DE102016109074A1

DE102016109074A1 - Verfahren und Anordnung zum Laden einer Fahrzeugbatterie

Info

Publication number: DE102016109074A1
Application number: DE102016109074.3A
Authority: DE
Inventors: Thomas Kristof
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2017-11-23
Also published as: JP6623193B2; JP2017209003A; US10239410B2; US20170334303A1; CN107404134A; CN107404134B

Abstract

Verfahren zum Laden einer Fahrzeugbatterie (20), insbesondere einer Hochvolt-Fahrzeugbatterie (20), die elektrische Leistung für einen elektrischen Antriebsmotor eines Fahrzeugs (10) speichert, wobei die Fahrzeugbatterie (20) über eine Schalteranordnung (24; 24') elektrisch mit einer Ladedose (22) verbindbar ist, mit den Schritten: Messen einer ersten elektrischen Größe (U1) auf der der Ladedose (22) zugewandten Seite der Schalteranordnung (24; 24') mittels einer ersten Messeinrichtung (32), Messen einer zweiten elektrischen Größe (U3; U2) auf der der Fahrzeugbatterie (20) zugewandten Seite der Schaltanordnung (24) mittels einer zweiten Messeinrichtung (34; 34'), Vergleichen der ersten elektrischen Größe (U1) und der zweiten elektrischen Größe (U3; U2) und Schließen der Schalteranordnung (24; 24'), wenn die erste elektrische Größe (U1) und die zweite elektrische Größe (U3; U2) im Wesentlichen übereinstimmen, Messen der ersten elektrischen Größe (U1) und der zweiten elektrischen Größe (U3; U2), während die Schalteranordnung (24; 24') geschlossen ist, und Abgleichen der ersten Messeinrichtung (32) und der zweiten Messereinrichtung (34; 34') aufgrund einer ersten Messdifferenz (∆U1) von Messergebnissen der ersten elektrischen Größe (U1) und der zweiten elektrischen Größe (U3; U2), während die Schalteranordnung (24; 24') geschlossen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden einer Fahrzeugbatterie, insbesondere einer Hochvolt-Fahrzeugbatterie, die elektrische Leistung für einen elektrischen Antriebsmotor eines Fahrzeugs speichert, wobei die Fahrzeugbatterie über eine Schalteranordnung elektrisch mit einer Ladedose verbindbar ist, mit den Schritten, eine erste elektrische Größe auf der der Ladedose zugewandten Seite der Schalteranordnung mittels einer ersten Messeinrichtung zu messen, eine zweite elektrische Größe auf der der Fahrzeugbatterie zugewandten Seite der Schalteranordnung mittels einer zweiten Messeinrichtung zu messen, und die erste und die zweite elektrische Größe zu vergleichen und die Schalteranordnung zu schließen, wenn die erste elektrische Größe und die zweite elektrische Größe im Wesentlichen übereinstimmen.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Ladeanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Ladedose, die an eine stationäre elektrische Ladestation anschließbar ist, mit einem Fahrzeugbatterieanschluss, an den eine Fahrzeugbatterie anschließbar ist, mit einer Schalteranordnung, mittels der die Ladedose und der Fahrzeugbatterieanschluss elektrisch verbindbar sind, mit einer ersten Messeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine erste elektrische Größe im Bereich der Ladedose zu messen, mit einer zweiten elektrischen Messeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine zweite elektrische Größe auf der der Fahrzeugbatterie zugewandten Seite der Schalteranordnung zu messen, und mit einer Steuereinrichtung.
Elektrisch betriebene Kraftfahrzeuge bzw. Elektrofahrzeuge weisen einen elektrisch aufladbaren Energiespeicher auf. Dieser kann als Hochvoltbatterie ausgebildet sein, deren Nennspannung beispielsweise 800 Volt betragen kann. Typischerweise wird ein solcher Energiespeicher durch Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einer externen Ladesäule (Ladestation) und einer am Fahrzeug angebrachten Ladedose aufgeladen. Zwischen der Ladedose und der Fahrzeugbatterie ist eine schaltbare elektrische Verbindung vorgesehen, und zwar mittels der Schalteranordnung, die auch als Trennvorrichtung bezeichnet werden kann und beispielsweise als Schütz ausgeführt werden kann. Die Schalteranordnung ist bei Beginn eines Ladevorganges zunächst offen, um die Spannungen der Fahrzeugbatterie und der Ladedose auf nahezu den gleichen Wert zu bringen. Anschließend wird die Schalteranordnung geschlossen und die Fahrzeugbatterie wird geladen.
Zum Messen der ersten und der zweiten elektrischen Größe, beispielsweise in Form einer Spannungsmessung, wird eine hohe Messgenauigkeit gefordert. Denn die Spannungsdifferenz darf aus technischen, aus gesetzlichen sowie aus sicherheitsrelevanten Gründen nur sehr gering sein.
Die Genauigkeit der Spannungsmessungen darf sich dabei auch über die komplette Laufzeit der Komponenten nicht verringern.
Aus dem Dokument DE 10 2013 221 970 A1 ist ein Ladesystem für ein Plug-In-Fahrzeug beschrieben, das über ein wickelbares Ladekabel mit einer Ladesäule verbunden und geladen werden kann. Dabei werden der Strom und die Spannung während eines Ladevorgangs gemessen und so der Widerstand des Ladekabels berechnet.
Das Dokument DE 10 2014 208 696 A1 offenbart eine Ladevorrichtung für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug, wobei die Ladevorrichtung eine Schnittstelle mit einem Kontaktteil, einem Stromrichter, einer Steuereinheit und einem Leistungsschalter aufweist und dazu ausgebildet ist, eine Spannung zwischen dem Kontaktteil und dem Leistungsschalter zu detektieren.
Ferner ist es aus dem Dokument US 2009/0128158 A1 bekannt, eine Vorrichtung zur Spannungsmessung von mehreren seriell verschalteten Batteriemodulen vorzusehen. Eine Differenzspannung wird beim Entladevorgang zweier Kondensatoren im geladenen und im ungeladenen Zustand bestimmt. Hieraus wird ein Messfehler berechnet.
Das Dokument US 2012/0313562 A1 offenbart eine Batteriekontrolleinheit für ein elektrisches Fahrzeug, die die aktuelle Spannung einer jeden einzelnen Batteriezelle während eines Ladevorganges bestimmen und die Ladespannung anpassen kann.
Schließlich offenbart das Dokument WO 2012/139778 A2 ein Verfahren zum Laden eines elektrischen Fahrzeugs, wobei der Ladestrom der Temperatur der elektrischen Verbindung zwischen der Ladevorrichtung und dem Fahrzeug angepasst wird, um ein Überhitzen der elektrischen Verbindung zu verhindern.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Laden einer Fahrzeugbatterie sowie eine verbesserte Ladeanordnung in einem Kraftfahrzeug bzw. für ein Kraftfahrzeug anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Laden einer Fahrzeugbatterie gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Ladeanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 8 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens finden sich in den Unteransprüchen 2 bis 7.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es vorteilhafterweise, während eines Aufladevorganges einer Fahrzeugbatterie einen Abgleich von Spannungsmessungen oder Messungen anderer elektrischer Größen durchzuführen.
Wenn die Schalteranordnung geschlossen ist, müssten die erste und die zweite elektrische Größe aufgrund der räumlichen Nähe genau gleich sein. Wenn die Messeinrichtungen jedoch unterschiedliche Messergebnisse liefern, so kann davon ausgegangen werden, dass eine der Messeinrichtungen an die andere abzugleichen ist.
Vorzugsweise wird bei einer Ausführungsform die erste Messeinrichtung abgeglichen, also jene Messeinrichtung, die auf der der Ladedose zugewandten Seite der Schalteranordnung angeordnet ist.
Sofern sich eine Messdifferenz ergibt, kann ein Korrekturfaktor für die Messeinrichtungen berechnet und in eine Software der Messeinrichtungen integriert bzw. eingebunden werden.
Vorzugsweise wird ein solcher Abgleich bei jedem Ladevorgang durchgeführt. Hierdurch ist es möglich, die Genauigkeit der Messung der elektrischen Größen über die komplette Laufzeit hinweg hoch zu halten.
Für einen Fall, bei dem die Spannung der verwendeten Ladestation und jene der Batterie sich unterscheiden, kann zwischen der Ladedose und der Fahrzeugbatterie noch eine Wandlereinheit vorgesehen werden, beispielsweise in Form eines DC/DC-Wandlers. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn eine dritte Messeinrichtung vorgesehen wird, die zwischen der Schalteranordnung und der Wandlereinheit angeordnet ist. Ferner beinhaltet die Schaltereinheit für diesen Fall in der Regel nicht zwei Schalter, wie in einer Basisausführungsform, sondern drei einzelne Schalter.
In diesem Fall kann entweder eine Messeinrichtung zwischen der Schalteranordnung und der Ladedose abgeglichen werden, und/oder eine Messeinrichtung zwischen der Schalteranordnung und der Wandlereinheit.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Ladeanordnung an einer Ladestation;
2 ein Zeitablaufdiagramm von elektrischen Messgrößen und von Schalterstellungen einer Schalteranordnung;
3 einen zeitlichen Ablauf von aufeinanderfolgenden Abgleichvorgängen mit jeweiligen Messdifferenzen;
4 eine der 1 vergleichbare Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Ladeanordnung; und
5 eine schematische Darstellung eines Flussdiagrammes eines erfindungsgemäßen Ladeverfahrens.
In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 10 dargestellt, das an einer Ladestation 12 angeordnet ist. Die Ladestation 12 weist ein Ladeterminal 14 auf, das beispielsweise eine Ladespannung in Höhe von 400 Volt oder eine Ladespannung in Höhe von 800 Volt bereitstellen kann. Das Ladeterminal 14 ist, in der Regel über ein Kabel, mit einem Ladestecker 16 verbunden, an dem die Ladespannung bereitgestellt wird.
An dem Fahrzeug 10 ist eine Fahrzeugbatterie 20 angeordnet, die zum Speichern von elektrischer Leistung für einen elektrischen Antriebsmotor des Fahrzeugs 10 dient, also in der Regel eine Kapazität von mehr als einer Kilowattstunde, insbesondere von mehr als 10 Kilowattstunden besitzt.
Ferner ist an dem Fahrzeug 10 eine Ladedose 22 angeordnet, in die der Ladestecker 16 gesteckt werden kann. Die Ladedose 22 ist vorzugsweise an einer Fahrzeugkarosserie außen vorgesehen.
Zwischen der Ladedose 22 und der Fahrzeugbatterie 20 ist eine Schalteranordnung 24 vorgesehen, die vorliegend einen ersten Schalter S2 und eine zweiten Schalter S3 aufweist. Die Schalter können als Trennvorrichtungen für Hochvoltanwendungen ausgebildet sein, beispielsweise als Schütze.
Der erste Schalter S2 ist in einer ersten Leitung 26 zwischen der Ladedose 22 und der Fahrzeugbatterie 20 angeordnet. Der zweite Schalter S3 ist in einer zweiten Leitung 28 zwischen der Ladedose 22 und der Fahrzeugbatterie 20 angeordnet.
Die Fahrzeugbatterie 20 ist im Bereich eines Fahrzeugbatterieanschlusses 29 an die erste Leitung 26 und die zweite Leitung 28 angeschlossen.
Die Ladedose 22 und die Fahrzeugbatterie 20 sind ferner über Kommunikationsleitungen 30a, 30b und ein Steuergerät miteinander gekoppelt. Diese Kommunikationsleitungen sind in der Regel bidirektional.
Nicht dargestellt ist, dass auch das Ladegerät über die Ladedose 22 und den Ladestecker 16 mit der Ladestation 12 in Kommunikation stehen kann, vorzugsweise ebenfalls bidirektional.
Zwischen der Schalteranordnung 24 und der Ladedose 22 ist eine erste Messeinrichtung zur Messung einer ersten elektrischen Größe vorgesehen, vorliegend einer elektrischen Spannung U₁. Zwischen der Schalteranordnung 24 und der Fahrzeugbatterie 20 bzw. dem Fahrzeugbatterieanschluss 29 ist eine zweite Messeinrichtung 34 zur Messung einer zweiten elektrischen Größe vorgesehen, vorzugsweise der elektrischen Spannung U₃.
Die erste Messeinrichtung 32 liefert ein erstes Messergebnis U_1Mess an eine Steuereinrichtung. In entsprechender Weise liefert die zweite Messeinrichtung 34 ein Messergebnis U_3Mess an die Steuereinrichtung 40.
Insgesamt ist in 1 eine Ladeanordnung 50 für ein Kraftfahrzeug 10 dargestellt.
In 2 ist ein Zeitablaufdiagramm eines Ladevorganges gezeigt.
Zu einem Zeitpunkt t₀ wird der Ladestecker 16 mit der Ladedose 22 verbunden. Zu diesem Zeitpunkt sind die Schalter S2, S3 der Schalteranordnung geöffnet. Zu einem Zeitpunkt t₁ beginnt zunächst ein sogenannter "Precharge"-Prozess, bei dem die Ladespannung U₁ an einen Sollwert entsprechend der Spannung U₃ angepasst bzw. eingestellt wird. Wenn die Ladespannung den Sollwert bei t₂ erreicht hat, können die Schalter S2, S3 bei t₃ geschlossen werden und ein Abgleich der Ladespannung U₁ und der Spannung U₃ kann erfolgen.
Zum Zeitpunkt t₄ endet der Ladevorgang, so dass kein elektrischer Strom zwischen der Ladedose 22 und der Batterie 20 ausgetauscht wird. Da zu diesem Zeitpunkt die Schalter S2, S3 geschlossen sind, ist ein Abgleich der Spannungen U₁ und U₃ im erwärmten Zustand der Schalter S1, S2, S3 möglich. Zum Zeitpunkt t₅ nach erfolgtem Abgleich werden die Schalter S2, S3 wieder geöffnet.
Der Abgleich erfolgt deswegen, weil für den Fall, dass die Schalteranordnung 24 geschlossen ist, die Messergebnisse U_1Mess und U_3Mess eigentlich identisch sein müssten, insbesondere aufgrund der räumlichen Nähe innerhalb des Fahrzeugs.
Daher wird bei dem Auftreten einer Messdifferenz ∆U₁ davon ausgegangen, dass die erste Messeinrichtung 32 eine gewisse Fehlmessung liefert, die zu korrigieren ist, nämlich durch den erfindungsgemäßen Abgleich.
In 3 ist dargestellt, dass zu verschiedenen Zeitpunkten T₁, T₂ jeweilige Abgleichvorgänge durchgeführt werden. Hierbei können jeweils Messdifferenzen auftreten, die jeweils schematisch mit ∆U_a, ∆U_b, etc. gezeigt sind.
Sofern eine Messdifferenz ∆U auftritt, so darf diese nicht größer sein als ein erster vorgegebener Differenzschwellenwert ∆U_MAX1. Ansonsten wird eine Fehlermeldung ausgegeben, da davon ausgegangen werden kann, dass die Messeinrichtung fehlerhaft ist.
Andererseits ist es möglich, die Messdifferenzen ∆U über die aufeinanderfolgenden Abgleichvorgänge aufzusummieren. Folglich ergibt sich immer ein Summenwert von Messdifferenzen. Die Messdifferenzen können dabei positive oder negative Werte annehmen. Beispielsweise ist die Messdifferenz ∆U_c negativ, so dass die Summe der Messdifferenzen nach T₃ wieder kleiner ist als vor T₃.
Zum Zeitpunkt T₅ überschreitet die Summe der Messdifferenzen einen zweiten Differenzschwellenwert ∆U_MAX2. Dies bedeutet, dass davon ausgegangen wird, dass die betroffene Messeinrichtung fehlerhaft ist, so dass ein Fehlersignal F zum Zeitpunkt T₅ ausgegeben wird.
∆U_MAX2 ist vorzugsweise größer als ∆U_MAX1.
In 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Ladeanordnung 50' gezeigt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Ladeanordnung 50 der 1 entspricht. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
Bei der Ladeanordnung 50' ist zwischen der Schalteranordnung 24' und der Fahrzeugbatterie 20 eine Wandlereinheit 60 vorgesehen, die beispielsweise als Gleichspannungswandler, insbesondere als Gleichspannungs-Hochsetzer (DC/DC-Booster) ausgebildet sein kann.
Ferner ist eine dritte Leitung 62 mit einem dritten Schalter S₁ zwischen der ersten Messeinrichtung 32 und der zweiten Messeinrichtung 34 vorgesehen.
Zusätzlich hierzu ist eine weitere Messeinrichtung 34' zur Messung der elektrischen Spannung U₂ zwischen der Schalteranordnung 24' und der Wandlereinheit 60 vorgesehen.
Sofern die Ladedose 22 an eine Ladestation 14 angeschlossen wird, die beispielsweise eine erste Ladespannung bereitstellt, wie beispielsweise 800 Volt, werden zum Aufladen die Schalter S1, S3 geschlossen. Sofern die an die Ladedose 22 angeschlossene Ladestation eine zweite, niedrigere Ladespannung liefert, von beispielsweise 400 Volt, werden zum Aufladen die Schalter S2, S3 geschlossen, so dass der Ladevorgang über die Wandlereinheit 60 erfolgt, die die an der Ladedose 22 bereitgestellte niedrige Ladespannung auf eine höhere Spannung für die Hochvolt-Batterie hochsetzt, beispielsweise 800 Volt.
Während eines Ladevorganges an einer Ladestation, bei der die niedrige Ladespannung bereitgestellt wird und die Wandlereinheit 60 verwendet wird, kann ein Abgleich der Messeinrichtung 34' mit der Messeinrichtung 32 erfolgen, und zwar auf gleiche Weise wie oben für den Abgleich der Messeinrichtung 32 an die Messeinrichtung 34 beschrieben.
In 5 ist ein Verfahren zum Laden einer Fahrzeugbatterie gezeigt. In einem Schritt L1 befindet sich eine Ladeanordnung in einem Ruhezustand.
In einem Schritt L2 erfolgt ein Abgleich der zweiten Messeinrichtung 34 an die Batteriespannung, also Abgleich von U₃ an U_BATT.
In einem Schritt L3 wird entschieden, ob ein Ladevorgang an einer Hochvolt-Ladestation mit 800 Volt oder an einer normalen Ladestation mit 400 Volt erfolgt.
Sofern ein Ladevorgang an einer Hochvolt-Ladestation mit 800 Volt erfolgt, wird im Schritt L4 der Ladevorgang an einer solchen Ladestation eingeleitet.
Im Schritt L5 erfolgt ein Abgleichen von U₁ an U₃.
Im Schritt L6 ist der Ladevorgang beendet.
Wenn andererseits im Schritt L3 entschieden wird, dass der Ladevorgang an eine Ladestation mit 400 Volt erfolgt, beginnt der Ladevorgang im Schritt L7 an einer solchen Ladestation.
Im Schritt L8 erfolgt ein Abgleichen von U₂ an U₁.
Insgesamt ist gemäß DIN 61851-23 vorgesehen, dass ein Fahrzeug mittels einer Schalteranordnung bzw. einer Trennvorrichtung (Schütze) von der Ladedose trennbar sein muss. Wenn ein Ladekabel mit einem Ladestecker eingesteckt wird, wird ein Ladevorgang gestartet. Dabei ist die Schalteranordnung 24; 24' zunächst geöffnet. Es erfolgt anschließend eine Vorbereitung vor dem Laden "Pre-Charge", bei dem die Spannung an der Ladedose (Spannung U₁), die von der Ladestation bereitgestellt wird, an die Spannung der Fahrzeugbatterie 20 angeglichen wird (Spannungsmessung U₃). Wenn die Messdifferenz zwischen U₁ und U₃ kleiner ist als ein Grenzwert, darf die Schalteranordnung 24 bzw. 24' geschlossen werden.
Ein Grenzwert für die Spannungsdifferenz zwischen U₁ und U₃ beträgt laut DIN 61851-22 genau 20 Volt. Vorzugsweise ist dieser Grenzwert noch kleiner, beispielsweise 10 Volt. Unter der Annahme, dass es sich bei der maximalen Spannung um 800 Volt handelt, entsprechen diese 10 Volt genau 1,25% von 800 Volt. Für U₁ und U₃ ist somit eine Messgenauigkeit von mindestens 1,25% nötig, um die Spannungsdifferenz bewerten zu können. Einschließlich von Sicherheitsfaktoren ergibt sich folglich die Forderung, dass die Genauigkeit der Spannungsmessung kleiner als 1% betragen muss. Diese Forderung ist vorzugsweise über die vorgesehene 15-jährige Laufzeit der Komponente und alle Temperaturbereiche generell nur schwer zu erfüllen, was im Stand der Technik eine teure und aufwendige Messschaltung zur Folge hat.
Erfindungsgemäß ist nach einem erfolgreichen Vorbereitungsvorgang (Spannungsanpassung) die Schalteranordnung 24 bzw. 24' geschlossen. Durch die räumliche Nähe der Messeinrichtungen U₁ und U₃ kann angenommen werden, dass U_1Ist = U_3Ist. Diese Phase des Ladevorgangs kann genutzt werden, um die Messeinrichtungen aneinander bzw. zueinander abzugleichen (hierbei wird vorzugsweise ein Korrekturfaktor erzeugt, der in einer Software für eine der beiden Messeinrichtungen abgelegt wird). Durch eine Erwärmung der Komponente ist es möglich, mehrere Korrekturfaktoren für unterschiedliche Temperaturen zu bestimmen.
Da ein solcher Abgleich bei jedem Ladevorgang durchgeführt werden kann, ist es möglich, dass die beiden Messeinrichtungen für U₁ und U₃ über ihre Lebensdauer nicht auseinandertriften. Es ist damit möglich, einfachere Messschaltungen einzusetzen, die für sich genommen die Messgenauigkeitsanforderungen über die Lebenszeit nicht erfüllen könnten.
Das erfindungsgemäße Prinzip kann auf Spannungsmessungen angewendet werden, jedoch auf Strommessungen, wenn sich Betriebszustände ergeben, bei denen die Annahme legitim ist, dass die Ströme unterschiedlicher Sensoren den gleichen Wert haben.
Der Korrekturfaktor eines Sensors bzw. einer Messeinrichtung kann auf einen maximal möglichen Wert beschränkt werden (beispielsweise ∆U_MAX2). Die Beschränkung kann sowohl absolut wie auch zeitlich erfolgen. Wenn ein solcher Wert erreicht wird, kann davon ausgegangen werden, dass ein Defekt der Messeinrichtung vorliegt.
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

DE 102013221970 A1 [0006]
DE 102014208696 A1 [0007]
US 2009/0128158 A1 [0008]
US 2012/0313562 A1 [0009]
WO 2012/139778 A2 [0010]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 61851-23 [0063]
DIN 61851-22 [0064]

Claims

Verfahren zum Laden einer Fahrzeugbatterie (20), insbesondere einer Hochvolt-Fahrzeugbatterie (20), die elektrische Leistung für einen elektrischen Antriebsmotor eines Fahrzeugs (10) speichert, wobei die Fahrzeugbatterie (20) über eine Schalteranordnung (24; 24') elektrisch mit einer Ladedose (22) verbindbar ist, mit den Schritten: – Messen einer ersten elektrischen Größe (U₁) auf der der Ladedose (22) zugewandten Seite der Schalteranordnung (24; 24') mittels einer ersten Messeinrichtung (32), – Messen einer zweiten elektrischen Größe (U₃; U₂) auf der der Fahrzeugbatterie (20) zugewandten Seite der Schaltanordnung (24) mittels einer zweiten Messeinrichtung (34; 34'), – Vergleichen der ersten elektrischen Größe (U₁) und der zweiten elektrischen Größe (U₃; U₂) und Schließen der Schalteranordnung (24; 24'), wenn die erste elektrische Größe (U₁) und die zweite elektrische Größe (U₃; U₂) im Wesentlichen übereinstimmen, – Messen der ersten elektrischen Größe (U₁) und der zweiten elektrischen Größe (U₃; U₂), während die Schalteranordnung (24; 24') geschlossen ist, und – Abgleichen der ersten Messeinrichtung (32) und der zweiten Messereinrichtung (34; 34') aufgrund einer ersten Messdifferenz (∆U₁) von Messergebnissen der ersten elektrischen Größe (U₁) und der zweiten elektrischen Größe (U_3; U₂), während die Schalteranordnung (24; 24') geschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei vor dem Schließen der Schalteranordnung (24; 24') die zweite elektrische Größe (U₃) und eine elektrische Batteriegröße (U_BATT) gemessen werden, wobei die zweite Messeinrichtung (34) aufgrund einer zweiten Messdifferenz (∆U₁) zwischen der zweiten elektrischen Größe (U₃) und der elektrischen Batteriegröße (U_BATT) abgeglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite elektrische Größe (U₃) an der Fahrzeugbatterie (20) gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite elektrische Größe (U₂) in einem Bereich zwischen der Schalteranordnung (24') und einer Wandlereinheit (60) gemessen wird, die zwischen der Schalteranordnung (34') und der Fahrzeugbatterie (20) angeschlossen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, wobei für den Fall, dass eine Messdifferenz (∆U) einen vorbestimmten ersten Differenzschwellenwert (∆U_MAX1) überschreitet, eine Fehlermeldung (F) ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, wobei Messdifferenzen (∆U_a, ∆U_b, ...) von aufeinanderfolgenden Abgleichvorgängen (T₁, T₂, ...) aufsummiert werden, wobei eine Fehlermeldung (F) ausgegeben wird, wenn die so berechnete Summe der Messdifferenzen einen vorbestimmten zweiten Differenzschwellenwert (∆U_MAX2) überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, wobei die erste elektrische Größe (U₁) und die zweite elektrische Größe (U₃; U₂) jeweils eine elektrische Spannung oder ein elektrischer Strom oder ein elektrischer Widerstand sind.
Ladeanordnung (50) für ein Kraftfahrzeug (10), mit einer elektrischen Ladedose, die an eine stationäre elektrische Ladestation (12) anschließbar ist, mit einem Fahrzeugbatterieanschluss (29), an den eine Fahrzeugbatterie (20) anschließbar ist, mit einer Schalteranordnung (24; 24'), mittels der die Ladedose (22) und der Fahrzeugbatterieanschluss (29) elektrisch verbindbar sind, mit einer ersten Messeinrichtung (32), die dazu ausgebildet ist, eine erste elektrische Größe (U₁) im Bereich der Ladedose (22) zu messen, mit einer zweiten elektrischen Messeinrichtung (34; 34'), die dazu ausgebildet ist, eine zweite elektrische Größe (U₃; U₂) auf der der Fahrzeugbatterie (20) zugewandten Seite der Schalteranordnung (24; 24') zu messen, und mit einer Steuereinrichtung (40), die dazu ausgebildet ist, einen Ladevorgang der Fahrzeugbatterie (20) zu steuern und/oder zu überwachen, wobei die Steuereinrichtung (40) dazu ausgebildet und dazu eingerichtet ist, ein Ladeverfahren gemäß einem der Ansprüche 1–7 durchzuführen.