DE102022004329A1

DE102022004329A1 - System zum Schutz von Ladekupplungen gegen Übertemperatur und Verfahren dazu

Info

Publication number: DE102022004329A1
Application number: DE102022004329.7A
Authority: DE
Inventors: Juergen Benecke; Sachin Singhal
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2021-12-06
Filing date: 2022-11-21
Publication date: 2023-06-07

Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren (500) bereit, das Folgendes umfasst: Erfassen (502) von Temperaturattributen der Kupplung und anschließendes Extrahieren (506) des Ladestroms und der Echtzeittemperatur der Kupplung sowie Berechnen eines Werts der thermischen Energie aufgrund des Stromflusses. Danach Erhalten (508) eines dritten Satzes von Signalen, die sich auf den Temperaturgradienten der Kupplung beziehen. Ferner wird der berechnete Wert der thermischen Energie mit einem ersten Schwellenwert abgeglichen (510 und 512) und ein erster konstituierender Faktor erzeugt; und der Temperaturgradient wird mit einem zweiten Schwellenwert abgeglichen und ein zweiter konstituierender Faktor erzeugt. Darüber hinaus umfasst es das Auslösen (514) eines Satzes von Betätigungssignalen basierend auf dem gewichteten Durchschnitt des ersten Komponentenfaktors, des zweiten Komponentenfaktors und eines oder mehrerer Stromschritte; wobei der Satz von Betätigungssignalen die Betätigung von Begrenzern ermöglicht, um interne Parameter einzustellen, die mit der Steuereinheit verbunden sind, wodurch der Ladestrom und die resultierende Temperatur innerhalb eines Kontrollpunktes gehalten werden.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Schutz von Vorrichtungen vor Überhitzung. Insbesondere stellt die vorliegende Offenbarung ein System zum Schutz einer Ladekupplung gegen Übertemperatur und ein entsprechendes Verfahren zur Verfügung.
Eine Ladekupplung ist ein offenes System, das mit einem Ladestecker in einem Fahrzeug, z. B. einem Auto, verbunden ist. Durch die Verbindung der Ladekupplung mit dem Ladestecker entsteht ein elektrischer Widerstand, der als Kontaktwiderstand bezeichnet wird. Der Kontaktwiderstand der Ladekupplung kann durch Korrosion oder durch Fremdkörper auf der Kontaktfläche der Ladekupplung erhöht werden, wobei dies zu einem massiven Temperaturanstieg während des Ladevorgangs führt und zu einer Beschädigung des Ladesteckers (hier auch als Ladebuchse bezeichnet) führen kann oder dazu, dass die Ladestation/der Ladestecker den Ladevorgang unterbricht.
Ein Temperatursensor kann zur Messung der Kontakttemperatur verwendet werden, ist aber nicht in der Lage, das tatsächliche Verhalten insbesondere im dynamischen Bereich beim Hochfahren des Stroms vorherzusagen, da er so konzipiert ist, dass er vom Hochspannungskreis isoliert ist. Außerdem besteht bei einem unbekannten Widerstandsverhalten die Gefahr einer Beschädigung der Ladebuchse.
Das Patentdokument US9515498B2 offenbart ein Ladekabel zum Laden einer Batterie eines Fahrzeugs mit elektrischem Antrieb, wobei das Ladekabel Folgendes umfasst: einen Netzstecker, der abnehmbar mit einer Steckdose für eine handelsübliche Stromversorgung verbunden ist; einen Ladestecker, der abnehmbar mit dem Fahrzeug mit elektrischem Antrieb verbunden ist; eine Temperaturerfassungseinheit, die zum Erfassen einer Temperatur des Ladekabels konfiguriert ist; und eine Steuereinheit, die dafür konfiguriert ist, ein Pilotsignal zum Einstellen eines durch die Batterie fließenden Leitungsstroms zu erzeugen und diesen an das Fahrzeug mit elektrischem Antrieb zu übertragen, wobei die Steuereinheit dafür konfiguriert ist, die elektrische Leitung zu der Batterie zu unterbrechen, wenn die von der Temperaturerfassungseinheit erfasste Temperatur gleich oder höher als eine vorbestimmte erste spezifizierte Temperatur ist, und die elektrische Leitung zu der Batterie wiederherzustellen, wenn die erfasste Temperatur auf eine zweite spezifizierte Temperatur oder niedriger sinkt, wobei die zweite spezifizierte Temperatur niedriger ist als die erste spezifizierte Temperatur, und wenn die elektrische Leitung zur Batterie wiederhergestellt wird, die Steuereinheit dafür konfiguriert ist, ein Pilotsignal zu erzeugen, das den Leitungsstrom veranlasst, durch die Batterie mit einem Stromwert zu fließen, der niedriger ist als derjenige, bei dem der Leitungsstrom unmittelbar vor der Unterbrechung der elektrischen Leitung durch die Batterie geflossen ist. Es berücksichtigt jedoch nicht die Änderung des Ladestroms aufgrund der Veränderung des Temperaturgradienten.
Das Patentdokument US20170334300A1 offenbart ein Ladesystem, das Folgendes umfasst: einen Steckeradapter zur Aufnahme eines Ladestroms, wobei der Steckeradapter einen Wärmesensor umfasst, der dafür konfiguriert ist, eine mit dem Steckeradapter verbundene Temperatur zu messen; und einen Prozessor, der zum Empfangen von Daten von dem Steckeradapter konfiguriert ist; wobei der Prozessor dafür konfiguriert ist, den Ladestrom zu verringern, wenn die von dem Wärmesensor gemessene Temperatur eine erste Schwellentemperatur überschreitet, und wobei der Prozessor dafür konfiguriert ist, den Ladestrom abzuschalten, wenn die von dem Wärmesensor gemessene Temperatur eine zweite Schwellentemperatur überschreitet. Es berücksichtigt jedoch nicht die Änderung des Ladestroms aufgrund der Veränderung des Temperaturgradienten.
Das Patentdokument DE102014017080A1 offenbart eine Vorrichtung zum Leiten eines elektrischen Stroms (le) zwischen einer elektrischen Komponente und einer elektrischen Leitung und zum Ausgleichen eines ersten Wärmestroms zwischen der elektrischen Komponente und der elektrischen Leitung aufgrund eines ersten Temperaturgradienten zwischen der elektrischen Komponente und der elektrischen Leitung, wobei die Vorrichtung zum Leiten des elektrischen Stroms (le) einen ersten Anschluss zur Verbindung mit der elektrischen Komponente und einen zweiten Anschluss zur Verbindung mit der elektrischen Leitung aufweist und die Vorrichtung zum Ausgleich des ersten Wärmestroms eine Sensorvorrichtung zur Messung des ersten Temperaturgradienten und eine Temperiervorrichtung zur Bereitstellung eines zweiten Temperaturgradienten umfasst, wobei der erste Wärmestrom eines durch den zweiten Temperaturgradienten verursachten zweiten Wärmestroms kompensiert wird. Es berücksichtigt jedoch nicht die Änderung des Ladestroms aufgrund der Veränderung des Temperaturgradienten.
Es besteht daher die Notwendigkeit, eine effiziente, optimale und kostengünstige Lösung bereitzustellen, die die oben genannten Einschränkungen beseitigt und einen wirksamen und zuverlässigen Schutz des Ladestroms vor Übertemperatur bietet.
Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein effizientes, zuverlässiges und schnelles System und Verfahren bereitzustellen, das die oben genannten Einschränkungen herkömmlicher Systeme und Verfahren vermeidet und einen wirksamen und zuverlässigen Schutz für Ladestrom gegen Übertemperatur bietet.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist die Bereitstellung eines Systems und Verfahrens zur Steuerung des Ladestroms basierend auf der erhaltenen Temperatur und des Gradienten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein System und ein Verfahren zur Erfassung des Fehlerniveaus und zur Behandlung verschiedener Verhaltensweisen bereitzustellen, um den Fahrzeugeinlass vor Schäden durch Übertemperatur zu schützen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein System und ein Verfahren zum Unterbrechen des Ladestromflusses bereitzustellen, wenn die Temperatur und der Gradient entsprechende Schwellenwerte überschreiten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein System und Verfahren bereitzustellen, um den Ladestrom und die resultierende Temperatur innerhalb eines Kontrollpunktes zu halten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein System und Verfahren bereitzustellen, das die Stromrampe ermöglicht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein System und Verfahren bereitzustellen, das die Erzeugung mehrerer Stromstufen mit unterschiedlichen Aspekten je nach Anforderung ermöglicht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein System und Verfahren bereitzustellen, das es ermöglicht, den ersten Schwellenwert und den zweiten Schwellenwert nach vorbestimmten Zeitintervallen automatisch zurückzusetzen, wodurch Merkmale der künstlichen Intelligenz (KI) integriert werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist die Bereitstellung eines Systems und Verfahrens zur Begrenzung der Ladestromrate basierend auf der Anforderungen eines Fahrzeugs.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein System und Verfahren bereitzustellen, das die kontrollierte Einstellung interner Parameter durch Veränderung eines Fehlerwiderstandes, der mit der Steuereinheit verbunden ist, ermöglicht.
Aspekte der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf Systeme und Verfahren zum Schutz von Vorrichtungen gegen Übertemperatur. Insbesondere stellt die vorliegende Offenbarung ein System zum Schutz einer Ladekupplung gegen Übertemperatur und ein entsprechendes Verfahren zur Verfügung.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Schutz einer Ladekupplung vor Übertemperatur aufgrund eines Ladestroms, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erfassen eines oder mehrerer Temperaturattribute der Ladekupplung, die sich aufgrund des Ladestroms ergeben, durch einen oder mehrere Temperatursensoren; Empfangen, in einer Steuereinheit, die mit dem einen oder den mehreren Temperatursensoren in Verbindung steht, eines ersten Satzes von Signalen, die zu dem einen oder den mehreren erfassten Temperaturattributen der Ladekupplung gehören, von dem einen oder den mehreren Temperatursensoren; Extrahieren, aus dem empfangenen ersten Satz von Signalen an der Steuereinheit, eines zweiten Satzes von Signalen, die sich auf den Ladestrom und die Echtzeittemperatur der Ladekupplung beziehen, und entsprechendes Berechnen eines Wertes der thermischen Energie aufgrund des Stromflusses (I²t); Erhalten, an der Steuereinheit, eines dritten Satzes von Signalen, die sich auf einen Temperaturgradienten beziehen, der der Ladekupplung zugeordnet ist, aus dem empfangenen ersten Satz von Signalen; Abgleichen, an der Steuereinheit, des berechneten Wertes der thermischen Energie aufgrund des Stromflusses, der der Ladekupplung zugeordnet ist, mit einem ersten Schwellenwert und entsprechendes Erzeugen eines ersten Komponentenfaktors; Abgleichen, an der Steuereinheit, des Temperaturgradienten, der der Ladekupplung zugeordnet ist, mit einem zweiten Schwellenwert und entsprechendes Erzeugen eines zweiten Komponentenfaktors; und Auslösen, an der Steuereinheit, eines Satzes von Betätigungssignalen, basierend auf dem gewichteten Durchschnitt des ersten Komponentenfaktors, des zweiten Komponentenfaktors und eines oder mehrerer Stromschritte; wobei der ausgelöste Satz von Betätigungssignalen die Betätigung eines oder mehrerer Begrenzer ermöglicht, um interne Parameter einzustellen, die mit der Steuereinheit verbunden sind, wodurch der Ladestrom und die resultierende Temperatur innerhalb eines Kontrollpunktes gehalten werden.
In einem Aspekt umfasst das Verfahren das Erzeugen von mehreren Stromstufen mit variierenden Aspekten durch Stromrampen, basierend auf einem beliebigen oder einer Kombination aus dem Wert der thermischen Energie und dem von einem Fahrzeug benötigten Ladestrom; und wobei die Aspekte der mehreren Stromschritte innerhalb eines vordefinierten Aspektbereichs variiert werden.
In einem anderen Aspekt umfasst das Verfahren das Zurücksetzen des ersten Schwellenwerts und des zweiten Schwellenwerts nach vorbestimmten Zeitintervallen; und wobei das Verfahren das Zuweisen neuer Werte zu dem ersten Schwellenwert und dem zweiten Schwellenwert durch eine Lernmaschine, die betriebsfähig mit der Steuereinheit gekoppelt ist, als Reaktion auf das Zurücksetzen umfasst, wobei von der Lernmaschine aktualisierte Trainings- und Testdatensätze berücksichtigt werden.
In einem Aspekt umfasst das Verfahren die Begrenzung der Ladestromrate durch einen Ratenbegrenzer basierend auf den Anforderungen eines Fahrzeugs.
In einem anderen Aspekt umfasst das Verfahren das kontrollierte Einstellen interner Parameter durch Variieren eines Fehlerwiderstands, der mit der Steuereinheit verbunden ist, basierend auf einem beliebigen oder einer Kombination aus dem Echtzeit-Temperaturwert und dem Temperaturgradienten, um die Inaktivierung und Deaktivierung von Stromrampen- und Ladestromunterbrechungsmitteln zu ermöglichen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein System zum Schutz einer Ladekupplung vor Übertemperatur aufgrund eines Ladestroms, wobei das System Folgendes umfasst: einen oder mehrere Temperatursensoren, die betriebsfähig mit der Ladekupplung gekoppelt und so konfiguriert sind, dass sie ein oder mehrere Temperaturattribute der Ladekupplung erfassen, die sich aufgrund des Ladestroms ergeben; und eine Steuereinheit, die mit dem einen oder den mehreren Temperatursensoren in Verbindung steht, wobei die Steuereinheit betriebsfähig mit einer Lernmaschine gekoppelt ist und die Steuereinheit einen oder mehrere Prozessoren umfasst, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren operativ mit einem Speicher gekoppelt sind, wobei der Speicher Anweisungen speichert, die von dem einen oder den mehreren Prozessoren für Folgendes ausgeführt werden können: Empfangen, von dem einen oder mehreren Temperatursensoren, eines ersten Satzes von Signalen, die zu dem einen oder den mehreren erfassten Temperaturattributen der Ladekupplung gehören; Extrahieren, aus dem empfangenen ersten Satz von Signalen, eines zweiten Satzes von Signalen, die sich auf den Ladestrom und die Echtzeittemperatur der Ladekupplung beziehen, und entsprechendes Berechnen eines Wertes der thermischen Energie aufgrund des Stromflusses (I²t); Erhalten, aus dem empfangenen ersten Satz von Signalen, eines dritten Satzes von Signalen, die sich auf einen mit der Ladekupplung verbundenen Temperaturgradienten beziehen; Abgleichen des berechneten Wertes der thermischen Energie aufgrund des Stromflusses, der der Ladekupplung zugeordnet ist, mit einem ersten Schwellenwert und entsprechendes Erzeugen eines ersten Komponentenfaktors; Abgleichen des Temperaturgradienten, der der Ladekupplung zugeordnet ist, mit einem zweiten Schwellenwert und entsprechendes Erzeugen eines zweiten Komponentenfaktors; und Auslösen eines Satzes von Betätigungssignalen, basierend auf dem gewichteten Durchschnitt des ersten Komponentenfaktors, des zweiten Komponentenfaktors und eines oder mehrerer Stromschritte; wobei der ausgelöste Satz von Betätigungssignalen die Betätigung eines oder mehrerer Begrenzer ermöglicht, um interne Parameter einzustellen, die mit der Steuereinheit verbunden sind, wodurch der Ladestrom und die resultierende Temperatur innerhalb eines Kontrollgrenzwertes gehalten werden.
In einem Aspekt umfasst die Steuereinheit Folgendes: einen Temperaturregler, der dafür konfiguriert ist, die Echtzeittemperatur der Ladekupplung mit dem ersten Schwellenwert zu vergleichen, der einen oder mehrere vordefinierte Sollwerte umfasst; und einen Gradientenregler, der dafür konfiguriert ist, den mit der Ladekupplung verbundenen Temperaturgradienten mit dem zweiten Schwellenwert zu vergleichen, der einen oder mehrere vordefinierte Gradienten-Sollwerte umfasst.
In einem Aspekt wird die Steuereinheit unter Verwendung eines beliebigen oder einer Kombination aus P-Regler, PI-Regler, PID-Regler und Doppel-PI-Regler implementiert, um die Erzeugung und Filterung des vierten Satzes von Signalen und des fünften Satzes von Signalen unabhängig voneinander zu ermöglichen.
In einem Aspekt ist das System dafür konfiguriert, den Ladestrom basierend auf der Differenz zwischen der Echtzeit-Temperatur der Ladekupplung und dem ersten Schwellenwert sowie der Differenz zwischen dem mit der Ladekupplung verbundenen Temperaturgradienten und dem zweiten Schwellenwert zu schätzen; und wobei das System dafür konfiguriert ist, eine Stromrampe des Ladestroms durchzuführen, um die Wärmeerzeugung in der Ladekupplung zu begrenzen.
In einem Aspekt umfasst das System ein Ladestromunterbrechungsmittel, das dafür konfiguriert ist, die Ladekupplung vor Überhitzung zu schützen, und wobei die internen Parameter des Systems auf kontrollierte Weise eingestellt werden, indem ein Fehlerwiderstand, der der Steuereinheit zugeordnet ist, basierend auf einem beliebigen oder einer Kombination aus dem Echtzeit-Temperaturwert und dem Temperaturgradienten verändert wird, um die Inaktivierung und Deaktivierung des Stromrampen- und Ladestromunterbrechungsmittels zu ermöglichen.
Verschiedene Objekte, Merkmale, Aspekte und Vorteile des Erfindungsgegenstandes werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Ziffern gleiche Komponenten darstellen, deutlicher.
Die beigefügten Zeichnungen dienen dem weiteren Verständnis der vorliegenden Offenbarung und sind Bestandteil dieser Beschreibung. Die Zeichnungen zeigen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Grundsätze der vorliegenden Offenbarung.

1 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm des vorgeschlagenen Systems zum Schutz der Ladekupplung gegen Übertemperatur aufgrund eines Ladestroms, um seine allgemeine Funktionsweise gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zu veranschaulichen.
2A und 2B zeigen beispielhafte Funktionseinheiten der Steuereinheit des vorgeschlagenen Systems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
3A und 3B zeigen beispielhafte Flussdiagramme, die den Betrieb des vorgeschlagenen Systems zum Schutz der Ladekupplung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellen.
4 zeigt ein beispielhaftes schematisches Diagramm, das den Schutz der Ladekupplung durch das vorgeschlagene System in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
5 ist ein beispielhaftes Flussdiagramm, das das vorgeschlagene Verfahren zum Schutz der Ladekupplung vor Übertemperatur aufgrund eines Ladestroms gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.

Es folgt eine ausführliche Beschreibung der in den begleitenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen der Offenbarung. Die Ausführungsformen sind so ausführlich, dass die Offenbarung klar vermittelt wird. Jedoch soll die angebotene Ausführlichkeit die vorhersehbaren Variationen von Ausführungsformen nicht einschränken; im Gegensatz dazu wird beabsichtigt, alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abzudecken, die in den Geist und den Umfang der vorliegenden Offenbarungen fallen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert sind.
Die hierin erläuterten Ausführungsformen beziehen sich auf Systeme und Verfahren zum Schutz von Vorrichtungen gegen Übertemperatur. Insbesondere stellt die vorliegende Offenbarung ein System zum Schutz einer Ladekupplung gegen Übertemperatur und ein entsprechendes Verfahren zur Verfügung.
In Bezug auf 1 kann ein beispielhaftes Blockdiagramm des vorgeschlagenen Systems 100 (hier austauschbar als System 100 bezeichnet) einen Temperatursensor 102 umfassen, der betriebsfähig mit einem Ladekupplung 110 verbunden ist, wobei der Temperatursensor 102, ohne darauf beschränkt zu sein, einen Widerstandstemperaturdetektor (Resistance Temperature Detector, RTD), einen Thermistor und ICs auf Halbleiterbasis umfassen kann. In einer Ausführungsform kann der Temperatursensor 102 ein oder mehrere Temperaturattribute der Ladekupplung 110 erfassen, die auf den Ladestrom zurückzuführen sind. In einer beispielhaften Ausführungsform können die eine oder mehrere Temperatureigenschaften der Ladekupplung 110 unter anderem elektrische Leitfähigkeit, Härte, Verschleißfestigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit umfassen.
In einer Ausführungsform kann das System 100 eine Steuereinheit 104 umfassen, die betriebsfähig mit einer Lernmaschine 108 gekoppelt ist, die das genaue und effiziente Funktionieren des Systems 100 unterstützt. In einer Ausführungsform kann die Steuereinheit 104 mit dem Temperatursensor 102 in Verbindung stehen, so dass die Steuereinheit 104 einen ersten Satz von Signalen von dem Temperatursensor 102 empfangen kann, wobei der erste Satz von Signalen sich auf den einen oder die mehreren erfassten Temperaturattribute der Ladekupplung beziehen kann, die von dem Temperatursensor 102 erfasst werden. In einer anderen Ausführungsform kann die Steuereinheit 104 ferner einen zweiten Satz von Signalen aus dem empfangenen ersten Satz von Signalen extrahieren, wobei sich der zweite Satz von Signalen auf den Ladestrom und die Echtzeittemperatur der Ladekupplung 110 beziehen kann. In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuereinheit 104 einen Wert der thermischen Energie aufgrund des Stromflusses (I²t) unter Berücksichtigung des extrahierten zweiten Satzes von Signalen berechnen.
In einer Ausführungsform kann die Steuereinheit 104 einen dritten Satz von Signalen erhalten, die sich auf einen mit der Ladekupplung 110 verbundenen Temperaturgradienten beziehen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der dritte Satz von Signalen aus dem empfangenen ersten Satz von Signalen gewonnen werden. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann der Temperaturgradient unter Berücksichtigung der Echtzeittemperatur der Ladekupplung 110 für eine vordefinierte Zeitspanne abgeleitet werden.
In einer ersten Ausführungsform kann die Steuereinheit 104 so konfiguriert sein, dass sie den berechneten Wert der thermischen Energie aufgrund des Stromflusses, der mit der Ladekupplung 110 verbunden ist, mit einem ersten Schwellenwert abgleicht, und ferner kann die Steuereinheit 104 basierend auf dem Abgleich einen ersten Komponentenfaktor erzeugen. In einer zweiten Ausführungsform kann die Steuereinheit 104 so konfiguriert sein, dass sie den mit der Ladekupplung 110 verbundenen Temperaturgradienten mit einem zweiten Schwellenwert abgleicht, und ferner kann die Steuereinheit 104 einen zweiten Komponentenfaktor basierend auf dem Abgleich des Temperaturgradienten erzeugen.
In einer Ausführungsform kann die Steuereinheit 104 durch die Lernmaschine 108 einen gewichteten Durchschnitt des ersten Komponentenfaktors, des zweiten Komponentenfaktors und eines oder mehrerer Stromschritte berechnen, wobei der eine oder die mehreren Stromschritte aus mehreren Stromstufen ausgewählt werden können, die von der Steuereinheit 104 basierend auf einem beliebigen oder einer Kombination aus dem Wert der thermischen Energie und dem von einem Elektrofahrzeug (hier auch als Fahrzeug bezeichnet) benötigten Ladestrom erzeugt werden können. In einer beispielhaften Ausführungsform können die mehreren Stromstufen mit unterschiedlichen Aspekten erzeugt werden, die innerhalb eines vordefinierten Aspektbereichs von Null (0) bis unendlich variiert werden können.
In einer Ausführungsform kann die Steuereinheit 104 ferner einen Satz von Betätigungssignalen basierend auf dem berechneten gewichteten Durchschnitt des ersten Komponentenfaktors, des zweiten Komponentenfaktors und dem einen oder den mehreren ausgewählten Stromschritten auslösen, wobei der ausgelöste Satz von Betätigungssignalen die Betätigung eines Aktuators 106 ermöglichen kann, um interne Parameter einzustellen, die mit der Steuereinheit 104 verbunden sind, wie z.B., ohne darauf beschränkt zu sein, Widerstand, Impedanz, Leitwert, Leistungsfaktor, Spannung und Strom. Der Aktuator 106 kann interne Parameter, die mit der Steuereinheit 104 verbunden sind, einstellen, wodurch der Ladestrom und die resultierende Temperatur, die mit der Steuereinheit 104 verbunden sind, reduziert werden. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Aktuator 106 einen oder mehrere Begrenzer umfassen.
In einer Ausführungsform kann die Steuereinheit 104 die Betätigung des einen oder der mehreren Begrenzer 106-1, 106-2... 106-N (hier auch kollektiv als Begrenzer 106 und einzeln als Begrenzer 106 bezeichnet) und eines Ratenbegrenzers 106-A ermöglichen. Die Begrenzer 106 können so konfiguriert werden, dass sie interne Parameter einstellen, die mit der Steuereinheit 104 verbunden sind, wodurch es ermöglicht wird, den Ladestrom und die daraus resultierende Temperatur innerhalb einer Kontrollgrenze zu halten.
In einer anderen Ausführungsform kann die Lernmaschine 108 so konfiguriert sein, dass sie den ersten Schwellenwert und den zweiten Schwellenwert nach vorbestimmten Zeitintervallen zurücksetzt, wobei die Lernmaschine 108 dem ersten Schwellenwert und dem zweiten Schwellenwert als Reaktion auf das Zurücksetzen neue Werte unter Berücksichtigung von Trainings- und Testdatensätzen zuweist, die von der Lernmaschine 108 aktualisiert werden, wodurch Merkmale der künstlichen Intelligenz (AI) einbezogen werden. In einer beispielhaften Ausführungsform können anfänglich Werte des ersten Schwellenwerts und des zweiten Schwellenwerts für eine Anzahl von „n“ Fällen unter Berücksichtigung von Bedingungen erhalten werden, wie z.B., ohne darauf beschränkt zu sein, die Anzahl und den Aspektbereich der einen oder mehreren Stromstufen, die erforderlich sind, um die elektrische Leistung (Energie) zu Beginn auf einen vordefinierten Wert zu begrenzen, den Bedarfsstrom vom Fahrzeug und den Zustand des einen oder der mehreren Begrenzer 106, d.h., ob einer der Begrenzer 106 betätigt ist oder nicht. Ferner kann die Steuereinheit 104 über die Lernmaschine 108 die Trainings- und Testdatensätze basierend auf den Bedingungen zusammen mit den Werten aktualisieren, die dem ersten Schwellenwert und dem zweiten Schwellenwert zugewiesen sind. Schließlich können die Trainings- und Testdatensätze als Referenz genommen werden, während die Werte des ersten Schwellenwertes und des zweiten Schwellenwertes zurückgesetzt werden.
In einer Ausführungsform kann die Steuereinheit 104 über einen Ratenbegrenzer 106-A die Rate des Ladestroms basierend auf den Anforderungen des Fahrzeugs begrenzen. Zum Beispiel kann die Rate des Ladestroms auf der Anzahl der Komponenten und des Zubehörs des Fahrzeugs basieren, die aktiviert sind, und der durch sie verursachten Last, dem SOC der Batterie des Fahrzeugs, dem Aspektbereich der Stromstufen und dergleichen.
In einer anderen Ausführungsform kann die Steuereinheit 104 die internen Parameter der Stromkupplung 110 auf kontrollierte Weise anpassen, indem ein Fehlerwiderstand, der der Steuereinheit 104 zugeordnet ist, basierend auf einem beliebigen oder einer Kombination aus dem Echtzeit-Temperaturwert und dem Temperaturgradienten verändert wird, um die Inaktivierung und Deaktivierung des Stromrampen- und Ladestromunterbrechungsmittels zu ermöglichen. In einer beispielhaften Ausführungsform können die internen Parameter, die mit der Steuereinheit 104 verbunden sind, wie z.B. Widerstand, Impedanz, Leitwert, Leistungsfaktor, Spannung und Strom, eingestellt werden. Der Aktuator 106 kann interne Parameter, die mit der Steuereinheit 104 verbunden sind, einstellen, wodurch der Ladestrom und die resultierende Temperatur, die mit der Steuereinheit 104 verbunden sind, reduziert werden.
In einer Ausführungsform kann das System 100 in einem Fahrzeug implementiert werden, das ein Fahrzeug mit konventioneller Energiequelle, ein Elektrofahrzeug oder ein Plug-in-Hybridfahrzeug sein kann.
Bezugnehmend auf 2A kann die Steuereinheit 104 einen Temperaturregler 202 und einen Gradientenregler 204 umfassen. In einer Ausführungsform kann der Temperaturregler 202 so konfiguriert sein, dass er die Echtzeittemperatur der Ladekupplung 110 mit dem ersten Schwellenwert vergleicht, wobei der erste Schwellenwert in Form eines oder mehrerer vordefinierter Sollwerte vorliegen kann. In einer anderen Ausführungsform kann der Gradientenregler 204 so konfiguriert sein, dass er den mit der Ladekupplung 110 verbundenen Temperaturgradienten mit dem zweiten Schwellenwert vergleicht, wobei der zweite Schwellenwert in Form eines oder mehrerer vordefinierter Gradientensollwerte vorliegen kann.
In einer Ausführungsform kann das System 100 so konfiguriert sein, dass es den Ladestrom basierend auf der Differenz zwischen der Echtzeit-Temperatur der Ladekupplung und dem ersten Schwellenwert und der Differenz zwischen dem mit der Ladekupplung verbundenen Temperaturgradienten und dem zweiten Schwellenwert schätzt.
Bezugnehmend auf 2B kann die Steuereinheit 104 zusammen mit dem Temperaturregler 202 und dem Gradientenregler 204 unter Verwendung eines beliebigen oder einer Kombination von P-Reglern 212, PI-Reglern 214, PID-Reglern 216 und Doppel-PI-Reglern 218 implementiert werden, wodurch die Erzeugung und Filterung des vierten Satzes von Signalen und des fünften Satzes von Signalen unabhängig voneinander ermöglicht wird.
In einer Ausführungsform kann das System 100 so konfiguriert werden, dass es eine Stromrampe des Ladestroms mittels der im Stand der Technik bekannten Techniken durchführt, wobei die Stromrampe des Ladestroms die Wärmeentwicklung im Ladekupplung 110 begrenzen kann.
In einer Ausführungsform kann das System 100 ein Ladestromunterbrechungsmittel umfassen, das so konfiguriert ist, dass es die Ladekupplung 110 und den Ladestecker, an den die Ladekupplung 110 angeschlossen ist, vor Überhitzung schützt. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Unterbrechungsmittel durch den Aktuator 106 aktiviert und deaktiviert werden.
In einer Ausführungsform kann das System 100 so betrieben werden, dass die internen Parameter der Steuereinheit 104 durch Veränderung eines Fehlerwiderstandes kontrolliert eingestellt werden, wobei die internen Parameter basierend auf einem beliebigen oder einer Kombination aus dem Echtzeit-Temperaturwert und dem Temperaturgradienten eingestellt werden können. Die Anpassung der internen Parameter der Steuereinheit 104 kann die Inaktivierung und Deaktivierung der Stromrampen- und Ladestromunterbrechungsvorrichtung ermöglichen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Fehlerwiderstand mehr als einen Widerstand mit vordefinierten Werten umfassen.
Bezugnehmend auf 3A kann die Ladekupplung 110 (hier auch als Kupplung 110 bezeichnet) so angepasst werden, dass sie mit einem Ladestecker 302 (hier auch als Ladepunkt 302 bezeichnet) gekoppelt werden kann. Ferner können ein oder mehrere Temperatursensoren 102 mit einer Ladekupplung 110 gekoppelt werden, wobei der eine oder mehrere Temperatursensoren 102 ein oder mehrere Temperaturmerkmale der Ladekupplung 110 erfassen können, die sich aufgrund des Ladestroms ergeben, und dementsprechend kann der eine oder die mehreren Temperatursensoren 102 den ersten Satz von Signalen erzeugen.
In einer Ausführungsform kann der erste Satz von Signalen an den Temperaturregler 202 übertragen werden, der so konfiguriert sein kann, dass er einen zweiten Satz von Signalen aus dem empfangenen ersten Satz von Signalen extrahiert und dann die Echtzeittemperatur der Ladekupplung 110 mit einem oder mehreren vordefinierten Sollwerten vergleicht. Ferner kann der Temperaturregler 202 einen vierten Satz von Signalen erzeugen, wenn die Echtzeittemperatur die vordefinierten Sollwerte überschreitet.
In einer anderen Ausführungsform kann der erste Satz von Signalen an den Gradientenregler 204 übertragen werden, der so konfiguriert werden kann, dass er den mit der Ladekupplung 110 verbundenen Temperaturgradienten mit einem oder mehreren vordefinierten Gradientensollwerten vergleicht. Ferner kann der Gradientenregler 204 einen fünften Satz von Signalen erzeugen, wenn der Temperaturgradient die Gradientensollwerte überschreitet.
In einer Ausführungsform kann das System 100 einen Satz von Betätigungssignalen als Reaktion auf die Erzeugung eines beliebigen oder einer Kombination aus dem vierten Satz von Signalen und dem fünften Satz von Signalen auslösen. Ferner kann der ausgelöste Satz von Betätigungssignalen an den Aktuator 106 übertragen werden, um die Betätigung des Aktuators 106 zu ermöglichen, der wiederum einen entsprechenden Satz von Signalen erzeugen kann, um die Einstellung der mit dem Temperaturregler 202 und dem Gradientenregler 204 verbundenen internen Parameter zu ermöglichen.
In einer Ausführungsform können der Temperaturregler 202 und der Gradientenregler 204 in Reihe geschaltet sein, wie in 3B gezeigt. Bei einer solchen Anordnung kann der Temperaturgradient unter Berücksichtigung der Echtzeittemperatur der Ladekupplung 110 für einen vordefinierten Zeitraum abgeleitet werden.
Unter Bezugnahme auf 4 kann der Ladestrom basierend auf der gemessenen Echtzeittemperatur zusammen mit dem Temperaturgradienten (hier auch als Temperaturanstieg bezeichnet) geregelt werden. Die erfasste Temperatur kann von dem Temperaturregler 202 ausgewertet werden, der einen variablen, zeitlich veränderlichen Wert aufweisen kann. Ferner kann der Ladestrom basierend auf der Differenz zwischen der erfassten Temperatur und vordefinierten Sollwerten geschätzt werden. Ein variables Sollwertverfahren kann verwendet werden, um die Auswirkungen unterschiedlicher Umgebungs- und Anfangstemperaturen zu Beginn des Ladevorgangs zu berücksichtigen.
In einer Ausführungsform kann der Gradientenregler 204 den Temperaturanstieg über einen vordefinierten Zeitraum auswerten und den Ladestrom basierend auf dem Unterschied zwischen dem Temperaturanstieg und dem Gradientensollwert entsprechend schätzen. Er ermöglicht die frühzeitige Erfassung eines Fehlers in der Ladekupplung 110, wodurch eine träge Reaktionszeit des Temperatursensors 102 kompensiert wird.
In einer anderen Ausführungsform kann auch eine Rampe des Ladestroms (hier austauschbar als Strom bezeichnet) implementiert werden, um die Wärmeentwicklung zu Beginn des Ladevorgangs zu begrenzen, so dass die Erfassung des Fehlers in einem Fehlerszenario effektiv durchgeführt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform können Ladestromunterbrechungen eingeführt werden, um das Schmelzen des Fahrzeugeinlasses im Falle extremer Fehlerbedingungen zu vermeiden. In einer beispielhaften Ausführungsform können die Stromrampen und Stromunterbrechungen über die Zeit oder über die Verwendung von gemessenen Stromwerten über die Zeit gesteuert werden, z. B. mit der I²t-Wert-Technik.
In einer Ausführungsform können Regelzonen/-punkte in das System eingefügt werden, durch die über die Erfassung des Temperaturwertes und/oder des Temperaturgradienten eine definierte Fehlerresistenz ausgeschlossen werden kann und somit die internen Parameter der Regler angepasst werden können.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Regeleinheit 104 als Begrenzungsregler mit Anti-Windup-Funktion zur Verhinderung der Regelgröße ausgeführt sein. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann der Windup (hier auch als integrierter Windup oder Reset-Windup bezeichnet) als eine Situation in einem PI- oder PID-Regler bezeichnet werden, in der eine große Änderung der Sollwerte stattfinden kann, und ferner kann sich die Änderung der Sollwerte akkumulieren, was schließlich zu einem erheblichen Fehler führen kann. Daher kann die Anti-Windup-Funktion des Begrenzungsreglers genutzt werden, um die Leistungsverschlechterung des Reglers zu minimieren, indem der Fehler unter Kontrolle gehalten wird.
In einer Ausführungsform kann der Begrenzungsregler (hier auch als PI-Regler für die Temperatur bezeichnet) aktiviert werden, wenn ein Mindeststrom von 10 A (Ampere) vom Temperaturregler (hier auch als Begrenzer bezeichnet) fließt. In einer anderen Ausführungsform kann der Begrenzer betätigt werden, wenn ein Mindeststrom von 10 A vom Gradientenregler (hier auch als PI-Regler für den Gradienten bezeichnet) fließt. Ferner kann das System 100 das Ladestromunterbrechungsmittel aktivieren, wenn der Kontaktwiderstand (Rcontact) zwischen der Ladekupplung und dem Ladestecker 12 Milliohm überschreitet, und dadurch den Ladevorgang der Ladekupplung 110 unterbrechen.
In einer Ausführungsform kann der Regler als P-, PI- oder PID-Regler ausgeführt werden. Ein Doppel-PI-Regler, der Temperatur und Gradient getrennt berechnet, kann vorteilhaft sein, da die Istwerte der Temperaturattribute auf unterschiedliche Weise gefiltert werden können.
Unter Bezugnahme auf 5 kann das vorgeschlagene Verfahren 500 (hierin austauschbar als Verfahren 500 bezeichnet) zum Schutz der Ladekupplung gegen Übertemperatur aufgrund eines Ladestroms in Block 502 durch einen oder mehrere Temperatursensoren (hier auch als Temperatursensor bezeichnet) das Erfassen eines oder mehrerer Temperaturattribute der Ladekupplung umfassen, die sich aufgrund des Ladestroms ergeben.
In einer Ausführungsform kann das Verfahren 500 in Block 504 das Empfangen eines ersten Satzes von Signalen von dem Temperatursensor an einer Steuereinheit umfassen, die mit dem Temperatursensor in Verbindung steht, die sich auf das eine oder die mehreren erfassten Temperaturattribute der Ladekupplung beziehen.
In einer anderen Ausführungsform kann das Verfahren 500 in Block 506 das Extrahieren eines zweiten Satzes von Signalen aus dem empfangenen ersten Satz von Signalen an der Steuereinheit, die sich auf den Ladestrom und die Echtzeittemperatur der Ladekupplung beziehen, und dementsprechend das Berechnen eines Werts der thermischen Energie aufgrund des Stromflusses (I²t) umfassen.
In einer anderen Ausführungsform kann das Verfahren 500 in Block 508 das Erhalten eines dritten Satzes von Signalen an der Steuereinheit, die sich auf einen Temperaturgradienten beziehen, der mit dem Ladeverbinder verbunden ist, aus dem ersten Satz von Signalen, die im Block 504 empfangen werden, umfassen.
In einer anderen Ausführungsform kann das Verfahren 500 in Block 510 den Abgleich des berechneten Wertes der thermischen Energie aufgrund des Stromflusses, der mit der Ladekupplung verbunden ist, mit einem ersten Schwellenwert an der Steuereinheit, und entsprechendes Erzeugen eines ersten Komponentenfaktors umfassen.
In einer anderen Ausführungsform kann das Verfahren 500 in Block 512 den Abgleich des der Ladekupplung zugeordneten Temperaturgradienten mit einem zweiten Komponentenfaktor an der Steuereinheit und die entsprechende Erzeugung eines zweiten Komponentenfaktors umfassen.
In einer anderen Ausführungsform kann das Verfahren 500 in Block 514 das Auslösen eines Satzes von Betätigungssignalen an der Steuereinheit umfassen, die auf dem gewichteten Durchschnitt des ersten Komponentenfaktors, des zweiten Komponentenfaktors und eines oder mehrerer Stromschritte basieren; wobei der ausgelöste Satz von Betätigungssignalen die Betätigung eines oder mehrerer Begrenzer ermöglicht, um interne Parameter einzustellen, die mit der Steuereinheit verbunden sind, wodurch der Ladestrom und die resultierende Temperatur innerhalb eines Kontrollpunktes gehalten werden.
In einer Ausführungsform kann das Verfahren 500 das Erzeugen von mehreren Stromschritten mit variierenden Aspekten durch Stromrampen umfassen, basierend auf einem beliebigen oder einer Kombination aus dem Wert der thermischen Energie und dem von einem Fahrzeug benötigten Ladestrom. In einer anderen Ausführungsform können die Aspekte der mehreren Stromschritte innerhalb eines vordefinierten Aspektbereichs variiert werden.
In einer anderen Ausführungsform kann das Verfahren 500 das Zurücksetzen des ersten Schwellenwerts und des zweiten Schwellenwerts nach vorbestimmten Zeitintervallen umfassen. Das Verfahren 500 kann das Zuweisen neuer Werte zu dem ersten Schwellenwert und dem zweiten Schwellenwert durch eine Lernmaschine, die betriebsfähig mit der Steuereinheit gekoppelt ist, als Reaktion auf das Zurücksetzen umfassen, wobei von der Lernmaschine aktualisierte Trainings- und Testdatensätze berücksichtigt werden.
In einer anderen Ausführungsform kann das Verfahren 500 die Begrenzung der Ladestromrate durch einen Ratenbegrenzer basierend auf den Anforderungen eines Fahrzeugs umfassen.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren 500 das kontrollierte Einstellen interner Parameter durch Variieren eines Fehlerwiderstands, der mit der Steuereinheit verbunden ist, basierend auf einem beliebigen oder einer Kombination aus dem Echtzeit-Temperaturwert und dem Temperaturgradienten umfassen, um die Inaktivierung und Deaktivierung von Stromrampen- und Ladestromunterbrechungsmitteln zu ermöglichen.
Während das Vorstehende verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschreibt, können andere und weitere Ausführungsformen der Erfindung erdacht werden, ohne vom grundsätzlichen Umfang der Erfindung abzuweichen. Der Umfang der Erfindung wird durch die folgenden Ansprüche bestimmt. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen, Varianten oder Beispiele beschränkt, die enthalten sind, um eine Person mit normalem Fachwissen auf dem Gebiet der Technik in die Lage zu versetzen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden, wenn sie mit Informationen und Wissen kombiniert wird, die der Person mit normalem Fachwissen auf dem Gebiet der Technik zur Verfügung stehen.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein System und Verfahren zur Steuerung des Ladestroms basierend auf der erhaltenen Temperatur und des Gradienten bereit.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein System und ein Verfahren zur Erfassung des Fehlerniveaus und zur Behandlung verschiedener Verhaltensweisen bereit, um den Fahrzeugeinlass vor Schäden durch Übertemperatur zu schützen.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein System und ein Verfahren zum Unterbrechen des Ladestromflusses bereit, wenn die Temperatur und der Gradient entsprechende Schwellenwerte überschreiten.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein System und Verfahren bereit, um den Ladestrom und die resultierende Temperatur innerhalb eines Kontrollpunktes zu halten.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein System und Verfahren bereit, das die Stromrampe ermöglicht.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein System und Verfahren bereit, das die Erzeugung mehrerer Stromstufen mit unterschiedlichen Aspekten je nach Anforderung ermöglicht.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein System und Verfahren bereit, das es ermöglicht, den ersten Schwellenwert und den zweiten Schwellenwert nach vorbestimmten Zeitintervallen automatisch zurückzusetzen, wodurch Merkmale der künstlichen Intelligenz (Kl) integriert werden.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein System und Verfahren zur Begrenzung der Ladestromrate basierend auf der Anforderungen eines Fahrzeugs bereit.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein System und Verfahren bereit, das die kontrollierte Einstellung interner Parameter durch Veränderung eines Fehlerwiderstandes, der mit der Steuereinheit verbunden ist, ermöglicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 9515498 B2 [0004]
US 20170334300 A1 [0005]
DE 102014017080 A1 [0006]

Claims

Verfahren (500) zum Schutz einer Ladekupplung gegen Übertemperatur aufgrund eines Ladestroms, wobei das Verfahren (500) Folgendes umfasst: Erfassen (502), durch einen oder mehrere Temperatursensoren, eines oder mehrerer Temperaturattribute der Ladekupplung, die sich aufgrund des Ladestroms ergeben; Empfangen (504), in einer Steuereinheit, die mit dem einen oder den mehreren Temperatursensoren in Verbindung steht, eines ersten Satzes von Signalen, die zu dem einen oder den mehreren erfassten Temperaturattributen der Ladekupplung gehören, von dem einen oder den mehreren Temperatursensoren; Extrahieren (506) aus dem empfangenen ersten Satz von Signalen, an der Steuereinheit, eines zweiten Satzes von Signalen, die sich auf den Ladestrom und die Echtzeittemperatur der Ladekupplung beziehen, und dementsprechend Berechnen eines Werts der thermischen Energie aufgrund des Stromflusses (I²t). Erhalten (508), an der Steuereinheit, eines dritten Satzes von Signalen, die sich auf einen Temperaturgradienten beziehen, der der Ladekupplung zugeordnet ist, aus dem empfangenen ersten Satz von Signalen; Abgleichen (510), an der Steuereinheit, des berechneten Wertes der thermischen Energie aufgrund des Stromflusses, der der Ladekupplung zugeordnet ist, mit einem ersten Schwellenwert und entsprechendes Erzeugen eines ersten Komponentenfaktors; Abgleichen (512), an der Steuereinheit, des Temperaturgradienten, der der Ladekupplung zugeordnet ist, mit einem zweiten Schwellenwert und entsprechendes Erzeugen eines zweiten Komponentenfaktors; und Auslösen (514), an der Steuereinheit, eines Satzes von Betätigungssignalen, basierend auf dem gewichteten Durchschnitt des ersten Komponentenfaktors, des zweiten Komponentenfaktors und eines oder mehrerer Stromschritte; wobei der ausgelöste Satz von Betätigungssignalen die Betätigung eines oder mehrerer Begrenzer ermöglicht, um interne Parameter einzustellen, die mit der Steuereinheit verbunden sind, wodurch der Ladestrom und die resultierende Temperatur innerhalb eines Kontrollpunktes gehalten werden.
Verfahren (500) nach Anspruch 1, wobei das Verfahren (500) das Erzeugen von mehreren Stromschritten mit variierenden Aspekten durch Stromrampen umfasst, basierend auf einem beliebigen oder einer Kombination aus dem Wert der thermischen Energie und dem von einem Fahrzeug benötigten Ladestrom; und wobei die Aspekte der mehreren Stromschritte innerhalb eines vordefinierten Aspektbereichs variiert werden.
Verfahren (500) nach Anspruch 1, wobei das Verfahren (500) das Zurücksetzen des ersten Schwellenwerts und des zweiten Schwellenwerts nach vorbestimmten Zeitintervallen umfasst; und wobei das Verfahren das Zuweisen neuer Werte zu dem ersten Schwellenwert und dem zweiten Schwellenwert durch eine Lernmaschine, die betriebsfähig mit der Steuereinheit gekoppelt ist, als Reaktion auf das Zurücksetzen umfasst, wobei von der Lernmaschine aktualisierte Trainings- und Testdatensätze berücksichtigt werden.
Verfahren (500) nach Anspruch 1, wobei das Verfahren (500) die Begrenzung der Ladestromrate durch einen Ratenbegrenzer basierend auf den Anforderungen eines Fahrzeugs umfasst.
Verfahren (500) nach Anspruch 1, wobei das Verfahren (500) das Einstellen interner Parameter auf kontrollierte Weise umfasst, indem ein Fehlerwiderstand, der der Steuereinheit zugeordnet ist, basierend auf einem beliebigen oder einer Kombination aus dem Echtzeit-Temperaturwert und dem Temperaturgradienten verändert wird, um die Inaktivierung und Deaktivierung des Stromrampen- und Ladestromunterbrechungsmittels zu ermöglichen.
System (100) zum Schutz einer Ladekupplung gegen Übertemperatur aufgrund eines Ladestroms (110), wobei das System (100) Folgendes umfasst: einen oder mehrere Temperatursensoren (102), die betriebsfähig mit der Ladekupplung (110) gekoppelt und so konfiguriert sind, dass sie ein oder mehrere Temperaturattribute der Ladekupplung (110) erfassen, die sich aufgrund des Ladestroms ergeben; und eine Steuereinheit (104), die mit dem einen oder den mehreren Temperatursensoren (102) in Verbindung steht, wobei die Steuereinheit (104) betriebsfähig mit einer Lernmaschine (108) gekoppelt ist und die Steuereinheit einen oder mehrere Prozessoren umfasst, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren operativ mit einem Speicher gekoppelt sind, wobei der Speicher Anweisungen speichert, die von dem einen oder den mehreren Prozessoren für Folgendes ausgeführt werden können: Empfangen, von dem einen oder mehreren Temperatursensoren (102), eines ersten Satzes von Signalen, die zu dem einen oder den mehreren erfassten Temperaturattributen der Ladekupplung (110) gehören; Extrahieren, aus dem empfangenen ersten Satz von Signalen, eines zweiten Satzes von Signalen, die sich auf den Ladestrom und die Echtzeittemperatur der Ladekupplung (110) beziehen, und entsprechendes Berechnen eines Wertes der thermischen Energie aufgrund des Stromflusses (I²t); Erhalten, aus dem empfangenen ersten Satz von Signalen, eines dritten Satzes von Signalen, die sich auf einen mit der Ladekupplung (110) verbundenen Temperaturgradienten beziehen; Abgleichen des berechneten Wertes der thermischen Energie aufgrund des Stromflusses, der der Ladekupplung (110) zugeordnet ist, mit einem ersten Schwellenwert und entsprechendes Erzeugen eines ersten Komponentenfaktors; Abgleichen des Temperaturgradienten, der der Ladekupplung (110) zugeordnet ist, mit einem zweiten Schwellenwert und entsprechendes Erzeugen eines zweiten Komponentenfaktors; und Auslösen eines Satzes von Betätigungssignalen, basierend auf dem gewichteten Durchschnitt des ersten Komponentenfaktors, des zweiten Komponentenfaktors und eines oder mehrerer Stromschritte; wobei der ausgelöste Satz von Betätigungssignalen die Betätigung eines oder mehrerer Begrenzer (106-1, 106-2 und 106-3) ermöglicht, um interne Parameter einzustellen, die mit der Steuereinheit (104) verbunden sind, wodurch der Ladestrom und die resultierende Temperatur innerhalb einer Kontrollgrenze gehalten werden.
System (100) nach Anspruch 6, wobei die Steuereinheit (104) Folgendes umfasst: einen Temperaturregler, der dafür konfiguriert ist, die Echtzeittemperatur der Ladekupplung mit dem ersten Schwellenwert zu vergleichen, der einen oder mehrere vordefinierte Sollwerte umfasst; und einen Gradientenregler, der dafür konfiguriert ist, den mit der Ladekupplung verbundenen Temperaturgradienten mit dem zweiten Schwellenwert zu vergleichen, der einen oder mehrere vordefinierte Gradienten-Sollwerte umfasst.
System (100) nach Anspruch 6, wobei die Steuereinheit (104) unter Verwendung eines beliebigen oder einer Kombination aus P-Regler, PI-Regler, PID-Regler und Doppel-PI-Regler implementiert wird, um die Erzeugung und Filterung des vierten Satzes von Signalen und des fünften Satzes von Signalen unabhängig voneinander zu ermöglichen.
System (100) nach Anspruch 6, wobei das System (100) dafür konfiguriert ist, den Ladestrom basierend auf der Differenz zwischen der Echtzeit-Temperatur der Ladekupplung und dem ersten Schwellenwert sowie der Differenz zwischen dem mit der Ladekupplung verbundenen Temperaturgradienten und dem zweiten Schwellenwert zu schätzen; und wobei das System (100) dafür konfiguriert ist, eine Stromrampe des Ladestroms durchzuführen, um die Wärmeerzeugung in der Ladekupplung (110) zu begrenzen.
System (100) nach Anspruch 9, wobei das System ein Ladestromunterbrechungsmittel umfasst, das dafür konfiguriert ist, die Ladekupplung vor Überhitzung zu schützen, und wobei die internen Parameter des Systems (100) auf kontrollierte Weise eingestellt werden, indem ein mit der Steuereinheit (104) verbundener Fehlerwiderstand basierend auf einem beliebigen oder einer Kombination aus dem Echtzeit-Temperaturwert und dem Temperaturgradienten verändert wird, um die Inaktivierung und Deaktivierung von Stromrampen- und Ladestromunterbrechungsmitteln zu ermöglichen.