DE102016211804A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auslösen einer Notabschaltung induktiven Ladens eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Auslösen einer Notabschaltung induktiven Ladens eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (Vor) zum Auslösen einer Notabschaltung (Lad, Energ; SchtzPow3, SchtzPow4) des induktiven Ladens (Spu, L-Spu, Energ) einer sekundärseitigen Komponente (Kfz) in Form eines Kraftfahrzeugs (Kfz) durch eine primärseitige Komponente (Lad) in Form einer Ladestation (Lad), mit mehreren Ladesystem-Teilen (GRM; HVJB; BAT-MOD; EVCC) der sekundärseitigen Komponente (Kfz), die (GRM; HVJB; BAT-MOD; EVCC) jeweils dazu ausgebildet sind, mindestens eine schaltbare (Schtz1, Schtz2, Schtz3), sie (GRM; HVJB; BAT-MOD; EVCC) verbindende Kommunikationsleitung (InterLck; CAN) zu unterbrechen, um eine Notabschaltung des induktiven Ladens (Spu, L-Spu, Energ) auszulösen.

Description

  • Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtung zum Auslösen einer Notabschaltung induktiven Ladens.
  • DE102014219504.7 beschreibt ein induktives Laden eines Kraftfahrzeugs mit einem Unterbrecher-Relais zur Abschaltung.
  • Seit einiger Zeit wird nach zumindest intern bekanntem Stand der Technik das drahtlose Laden, insbesondere das induktive Laden von Kraftfahrzeugen (vor-) entwickelt. Hierbei wird die Energie mittels des Transformatorprinzips über Strecken von wenigen Zentimetern bis zu ca. 20 cm übertragen. Dabei entsteht zwischen den Spulen ein ziemlich großes magnetisches Feld, das nach Empfang auf Fahrzeugseite wieder in Elektrizität zurückgewandelt wird. Dieses Magnetfeld und damit die induzierten Ströme variieren mit der Regelungsbandbreite des Ladesystems. Generell nimmt die Ladeleistung beispielsweise gegen Ende des Ladevorgangs (Akku voll) ab. Ferner fährt man es z.B. zu Beginn des Ladens kontinuierlich hoch. Auch könnte auf Wunsch des Fahrers der Ladevorgang vorzeitig abgebrochen werden. Potentiell problematischer kann es jedoch beispielsweise sein, wenn aufgrund eines wie auch immer gearteten Systemfehlers (Überhitzung, Strom- oder Spannungsüberhöhung) der Ladevorgang zum Abwenden von weiterführenden Schäden sofort abgebrochen oder leistungsmäßig stark reduziert werden soll. Eventuell verwendet man häufig sog. primär geregelte Systeme, d.h. nicht der Verbraucher (Kraftfahrzeug) bestimmt die augenblickliche Ladeleistung, sondern die Ladestation stellt diese auf Wunsch des Kraftfahrzeugs richtig ein. Dies kann den Vorteil haben, dass keine regelbaren Leistungskomponenten (groß, schwer, teuer) im Kraftfahrzeug verbaut werden müssen. Allerdings resultiert daraus auch der Nachteil, dass das Kraftfahrzeug nur mittels drahtloser Kommunikation einen sofortigen Abschaltwunsch äußern kann und die Leistungsunterbrechung erst mal nicht selbst herbeiführen kann (die Schütze des Kfz-Antriebsakkus zu benutzten könnte problematisch hinsichtlich der Lebensdauersein). Die Kommunikation per Funk wiederum selbst kann in diesem Notfall auch gestört sein, zumal es sich um einen fehlerhaften Systemzustand handelt. Ein Abschaltwunsch per drahtloser Kommunikationstechnologie könnte also schwieriger zufriedenstellend sicher und schnell realisierbar sein. Eine Möglichkeit wäre, dass das Ladesystem im Auto selbst eine schnelle Notabschaltung herbeiführen kann. Thermo- wie Schmelzsicherung in einer fahrzeugseitigen Leistungselektronik (z.B. Gleichrichtermodul) des Kraftfahrzeugs könnten könnte ein Problem haben wenn diese im Normalbetrieb heiß werden könnten. Insoweit man Spannungen und Temperaturen verhältnismäßig einfach messen und überwachen kann, könnte man in einem Störfall auch ein Unterbrecher-Relais ansteuern, das die betroffenen Schaltkreise trennt (s. DE 102014219504.7 ). HV-schaltende Relais können ggf. aber auch ziemlich groß und aufwändig sein, obwohl sie nur in dem selten auftretenden Notfall gebraucht werden. Insoweit wird in einigen zumindest intern bekannten Ansätzen entweder gar keine zusätzliche Absicherung verwendet oder ein Längsrelais (s.o.), welches die Ladeleitungen allpolig unterbricht oder ein Relais mit Sicherung, welches im Ernstfall kurzschließt und somit zwangsweise eine eingebaute Sicherung zerstört (s. DE102014219504.7 ). Hierzu werden über die Fahrzeug-Kommunikation und/oder der primären Ladeeinheit Daten ausgetauscht.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Notabschaltung beim Induktivladen eines Kraftfahrzeugs zu optimieren. Die Aufgabe wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Einige besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der Beschreibung angegeben. Ausgestaltungen der Erfindung können z.B. als Alternativen zu vorhandenen Lösungen eine effiziente und/oder redundante und/oder zuverlässige Auslösung einer Notabschaltung ermöglichen.
  • Zu einigen Ausgestaltungen der Erfindung gemäß den Unteransprüchen:
    Nach Ausgestaltungen der Erfindung kann, insbesondere als letzte Eskalationsstufe dann wenn andere nicht erfolgreich sind, ein Kfz-Antriebs-Akku-Modul eines Kraftfahrzeugs im Falle einer Detektion einer Unterbrechung einer Kommunikationsleitung (insbesondere Interlockleitung) eine (mit der Unterbrechung ausgelöste) Notabschaltung durch Abtrennen eines Kfz-Antriebs-Akkus des Kraftfahrzeugs mit mindestens einer Antriebsakku-Unterbrechungseinrichtung (wie einem oder mehreren Schützen) insbesondere seitens des Kfz-Antriebs-Akku durchführen, um auch dann größere Schäden zu vermeiden.
  • Nach Ausgestaltungen der Erfindung können ein oder mehrere Ladesystem-Teile (insbesondere eine EVCC) eine oder insbesondere mehrere drahtlose Sendeeinrichtungen aufweisen, die zum Senden einer Notabschaltungs-Anfrage von einer Komponente (wie dem Kfz) an die andere Komponente (wie der Ladestation; oder umgekehrt) im Falle ihrer Detektion eines Notabschaltungs-Auslösens in Form einer Unterbrechung einer schaltbaren Kommunikationsleitung (z.B. einer Interlock-Leitung) ausgebildet sind, wobei insbesondere eine Sendeeinrichtung als WLAN und/oder eine Sendeeinrichtung als Point-To-Point-Kommunikation und/oder Nahbereichsfunk etc. ausgebildet sein kann.
  • Nach Ausgestaltungen der Erfindung können insbesondere mehrere Eskalationsstufen derart vorgesehen sein, dass z.B. abhängig von der Detektion der Überschreitung von (ggf. unterschiedlichen) Grenzwerten die Aktivierung unterschiedlicher Notabschaltungsmechanismen (wie z.B. unterschiedliche Signalisierungen, Drosselung der Ladeleistung in der Ladestation, Ladestopp seitens der Ladeeinrichtung, Abschaltung des Kfz-Antriebs-Akku mit Schützen etc.) erfolgt, um eine Notabschaltung jeweils z.B. an die Bedeutung aktueller Probleme anzupassen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile einiger vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung.
  • Dabei zeigt zur Veranschaulichung von einigen möglichen Ausgestaltungen der Erfindung, jeweils vereinfachend schematisch:
  • 1 eine von einer Ladestation drahtlos über eine Kraftfahrzeugladespule aufladbare Batterie eines Kraftfahrzeugs,
  • 2 mehrere Eskalationsstufen im Laufe der Zeit im Falle der Detektion eines Fehlers beim Laden, mit mehreren Notabschaltungsanfragen und/oder einer Notfallabschaltung im Kraftfahrzeug und/oder des Kfz-Antriebs-Akku,
  • 3 Kommunikationseinrichtungen seitens der Ladestation und seitens Ladesystem-Teilen eines Kraftfahrzeugs,
  • 4 eine Fehlerdetektion und Signalisierung über eine (Interlock-)Kommunikationsleitung.
  • 1 zeigt beispielhaft und vereinfachend-schematisch zu einer Ausgestaltung der Erfindung eine Vorrichtung Vor mit einem von einer Ladestationsspule L-Spu einer (z.B. über eine Steuerung L-St und ggf. Stecker/Schaltungen L-Plg an ein z.B. öffentliches Netz Ntz anschließbaren) Ladestation L drahtlos (Energ) über eine Kraftfahrzeugladespule Spu und eine Kraftfahrzeugseitige Ladesystem-Einrichtung LE (mit z.B. einem Gleichrichtermodul GRM) aufladbaren Kfz-Antriebs-Akku (z.B. Batterie) Bat eines Kfz-Antriebs-Akku-Moduls Bat-Mod eines Kraftfahrzeugs Kfz (mit einem Elektromotor Mot).
  • Die drahtlose Kommunikation (mittles einer oder mehreren drahtlosen Sendeeinrichtungen EVCC; WLAN und/oder P2PC) zwischen einem Kraftfahrzeug Kfz und einer Ladestation L dient z.B. der Leistungsregelung der Ladestation L durch das Kraftfahrzeug Kfz. Dazu kann neben einem ersten drahtlosen Kommunikationskanal (z.B. WLAN) ein zweiter redundanter physikalischer (hier drahtloser) Kanal (z.B. mit einer Point to Point Communication, z.B. NFC oder Bluetooth etc.) P2PC verwendet werden. So kann unter anderem vorgesehen sein, über WLAN erforderliche/vorgesehene Ladeparameter auszutauschen und einen zweiten induktiven Kommunikationskanal zu verwenden, über welchen nur für die Grundfunktionen notwendige Daten und daher in der Quantität deutlich weniger Informationen ausgetauscht werden. Der zweite Kanal kann dabei auf einer anderen Frequenz als der erste arbeiten und so ausgeführt sein, dass dessen Reichweite stark begrenzt ist (z.B. ca. 20cm um Störungen, Crosstalk etc. zu vermeiden und die eindeutige räumliche Zuordnung von Kraftfahrzeug und Parkplatz zu gewährleisten). Der zweite Kanal kann gerade wegen der geringen Reichweite und der Anbringung zwischen dem Kraftfahrzeug Kfz und Erdboden störunanfälliger sein. Dadurch kann z.B. trotz eines ggf. zeitweisen Ausfalls der ersten Kommunikation der Ladevorgang weiterhin betrieben werden. Selbiges gilt auch für den zeitweisen Ausfall des zweiten Kanals. Bei einem Fehlerfall kann die Leistungszufuhr der Ladestation somit trotz Störung eines Kanals kontrolliert reduziert bzw. beendet werden.
  • Des Weiteren kann z.B. gemäß einem erwarteten Normenentwurf (DKE Norm) eine weitere Sicherheitseinrichtung vorgesehen sei, wobei ein einfaches, unmoduliertes induktives Signal (Träger) vom Kraftfahrzeug Kfz zur Ladestation L vorgesehen sein kann, welches die Anwesenheit des Kraftfahrzeugs Kfz über der Ladespule L-Spu der Ladestation L sichern soll. Wird ein solches Signal nicht vom Kraftfahrzeug Kfz ausgesendet, geht die Ladestation L z.B. davon aus, dass sich kein ladefähiges Kraftfahrzeug über der Primärspule (Ladespule L-Spu der Ladestation L) befindet und schaltet sofort selbständig ab. Ebenso wie der zweite Kommunikationskanal P2PC kann auch dieses Signal eine sehr begrenzte Reichweite aufweisen, um eine relativ genaue Parkposition des Kraftfahrzeugs Kfz garantieren zu können. Daher kann also auch durch die Unterbrechung dieses Signals die Leistungsabgabe der Ladestation L unterbunden werden. Dies kann unter anderem bei Störungen auf beiden Kommunikationskanälen (z.B. WLAN, P2PC) als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme genutzt werden. Zudem kann die Notabschaltung über diesen Weg schneller erfolgen als bei der Kommunikation, da keine Daten übertragen werden müssen. Nachteilig an dieser Variante kann sein, dass es sich hierbei immer um eine komplette Abschaltung handelt und keine Leistungsreduzierung auf einen niedrigeren Wert möglich sein könnte, weshalb z.B. eine zusätzliche Datenübertragung (zusätzlicher weiterer Informationen) vorgeschlagen wird.
  • Sind beide (drahtlosen) Kommunikationskanäle zwischen dem Kraftfahrzeug Kfz und der Ladestation L gestört und das Abschalten eines zusätzlichen Positionssignals zeigt ebenfalls keine Wirkung gibt es zum Schutz der Batterie Bat zudem noch folgende „Worst-Case" Abschaltung: Batteriebetriebene Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge, welche über einen Energiespeicher verfügen, können vor den Anschlussklemmen der Batterie Bat ein oder mehrere Schütze SchtzPow3, SchtzPow4 (z.B. für die Abtrennung vom Traktionsbordnetz) aufweisen. Mithilfe dieser ein oder mehreren (in 4 angedeuteten) Schütze SchtzPow3 SchtzPow4 kann beispielsweise bei einer Fehlfunktion des Kraftfahrzeugs Kfz die Batterie Bat von der restlichen Kraftfahrzeugarchitektur abgetrennt werden. Dies kann sowohl dem Schutz der Batterie Bat als auch dem Schutz der Kraftfahrzeugarchitektur (ja nach Fehlerfall) dienen. Da es jedoch passieren kann, dass diese Trennung auch bei hohem Stromfluss vollzogen werden muss, können unter anderem deshalb zwei Schütze für diese Trennung vorgesehen sein. Z.B. an jedem der zwei Batteriepole des Kfz-Antriebs-Akku Bat ist in 4 hierfür jeweils eine Antriebsakku-Unterbrechungseinrichtung SchtzPow3, SchtzPow4 (wie z.B. ein Schütz) angebracht. Dadurch wird verhindert, dass falls ein Schütz (Antriebsakku-Unterbrechungseinrichtung SchtzPow3, SchtzPow4) aufgrund des hohen Schaltstroms „klebt" eine Trennung nicht mehr möglich wäre. Durch das zweite Schütz SchtzPow4, welches nicht „klebt" kann dann trotzdem eine Trennung des Stromkreises sichergestellt werden (also als Redundanz). Um die Lebensdauer der einzelnen Relais zu erhöhen und ein „Kleben" einzelner Relais/Schütze SchtzPow3, SchtzPow4 zu vermeiden, sollte diese Abschaltung des Kfz-Antriebs-Akku (Batterie) Bat des Kraftfahrzeugs Kfz eher nur in sicherheitskritischen Notfällen verwendet werden.
  • Ein weiterer Grund warum diese Abschaltung beim Laden nur in sicherheitskritischen Notfällen verwendet werden sollte ist, dass die Schütze SchtzPow3, SchtzPow4 z.B. am Ende der Leistungskette vorgesehen sind. Somit wird zwar der Kfz-Antriebs-Akku(Batterie) Bat geschützt, allerdings können die in Leistungsrichtung vor den Schützen liegenden Bauteile trotzdem noch (zwar galvanisch getrennt) mit der leistungserzeugenden Ladestation L verbunden sein. Insbesondere beim induktiven Laden können so durch das Fehlen des Kfz-Antriebs-Akku(Batterie) Bat als Last hohe Spannungen entstehen, welche die Bauteile im Hochvoltnetz beschädigen könnten.
  • Sinnvollerweise werden einige magnetische oder elektrische Parameter insbesondere weit vorne in der Reihe der leistungsübertragenden Systemteile überprüft, um Störungen möglichst frühzeitig und punktgenau erkennen zu können (als Diagnose). Selbst wenn die einzelnen Funktionsteile (z.B. Resonator, Gleichrichtmodul, HV-Verteiler und Akku) jeweils eine mechanische Einheit bilden, also hoch integriert sind, ist eine in Leistungsfluss-Richtung frühe Diagnose sinnvoll. Daher wird nach Ausgestaltungen der Erfindung vorgeschlagen, u.a. einige oder alle der folgenden Parameter bereits im Resonator (also seitens der Ladespule Spu des Kraftfahrzeugs Kfz und/oder seitens eines Gleichrichtermoduls GRM des Kraftfahrzeugs Kfz) und/oder GRM zu messen:
    • – Temperatur,
    • – Spannung (galvanisch getrennt)
    • – Strom (galvanisch getrennt),
    • – evtl. Brummspannung (galvanisch getrennt),
    • – evtl. Isolationsüberwachung,
  • Wie 2 schematisch zeigt wird z.B. bei einem Überschreiten von gespeicherten / vorgegebenen maximal zulässigen Grenzwerten (absolute maximum ratings), abhängig von Art und Höhe eine als Prozedur veranlagte schrittweise Eskalation der Fehlerbehandlung und -reaktion vorgeschlagen. Auf einzelne so gemessene Fehler kann unterschiedlich reagiert werden. Erreicht die die Temperatur leistungsführender Bauteile beispielsweise einen vorgegebenen ersten „niedrigen" Schwellwert, so kann eine mögliche Reaktion darauf sein, den Kraftfahrzeuglüfter einzuschalten und so die Temperatur der gesamten Baugruppe zu reduzieren. Wird ein zweiter vorgegebener „mittlerer" Grenzwert überschritten, kann eine Reaktion sein, die Ladeleistung zu reduzieren um dadurch einer weiteren Erwärmung entgegen zu wirken. Steigt die Temperatur trotzdem weiter und erreicht einen vorgegebenen „oberen" Grenzwert, so wird z.B. die Leistungszufuhr komplett unterbrochen werden, um eine Beschädigung der Bauteile zu verhindern. Dies wäre nur eines von vielen möglichen Ausführungsformen. Es gibt auch Fehlerfälle wie z.B. Überspannung, bei welchen eine sofortige Abschaltung nötig oder sinnvoll sein kann. Im Folgenden soll ein detektierter Fehlerzustand steigender Temperatur beispielhaft näher erläutert werden.
  • 2 zeigt mehrere Eskalationsstufen E1, E2, E3, E4, E5 z.B. im Laufe der Zeit t im Falle der Detektion eines Fehlers beim Laden, mit mehreren Notabschaltungsanfragen und/oder einer Notfallabschaltung im Kraftfahrzeug Kfz. Wie 2 zeigt, soll die Aufladung des Kfz-Antriebs-Akku Bat des Kfz-Antriebs-Akku-Moduls Bat-Mod des Kraftfahrzeugs Kfz im Falle einer Detektion eines Fehlers (wie z.B. einer erhöhten Temperatur zum Zeitpunkt t0) nach Übertragung (z.B. über einen Datenbus CAN) der Meldung hiervon und Analyse des Fehlerzustands (als erster Schritt E1) reduzierbar und in einem schweren Fehlerfall zuverlässig unterbrechbar sein. Bei Bedarf (z.B. im Falle eines festgestellten Fehlers) einer Leistungsreduzierung des induktiven Ladens oder einer (Not)Abschaltung des induktiven Ladens wird als weiterer Schritt E2 z.B. über eine drahtlose Sendeeinrichtung (z.B. durch EVCC per WLAN) eine Leistungsreduktionsanfrage oder Notabschaltungs-Anfrage NotAnf vom Kraftfahrzeug Kfz an die Ladestation Lad gesandt. Im nächsten Schritt E3 wird, z.B. bei Verzögerung einer Reaktion (z.B. der Ladestation L), zusätzlich der Abschaltbefehl o.ä. über eine weitere drahtlose Sendeeinrichtung (hier z.B. P2PC) gesandt werden, falls die Fehlerart und -bedeutung diese Zeitverzögerung zulässt.
  • Ein weiterer Versuch einer (Not-)Abschaltung könnte (als Schritt E4) über die weitere drahtlose Sendeeinrichtung (hier z.B. P2PC) versucht werden. Dies könnte zeitgleich zur Eskalationstufe im Schritt E3 geschehen allerdings auch zeitversetzt (wie in 2 schematisch gezeigt). Erst wenn die Ladestation L immer noch nicht reagiert und ein weiteres Warten auf selbige nicht mehr toleriert werden kann (z.B. bei einer Gefahr irreversibler Schäden), wird (z.B. zusätzlich zu einem Bussignal auf einer Kommunikationsleitung CAN) eine (erste/weitere) Kommunikationsleitung (hier auch Interlock genannt) vom Fehler-detektierenden Gerät (z.B. Gleichrichtermodul GRM oder Batteriemodul Bat-Mod) mittels z.B. eines (günstigen) Kleinsignalrelais oder eines Halbleiterschalters etc. als Unterbrechungsschaltung unterbrochen (in einem Schritt E5), worauf (nach Detektion der Unterbrechung) das Antriebsakku-Modul Bat-Mod als letzte Eskalationsstufe den Stromkreis zum Kfz-Antriebs-Akku Bat zuverlässig mittels z.B. mindestens eines HV-Schützes SchtzPow3, SchtzPow4 etc. öffnet (E6) und somit das Laden des Kfz-Antriebs-Akku Bat zwangsweise einseitig auf Kraftfahrzeugseite beendet (z.B. vergleichbar einem Stecker-ziehen an einem Computer). Im Falle von schweren Fehlern (oder „Brachialfehlern") können auch alle Eskalationsebenen oder Schritte E1–E5 sofort bei einer Fehlererkennung gleichzeitig aktiviert werden. All dies kann ohne weitere, große und teure HV-Unterbrecherrelais in den Ladekomponenten möglich sein.
  • Umgekehrt könnte auch die Primärstation (Ladestation L) einen Abschaltwunsch an das Kraftfahrzeug Kfz senden, falls diese (L) z.B. zu einer eigenen Abschaltung nicht mehr in der Lage ist. Damit ein Unterbrechungs-Wunsch im Notfall vom Ladesystem des Kraftfahrzeuges Kfz zuverlässig befolgt wird, kann dessen Kommunikationsmodul EVCC z.B. insbesondere mittels einer Unterbrechung einer Kommunikationsleitung (in Form z.B. eines Interlocks, z.B. zusätzlich neben einer (z.B. CAN-)Busverbindung CAN) zum Antriebsakku-Modul Bat-Mod (Fahrzeugbatterie) signalisieren (welche z.B. mit Schützen den Kfz-Antriebs-Akku abtrennen kann).
  • Die erfindungsgemäße Idee kann sinngemäß auch für bidirektionalen Leistungsfluss und auch für die stationäre Einrichtung angewandt werden.
  • Alle oder einige im Fahrzeugverbund (also im Kraftfahrzeug Kfz) arbeitenden Ladesystem-Teile (im Wesentlichen z.B. Gleichrichtermodul GRM, Ladegerät Spu/HVJB, Kfz-Antriebs-Akku Bat) können jederzeit und selbständig aufgrund einer Eigendiagnose eine Notabschaltungs-Anfrage NotAnf an die Primärstation (Ladestation L) z.B. drahtlos melden und einleiten. Z.B. alle zur Verfügung stehenden insbesondere drahtlosen Kommunikationskanäle (z.B. Short Range/WLAN und Nahfeld/induktiv) können z.B. gleichzeitig und parallel zum Senden einer Notabschaltungs-Anfrage NotAnf benutzt werden (was schnell, sicher und redundant sein kann). Alle oder einige im Fahrzeugverbund (also im Kraftfahrzeug Kfz) arbeitenden Ladesystem-Teile (im Wesentlichen z.B. Gleichrichtermodul GRM, Ladegerät Spu/HVJB, Kfz-Antriebs-Akku-Modul Bat-Mod) können außer einer Kommunikationsleitung in Form z.B. eines Datenbus CAN auch noch über eine weitere Kommunikationsleitung InterLck (wie insbesondere eine gemeinsame Interlock-Leitung) miteinander verbunden sein. Eine fahrzeugseitig (Kfz) initiierte Unterbrechung einer Kommunikationsleitung InterLck (insbesondere in Form einer gemeinsamen Interlock-Leitung) kann z.B. eine Notabschaltungsanfrage NotAnf (eines dies detektierenden Kfz-Kommunikations-Controllers EVCC) an eine Ladestation L auslösen, wobei auch darüber untereinander redundant (z.B. zusätzlich zur Kommunikationsleitung CAN) die Notabschaltungsanforderung an alle oder einige Verbundteilnehmer (wie Ladesystem-Teile, insbesondere z.B. Gleichrichtermodul GRM, Ladegerät Spu/HVJB, Kfz-Antriebs-Akku Bat) mitgeteilt werden kann. Die schaltbare weitere Kommunikationsleitung InterLck kann also zur zusätzlichen Notabschaltungsalarmierung verwendet werden. Ein solches schaltbares Element kann aufgrund niedriger Ströme und Spannungen (Kleinspannung) ungefährlich und kostengünstig sein.
  • Eine solche jeweils im Kraftfahrzeug Kfz und/oder (hinsichtlich drahtloser Übertragung) aus dem Kraftfahrzeug Kfz doppelt ausgelegte Alarm-Architektur könnte relativ Fehler-unanfällig und/oder schnell und/oder preisgünstig sein.
  • 3 zeigt beispielhaft zu einer Ausgestaltung (Vor) der Erfindung wie in 1 aus Übersichtlichkeitsgründen nur eine (hier leitungsgebundene) Kommunikation zwischen mehreren über mindestens eine erste und ggf. zweite/weitere (z.B. durch Schütze Schtz1, Schtz2, Schtz3, Halbleiter, Thyristoren etc.) schaltbare Kommunikationsleitung(en) (insbesondere hier InterLck- und/oder ggf. auch CAN und/oder Pow) miteinander verbundenen Ladesystem-Teilen GRM, HVJB, Bat, EVCC seitens des Kraftfahrzeugs Kfz, nämlich hier zwischen einem (mit einem Ladespulenmodul L-SP-Mod mit einer Ladespule Spu verbundenen) Gleichrichtermodul GRM, einem Hochvoltverteiler(oder HighVoltageJunctionBox) HVJB, einem aufladbaren Kfz-Antriebs-Akku Bat, und einem Kfz-Kommunikations-Controller (oder Electric-Vehicle-Communication-Controller) EVCC.
  • Seitens mehrerer/jedes dieser Ladesystem-Teile GRM, HVJB, Bat, EVCC seitens des Kraftfahrzeugs Kfz kann z.B. durch eine Steuerung etc. dort eine Unterbrechung (mindestens) einer dort schaltbaren Kommunikationsleitung InterLck ausgelöst werden, welche Unterbrechung z.B. im Kfz-Kommunikations-Controller EVCC detektiert werden kann und diesen z.B. veranlassen kann, eine Notabschaltungs-Anfrage (NotAnf) als Anforderung zur Notabschaltung an das Ladesystem L zu senden, z.B. über eine oder hier mehrere für eine drahtlose Kommunikation vorgesehene drahtlos-Kommunikationseinrichtungen (jeweils Sendeeinrichtungen und/oder Empfangseinrichtungen) Kfz-WLAN, Kfz-P2PC (und ggf. Kfz-Spu) seitens des Kraftfahrzeugs Kfz.
  • 3 zeigt ferner beispielhaft zu einer Ausgestaltung der Erfindung (eine, zwei, drei, oder mehr) drahtlos-Kommunikationseinrichtungen (jeweils Sendeeinrichtungen und/oder Empfangseinrichtungen) L-WLAN, L-P2PC, L-Spu seitens der Ladestation L, für eine drahtlose Kommunikation mit drahtlos-Kommunikationseinrichtungen (jeweils Sendeeinrichtungen und/oder Empfangseinrichtungen) Kfz-WLAN, Kfz-P2PC, Kfz-Spu seitens des Kraftfahrzeugs Kfz. Die drahtlos-Kommunikationseinrichtungen (jeweils Sendeeinrichtungen und/oder Empfangseinrichtungen) können insbesondere WLAN-Kommunikationseinrichtungen und/oder P2PC-Lommunikationseinrichtungen und/oder (außerdem zum Laden mit Energie Energ verwendete) Ladespulen seitens der Ladestation L und des Kraftfahrzeugs Kfz sein.
  • Die drahtlos-Kommunikationseinrichtungen Kfz-WLAN, Kfz-P2PC, Kfz-Spu seitens des Kraftfahrzeugs Kfz können dazu ausgebildet sein, (im Falle einer Detektion einer Unterbrechung z.B. einer Kommunikationsleitung Interlck) durch Absenden mindestens einer Notabschaltungs-Anfrage (z.B. per Kfz-WLAN, Kfz-P2PC, Kfz-Spu) an die Ladestation L eine Notabschaltung (z.B. Leistungsdrosselung und/oder völlige Notabschaltung) durch diese Ladestation L zu veranlassen.
  • 4 zeigt einige Ladesystem-Teile GRM, HVJB, Bat, EVCC seitens des Kraftfahrzeugs Kfz, die einen Fehler wie z.B. zu hohe Temperatur etc. diagnostizieren können (gestrichelt angedeutet als Schritt „Diagnos“) können und durch Unterbrechung (mit einem Relais oder Halbleiter etc.) einer schaltbaren Kommunikationsleitung InterLck, welche z.B. in einem im Kfz-Kommunikations-Controller EVCC detektiert werden kann, einen Kfz-Kommunikations-Controller EVCC z.B. veranlassen kann, eine Notabschaltungs-Anfrage (NotAnf) als Anforderung zur Notabschaltung an das Ladesystem L zu senden, z.B. über eine oder mehrere für eine drahtlose Kommunikation vorgesehene drahtlos-Kommunikationseinrichtungen Kfz-WLAN, Kfz-P2PC, Kfz-Spu seitens des Kraftfahrzeugs Kfz.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014219504 [0002, 0003, 0003]

Claims (13)

  1. Vorrichtung (Vor) zum Auslösen einer Notabschaltung (Lad, Energ; SchtzPow3, SchtzPow4) des induktiven Ladens (Spu, L-Spu, Energ) einer sekundärseitigen Komponente (Kfz) in Form eines Kraftfahrzeugs (Kfz) durch eine primärseitige Komponente (Lad) in Form einer Ladestation (Lad), – mit mehreren Ladesystem – Teilen (GRM; HVJB; BAT-MOD; EVCC) der sekundärseitigen Komponente (Kfz), die (GRM; HVJB; BAT-MOD; EVCC) jeweils dazu ausgebildet sind, eine schaltbare (Schtz1, Schtz2, Schtz3), sie (GRM; HVJB; BAT-MOD; EVCC) verbindende Kommunikationsleitung (InterLck) zu unterbrechen, um eine Notabschaltung des induktiven Ladens (Spu, L-Spu, Energ) auszulösen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, – wobei ein Kfz-Antriebs-Akku-Modul (Bat-Mod) des Kraftfahrzeugs (Kfz) dazu ausgebildet ist, im Falle einer Detektion einer Unterbrechung einer genannten Kommunikationsleitung (InterLck) eine Notabschaltung durch Abtrennen eines Kfz-Antriebs-Akkus (Bat) des Kraftfahrzeugs (Kfz) mit mindestens einer Antriebsakku-Unterbrechungseinrichtung (SchtzPow3, SchtzPow4) insbesondere seitens des Kfz-Antriebs-Akku-Moduls (Bat-Mod) durchzuführen (E5).
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein oder mehrere Ladesystem-Teile (EVCC) mindestens eine drahtlose Sendeeinrichtung (EVCC; WLAN und/oder P2PC) aufweisen, die zum Senden einer Notabschaltungs-Anfrage (NotAnf) von einer Komponente (Kfz) an die andere Komponente (Lad) im Falle ihrer (EVCC) Detektion eines Notabschaltungs-Auslösens in Form einer Unterbrechung einer schaltbaren Kommunikationsleitung (InterLck; CAN) ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere der miteinander verbundenen Ladesystem-Teile (GRM; HVJB; BAT-MOD; EVCC) eine Unterbrechungsschaltung (Schtz1, Schtz2, Schtz3) aufweisen, durch die jeweils in ihnen (GRM; HVJB; BAT-MOD; EVCC) eine oder die einzige schaltbare Kommunikationsleitung (InterLck) unterbrechbar ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeweils eines der genannten miteinander verbundenen Ladesystem-Teile (GRM; HVJB; BAT-MOD; EVCC) ein Gleichrichtermodul (GRM) und/oder ein Batterie-Modul (Bat-Mod) und/oder ein Hochvoltverteiler (HVJM) und/oder ein Kommunikations-Controller (EVCC) des Kraftfahrzeugs (Kfz) ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug (Kfz) implementiert ist, und wobei Sendeeinrichtungen (Kfz-WLAN, Kfz-P2PC) im Kraftfahrzeug (Kfz) dazu ausgebildet sind, jeweils eine Notabschaltungs-Anfrage (NotAnf) vom Kraftfahrzeug (Kfz) an die Ladestation (Lad) zu senden, um in der Ladestation (Lad) eine Notabschaltung auszulösen.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung in einer Ladestation (Lad) implementiert ist, und wobei Sendeeinrichtungen (L-WLAN, L-P2PC) in der Ladestation (Lad) jeweils dazu ausgebildet sind, eine Notabschaltungs-Anfrage (NotAnf) von der Ladestation (Lad) an das Kraftfahrzeug (Kfz) zu senden, um im Kraftfahrzeug (Kfz) eine Notabschaltung auszulösen, und/oder dazu ausgebildet sind, eine Notabschaltungs-Anfrage (NotAnf) vom Kraftfahrzeug (Kfz) zu empfangen, um in der Ladestation (Lad) eine Notabschaltung auszulösen.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine der genannten insbesondere drahtlosen Sendeeinrichtungen (Kfz-WLAN, Kfz-P2PC) eine WLAN-Sendeeinrichtung ist und/oder eine der genannten insbesondere drahtlosen Sendeeinrichtungen (Kfz-WLAN, Kfz-P2PC) eine Nahfeld-Sendeeinrichtung ist und/oder der genannten insbesondere drahtlosen Sendeeinrichtungen (Kfz-WLAN, Kfz-P2PC) eine die Ladespulen zum Übertragen der Notabschaltungs-Anfrage (NotAnf) verwendende Sendeeinrichtung ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei drahtlose Sendeeinrichtungen (EVCC: Kfz-WLAN, Kfz-P2PC) dazu ausgebildet sind, eine Notabschaltungs-Anfrage (NotAnf) beide gleichzeitig oder nacheinander abzusenden.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei abhängig von der Detektion der Überschreitung von Grenzwerten (E1, E2, E3, E4, E5, E6) die Aktivierung unterschiedlicher Notabschaltungsmechanismen (Lad, Energ; SchtzPow3, SchtzPow4) vorgesehen ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sie dazu ausgebildet ist, dass einer oder mehrere oder alle folgenden Parameter seitens einer Ladespule (Spu) und/oder seitens eines Gleichrichtermoduls (GRM) des Kraftfahrzeugs (Kfz) gemessen werden: – Temperatur, – Spannung, – Strom, – Brummspannung, – Isolationsüberwachung, wobei die gemessenen Parameter berücksichtigt werden für eine Entscheidung über das Auslösen einer Notabschaltung und/oder die Art (E1, E2, E3, E4, E5) der Notabschaltung des induktiven Ladens (Spu, L-Spu, Energ) eines Kraftfahrzeugs (Kfz) durch eine Ladestation (Lad).
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mehreren über eine schaltbare Kommunikationsleitung (Interlck) miteinander verbundenen Ladesystem-Teile (GRM; HVJB; BAT-MOD; EVCC) auch über eine weitere nicht-schaltbare oder ebenso schaltbare Kommunikationsleitung (CAN) insbesondere in Form einer CAN-BUS-Verbindung miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise mindestens eine insbesondere drahtlose Sendeeinrichtung (EVCC, Kfz-WLAN, Kfz-P2PC) zum Senden einer Notabschaltungs-Anfrage (NotAnf) von einer Komponente (Kfz) an die andere Komponente (Lad) im Falle einer Detektion einer Unterbrechung nur der erstgenannten leitungsgebundenen Kommunikationsleitung (Interlck) ausgebildet ist.
  13. Verfahren zum Auslösen einer Notabschaltung (Lad, Energ; SchtzPow3, SchtzPow4) des insbesondere induktiven Ladens einer sekundärseitigen Komponente in Form eines Kraftfahrzeugs (Kfz) durch eine primärseitige Komponente in Form einer Ladestation (Lad), insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eines von mehreren über eine schaltbare Kommunikationsleitung (InterLck) miteinander verbundenen Ladesystem-Teilen (GRM; HVJB; BAT-MOD; EVCC) durch Unterbrechen (Schtz1, Schtz2, Schtz3) der schaltbaren Kommunikationsleitung (InterLck; CAN) eine oder mehrere insbesondere drahtlose Sendeeinrichtungen (EVCC; Kfz-WLAN, Kfz-P2PC) zum Senden einer Notabschaltungs-Anfrage (NotAnf) von einer Komponente (Kfz) an die andere Komponente (Lad) ansteuert.
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