DE102022207265B3

DE102022207265B3 - Verfahren zum Bereitstellen von Daten zum Prüfen eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs, Verfahren zum Prüfen eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs, Ladekabel, Recheneinheit und Computerprogramm

Info

Publication number: DE102022207265B3
Application number: DE102022207265.0A
Authority: DE
Inventors: Alexander Boronka; Key Baars
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-07-15
Filing date: 2022-07-15
Publication date: 2023-11-30
Anticipated expiration: 2042-07-16
Also published as: WO2024013129A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen von Daten zum Prüfen eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs (300) mittels eines mit einer Ladestation (200) verbundenen Ladekabels (100), umfassend folgende durch das Ladekabel (100) durchgeführte Schritte: ein mehrmaliges Bestimmen (320) eines momentanen Stromflusses durch eine Ader des Ladekabels (100); ein mehrmaliges Bilden einer Prüfgröße unter Berücksichtigung des momentanen Stromflusses; ein mehrmaliges Bestimmen eines momentanen Zeitpunkts; und ein Übertragen der mehreren gebildeten Prüfgrößen, der mehreren bestimmten Zeitpunkte und einer dem Fahrzeug (300) zugeordneten Kennung. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Prüfen eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs (300) mittels eines mit einer Ladestation (200) verbundenen Ladekabels (100), umfassend folgende durch eine Recheneinheit (400) durchgeführte Schritte: ein Empfangen mehrerer Prüfgrößen und mehrerer Zeitpunkte; ein Bilden eines Prüfverlaufs aus den mehreren Prüfgrößen und den mehreren Zeitpunkten; ein Empfangen einer einem Fahrzeug (300) zugeordneten Kennung; und ein Verarbeiten des gebildeten Prüfverlaufs zum Prüfen des Ladevorgangs des der Kennung zugeordneten Fahrzeugs (300).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen von Daten zum Prüfen eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs, ein Verfahren zum Prüfen eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs sowie ein Ladekabel, eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu deren Durchführung.
Hintergrund der Erfindung
Batterieelektrische oder Hybridfahrzeuge können an sog. Ladestationen geladen werden. Dazu ist das Fahrzeug mittels eines üblicherweise mitgeführten Ladekabels mit der Ladestation zu verbinden und diese für den Ladevorgang zu aktivieren bzw. freizuschalten.
Aus der WO 2020 / 000 001 A1 ist ein Verfahren bekannt, mit dem bewirkt werden kann, dass die beim Laden bezogene Strommenge nicht dem Betreiber der Ladesäule in Rechnung gestellt wird, sondern dem Bezieher des Stroms (dem Fahrer eines E-Fahrzeugs). Dazu ist in der WO 2020 / 000 001 A1 unter anderem vorgesehen, dass der Stromverbrauch des Verbrauchers gemessen und an eine Verrechnungsstelle übermittelt wird, dass der Ladesäule eine Verbraucherkennung des Verbrauchers übermittelt wird und von dort an die Verrechnungsstelle und dass in der Verrechnungsstelle die verbrauchte Strommenge dem Verbraucher bzw. dessen Nutzerkonto belastet wird.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Bereitstellen von Daten zum Prüfen eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs, ein Verfahren zum Prüfen eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs sowie ein Ladekabel, eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu deren Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Lösung vorgestellt, durch die mittels eines Ladekabels ein Ladevorgang geprüft und ggf. auch überwacht werden kann und eventuelle Schäden oder auch Manipulationen erkannt werden können. Weiterhin kann dadurch vorteilhaft eine missbräuchliche Verwendung des Kabels erkannt werden, z.B. falls das Kabel gestohlen wurde oder unbefugt benutzt wurde. Ein Nutzer kann dadurch z.B. vor Missbrauchs- bzw. Diebstahlsfolgen geschützt werden bzw. auf einen Missbrauch bzw. Diebstahl hingewiesen werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bereitstellen von Daten zum Prüfen und/oder Überwachen eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs mittels eines mit einer Ladestation verbundenen Ladekabels, insbesondere durch eine Recheneinheit des Ladekabels, ein mehrmaliges Bestimmen oder Einlesen bzw. Empfangen eines momentanen Stromflusses durch eine Ader des Ladekabels, ein mehrmaliges Bilden einer Prüfgröße unter Berücksichtigung des momentanen Stromflusses, ein mehrmaliges Bestimmen oder Einlesen bzw. Empfangen eines momentanen Zeitpunkts, und ein Übertragen der mehreren gebildeten Prüfgrößen, der mehreren bestimmten Zeitpunkte und einer dem Fahrzeug zugeordneten Kennung, insbesondere an eine Gegenstelle wie eine (im Ladekabel vorgesehene oder außerhalb des Ladekabels befindliche externe) Recheneinheit, die diese Daten dann zur Auswertung weiterverarbeiten kann. Damit werden auf einfache Weise durch ein Ladekabel bzw. insbesondere durch eine Recheneinheit des Ladekabels alle Daten bereitgestellt, die für eine Prüfung und insbesondere Schadens- oder Missbrauchserkennung verwendet werden können. Das Einlesen bzw. das Empfangen des momentanen Stromflusses und/oder des momentanen Zeitpunktes kann z.B. mittels einer Kommunikation des Ladekabels mit dem Fahrzeug und/oder mit der Ladesäule und/oder mit einer externen Entität (z.B. einem externen Server, einer Cloud, etc.) erfolgen. Die Bestimmung des Stromflusses und/oder der Zeit erfolgt dann außerhalb des Ladekabels. Diese Werte werden dann von dem Ladekabel lediglich eingelesen bzw. empfangen.
Unter einem Überwachen kann z.B. verstanden werden, dass der Ladevorgang in-situ (also während des Ladevorgangs) beobachtet bzw. geprüft wird.
Unter einem Prüfen kann z.B. verstanden werden, dass der Ladevorgang in-situ (also während des Ladevorgangs) beobachtet bzw. geprüft wird, aber auch eine Prüfung bzw. Bewertung des Ladevorgangs zu einem Zeitpunkt, nachdem der Ladevorgang bereits beendet ist (zeitversetzte Prüfung bzw. Bewertung).
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Prüfen und/oder Überwachen eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs mittels eines mit einer Ladestation verbundenen Ladekabels, folgende durch eine Recheneinheit durchgeführte Schritte: ein Empfangen mehrerer Prüfgrößen und mehrerer Zeitpunkte, ein Bilden eines Prüfverlaufs aus den mehreren empfangenen Prüfgrößen und den mehreren empfangenen Zeitpunkten, ein Empfangen einer einem Fahrzeug zugeordneten Kennung, und ein Verarbeiten des gebildeten Prüfverlaufs zum Prüfen des Ladevorgangs des der Kennung zugeordneten Fahrzeugs. Damit kann ebenso auf einfache Weise eine Prüfung und insbesondere Schadens- oder Missbrauchserkennung erfolgen. Dies kann ebenfalls im Ladekabel oder entfernt vom Ladekabel stattfinden. Dementsprechend kann die Recheneinheit die Recheneinheit des Ladekabels oder eine vom Ladekabel entfernte Recheneinheit sein.
Mit der Erfindung kann insbesondere überprüft werden, ob ein Ladevorgang mit einem Referenzladevorgang übereinstimmt, mit anderen Worten ob er wie erwartet abläuft. Sollte dies nicht der Fall sein, kann dies insbesondere an einem Fehler bzw. Schaden in der Ladestation, im Ladekabel und/oder im Fahrzeug liegen. Mit der Erfindung lassen sich daher solche Fehler sehr einfach aufdecken, und in der Masse, d.h. bei vielen unterschiedlichen Einsätzen, auch sehr genau zuordnen. Wenn beispielsweise bei vielen unterschiedlichen Ladevorgängen von unterschiedlichen Fahrzeugen an derselben Ladestation immer Abweichungen bei bestimmten Adern vom Referenzverlauf auftreten, deutet dies darauf hin, dass diese Ader in der Ladestation defekt ist. Wenn andererseits bei vielen unterschiedlichen Ladevorgängen desselben Fahrzeugs an unterschiedlichen Ladestation immer Abweichungen bei bestimmten Adern vom Referenzverlauf auftreten, deutet dies darauf hin, dass diese Ader im Ladekabel oder im Fahrzeug defekt ist. Ein allmähliches Verstärken einer Abweichung kann auf eine allmähliche Schädigung z.B. der Fahrzeugbatterie oder eines (Spannungs)Wandlers bzw. einer Ladeelektronik des Fahrzeugs oder dergleichen hindeuten.
Als weiterer Vorteil kann die Erfindung auch verwendet werden, um festzustellen, wenn ein und dasselbe Ladekabel zum Laden unterschiedlicher Fahrzeug eingesetzt wird. Damit kann beispielsweise entschieden werden, wem die Kosten des Ladevorgangs zugerechnet werden oder es kann erkannt werden, dass das Ladekabel entwendet/gestohlen worden ist und nun durch den Entwender/Dieb oder eine nicht autorisierte Person verwendet wird.
Die Kennung kann insbesondere dem Ladekabel zugeordnet sein. Sie kann z.B. in einer Recheneinheit oder in einem festen Speicher des Ladekabels gespeichert sein, und damit mittelbar dem Fahrzeug zugeordnet sein, sie kann aber auch durch das Ladekabel aus dem Fahrzeug ausgelesen werden und dadurch unmittelbar dem Fahrzeug zugeordnet sein. Insbesondere in der ersteren Ausführungsform (mittelbare Zuordnung zum Fahrzeug) kann vorteilhaft mittels des Verfahrens rasch erkannt werden, ob das Ladekabel für einen Ladevorgang eines vorgesehenen Fahrzeugs verwendet wird bzw. wurde oder ob ein anderes Fahrzeug geladen wurde, als vorgesehen. Insbesondere in der letzteren Ausführungsform (unmittelbare Zuordnung) kann dasselbe Ladekabel auch für mehrere Fahrzeuge verwendet werden. In einer Ausgestaltung der Erfindung kann aber auch vorgesehen sein, dass in der Recheneinheit des Ladekabels mehrere Kennungen gespeichert sind, die dann in Abhängigkeit vom aktuell geladenen Fahrzeug übertragen werden. Die Auswahl erfolgt zweckmäßigerweise automatisch durch die Recheneinheit, soweit diese in der Lage ist, das Fahrzeug zu erkennen, oder manuell, z.B. durch eine entsprechende Eingabeschnittstelle durch den Fahrer bzw. den Nutzer. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Kennung in das Ladekabel jeweils eingegeben wird.
Das Übertragen bzw. Empfangen der mehreren Prüfgrößen und mehreren Zeitpunkte kann ein einmaliger Vorgang nach Ende des Ladevorgangs (ggf. auch erst, wenn eine Datenverbindung verfügbar ist) sein; es kann auch ein mehrmaliger Vorgang sein, der z.B. blockweise bis hin zu werteweise erfolgt, insbesondere während des Ladevorgangs. Das Ladekabel kann dazu beispielsweise einen Speicher bzw. eine Speichereinheit aufweisen. Das Ladekabel kann alternativ oder zusätzlich eine Kommunikationseinheit aufweisen, die z.B. als Mobilfunkmodul, WLAN-Modul, Bluetooth-Modul oder dergleichen ausgestaltet sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform wird mehrmals, insbesondere (im Wesentlichen) synchron zur Strommessung, eine momentane Spannung zwischen der Ader des Ladekabels und einem Bezugspotential gemessen, und die Prüfgröße unter Berücksichtigung der momentanen Spannung gebildet. Die Prüfgröße kann dann insbesondere einen Leistungswert darstellen, der sich oftmals zur Prüfung eines Ladevorgangs besser eignet als ein reiner Stromwert. Die Prüfgröße kann aber auch ein Wertepaar oder Tupel sein, sie kann lediglich beispielsweise Stromwert und Spannungswert (und ggf. weitere Werte) umfassen.
Mit anderen Worten kann also das Bilden der Prüfgröße ein direktes Bereitstellen des Stromwerts als Prüfgröße, ein Verrechnen des Stromwerts mit einem oder mehreren anderen Werten (z.B. Spannungswert, Kalibrierungsfaktor usw.) zu einer Prüfgröße oder das Zusammenfassen des Stromwerts mit einem oder mehreren anderen Werten in einem Tupel als Prüfgröße umfassen. Dementsprechend kann auch das Bilden des Prüfverlaufs das direkte Verwenden der Prüfgröße oder das vorherige Weiterverarbeiten der Prüfgröße, z.B. Entnehmen von einzelnen Werten und ggf. Verrechnen dieser Werte, umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform wird wenigstens ein den Ladevorgang charakterisierender Ladeparameter übertragen. Dadurch wird vorteilhaft die Prüfung des Ladevorgangs vereinfacht bzw. verbessert bzw. die Genauigkeit der Prüfung des Ladevorgangs verbessert.
In einer Ausgestaltung umfasst das Bilden des Prüfverlaufs aus den mehreren Prüfgrößen und den mehreren Zeitpunkten eines oder mehrere aus einem Bilden einer Abhängigkeit der Prüfgröße von der Zeit; einem Bilden einer Abhängigkeit eines Elements der Prüfgröße von der Zeit oder von anderen Element der Prüfgröße; einem Verrechnen eines Elements der Prüfgröße mit einem anderen Element der Prüfgröße und Bilden einer Abhängigkeit des Ergebnisses von der Zeit oder von noch einem anderen Element der Prüfgröße.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verarbeiten des gebildeten Prüfverlaufs ein Vergleichen des gebildeten Prüfverlaufs mit einem Referenzverlauf, um zu bestimmen, ob der Prüfverlauf mit dem Referenzverlauf übereinstimmt. Dazu eignen sich insbesondere bekannte Korrelationsverfahren, mit denen insbesondere eine Ähnlichkeit von Verläufen bestimmt werden kann, beispielsweise in Form eines Übereinstimmungswertes, welcher ein quantitatives Maß für eine Übereinstimmung darstellen kann. Vorteilhaft kann durch den Vergleich einfach, schnell und zuverlässig festgestellt werden, ob der Ladevorgang einen den Erwartungen entsprechenden verlauf aufweist. Ein nicht den Erwartungen entsprechender Verlauf (z.B. wenn ein aus dem Vergleich erhaltener Vergleichswert oder eine Mehrzahl von Vergleichswerten einen Schwellwert überschreitet) kann als Indiz für einen (beginnenden) Schaden an Kabel, Ladestation oder Komponenten des Fahrzeugs dienen oder als Indiz dafür, dass nicht dasjenige Fahrzeug geladen wird bzw. wurde, das zu dem Referenzverlauf gehört, z.B. weil das Ladekabel gestohlen wurde oder missbräuchlich (unbefugt) verwendet wurde. Somit kann der Vergleich auch als Diebstahlfolgen-Schutz bzw. Missbrauchs-Schutz verwendet werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Vergleichen des gebildeten Prüfverlaufs mit einem Referenzverlauf ein Auswählen des Referenzverlaufs aus einer Menge von Referenzverläufen in Abhängigkeit von der empfangenen Kennung. Damit kann insbesondere eine fahrzeugspezifische oder fahrzeugmodellspezifische Überprüfung ermöglicht werden. Beispielsweise kann ein Referenzverlauf ausgewählt werden, der zu einem Fahrzeug oder Fahrzeugtyp gehört, der mit dem Ladekabel verknüpft ist. Beispielsweise kann ein Nutzer bzw. Eigentümer bzw. Besitzer oder ein Dienstleister, der z.B. für Wartungsarbeiten oder „Predictive Maintenance“ oder für die Sicherheit an Ladekabel, Fahrzeug und/oder Ladestation zuständig ist oder für die Abrechnung von Ladevorgängen mittels des Ladekabels zuständig ist die Kennung des Ladekabels mit einem spezifischen (individuellen) oder fahrzeugtypspezifischen Referenzverlauf verknüpfen, um so Schäden an Ladekabel, Fahrzeug und/oder Ladestation rechtzeitig zu erkennen bzw. um Diebstahl oder unbefugte Verwendung des Ladekabels zu Abrechnungszwecken zu erkennen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Vergleichen des gebildeten Prüfverlaufs mit einem Referenzverlauf: ein Auswählen des Referenzverlaufs aus einer Menge von Referenzverläufen in Abhängigkeit von wenigstens einem den Ladevorgang charakterisierenden Ladeparameter. Dadurch wird vorteilhaft die Prüfung vereinfacht bzw. verbessert bzw. wird die Genauigkeit der Prüfung verbessert.
Dieser charakteristische Ladeparameter ist beispielsweise ausgewählt aus einer Temperatur eines aufzuladenden Energiespeichers des Fahrzeugs, einer Temperatur des Ladekabels (z.B. eines oder beiden von zwei Ladesteckern, Ladeleitung), einer Umgebungstemperatur, einem Ausgangsladezustand des aufzuladenden Energiespeichers des Fahrzeugs, einer maximalen Kapazität des aufzuladenden Energiespeichers des Fahrzeugs, einem momentanen Ladezustand (engl. state of charge, SOC) des aufzuladenden Energiespeichers des Fahrzeugs, einem maximal von der Ladestation bereitzustellenden Ladestrom, einer maximal von der Ladestation bereitzustellenden Ladeleistung, einer Anzahl von zum Laden verwendeten Adern bzw. elektrischen Phasen (stromführende Adern), einem momentanen Ort des Fahrzeugs. Dadurch kann der aktuelle Ladevorgang noch genauer charakterisiert werden, was insbesondere auch eine genauere bzw. bessere Auswahl des Referenzverlaufs ermöglicht. In einer Ausführungsform umfasst daher das Vergleichen des gebildeten Prüfverlaufs mit einem Referenzverlauf ein Auswählen des Referenzverlaufs aus einer Menge von Referenzverläufen in Abhängigkeit von dem wenigstens einen den Ladevorgang charakterisierenden Ladeparameter. Dies verbessert vorteilhaft das Ergebnis der Prüfung und/oder vereinfacht vorteilhaft die Prüfung.
Gemäß einer Ausführungsform wird wenigstens ein den Ladevorgang charakterisierender Ladeparameter übertragen bzw. empfangen bzw. eingelesen. Dadurch wird vorteilhaft auch ein nicht direkt am Ort der Prüfung verfügbarer charakteristischer Ladeparameter verwertbar (im Falle des Empfangs bzw. Einlesen des charakteristischen Ladeparameters) bzw. es wird vorteilhaft eine Prüfung z.B. an einem entfernten Ort vereinfacht (im Falle des Übertragens des charakteristischen Ladeparameters).
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Maßnahme eingeleitet, wenn bestimmt wird, dass der Prüfverlauf mit dem Referenzverlauf nicht übereinstimmt. Dies kann insbesondere auf Grundlage eines ermittelten Übereinstimmungswertes bzw. Vergleichswertes bestimmt werden. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass der Ladeverlauf bzw. Prüfverlauf mit dem Referenzverlauf verglichen wird (z.B. abschnittsweise oder punktweise) und ein Vergleichswert oder eine Mehrzahl von Vergleichswerten bestimmt wird. Beispielsweise kann dann für den Fall, dass der Vergleichswert oder die Mehrzahl von Vergleichswerten einen oder mehrere Schwellwert(e) überschreitet/überschreiten, eine Maßnahme eingeleitet werden.
Die Maßnahme kann eines oder mehrere umfassen aus:

-- Übertragen und/oder Protokollieren dieser Nicht-Übereinstimmung und/oder des ermittelten Übereinstimmungswertes bzw. Vergleichswertes;
-- Stoppen des Ladevorgangs;
-- Feststellen einer Nicht-Übereinstimmung;
-- Ausführen einer Nicht-Übereinstimmungsabschätzung;
-- Bestimmen einer Nicht-Übereinstimmungswahrscheinlichkeit;
-- Auslösen einer Warnung an den Nutzer oder eine Entität (wie z.B. einen Wartungsdienstleister, einen Sicherheitsdienstleister, einen Abrechnungsdienstleister oder dergleichen) - die Warnung kann z.B. akustisch oder optisch oder haptisch oder durch Versenden einer Warnmitteilung, z.B. auf elektronischem Wege erfolgen;
-- Auslösen einer Wartungsmaßnahme (z.B. der Ladestation, des Fahrzeugs und/oder des Ladekabels);
-- Auslösen einer Sperrung der Nutzung des Ladekabels;
-- Außerkraftsetzung der defekten Komponente (z.B. Ladekabel, Ladestation, Fahrzeug bzw. Komponenten des Fahrzeugs);
-- Limitierung eines Ladestroms.

In die Nicht-Übereinstimmungsabschätzung oder das Bestimmen der Nicht-Übereinstimmungswahrscheinlichkeit kann beispielsweise der ermittelte Übereinstimmungswert bzw. Vergleichswert eingehen.
In einer Ausgestaltung kann eine Nicht-Übereinstimmungsabschätzung eine Mindestanzahl von nicht übereinstimmenden Prüfverläufen, bis eine Nicht-Übereinstimmung festgestellt wird, enthalten.
In einer Ausgestaltung kann ein Mindestwert vorgegeben sein bzw. werden, der in Summe von den ermittelten Übereinstimmungswerten erreicht sein muss, damit eine Nicht-Übereinstimmung festgestellt wird.
In einer Ausgestaltung kann eine Abhängigkeit einer Wertigkeit eines ermittelten Übereinstimmungswerts bzw. Vergleichswerts von der Zeitdauer des zugrundeliegenden Prüfverlaufs bestimmt werden bzw. von der aufgenommen Menge an Ladestrom bzw. Ladeenergie. Je länger die gemessene Ladekurve ist bzw. je mehr Ladestrom bzw. Ladeenergie aufgenommen wurde, desto klarer kann eine Nichtübereinstimmung festgestellt werden. Hier reicht mitunter ein einziger solcher langer Ladevorgang aus (z.B. wenigstens 5 Minuten (z.B. bei Schnelladestationen) oder wenigstens 10 Minuten oder wenigstens 20 Minuten) bzw. ein Ladevorgang mit viel Stromaufnahme bzw. Energieaufnahme (z.B. wenigstens 30% oder wenigstens 40% der Kapazität der Fahrzeugbatterie). Bei sehr kurzen gemessenen Ladekurven sind unter Umständen mehrere Vorgänge notwendig, bis die Nicht-Übereinstimmungserkennung ausgelöst wird. Es sei darauf hingewiesen, dass sich aus dem Prüfverlauf und dem eingesetzten Verfahren selbst unmittelbar ergibt, ob der Prüfverlauf lange genug ist, um eine gewisse Aussagesicherheit zu erreichen, oder nicht; im Allgemeinen dürfte jedoch ein gewisser Anteil, z.B. mindestens 10%, 15%, 20% 25% oder mehr, bezogen auf den Ladestand (SOC) bzw. auf die Kapazität der Fahrzeugbatterie notwendig sein, um eine gewisse Aussagesicherheit zu erreichen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verarbeiten des gebildeten Prüfverlaufs ein Bilden eines Referenzverlaufs und ein Speichern des Referenzverlaufs in einer Menge von Referenzverläufen. Dadurch können vorteilhaft z.B. alterungsspezifische Veränderungen des Ladeverlaufs im Referenzverlauf abgebildet werden (z.B. aufgrund abnehmender Kapazität der Fahrzeugbatterie oder aufgrund veränderter Stromanforderungs- bzw. Strombereitstellungscharakteristiken in der Ladeelektronik des Fahrzeugs oder der Ladestation, beispielsweise durch Updates der zugrundeliegenden Software). Dadurch kann vorteilhaft das fehlerhafte Erkennen einer Abweichung des Prüfverlaufs vom Referenzverlauf vermieden werden.
Dabei kann das Bilden des Referenzverlaufs in einer Weiterbildung insbesondere spezifisch für das der Kennung zugeordnete Fahrzeug oder für eine Klasse von Fahrzeugen erfolgten, insbesondere für eine Klasse von Fahrzeugen, die der Kennung zugeordnet ist. Somit können auch der bzw. die Referenzverläufe auf einfache Weise im Feld angelernt werden und müssen nicht aufwändig vorab bestimmt werden.
Ein erfindungsgemäßes Ladekabel ist dazu eingerichtet ist, alle Verfahrensschritte wie oben beschrieben durchzuführen. Dadurch wird vorteilhaft ein Ladekabel bereitgestellt, das eine erhöhte Sicherheit beim oder zumindest nach dem Laden ermöglicht, indem z.B. Schäden am Ladekabel, an der Ladestation und/oder am Fahrzeug frühzeitig erkannt werden und das vor einer Fehlnutzung z.B. nach einem Diebstahl geschützt ist. Weiterhin vorteilhaft kann durch dieses Ladekabel eine Zuordnung von Abrechnungsvorgängen beim oder nach dem Laden zu berechtigten Nutzern ermöglicht werden. Wird beispielsweise einer Person A mit einem Fahrzeug B erlaubt, die Kosten für den von Person A für das Fahrzeug B geladenen Strom über eine Entität (z.B. den Arbeitgeber) erstattet zu bekommen, so kann mittels des Ladekabels erkannt werden, ob ein Ladevorgang erstattungsfähig ist oder nicht. Stimmt der Prüfverlauf des Ladevorgangs mit dem Referenzverlauf, der zu Fahrzeug B gehört überein, so ist dies ein gutes Indiz dafür, die Erstattung zuzulassen. Wurde jedoch z.B. ein (nicht erstattungsfähiges) Fahrzeug C geladen, so erfolgt keine Erstattung.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. eine Recheneinheit eines Ladekabels oder eine entfernte Recheneinheit (insbesondere bei einem Flottenbetreiber, E-Mobilitätsprovider (EMP) oder Ladestationsbetreiber (sog. CPO, Charge Point Operator)) ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Bei der Recheneinheit des Ladekabels kann es sich auch um eine verteilte Recheneinheit handeln, die z.B. mehrere Module aufweisen kann, z.B. ein Positionsbestimmungsmodul, ein Sensormodul, ein Kommunikationsmodul, ein ASIC-Modul, ein Speichermodul, usw. Die entfernte Recheneinheit kann auch als weitere Recheneinheit oder externe Recheneinheit oder Server-Recheneinheit oder Cloud-Recheneinheit bezeichnet werden. Sie fungiert insbesondere als Gegenstelle zu einer Recheneinheit des Ladekabels.
Unter einem E-Mobilitätsprovider wird üblicherweise eine Entität verstanden, die zwischen Fahrern bzw. Nutzern bzw. Fahrzeugnutzern einerseits und Ladestationsbetreibern andererseits angesiedelt ist (in der Art eines Maklers), um Ladevorgänge und zugehörige Abrechnungsvorgänge zu ermöglichen. Ein Fahrer bzw. Nutzer bzw. Fahrzeugnutzer schließt üblicherweise nicht mit den zahlreichen unterschiedlichen Ladestationsbetreibern, sondern mit wenigen E-Mobilitätsprovidern Verträge ab, die dann den Zugang zu einer Ladestation vermitteln und die Authentifizierung und dann Abrechnung sicherstellen. Üblicherweise bieten EMPs Ihre Leistungen in Form von Handy-Apps an (z.B. EnBW-App oder „Charge my EV“-App von BOSCH).
Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Schließlich ist ein maschinenlesbares Speichermedium vorgesehen mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm wie oben beschrieben. Geeignete Speichermedien bzw. Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich. Ein solcher Download kann dabei drahtgebunden bzw. kabelgebunden oder drahtlos (z.B. über ein WLAN-Netz, eine 3G-, 4G-, 5G- oder 6G-Verbindung (Mobilfunkverbindung), etc.) erfolgen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 zeigt eine Ausführungsform eines Ladekabels, wie es der Erfindung zugrunde liegen kann.
2 zeigt schematisch ein Bereitstellen von Daten zum Prüfen und/oder Überwachen eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs sowie ein Prüfen eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3 zeigt in einem Blockdiagramm ein Bereitstellen von Daten zum Prüfen und/oder Überwachen eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs sowie ein Prüfen und/oder Überwachen eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
4 zeigt einen Prüfverlauf, wie er in einer Ausführungsform der Erfindung bestimmt und überprüft werden kann.
5 zeigt einen anderen Prüfverlauf, wie er in einer Ausführungsform der Erfindung bestimmt und überprüft werden kann.

Ausführungsform(en) der Erfindung
In 1 ist ein Ladekabel, wie es bevorzugt im Rahmen der Erfindung verwendet werden kann, schematisch dargestellt und insgesamt mit 100 bezeichnet. Das Ladekabel weist einen ersten Stecker 110, ein Kabel 120 bzw. eine Versorgungsleitung und einen zweiten Stecker 130 auf. Ein solches Ladekabel 100 dient zum Verbinden einer Ladestation (vgl. 200 in 2) bzw. eines Ladepunktes einer Ladestation 200, wie beispielsweise einer Ladesäule oder sogenannten Wallbox, mit einem Fahrzeug (vgl. 300 in 2). Bei den Steckern 110, 130 kann es sich insbesondere um sogenannte CSS-Stecker, CHAdeMO-Stecker, Typ-2-Stecker oder dergleichen handeln. Der erste Stecker 110 kann z.B. zum Verbinden mit dem Fahrzeug 300 und der zweite Stecker 130 kann z.B. zum Verbinden mit der Ladestation 200 ausgebildet sein.
Im vorliegenden Beispiel ist in dem ersten Stecker 110 beispielhaft eine (erste bzw. interne) Recheneinheit 111 vorgesehen (dies ist jedoch nicht wesentlich für die Erfindung), wobei diese insbesondere in einem Gehäuse des ersten Steckers 111 integriert ist. Die Recheneinheit ist programmtechnisch dazu eingerichtet, eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wie es nachfolgend beispielsweise unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben wird, durchzuführen. Die Recheneinheit umfasst dazu insbesondere Rechen- und Speichermittel, wie CPU, RAM, Flash. Sie kann lediglich beispielsweise auch eine Energieversorgungsquelle, beispielsweise eine Batterie oder einen Akku aufweisen bzw. umfassen. Bei der Recheneinheit 111 kann es sich um eine verteilte Recheneinheit handeln, die z.B. mehrere Module aufweisen kann, z.B. ein Positionsbestimmungsmodul, ein Sensormodul, ein Kommunikationsmodul, ein ASIC-Modul usw. Diese Module können alle in einem der beiden Stecker 110, 130 angeordnet sein, oder auch im Kabel 120 und/oder den Steckern 110, 130 verteilt angeordnet sein.
In der Recheneinheit 111 bzw. deren Speichermittel (oder auch in einem separaten Speichermittel, ohne dass eine Recheneinheit 111 vorgesehen ist) ist insbesondere eine Kennung 323, insbesondere eine eindeutige Kennung 323, wie z.B. eine Identifikationsnummer abgelegt bzw. veränderbar ablegbar, welche zur eindeutigen Identifizierung des Ladekabels und eines der Kennung 323 zugeordneten Fahrzeugs verwendet werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Kennung 323 lediglich beispielsweise auch zur Identifizierung der Recheneinheit 111 verwendet werden.
Weiterhin weist das Ladekabel 100 hier beispielhaft Messmittel auf, die dazu eingerichtet sind, einen Stromfluss durch das Kabel zu messen. Weist das Kabel mehrere Adern auf, sind die Messmittel zweckmäßigerweise dazu eingerichtet, einen Stromfluss durch jede Ader des Kabels separat zu messen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Ladekabel 100 den Wert des Stromflusses lediglich empfängt, z.B. mittels einer Kommunikation mit dem Fahrzeug 300 oder der Ladestation 200. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Recheneinheit 111 die Messmittel aufweisen bzw. umfassen.
Strommessmittel sind im Fach bekannt. Sie können in einer Ausführungsform einen Messwiderstand bzw. Shuntwiderstand und Spannungsmessmittel aufweisen. Sie können beispielsweise auch auf der Messung des elektromagnetischen Feldes oder Flusses des Stroms basieren.
Weiterhin weist das Ladekabel 100 (hier lediglich beispielhalft: die Recheneinheit 111) Messmittel auf, die dazu eingerichtet sind, eine Spannung zwischen Adern des Kabels zu messen. Aus Strom- und Spannungswerten können insbesondere Leistungswerte berechnet werden. Es versteht sich, dass die Spannungswerte auch durch das Ladekabel 100 lediglich empfangen werden können, z.B. von dem Fahrzeug 300 oder der Ladestation 200.
Weiterhin weist das Ladekabel 100 hier lediglich beispielhaft (hier: z.B. die Recheneinheit 111 des Ladekabels 100) in einer Ausführungsform ein Zeitbestimmungsmodul auf, welches dazu eingerichtet ist, einen aktuellen Zeitpunkt zu messen oder zu empfangen. Dies kann beispielsweise auch Teil eines Positionsbestimmungsmoduls sein, welches mittels bekannter, insbesondere satellitengestützter Positioniersysteme wie GPS, GLONASS, GALILEO usw. die momentane Position des Positionsbestimmungsmoduls und damit der Recheneinheit und damit des Ladekabels feststellen kann. Auch die Zeitpunkte können z.B. durch das Ladekabel 100 lediglich empfangen werden, sie können z.B. von dem Fahrzeug 300 oder von der Ladestation 200 empfangen werden.
Weiterhin weist die das Ladekabel 100 (hier: lediglich beispielhaft die Recheneinheit 111 des Ladekabels 100) in einer Ausführungsform ein Kommunikationsmodul auf, welches dazu eingerichtet ist, drahtlos Daten (hier: von der Recheneinheit 111, in anderen Fällen die empfangenen Daten) an einen Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise mittels Mobilfunk, Wifi, Bluetooth, Powerline-Communication (PLC), NFC usw. erfolgen. Die Übertragung kann auch mittelbar über ein Kommunikationsmodul im Fahrzeug, der Ladesäule oder in der Umgebung (z.B. sog. WiFi-Hotspot oder ein Mobiltelefon) erfolgen. Das Ladekabel 100 bzw. hier die Recheneinheit 111 ist programmtechnisch dazu eingerichtet, mit einer Gegenstelle über das Kommunikationsmodul zu kommunizieren. Dies kann auf bekannte Arten und unter Verwendung bekannter Protokolle erfolgen. Bei der Gegenstelle kann es sich um eine entfernte (bzw. weitere bzw. zweite bzw. externe) Recheneinheit 400 handeln (vgl. 2), die auch als weitere Recheneinheit oder externe Recheneinheit oder Server-Recheneinheit oder Cloud-Recheneinheit bezeichnet werden kann, Bei der (weiteren bzw. zweiten) Recheneinheit 400 kann es sich beispielsweise um einen sog. Cloud-Dienst o.ä. handeln. Insbesondere kann die Verbindung zwischen dem Ladekabel 100 (hier lediglich beispielhaft: der (ersten) Recheneinheit 111) und der entfernten (weiteren, zweiten, externen) Recheneinheit 400 über das Internet erfolgen. Die entfernte Recheneinheit 400 kann insbesondere von einem Flottenbetreiber, Wartungsdienstleister, Sicherheitsdienstleister, o.ä. unterhalten werden.
In 2 ist nun eine Situation dargestellt, in welcher ein Fahrer 10 bzw. Nutzer sein Fahrzeug 300 mittels einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ladekabels 100, insbesondere der in 1 gezeigten und beschriebenen Ausführungsform, an einer Ladesäule 200 als Ladestation auflädt. Zu diesem Zweck verbindet der Fahrer 10 das Ladekabel 100 bzw. dessen Stecker 110, 130 einerseits mit dem Fahrzeug 300 und andererseits mit der Ladesäule 200.
In einer Ausführungsform der Erfindung werden dabei von den beteiligten Entitäten folgende Schritte durchgeführt, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben (und in den 4 und 5 anhand von möglichen Datenverläufen erläutert), in welcher eine Ausführungsform von Verfahren der Erfindung in einem Blockdiagramm schematisch dargestellt ist. Die einzelnen mit 111 und 400 überschriebenen Spalten enthalten dabei die von der jeweiligen Recheneinheit ausgeführten Schritte.
Das Verfahren beginnt in einem Schritt 310, in welchem ein Ladevorgang gestartet ist. Die für das Starten des Ladevorgangs notwendigen Schritte sind bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung. Hierzu können z.B. gehören ein Einstecken der Stecker 110, 130 in die Ladestation 200 und in das Fahrzeug 300. Weiterhin kann dazu eine Authentifizierung des Fahrers 10 bzw. des Fahrzeugs 300 bzw. des Ladekabels 100 gehören. Weiterhin kann dazu eine Freigabe einer mechanischen oder elektronischen Sperre an der Ladestation gehören. Weiterhin kann dazu die Aktivierung der Ladestation 200 gehören. Zur Aktivierung der Ladestation kann insbesondere eine Freigabe des Stromflusses gehören, die Aktivierung kann jedoch auch eine Freigabe einer mechanischen und/oder elektronischen Sperre der Ladestation (z.B. einer Verriegelungsklappe) gehören sowie das anschließende Freigeben des Stromflusses. Es versteht sich, dass bei einem Ladevorgang an einer heimischen Wallbox oder einer heimischen Haushaltssteckdose lediglich das Einstecken der Stecker 110, 130 in die infrastrukturseitige Steckdose einerseits und in die Fahrzeugsteckdose andererseits zum Schritt 310 zum Starten des Ladevorgangs gehören kann.
In einem Schritt 320 bestimmt und/oder empfängt das Ladekabel 100 (hier lediglich beispielsweise: die (erste) Recheneinheit 111 des Ladekabels) einen momentanen Zeitpunkt 322 und einen momentanen Stromfluss durch das Ladekabel bzw. liest den momentanen Zeitpunkt 322 und den momentanen Stromfluss ein. Beispielsweise wird hier für jede zum Laden verwendete Ader bzw. Phase des Ladekabels dabei ein eigener Stromwert gemessen. Weiterhin bestimmt das Ladekabel (hier: die Recheneinheit 111 des Ladekabels 100) beispielsweise eine momentane Spannung zumindest zwischen den zum Laden verwendeten Adern und einer Bezugsmasse. Aus jeweils einem Strom- und einem Spannungswert zum selben Zeitpunkt kann ein Leistungswert als Prüfgröße 321 berechnet werden. Insbesondere kann ein Leistungswert pro Ader berechnet werden. Strom- und Spannungswert können auch zu einem Tupel als Prüfgröße 321 zusammengefasst werden; auch beliebige Kombinationen sind denkbar und umfasst, z.B. mehrere Stromwerte und/oder mehrere Spannungswerte und/oder mehrere Zeitpunkte als ein oder mehrere Tupel usw.
Die Tupel aus Zeitpunkt(en) 322 und Stromwert(en), Spannungswert(en) und/oder Prüfgröße(n) 321 werden hier beispielhaft in einem Schritt 330 in einer Speichereinheit gespeichert. Es versteht sich, dass auch eine Ausführungsform ohne Speichereinheit im Ladekabel 100 denkbar ist. Das Ladekabel 100 kann diese Speichereinheit aufweisen, z.B. in einem der beiden Stecker 110, 130, insbesondere in einem Gehäuse der Stecker 110, 130. Es kann beispielhaft auch vorgesehen sein, dass die Speichereinheit der hier beispielhaft vorgesehenen Recheneinheit 111 zugehört. Diese Tupel können darüber hinaus noch weitere Werte enthalten, die für die Verarbeitung verwendbar sind, wie momentane Werte von Ladeparametern.
Dauert der Ladevorgang noch an, was beispielsweise anhand eines Stromflusses größer null erkannt werden kann, kehrt das Verfahren entlang der Verbindung 331 zu Schritt 320 zurück und weitere Messwerte werden bestimmt.
Ist der Ladevorgang beendet, was beispielsweise anhand eines Stromflusses null erkannt werden kann oder beispielsweise durch ein Abbruchsignal, welches durch das Fahrzeug300 oder die Ladestation 200 übermittelt wird, wird entlang der Verbindung 332 mit Schritt 340 fortgefahren.
In Schritt 340 überträgt das Ladekabel, z.B. mittels eines Kommunikationsmoduls (hier: beispielhaft mittels der (erste) Recheneinheit 111 des Ladekabels) die Daten 321, 322 zusammen mit einer dem Fahrzeug 300 zugeordneten Kennung 323 und einem oder mehreren den Ladevorgang kennzeichnenden Ladeparametern 324 an die entfernte (weitere, zweite bzw. externe) Recheneinheit 400, die diese Daten in Schritt 350 empfängt. Aus den Daten 321, 322 wird jeweils ein Prüfverlauf - insbesondere je Ader - gebildet. Die Übertragung der Werte, der Kennung 323 und der Ladeparameter 324 an die entfernte (zweite, weitere bzw. externe) Recheneinheit 400 kann auch bereits während des Ladevorgangs geschehen und beispielsweise unmittelbar nach jeder neuen Messung erfolgen. Im vorliegenden Beispiel werden die Schritte (zur Bildung des Prüfverlaufs) von einer entfernten (weiteren, zweiten bzw. externen) Recheneinheit 400, wie z.B. bei einem Flottenbetreiber, EMP, Wartungs- oder Sicherheitsdienstleister oder in einem Mobiltelefon, durchgeführt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die beschriebenen Schritte auch durch das Ladekabel 100 (hier beispielhaft durch die Recheneinheit 111 im Ladekabel 100) durchgeführt werden können.
Als ein Ladeparameter 324 kann z.B. eine Umgebungstemperatur, eine Temperatur eines aufzuladenden Energiespeichers des Fahrzeugs 300, eine Temperatur des Ladekabels 100, ein Ausgangsladezustand des aufzuladenden Energiespeichers des Fahrzeugs 300, eine maximale Kapazität des aufzuladenden Energiespeichers des Fahrzeugs 300, ein momentaner Ladezustand, ein maximal von der Ladestation 200 bereitstellbarer Ladestrom, eine maximal von der Ladestation bereitstellbare Ladeleistung, eine Anzahl von zum Laden verwendeten Adern des Ladekabels und ein momentaner Ort des Fahrzeugs 300 übertragen werden. Anhand des Ortes können Umgebungsparameter wie z.B. eine Umgebungstemperatur als Ladeparameter ermittelt werden.
Die Kennung 323 ist im Ladekabel 100 z.B. in einem Speicherelement wie z.B. einem ROM-Speicher oder einem EPROM-Speicher oder einem RAM-Speicher gespeichert. Sie kann hier lediglich beispielsweise in der Recheneinheit 111 des Ladekabels 100 gespeichert sein, kann alternativ aber auch aus dem Fahrzeug 300 empfangen worden sein. Der bzw. die Ladeparameter 324 können aus dem Fahrzeug 300 oder der Ladestation 200 empfangen werden. Insbesondere kann das Ladekabel 100 dazu neben Adern für das Aufladen auch ein oder mehrere Adern für eine Datenübertragung aufweisen, oder drahtlos mit dem Fahrzeug 300 bzw. der Ladestation 200 kommunizieren.
In einem Schritt 360 werden der eine bzw. die mehreren gebildeten Prüfverläufe verarbeitet, um den Ladevorgang des der Kennung 323 zugeordneten Fahrzeugs 300 zu prüfen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Schadenserkennung oder Missbrauchs- und Betrugserkennung (z.B. nach einem Diebstahl des Ladekabels und/oder eine Nutzung des Ladekabels durch nicht autorisierte Nutzer bzw. für die Abrechnung nicht erstattungsfähiger Fahrzeuge) durch Vergleich eines Prüfverlaufs (Ladekurve) mit einem Referenzverlauf möglich. Falls der Prüfverlauf vom Referenzverlauf in erheblichem Maße abweicht (z.B. indem ein Vergleichswert oder mehrere Vergleichswerte aus einem Vergleich zwischen Prüfverlauf und Referenzverlauf ermittelt bzw. bestimmt wird und auf ein Überschreiten des Vergleichswerts bzw. der Vergleichswerte relativ zu einem Schwellwert bzw. mehreren Schwellwerten geprüft wird), kann eine Maßnahme ergriffen werden, welche insbesondere eine Protokollierung umfasst.
Dies basiert auf der Erkenntnis, dass jedes Fahrzeugmodell über charakteristische Eigenschaften beim Laden verfügt. Dies beinhaltet beispielsweise die maximale Anzahl der zum Laden verwendeten Adern bzw. Phasen des Ladekabels. So gibt es z.B. einphasige Lader, zweiphasige Lader und dreiphasige Lader. Darüber hinaus ist charakteristisch, wie viele Phasen bzw. Adern bei welchen Ladestationen, Ladezuständen und Umweltbedingungen (wie zum Beispiel Außentemperatur) tatsächlich verwendet werden.
Ist bekannt, welches Fahrzeug der übertragenen Kennung 323 zugeordnet ist, kann ein Referenzverlauf für dieses Modell oder dieses spezifische Fahrzeug zum Beispiel aus einer Datenbank entnommen werden. Diese Referenzverläufe können zusätzlich von dem Ladeparameter abhängen, d.h. zu jedem Fahrzeug oder Fahrzeugmodell gibt es nicht nur den einen Referenzverlauf, sondern eine Menge von Referenzverläufen abhängig von der Ladesituation, dem Alter des Fahrzeugs bzw. seines Energiespeichers, etc.
In einem Schritt 360 erfolgt ein Vergleichen des gebildeten Prüfverlaufs 401, 501 mit einem Referenzverlauf 402, um zu bestimmen, ob der Prüfverlauf 401, 501 mit dem Referenzverlauf 402 übereinstimmt. Dazu wird ein passender Referenzverlauf 402 aus einer Menge von Referenzverläufen in Abhängigkeit von der empfangenen Kennung 323 ausgewählt, um das betroffene Fahrzeug oder das Fahrzeugmodell zu ermitteln. Die Auswertung kann insbesondere fahrzeugspezifisch erfolgen. Mit anderen Worten: es kann für jedes Fahrzeug eine eigene Menge von Referenzverläufen 402 vorgehalten werden, die dann insbesondere auch bei Referenzmessungen an diesem konkreten Fahrzeug ermittelt wurden. Alternativ kann eine eigene Menge von Referenzverläufen 402 modellspezifisch vorgehalten werden, d.h. es wird für jedes Fahrzeugmodell, d.h. für jeweils eine Klasse von Fahrzeugen, eine eigene Menge von Referenzverläufen vorgehalten, die dann insbesondere auch bei Referenzmessungen an diesem Fahrzeugmodell ermittelt wurden. In diesem Sinne kann die Kennung 323 insbesondere zum Auswählen der Menge von Referenzverläufen 402 dienen, und der eine oder die mehreren Ladeparameter 324 zum Auswählen eines Referenzverlaufs 402 aus der Menge von Referenzverläufen.
Das Verarbeiten 360 des gebildeten Prüfverlaufs 401, 501 kann in einer Ausgestaltung auch das Bilden eines Referenzverlaufs 402 und Speichern des Referenzverlaufs 402 in einer Menge von Referenzverläufen 402 umfassen, insbesondere wenn gesichert ist, dass tatsächlich das zugeordnete Fahrzeug geladen wird (z.B. wenn aufgrund einer Kommunikation zwischen Fahrzeug 300 und Ladestation 200, z.B. gemäß eines ISO15118-Standard-Protokolls festgestellt wird, dass das zur Kennung 323 gehörende Fahrzeug tatsächlich an der Ladestation 200 angeschlossen ist) . Auf diese Weise kann die Menge von Referenzverläufen 402 verbessert werden. Anstatt eine Menge von Referenzverläufen vorzugeben, können diese z.B. zunächst an den vorhandenen Fahrzeugen 300 eingelernt werden. Dabei können insbesondere die (zeitlich) ersten Ladevorgänge dem Lernen dienen und erst ab einem gewissen Lerngrad wird die Detektion bzw. das Prüfen bzw. das Überwachen aktiviert. Ein solches Lernen kann fahrzeug- oder fahrzeugmodellspezifisch sein. Es versteht sich, dass durch Löschen einer Zuordnung zwischen Kennung 323 und Fahrzeug 300 bzw. durch neues Zuordnen das Ladekabel 100 auch für ein anderes Fahrzeug 300 als das ursprüngliche verwendbar ist. Auch ein Lernen kann dann wieder neu erfolgen, falls vorgesehen. Es versteht sich, dass das Ladekabel auch mehrere Kennungen 323 speichern kann, die z.B. durch manuelle Eingabe durch den Nutzer ausgewählt werden können. Die Kennungen 323 können z.B. veränderbar gespeichert werden.
Das Vergleichen des gebildeten Prüfverlaufs 401, 501 mit einem Referenzverlauf 402 umfasst in einer Ausgestaltung z.B. ein geeignetes Korrelationsverfahren, wobei eine Ähnlichkeit zwischen dem Prüfverlauf und dem Referenzverlauf bestimmt werden kann.
In 3 ist eine Ausgestaltung gezeigt, bei der zunächst die Messwerte bzw. empfangenen Werte, Prüfgrößen 321, (charakteristischen) Ladeparameter 324 usw. im Ladekabel 100 (hier: lediglich beispielsweise in der (ersten) Recheneinheit 111 des Ladekabels 100) gespeichert und nach Ende des Ladevorgangs an die entfernte (weitere, zweite, externe) Recheneinheit 400 übertragen und dort ausgewertet werden. Ebenso ist möglich, dass die Übertragung bereits während des Ladevorgangs blockweise bis hin zu werteweise erfolgt - in letzterem Fall kann auf ein Speichermodul verzichtet werden. Auch ist möglich, dass die Auswertung in einem entsprechenden Programmmodul des Ladekabels 100 (z.B. in der hier beispielhaft vorgesehenen Recheneinheit 111 des Ladekabels 100 bzw. einer anderen Recheneinheit im Ladekabel 100) erfolgt.
Beispielhafte Prüfverläufe, die bei einer Ausführungsform der Erfindung als gemessene Prüfverläufe für eine Ader auftreten können, sind in den 4 und 5 gezeigt und mit 401 bzw. 501 bezeichnet. Ein anhand der Kennung 323 und des bzw. der Ladeparameter 324 gewählter Referenzverlauf ist mit 402 bezeichnet. Vorliegend ist in den 4 und 5 eine Ladeleistung als Prüfgröße gegen einen Ladezustand (SOC) aufgetragen. Das Bilden eines Prüfverlaufs kann daher insbesondere auch umfassen, den einer Prüfgröße 321 zugeordneten Zeitpunkt 322 in andere zeitabhängige Größen umzusetzen, wie z.B. vorliegend den Ladezustand. Der Ladezustand kann in einer Ausgestaltung ebenfalls in den empfangenen Daten enthalten sein, er kann jedoch auch anhand des Prüfverlaufs geschätzt werden, d.h. das Bilden des Prüfverlaufs 401, 501 kann Streckungen, Stauchungen, Verschiebungen usw. der Zeitskala beinhalten.
Je länger ein tatsächlicher Ladevorgang andauert bzw. je mehr Energie relativ zu der maximal verfügbaren Kapazität des Energiespeichers geladen wird, umso treffsicherer kann man die gemessene Ladekurve mit einer Referenzkurve (bzw. Teilen davon) in Übereinstimmung bringen, oder feststellen, dass eine Übereinstimmung nicht möglich ist. In einer Ausgestaltung der Erfindung kann eine Mindestzeit oder eine Mindestladung (SOC) für einen Prüfverlauf vorgegeben sein bzw. werden, die erreicht sein muss, damit der Prüfverlauf zur Überprüfung verwendet werden kann bzw. darf. Die Mindestgrößen werden zweckmäßigerweise als Anteile einer Gesamtgröße vorgegeben, beispielsweise 10%, 15%, 20% usw. bezogen auf eine vollständige Ladedauer oder einen Ladezustand (SOC).
Es ist erkennbar, dass zwischen dem Prüfverlauf 401 und dem Referenzverlauf 402 in 4 eine gute Überdeckung herstellbar ist, wohingegen der Prüfverlauf 501 mit dem Referenzverlauf 402 in 5 nicht in ausreichende Übereinstimmung zu bringen ist. Im Falle von 5 kann daher in einem Schritt 370 eine Maßnahme eingeleitet werden, da bestimmt wurde, dass der Prüfverlauf 501 mit dem Referenzverlauf 402 nicht übereinstimmt. Dies soll insbesondere auch eine nicht ausreichende Übereinstimmung umfassen, wobei zulässige Grenzen bzw. Schwellwerte bzw. Hüllkurven, Qualitätsparameter für Kurven-Fit-Algorithmen, etc. auch situationsabhängig festlegbar sind.
Insbesondere können Schwellwerte und sonstige Bedingungen definiert werden, wie aus dem Vergleich eine Nicht-Übereinstimmung abgeleitet werden kann. Diese können insbesondere Teil einer oben bereits genannten Nicht-Übereinstimmungsabschätzung sein.
Eine Nicht-Übereinstimmung kann insbesondere auf einen Fehler bzw. Schaden in der Ladestation, im Ladekabel und/oder im Fahrzeug hindeuten. Mit der Erfindung lassen sich daher solche Fehler sehr einfach aufdecken, und in der Masse, d.h. bei vielen unterschiedlichen Einsätzen, auch sehr genau zuordnen, wie oben erläutert. Weiterhin kann eine Nicht-Übereinstimmung auch dazu verwendet werden, eine unautorisierte Verwendung des Ladekabels 100 (z.B. nach einem Diebstahl) aufzudecken oder um die Kosten des Ladevorgangs zuzuordnen, oder Missbrauch zu erkennen.
Beispielsweise bei Geschäftswagen übernimmt in der Regel der Arbeitgeber die Kraftstoffkosten, wozu sog. Tankkarten bei konventionellen Antrieben (z. B. Benzin, Diesel) eingesetzt werden können. Diese können an teilnehmenden Tankstellen als Zahlungsmittel eingesetzt werden. Die Kosten dafür werden vom Tankkarten-Provider direkt dem Arbeitgeber in Rechnung gestellt. Ein Problem dabei ist die Erkennung von Missbrauch, insbesondere das Betanken fremder Fahrzeuge. Um dem vorzubeugen, kann eine fahrstrecken- bzw. laufleistungsabhängige Kostenerfassung durch Abfrage von Kilometerständen erfolgen.
Die Kosten für das Aufladen von batterieelektrischen oder Hybridfahrzeugen können zwar grundsätzlich auch fahrstrecken- bzw. laufleistungsabhängig erfasst werden. Allerdings wird dies insbesondere durch Ladevorgänge „außer der Reihe“, wie z.B. an der heimischen Wallbox oder an kostenfreien Ladepunkten stark verfälscht, so dass es für eine Missbrauchserkennung im Prinzip unbrauchbar ist. Auch ist das aufgrund der im Vergleich zu Kraftfahrzeugen häufigeren „Tank-“ bzw. Ladevorgänge häufige Abfragen von Kilometerständen nicht besondere nutzerfreundlich. Die Erfindung löst diese Probleme.
Um andererseits auch den Einsatz des Ladekabels gezielt mit fremden Fahrzeugen zu ermöglichen, kann für den Nutzer eine Deaktivierungsmöglichkeit vorgesehen sein, um während eines Ladevorgangs keine Daten bereitzustellen. Dies kann umfassen, dass der Nutzer angeben kann, dass ein anderes Fahrzeug als üblich geladen wird.
Die Maßnahme in Schritt 370 kann eines oder mehrere umfassen aus einem Übertragen (insbesondere auch wenn die bisherigen Schritte im Ladekabel stattgefunden habe) und/oder Protokollieren dieser Nicht-Übereinstimmung und/oder des ermittelten Übereinstimmungswertes; Stoppen des Ladevorgangs; Feststellen eines Missbrauchs; Ausführen einer Nicht-Übereinstimmungsabschätzung; Bestimmen einer Nicht-Übereinstimmungswahrscheinlichkeit; Warnung des Nutzers (z.B. haptisch, akustisch, optisch) vor Gefahren (z.B. beschädigtem Ladekabel 100, beschädigter Ladestation 200 und/oder beschädigtem bzw. defekten Komponenten des Fahrzeugs 300); Außerkraftsetzung der defekten Komponente (Ladekabel 100, Ladestation 200, Fahrzeug 300 bzw. Komponenten des Fahrzeugs 300); Limitierung von Ladeströmen; Benachrichtigung eines Wartungs- und/oder Sicherheitsdienstleisters über einen möglichen Defekt (z.B. zum Zwecke von „Predictive Maintenance“).
Ist der Ort des Ladevorgangs bekannt (z.B. durch die Position der Ladestation oder durch ein Empfangen von Ortsinformationen durch das Ladekabel während des Ladevorgangs und anschließendes Übertragen der Ortsinformation, z.B. an eine entfernte (weitere, zweite, externe) Recheneinheit 400), so kann im Falle eines Diebstahls des Ladekabels 100 anhand des Verfahrens sogar ein Wiederauffinden des entwendeten Ladekabels 100 ermöglicht werden (wenn z.B. eine nicht vorhergesehene Abweichung des Prüfverlaufs vom Referenzverlauf auftritt).

Claims

Verfahren zum Bereitstellen von Daten zum Prüfen und/oder Überwachen eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs (300) mittels eines mit einer Ladestation (200) verbundenen Ladekabels (100), umfassend folgende durch das Ladekabel (100) durchgeführte Schritte: Mehrmaliges Bestimmen (320) oder Empfangen eines momentanen Stromflusses durch eine Ader des Ladekabels (100); Mehrmaliges Bilden einer Prüfgröße (321) unter Berücksichtigung des momentanen Stromflusses; Mehrmaliges Bestimmen (320) oder Empfangen eines momentanen Zeitpunkts (322); und Übertragen (340) der mehreren gebildeten Prüfgrößen (321), der mehreren bestimmten Zeitpunkte (322) und einer dem Fahrzeug (300) zugeordneten Kennung (323).
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein mehrmaliges Bestimmen (320) einer momentanen Spannung zwischen der Ader des Ladekabels (100) und einem Bezugspotential und Bilden der Prüfgröße (321) zusätzlich unter Berücksichtigung der momentanen Spannung.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Bilden der Prüfgröße (321) ein direktes Bereitstellen des Stromwerts als Prüfgröße (321) und/oder ein Verrechnen des Stromwerts mit einem oder mehreren anderen Werten zu der Prüfgröße (321) und/oder das Zusammenfassen des Stromwerts mit einem oder mehreren anderen Werten in einem Tupel als Prüfgröße (321) umfasst.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiterhin umfassend ein Übertragen (340) wenigstens eines den Ladevorgang charakterisierenden Ladeparameters (324).
Verfahren zum Prüfen und/oder Überwachen eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs (300) mittels eines mit einer Ladestation (200) verbundenen Ladekabels (100), umfassend folgende durch eine Recheneinheit (400) durchgeführte Schritte: Empfangen (350) mehrerer Prüfgrößen (321) und mehrerer Zeitpunkte (322); Bilden eines Prüfverlaufs (401, 501) aus den mehreren Prüfgrößen (321) und den mehreren Zeitpunkten (322); Empfangen (350) einer einem Fahrzeug (300) zugeordneten Kennung (323); und Verarbeiten (360) des gebildeten Prüfverlaufs (401, 501) zum Prüfen des Ladevorgangs des der Kennung (323) zugeordneten Fahrzeugs (300).
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Bilden des Prüfverlaufs (401, 501) aus den mehreren Prüfgrößen (321) und den mehreren Zeitpunkten (322) eines oder mehrere umfasst aus: Bilden einer Abhängigkeit der Prüfgröße (321) von der Zeit; Bilden einer Abhängigkeit eines Elements der Prüfgröße (321) von der Zeit oder von einem anderen Element der Prüfgröße (321); Verrechnen eines Elements der Prüfgröße (321) mit einem anderen Element der Prüfgröße (321) und Bilden einer Abhängigkeit des Ergebnisses von der Zeit oder von noch einem anderen Element der Prüfgröße (321).
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Verarbeiten (360) des gebildeten Prüfverlaufs (401, 501) umfasst: Vergleichen des gebildeten Prüfverlaufs (401, 501) mit einem Referenzverlauf (402), um zu bestimmen, ob der Prüfverlauf (401, 501) mit dem Referenzverlauf (402) übereinstimmt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Vergleichen des gebildeten Prüfverlaufs (401, 501) mit einem Referenzverlauf (402) umfasst: Auswählen des Referenzverlaufs (402) aus einer Menge von Referenzverläufen in Abhängigkeit von der empfangenen Kennung (323).
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Vergleichen des gebildeten Prüfverlaufs (401, 501) mit einem Referenzverlauf (402) umfasst: Auswählen des Referenzverlaufs (402) aus einer Menge von Referenzverläufen in Abhängigkeit von wenigstens einem den Ladevorgang charakterisierenden Ladeparameter (324).
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der wenigstens eine den Ladevorgang charakterisierende Ladeparameter (324) ausgewählt ist aus einer Temperatur eines aufzuladenden Energiespeichers des Fahrzeugs (300), einer Temperatur des Ladekabels (100), einer Umgebungstemperatur, einem Ausgangsladezustand des aufzuladenden Energiespeichers des Fahrzeugs, einer maximalen Kapazität des aufzuladenden Energiespeichers des Fahrzeugs (300), einem momentanen Ladezustand des aufzuladenden Energiespeichers des Fahrzeugs (300), einem maximal von der Ladestation bereitstellbaren Ladestrom, einer maximal von der Ladestation bereitstellbaren Ladeleistung, einer Anzahl von zum Laden verwendeten Adern, einem momentanen Ort des Fahrzeugs (300).
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, weiterhin umfassend ein Empfangen (350) des wenigstens einen den Ladevorgang charakterisierenden Ladeparameters (324).
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, umfassend ein Einleiten (370) einer Maßnahme, wenn bestimmt wird, dass der Prüfverlauf (401, 501) mit dem Referenzverlauf (402) nicht übereinstimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, wobei das Verarbeiten (360) des gebildeten Prüfverlaufs (401, 501) umfasst: Bilden eines Referenzverlaufs und Speichern des Referenzverlaufs in einer Menge von Referenzverläufen.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Bilden des Referenzverlaufs spezifisch für das der Kennung (323) zugeordnete Fahrzeug (300) oder für eine Klasse von Fahrzeugen erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 14, zusätzlich mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 4.
Ladekabel (100), das dazu eingerichtet ist, alle Verfahrensschritte nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
Recheneinheit (111, 400), die dazu eingerichtet ist, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
Computerprogramm, das eine Recheneinheit (111, 400) nach Anspruch 17 dazu veranlasst, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (111, 400) ausgeführt wird.
Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 18.