DE102017209128A1

DE102017209128A1 - Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugladevorrichtung, Fahrzeugladevorrichtung sowie System aus einer Sensorvorrichtung und einer Fahrzeugladevorrichtung

Info

Publication number: DE102017209128A1
Application number: DE102017209128.2A
Authority: DE
Inventors: Johann Krammer; Gerhard Eberl; Axel Vogel; Heiko Stephan
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2018-12-06
Anticipated expiration: 2037-06-01
Also published as: US11104243B2; WO2018219544A1; DE102017209128B4; CN110691712A; US20200070678A1; CN110691712B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugladevorrichtung (22) zum Laden einer Fahrzeugbatterie (24). Durch Veränderung des Ladestroms einer bestimmten ladevorrichtungsseitigen Leitung (FL1; FL2; FL3) und Auswertung bei welcher auskoppelpunktseitigen Leitung (VL1; VL2; VL3) ebenfalls eine Veränderung feststellbar ist, wird zunächst der ersten ladevorrichtungsseitigen Leitung (FL1; FL2; FL3) eine bestimmte auskoppelpunktseitige Leitung (VL1; VL2; VL3) zugeordnet. Dieser Prozess wird für mindestens eine zweite ladevorrichtungsseitige Leitung (FL1; FL2; FL3) wiederholt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugladevorrichtung zum Laden einer Fahrzeugbatterie. Sie betrifft weiterhin eine Fahrzeugladevorrichtung zum Laden einer Fahrzeugbatterie umfassend eine Kommunikationsvorrichtung, die ausgelegt ist, mit einer Sensorvorrichtung eines dreiphasigen elektrischen Auskoppelpunkts zu kommunizieren, einen ersten, einen zweiten und einen dritten ladevorrichtungsseitigen elektrischen Anschluss zum Zuführen von Energie zum Laden der Fahrzeugbatterie, einen Ausgangsanschluss zum Koppeln mit der Fahrzeugbatterie sowie eine Steuervorrichtung zum Steuern des Ladens der Fahrzeugbatterie, wobei die Steuervorrichtung ausgelegt ist, mittels der Kommunikationsvorrichtung aktuelle Stromwerte für die Stromstärke eines jeweiligen Stroms, der in einer ersten, einer zweiten und einer dritten auskoppelpunktseitigen elektrischen Leitung am Ausgang des Auskoppelpunkts fließt, in die Fahrzeugladevorrichtung einzulesen. Schließlich betrifft die Erfindung ein System aus einer Sensorvorrichtung eines dreiphasigen Auskoppelpunkts und einer Fahrzeugladevorrichtung.
Ein Laden elektrifizierter Fahrzeuge kann mittels Drehstrom erfolgen. Dies ist an kleinen öffentlichen Ladestationen und vor allem im privaten Bereich üblicherweise der Fall. Wird der Ladevorgang im privaten Bereich durchgeführt, so bezieht das Elektrofahrzeug Strom über den Hausanschluss. Eine typische Ladeleistung eines Elektrofahrzeugs beträgt zwischen 11 kW und 22 kW. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass in unterschiedlichen Ländern Häuser über unterschiedliche Hausanschluss-Leistungen verfügen. So stellt ein typischer deutscher Hausanschluss Leistungen in der Größenordnung von 30 kW bereit. In Frankreich oder Italien hingegen verfügen Häuser nur über eine verhältnismäßig kleine Hausanschlussleistung, die im Bereich von 7 kW über alle drei elektrische Phasen liegen kann. Dies führt dazu, dass für den Ladevorgang eines modernen Elektrofahrzeugs mit voller Ladeleistung eigentlich eine höhere Anschlussleistung am Haus nötig wäre.
Werden während des Ladevorgangs des Elektrofahrzeugs weitere Verbraucher im Haus aktiviert, kann die Summe der Verbraucherleistung höher werden, als die Hausanschlusssicherung es zulässt. Anschaulich lässt sich ein Szenario vorstellen, in dem unmittelbar nach Ankunft zu Hause der Ladevorgang des Elektrofahrzeugs gestartet und gleichzeitig ein Elektroherd für die Zubereitung des Abendessens eingeschaltet wird.
Um in diesen Situationen keinen Totalausfall im Haus durch Auslösen der Hauptsicherung hervorzurufen, wird zur Bereitstellung einer so genannten Blackout-Schutzfunktion ein Stromsensor unmittelbar am Hausanschluss an allen drei Leitungen verbaut. Der Stromsensor misst für jede der drei elektrische Phasen die jeweils aktuelle Stromstärke und kann mit einer Information über einen maximal zulässigen Strom pro elektrische Leitung eine Auskunft über den noch verfügbaren Strom pro elektrische Leitung bis zur Belastungsgrenze liefern. Moderne Elektrofahrzeuge können über eine digitale Kommunikation mit dem Stromsensor auf diese Information zugreifen. Typischerweise sind die Belastungen der einzelnen Stromphasen nicht gleich, da die meisten Haushaltsverbraucher nur einphasig angeschlossen sind. Um trotzdem eine möglichst hohe Ladeleistung nutzen zu können, werden die Informationen des Stromsensors über die Belastung der elektrischen Phasen von der Fahrzeugladevorrichtung ausgewertet. Ist die zugehörige elektrische Leitung an der Belastungsgrenze, so wird die Ladeleistung der betroffenen elektrischen Leitung durch das Fahrzeug reduziert.
In diesem Zusammenhang ist aus der DE 10 2013 220 683 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen einer elektrischen Phasensequenz in einem Fahrzeug bekannt. Ein Steuermodul dient für eine operative Kopplung mit einem Stromnetz, um ein eingehendes Leistungssignal von demselben zu empfangen, wobei das eingehende Leistungssignal eine erste Spannung und eine zweite Spannung in einem Fahrzeug vorsieht. Das Steuermodul ist konfiguriert, um eine elektrische Phasendifferenz zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung zu bestimmen und eine Signalfrequenz des eingehenden Signals zu bestimmen, um den Landestyp des Stromnetzes zu bestimmen. Das Steuermodul ist weiterhin konfiguriert, um eine Anzahl von Schalteinrichtungen zu steuern, um ein Ausgangsspannungssignal auf der Basis der elektrische Phasendifferenz und der Signalfrequenz für das Laden wenigstens einer Batterie in dem Fahrzeug zu bestimmen.
Aus der DE 10 2012 217 580 A1 ist es bekannt, einen Ladestrom für eine Hochspannungsbatterie durch einen gewissen vorbestimmten Bereich abzutasten und ihr zugeordnete Parameter des elektrischen Systems können bei Operation gemessen werden. Bei Operation kann der Systemwirkungsgrad als eine Funktion des Ladestroms bestimmt werden. Das Batterieladegerätsystem kann für eine kurze Zeit dazu betrieben werden, verschiedene Ladeströme an die Traktionsbatterie abzugeben. Der Systemwirkungsgrad kann dann als eine Funktion des Ladestroms gemeldet werden.
Die DE 10 2015 113 771 A1 befasst sich mit der Detektion und Benachrichtigung sich ändernder elektrischer Bedingungen während des Ladens einer Fahrzeugbatterie. Da unterschiedliche, an den Stromkreis angeschlossene Geräte unterschiedliche Entnahmecharakteristika aufweisen, werden diese berücksichtigt, um die Stromentnahme zu optimieren.
Die DE 10 2014 216 020 A1 beschreibt ein Ladegerät mit einer Überwachungseinrichtung sowie einer Stromsteuereinrichtung. Dabei umfasst die Stromsteuereinrichtung eine Empfangseinheit, die eingerichtet ist, einen von der Überwachungseinrichtung übermittelten Steuerbefehl zu empfangen, und eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem Steuerbefehl den Ladestrom zu reduzieren oder zu beschränken.
Trotz dieser Maßnahmen werden in der Praxis immer wieder Probleme beim Laden von Elektrofahrzeugen festgestellt, insbesondere kommt es immer wieder zu einem Auslösen der Haussicherung.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein eingangs genanntes Verfahren sowie eine Fahrzeugladevorrichtung und ein System aus einer Sensorvorrichtung und einer Fahrzeugladevorrichtung bereitzustellen, womit ein zuverlässigeres Laden einer Fahrzeugbatterie über einen Hausanschluss ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 1, eine Ladevorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 7 sowie durch ein System aus einer Sensorvorrichtung eines dreiphasigen Auskoppelpunkts und einer derartigen Fahrzeugladevorrichtung.
In den nachfolgenden Ausführungen wird bisweilen anstelle des Begriffs eines Hausanschlusses der allgemeinere Begriff elektrischer Auskoppelpunkt gewählt, da die Erfindung ebenso beispielsweise in einer Garagenunterverteilung oder in einer Unterverteilung einer Industrieanlage genutzt werden kann.
Eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung kann, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, im Fahrzeug untergebracht sein, kann jedoch auch außerhalb des Fahrzeugs angeordnet sein.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass das Fahrzeug eine Zuordnung der vom Stromsensor übermittelten Nachrichten zu den ladevorrichtungsseitigen Anschlüssen benötigt, damit die Informationen des Stromsensors zur Belastung der auskoppelpunktseitigen elektrischen Leitungen korrekt verwertet werden können. Der Grund dafür ist, dass zwar im Stromnetz gemäß Norm immer ein rechtsdrehendes Drehstromfeld anliegen muss, es aber zur Erfüllung dieser Forderung nicht nötig ist, dass die Phase L1 in der Leitung VL1 des ersten auskoppelpunktseitigen Anschlusses V1 auch in der Leitung FL1 am ersten ladevorrichtungsseitigen Anschluss F1 anliegt. In sehr vielen elektrischen Installationen werden die elektrischen Phasen, beispielsweise über einen Unter Auskoppelpunkt, versehentlich verdreht. Gemäß Norm spielt es keine Rolle, solange das Ergebnis eine rechtsdrehende Stromversorgung ist. In diesem Zusammenhang wird davon ausgegangen, dass der jeweilige erste Anschluss in einem Stecker bzw. einer Steckdose einer ersten Position, der jeweilige zweite Anschluss einer zweiten Position und der jeweilige dritte Anschluss einer dritten Position zugeordnet ist.
Beispielsweise entsteht ein rechtsdrehendes Feld auch bei den in 1 dargestellten Belegungen. Dabei sind die ladevorrichtungsseitigen Anschlüsse mit F1, F2 und F3 bezeichnet, während die auskoppelpunktseitigen Anschlüsse mit V1, V2 und V3 bezeichnet sind. Die elektrische Phasen sind mit L1, L2 und L3 bezeichnet.
Die zweite Zeile der 1 gibt demnach eine 1:1-Belegung wieder, bei der dritten Zeile sind die elektrische Phasen einmal verschoben, während sie in der vierten Zeile zweimal verschoben sind. In allen drei Fällen wird ein rechtsdrehendes Feld erzeugt. Aus 1 wird ersichtlich, dass, trotz korrekter Installation, das die Anschlüsse an der Fahrzeugladevorrichtung und am Auskoppelpunkt unterschiedlich belegt sein können. Aus Sicht der Fahrzeugladevorrichtung ist es unklar, an welchem Anschluss der Ladestrom reduziert werden muss. Aus diesem Grund liefert die oben bereits erwähnte DE 10 2013 220 683 A1 keine Lösung der oben genannten Aufgabe, da hier die elektrische Phasendifferenz nur immer relativ zueinander bestimmt wird. Durch die Lehre der genannten Druckschrift kann die Belegung gemäß Zeile 3 und 4 von 1 nicht ermittelt werden.
Während in Deutschland die Farben der elektrische Phasen normiert sind (L1=braun, L2=grau, L3=schwarz), ist dies in vielen anderen Ländern nicht der Fall. Häufig werden auch Installationen von Privatpersonen selbst vorgenommen, beispielsweise über verschiedene Klemmstellen vom Hausanschluss zu einem Anschluss in der Garage, wobei nicht auf durchgehende korrekte Verdrahtung geachtet wird.
Bekannte Systeme, umfassend einen Stromsensor sowie eine Fahrzeugladevorrichtung, beispielsweise eine so genannte Wallbox, bieten die Möglichkeit, über eine Bedieneinrichtung, beispielsweise umfassend ein Display und einen Wahlschalter, eine manuelle Zuordnung der elektrischen Anschlüsse an der Fahrzeugladevorrichtung entsprechend den Nachrichten des Stromsensors durchzuführen. Diese Vorgehensweise ist geeignet, wenn das Fahrzeug immer am gleichen Anschluss geladen wird. Allerdings ist eine derartige Zuordnung nur von Fachpersonal ausführbar. Für einen elektrotechnischen Laien ist die Notwendigkeit der Zuordnung nur sehr schwierig zu verstehen und umständlich durchzuführen.
Weiterhin zu berücksichtigen ist, dass das Ladeequipment ortsveränderlich ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann aus dem Gehäuse der sogenannten „Wallbox“ der Anmelderin das Ladekabel herausgenommen und beispielsweise in den Urlaub oder auf Reisen mitgenommen werden. Wird dieses an einer anderen Steckdose wieder angesteckt, d.h. nicht an der heimatlichen Steckdose, bei der eine manuelle Zuordnung vorgenommen wurde, so wäre erneut eine Konfiguration der elektrische Anschlüsse vorzunehmen, um die Zuordnung sicherzustellen.
Die vorliegende Erfindung löst diese Probleme, indem die elektrischen Anschlüsse bzw. Leitungen am Auskoppelpunkt, beispielsweise dem Hausanschluss, automatisch, d.h. durch die Fahrzeugladevorrichtung, den Anschlüssen an der Fahrzeugladevorrichtung zugeordnet werden. Dazu führt die Fahrzeugladevorrichtung sukzessive eine gezielte Veränderung der Ladeleistung einer elektrischen Leitung eines ladevorrichtungsseitigen Anschlusses durch und analysiert die Veränderung durch Auswertung der Stromsensormesswerte an den Anschlüssen bzw. in den Leitungen am Auskoppelpunkt. Indem nacheinander mindestens für zwei elektrische Anschlüsse eine Ladeleistungsvariation vorgenommen wurde, lassen sich die drei Anschlüsse an der Fahrzeugladevorrichtung den drei Anschlüssen am Auskoppelpunkt zuordnen.
Durch diese Maßnahmen kann auch bei Fehlverdrahtungen zwischen Hausanschluss und Anschluss für die Fahrzeugladevorrichtung ein Auslösen der Haussicherung zuverlässig vermieden werden. Andererseits kann die Fahrzeugbatterie mit maximaler Ladeleistung und damit minimaler Ladezeit geladen werden. Für den Benutzer stellt die Erfindung eine enorme Erleichterung des Konfigurationsaufwands und dadurch eine Reduktion der Installationskosten dar. Durch die automatische Konfiguration wird insbesondere bei wechselnden Ladeorten die Gefahr eines Auslösens der Haussicherung reduziert, eine maximale Ladeperformance wird automatisiert sichergestellt.
Zur Vereinfachung der Ausführungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird lediglich auf die Verdrahtung hinsichtlich der drei elektrische Phasen eingegangen. Wie für den Fachmann offensichtlich, kann die Verdrahtung weitere Leitungen umfassen, beispielsweise einen Schutzleiteranschluss und einen Neutralleiter.
Bevorzugt erfolgt in Schritt d) die Ladung der Fahrzeugbatterie mit einer Lade-Strombelastung je ladevorrichtungsseitiger elektrischer Leitung, die gleich der kleinsten in Schritt c) ermittelten, maximal möglichen zusätzlichen Strombelastung ist. Auf diese Weise kann bereits die Zeitdauer zur erfindungsgemäßen Zuordnung zwischen Anschlüssen am Auskoppelpunkt und Anschlüssen an der Fahrzeugladevorrichtung optimal zum Laden der Fahrzeugbatterie genutzt werden. Insbesondere in diesem Zusammenhang wird dann in Schritt e) die Ladeleistung der jeweiligen ladevorrichtungsseitigen elektrischen Leitung reduziert. Dadurch wird einerseits die zu diesem Zeitpunkt optimale Ladeleistung ausgenutzt und andererseits eine Überlastung zuverlässig vermieden. In anderen Ausgestaltungen der Erfindung kann selbstverständlich in Schritt d) auch eine deutlich kleinere als die kleinste in Schritt c) ermittelte, maximal mögliche zusätzliche Strombelastung verwendet werden, sodass dann bei der Variation in Schritt e) die Ladeleistung der jeweiligen ladevorrichtungsseitigen elektrische Leitung gegebenenfalls vergrößert werden kann. Entscheidend ist, dass die Strombelastung derart variiert wird, dass die Summe aus der Ladestrombelastung nach Schritt d) und der Strombelastungsvariation kleiner gleich der kleinsten in Schritt c) ermittelten, maximal möglichen zusätzlichen Strombelastung ist.
Zur Plausibilisierung und damit zum Ausschluss von Fehlern können die Schritte e) bis i) überdies für die dritte ladevorrichtungsseitige elektrische Leitung wiederholt werden.
Bevorzugt umfasst das Verfahren weiterhin folgende Schritte:

l1) Prüfen, ob das Ergebnis von Schritt k) mit den Ergebnissen der Schritte i) und j) vereinbar ist; l2)
l2) falls das Ergebnis von Schritt l1) negativ ist, Wiederholen der Schritte a) bis k);
l3) falls das Ergebnis von Schritt l1) positiv ist, Abspeichern der ermittelten Zuordnung der drei auskoppelpunktseitigen elektrischen Leitungen zu den drei ladevorrichtungsseitigen elektrischen Leitungen.

Auf diese Weise können die Folgen von Messfehlern, beispielsweise durch kurz andauernde Störungen, ausgeräumt werden. Eine derartige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich deshalb durch eine besonders große Zuverlässigkeit und Robustheit aus.
Das Einlesen in Schritt b) kann konduktiv erfolgen, beispielsweise durch eine so genannte Power Line, oder über Funk, insbesondere über WLAN, ZigBee oder Bluetooth.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für eine erfindungsgemäße Fahrzeugladevorrichtung zum Laden einer Fahrzeugbatterie sowie für ein erfindungsgemäßes System aus einer Sensorvorrichtung eines dreiphasigen Auskoppelpunkts und einer erfindungsgemäßen Fahrzeugladevorrichtung.
Im Nachfolgenden wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen in:

1 eine Tabelle mit unterschiedlichen Verdrahtungskonfigurationen zwischen einem Auskoppelpunkt mit Anschlüssen V1 bis V3 und einer Fahrzeugladevorrichtung mit Anschlüssen F1 bis F3;
2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
3 einen Signalflussgraphen für ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

In 2 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Dabei wird Strom von einem Masttransformator 10 an einen Sicherungskasten 12 in einem Haus 14 geleitet. Der Sicherungskasten 12 umfasst drei Ausgangsanschlüsse V1, V2, V3 an Leitungen VL1, VL2, V13, an denen die drei elektrische Phasen L1, L2, L3 eines Drehstroms bereitgestellt werden. In der Darstellung wird am Anschluss V1, d.h. in der Leitung VL1, die elektrische Phase L1, am Anschluss V2, d.h. in der Leitung VL2, die elektrische Phase L2 und am Anschluss V3, d.h. in der Leitung VL3, die elektrische Phase L3 bereitgestellt.
Die Ausgangsanschlüsse V1 bis V3 sind mit den Eingangsanschlüssen E1, E2, E3 einer Klemmbox 16 gekoppelt. Diese weist beispielhaft zwei Anschlussbuchsen K1, K2 auf, wobei eine erste Anschlussbuchse K1 die Anschlüsse K11, K12, K13 umfasst, während eine zweite Anschlussbuchse K2 die Anschlüsse K21, K22, K23 umfasst. Die Anschlüsse K11, K12, K13 sind festen Positionen in der ersten Anschlussbuchse K1, die Anschlüsse K21, K22, K23 festen Positionen in der Anschlussbuchse K2 zugeordnet.
Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, wird am Anschluss K11 die elektrische Phase L2, am Anschluss K12 die elektrische Phase L3, am Anschluss K13 die elektrische Phase L1 bereitgestellt, während am Anschluss K21 die elektrische Phase L3, am Anschluss K22 die elektrische Phase L1 und am Anschluss K23 die elektrische Phase L2 bereitgestellt wird. An beiden Buchsen K1, K2 wird demnach ein rechtsdrehendes Drehstromfeld bereitgestellt. Während jedoch der erste Anschluss V1 des Sicherungskastens 12 noch die elektrische Phase L1 bereitgestellt hat, wird am ersten Anschluss K11 der ersten Buchse K1 die elektrische Phase L2 und am ersten Anschluss K21 der zweiten Buchse K2 die elektrische Phase L3 bereitgestellt. Entsprechendes gilt für die jeweiligen zweiten und dritten Anschlüsse.
Die erste Buchse K1, die die Anschlüsse K11, K12, K13 umfasst, ist mit den Anschlüssen W1, W2, W3 eines Anschlusses W einer Wallbox 18 in einer zum Haus 14 gehörenden Garage 20 gekoppelt. Die Anschlüsse W1 bis W3 sind über ein Ladekabel 36 mit entsprechenden Anschlüssen F1 bis F3 einer Buchse F einer Ladevorrichtung 22 zum Laden einer Fahrzeugbatterie 24 eines Kraftfahrzeugs 26 gekoppelt. Am Anschluss F1 liegt demnach die elektrische Phase L2, am Anschluss F2 die elektrische Phase L3 und am Anschluss F3 die elektrische Phase L1 an. Die Verbindung zwischen Ladevorrichtung 22 und Fahrzeugbatterie 24 kann ein- oder mehrphasig sein, je nachdem, ob die Ladevorrichtung 22 die Fahrzeugbatterie mit Gleichstrom, Wechselstrom oder Drehstrom lädt.
Zwischen dem Sicherungskasten 12 und der Klemmbox 16 ist ein Stromsensor 28 angeordnet, der ausgelegt ist, aktuelle Sensorwerte für die Stromstärke eines jeweiligen Stroms, der in der ersten, der zweiten und der dritten elektrische Leitung VL1, VL2, VL3 am Ausgang des Sicherungskastens 12 mit den Anschlüssen V1, V2 und V3 fließt.
Die Sensorvorrichtung 28 umfasst eine Kommunikationsvorrichtung 30, die ausgelegt ist, mit einer korrespondierenden Kommunikationsvorrichtung 32 der Fahrzeugladevorrichtung 22 per Funk zu kommunizieren, um die aktuell ermittelten Sensorwerte an die Fahrzeugladevorrichtung 22 zu übertragen. Alternativ kann die Kommunikation auch konduktiv, insbesondere über LAN oder PowerLineCommunication, erfolgen.
Die Kommunikationsvorrichtung 32 der Fahrzeugladevorrichtung 22 ist mit einer Steuervorrichtung 34 gekoppelt, die ausgelegt ist, das Laden der Fahrzeugbatterie 24 zu steuern. Insbesondere ist die Steuervorrichtung ausgelegt, die mit Bezug auf 3 näher dargestellten Schritte auszuführen:
Zunächst wird in Schritt 100 ein Zählparameter n=1 gesetzt und die aktuellen Sensorwerte für die Stromstärke eines jeweiligen Stroms, der in der ersten, der zweiten und der dritten elektrische Leitung VL1, VL2, VL3 am Sicherungskasten 12 fließt, ermittelt. In Schritt 110 werden diese aktuellen Sensorwerte in die Fahrzeugladevorrichtung 22 eingelesen.
Soweit nicht anders angegeben, werden die folgenden Schritte von der Steuervorrichtung 34 der Fahrzeugladevorrichtung 22 ausgeführt: Zunächst wird in einem Schritt 120 eine maximal mögliche zusätzliche Strombelastung für die erste, die zweite und die dritte elektrische Leitung VL1, VL2, VL3 an den Anschlüssen V1 bis V3 des Sicherungskastens 12 ermittelt. In Schritt 130 wird die Fahrzeugbatterie 24 mittels der Fahrzeugladevorrichtung 22 mit einer Strombelastung je ladevorrichtungsseitiger elektrische Leitung FL1, FL2, FL3 an den Anschlüssen F1, F2, F3 geladen, die gleich der kleinsten in Schritt 120 ermittelten, maximal möglichen zusätzlichen Strombelastung ist.
In Schritt 140 wird die Ladeleistung einer ersten ladevorrichtungsseitigen elektrischen Leitung FL1, FL2 oder FL3, d.h. einer elektrischen Leitung der Anschlüsse F1, F2 oder F3, durch Variation der Strombelastung variiert, wobei die Strombelastung derart variiert wird, dass die Summe aus der Lade-Strombelastung nach Schritt 130 und der Strombelastungsvariation kleiner gleich der kleinsten in Schritt 120 ermittelten, maximal möglichen zusätzlichen Strombelastung ist.
In Schritt 150 werden dann die aktuellen Sensorwerte für die Stromstärke des jeweiligen Stroms, der in der ersten, der zweiten und der dritten elektrische Leitung VL1, VL2, VL3 an den Anschlüssen V1, V2, V3 fließt, ermittelt, wobei diese Werte im Schritt 160 dann wieder in die Fahrzeugladevorrichtung 22 eingelesen werden.
Anschließend wird in Schritt 170 ermittelt, bei welcher elektrischen Leitung VL1, VL2 oder VL3 sich der aktuelle Sensorwert entsprechend der Variation von Schritt 140 geändert hat.
Im darauf folgenden Schritt 180 wird eine erste ladevorrichtungsseitige elektrische Leitung FL1, FL2 oder FL3 einer auskoppelpunktseitigen Leitung VL1, VL2 oder VL3 am Sicherungskasten 12, für die eine Variation des aktuellen Sensorwerts im Schritt 170 ermittelt wurde, zugeordnet.
Im Schritt 190 wird geprüft, ob der Zählparameter n=3 ist. Wird dies verneint, wird in Schritt 200 n=n+1 gesetzt und das Verfahren zu Schritt 140 zurückverzweigt.
Wird in Schritt 190 n=3 bejaht, geht das Verfahren weiter zu Schritt 210. Mit anderen Worten zweigt das Verfahren dann zu Schritt 210, wenn für drei ladevorrichtungsseitige elektrische Leitungen FL1, FL2, FL3 die Zuordnung vorgenommen wurde.
Ergibt die Überprüfung in Schritt 210, dass das Ergebnis des letzten Durchlaufs mit den Ergebnissen der zwei vorhergehenden Durchläufe nicht vereinbar ist, beispielsweise weil zwei ladevorrichtungsseitigen Leitungen dieselbe Leitung am Sicherungskasten 12 zugeordnet wurde, zweigt das Verfahren zurück zu Schritt 100. Wird jedoch in Schritt 210 ein plausibles Ergebnis gefunden, wird in Schritt 220 die ermittelte Zuordnung der auskoppelpunktseitigen Leitungen VL1, VL2, VL3 am Sicherungskasten 12 zu den drei ladevorrichtungsseitigen Leitungen FL1, FL2, FL3 in einer Speichervorrichtung der Ladevorrichtung 22 abgespeichert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013220683 A1 [0005, 0016]
DE 102012217580 A1 [0006]
DE 102015113771 A1 [0007]
DE 102014216020 A1 [0008]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugladevorrichtung (22) zum Laden einer Fahrzeugbatterie (24) folgende Schritte umfassend: a) Ermitteln von aktuellen Sensorwerten für die Stromstärke eines jeweiligen Stroms, der in einer ersten, einer zweiten und einer dritten auskoppelpunktseitigen elektrischen Leitung (VL1, VL2, VL3) eines dreiphasigen elektrischen Auskoppelpunkts (12) fließt (Schritt 100); b) Einlesen der aktuellen Sensorwerte in die Fahrzeugladevorrichtung (22) (Schritt 110); gekennzeichnet durch folgende weiteren Schritte: c) Ermitteln einer maximal möglichen zusätzlichen Strombelastung für die erste, die zweite und die dritte auskoppelpunktseitige elektrische Leitung (VL1, VL2, VL3) (Schritt 120); d) Laden der Fahrzeugbatterie (24) mittels der Fahrzeugladevorrichtung (22) mit einer Lade-Strombelastung je ladevorrichtungsseitiger elektrische Leitung (FL1, FL2, FL3), die kleiner gleich der kleinsten in Schritt c) ermittelten, maximal möglichen zusätzlichen Strombelastung ist (Schritt 130); e) Variieren der Ladeleistung einer ersten ladevorrichtungsseitigen elektrischen Leitung (FL1; FL2; FL3) durch Variation der Strombelastung, wobei die Strombelastung derart variiert wird, dass die Summe aus der Lade-Strombelastung nach Schritt d) und der Strombelastungsvariation kleiner gleich der kleinsten in Schritt c) ermittelten, maximal möglichen zusätzlichen Strombelastung ist (Schritt 140); f) Ermitteln der aktuellen Sensorwerte für die Stromstärke des jeweiligen Stroms, der in der ersten, der zweiten und der dritten auskoppelpunktseitigen elektrischen Leitung (VL1, VL2, VL3) fließt (Schritt 150); g) Einlesen der aktuellen Sensorwerte in die Fahrzeugladevorrichtung (22) (Schritt 160); h) Ermitteln, bei welcher auskoppelpunktseitigen elektrischen Leitung (VL1, VL2, VL3) sich der aktuelle Sensorwert entsprechend der Variation von Schritt e) geändert hat (Schritt 170); i) Zuordnen der ersten ladevorrichtungsseitigen elektrischen Leitung (FL1; FL2; FL3) zu der auskoppelpunktseitigen elektrische Leitung (VL1; VL2; VL3), für die eine Variation des aktuellen Sensorwerts in Schritt h) ermittelt wurde (Schritt 180); und j) Wiederholen der Schritte e) bis i) für zumindest eine zweite ladevorrichtungsseitige elektrische Leitung (FL1; FL2; FL3) (Schritte 190 und 200).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt d) die Ladung der Fahrzeugbatterie (24) mit einer Lade-Strombelastung je ladevorrichtungsseitiger elektrischer Leitung (FL1, FL2, FL3) erfolgt, die gleich der kleinsten in Schritt c) ermittelten, maximal möglichen zusätzlichen Strombelastung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt e) die Ladeleistung der jeweiligen ladevorrichtungsseitigen elektrischen Leitung (FL1, FL2, FL3) reduziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgenden Schritt: k) Wiederholen der Schritte e) bis i) für die dritte ladevorrichtungsseitige elektrische Leitung (FL1; FL2; FL3) (Schritte 190 und 200).
Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgende Schritte: l1) Prüfen, ob das Ergebnis von Schritt k) mit den Ergebnissen der Schritte i) und j) vereinbar ist (Schritt 210); l2) falls das Ergebnis von Schritt l1) negativ ist: Wiederholen der Schritte a) bis k); l3) falls das Ergebnis von Schritt l1) positiv ist: Abspeichern der ermittelten Zuordnung der drei auskoppelpunktseitigen elektrischen Leitungen (VL1, VL2, VL3) zu den drei ladevorrichtungsseitigen elektrischen Leitungen (FL1, FL2, FL3) (Schritt 220).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlesen in Schritt b) konduktiv oder über Funk, insbesondere über WLAN, ZigBee oder Bluetooth, erfolgt.
Fahrzeugladevorrichtung (22) zum Laden einer Fahrzeugbatterie (24) umfassend: - eine Kommunikationsvorrichtung (32), die ausgelegt ist, mit einer Sensorvorrichtung eines dreiphasigen elektrischen Auskoppelpunkts (12) zu kommunizieren; - einen ersten, einen zweiten und einen dritten ladevorrichtungsseitigen elektrischen Anschluss (F1, F2, F3) zum Zuführen von Energie zum Laden der Fahrzeugbatterie (24); - einen Ausgangsanschluss (A) zum Koppeln mit der Fahrzeugbatterie (24); - eine Steuervorrichtung (34) zum Steuern des Ladens der Fahrzeugbatterie (24), wobei die Steuervorrichtung (34) ausgelegt ist, folgenden Schritt durchzuführen: - Einlesen in die Fahrzeugladevorrichtung (22) mittels der Kommunikationsvorrichtung (32) von aktuellen Stromwerten für die Stromstärke eines jeweiligen Stroms, der in einer ersten, einer zweiten und einer dritten auskoppelpunktseitigen elektrischen Leitung (VL1, VL2, VL3) an den Anschlüssen (V1, V2, V3) des Auskoppelpunkts (12) fließt; dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (34) weiterhin ausgelegt ist, folgende Schritte durchzuführen: - Ermitteln einer maximal möglichen zusätzlichen Strombelastung für die erste, die zweite und die dritte auskoppelpunktseitige elektrische Leitung (VL1, VL2, VL3); - Laden der Fahrzeugbatterie (24) mit einer Lade-Strombelastung je ladevorrichtungsseitigem elektrischen Anschluss (F1, F2, F3), die kleiner gleich der kleinsten im vorhergehenden Ermittlungsschritt ermittelten, maximal möglichen zusätzlichen Strombelastung ist; - Variieren der Ladeleistung an einem ersten ladevorrichtungsseitigen elektrischen Anschluss (F1; F2; F3) durch Variation der Strombelastung, wobei die Strombelastung derart variiert wird, dass die Summe aus der Lade-Strombelastung und der Strombelastungsvariation kleiner gleich der kleinsten ermittelten, maximal möglichen zusätzlichen Strombelastung ist; - Einlesen der aktuellen Sensorwerte in die Fahrzeugladevorrichtung (22); - Ermitteln, bei welcher auskoppelpunktseitigen elektrische Leitung (VL1, VL2, VL3) sich der aktuelle Sensorwert entsprechend der Variation von Schritt e) geändert hat; - Zuordnen des ersten ladevorrichtungsseitigen elektrischen Anschlusses (F1; F2; F3) zu der auskoppelpunktseitigen elektrische Leitung (VL1, VL2, VL3), für die eine Variation des aktuellen Sensorwerts in Schritt h) ermittelt wurde; und - Wiederholen der Schritte vom Variieren der Ladeleistung bis zum Zuordnen des ladevorrichtungsseitigen elektrischen Anschlusses (F1; F2; F3) für zumindest einen zweiten ladevorrichtungsseitigen elektrischen Anschluss (F1; F2; F3).
System aus einer Sensorvorrichtung eines dreiphasigen Auskoppelpunkts (12) und einer Fahrzeugladevorrichtung (22) nach Anspruch 7.