DE102011018950A1 - Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers für ein Fahrzeug sowie entsprechende Vorrichtung, entsprechendes System und Fahrzeug - Google Patents

Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers für ein Fahrzeug sowie entsprechende Vorrichtung, entsprechendes System und Fahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE102011018950A1
DE102011018950A1 DE102011018950A DE102011018950A DE102011018950A1 DE 102011018950 A1 DE102011018950 A1 DE 102011018950A1 DE 102011018950 A DE102011018950 A DE 102011018950A DE 102011018950 A DE102011018950 A DE 102011018950A DE 102011018950 A1 DE102011018950 A1 DE 102011018950A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle
charging
energy
feedback
energy storage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102011018950A
Other languages
English (en)
Inventor
Lutz Elsholz
Reiner Abl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Volkswagen AG
Original Assignee
Audi AG
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG, Volkswagen AG filed Critical Audi AG
Priority to DE102011018950A priority Critical patent/DE102011018950A1/de
Publication of DE102011018950A1 publication Critical patent/DE102011018950A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/66—Data transfer between charging stations and vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46—Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00036—Charger exchanging data with battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00045—Authentication, i.e. circuits for checking compatibility between one component, e.g. a battery or a battery charger, and another component, e.g. a power source
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with provisions for charging different types of batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Ein elektrischer Energiespeicher (13) eines Fahrzeugs (10) wird über eine außerhalb des Fahrzeugs (10) befindliche Energieversorgungseinrichtung (7) geladen. Dabei wird vor dem Laden in dem Fahrzeug eine Rückmeldung für die Energieversorgungseinrichtung (7) erzeugt. Die Erzeugung dieser Rückmeldung erfolgt mit einer in einem Signal (2) von der Energieversorgungseinrichtung (7) enthaltenen Energie.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, um einen elektrischen Energiespeicher (insbesondere eine 12 V-Batterie) eines Fahrzeugs mit Hilfe einer externen Energieversorgungseinrichtung zu laden, sowie eine entsprechend ausgestaltete Vorrichtung, ein entsprechend ausgestaltetes System und ein entsprechend ausgestaltetes Fahrzeug.
  • Die WO 2010/055411 offenbart ein Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs über eine externe Energieversorgungseinrichtung, wobei beim Laden ein Pilotsignal gesendet wird.
  • Nach dem Stand der Technik muss zum Laden einer Hochvolt-Batterie sowie einer 12 V Batterie eines Fahrzeugs über eine Wechselspannung einer externen Energieversorgungseinrichtung (d. h. die Energieversorgungseinrichtung befindet sich außerhalb des Fahrzeugs) ein Pilotsignal ausgewertet und eine Rückmeldung erzeugt werden, damit die externe Energieversorgungseinrichtung mit dem Laden beginnt. Die Wandlung der Wechselspannung in eine Gleichspannung (Hochvolt oder Niedervolt (z. B. 12 V)) erfolgt in einem fahrzeugseitigen Steuergerät. Wenn nun die 12 V-Batterie aufgrund ihres Ladezustands nicht in der Lage ist, die entsprechenden Steuergeräte des Fahrzeugs mit Energie zu versorgen, kann weder das Pilotsignal ausgewertet, noch eine entsprechende Rückmeldung erzeugt werden. In diesem Fall ist es nach dem Stand der Technik also nicht möglich, die 12 V-Batterie des Fahrzeugs auf normale Weise über die Hochvolt-Wechselspannung der externen Energieversorgungseinrichtung zu laden.
  • Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, dieses Problem nach dem Stand der Technik zu lösen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, durch eine Vorrichtung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers für ein Fahrzeug nach Anspruch 2, durch ein System zum Laden eines elektrischen Energiespeichers für ein Fahrzeug nach Anspruch 9 und durch ein Fahrzeug nach Anspruch 10 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum automatischen Laden eines elektrischen Energiespeichers für ein Fahrzeug bereitgestellt. Dabei erfolgt das Laden über eine außerhalb des Fahrzeugs befindliche Energieversorgungseinrichtung, welche insbesondere eine Hochvolt-Wechselspannung (z. B. Spannungsbereich 100 bis 400 V) bereitstellt. Dabei wird vor dem Laden in dem Fahrzeug automatisch eine Rückmeldung für die externe Energieversorgungseinrichtung erzeugt. Mit anderen Worten ist die Energieversorgungseinrichtung derart ausgestaltet, dass sie erst mit dem Laden beginnt, wenn sie diese Rückmeldung von dem Fahrzeug erfasst hat. Erfindungsgemäß wird die Rückmeldung mittels einer Energie erzeugt, welche sich in einem Signal befindet, welches von der Energieversorgungseinrichtung zum Fahrzeug beim Einleiten des Ladevorgangs geschickt wird.
  • Indem die Rückmeldung mit einer Energie erzeugt wird, welche nicht aus dem aufzuladenden elektrischen Energiespeicher des Fahrzeugs bereitgestellt werden muss, kann das Laden über die externe Energieversorgungseinrichtung vorteilhafterweise auch dann automatisch durchgeführt werden, wenn der Energiespeicher des Fahrzeugs nicht mehr in der Lage ist, diese zur Erzeugung der Rückmeldung notwendige Energie bereitzustellen.
  • Das Signal von der Energieversorgungseinrichtung wird auch als Pilotsignal (”Control Pilot”) bezeichnet. Das Laden des elektrischen Energiespeichers mittels der Energie der externen Energieversorgungseinrichtung findet nur dann statt, wenn vorher diese positive Rückmeldung erzeugt und von der externen Energieversorgungseinrichtung erfasst wurde.
  • Bei dem von der externen Energieversorgungseinrichtung an das Fahrzeug gesendeten Signal handelt es sich in der Regel um ein Signal, welches in seiner Pulsbreite bzw. Pulsweite moduliert. ist. Unter Pulsweitenmodulation (PWM) wird in der Regel eine Modulationsart verstanden, bei welcher eine technische Größe (z. B. elektrischer Strom oder elektrische Spannung) zwischen zwei Werten wechselt. Dabei wird normalerweise bei konstanter Frequenz der Tastgrad des Signals moduliert.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Vorrichtung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers für ein Fahrzeug bereitgestellt. Dabei umfasst die Vorrichtung zumindest ein Steuergerät und ist derart ausgestaltet, dass der Energiespeicher mit Hilfe der Vorrichtung über eine außerhalb des Fahrzeugs befindliche Energieversorgungseinrichtung ladbar ist. Das mindestens eine Steuergerät ist in der Lage, eine Rückmeldung für die Energieversorgungseinrichtung zu erzeugen. Erfindungsgemäß ist das mindestens eine Steuergerät derart ausgestaltet, dass es die Rückmeldung mit einer Energie erzeugt, welche sich in einem Signal befindet, welches von der Energieversorgungseinrichtung an das Steuergerät gesendet wird.
  • Indem das Steuergerät die Rückmeldung auch dann erzeugen kann, wenn der Energiespeicher, über welchen das Steuergerät normalerweise mit Energie versorgt wird, nicht mehr in der Lage ist, die dazu notwendige Energie bereitzustellen, kann das Laden des Energiespeichers über die externe Energieversorgung auch in diesem Fall vorteilhafterweise durchgeführt werden.
  • Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das Steuergerät einen Schalter, mit dessen Hilfe die Rückmeldung erzeugt wird. Dabei ist das Steuergerät in der Lage, mit der in dem Signal enthaltenen Energie den Schalter (zum Beispiel einen Transistor) zu schließen und damit die Rückmeldung zu erzeugen.
  • Bei dieser Ausführungsform kann die Vorrichtung auch einen Widerstand umfassen, wobei dieser Widerstand mit Hilfe des Schalters zwischen zwei Verbindungsleitungen geschaltet wird, über welche das Steuergerät und die Energieversorgungseinrichtung verbunden sind.
  • Indem der Widerstand zwischen die beiden Verbindungsleitungen geschaltet wird, verringert sich der Gesamtwiderstand; welcher zwischen diesen beiden Verbindungsleitungen vorhanden ist. Diese Änderung des Gesamtwiderstands entspricht dabei der Rückmeldung. Diese Änderung des Gesamtwiderstands und damit die positive Rückmeldung wird von der externen Energieversorgungseinrichtung (z. B. in Form eines Spannungseinbruchs) erfasst, welche nach dem Erfassen der Rückmeldung mit dem Laden beginnt.
  • Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Vorrichtung nicht nur ein Steuergerät zur Erzeugung der Rückmeldung, sondern zusätzlich eine Schutzvorrichtung für das Niedervoltnetz des Fahrzeugs, wobei dieses Niedervoltnetz auch den Energiespeicher umfasst. Die Schutzvorrichtung ist dabei derart ausgestaltet, dass sie abhängig von dem Zustand des Niedervoltnetzes eine Freigabe zum Laden des Energiespeichers über die externe Energieversorgungseinrichtung erzeugt.
  • Mit anderen Worten müssen gemäß dieser Ausführungsform zwei Bedingungen erfüllt werden, damit das Laden des Energiespeichers durchgeführt wird. Zum einen muss von dem einen Steuergerät des Fahrzeugs eine positive Rückmeldung erzeugt werden, und zum anderen muss eine Freigabe von der Schutzvorrichtung erzeugt werden. Nach der Rückmeldung wird die Energie von der externen Energieversorgungseinrichtung bereitgestellt. Abhängig von der Freigabe der Schutzvorrichtung wird dann insbesondere im Fahrzeug entschieden, ob diese Energie zum Laden des Energiespeichers eingesetzt wird. Dies kann z. B. mittels Schaltern (insbesondere Schützen) realisiert werden, welche entsprechend geschaltet werden müssen, um die von der externen Energieversorgungseinrichtung bereitgestellte Energie an den Energiespeicher zu leiten.
  • Zur Entscheidungsfindung, ob die Freigabe zum Laden des Energiespeichers erteilt werden soll oder nicht, erfasst die Schutzvorrichtung innerhalb des Fahrzeugs insbesondere Zustände des Energiespeichers und wertet diese aus. Die Schutzvorrichtung gibt das Laden des Energiespeichers dabei vorteilhafterweise nur dann frei (d. h. erzeugt die fahrzeuginterne Freigabe), wenn die Auswertung dieser Zustände des Energiespeichers zu einem positiven Ergebnis führten.
  • Wenn die Schutzvorrichtung beispielsweise bei der Überprüfung der Zustände des Energiespeichers erfasst, dass der Energiespeicher einen internen Kurzschluss aufweist, wird die Freigabe zum Laden des Energiespeichers nicht erteilt. Dadurch wird vorteilhafterweise verhindert, dass das Laden des Energiespeichers den Energiespeicher weiter beschädigt oder gar größere Schäden am Fahrzeug verursacht.
  • Die Schutzvorrichtung ist vorteilhafterweise in der Lage, sowohl die Auswertung der Zustände des Niedervoltnetzes und insbesondere des Energiespeichers durchzuführen als auch im positiven Fall die Freigabe zum Laden des Energiespeichers zu erzeugen.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein System zum Laden eines elektrischen Energiespeichers für ein Fahrzeug bereitgestellt. Dabei umfasst das System eine erfindungsgemäße Vorrichtung und eine außerhalb des Fahrzeugs befindliche Energieversorgungseinrichtung. Die externe oder außerhalb des Fahrzeugs befindliche Energieversorgungseinrichtung ist dabei derart ausgestaltet, dass die Energieversorgungseinrichtung die zum Laden des Energiespeichers notwendige Hochvolt-Wechselspannung nur dann bereitstellt, wenn die Energieversorgungseinrichtung vorher von der Vorrichtung eine positive Rückmeldung erfasst.
  • Schließlich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug bereitgestellt, welches einen Energiespeicher und eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst.
  • Der Energiespeicher ist dabei insbesondere ein Energiespeicher für ein Niedervoltnetz des Fahrzeugs, d. h. beispielsweise eine 12 V-Batterie.
  • Die vorliegende Erfindung ist insbesondere zum Laden eines Niedervolt-Energiespeichers für ein Fahrzeug geeignet. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich eingeschränkt, da die vorliegende Erfindung auch zum Laden beliebiger Energiespeicher, zum Beispiel auch Hochvolt-Energiespeicher, eingesetzt werden kann. Zum anderen ist die vorliegende Erfindung prinzipiell auch zum Einsatz bei Flugzeugen, Schiffen sowie gleisgeführten oder spurgeführten Fahrzeugen einsetzbar.
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben.
  • 1 stellt schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug dar, welches mit einer externen Ladestation gekoppelt ist.
  • 2 stellt schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar.
  • In 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10 dargestellt, welches mittels einer Steckverbindung 6 und eines Ladekabels 8 mit einer externen elektrischen Ladestation 7 verbunden ist.
  • Nachdem das Ladekabel 8 über die Steckverbindung 6 mit dem Fahrzeug 10 gekoppelt ist, wird der Schalter 4 der Ladestation 7 derart geschaltet, dass die Leitung 11 mit dem Oszillator 5 der Ladestation 7 verbunden ist. Dadurch liegt ein pulsweitenmoduliertes Pilotsignal 2 auf der Leitung 11, welches ein Steuergerät 1 des Fahrzeugs 10 mit Energie versorgt. Mit der Energie des pulsweitenmodulierten Signals (autonomer Betrieb) aktiviert das Steuergerät 1 einen Schalter 3 (beispielsweise einen Transistor), wodurch ein Widerstand R2 zwischen die Leitung 11 und die Leitung 12 (welche auf dem Potenzial Schutzerde liegt) geschaltet wird. Dadurch verringert sich auch für die Ladestation 7 der Gesamtwiderstand, welcher zwischen den beiden Leitungen 11 und 12 liegt. Diese Änderung des Gesamtwiderstandes erfasst die Ladestation 7 als eine positive Rückmeldung und beginnt damit, eine Wechselspannung (insbesondere Hoch-Wechselspannung) zum Laden des Energiespeichers des Fahrzeugs 10 bereitzustellen.
  • Die Energie aus der Wechselspannung der Ladestation 7 wird über zwei Leitungen, welche in 1 nicht dargestellt sind, aber innerhalb des Ladekabels 8 verlaufen, zu einem Ladegerät des Fahrzeugs 10 geleitet, welches dann in der Regel über einen internen (im Ladegerät} vorhandenen Spannungswandler den Energiespeicher (zum Beispiel eine 12 V-Batterie) laden könnte. Das Ladegerät würde in diesem Betriebsmodus autonom agieren, bis das Niedervolt-Bordnetz des Fahrzeugs wieder mit entsprechender Spannung funktionsfähig ist.
  • Im Folgenden wird der Vorgang zum Laden des Energiespeichers des Fahrzeugs 10 im Detail beschrieben, wobei zu Beginn des Vorgangs davon ausgegangen wird, dass der Energiespeicher einen Ladezustand (z. B. < 9 V bei einer 12 V-Batterie) aufweist, so dass der Energiespeicher das Niedervolt-Bordnetz nicht mehr mit einer ausreichenden Energie versorgen kann, so dass die von dem Niedervolt-Bordnetz versorgten Steuergeräte (z. B. das Steuergerät 1) nicht mehr mit der Energie des Energiespeichers betrieben werden können:
    • 1. Das Ladekabel 8 der Ladestation 7 wird über die Steckverbindung 6 mit dem Fahrzeug 10 verbunden.
    • 2. Die Ladestation 7 erzeugt ein pulsweitenmoduliertes Pilotsignal 2.
    • 3. Das Pilotsignal 2 versorgt das Steuergerät 1 mit Energie.
    • 4. Das Steuergerät 1 schaltet mit der Energie des Pilotsignals autonom über den Schalter 3 den Widerstand R2 zwischen die beiden Leitungen 11 und 12.
    • 5. Die Ladestation 1 erfasst die Änderung des Gesamtwiderstandes zwischen den beiden Leitungen 11 und 12, welche sich aufgrund des Zuschaltens des Widerstands R2 ergibt.
    • 6. Erst jetzt (nachdem die Ladestation die positive Rückmeldung durch die Änderung des Gesamt Widerstands erfasst hat) stellt die Ladestation 7 dem Fahrzeug 10 Energie in Form einer Wechselspannung bereit.
  • Gemäß einer erfindungsgemäßen Variante umfasst die Vorrichtung 20 auch eine Schutzvorrichtung 9 (siehe 2). Diese Schutzvorrichtung 9 überprüft insbesondere, ob der Energiespeicher 13 ladebereit ist. Nur wenn der Energiespeicher 13 ladebereit ist, erteilt die Schutzvorrichtung 9 eine entsprechende Freigabe zum Laden des Energiespeichers 13. Die fahrzeugseitige Schutzvorrichtung 9 kann durch die von der externen Ladestation 7 bereitgestellte Energie, welche nach der positiven Rückmeldung vorhanden ist, mit Energie versorgt werden.
  • Es gibt, die Möglichkeit, dass die Schutzvorrichtung 9 eine Art Schalter aktiviert, wenn der Energiespeicher 13 ladebereit ist. Bei dieser Möglichkeit würde demnach die externe Ladestation 7 unabhängig von der Ladebereitschaft des Energiespeichers 13 ihre Energie in Form einer Wechselspannung dem Fahrzeug 10 bereitstellen (sofern die positive Rückmeldung der Steuereinrichtung 1 vorliegt). Nur die Entscheidung, ob diese Energie dann an den Energiespeicher 13 weitergeleitet wird, obliegt dann der Schutzvorrichtung 9. Dabei könnte die Schutzvorrichtung selbst mit der Energie der Ladestation 7 in Form der Wechselspannung (beispielsweise nach einer entsprechenden Wandlung einschließlich Gleichrichtung) versorgt werden. Die Schutzvorrichtung 9 könnte also mit der in Form einer Wechselspannung von der Ladestation 7 bereitgestellten Energie versorgt werden, um die Ladebereitschaft des Energiespeichers 13 zu überprüfen und im Fall eines positiven Ergebnisses die in Form einer Wechselspannung von der Ladestation 7 bereitgestellte Energie entsprechend gewandelt dem Energiespeicher 13 zuführen.
  • In 2 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2b und einer 12 V-Batterie 13 dargestellt. Die Vorrichtung 20 umfasst ihrerseits ein Steuergerät 1 und eine Schutzvorrichtung 9 und ist mit einer externen Ladestation 7 verbunden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2010/055411 [0002]

Claims (11)

  1. Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (13) für ein Fahrzeug (10), wobei das Laden über eine außerhalb des Fahrzeugs (10) befindliche Energieversorgungseinrichtung (7) erfolgt, und wobei vor dem Laden in dem Fahrzeug (10) eine Rückmeldung für die Energieversorgungseinrichtung (7) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückmeldung mit einer in einem Signal (2) von der Energieversorgungseinrichtung (7) enthaltenen Energie erzeugt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal ein pulsweitenmoduliertes Signal (2) ist.
  3. Vorrichtung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (13) für ein Fahrzeug (10), wobei die Vorrichtung (20) zum Laden des Energiespeichers (13) mittels einer außerhalb des Fahrzeugs (10) befindlichen Energieversorgungseinrichtung (7) ausgestaltet ist, wobei die Vorrichtung (20) mindestens ein Steuergerät (1) umfasst, wobei das mindestens eine Steuergerät (1) zur Erzeugung einer Rückmeldung für die Energieversorgungseinrichtung (7) ausgestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Steuergerät (1) ausgestaltet ist, mit einer in einem Signal (2) von der Energieversorgungseinrichtung (7) enthaltenen Energie zur Erzeugung der Rückmeldung betrieben zu werden.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Steuergerät (1) einen Schalter (3) umfasst, mit welchem die Rückmeldung erzeugbar ist, und dass das mindestens eine Steuergerät (1) mit der in dem Signal (2) enthaltenen Energie zu einem Schließen des Schalters (3) ausgestaltet ist, um dadurch die Rückmeldung zu erzeugen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20) einen Widerstand (R2) umfasst, und dass mit dem Schalter (3) der Widerstand (R2) zwischen zwei Verbindungsleitungen (11, 12) schaltbar ist, über welche das mindestens eine Steuergerät (1) und die Energiespeichereinrichtung (7) verbunden sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3–5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Steuergerät (1) eine Schutzvorrichtung (9) für ein Niedervoltnetz des Fahrzeugs (10) umfasst, dass das Niedervoltnetz den Energiespeicher (13) umfasst, und dass die Schutzvorrichtung (9) zur Freigabe des Ladens des Energiespeichers (13) über die Energieversorgungseinrichtung (7) ausgestaltet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung (9) derart ausgestaltet ist, dass die Schutzvorrichtung (9) Zustände des Energiespeichers (13) erfasst und auswertet und dass die Schutzvorrichtung (9) das Laden des Energiespeichers (13) nur freigibt, wenn die Auswertung der Zustände des Energiespeichers (13) zu einem positiven Ergebnis kam.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 ausgestaltet ist.
  9. System zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (13) für ein Fahrzeug (10), wobei das System (7, 20) eine außerhalb des Fahrzeugs (10) befindliche Energieversorgungseinrichtung (7) und die Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 3–8 umfasst, und wobei die Energieversorgungseinrichtung (7) derart ausgestaltet ist, dass die Energieversorgungseinrichtung (7) das Laden des Energiespeichers (13) nur dann durchführt, wenn die Energieversorgungseinrichtung (7) vorher die Rückmeldung erfasst.
  10. Fahrzeug mit einem Energiespeicher (13) und einer Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 3–8.
  11. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher ein Energiespeicher (13) für ein Niedervoltnetz des Fahrzeugs (10) ist.
DE102011018950A 2011-04-29 2011-04-29 Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers für ein Fahrzeug sowie entsprechende Vorrichtung, entsprechendes System und Fahrzeug Ceased DE102011018950A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011018950A DE102011018950A1 (de) 2011-04-29 2011-04-29 Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers für ein Fahrzeug sowie entsprechende Vorrichtung, entsprechendes System und Fahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011018950A DE102011018950A1 (de) 2011-04-29 2011-04-29 Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers für ein Fahrzeug sowie entsprechende Vorrichtung, entsprechendes System und Fahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011018950A1 true DE102011018950A1 (de) 2012-10-31

Family

ID=47007685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011018950A Ceased DE102011018950A1 (de) 2011-04-29 2011-04-29 Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers für ein Fahrzeug sowie entsprechende Vorrichtung, entsprechendes System und Fahrzeug

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011018950A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020209760A1 (de) 2020-08-03 2022-02-03 Fronius International Gmbh Batterieladegerät

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050258797A1 (en) * 2004-05-19 2005-11-24 Chien-Ming Hung Portable emergency vehicle battery charger
WO2010055411A1 (en) 2008-11-17 2010-05-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Charging cable for electric vehicle and method of controlling charging cable
EP2211439A1 (de) * 2007-09-10 2010-07-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Ladesystem-fehlschlagbeurteilungseinrichtung und fehlschlagbeurteilungsverfahren
DE102009025303A1 (de) * 2009-06-15 2010-12-16 Rwe Ag Verfahren und Vorrichtung zur Kommunikation zwischen einem Elektrofahrzeug und einer Ladestation
JP2011087408A (ja) * 2009-10-15 2011-04-28 Toyota Motor Corp 車両の電源システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050258797A1 (en) * 2004-05-19 2005-11-24 Chien-Ming Hung Portable emergency vehicle battery charger
EP2211439A1 (de) * 2007-09-10 2010-07-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Ladesystem-fehlschlagbeurteilungseinrichtung und fehlschlagbeurteilungsverfahren
WO2010055411A1 (en) 2008-11-17 2010-05-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Charging cable for electric vehicle and method of controlling charging cable
DE102009025303A1 (de) * 2009-06-15 2010-12-16 Rwe Ag Verfahren und Vorrichtung zur Kommunikation zwischen einem Elektrofahrzeug und einer Ladestation
JP2011087408A (ja) * 2009-10-15 2011-04-28 Toyota Motor Corp 車両の電源システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Online Übersetzung der JP 2011 087 408 A. 28.04.2011, JPO [online]. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020209760A1 (de) 2020-08-03 2022-02-03 Fronius International Gmbh Batterieladegerät

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013210061B4 (de) Aktivierung-durch-Steuerpilot-Schaltung für Bordbatterie-Ladevorrichtung
DE102015004119A1 (de) Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Energiespeicher und zwei Ladeschnittstellen, Ladesystem sowie Verfahren
DE102011109709A1 (de) Verfahren und System zur Spannungsversorgung eines Bordnetzes eines Fahrzeugs
WO2015135729A1 (de) Anordnung zum versorgen eines kraftfahrzeugs mit elektrischer energie
DE102014219133A1 (de) Bordnetz
DE102004057693A1 (de) Vorrichtung zur schnellen Entladung eines Kondensators
DE102015209081A1 (de) Elektrisches System und Verfahren zum Vorladen eines Zwischenkreiskondensators eines elektrischen Systems
DE102013015713A1 (de) Kraftfahrzeug-Hochvoltsystem mit Schutz bei blockierten Schaltschützen
DE102016122453A1 (de) Betriebsverfahren für eine Zweispannungsbatterie
EP3507614A1 (de) Verfahren zur feststellung der funktionssicherheit einer batterie
DE102013006254A1 (de) Spannungsfreischaltung eines Hochvoltfahrzeugs
DE102010054464A1 (de) Verfahren zur Erkennung einer unberechtigten Trennung einer elektrischen Verbindung zwischen einer Ladestation und einem Fahrzeug sowie entsprechendes Fahrzeug und entsprechende Ladestation
DE102017209100A1 (de) Enladeschaltung und Verfahren zur Entladung eines Hochvolt-Zwischenkreises eines Fahrzeugs
DE102009055331A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung einer Verpolung auf einer Niedervoltseite eines Gleichspannungswandlers in einem Zweispannungsbordnetz
DE102011111993A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines Fahrzeugs
DE102011107229B4 (de) Heizsystem für ein Fahrzeug sowie Fahrzeug mit Heizsystem
DE102015122676A1 (de) System, verfahren und vorrichtung zum schützen eines obcausgangsanschlusses
DE102015008005B4 (de) Notlaufbetrieb für ein Kraftfahrzeug mit zwei Bordnetzen
DE102013201745A1 (de) System zur Regelung des Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers in einem Hybrid-Kraftfahrzeug
DE102011018950A1 (de) Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers für ein Fahrzeug sowie entsprechende Vorrichtung, entsprechendes System und Fahrzeug
DE102016222271B4 (de) Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Ladedose eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs und Ladestecker
DE102014006944B4 (de) Verfahren zum Betrieb einer kraftfahrzeugseitigen elektrischen Bordnetzstruktur, elektrische Bordnetzstruktur für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
DE102016122246A1 (de) Extremladung und -betrieb für ein Elektrofahrzeug
DE102011082736A1 (de) Steuervorrichtung für ein On-Board-Fahrzeugladesystem und Verfahren zum Aktivieren eines On-Board-Fahrzeugladesystems
DE102018210644A1 (de) Verfahren zum Laden einer Hochvoltbatterie in einem Traktionsnetz und Traktionsnetz

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B60D0099000000

Ipc: H02J0007000000

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final