接口连接的对应接口处所确定的测量数据的偏差的偏差值；并且借助于该分配表来给该偏差值分配该特征数。

由于温度升高对于被腐蚀或被磨损的充电接口来说是表征性的，所以在所要评估的充电接口处所确定的第一温度值与在对应接口、即在充电过程中与该充电接口连接的充电接口处所确定的第二温度值的对照可以可靠地再现所要评估的充电接口的状态。相对应地，依据这样确定的偏差来被确定的特征数是充电接口的状态的特别可靠的指标。在此，充电接口可以是车辆的充电插头或充电插座，并且对应接口可以是充电站的充电插座或充电插头，或者反过来。

还可以规定：该装置包括在充电接口处的多个测量位置的多个温度传感器，而且该计算单元被配置为：确定在通过相应的温度传感器所确定的温度值之间的温度差；并且对于该温度差高于预先给定的阈值的情况来说，推断出在温度最高的测量位置处的组件有故障；并且输出针对该测量位置的故障报告。

通过在充电接口的不同测量位置的温度测量，可以确定相应的测量位置的状态。例如，可以选择不同的电连接端作为测量位置，使得可以识别出有可能被磨损或被腐蚀的连接端。由于在其处测量到比在第二连接端处更高的温度的第一连接端可以被视为有磨损，所以尤其是规定：给第二测量位置分配相对应地差或高的特征数。

还可以规定：该装置包括在充电接口的多个测量位置的多个电压传感器，而且该计算单元被配置为：确定在通过相应的电压传感器所确定的电压值之间的电压差；并且对于该电压差高于预先给定的阈值的情况来说，推断出在电压最低的测量位置处的组件有故障；并且输出针对该测量位置的故障报告。

通过在充电接口的不同测量位置的电压测量，可以确定相应的测量位置的状态。例如，可以选择不同的电连接端作为测量位置，使得可以识别出有可能被磨损或被腐蚀的连接端。由于在其处测量到比在第二连接端处更低的电压的第一连接端可以被视为有磨损，所以尤其是规定：给第一测量位置分配相对应地差或高的特征数。

还可以规定：该计算单元被配置为：根据该特征数来使维护间隔期和/或充电时长适配，并且使用该特征数作为在计算该维护间隔期和/或该充电时长时的修正因子。

通过借助于按照本发明提供的特征数来修正充电时长计算，可以使用户免于比预期持续更长的充电过程。

通过借助于按照本发明提供的特征数来修正维护间隔期，可以避免充电接口的失灵或相应的充电站或相应的车辆的损坏，其方式是当该特征数超过阈值时例如缩短维护间隔期。替选地或附加地，当该特征数超过阈值时，可以向用户输出对充电接口进行维护的指示。

在第二方面，本发明涉及一种用于管理充电基础设施的管理系统。该管理系统包括管理服务器和所提出的装置的多个可能的设计方案，其中多个装置的相应的计算单元被配置为将通过这些装置所确定的数据传输给该管理服务器。该管理服务器被配置为：将相应的从装置接收到的数据与行动表进行对照并且执行通过该行动表所预先给定的行动，

其中该行动表至少包括：在输出单元上输出与该装置连接的充电接口的质量的特征数。

借助于例如设计成云服务器并且可与相应的装置经由通信接口、诸如移动无线网来保持连接的管理服务器，相应的所确定的特征数可以被登记并且被集中处理。例如，报告特别差的或特别高的特征数、即高于预先给定的阈值的特征数的装置可以被配置为：输出报警消息和/或切换到保护运行。

此外，通过该管理服务器可以实现对多个特征数的分析，以便确定维护策略，在该维护策略的情况下，当相应的特征数超过预先给定的阈值时，例如进行对充电接口的预防性维护。

在第三方面，本发明涉及一种充电站，其具有所提出的装置的可能的设计方案。

在第四方面，本发明涉及一种车辆，其具有所提出的装置的可能的设计方案。

在第五方面，本发明涉及一种用于诊断在充电过程中在充电站与车辆之间的充电接口的状态的方法。该方法包括：提供步骤，用于提供所提出的装置的可能的设计方案；确定步骤，用于确定充电接口的状态的特征数，其方式是在给充电接口供应电流期间在使用分配表的情况下将通过该装置的传感器所确定的测量数据分配给特征数；和输出步骤，用于在输出单元上输出该特征数。

所提出的方法尤其用于运行所提出的装置。

附图说明

本发明的其它设计方案从随后的附图描述中得到。从权利要求书、说明书或附图中得知的全部特征，包括设计细节和空间布局在内，不仅可以单独被使用而且可以以不同的组合来被使用。其中示意性地：

图1示出了按照本发明的装置的可能的设计方案；

图2示出了按照本发明的充电站的可能的设计方案；

图3示出了按照本发明的车辆的可能的设计方案；

图4示出了按照本发明的方法的可能的设计方案；

图5示出了按照本发明的管理系统的可能的设计方案。

具体实施方式

在图1中示出了装置100。装置100包括：与充电接口101连接的传感器103，用于检测附在充电接口101处的温度和/或电压的测量数据；计算单元105；和用于与输出单元109的通信的接口107。

计算单元105被配置为：在给充电接口101供应电流期间，在使用分配表的情况下将通过传感器103所确定的测量数据分配给特征数111，该特征数对充电接口101的状态进行量化；并且将特征数111经由接口传输到输出单元109上。

依据在输出单元109上输出的特征数111，用户可以识别和评估充电接口101的当前状态。在此，特征数111可以例如按照颜色方案来对充电接口101的状态进行编码，其中绿色表明非常适合于充电的状态而红色表明其中不能够充电或者只能够有条件地充电的磨损或腐蚀状态。

这里，充电接口101可以被设计成车辆的部分或者被设计成充电站的部分。

在图2中示出了充电站200。充电站200包括以充电插头为形式的充电接口201和按照图1的装置100。

为了确定充电接口201的状态，充电接口201与车辆的充电接口连接，并且从电压源给充电接口201供应电流。

在给充电接口201供应电流期间，传感器103确定在充电接口201处的温度和/或电压的测量值。在使用该分配表的情况下，计算单元105确定被分配给这些测量值的特征数并且将该特征数传输给输出单元109，该输出单元例如位于充电站200的运营商公司的监控室中。

在此，如果车辆的充电接口的维护日期比充电站200的充电接口201的维护日期更近，则可以确定特别有效的特征数，其方式是车辆的充电接口被选择作为参考并且在充电站200的充电接口201处确定的测量值相对于在车辆的充电接口处确定的测量值的偏差被确定并且被用于确定该特征数。通过这样确定该特征数，可以排除对相应的测量值的取决于情况或环境的影响。

在图3中示出了车辆300。车辆300包括以充电插座为形式的充电接口301和按照图1的装置100。

为了确定充电接口301的状态，充电接口301与充电站的充电接口连接，并且从电压源给充电接口301供应电流。

在给充电接口301供应电流期间，传感器103确定在充电接口301处的温度和/或电压的测量值。在使用该分配表的情况下，计算单元105确定被分配给这些测量值的特征数并且将该特征数传输给输出单元109，该输出单元例如布置在车辆300的仪表板中。

在图4中示出了方法400的流程。方法400包括：提供步骤401，用于提供所提出的装置的可能的设计方案；确定步骤403，用于确定充电接口的状态的特征数，其方式是在给充电接口供应电流期间在使用分配表的情况下将通过该装置的传感器所确定的测量数据分配给特征数；和输出步骤405，用于在输出单元上输出该特征数。

在图5中示出了管理系统500。管理系统500包括管理服务器501，该管理服务器与多个装置100经由通信接口503保持通信连接。

这些装置100经由通信接口503来与管理服务器501连接。经由通信接口503，该管理服务器接收相应的通过这些装置100所确定的特征数并且对这些特征数进行分析。

该管理服务器501尤其是确定相应的通过这些装置100所监控的充电接口的维护间隔期，其方式是如果相应的装置100的特征数超过或低于阈值，则该管理服务器501将服务的报告传送给该相应的装置。

附图标记列表

100 装置

101 充电接口

103 传感器

105 计算单元

107 接口

109 输出单元

111 特征数

200 充电站

201 充电接口

300 车辆

301 充电接口

400 方法

401 提供步骤

403 确定步骤

405 输出步骤

500 管理系统

501 管理服务器

503 通信接口

Claims

1.一种用于诊断在充电过程中在充电站（200）与车辆（300）之间的充电接口（101、201、301）的状态的装置（100），

其中所述装置（100）包括：

- 与充电接口（101、201、301）连接的传感器（103），用于检测附在所述充电接口（101、201、301）处的温度和/或电压的测量数据；

- 计算单元（105）；

- 与输出单元（109）的接口（107），

其中所述计算单元（105）被配置为：在给所述充电接口供应电流期间，在使用分配表的情况下将通过所述传感器（103）所确定的测量数据分配给特征数（111），所述特征数对所述充电接口（101、201、301）的状态进行量化；并且将所述特征数（111）经由所述接口（107）输出到所述输出单元（109）上。

2.根据权利要求1所述的装置（100），

其特征在于，

所述充电接口（101、201、301）是车辆（300）的充电插座或者充电站（200）的充电插头。

3.根据上述权利要求中任一项所述的装置（100），

其特征在于，

所述计算单元（105）被配置为：从与所述充电接口（101、201、301）连接的对应接口来查询关于所述对应接口的维护日期的信息并且将所述信息与所述充电接口（101、201、301）的维护日期进行对照，而且

其中所述计算单元（105）被配置为：选择其维护日期更近的充电接口（101、201、301）或对应接口作为参考，并且依据所述分配表来给在与所述参考连接的充电接口（101、201、301）或对应接口处所确定的测量值相对于在所述参考处所确定的测量值的偏差分配所述特征数（111）。

4.根据上述权利要求中任一项所述的装置（100），

其特征在于，

所述传感器（103）是电压传感器，而且所述计算单元（105）被配置为：依据通过所述传感器（103）所确定的附在所述充电接口（101、201、301）处的电压的测量数据，确定所述测量数据相对于在与所述充电接口（101、201、301）连接的对应接口处所确定的测量数据的偏差的偏差值；并且借助于所述分配表来给所述偏差值分配所述特征数（111）。

5.根据上述权利要求中任一项所述的装置（100），

其特征在于，

所述传感器（103）是温度传感器，而且所述计算单元（105）被配置为：依据通过所述传感器（103）所提供的附在所述充电接口（101、201、301）处的温度的测量数据，确定所述测量数据相对于在与所述充电接口（101、201、301）连接的对应接口处所确定的测量数据的偏差的偏差值；并且借助于所述分配表来给所述偏差值分配所述特征数（111）。

6.根据上述权利要求中任一项所述的装置（100），

其特征在于，

所述装置（100）包括在所述充电接口（101、201、301）的多个测量位置的多个温度传感器，而且所述计算单元（105）被配置为：确定在通过相应的温度传感器所确定的温度值之间的温度差；并且对于所述温度差高于预先给定的阈值的情况来说，推断出在温度最高的测量位置处的组件有故障；并且输出针对所述测量位置的故障报告。

7.根据上述权利要求中任一项所述的装置（100），

其特征在于，

所述装置包括在所述充电接口（101、201、301）的多个测量位置的多个电压传感器，而且所述计算单元（105）被配置为：确定在通过相应的电压传感器所确定的电压值之间的电压差；并且对于所述电压差高于预先给定的阈值的情况来说，推断出在电压最低的测量位置处的组件有故障；并且输出针对所述测量位置的故障报告。

8.根据上述权利要求中任一项所述的装置（100），

其特征在于，

所述计算单元（105）被配置为：根据所述特征数（111）来使维护间隔期和/或充电时长适配，并且使用所述特征数（111）作为在计算所述维护间隔期和/或所述充电时长时的修正因子。

9.一种用于管理充电基础设施的管理系统（500），

其中所述管理系统（500）包括：

- 管理服务器（501）；和

- 多个根据权利要求1至8中任一项所述的装置（100），

其中多个装置（100）的相应的计算单元（105）被配置为：将通过所述装置（100）所确定的数据传输给所述管理服务器（501），而且

其中所述管理服务器（501）被配置为：将相应的从装置（100）接收到的数据与行动表进行对照并且执行通过所述行动表所预先给定的行动，

其中所述行动表至少包括：在输出单元上输出与所述装置连接的充电接口（101、201、301）的质量的特征数。

10.一种充电站（200），其具有根据权利要求1至8中任一项所述的装置（100）。

11.一种车辆（300），其具有根据权利要求1至8中任一项所述的装置（100）。

12.一种用于诊断在充电过程中在充电站（200）与车辆（300）之间的充电接口（101、201、301）的状态的方法（400），

其中所述方法（400）包括：

- 提供（401）根据权利要求1至8中任一项所述的装置（100）；

- 确定（403）所述充电接口（101、201、301）的状态的特征数（111），其方式是在给所述充电接口（101、201、301）供应电流期间在使用分配表的情况下将通过所述装置的传感器（103）所确定的测量数据分配给所述特征数（111）；

- 在输出单元（109）上输出所述特征数（111）。