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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Ermittlung des Zustands einer Ladedose eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.
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Fahrzeuge, insbesondere Straßenkraftfahrzeuge, mit Elektroantrieb (z.B. Elektrofahrzeuge oder Plugin-Hybrid Fahrzeuge) umfassen elektrische Energiespeicher, die über eine Ladevorrichtung des Fahrzeugs an eine Ladestation angeschlossen und aufgeladen werden können. Zum Aufladen der elektrischen Speicher solcher Elektro- und/oder Hybrid-Fahrzeuge existieren verschiedene konduktive, d.h. kabelgebundene, Ladetechnologien. Bei dem sogenannten A-Laden oder Wechselstromladen befindet sich das Ladegerät, welches den Gleichstrom (auch als DC-Strom bezeichnet) zur Aufladung des elektrischen Speichers umwandelt, im Fahrzeug (z.B. als Teil einer Ladeeinheit). Auf einem Ladekabel zwischen Ladestation und Fahrzeug wird ein AC-(Alternating Current) oder Wechselstrom übertragen. Bei dem sogenannten DC-Laden oder Gleichstromladen befindet sich das Ladegerät, welches den Gleichstrom zur Aufladung des elektrischen Speichers umwandelt, in der Ladestation. Auf dem Ladekabel wird somit ein DC-(Direct Current) oder Gleichstrom übertragen. Das DC-Laden wird häufig auch als Schnellladen bezeichnet, da die Ladeleistung beim DC-Laden in den meisten Fällen über der Ladeleistung des AC-Ladens liegt.
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Zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs wird der Ladestecker eines Ladekabels in eine Ladedose des Fahrzeugs gesteckt und daraufhin der Ladevorgang gestartet. Durch Umwelteinflüsse und durch eine regelmäßige Nutzung kann die Ladedose eines Fahrzeugs altern, was sich negativ auf Ladevorgänge (insbesondere auf die Energieeffizienz von Ladevorgängen) auswirken kann.
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Das vorliegende Dokument befasst sich daher mit der technischen Aufgabe, in zuverlässiger Weise den Zustand einer Ladedose eines Fahrzeugs zu ermitteln, insbesondere um die Energieeffizienz von Ladevorgängen zu erhöhen.
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Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug beschrieben. Das Fahrzeug umfasst einen elektrischen Energiespeicher (z.B. einen Lithium Ionen basierten Speicher), der eingerichtet ist, elektrische Energie für den Betrieb einer elektrischen Antriebsmaschine des Fahrzeugs zu speichern.
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Die Vorrichtung umfasst eine Ladedose mit Kontaktteilen (auch als Kontakt-Pins bezeichnet) zum Aufbau von elektrisch leitenden Verbindungen mit einem Ladekabel. Typischerweise umfasst das Ladekabel einen Ladestecker mit entsprechenden Kontaktteilen zu den Kontaktteilen der Ladedose. Der Ladestecker kann für einen Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers in die Ladedose gesteckt werden. Insbesondere können die Kontaktteile eingerichtet sind, für einen Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers einen Ladestrom von dem Ladekabel aufzunehmen und über eine Ladeeinheit an den elektrischen Energiespeicher des Fahrzeugs zu leiten. Die Ladedose kann Kontaktteile für die Übertragung von Gleichstrom und/oder für die Übertragung von ein- und/oder mehrphasigem Wechselstrom umfassen. Beispielsweise kann die Ladedose eine Kombi-Ladedose sein, die Kontaktteile umfasst, die sowohl AC-Laden als auch DC-Laden ermöglichen.
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Die Vorrichtung umfasst außerdem einen Deckel (z.B. eine Klappe oder einen Stöpsel), der eingerichtet ist, die Ladedose in einem geschlossenen Zustand zu bedecken. Insbesondere kann der Deckel geöffnet werden, um einen Zugang für einen Ladestecker zu der Ladedose zu ermöglichen. Andererseits kann der Deckel geschlossen werden, um die Ladedose vor Verunreinigungen zu schützen.
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Der Deckel weist eine Kontaktbrücke auf, die eingerichtet ist, im geschlossenen Zustand des Deckels ein erstes und ein zweites Kontaktteil der Ladedose elektrisch leitend miteinander zu verbinden. Andererseits ist die Kontaktbrücke typischerweise derart ausgelegt, dass die Kontaktbrücke das erste und zweite Kontaktteil nicht elektrisch leitend miteinander verbindet, wenn der Deckel im geöffneten Zustand ist (und somit die Kontaktbrücke einen Ladevorgang nicht stört).
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Der Deckel kann ggf. mehrere Kontaktbrücken für mehrere unterschiedliche Paare von Kontaktteilen aufweisen. So kann der Zustand der Ladedose mit erhöhter Genauigkeit ermittelt werden.
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Die Vorrichtung umfasst weiter eine Steuereinheit (bzw. eine Auswerteeinheit), die eingerichtet ist, die Ladeeinheit zu veranlassen, eine Test-Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktteil und/oder einen Test-Strom über das erste und zweite Kontaktteil zu bewirken. Zu diesem Zweck kann die Ladeeinheit einen Wandler umfassen, der eingerichtet ist, die Test-Spannung und/oder den Test-Strom auf Basis von elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher zu bewirken. Die Test-Spannung kann eine Gleichspannung oder eine Wechselspannung sein bzw. der Test-Strom kann ein Gleichstrom oder ein Wechselstrom sein.
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Die Steuereinheit kann weiter eingerichtet, Testdaten in Bezug auf einen Test-Strom zu ermitteln, der in Reaktion auf die Test-Spannung über die Kontaktbrücke fließt (bzw. in Bezug auf eine Test-Spannung zu ermitteln, die sich in Reaktion auf einen eingeprägten Test-Strom ergibt). Zu diesem Zweck kann die Vorrichtung eine Strom-Messeinheit umfassen, die eingerichtet ist, Daten in Bezug auf den Strom über das erste und/oder zweite Kontaktteil zu erfassen (bzw. eine Spannungs-Messeinheit umfassen, die eingerichtet ist, Daten in Bezug auf eine Spannung zwischen dem ersten und zweiten Kontaktteil zu erfassen). Beispielsweise kann eine Strom-Messeinheit einen Messwiderstand mit einem bekannten Widerstandswert umfassen. Der Spannungsabfall an dem Messwiderstand zeigt dann den Strom über das erste und/oder zweite Kontaktteil an.
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Außerdem kann die Steuereinheit eingerichtet sein, auf Basis der Test-Spannung und/oder des Test-Stroms Information in Bezug auf einen elektrischen Übergangswiderstand zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktteil zu ermitteln (z.B. aus einem Verhältnis zwischen Test-Spannung und Test-Strom).
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Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, auf Basis der Testdaten und/oder auf Basis der Information in Bezug auf den Übergangswiderstand einen Zustand der Ladedose, insbesondere einen Zustand des ersten und/oder zweiten Kontaktteils, zu bestimmen. Insbesondere kann bestimmt werden, ob der Deckel in dem geschlossenen Zustand oder in dem geöffneten Zustand ist. Alternativ oder ergänzend kann ein Alterungs- und/oder Widerstandszustand des ersten und/oder zweiten Kontaktteils ermittelt werden.
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Die Vorrichtung ermöglicht es, in effizienter und zuverlässiger Weise den Zustand der Ladedose und insbesondere einen Grad der Abnutzung der Kontaktteile der Ladedose zu ermitteln. Insbesondere kann dabei bestimmt werden, dass die Ladedose einen Zustand aufweist, der die Durchführung einer Maßnahme durch einen Nutzer erfordert (z.B. den Austausch der Ladedose oder das Schließen des Deckels). Es kann daraufhin ein Hinweis an einen Nutzer ausgegeben werden, um die Durchführung der Maßnahme zu veranlassen.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, auf Basis der Testdaten und/oder auf Basis der Information in Bezug auf den Übergangswiderstand zu ermitteln, ob der Übergangswiderstand zwischen dem ersten und/oder zweiten Kontaktteil und der Kontaktbrücke einen Grenzwiderstand erreicht oder überschreitet (und somit ein Austausch der Ladedose erforderlich wird). Dabei ergibt sich der Übergangswiderstand z.B. aus dem Verhältnis zwischen der Test-Spannung und dem daraufhin gemessenen Test-Strom.
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Beispielsweise kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die Testdaten mit Referenzdaten zu vergleichen, die einen Referenz-Strom anzeigen, der in Reaktion auf die Test-Spannung über die Kontaktbrücke fließen sollte (bei einem relativ niedrigen Übergangswiderstand). Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die Information in Bezug auf den Übergangswiderstand mit Referenzdaten zu vergleichen, die einen (relativ niedrigen) Referenz-Übergangswiderstand anzeigen. Dabei können die Referenzdaten z.B. bei Inbetriebnahme der Ladedose ermittelt worden sein. Der Zustand der Ladedose kann dann auf Basis des Vergleichs zwischen Testdaten bzw. der Information in Bezug auf den Übergangswiderstand und den Referenzdaten bestimmt werden. So kann der Alterungs-Zustand der Ladedose in zuverlässiger Weise ermittelt werden (durch einen mit der Zeit sinkenden Test-Strom).
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Ermittlung des Zustands einer Ladedose eines Fahrzeugs beschrieben, wobei die Ladedose Kontaktteile zum Aufbau von elektrisch leitenden Verbindungen zwischen einem Ladekabel und einem elektrischen Energiespeicher des Fahrzeugs umfasst. Das Verfahren kann durch eine Steuereinheit des Fahrzeugs ausgeführt werden. Die Ladedose kann dabei mit einem Deckel abgedeckt werden, der eine Kontaktbrücke aufweist, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Kontaktteil der Ladedose zu bilden, wenn der Deckel die Ladedose abdeckt.
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Das Verfahren umfasst das Bewirken einer Test-Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktteil und/oder eines Test-Stroms über das erste und zweite Kontaktteil. Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln von Information in Bezug auf einen elektrischen Übergangswiderstand zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktteil auf Basis der Test-Spannung und/oder des Test-Stroms. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Bestimmen eines Zustands der Ladedose, insbesondere eines Zustands des ersten und/oder zweiten Kontaktteils, auf Basis der Information in Bezug auf den elektrischen Übergangswiderstand.
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Beispielsweise kann das Verfahren umfassen, das Anlegen einer Test-Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktteil. Außerdem kann das Verfahren umfassen, das Erfassen von Testdaten in Bezug auf einen Test-Strom, der in Reaktion auf die Test-Spannung über die Kontaktbrücke fließt. Der Zustand der Ladedose, insbesondere der Zustand des ersten und/oder zweiten Kontaktteils, kann dann auf Basis der Testdaten bestimmt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (insbesondere ein Straßenkraftfahrzeug z.B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung umfasst.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einer Steuereinheit eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
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1 eine beispielhafte Lade-Vorrichtung für ein Fahrzeug, mit einer Ladedose mit einem geschlossenen Lade-Deckel;
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2 eine beispielhafte Lade-Vorrichtung für ein Fahrzeug, mit einer Ladedose mit einem geöffneten Lade-Deckel; und
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3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung des Zustands einer Ladedose.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Ermittlung des Zustands einer Ladedose eines Fahrzeugs. Für einen kabelgebundenen Ladevorgang wird am Fahrzeug extern ein Ladekabel in die Ladedose am Fahrzeug eingeführt und der Ladevorgang gestartet. Dabei ist es typischerweise nicht möglich den Übergangswiderstand zwischen dem Stecker eines Ladekabels und der Ladedose (und damit den Verschleiß bzw. die Alterung der Ladedose) zu bestimmen. Der Übergangswiderstand wird dabei typischerweise primär durch eine Crimpstelle am Kabelanschlag und der Oberfläche von Kontakt-Pins der Ladedose verursacht.
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Durch Umwelteinflüsse (Regen, Dreck, etc.) kann ein Ladestecker durch Eintrag von Verunreinigungen einer Ladedose Schaden zufügen, mit der Folge von Abrieb und Korrosion an der Oberfläche der Kontakt-Pins. Auch das mehrfache Stecken selbst kann zu einem Verschleiß der Kontakt-Pins einer Ladedose führen. Des Weiteren kann das Ziehen eines Ladesteckers unter Last zu einem Verschleiß der Kontakt-Pins an einer Ladedose führen.
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In Summe kann der Verschleiß der Kontakt-Pins zu einem substantiellen Anstieg des Übergangswiderstands zwischen einem Ladestecker und einer Ladedose und damit zu Energieverlusten und Wärmeentwicklung bei einem Ladevorgang führen.
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1 zeigt eine Lade-Vorrichtung 100 für ein Fahrzeug, mit der der Übergangswiderstand einer Ladedose 110 zuverlässig bestimmt werden kann. Dadurch wird es möglich, bereits frühzeitig den Verschleiß einer Ladedose 110 zu detektieren und ggf. einen Austausch zu veranlassen, um energieeffiziente Ladevorgängen zu ermöglichen. Insbesondere zeigt 1 eine Ladedose 110 mit zwei Kontakt-Pins 111, 112 (allgemein auch als Kontaktteile bezeichnet), die z.B. für AC-Laden oder DC-Laden verwendet werden. Typischerweise umfasst eine Ladedose 110 zwei oder mehr Kontakt-Pins- 111, 112 je nach Typ der bereitgestellten elektrischen Energie (z.B. Gleichstrom bzw. ein- oder mehrphasiger Wechselstrom).
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Die Kontakt-Pins 111, 112 der Ladedose 110 sind über Leitungen mit einer Ladeeinheit 101 verbunden, die eingerichtet ist, einen elektrischen Energiespeicher 102 des Fahrzeugs zu laden. Im Falle von AC-Laden kann die Ladeeinheit 101 einen AC/DC-Wandler umfassen, der eingerichtet ist, den über die Kontakt-Pins 111, 112 bereitgestellten AC-Ladestrom in einen DC-Ladestrom zum Laden des Energiespeichers 102 zu laden. Im Falle von DC-Laden kann die Ladeeinheit 101 einen DC/DC-Wandler umfassen, um die Spannung der bereitgestellten elektrischen Energie anzupassen. Des Weiteren kann die Ladeeinheit 101 eingerichtet sein, den Ladevorgang zu steuern.
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Die Ladedose 110 umfasst typischerweise einen Deckel 113, mit dem die Ladedose 110 vor Verschmutzungen geschützt werden kann, wenn sich kein Ladestecker in der Ladedose 110 befindet. Der Deckel 113 kann für einen Ladevorgang geöffnet werden, um es einem Nutzer zu ermöglichen, den Ladestecker in die Ladedose 110 zu stecken. Andererseits kann die Ladedose 110 zwischen zwei Ladevorgängen geschlossen sein. Außerdem umfasst die Ladedose 110 typischerweise Mittel 115 zur Isolierung und/oder zum Schutz vor Berührung der Kontakt-Pins 111, 112.
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An dem Deckel 113 kann eine (elektrisch leitende) Kontaktbrücke 114 angeordnet sein, die eingerichtet ist, zwei Kontakt-Pins 111, 112 der Ladedose 110 kurzzuschließen, wenn der Deckel 113 geschlossen ist. Andererseits ist die Kontaktbrücke 114 derart ausgelegt, dass durch Öffnen des Deckels 113 die elektrisch leitende Verbindung zwischen den zwei Kontakt-Pins 111, 112 unterbrochen wird (siehe 2). Die Kontaktbrücke 114 kann Mittel 215 zum Schutz vor Berührung aufweisen.
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Durch die Kontaktbrücke 114 kann somit im geschlossenen Zustand des Deckels 113 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen zwei Kontakt-Pins 111, 112 hergestellt werden. Der Übergangswiderstand zwischen den Kontakt-Pins 111, 112 und der Kontaktbrücke 114 hängt dabei von dem Verschleißzustand der Kontakt-Pins 111, 112 ab. Insbesondere steigt dabei typischerweise der Übergangswiderstand mit steigendem Verschleiß der Kontakt-Pins 111, 112. Somit kann der Übergangswiderstands als Indikator für den Verschleißzustand der Kontakt-Pins 111, 112 genutzt werden.
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Die Vorrichtung 100 umfasst eine Steuereinheit 121, die eingerichtet ist, einen Test-Strom 119 über die Kontaktbrücke 114 zu veranlassen. Insbesondere kann die Ladeeinheit 101 veranlasst werden, eine bestimmte Test-Potentialdifferenz bzw. Test-Spannung zwischen den Kontakt-Pins 111, 112 anzulegen. Des Weiteren kann die Vorrichtung 100 eine Strom-Messeinheit 120 umfassen, die eingerichtet ist, den Test-Strom 119 zu erfassen, der in Reaktion auf die Test-Spannung über die Kontaktbrücke 114 fließt. Der Übergangswiderstand zwischen den Kontakt-Pins 111, 112 und der Kontaktbrücke 114 kann dann auf Basis des Test-Stroms 119 ermittelt werden.
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Beispielsweise kann bei Inbetriebnahme einer Ladedose 110 ein Referenz-Strom bzw. ein Referenz-Übergangswiderstand ermittelt werden. Zu einem späteren Zeitpunkt kann dann der aktuelle Test-Strom bzw. der aktuelle Übergangswiderstand ermittelt und mit den Referenzwerten verglichen werden, um ein Ausmaß des Verschleißes der Kontakt-Pins 111, 112 zu ermitteln.
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Im Deckel 113 einer Ladedose 110 (wobei der Deckel 113 z.B. als Ladeklappe oder Stöpseldeckel ausgebildet sein kann) können eine oder mehrere Kurzschlussbrücken (auch als Kontaktbrücken bezeichnet) 114 integriert werden, die Kontakt-Pins 111, 112 der Ladedose 110 (z.B. den DC+ und DC– Pin) paarweise bei geschlossenem Deckel 113 kurzschließen.
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Die Ladeeinheit 101 kann eingerichtet sein, die Kontakt-Pins 111, 112 bei Schließen des Deckels 113 von dem Energiespeicher 102 zu entkoppeln (z.B. durch ein oder mehrere Schalter bzw. Schütze). So kann zuverlässig vermieden werden, dass bei Schließen des Deckels 113 kein Kurzschluss (über die Kontaktbrücke 114) verursacht wird.
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Die Ladeeinheit 101 bzw. eine Steuereinheit 121 können eingerichtet sein, einen Prüfstrom bzw. Test-Strom 119 über eine Leitung zu einem ersten Kontakt-Pin 111, über die Brücke 114, über einen zweiten Kontakt-Pin 112 und über eine weitere Leitung zurück einzuspeisen. Die Höhe dieses Test-Stroms 119 und/oder der dabei verwendeten bzw. gemessenen Test-Spannung kann dazu verwendet werden, den Übergangswiderstand bzw. den Verschleiß der Kontakt-Pins 111, 112 zu messen.
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Der Übergangswiderstand kann insbesondere beim Erstverbau der Ladedose 110 gemessen und als Referenz-Widerstand gespeichert werden. Weitere Messungen können regelmäßig, z.B. während der Fahrt, vorgenommen werden (insbesondere dann, wenn kein Ladevorgang durchgeführt wird). Wird der Widerstand im Laufe der Zeit größer, so ist dies ein Indiz für den Verschleiß der Kontakt-Pins 111, 112. Überschreitet der Widerstand einen bestimmten Grenzwert, so kann ein Austausch der Ladedose 110 und/oder der Ladeleistungen veranlasst werden.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zur Ermittlung des Zustands einer Ladedose 110 eines Fahrzeugs, wobei die Ladedose 110 Kontaktteile 111, 112 zum Aufbau von elektrisch leitenden Verbindungen zwischen einem Ladekabel und einem elektrischen Energiespeicher 102 des Fahrzeugs umfasst. Die Ladedose 110 kann mit einem Deckel 113 abgedeckt werden, der eine Kontaktbrücke 114 aufweist, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Kontaktteil 111, 112 der Ladedose 110 zu bilden, wenn der Deckel 113 die Ladedose 110 abdeckt. Das Verfahren 300 kann zu einem Zeitpunkt ausgeführt werden, an dem kein Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers 102 erfolgt.
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Das Verfahren 300 umfasst das Bewirken 301 einer Test-Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktteil 111, 112 und/oder eines Test-Stroms über das erste und zweite Kontaktteil 111, 112. Insbesondere kann eine Test-Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktteil 111, 112 angelegt werden. Die Test-Spannung und/oder der Test-Strom können dabei auf Basis von elektrischer Energie aus dem Energiespeicher 102 des Fahrzeugs erzeugt werden. Es können dann z.B. Testdaten in Bezug auf den Test-Strom 119 erfasst werden (z.B. mittels einer Strom-Messeinheit 120), der in Reaktion auf die Test-Spannung über die Kontaktbrücke 114 fließt.
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Das Verfahren umfasst weiter das Ermitteln 302 von Information in Bezug auf einen elektrischen Übergangswiderstand zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktteil 111, 112 auf Basis der Test-Spannung und/oder des Test-Stroms 119. Außerdem umfasst das Verfahren 300 das Bestimmen 303 eines Zustands der Ladedose 110, insbesondere eines Zustands des ersten und/oder zweiten Kontaktteils 111, 112, auf Basis der Information in Bezug auf den elektrischen Übergangswiderstand und/oder auf Basis der Testdaten. Beispielsweise kann auf Basis der Testdaten (z.B. auf Basis der Höhe des Test-Stroms 119) und/oder auf Basis der Information in Bezug auf den Übergangswiderstand detektiert werden, ob der Deckel geschlossen ist (und damit ein Test-Strom 119 über die Kontaktbrücke 114 fließen kann) oder ob der Decke geöffnet ist (und damit kein Test-Strom 119 über die Kontaktbrücke 114 fließen kann). Es kann dann ggf. ein Hinweis an einen Nutzer des Fahrzeugs ausgegeben werden, um anzuzeigen, dass der Deckel 113 (z.B. nach Beendigung eines Ladevorgangs) nicht wieder geschlossen wurde. So können Verunreinigungen der Ladedose 110 durch einen geöffneten Deckel 113 zuverlässig vermieden werden.
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Des Weiteren kann auf Basis der Testdaten und/oder auf Basis der Information in Bezug auf den Übergangswiderstand ein Grad der Abnutzung der Kontaktteile 111, 112 bestimmt werden. Insbesondere zeigt ein mit der Zeit sinkender Test-Strom (bei gleichbleibender Test-Spannung) an, dass sich der Übergangswiderstand an den Kontaktteilen 111, 112 erhöht, und somit der Grad der Abnutzung steigt. Ab einem bestimmten Grenzwiderstand und/oder Grenzgrad der Abnutzung kann dann ein Hinweis an einen Nutzer des Fahrzeugs ausgegeben werden, um einen Austausch der Ladedose 110 zu veranlassen. So kann eine hohe Energieeffizienz von Ladevorgängen bewirkt werden.
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Es kann somit ein Prüfstrom bzw. Test-Strom über Kontakt-Pins 111, 112 der Ladedose 110 im nichtladenden Zustand erfasst werden. Dies ermöglicht eine Diagnose, ob der Deckel 113 zu bzw. offen/defekt ist. Des Weiteren lieft der Test-Strom ein Indiz für die Alterung der Kontakt-Pins 111, 112 bzw. für eine Erhöhung des Übergangswiderstands. Der Test-Strom kann im Rahmen von AC-Laden und/oder DC-Laden verwendet werden.
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Auf Basis des Test-Stroms kann ggf. auch ermittelt werden, wie lange nach Abschluss eines Ladevorgangs der Deckel 113 geöffnet war. Des Weiteren kann ermittelt werden, ob ein Nutzer den Deckel 113 ordnungsgemäß geschlossen hat.
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Die Information bzgl. des Deckels 113 kann ggf. in einer Speichereinheit der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtung 100 gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt ausgelesen werden.
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Im Deckel 113 kann eine leitende Schicht (z.B. ein leitendes Flies) als Kontaktbrücke 114 aufgebracht werden, wobei die leitende Schicht im geschlossenen Zustand auf die Kontakt-Pins 111, 112 einwirkt und diese elektrisch kontaktiert. Die Kontaktbrücke 114 ist derart ausgelegt, dass kein Kurzschluss in der Ladeeinheit 101 verursacht wird. Insbesondere kann die Vorrichtung 100 derart ausgelegt sein (z.B. durch die Bereitstellung von Trennschaltern), dass im geschlossenen Zustand des Deckels 113 kein Strom von der Ladeeinheit 101 zu den Kontakt-Pins 111, 112 fließt (außer, wenn das in diesem Dokument beschriebene Verfahren 300 ausgeführt wird).
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Zur Ermittlung des Widerstands zwischen den Kontakt-Pins 111, 112 (und über die Kontaktbrücke 114) kann ein (konstanter) Prüfstrom eingeprägt werden, oder es kann eine Test-Spannung angelegt werden, und der daraufhin fließende Test-Strom gemessen werden (wenn nicht geladen wird). Wenn kein Strom fließt, so ist dies ein Indiz dafür, dass der Deckel 113 offen oder defekt ist.
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Der Widerstand zwischen den Kontakt-Pins 111, 112 (und über die Kontaktbrücke 114) kann zu Beginn (Erstmessung) gemessen und gespeichert werden (als Referenzwert).Wird über die Lebensdauer der Ladedose 110 der Widerstand höher, kann ermittelt werden, ob eine kritische Grenze (d.h. ein Grenzwiderstand) erreicht wird. Es kann daraufhin ein Austausch der Ladedose 110 und/oder der Leitungen (bzw. des Kabelbaums) durchgeführt werden.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die Strom-Messeinheit 120 alternativ oder ergänzend Teil der Ladedose 110 sein kann. Die von der Strom-Messeinheit 120 erfassten Daten können dann über einen Daten-BUS (z.B. einen LIN-BUS, einen CAN-BUS, etc.) an die Steuereinheit bzw. Auswerteeinheit 121 übermittelt werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
