DE102021206601B4

DE102021206601B4 - Elektrisches Versorgungskabel für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102021206601B4
Application number: DE102021206601.1A
Authority: DE
Inventors: Arndt Christian Duerr
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-06-25
Filing date: 2021-06-25
Publication date: 2023-03-02
Anticipated expiration: 2041-06-26
Also published as: DE102021206601A1; CN117836169A; EP4359248A1; WO2022268548A1; JP2024525005A

Abstract

Versorgungskabel (10) zum elektrischen Verbinden eines Fahrzeugs (12) mit einer elektrische Energie bereitstellenden Energieversorgungseinrichtung (16), das Versorgungskabel (10) aufweisend
-- eine Verbindungsleitung (13),
-- einen mit der Verbindungsleitung (13) elektrisch gekoppelten oder koppelbaren Primärverbinder (14) mit einem Fahrzeuganschluss (14A) zur lösbaren elektrischen Verbindung mit dem Fahrzeug (12),
-- einen mit der Verbindungsleitung (13) elektrisch gekoppelten oder koppelbaren Sekundärverbinder (15), der zur lösbaren elektrischen Verbindung mit der Energieversorgungseinrichtung (16) vorgesehen ist,
-- wobei das Versorgungskabel (10) eine Detektionsvorrichtung (4) aufweist, die eingerichtet ist zur Überwachung des von der Energieversorgungseinrichtung (16) gelieferten elektrischen Stroms und zur Detektion eines Abbruchs (400) des gelieferten elektrischen Stroms,
-- wobei das Versorgungskabel (10) eine Begrenzungseinheit (3) aufweist, die zum Begrenzen eines durch das Versorgungskabel (10) fließenden elektrischen Stroms auf einen Maximalwert (100) ausgebildet ist, und
-- wobei die Detektionsvorrichtung (4) eingerichtet ist, einen Begrenzungswert (200) basierend auf einem vor der Detektion des Abbruchs (400) gelieferten Strom als Maximalwert (100) an die Begrenzungseinheit (3) zu übergeben und/oder als Signalwert auszugeben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Versorgungskabel zum elektrischen Verbinden eines Fahrzeugs, insbesondere eines Energiespeichers eines Fahrzeugs mit einer Energieversorgungseinrichtung. Das Versorgungskabel kann z.B. ein Ladekabel sein (auch wenn es ebenfalls zu Entladevorgängen aus dem Fahrzeug verwendbar bzw. eingerichtet ist), welches zur Übertragung von Leistungen von wenigstens 0,5 kW, bevorzugt von wenigstens 2 kW elektrischer Leistung ausgelegt ist.
Stand der Technik
Zum elektrischen Laden von Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen (z.B. Autos, LKWs, Boote, Fluggeräte, Zweiräder etc.) sind aus dem Stand der Technik verschiedene Ansätze bekannt. Insbesondere lassen sich folgende Fallgruppen unterscheiden: Ein Laden des Fahrzeugs kann in einer ersten Ladesituation über eine dedizierte Ladeinfrastruktur erfolgen, wobei es sich insbesondere um festinstallierte Ladestationen handelt. Beispielsweise sind solche Ladestationen als Ladesäule oder Wallbox realisiert. In einer alternativen Ladesituation ist eine Dauerstromsteckdose vorgesehen, wie diese beispielsweise in normalen Haushalten zur Energieversorgung verwendet wird. Beispielsweise handelt es sich hierbei um eine 220V-Schuko®-Steckdose oder um eine nach sonstigen regionalen Standards oder Gewohnheiten ausgebildete Steckdose, wobei auch ein Drehstromanschluss vorgesehen sein kann. In diesem Fall weist das Ladekabel in der Regel eine integrierte Steuerung auf, die z.B. als In-Cable-Control-Box, ICCB, in der Verbindungsleitung zwischen den beiden Verbindern des Ladekabels ausgeführt sein kann. Diese integrierte Steuerung dient zur Kommunikation mit dem Fahrzeug und zum Freigeben und Einstellen eines Ladestroms, da eine Schuko®-Steckdose in der Regel im Unterschied zu einer Ladesäule oder einer Wallbox nicht über eine Kommunikationsleitung verfügt, über die das Fahrzeug mit der Energieversorgungseinrichtung kommunizieren kann.
Wird eine Haushaltssteckdose zum Laden des Elektrofahrzeugs oder das Hybridfahrzeugs verwendet, so ist ein Ladestrom üblicherweise auf einen Maximalwert begrenzt, der unterhalb von einem Maximalwert liegt, mit dem die Haushaltssteckdose üblicherweise abgesichert ist. Bei einer in Deutschland beispielsweise üblichen Absicherung von 16A ist in der Regel die integrierte Steuerung des Ladekabels derart eingestellt, dass eine maximale Stromaufnahme von 13A ermöglicht ist.
Aus der nachveröffentlichten DE 10 2021 203 362 A1 sind ein Sekundärverbinder und Ladekabel bekannt.
Weiterhin ist aus der DE 10 2017 125 108 A1 ein Versorgungskabel zum elektrischen Verbinden eines Energiespeichers
eines Fahrzeugs mit einer elektrische Energie bereitstellenden Energieversorgungseinrichtung. Die Druckschriften DE 10 2017 101 693 A1 , DE 10 2010 014 417 A1 , DE 10 2012 021 502 A1 , DE 10 2018 117 665 A1 , DE 10 2017 222 968 A1 , DE 10 2019 200 870 A1 , US 10 046 658 B2 und DE 10 2019 121 108 B3 bilden weiteren Stand der Technik für die vorliegende Erfindung.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Ladekabel erlaubt, dass ein zu einem Ladepunkt, z.B. einer Haushaltssteckdose, führendes Leitungsnetz durch den Ladestrom nicht überlastet wird. Insbesondere ist verhindert, dass eine den Ladeanschluss absichernde Sicherung wiederholt ausgelöst wird.
Mit anderen Worten dient das Versorgungskabel zum Entnehmen elektrischer Energie aus einer Energieversorgungseinrichtung. Ist diese Energieversorgungseinrichtung geringer abgesichert als ein im Versorgungskabel eingestellter maximal entnehmbarer Strom, oder sind an der Energieversorgungseinrichtung bereits weitere Verbraucher angeschlossen oder werden diese nach Beginn des Ladevorgangs angeschlossen, so kann die Entnahme eines Ladestroms über das Versorgungskabel z.B. dazu führen, dass die Absicherung ausgelöst wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Versorgungskabel eine solche Situation erkennt (also einen bezüglich des Ladevorgangs ungeplanten, unerwünschten Abbruch des Stromflusses), um anschließend entweder automatisiert ein erneutes Auslösen der Absicherung zu vermeiden oder einem Benutzer zu erlauben, das Ladekabel entsprechend zu konfigurieren, um zukünftige Auslösungen der Absicherung zu vermeiden.
Das Versorgungskabel zum elektrischen Verbinden eines Fahrzeugs, insbesondere eines Energiespeichers eines Fahrzeugs, mit einer elektrischen Energie bereitstellenden Energieversorgungseinrichtung weist eine Verbindungsleitung und einen mit der Verbindungsleitung elektrisch gekoppelten oder koppelbaren Primärverbinder auf. Das Fahrzeug und die Energieversorgungseinrichtung sind verschiedene Komponenten. Der Primärverbinder weist einen Fahrzeuganschluss auf, der zur lösbaren elektrischen Verbindung mit dem Fahrzeug, insbesondere dem Energiespeicher des Fahrzeugs, ausgebildet ist. Bei dem Primärverbinder kann es sich beispielsweise um einen Typ2-Stecker oder um einen sonstigen zur Verbindung mit dem Fahrzeug ausgelegten Steckertyp handeln. Weiterhin weist das Versorgungskabel einen mit der Verbindungsleitung elektrisch gekoppelten oder koppelbaren Sekundärverbinder auf, der zur lösbaren elektrischen Verbindung mit der Energieversorgungseinrichtung vorgesehen ist. Primärverbinder und/oder Sekundärverbinder können lösbar oder fest mit der Verbindungsleitung gekoppelt sein. Der Sekundärverbinder dient insbesondere zur elektrischen Verbindung mit einer Dauerstromsteckdose oder Haushaltssteckdose. Beispielsweise handelt es sich bei dem Sekundärverbinder um einen Schuko®-Stecker oder um einen Drehstromstecker. Es kann sich jedoch auch um einen Typ2-Stecker handeln. Primärverbinder und Sekundärverbinder können (umgangssprachlich) auch als Ladestecker bezeichnet werden.
Das Versorgungskabel weist eine Detektionsvorrichtung auf, die eingerichtet ist zur Überwachung des von der Energieversorgungseinrichtung gelieferten elektrischen Stroms. Außerdem ist die Detektionsvorrichtung ausgebildet zur Detektion bzw. Ermittlung eines Abbruchs des gelieferten elektrischen Stroms. Die Detektionsvorrichtung kann in jeder Komponente des Versorgungskabels ausgebildet sein, insbesondere in dem Primärverbinder oder Sekundärverbinder oder der Verbindungsleitung bzw. Versorgungsleitung. Ist eine ICCB vorhanden, so kann die Detektionsvorrichtung auch in dieser ICCB ausgebildet sein. Die Detektionsvorrichtung kann beispielsweise einen Stromsensor, z.B. einen Hall-Sensor oder dergleichen, aufweisen oder mit einem solchen Stromsensor verbunden sein, um den in dem Versorgungskabel fließenden elektrischen Strom zu ermitteln bzw. zu erfassen bzw. zu messen.
Das Versorgungskabel weist weiterhin eine Begrenzungseinheit auf. Die Begrenzungseinheit dient zum Begrenzen eines durch das Versorgungskabel fließenden elektrischen Stroms auf einen Maximalwert. Sie ist zum Begrenzen ausgebildet oder ist dafür eingerichtet. Somit ist die Begrenzungseinheit insbesondere vorgesehen, um als Schutz der Energieversorgungseinrichtung vor Überlastung einen Maximalwert für den durch den Sekundärverbinder und/oder durch das Versorgungskabel fließenden Strom vorzugeben. Das Begrenzen des fließenden Stroms auf den Maximalwert kann entweder aktiv erfolgen, z.B. durch eine eigene Schaltung der Begrenzungseinheit, die den fließenden Strom nicht über einen Maximalwert steigen lässt. Das Begrenzen des fließenden Stroms auf den Maximalwert kann alternativ oder zusätzlich (indirekt bzw. passiv) durch Übergabe des Maximalwerts an das Fahrzeug und/oder eine Ladesteuerung des Versorgungskabels und/oder an eine Ladekontrolllogik der Energieversorgungseinrichtung erfolgen, so dass kein Strom vom Fahrzeug angefordert bzw. von der Energieversorgungseinrichtung geliefert wird, der den Maximalwert übersteigt. Die Begrenzungseinheit kann in jeder Komponente des Versorgungskabels ausgebildet sein, insbesondere in dem Primärverbinder oder Sekundärverbinder oder der Verbindungsleitung. Ist eine ICCB vorhanden, so kann die Begrenzungseinheit auch in dieser ICCB ausgebildet sein.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die Detektionsvorrichtung eingerichtet ist, einen Begrenzungswert, basierend auf einem vor der Detektion des Abbruchs gelieferten Strom als Maximalwert an die Begrenzungseinheit zu übergeben und/oder als Signalwert auszugeben. Der Begrenzungswert bzw. der Signalwert kann z.B. als Vorschlag für eine Einstellung als Maximalwert ausgegeben werden.
Die Detektionsvorrichtung dient mit anderen Worten zum Ermitteln eines Abbruchs des von der Energieversorgungseinrichtung gelieferten Stroms. Wird ein solcher Abbruch erkannt, insbesondere unerwartet und/oder abrupt, also nicht zum Ende eines Ladevorgangs, so kann dies z.B. auf das Auslösen einer Absicherung der Energieversorgungseinrichtung zurückzuführen sein. Der von der Detektionsvorrichtung ermittelte Begrenzungswert ist somit ein solcher Wert des Stroms, der unterhalb eines den Abbruch auslösenden Stroms verbleibt, da der Begrenzungswert basierend auf einen vor dem Abbruch gelieferten Strom beruht. Mit anderen Worten: der Begrenzungswert kann z.B. ermittelt bzw. bestimmt bzw. berechnet werden in Abhängigkeit eines zeitlich vor dem Abbruch gelieferten bzw. erfassten bzw. ermittelten Stroms. Es kann sich insbesondere um denjenigen Strom handeln, der vor dem Abbruch durch das Ladekabel geflossen ist. Dieser Begrenzungswert kann entweder direkt an die Begrenzungseinheit übergeben bzw. übermittelt bzw. gesendet werden, damit diese den Begrenzungswert als Maximalwert übernimmt. Alternativ oder zusätzlich kann außerdem besagter Begrenzungswert als Signalwert, insbesondere als Vorschlag für eine Einstellung als Maximalwert, ausgegeben bzw. bereitgestellt werden. Der ausgegebene bzw. bereitgestellte Begrenzungswert bzw. der Signalwert, der den Begrenzungswert repräsentieren kann, kann beispielsweise an einen Benutzer ausgegeben werden oder an ein Steuergerät oder dergleichen. Der ausgegebene bzw. bereitgestellte Begrenzungswert bzw. der Signalwert kann dadurch z.B. als Vorschlag für eine Einstellung oder für eine Eingabe als Maximalwert, beispielsweise durch einen Benutzer oder durch ein Steuergerät, dienen. Der auf diese Weise eingestellte bzw. an die Begrenzungseinheit übergebene bzw. der bereitgestellte oder ausgegebene Maximalwert ermöglicht somit, eine Gefahr einer weiteren Auslösung der Absicherung der Energieversorgungseinrichtung zu vermindern. Denn der maximal durch das Versorgungskabel fließende Strom ist so auf einen Wert begrenzt bzw. begrenzbar, bei dem zuvor keine Auslösung der Absicherung erfolgte. Andererseits ermöglicht die Erfindung, einen größtmöglichen Strom durch das Versorgungskabel fließen zu lassen, da der Maximalwert basierend auf dem Begrenzungswert ermittelt wird und somit nicht durch einen Benutzer, gegebenenfalls fälschlich, geschätzt werden muss. Dadurch kann auch nach einem Auslösen der Sicherung vorteilhaft gleichzeitig die Sicherheit des Stromzweigs beibehalten werden und die Ladedauer minimiert werden.
Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Die Detektionsvorrichtung ist vorteilhafterweise ausgebildet, den Abbruch zu detektieren, wenn der gelieferte elektrische Strom in einem Zeitintervall von weniger als 1 s um mehr als 90% verringert wird. Vorteilhafterweise wird der Abbruch durch die Detektionsvorrichtung dann detektiert, wenn der gelieferte elektrische Strom in einem Zeitintervall von weniger als 100 ms um mehr als 90% verringert wird. Alternativ oder zusätzlich kann z.B. vorgesehen sein, dass ein Abbruch detektiert bzw. eine Situation als Abbruch eingestuft bzw., erkannt wird, wenn ein Vergleich der ermittelten Verringerung des elektrischen Stroms mit einer geplanten Verringerung des elektrischen Stroms einen Grenzwert übersteigt. So kann z.B. ein Soll-Wert des Stroms zu jedem Zeitpunkt bzw. zu definierten Zeitpunkten aus der Ladesteuerung des Versorgungskabels, des Fahrzeugs und/oder der Energieversorgungseinheit vorliegen bzw. bereitgestellt werden bzw. eingelesen werden (z.B. von dem Versorgungskabel oder von der Detektionsvorrichtung bzw. Detektionseinheit). Weiterhin kann ein Ist-Wert des Stroms zu verschiedenen Zeitpunkten erfasst werden bzw. bereitgestellt werden. Ein Vergleich von Ist-Wert und Soll-Wert (z.B. eine Differenzbildung) kann, wenn dieser Vergleich z.B. einen Schwellwert übersteigt, einen Abbruch indizieren bzw. als Abbruch des Stroms gewertet bzw. erkannt werden. Ein solcher Schwellwert kann z.B. dadurch ausgebildet sein, dass innerhalb einer Sekunde oder innerhalb 100ms die Differenz zwischen Soll-Wert und Ist-Wert auf mehr als 90% des Soll-Werts ansteigt. Durch einen derartigen abrupten Abfall des elektrischen Stroms kann z.B. auf ein Auslösen der Absicherung der Energieversorgungseinrichtung geschlossen werden. Der durch das Versorgungskabel fließende Strom kann insbesondere auch dann absinken, wenn ein Ladevorgang, beispielsweise durch das Fahrzeug, beendet wird. In diesem Fall kann es allerdings vorkommen, dass kein entsprechend abrupter Abfall des elektrischen Stroms vorhanden ist, so dass eine Detektion des Abbruchs anhand der zuvor beschriebenen Kriterien zuverlässig erfolgen kann.
Beziehungsweise es kann dem Versorgungskabel bzw. der Detektionsvorrichtung bzw. der Detektionseinheit - wie zuvor beschrieben - von dem Fahrzeug oder einer ICCB oder einer Ladekontrolllogik der Energieversorgungseinrichtung ein Signal übermittelt werden, dass der Strom zurückgefahren wird bzw. abbricht. In diesem Fall kann durch einen Vergleich des zu erwartenden Stroms mit dem bei der Überwachung ermittelten Stroms bestimmt werden, ob z.B. eine auffällige Differenz bei einem Vergleich zwischen Soll- und Ist-Wert vorliegt. Liegt eine derartige auffällige Differenz beim Vergleich vor, so kann dies als unerwarteter Abbruch verstanden werden, der z.B. auf ein Auslösen der Sicherung hindeutet.
Durch die beschriebene Abbruchserkennung kann vorteilhaft sicher erkannt werden, dass eine Überlast vorgelegen hat und dies kann für einen nachfolgenden Ladevorgang bzw. für eine Information des Nutzers genutzt werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Detektionsvorrichtung ausgebildet ist, den Begrenzungswert in Abhängigkeit des letzten vor dem Abbruch detektierten Stromwerts zu ermitteln. Alternativ ist vorgesehen, dass die Detektionsvorrichtung bzw. Detektionseinheit ausgebildet ist, den Begrenzungswert in Abhängigkeit des Mittelwerts aus mehreren detektierten Stromwerten in einem vordefinierten Zeitfenster vor dem Abbruch zu ermitteln (z.B. innerhalb der letzten 100ms vor dem Abbruch). Als eine weitere Alternative ist vorgesehen, dass die Detektionsvorrichtung ausgebildet ist, den Begrenzungswert durch die Anwendung einer Filterung auf einer Mehrzahl von detektierten Stromwerten vor dem Abbruch zu ermitteln.
Alternativ kann der Begrenzungswert auch ermittelt werden, indem eine zeitliche Ableitung des Stroms gebildet wird und bei Überschreitung eines Grenzwerts der Ableitung der Abbruchsfall angenommen wird. Einer oder mehrere der vor dem Grenzwert liegenden Stromwerte kann dann für die Bestimmung des (neuen) Maximalwerts bzw. des Begrenzungswerts herangezogen werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, den Abbruch zu ermitteln durch folgende Schritte: (a) Einlesen oder Ermitteln eines Soll-Werts für den Strom, (b) Einlesen oder Ermitteln eines Ist-Werts für den Strom, (c) Vergleich von Soll-Wert und Ist-Wert, z.B. durch eine Differenzbildung oder dergleichen, (d) Entscheiden, ob ein Abbruch vorliegt in Abhängigkeit des Vergleichs, z.B. wenn ein Differenzwert aus Soll-Wert und Ist-Wert einen Schwellwert überschreitet.
Alle diese Alternativen können vorteilhafterweise auch kombiniert werden. Die Detektionsvorrichtung ist insbesondere ausgebildet, für den (neuen) Maximalwert bzw. Begrenzungswert zusätzlich einen Sicherheitsabschlag zu berücksichtigen. Der Sicherheitsabschlag beträgt insbesondere zumindest 5% des ermittelten Begrenzungswerts (also des vor dem Abbruch geflossenen Stroms), bevorzugt zumindest 10% (z.B. wird als Abbruchstromwert 10 A ermittelt, dann beträgt der neue Begrenzungswert bei einem 5% Sicherheitsabschlag 9,5 A, bei 10% Sicherheitsabschlag 9,0 A). Alternativ oder zusätzlich beträgt besagter Sicherheitsabschlag vorteilhafterweise zumindest 0,5 A, besonders vorteilhaft zumindest 1,0 A, z.B. genau 0,5 A oder genau 1,0 A. Wird der Begrenzungswert wie zuvor beschrieben, in Abhängigkeit des letzten vor dem Abbruch detektierten Stromwerts ermittelt, so ist insbesondere vorgesehen, dass die Detektionsvorrichtung den Abbruch als solches Ereignis ermittelt, während dem der fließende Strom abfällt. Diejenigen gemessenen Werte des fließenden Stroms, die in zeitlicher Hinsicht vor besagtem Abfall des Stroms ermittelt wurden, sind insbesondere solche Werte, die als Begrenzungswert angenommen werden können, vorteilhafterweise mit besagtem Sicherheitsabschlag. Der letzte vor dem Abbruch detektierte Stromwert ist somit insbesondere ein solcher Stromwert, ausgehend von dem ein Abfall des Stroms ermittelt wurde. Stellt die Detektionsvorrichtung beispielsweise fest, dass ein aktueller Stromwert erheblich niedriger ist als ein zuvor ermittelter Stromwert, so liegt ein Abbruch vor und bei dem zuvor ermittelten Stromwert handelt es sich um den letzten vor dem Abbruch detektierten Stromwert. Wird ein Mittelwert aus mehreren detektierten Stromwerten vor dem Abbruch verwendet, um den Begrenzungswert zu ermitteln, so kann es sich um einen gewichteten oder ungewichteten Mittelwert handeln. Insbesondere solche gemessenen Stromwerte, die zeitlich näher an dem Abbruch liegen, lassen sich insbesondere höher gewichten, als solche gemessenen Stromwerte, die zeitlich einen größeren Abstand zum Abbruch aufweisen. Das vordefinierte Zeitfenster vor dem Abbruch kann lediglich beispielhaft derart ausgebildet sein, dass dieses einen Zeitraum von max. 2 s aufweist. Alternativ kann das Zeitfenster z.B. eine Dauer von max. 1 s aufweisen. Ebenso kann z.B. vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Zeitfenster max. 500 ms, insbesondere 200 ms, andauert. Erfolgt ein Ermitteln des Stromwerts mit einer Abtastzeit von 50 ms, so können z.B. zumindest 4 Stromwerte für die Ermittlung des Mittelwerts berücksichtigt, alternativ 10 Messwerte oder 20 Messwerte oder 40 Messwerte. Der zuvor beschriebene Sicherheitsabschlag ermöglicht, dass der Begrenzungswert auch unter Berücksichtigung von Auslösetoleranzen einer Absicherung der Energieversorgungseinrichtung unterhalb der Auslöseschwelle der Absicherung liegt. Somit ist bei Verwendung des derart ermittelten Begrenzungswerts das Risiko einer erneuten Auslösung der Absicherung der Energieversorgungseinrichtung minimiert, da der durch das Versorgungskabel fließende Strom unterhalb eines solchen Werts bleibt, der bereits zuvor nicht zu einem Auslösen besagter Absicherung der Energieversorgungseinrichtung geführt hat.
Eine ähnliche oder analoge Ermittlung des Begrenzungswerts ist auch möglich, falls ein wie oben beschriebenes Verfahren unter Verwendung von Soll- und Ist-Werten verwendet wird - hier kann dann z.B. derjenige Ist-Wert als Begrenzungswert herangezogen werden, bei dem der Vergleich den Schwellwert oder einen weiteren Schwellwert gerade noch unterschritten hat. Liegt z.B. der Abbruchs-Schwellwert bei 90% des Soll-Werts, so kann der weitere Schwellwert z.B. bei 10% des Soll-Werts liegen. Wird also der Abbruchs-Schwellwert erreicht, so liegt ein Abbruch vor. Als Begrenzungswert kann dann z. B. der zeitlich letzte Wert vor dem Abbruchkriterium (oder ein Mittelwert aus Werten oder dergleichen, siehe dazu die obigen Ausführungen) herangezogen werden oder aber ein letzter Wert vor dem Abbruch, bei dem der Differenzwert geringer war als der weitere Schwellwert, im Beispiel also geringer als 10%.
In einer bevorzugten Ausbildung ist außerdem vorgesehen, dass das Versorgungskabel zwischen einem Lernmodus und einem Normalmodus umschaltbar ist. Die Begrenzungseinheit ist ausgebildet, in dem Lernmodus den durch das Versorgungskabel fließende Strom gemäß einer vordefinierten Vorschrift bis zu dem eingestellten Maximalwert allmählich zu erhöhen. In dem Normalmodus ist die Begrenzungseinheit ausgebildet, den durch das Versorgungskabel fließenden Strom auf den Maximalwert zu begrenzen. Ein Unterschied zwischen dem Lernmodus und dem Normalmodus ist insbesondere ein solcher, dass die Begrenzungseinheit in dem Lernmodus nicht unmittelbar einem Strom bis zu dem Maximalwert ermöglicht (wie im Normalmodus, bei dem quasi „ein Schalter umgelegt wird“), sondern einen Anstieg des Stroms bis zum Maximalwert verzögert bzw. über einen vordefinierten Zeitraum streckt. Auf diese Weise lässt sich insbesondere ein Abbruch des Stroms zuverlässig erkennen, wobei verbessert erkennbar ist, bei welchem Stromwert der Abbruch erfolgt. Somit lässt sich der Begrenzungswert genauer ermitteln.
Alternativ oder zusätzlich ist das Versorgungskabel, ausgebildet, eine Überwachung des von der Energieversorgungseinrichtung gelieferten elektrischen Stroms in dem Lernmodus mit einer höheren Überwachungsrate als im Normalmodus durchzuführen. Dies ermöglicht zusätzlich eine verbesserte und genauere Ermittlung des Abbruchs des Stroms, um somit den Begrenzungswert genauer ermitteln zu können. Ist beispielsweise vorgesehen, dass in dem Normalmodus alle 50 ms ein Stromwert ermittelt oder aus einem Sensor ausgelesen wird, so ist beispielsweise im Lernmodus vorgesehen, dass alle 10 ms oder jede Millisekunde ein Messwert ermittelt oder aus besagtem Stromsensor ausgelesen wird. Durch den Lernmodus kann somit sicher und zuverlässig der Begrenzungswert ermittelt werden. Erfolgt im Lernmodus während des Anstiegs des Stroms bis zu dem Maximalwert ein Abbruch des Stroms, so ist die Wahrscheinlichkeit eines weiteren Abbruchs bei erneutem Verwenden des Versorgungskabels an der Energieversorgungseinrichtung minimiert, da mittels der Begrenzungseinheit und der Detektionsvorrichtung die Rahmenbedingungen für eine größtmögliche Genauigkeit der Ermittlung des Begrenzungswerts erreicht sind. Erfolgt während des Lernmodus kein Abbruch, so kann der fließende Strom maximal den Maximalwert einnehmen, wodurch mit Ausnahme der Verzögerung des Anstiegs des Stroms bis zum Maximalwert keine weiteren Einflüsse auf den Ladevorgang vorgenommen werden. Der Lernmodus ist insbesondere bei einer ersten Verwendung des Versorgungskabels an einer unbekannten Energieversorgungseinrichtung vorteilhaft, um eine Absicherung der Energieversorgungseinrichtung auszutesten. Besonders vorteilhaft lässt sich der Lernmodus mehrfach hintereinander anwenden, wenn im Lernmodus ein Abbruch detektiert wurde. Dabei kann der zuvor ermittelte Begrenzungswert als Maximalwert für einen neuen Durchlauf des Lernmodus verwendet werden. Somit lässt sich eine Auslöseschwelle einer Absicherung der Energieversorgungseinrichtung genau und zuverlässig ermitteln. Idealerweise löst eine Sicherung dabei maximal ein einziges Mal aus, sofern keine zusätzlichen Verbraucher hinzugeschaltet werden.
Bei der vordefinierten Vorschrift handelt es sich vorteilhafterweise um eine vordefinierte Rampe zur Erhöhung des Stroms. Die vordefinierte Rampe geht von einem vordefinierten Startwert aus, bei dem es sich beispielsweise um 0 A oder um 1 A oder um 2 A handeln kann. Ausgehend von diesem vordefinierten Startwert erlaubt die Rampe einen Anstieg des Stroms mittels eines vordefinierten Gradienten, beispielsweise 1 A/s oder 0,5 A/s oder 0,1 A/s. Die vordefinierte Rampe kann insbesondere auch mehrstufig ausgebildet sein und verschiedene Gradienten umfassen, beispielsweise einen ersten Bereich mit einem ersten Gradienten und einen zweiten Bereich mit einem zweiten Gradienten, wobei der zweite Gradient einen flacheren Anstieg des Stroms ermöglicht (z.B.: erster Gradient: 1 A/s bis 2 A oder bis 4 A unter dem Maximalwert, zweiter Gradient: 0,1 A/s bis zum Maximalwert). Somit wird der durch das Versorgungskabel fließende Strom zunächst mit dem ersten Gradienten erhöht, anschließend mit dem zweiten Gradienten bis zum Erreichen des Maximalwerts. Da eine Gefahr eines Abbruchs des Stroms mit zunehmender Stromstärke ansteigt, ist somit eine bessere Überwachung im Bereich des besagten Maximalwerts ermöglicht. Die vordefinierte Rampe kann insbesondere auch derart ausgebildet sein, dass diese ab einem vordefinierten Startpunkt einsetzt, der in Abhängigkeit von dem Maximalwert gewählt ist. So kann besagte Rampe beispielsweise einen Bereich von 80% unterhalb des Maximalwerts bis zum Maximalwert oder 50% unterhalb des Maximalwerts bis zum Maximalwert umfassen. In jedem Fall ist durch die Rampe erreicht, dass ein Anstieg des Stroms nicht abrupt erfolgen kann, was eine Detektion des Begrenzungswerts erschweren würde. Durch die Verwendung der Rampe kann der Begrenzungswert viel mehr einfach und zuverlässig, dabei insbesondere auch genau, ermittelt werden.
Das Versorgungskabel weist vorteilhafterweise einen Ortssensor auf, um eine Verknüpfung zwischen dem Begrenzungswert und einem Ort, an dem der Begrenzungswert ermittelt wurde, zu ermitteln und/oder zu speichern. Lediglich beispielsweise kann die Detektionsvorrichtung bzw. Detektionseinheit den Ortssensor aufweisen. Das Versorgungskabel bzw. die Detektionsvorrichtung ist besonders vorteilhaft ausgebildet, bei Erreichen eines Orts, zu dem ein Begrenzungswert verknüpft gespeichert ist, den mit dem Ort verknüpften Begrenzungswert als Maximalwert an die Begrenzungseinheit zu übergeben und/oder als Signalwert auszugeben. Der Signalwert bzw. der Begrenzungswert kann z.B. als Vorschlag für eine Einstellung als Maximalwert, insbesondere an einen Benutzer, ausgegeben werden. Somit ist insbesondere ermöglicht, auf bereits ermittelte oder eingegebene Maximalwerte zurückzugreifen. Somit lassen sich wiederkehrende Ladesituationen vorteilhaft abbilden, da die Gefahr eines erneuten Auslösens der Absicherung der Energieversorgungseinrichtung verringert ist. So muss einerseits ein Benutzer vorteilhaft nicht fortwährend eine Neukonfiguration des Versorgungskabels vornehmen, wenn dieser wiederholt an derselben Energieversorgungseinrichtung sein Fahrzeug auflädt. Gleichzeitig ist insbesondere vermieden, dass durch wiederholte Lernvorgänge und der damit verbundenen Gefahr des Auslösens der Absicherung der Energieversorgungseinrichtung der Begrenzungswert wiederholt neu ermittelt werden muss. Somit ist der Komfort bei der Verwendung des Versorgungskabels verbessert.
Der Ortssensor kann z.B. als GPS-Sensor ausgebildet sein. Es kann sich jedoch auch um einen Sensor oder um eine Einrichtung handeln, die z.B. anhand von WLAN-Signalen oder MAC-Adressen oder einer Funkzellenzuordnung in Mobilfunknetzen eine (absolute) Ortsbestimmung vornimmt. Auch andere Sensoren sind möglich, die eine (relative) Zuordnung zu einem Ort ermöglichen. Dabei kann es sich z.B. um einen RFID-Leser handeln, der einen RFID-Chip an einer Steckdose auslesen und dadurch einen Ort zumindest indirekt ermitteln kann, da Steckdosen in der Regel nicht mobil sind.
Die Begrenzungseinheit ist vorteilhafterweise ausgebildet, den Maximalwert an das Fahrzeug und/oder an eine Ladekontrolllogik des Versorgungskabels oder der Energieversorgungseinrichtung auszugeben bzw. zu senden. Insbesondere ist die Begrenzungseinheit ausgebildet, dem Fahrzeug mitzuteilen, dass als Ladestrom maximal der ausgegebene bzw. gesendete bzw. übergebene Maximalwert anforderbar ist. Somit lässt sich der durch das Versorgungskabel fließende Strom durch die Begrenzungseinheit einfach und zuverlässig begrenzen. Die Begrenzungseinheit teilt dazu lediglich den Maximalwert dem Fahrzeug und/oder der Ladekontrolllogik mit, wodurch Fahrzeug und Ladekontrolllogik einen Ladevorgang starten, bei dem der Maximalwert nicht überschritten wird. Das Übergeben des Maximalwerts an das Fahrzeug und/oder die Ladekontrolllogik kann beispielsweise über eine Kommunikationsleitung erfolgen, die zur Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladekontrolllogik vorgesehen ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Übergabe des Maximalwerts derart erfolgen, dass das Versorgungskabel eine variable Stromtragfähigkeitscodierung aufweist, die von dem Fahrzeug und/oder der Ladekontrolllogik auslesbar ist. Diese Stromtragfähigkeitscodierung kann insbesondere dazu verwendet werden, den Ladestrom, der durch das Versorgungskabel fließt, zu begrenzen. Alternativ oder zusätzlich kann der Maximalwert auch drahtlos übermittelt bzw. ausgegeben bzw. gesendet werden.
Auf diese Weise wird vorteilhaft bewirkt, dass die Begrenzungseinheit besonders kompakt ausgeführt werden kann, da nicht zwingend eine elektrische oder elektronische (aktive) Strombegrenzung oder eine dafür eingerichtete Schaltung vorgesehen sein muss. Dadurch kann der Sekundärverbinder einfacher, kostengünstiger und platzsparender bzw. kompakter und gewichtsmäßig leichter gebaut werden.
Das Versorgungskabel weist vorteilhafterweise eine Ausgabeeinheit auf. Die Ausgabeeinheit ist insbesondere eingerichtet zur Ausgabe eines Signals, insbesondere einer akustischen oder optischen Warnung, wenn die Detektionsvorrichtung den Abbruch detektiert.
Dadurch kann der Nutzer vorteilhaft erkennen, dass der eingestellte Maximalwert möglicherweise zu hoch war und kann darauf durch eine Verringerung des Maximalwerts reagieren, um so einen wiederholten Abbruch des Ladevorgangs und/oder eine dauerhafte Überlastung des Stromzweigs zu verhindern.
Alternativ oder zusätzlich ist die Ausgabeeinheit ausgebildet, ein Signal auszugeben, dass der durch die Begrenzungseinheit eingestellte Maximalwert geringer ist als ein maximal möglicher Maximalwert. Der maximal mögliche Maximalwert ist insbesondere ein technisch bedingter maximal möglicher Strom, der durch das Versorgungskabel fließen kann, ohne dieses zu beschädigen oder ohne sonstige Vorgaben des Versorgungskabels zu verletzen.
Dadurch kann der Benutzer vorteilhaft erkennen, dass ein Ladevorgang länger dauern kann als es im besten Fall unter Ausnutzung des maximal möglichen Maximalwerts möglich wäre. Auf diese Weise kann vorteilhaft verhindert werden, dass der Nutzer, nachdem er zuvor an einem Ort mit nur geringem Maximalwert geladen hat, diesen geringen Maximalwert aus Versehen beibehält, obwohl an dem nächsten Ladeort eine wesentlich höhere Stromentnahme möglich wäre.
Das Signal, das von der Ausgabeeinheit ausgegeben wird, kann insbesondere auch an ein Benutzerendgerät, wie insbesondere ein Smartphone, übertragen werden, um dem Benutzer des Versorgungskabels auf dem Benutzerendgerät entsprechende Warnungen und/oder Hinweise anzugeben.
Die Ausgabeeinheit kann z.B. in bzw. an dem Primärverbinder angeordnet sein, was sie vorteilhaft direkt für den Benutzer in Fahrzeugnähe bedienbar macht. Alternativ oder zusätzlich kann die Ausgabeeinheit z.B. in bzw. an dem Sekundärverbinder angeordnet sein, wodurch vorteilhaft für eine spezifische Energieversorgungseinrichtung die Signale dem Benutzer zugänglich gemacht werden können. Alternativ oder zusätzlich kann die Ausgabeeinheit z.B. in bzw. an der Verbindungsleitung und/oder in einer - möglicherweise vorhandenen - ICCB in der Verbindungsleitung angeordnet sein, wodurch vorteilhaft die Ausgabeeinheit über einen größeren Raum erstreckt werden kann und die Platzierung flexibler ist.
In einer Weiterbildung weist das Versorgungskabel vorteilhafterweise eine Einstellvorrichtung auf. Über die Einstellvorrichtung ist der Maximalwert, insbesondere von einem Benutzer, (flexibel) einstellbar. Die Einstellvorrichtung weist bevorzugt ein Drehrad oder ein Schieber oder ein Touchscreen oder ein Tastenfeld zur Eingabe des Maximalwerts auf. Der Benutzer kann auf diese Weise den Maximalwert selbst vorgeben. Die Detektionsvorrichtung ist vorteilhafterweise ausgebildet, den Begrenzungswert als Maximalwert voreinzustellen, beispielsweise durch einen das Drehrad oder den Schieber betätigenden Aktor. Ebenso lässt sich der Begrenzungswert als Vorschlag zur Eingabe über das Tastenfeld einstellen. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Versorgungskabel eine Anzeige aufweist, auf der der Begrenzungswert als Vorschlag angezeigt wird, um dem Benutzer beim Einstellen des Maximalwerts über die Einstellvorrichtung eine Hilfe zu geben. Durch die Einstellvorrichtung wird vorteilhaft mit einfachen Mitteln eine einfach bedienbare Begrenzung des Maximalwerts ermöglicht, die z.B. ein Benutzer auf eigenen Wunsch vornehmen kann. Dies erhöht vorteilhaft Sicherheit und Bedienkomfort des Versorgungskabels.
In einer Weiterbildung ist über die Einstellvorrichtung der Maximalwert vorteilhafterweise aus einer Mehrzahl von vordefinierten Werten auswählbar. Bei den vordefinierten Werten handelt es sich insbesondere um fest eingestellte Stromwerte, wie beispielsweise 2 A, 4 A, 6 A, 8 A, 10 A und 13 A. Ist die Einstellvorrichtung beispielsweise mit einem Drehrad oder Schieber wie zuvor beschrieben ausgebildet, so können das Drehrad und/oder der Schieber bevorzugt Raststufen aufweisen, die mit den entsprechenden vordefinierten Werten korrespondieren. Bei der Verwendung eines Touchscreens können einzelne Schaltfelder angezeigt werden, die zu den Stufen korrespondieren und bei Verwendung eines Tastenfeldes können z.B. einzelne Tasten festen Maximalwerten zugeordnet sein. Somit ist eine einfache und intuitive Einstellbarkeit des Maximalwerts gegeben. Alternativ oder zusätzlich ist der Maximalwert über die Einstellvorrichtung stufenlos aus einem vordefinierten Intervall einstellbar. Bei dem vordefinierten Intervall handelt es sich beispielsweise um das Intervall zwischen 1 A und 13 A. Stufenlos bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass eine kleinste Stufung, die bei einer digitalen Signalverarbeitung unvermeidbar ist, maximal 0,2 A oder maximal 0,1 A beträgt.
Das Versorgungskabel weist vorteilhafterweise einen Speicher auf. Der Speicher dient zum Speichern von unterschiedlichen Maximalwerten, insbesondere durch den Benutzer. Er kann zum Speichern unterschiedlicher Maximalwerte ausgebildet sein. Somit können z.B. dann, wenn die Einstellvorrichtung kein Drehrad oder keinen Schieber wie zuvor beschrieben aufweist, vordefinierte Werte abgespeichert werden, die sich insbesondere einfach und intuitiv als Maximalwert für die Begrenzungseinheit einstellen lassen. Somit können insbesondere verschiedene Maximalwerte für unterschiedliche Energieversorgungseinrichtungen, die häufiger verwendet werden, gespeichert und einfach und aufwandsarm abgerufen werden, um ein schnelles Konfigurieren des Versorgungskabels zu erreichen. Liegt beispielsweise in einer ersten Garage eine sinnvolle Begrenzung des Stroms bei 8A und in einer zweiten Garage bei 12A, so können in dem Speicher die beiden Maximalwerte gespeichert werden und je nach Ort des Ladevorgangs schnell und unkompliziert abgerufen und/oder eingestellt werden.
Das Versorgungskabel weist bevorzugt ein Kommunikationsmodul auf. Das Kommunikationsmodul dient insbesondere zur Kommunikation mit einem Benutzerendgerät. Somit ist vorgesehen, dass der Maximalwert über das Benutzerendgerät verstellbar oder einstellbar ist. Das Kommunikationsmodul kann z.B. eingerichtet sein zur drahtlosen Kommunikation mit dem Benutzerendgerät. Das Benutzerendgerät ist insbesondere ein vom Versorgungskabel separates Gerät, das z.B. drahtlos oder temporär drahtgebunden mit dem Versorgungskabel kommunizieren kann.
Bei dem Benutzerendgerät handelt es sich beispielsweise um ein Smartphone. Einem Benutzer des Benutzerendgerät kann somit vorteilhaft auf besonders einfache Weise und auch aus größerer Entfernung das Versorgungskabel (z.B. über das z.B. im Primär- und/oder Sekundärverbinder und/oder in der Verbindungsleitung angeordnete Kommunikationsmodul) konfigurieren bzw. den Maximalwert einstellen. Zusätzlich kann z.B. vorgesehen sein, dass das Kommunikationsmodul ausgebildet ist zum Aussenden von Signalen an das Benutzerendgerät, die einen aktuell durch das Versorgungskabel fließenden Strom beinhalten und/oder eine durch das Versorgungskabel geflossene elektrische Energie. Somit lassen sich insbesondere Statistiken und/oder Abrechnungsfunktionen für den Ladevorgang einfach und aufwandsarm realisieren bzw. für den Benutzer oder einen Anbieter von Energie abrufen.
Das Versorgungskabel weist bevorzugt eine Freigabeeinheit auf, die zur Freigabe der Einstellbarkeit des Maximalwerts über die Einstellvorrichtung ausgebildet ist. Die Freigabeeinheit kann z.B. einen Sperrschieber und/oder ein mechanisches oder elektronisches Schloss und/oder einen Fingerabdrucksensor aufweisen. Durch die Freigabeeinheit ist vermieden, dass z.B. eine unbeabsichtigte oder ungewollte Manipulation bzw. Verstellung des Maximalwerts erfolgt. Dies könnte z.B. durch ein zufälliges Verlagern eines Schiebers oder eines Drehrads geschehen. Durch ein mechanisches Schloss lässt sich beispielsweise die mechanische Verstellbarkeit der Einstellvorrichtung verhindern. Durch ein elektronisches Schloss lässt sich insbesondere die Einstellung oder Veränderung des Maximalwerts verhindern, obwohl weiterhin mechanisch Zugriff auf die Einstellvorrichtung gewährt ist. Bei dem mechanischen Schloss kann es sich beispielsweise um eine Verriegelung des Drehschiebers oder des Drehrads wie zuvor beschrieben handeln. Das elektronische Schloss ist vorteilhafterweise eine Softwarelösung, die eine Annahme von neu eingestellten Maximalwerten verhindert, solange diese Eingabe nicht freigegeben ist. Die Verwendung eines Fingerabdrucksensors ermöglich besonders vorteilhaft, das Verstellen bzw. Einstellen des Maximalwerts zu verhindern, wenn nicht eine dazu autorisierte Person diese Einstellung vornimmt, die sich durch den Fingerabdrucksensor eindeutig authentifiziert. Dadurch wird vorteilhaft die Sicherheit der Verwendung des Versorgungskabels bzw. einzelner seiner Komponenten (z.B. Primär-/Sekundärverbinder, Verbindungsleitung) erhöht.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Versorgungskabel eine Reset-Funktion aufweist, wobei bei Aktivierung der Resetfunktion ein maximal möglicher Maximalwert eingestellt bzw. eingegeben wird. Der maximal mögliche Maximalwert kann z.B. ein technisch maximal möglicher Maximalwert sein, also ein Maximalwert, der durch technische Begrenzungen vorgegeben ist. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die Resetfunktion durch einen Benutzer aktivierbar ist und/oder bei Abkopplung des Versorgungskabels von der Energieversorgungseinrichtung aktiviert wird, insbesondere automatisch aktiviert wird, z.B. durch mechanische und/oder elektrische/elektronische Mittel. Durch die Reset-Funktion ist ermöglicht, dass ein maximal möglicher Maximalwert, z.B. ein technisch maximal möglicher Maximalwert, eingestellt bzw. eingegeben wird. Wie zuvor beschrieben, kann es sich bei dem (z.B. technisch) maximal möglichen Maximalwert insbesondere um einen solchen Wert handeln, der der Stromtragfähigkeit des Versorgungskabels entspricht. Mit anderen Worten kann ein Benutzer über die Reset-Funktion eingestellte geringere Maximalwerte zurücksetzen und somit einen technisch maximal möglichen Strom durch das Versorgungskabel zuzulassen. Dadurch kann vorteilhaft eine sehr schnelle Verstellung bzw. Einstellung vorgenommen werden, die die Nutzerfreundlichkeit erhöht.
Die Verbindungsleitung bzw. die Versorgungsleitung des Versorgungskabels weist vorteilhafterweise eine Kupplung auf. Die Kupplung ist ausgebildet, mit dem Sekundärverbinder lösbar elektrisch verbunden zu werden. Somit lassen sich insbesondere unterschiedliche Sekundärverbinder an dem Versorgungskabel anbringen. Das Versorgungskabel kann damit beispielsweise ausgebildet sein, neben dem zuvor beschriebenen Sekundärverbinder auch solche Sekundärverbinder aufzunehmen, die eine elektrische Verbindung mit anderen Typen von Energieversorgungseinrichtungen ermöglichen.
Bevorzugt betrifft die Erfindung außerdem einen Sekundärverbinder. Der Sekundärverbinder ist insbesondere verwendbar als Teil eines Versorgungskabels zum elektrischen Verbinden eines Fahrzeugs, insbesondere eines Energiespeichers eines Fahrzeugs, mit einer elektrischen Energie bereitstellenden Energieversorgungseinrichtung. Der Sekundärverbinder dient insbesondere zur elektrischen Verbindung mit einer Dauerstromsteckdose oder Haushaltssteckdose, wobei er grundsätzlich auch z.B. zur Verbindung mit einer Drehstromsteckdose oder einer Typ2-Steckdose eingerichtet sein kann. Das Fahrzeug und die Energieversorgungseinrichtung sind verschiedene Komponenten. Der Sekundärverbinder weist einen Steckverbinder auf, der zur lösbaren elektrischen Verbindung mit der Energieversorgungseinrichtung vorgesehen ist. Beispielsweise handelt es sich bei dem Steckverbinder um einen Schuko®-Stecker. Ebenso kann der Steckverbinder zum Verbinden mit einer dedizierten Ladeinfrastruktur, beispielsweise einer Wallbox oder Ladesäule, ausgebildet und insbesondere ein Typ2-Stecker sein. Außerdem weist der Sekundärverbinder bevorzugt einen Kabelanschluss zur lösbaren elektrischen Verbindung mit einer Kupplung des Versorgungskabels auf. Der Sekundärverbinder kann z.B. weiterhin eine Begrenzungseinheit aufweisen. Die Begrenzungseinheit dient zum Begrenzen eines durch den Sekundärverbinder und/oder durch das Versorgungskabel fließenden elektrischen Stroms auf einen Maximalwert. Somit ist die Begrenzungseinheit insbesondere vorgesehen, um als Schutz der Energieversorgungseinrichtung vor Überlastung einen Maximalwert für den durch den Sekundärverbinder und/oder durch das Versorgungskabel fließenden Strom vorzugeben. Das Vorgeben des Maximalwerts des fließenden Stroms kann entweder aktiv durch eine eigene Schaltung der Begrenzungseinheit oder durch Übergabe des Maximalwerts an das Fahrzeug und/oder eine Ladesteuerung des Versorgungskabels und/oder eine Ladesteuerung der Energieversorgungseinrichtung erfolgen. Der Sekundärverbinder kann vorteilhafterweise z.B. eine Einstellvorrichtung aufweisen. Über die Einstellvorrichtung ist der Maximalwert, insbesondere von einem Benutzer, einstellbar. Der Sekundärverbinder erlaubt somit das Einstellen des Maximalwerts des fließenden Stroms sowie eine Begrenzung des fließenden Stroms auf den Maximalwert. Durch die Ausbildung insbesondere der Einstellvorrichtung im Sekundärverbinder ist einerseits erreicht, dass ein Benutzer beim Verbinden des Sekundärverbinders durch Blick auf die Einstellvorrichtung erinnert wird, ggf. den Maximalwert anzupassen. Das Einstellen des Maximalwerts ist somit für einen Benutzer direkt mit dem Vorgang des elektrischen Verbindens von Sekundärverbinder und Energieversorgungseinrichtung verknüpft. Damit ist vorteilhaft die Gefahr, dass das Einstellen des Maximalwerts vergessen wird, verringert. Andererseits ist sichergestellt, dass die Begrenzung auf den Maximalwert nur erfolgt, wenn der speziell ausgebildete Sekundärverbinder verwendet wird. So können an Versorgungskabeln beispielsweise verschiedene Sekundärverbinder anbringbar sein. Mit anderen Worten ist auch die Verwendung eines anderen Sekundärverbinders ohne Einstellvorrichtung bzw. Begrenzungsvorrichtung am Versorgungskabel möglich, wenn die Einstell- und/oder Begrenzungsmöglichkeit nicht gewünscht oder benötigt wird. Ein versehentliches Beibehalten einer Strombegrenzung für andere Ladesituationen ist damit vermieden. Beispielsweise kann der (begrenzbare) Sekundärverbinder wie zuvor beschrieben für eine Haushaltssteckdose ausgebildet sein, für die eine (flexibel einstellbare) Strombegrenzung vorgesehen ist. Neben dem zuvor beschriebenen Sekundärverbinder kann beispielsweise an dem Versorgungskabel ein weiterer Sekundärverbinder zur Verbindung mit einer dedizierten Ladeinfrastruktur, z.B. ein Typ2-Stecker, verwendet werden, bei dem ein Nutzer z.B. keine flexibel einstellbare Strombegrenzung vorsehen will. Somit ist in diesem Beispielfall beim Wechsel vom einen Sekundärverbinder zum anderen Sekundärverbinder ein versehentliches Beibehalten der Strombegrenzung verhindert, da die flexible Strombegrenzungsfunktionalität in diesem Beispiel mit dem Sekundärverbinder gekoppelt bzw. verknüpft ist.
Figurenliste
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

1 eine schematische Abbildung eines Versorgungskabels gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bei dessen bestimmungsgemäßer Verwendung,
2 eine schematische Detailansicht eines Sekundärverbinders des Versorgungskabels gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3a einen Stromfluss während eines ersten Betriebsmodus des Versorgungskabels gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3b einen Stromfluss während eines zweiten Betriebsmodus des Versorgungskabels gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
4a eine erste schematische Detailansicht des Sekundärverbinders des Versorgungskabels gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
4b eine zweite schematische Detailansicht des Sekundärverbinders des Versorgungskabels gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
5 eine weitere schematische Detailansicht des Sekundärverbinders des Versorgungskabels gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 12 mit einem Energiespeicher 11 sowie eine Energieversorgungseinrichtung 16. Die Energieversorgungseinrichtung 16 ist hier - lediglich beispielhaft - als Haushaltssteckdose, beispielsweise als Schuko®-Steckdose, ausgebildet. Grundsätzlich kann es sich aber auch um eine Typ2-Steckdose einer Wallbox oder einer Ladesäule handeln oder um einen Drehstromanschluss, ohne auf einen dieser Typen beschränkt zu sein. Außerdem zeigt 1 die bestimmungsgemäße Verwendung eines Versorgungskabels 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das Versorgungskabel 10 weist eine Verbindungsleitung 13 bzw. eine Versorgungsleitung 13 auf, die an einem Ende elektrisch mit einem Primärverbinder 14 und an einem anderen Ende mit einem Sekundärverbinder 15 gekoppelt ist. Die elektrische Kopplung zwischen Verbindungsleitung 13 bzw. Versorgungsleitung 13 sowie Primärverbinder 14 und Sekundärverbinder 15 kann permanent vorhanden sein, wobei eine alternative Ausgestaltung in 1 dargestellt ist. Hier ist vorgesehen, dass das Koppeln des Primärverbinders 14 und des Sekundärverbinders 15 an die Verbindungsleitung 13 jeweils über eine lösbare Verbindung erfolgt. Die Verbindungsleitung 13 weist hierzu eine Kupplung 6 sowie eine Zusatzkupplung 5 auf, wobei die Kupplung 6 zur elektrischen Verbindung mit dem Sekundärverbinder 15 dient. Die Zusatzkupplung 5 dient zur elektrischen Verbindung mit dem Primärverbinder 14. Der Sekundärverbinder 15 weist hierzu einen Kabelanschluss 2 auf, der zur elektrischen Verbindung mit der Kupplung 6 der Verbindungsleitung 13 ausgebildet ist. Der Primärverbinder 14 weist einen Zusatzkabelanschluss 9 auf, der zur elektrischen Verbindung mit der Zusatzkupplung 5 der Verbindungsleitung 13 ausgebildet ist.
Der Primärverbinder 14 weist außerdem einen Fahrzeuganschluss 14A auf, über den eine elektrische Verbindung mit dem Fahrzeug 12, insbesondere dem Energiespeicher 11, herstellbar ist. Der Sekundärverbinder 15 weist einen Steckverbinder 1 auf, der zur lösbaren elektrischen Verbindung mit der Energieversorgungseinrichtung 16 ausgebildet ist. Somit lassen sich über das Versorgungskabel 10 das Fahrzeug 12, insbesondere der Energiespeicher 11, und die Energieversorgungseinrichtung 16 elektrisch miteinander verbinden.
Der Sekundärverbinder 15 erlaubt bzw. ermöglicht eine Strombegrenzungsfunktion, um z.B. eine Überlastung der Energieversorgungseinrichtung 16 zu erkennen und/oder zu vermeiden. Wie in 2 dargestellt ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Versorgungskabel 10, hier: beispielhaft der Sekundärverbinder 15 des Versorgungskabels 10, eine Begrenzungseinheit 3 aufweist, die zum Begrenzen eines durch das Versorgungskabel 10 fließenden Stroms ausgebildet ist. Zusätzlich sind vorteilhafterweise eine Detektionsvorrichtung 4 und/oder eine Einstellvorrichtung 7 vorgesehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Begrenzungseinheit 3, die Detektionsvorrichtung 4 und die Einstellvorrichtung 7 als Teil des Sekundärverbinders 15 gezeigt und beschrieben. In alternativen Ausgestaltungen können die Begrenzungseinheit 3 und/oder die Detektionsvorrichtung 4 und/oder die Einstellvorrichtung 7 auch in anderen Komponenten des Versorgungskabel 10, wie beispielsweise der Verbindungsleitung 13 und/oder dem Primärverbinder 14 und/oder - falls vorhanden - einer ICCB, ausgebildet sein.
Die Detektionsvorrichtung 4 ist vorteilhafterweise eingerichtet, den von der Energieversorgungseinrichtung 16 gelieferten elektrischen Strom zu überwachen. Außerdem ist Detektionsvorrichtung 4 bevorzugt eingerichtet, einen Abbruch des gelieferten elektrischen Stroms zu detektieren. Details der Detektionsvorrichtung 4 werden weiter unten mit Bezug auf 3a und 3b beschrieben.
Die Einstellvorrichtung 7 erlaubt das Einstellen eines Maximalwerts 100, der von der Begrenzungseinheit 3 berücksichtigt wird. Die Details zu der Einstellvorrichtung 7 sind insbesondere in 4a und 4b gezeigt und werden weiter unten beschrieben.
Die Begrenzungseinheit 3 kann somit von der Detektionsvorrichtung 4 und/oder der Einstellvorrichtung 7 einen Maximalwert 100 empfangen, der einem maximalen Strom entspricht, der durch das Versorgungskabel 10 und/oder den Sekundärverbinder 15 fließen soll. Die Begrenzungseinheit 3 kann diese Vorgabe entweder selbst durch aktive Beeinflussung des fließenden Stroms vornehmen oder alternativ den erhaltenen Maximalwert 100 an einen Ladecontroller des Versorgungskabels 10 und/oder des Fahrzeugs 12 und/oder der Energieversorgungseinrichtung 16 übergeben. Eine solche Übergabe des Maximalwerts 100 erlaubt dem Ladecontroller die Vorgabe des maximalen Stroms während des Ladevorgangs zu berücksichtigen und insbesondere einen Ladestrom maximal auf besagten Maximalwert 100 einzustellen. Ist hingegen die Begrenzungseinheit 3 ausgebildet, den fließenden Strom selbst zu beeinflussen, so begrenzt die Begrenzungseinheit 3 den Strom selbstständig und unabhängig von dem Ladevorgang, der beispielsweise durch eine separate Steuereinheit des Versorgungskabels 10 gesteuert oder geregelt wird.
Eine Übergabe des Maximalwerts 100 an den Ladecontroller kann leiglich beispielsweise über eine Kommunikationsleitung erfolgen, die im Versorgungskabel 10 vorgesehen ist und die zum Kommunizieren des Fahrzeugs 12 mit einer Steuereinheit des Versorgungskabels 10 und/oder einem Ladecontroller der Energieversorgungseinrichtung 16 ausgebildet ist. Alternativ kann eine Übergabe auch drahtlos erfolgen. Alternativ ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Versorgungskabel 10 und/oder der Sekundärverbinder 15 eine Codierung aufweisen, die eine Stromtragfähigkeit von Versorgungskabel 10 und/oder Sekundärverbinder 15 anzeigt. Bei dieser Codierung kann es sich beispielsweise um einen elektrischen Widerstand handeln. Erkennt das Fahrzeug 12 und/oder die Energieversorgungseinrichtung 16 besagte Codierung, so ist dem Fahrzeug 12 und/oder der Energieversorgungseinrichtung 16 einerseits bekannt, dass ein Versorgungskabel 10 angeschlossen ist. Andererseits ist die Stromtragfähigkeit bekannt, mit der das Versorgungskabel 10 maximal belastet werden kann. Durch Anpassung dieser Codierung durch die Begrenzungseinheit 3 lässt sich somit der durch das Versorgungskabel 10 und/oder den Sekundärverbinder 15 fließende Strom begrenzen. Somit erfolgt eine einfache und zuverlässige Übergabe des Maximalwerts an das Fahrzeug 11 und/oder die Energieversorgungseinrichtung 16 und/oder eine Steuereinheit des Versorgungskabels 10.
Wie zuvor bereits beschrieben, erlaubt die Detektionsvorrichtung 4 ein Ermitteln eines Abbruchs des von der Energieversorgungseinrichtung 16 gelieferten Stroms.
In 3a ist dies schematisch anhand eines Diagramms gezeigt, das den Verlauf des Stroms I über die Zeit t darstellt. In 3a ist außerdem dargestellt, dass sich das Versorgungskabel 10 in einem Lernmodus befindet. In dem Lernmodus ist vorgesehen, dass die Begrenzungseinheit 3 den durch das Versorgungskabel 10 fließenden Strom gemäß einer vordefinierten Vorschrift bis zu dem eingestellten Maximalwert 100 allmählich erhöht. Die vordefinierte Vorschrift umfasst dabei eine vordefinierte Rampe 500 zur allmählichen Erhöhung des fließenden Stroms. So beginnt in dem in 3a gezeigten Diagramm zu einem Startzeitpunkt t1 ein Ladevorgang des Fahrzeugs 11. Der von dem Fahrzeug 11 angeforderte Strom wird allerdings nicht unmittelbar bis zu dem Maximalwert 100 freigegeben, sondern gemäß der vordefinierten Rampe 500 mit einem vordefinierten Gradienten, beispielsweise 1 A/s. Im Unterschied hierzu zeigt 3b ein korrespondierendes Diagramm, wenn sich das Versorgungskabel 10 in einem Normalmodus befindet, in dem eine solche allmähliche Erhöhung nicht stattfindet. Hier wird vielmehr zum Startzeitpunkt t1 der fließende Strom unmittelbar bis zu dem Maximalwert 100 freigegeben.
Erfolgt ein, insbesondere unerwarteter bzw. von der Ladekontrolllogik und/oder dem Fahrzeug 12 ungeplanter, Abbruch 400 des von der Energieversorgungseinrichtung 16 gelieferten Stroms, so ist von einem Auslösen einer Absicherung der Energieversorgungseinrichtung 16 oder einem sonstigen unerwünschten Zustand bzw. Fehler auszugehen. Besonders vorteilhaft kann der Sekundärverbinder 15 zusätzlich einen (nicht gezeigten) Beschleunigungssensor und/oder Drehratensensor und/oder einen Kraftsensor (der z.B. das Zusammengestecktsein von Sekundärverbinder und Gegensteckverbinder der Energieversorgungseinrichtung 16 erkennt) und/oder einen anderen Sensor aufweisen, anhand dessen ermittelbar ist, dass ein Bewegen des Sekundärverbinders 15 und damit ein Trennen des Sekundärverbinders 15 von der Energieversorgungseinrichtung 16 nicht erfolgt ist und somit kein erwartbarer Abbruch des Stroms vorliegt. Der Abbruch 400 wird von der Detektionsvorrichtung 4 lediglich beispielhaft dann erkannt, wenn der gelieferte elektrische Strom in einem Zeitintervall von weniger als 1 s, insbesondere in einem Zeitintervall von weniger als 100 ms, um z.B. mehr als 90% verringert wird. Ein solcher kurzfristiger und abrupter Abfall des elektrischen Stroms deutet auf besagte Auslösung der Absicherung der Energieversorgungseinrichtung 16 oder einen sonstigen Fehlerfall hin. Findet hingegen ein Abfall des Stroms aufgrund eines erreichten Ladeendzeitpunkts t2 statt, so ist dieser Abfall wie in 3a und 3b gezeigt, nicht entsprechend abrupt wie bei dem Abbruch 400. Selbst wenn es hier auch zu einem recht abrupten Abbruch kommen sollte, so ist dieser geplant, z.B. durch die Ladekontrolllogik von Fahrzeug 12 und/oder Ladesteuerung des Versorgungskabels 10 und/oder der Energieversorgungseinrichtung 16. Somit kann dieser Abbruch durch einen Vergleich des Soll-Stromverlaufs mit einem ermittelten bzw. erfassten Ist-Stromverlauf von einem ungeplanten Abbruch unterschieden werden, z.B. durch Differenzbildung.
Durch die Detektionsvorrichtung 4 ist ein Begrenzungswert 200 ermittelbar, der auf dem vor dem Abbruch 400 fließenden Stromwert basiert. So kann die Detektionsvorrichtung 4 beispielsweise dazu ausgebildet sein, den Begrenzungswert 200 in Abhängigkeit des letzten, vor dem Abbruch 400 detektierten Stromwerts zu ermitteln. Alternativ oder zusätzlich lässt sich der Begrenzungswert 200 durch die Detektionsvorrichtung 4 in Abhängigkeit von mehreren Stromwerten vor dem Abbruch 400 ermitteln, z.B. in Abhängigkeit eines Mittelwerts aus mehreren detektierten Stromwerten in einem vordefinierten Zeitfenster vor dem Abbruch 400. Ein derartiger Mittelwert kann z. B. derart gewichtet sein, dass solche Stromwerte die zeitlich näher an dem Abbruch 400 liegen, ein größeres Gewicht erfahren, als solche Stromwerte, die einen größeren zeitlichen Abstand zu dem Abbruch 400 aufweisen. Eine weitere Alternative der Ermittlung des Begrenzungswerts 200 durch die Detektionsvorrichtung 4 ist die Anwendung einer Filterung auf eine Mehrzahl von detektierten Stromwerten vor dem Abbruch 400. Der Abbruch 400 kann dabei beispielsweise auch durch die Ermittlung einer zeitlichen Ableitung des Stromverlaufs oder eines zeitlichen Differentialquotienten ermittelt bzw. bestimmt werden. Übersteigt die Ableitung (bzw. deren Absolutwert) einen Grenzwert, so kann dies als Indiz für den Abbruch gewertet werden. Zusätzlich wird vorteilhafterweise ein Sicherheitsabschlag 300 berücksichtigt, der insbesondere zumindest 5% des ermittelten Begrenzungswerts 200 beträgt, bevorzugt zumindest 10% oder der zumindest 0,5 A oder 1,0 A beträgt. Auf diese Weise wird ein Begrenzungswert 200 ermittelt, der unterhalb desjenigen Stromniveaus liegt, das z.B. zu dem Auslösen der Absicherung der Energieversorgungseinrichtung 16 oder zu dem sonstigen Fehlerfall geführt hat. Dieser Begrenzungswert 200 kann von der Detektionsvorrichtung 4 entweder direkt an die Begrenzungseinheit 3 übergeben bzw. gesendet werden, damit die Begrenzungseinheit 3 diesen Begrenzungswert 200 als neuen Maximalwert 100 verwendet. Alternativ kann der Begrenzungswert 200 als Vorschlag für einen einzugebenden Maximalwert 100 ausgegeben bzw. gesendet werden, beispielsweise einem Benutzer oder auf einem Display ausgegeben werden. Dem Benutzer des Versorgungskabels 10 wird somit eine Hilfestellung gegeben, um den Maximalwert 100 vorzugeben. Der Benutzer muss insbesondere nicht den Maximalwert 100 abschätzen, was gegebenenfalls zu zu geringen Schätzwerten führt. In diesem Fall würde ein geringerer als technisch möglicher Strom erlaubt werden, wodurch eine Ladevorgang des Fahrzeugs 11 unnötig verlängert würde.
Anhand der 3a wurde die Detektion des Abbruchs 400 während des Lernmodus beschrieben. Im Lernmodus kann lediglich beispielsweise vorgesehen sein, dass eine höhere Abtastung des fließenden Stroms erfolgt als während des Normalmodus. Die Abtastung des Stroms kann dabei z.B. durch einen hier nicht dargestellten Stromsensor erfolgen. Dieser kann z.B. im Sekundärverbinder angeordnet sein. Es kann sich z.B. um einen Hall-Sensor, etc. handeln. Wird im Normalmodus beispielsweise alle 50 ms ein Stromwert ermittelt bzw. erfasst, so ist im Lernmodus vorgesehen, dass beispielsweise alle 10 ms oder jede Millisekunde ein Stromwert ermittelt wird. Durch die feinere Abtastung und durch die vordefinierte Rampe 500 lässt sich somit genauer als im Normalmodus ermitteln, bei welchem Stromniveau tatsächlich der Abbruch 400 erfolgt ist. Dennoch ist die Detektionsvorrichtung 4 ebenso im Normalmodus ausgebildet, Abbrüche 400 zu detektieren. Somit ist dem Benutzer in jedem Fall eine Hilfestellung durch den ermittelten Begrenzungswert 200 gegeben, wobei dies im Lernmodus genauer möglich ist, als im Normalmodus. Im Normalmodus erfolgt dafür keine Verzögerung des Stromanstiegs mittels der Rampe 500, was zu einem schnelleren Laden des Fahrzeugs 11 führt. Der Lernmodus ist vorteilhafterweise dann verwendbar, wenn erstmals an einer unbekannten Energieversorgungseinrichtung 16 geladen werden soll. Auch kann der Lernmodus mehrfach hintereinander mit aktualisiertem Maximalwert 100 angewandt werden, um ein Herantasten an die Auslösecharakteristik der Absicherung der Energieversorgungseinrichtung 16 zu erreichen.
Wie in 2 schematisch dargestellt kann das Versorgungskabel 10, hier lediglich beispielhaft der Sekundärverbinder 15, z.B. besonders vorteilhaft einen Ortssensor 18 (z.B. für absolute Koordinaten einen GPS-Sensor oder ein WLAN-Signal-Modul, z.B. zur Identifizierung von MAC-Adressen oder dergleichen oder ein Sensor zur Erfassung von Mobilfunkdaten-Zellen oder für relative bzw. ladepunktspezifische Daten z.B. ein RFID-Sensor oder dergleichen) umfassen. Dieser Ortssensor 18 kann, wie hier lediglich beispielhaft dargestellt, in der Detektionsvorrichtung 4 vorgesehen sein. Er kann jedoch auch separat davon ausgebildet sein. Der Ortssensor 18 dient zum Ermitteln eines aktuellen Standorts des Versorgungskabels 10 und/oder des Sekundärverbinders 15. Durch den Ortssensor 18 lässt sich eine Verknüpfung zwischen dem ermittelten Begrenzungswert 200 und einem Ort, an dem der Begrenzungswert 200 ermittelt wurde, herstellen und/oder speichern, z.B. in einem Speicher 19 des Sekundärverbinders 15 oder allgemein einer Komponente des Versorgungskabels 10. Der Ort, an dem der Begrenzungswert 200 ermittelt wurde, entspricht somit dem Standort der Energieversorgungseinrichtung 16. Die Energieversorgungseinrichtung 16 lässt sich somit über den Standort charakterisieren, so dass beim erneuten Verwenden dieser Energieversorgungseinrichtung 16 der gespeicherte Standort erkannt werden kann. Das Versorgungskabel 10, und hier z. B. der Sekundärverbinder 15 und/oder der Primärverbinder 14 und/oder die Versorgungsleitung 13, kann z.B. dazu ausgebildet sein (z.B. indem neben dem Ortssensor 18 auch der Speicher 19 in dem Versorgungskabel 10, z.B. im Sekundärverbinder 15, vorgesehen ist), bei Erreichen eines Orts, zu dem ein Begrenzungswert 200 verknüpft gespeichert ist, den mit dem Ort verknüpften Begrenzungswert 200 entweder an die Begrenzungseinheit als Maximalwert zu übergeben. Alternativ oder zusätzlich kann das Versorgungskabel 10, z.B. die Detektionsvorrichtung 4 und/oder der Sekundärverbinder 15 oder dergleichen, ausgebildet sein, den verknüpften Begrenzungswert 200 als Vorschlag für eine Einstellung als Maximalwert 100 auszugeben. Beispielsweise kann die Detektionsvorrichtung 4 derart eingerichtet bzw. ausgebildet sein, dass die eben dargestellte Verknüpfung in ihr durchgeführt bzw. vorgenommen wird. Ortssensor 18 und Speicher 19 können dann z.B. in der Detektionsvorrichtung 4 angeordnet bzw. vorgesehen sein, wobei Ortssensor 18 und Speicher 19 auch an unterschiedlichen Orten bzw. auf oder in unterschiedlichen Bauteilen im Sekundärverbinder 15 vorgesehen sein können. Somit kann der Benutzer des Versorgungskabels 10 auf bereits durchgeführte Ermittlungen des Begrenzungswerts 200 zurückgreifen. Somit ist die Gefahr des Auslösens der Absicherung der Energieversorgungseinrichtung 16 bei wiederholter Verwendung der Energieversorgungseinrichtung 16 vorteilhaft minimiert.
In den 4a und 4b sind zwei mögliche Ausführungsbeispiele für den Sekundärverbinder 15 dargestellt.
In 4a ist die Einstellvorrichtung 7 als Drehregler oder Drehrad ausgebildet. Mit diesem Drehregler kann z.B. eine kontinuierliche Einstellung des Maximalwerts 100 bewirkt werden, also eine stufenlose Einstellung. Unter stufenlos ist dabei insbesondere zu verstehen, dass eine bei digitaler Signalverarbeitung unvermeidbare Abstufung maximal 0,2 A beträgt. Es ist alternativ auch denkbar, dass verschiedene Raststufen oder Rastpositionen vorgesehen sind, so dass nur eine fest definierte Mehrzahl von Maximalwerten 100 einstellbar ist, z.B. durch Raststufen voneinander getrennt. Beispielsweise können 1 A, 2 A, 4 A, 6 A, 8 A, 10 A und 13 A als Maximalwertstufen fest vorgegeben sein. Somit kann der Benutzer den Maximalwert einfach und aufwandsarm aus vordefinierten Werten auswählen. Das Einstellen des Maximalwerts erfolgt dabei rasch und intuitiv. Durch die Einstellvorrichtung 7 ist der Maximalwert 100 für die Begrenzungseinheit 3, insbesondere unabhängig von der Detektionsvorrichtung 4, einstellbar.
In 4b ist die Einstellvorrichtung 7 beispielhaft als Schieberegler ausgebildet. Auch hier ist wie in 4a ein kontinuierliches Einstellen des Maximalwerts 100 ebenso möglich wie eine gestufte Einstellung auf fest definierte Maximalwerte 100.
Bevorzugt weist - wie in den 4a und 4b dargestellt - der Sekundärverbinder 15 außerdem eine Freigabeeinheit 20 auf, die zur Freigabe der Einstellbarkeit des Maximalwerts 100 über die Einstellvorrichtung 7 ausgebildet ist. Bei der Freigabeeinheit 20 kann es sich z.B. um einen Sperrschieber und/oder ein mechanisches oder elektronisches Schloss und/oder um einen Fingerabdrucksensor handeln. Somit ist vermieden, dass unbeabsichtigt eine Verstellung des Maximalwerts erfolgt. Vor dem Einstellen des Maximalwerts 100 ist somit die Freigabe über die Freigabeeinheit 20 vorzunehmen, wobei dies im Falle der Verwendung eines Sperrschiebers insbesondere lediglich ein Schutz gegen unbeabsichtigtes Verstellen, beispielsweise durch unbeabsichtigtes Berühren, der Einstellvorrichtung, ist. Wird hingegen ein mechanisches und/oder elektronisches Schloss und/oder ein Fingerabdrucksensor verwendet, so ist auch ein Schutz gegen unbefugte Manipulation ermöglicht. Die Freigabe durch die Freigabeeinheit 20 ist insbesondere optisch und/oder akustisch anzeigbar. Ebenso ist vorteilhafterweise möglich, dass die Begrenzungseinheit 3 während der Freigabe zur Einstellung des Maximalwerts 100 keinerlei Stromfluss durch den Sekundärverbinder 15 und/oder das Versorgungskabel 10 erlaubt.
Die Freigabe durch die Freigabeeinheit 20 kann entweder mechanisch erfolgen, so dass ohne Freigabe die Einstellvorrichtung 7 mechanisch blockiert ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Freigabe auch elektronisch erfolgen, so dass eine Annahme neuer Maximalwerte 100 nur dann erfolgt, wenn dies durch die Freigabeeinheit 20 freigegeben ist, obwohl die Einstellvorrichtung 7 weiterhin bedienbar ist.
5 zeigt schematisch eine weitere Ausgestaltung des Sekundärverbinders 15. Dieser weist als Einstellvorrichtung 7 einen Touchscreen auf, wobei ebenso auch ein Tastenfeld als Einstellvorrichtung 7 verwendbar ist.
Vorteilhafterweise ist ein Speicher 19 (vgl. 2) vorgesehen, der zum Speichern von unterschiedlichen Maximalwerten 100 dient. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Einstellvorrichtung 7 keinen Schieber und/oder kein Drehrad wie zuvor beschrieben aufweist. Durch das Speichern von unterschiedlichen Maximalwerten kann der Benutzer eigene favorisierte Werte einfach und aufwandsarm auswählen, beispielsweise, wenn das Versorgungskabel 10 wiederholt an denselben Energieversorgungseinrichtungen 16 mit unterschiedlicher Stromversorgungskapazität bzw. Absicherung verwendet wird. Die in dem Speicher 19 hinterlegten Werte lassen sich insbesondere über den Touchscreen oder das Tastenfeld als Einstellvorrichtung 7 auswählen und als Maximalwert 100 einstellen.
Wie in 5 dargestellt, weist der Sekundärverbinder 15 vorteilhafterweise eine Ausgabeeinheit 17 auf, die auch in den in 4a und 4b gezeigten Ausgestaltungen vorhanden sein kann. Die Ausgabeeinheit 17 dient zur Ausgabe eines Signals, wenn die Detektionsvorrichtung 4 besagten Abbruch 400 detektiert hat. Außerdem dient die Ausgabeeinheit 17 vorteilhafterweise zur Ausgabe eines Signals, dass der durch die Begrenzungseinheit 3 eingestellte Maximalwert 100 geringer ist als eine maximal mögliche Stromtragfähigkeit des Sekundärverbinders 15 und/oder des Versorgungskabels 10. Die Ausgabe des Signals kann z.B. direkt akustisch und/oder optisch erfolgen. Alternativ lässt sich auch ein Benutzerendgerät mit dem Sekundärverbinder 15 koppeln, über das besagte Signale an den Benutzer ausgebbar sind.
Besonders vorteilhaft ist ein Kommunikationsmodul 8 zur drahtlosen und/oder drahtgebundenen Kommunikation mit einem Benutzerendgerät vorgesehen. Insbesondere ist der Maximalstrom 100 über das Benutzerendgerät einstellbar. Das Kommunikationsmodul 8 kann vorteilhafterweise auch dazu dienen, wie zuvor beschrieben, Signale über das Benutzerendgerät auszugeben.
Vorteilhaft ist der Sekundärverbinder 15 ausgebildet, beispielsweise über die Ausgabeeinheit 17 und/oder das Kommunikationsmodul 8 und/oder über ein Display (siehe 5), welches Bestandteil eines Touchscreens sein kann oder separat ausgebildet sein kann, anzugeben, um welchen Faktor sich die Ladezeit die die Begrenzung des Stromflusses verlängert. Insbesondere ist der Sekundärverbinder 15 ausgebildet anzugeben, wie lange das Laden einer gewissen Energiemenge, beispielsweise 10kWh, bei der gewählten Begrenzung voraussichtlich dauert (siehe 5: hier werden beispielhaft 5 Stunden und 14 Minuten angegeben). Auf diese Weise kann ein Benutzer den maximalen Strom gezielt an die zur Verfügung stehende Ladezeit (z.B. von 20 Uhr abends bis 6 Uhr morgens) anpassen.
Nicht dargestellt in den Figuren ist ein optional möglicher Reset-Schalter oder eine Reset-Vorrichtung. Mit dieser kann z.B. durch einen einzigen Bedienvorgang der Maximalwert 100 unmittelbar auf einen (technisch) maximal möglichen Maximalwert 100 gesetzt werden, ohne weitere Einstellvorgänge vornehmen zu müssen. Dieser (technisch) maximal mögliche Maximalwert kann z.B. 13 A bei einem Schuko®-Sekundärverbinder 15 sein.
Es versteht sich, dass der Sekundärverbinder 15 bevorzugt als von der Verbindungsleitung 13 lösbar bzw. abkoppelbares Element ausgebildet ist, in der Art eines Adapters. Es kann gleichwohl vorgesehen sein, dass der Sekundärverbinder fest, d.h. nicht zerstörungsfrei lösbar, mit der Verbindungsleitung 13 und/der der Versorgungskabel 10 verbunden ist.

Claims

Versorgungskabel (10) zum elektrischen Verbinden eines Fahrzeugs (12) mit einer elektrische Energie bereitstellenden Energieversorgungseinrichtung (16), das Versorgungskabel (10) aufweisend -- eine Verbindungsleitung (13), -- einen mit der Verbindungsleitung (13) elektrisch gekoppelten oder koppelbaren Primärverbinder (14) mit einem Fahrzeuganschluss (14A) zur lösbaren elektrischen Verbindung mit dem Fahrzeug (12), -- einen mit der Verbindungsleitung (13) elektrisch gekoppelten oder koppelbaren Sekundärverbinder (15), der zur lösbaren elektrischen Verbindung mit der Energieversorgungseinrichtung (16) vorgesehen ist, -- wobei das Versorgungskabel (10) eine Detektionsvorrichtung (4) aufweist, die eingerichtet ist zur Überwachung des von der Energieversorgungseinrichtung (16) gelieferten elektrischen Stroms und zur Detektion eines Abbruchs (400) des gelieferten elektrischen Stroms, -- wobei das Versorgungskabel (10) eine Begrenzungseinheit (3) aufweist, die zum Begrenzen eines durch das Versorgungskabel (10) fließenden elektrischen Stroms auf einen Maximalwert (100) ausgebildet ist, und -- wobei die Detektionsvorrichtung (4) eingerichtet ist, einen Begrenzungswert (200) basierend auf einem vor der Detektion des Abbruchs (400) gelieferten Strom als Maximalwert (100) an die Begrenzungseinheit (3) zu übergeben und/oder als Signalwert auszugeben.
Versorgungskabel (10) nach Anspruch 1, wobei die Detektionsvorrichtung (4) ausgebildet ist, den Abbruch (400) zu detektieren, wenn der gelieferte elektrische Strom in einem Zeitintervall von weniger als einer Sekunde um mehr als 90% verringert wird.
Versorgungskabel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Detektionsvorrichtung (4) ausgebildet ist, den Begrenzungswert (200) zu ermitteln -- in Abhängigkeit des letzten vor dem Abbruch (400) detektierten Stromwerts oder -- in Abhängigkeit des Mittelwerts aus mehreren detektierten Stromwerten in einem vordefinierten Zeitfenster vor dem Abbruch (400), oder -- durch die Anwendung einer Filterung auf eine Mehrzahl von detektierten Stromwerten vor dem Abbruch (400).
Versorgungskabel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Versorgungskabel (10) zwischen einem Lernmodus und einem Normalmodus umschaltbar ist, wobei die Begrenzungseinheit (3) ausgebildet ist, in dem Lernmodus den durch das Versorgungskabel (10) fließenden Strom gemäß einer vordefinierten Vorschrift bis zu dem Maximalwert (100) allmählich zu erhöhen und in dem Normalmodus den durch das Versorgungskabel (10) fließenden Strom auf den Maximalwert (100) zu begrenzen, und/oder wobei die Detektionsvorrichtung (4) ausgebildet ist, eine Überwachung des von der Energieversorgungseinrichtung (16) gelieferten elektrischen Stroms in dem Lernmodus mit einer höheren Überwachungsrate als in dem Normalmodus durchzuführen.
Versorgungskabel (10) nach Anspruch 4, wobei die vordefinierte Vorschrift eine vordefinierte Rampe (500) zur Erhöhung des Stroms umfasst.
Versorgungskabel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Versorgungskabel (10) einen Ortssensor (18) aufweist, um eine Verknüpfung zwischen dem Begrenzungswert (200) und einem Ort, an dem der Begrenzungswert (200) ermittelt wurde, zu speichern, wobei das Versorgungskabel (10) ausgebildet ist, bei Erreichen eines Orts, zu dem ein Begrenzungswert (200) verknüpft gespeichert ist, den mit dem Ort verknüpften Begrenzungswert (200) als Maximalwert (100) an die Begrenzungseinheit (3) zu übergeben und/oder als Signalwert auszugeben.
Versorgungskabel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Begrenzungseinheit (3) ausgebildet ist, den Maximalwert (100) an das Fahrzeug (12) und/oder an eine Ladekontrolllogik des Versorgungskabels (10) oder der Energieversorgungseinrichtung (3) auszugeben.
Versorgungskabel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Versorgungskabel (10) eine Ausgabeeinheit (17) aufweist, wobei die Ausgabeeinheit (17) eingerichtet ist zur Ausgabe eines Signals, wenn die Detektionsvorrichtung (4) den Abbruch (400) detektiert und/oder zur Ausgabe eines Signals, dass der durch die Begrenzungseinheit (3) eingestellte Maximalwert (100) geringer als ein maximal möglicher Maximalwert (100) ist.
Versorgungskabel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Versorgungskabel (10) eine Einstellvorrichtung (7) aufweist, über die der Maximalwert (100) einstellbar ist.
Versorgungskabel (10) nach Anspruch 9, wobei über die Einstellvorrichtung (7) der Maximalwert (100) aus einer Mehrzahl von vordefinierten Werten auswählbar ist oder wobei über die Einstellvorrichtung (7) der Maximalwert (100) stufenlos aus einem vordefinierten Intervall einstellbar ist.
Versorgungskabel (10) nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Versorgungskabel (10) einen Speicher (19) aufweist, der zum Speichern von unterschiedlichen Maximalwerten (100) ausgebildet ist.
Versorgungskabel (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Versorgungskabel (10) ein Kommunikationsmodul (8) zur Kommunikation mit einem Benutzerendgerät aufweist, um den Maximalwert (100) über das Benutzerendgerät einzustellen.
Versorgungskabel (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei das Versorgungskabel (10) eine Freigabeeinheit (20) aufweist, die ausgebildet ist zur Freigabe der Einstellbarkeit des Maximalwerts (100) über die Einstellvorrichtung (7).
Versorgungskabel (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei das Versorgungskabel (10) eine Resetfunktion aufweist, wobei bei Aktivierung der Resetfunktion ein maximal möglicher Maximalwert (100) eingestellt wird.
Versorgungskabel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsleitung (13) eine Kupplung (6) aufweist, die ausgebildet ist, mit dem Sekundärverbinder (15) lösbar elektrisch verbunden zu werden.