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Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb weisen ein Bordnetz auf, in dem hohe Ströme fließen und hohe Spannungen herrschen, um so die erforderlichen hohen Leistungswerte bereitstellen zu können. Insbesondere für Ladevorgänge werden hohe Leistungen angefordert, um den Ladeprozess so kurz wie möglich zu halten. Wie jeder ohmsche Leiter entstehen auch in den verwendeten Kupferkabeln Verlustleistungen, die die Temperatur erhöhen. Beim Laden kann ein Ladekabel an eine Ladebuchse eines Fahrzeugs angesteckt werden, wobei der Ladestrom innerhalb des Fahrzeugs über eine Kabelverbindung weitergeleitet wird. Da das Fahrzeug Vibrationen ausgesetzt ist und dadurch sich Steckverbindungen lockern können, können erhöhte Kontaktwiderstände an Steckverbindungen auch an Kabelverbindungen innerhalb des Fahrzeugs entstehen.
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Um die Sicherheit zu erhöhen, ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mit der sich erhöhte Kontaktwiderstände anhand von Temperaturereignissen erfassen lassen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Weitere Eigenschaften, Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile ergeben sich mit den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und der 1.
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Es wird vorgeschlagen, ein im Fahrzeug weiterführendes Kabel, das etwa zwischen einer Ladebuchse eines Fahrzeugs und einer Hochvoltkomponente des Fahrzeugs vorliegt, hinsichtlich der Temperatur zu überwachen. Hierzu wird der Temperaturverlauf herangezogen, der in der Ladebuchse von einem Temperatursensor ermittelt wird. Liegt die zeitliche Veränderung der Temperatur über einem Schwellenwert, das heißt ist der zeitliche Temperaturgradient über einem Schwellenwert, dann kann dadurch ein Kontaktstellenfehler an dem entgegengesetzten Ende der Kabelverbindung detektiert werden. Dadurch kann die Kontaktstelle an einem ersten Ende der Kabelverbindung, die etwa zwischen einer Hochvoltkomponente und der Kabelverbindung besteht, überwacht werden durch einen Sensor, der sich an einer Steckverbindung am entgegengesetzten Ende der Kabelverbindung befindet, insbesondere an einer Ladebuchse. Dadurch können Temperatursensoren, die ohnehin an der Ladebuchse vorhanden sind, auch zur Überwachung von Kontaktstellen verwendet werden, die sich am entgegengesetzten Ende der zur Ladebuchse führende Kabelverbindung befinden.
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Es wird daher ein Verfahren zur Überwachung einer ersten Steckverbindung vorgeschlagen. Die Überwachung bezieht sich auf den Kontaktwiderstand und die damit einhergehenden Temperaturen bei fehlerhaftem (hohem) Kontaktwiderstand. Die erste Steckverbindung befindet sich an einem ersten Ende einer Kabelverbindung. Das erste Ende der Kabelverbindung führt zu einer Hochvoltkomponente innerhalb des Fahrzeugs oder ist innerhalb dieser vorgesehen. Die erste Steckverbindung dient somit zum (fahrzeuginternen) Anschluss der Hochvoltkomponente bzw. innerhalb der Hochvoltkomponente. Die Kabelverbindung dient zur Anbindung der Hochvoltkomponente an eine Ladebuchse beziehungsweise allgemein an ein erstes Steckelement, das sich insbesondere in einer Außenhaut des Fahrzeugs oder in einer Hochvoltkomponente befindet.
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Es ist vorgesehen, die Temperatur an dem zweiten Ende der Kabelverbindung zu erfassen, dass dem ersten Ende der Kabelverbindung (an dem sich zu überwachende erste Steckverbindung befindet) entgegengesetzt ist. Der Temperatursensor kann sich in dem ersten Steckelement befinden, an das das zweite Ende der Kabelverbindung angeschlossen ist, etwa in einer Ladebuchse des Fahrzeugs. Alternativ kann sich der Temperatursensor in einem zweiten Steckelement befinden, das in das zweite Steckelement eingesteckt ist, etwa ein Ladestecker einer externen Ladeverbindung beziehungsweise einer externen Ladestation. Der Temperatursensor ist thermisch verbunden mit dem ersten Ende, insbesondere mit einem dort an die Kabelverbindung angeschlossenen ersten Steckelement oder mit einem zweiten Steckelement, das mit dem ersten Steckelement durch Einstecken (oder Verschrauben) verbunden ist. Als Steckelement bzw. Steckverbindung werden hierin reine Steckelemente bzw. Steckverbindungen bezeichnet sowie Schraubverbindungselemente und Schraubverbindungen, die durch Schraubwindungen nicht nur eingesteckt sondern auch gesichert sind. Da sowohl Steckverbindungen als auch Schraubverbindungen auf einem ersten Element beruhen, das in ein zweites Element eingebracht ist und sich nur durch die Art der Sicherung unterscheiden (Haftkraft bei reinen Steckern bzw. Formschluss durch Schraubwindungen bei Schraubelementen), werden beide Verbindungsausführungen als Steckverbindung bzw. Steckelemente bezeichnet. Alternativ können die Steckverbindungen auch als Steck- oder Schraubverbindungen bezeichnet werden und Steckelemente können auch als Steck- oder Schraubelemente bezeichnet werden.
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Es ist vorgesehen, den zeitlichen Temperaturgradienten aus dem zeitlichen Verlauf der erfassten Temperatur beziehungsweise eines erfassten Temperaturwerts zu ermitteln. Der Temperatursensor gibt somit einen Temperaturwert ab, wobei verfahrensgemäß die Stärke der zeitlichen Änderung, das heißt der zeitliche Temperaturgradient, ermittelt wird. Der Temperaturgradient entspricht insbesondere dem zeitlichen Verlauf des Temperaturwerts, der von dem Temperatursensor geliefert wird, abgeleitet nach der Zeit.
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Der Temperaturgradient beziehungsweise die so erfasste Stärke für die zeitliche Änderung des Temperaturwerts wird mit einem Schwellenwert verglichen. Ein Temperaturfehlersignal wird für die erste Steckverbindung abgegeben, wenn der Schwellenwert überschritten wird. Ist der Schwellenwert nicht überschritten, dann wird auch das Temperaturfehlersignal für die erste Steckverbindung nicht abgegeben. Das Temperaturfehlersignal für die erste Steckverbindung gibt an, dass sich die Temperatur in der ersten Steckverbindung (entgegengesetzt zur zweiten Steckverbindung, in der sich der Temperatursensor befindet), in fehlerhafter Weise zu schnell ansteigt, wobei dies als Signal für einen Kontaktfehler in der ersten Steckverbindung angesehen wird. Das Temperaturfehlersignal gibt somit an, dass sich ein Fehler in der ersten Steckverbindung befindet, der diesen Temperaturanstieg (gemessen am entgegengesetzten Ende) verursacht.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass auch für eine Steckverbindung am zweiten Ende, das heißt an einer Steckverbindung, an der sich der Temperatursensor befindet, eine Temperaturüberwachung durchgeführt wird. Hierbei wird die vom Temperatursensor erfasste Temperatur mit einer Temperaturobergrenze verglichen, und bei Überschreiten ein Temperaturfehlersignal für die betreffende Steckverbindung (entgegengesetzt zur ersten Steckverbindung) abgegeben. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die gleiche Einheit sowohl für die erste Steckverbindung als auch für die entgegengesetzte zweite Steckverbindung eine Temperaturüberwachung ausführt. Insbesondere ist vorgesehen, dass die gleiche Einheit sowohl den Temperaturgradienten mit dem Schwellenwert vergleicht, um bei Überschreiten ein erstes Temperaturfehlersignal abzugeben, als auch die vom Temperatursensor erfasste Temperatur mit einer Temperaturobergrenze zu vergleichen, um ein weiteres Temperaturfehlersignal für die zweite Steckverbindung (der ersten Steckverbindung entgegengesetzt) abzugeben. Vorzugsweise ist daher eine Fehlererfassungseinheit mit dem Temperatursensor verbunden und ist als eine derartige Einheit ausgebildet. Die Fehlererfassungseinheit ist eingerichtet, sowohl den Temperaturgradienten mit dem Schwellenwert zu vergleichen und bei Überschreitung das Temperaturfehlersignal für die erste Steckverbindung bei Überschreitung abzugeben als auch die vom Temperatursensor erfasste Temperatur mit einer Temperaturobergrenze zu vergleichen und bei Überschreitung ein weiteres Temperaturfehlersignal für die zweite Steckverbindung abzugeben. Damit überwacht die Fehlererfassungseinheit sowohl die Steckverbindung, an der sich der Temperatursensor befindet, als auch die (erste) Steckverbindung, die sich am entgegengesetzten Ende der Kabelverbindung befindet. Wird die Temperaturobergrenze beziehungsweise der Schwellenwert nicht überschritten, dann wird kein Temperaturfehlersignal abgegeben. Überschreitet der Temperaturgradient den Schwellenwert nicht, wird das erste Temperaturfehlersignal, das heißt das Temperaturfehlersignal für die erste Steckverbindung, nicht abgegeben. Überschreitet die vom Temperatursensor erfasste Temperatur die Temperaturobergrenze nicht, dann wird kein Temperaturfehlersignal für die zweite Steckverbindung abgegeben. Das Temperaturfehlersignal für die zweite Steckverbindung kann auch als weiteres Temperaturfehlersignal bezeichnet werden.
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Das erste Steckelement ist vorzugsweise eine Elektrofahrzeug-Ladebuchse, die in einer Fahrzeugaußenhaut eingelassen ist. Die Elektrofahrzeug-Ladebuchse ist insbesondere von außen zugreifbar, etwa über eine verschließbare oder verriegelbare Klappe. Die Ladebuchse kann insbesondere gemäß einem Standard zur Ausbildung von kabelgebundenen Lade-Steckelementen ausgebildet sein. Das zweite Steckelement, in dem sich alternativ der Temperatursensor befindet, kann ein Elektrofahrzeug-Ladestecker sein, insbesondere ein Ladestecker, der gemäß einem Standard zur Ausbildung von Steckelementen zur konduktiven Ladung von Elektrofahrzeugen ausgebildet ist.
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Die erste Steckverbindung, die durch die Temperaturgradientenbetrachtung überwacht wird, kann zwei Steckelemente aufweisen, die ineinandergesteckt sind. Diese Steckelemente können als drittes und viertes Steckelement bezeichnet werden und befinden sich am ersten Ende der Kabelverbindung, das heißt entgegengesetzt zu dem Ende, an dem sich der Temperatursensor befindet. Das dritte Steckelement ist direkt an das erste Ende der Kabelverbindung angeschlossen. Das vierte Steckelement ist Teil einer Hochvoltkomponente und ist insbesondere in einem Außengehäuse einer Hochvoltkomponente innerhalb des Fahrzeugs vorgesehen. Die Hochvoltkomponente kann beispielsweise eine Hochvoltbox, ein Hochvoltverteiler oder eine Junctionbox sein, die schaltbar oder nicht schaltbar Hochvoltpotentiale weiterleitet und verteilt. Das dritte Steckelement kann als hochvoltfähige Buchse ausgebildet sein. Das vierte Steckelement ist hierzu komplementär ausgebildet und ist vorzugsweise ein Hochvoltstecker. Das vierte Steckelement befindet sich an dem ersten Ende der Kabelverbindung. Die Hochvoltkomponente umfasst insbesondere eine fahrzeugseitige Ladevorrichtung, beispielsweise eine Gleichstrom-Ladevorrichtung für Leistungen von mehr als 11 kW, von mehr als 50 kW oder von mehr als 100 kW. Die Hochvoltkomponente kann ein Gehäuse aufweisen, dass das Innere der Hochvoltkomponente vollständig umschließt. Das dritte Steckelement kann in dem Gehäuse eingelassen sein, und so zwar eine elektrische Anbindung zu ermöglichen, jedoch aufgrund des Gehäuses einen direkten Zugriff zu vermeiden. Das dritte und vierte Steckelement sind zueinander komplementär ausgebildet, wobei das dritte Steckelement auch als Stecker und das vierte Steckelement auch als Buchse ausgebildet sein kann. Das dritte und das vierte Steckelement sind vorzugsweise miteinander verriegelt.
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Das zweite Ende der Kabelverbindung ist vorzugsweise steckverbindungsfrei mit Kontakten des ersten Steckelements verbunden. Beispielsweise kann hierbei die Kabelverbindung aus dem ersten Steckelement (Ladebuchse) herausragen, wobei die Kontakte des ersten Steckelements ohne eine weitere Steckverbindung mit den Drähten der Kabelverbindung verbunden sind, etwa durch Löten, Schweißen und/oder Verpressen. Alternativ kann eine zweite Steckverbindung vorgesehen sein, die mit den Kontakten des ersten Steckelements verbunden ist. Eine derartige zweite Steckverbindung weist zwei weitere Steckelemente auf, wobei eines hiervon mit den Drähten beziehungsweise Adern der Kabelverbindung an dessen zweitem Ende verbunden ist, und ein anderes Steckelement der zweiten Steckverbindung in das fünfte Steckelement eingesteckt ist. Das sechste Steckelement kann Teil eines Verbindungsmoduls beziehungsweise eines Ladebuchsenmoduls sein, welches ferner das erste Steckelement (Ladebuchse) umfasst. Das erste Steckelement (Ladebuchse) und das sechste Steckelement sind hierbei innerhalb des Moduls miteinander vorzugsweise steckerfrei verbunden. Das erste Steckelement ist an einer Außenseite (an einer Fahrzeugaußenhaut) angeordnet, während das sechste Steckelement nach innen weist und an einer Innenseite der Fahrzeughaut angeordnet ist. Das fünfte Steckelement kann hierzu direkt eingesteckt werden, um so das zweite Ende der Kabelverbindung über das sechste Steckelement mit dem ersten Steckelement zu verbinden. Dies ermöglicht einen einfachen Austausch der Ladebuchse ohne Austausch der Kabelverbindung. Mit anderen Worten kann aus der Einrichtung, die das erste Steckelement (Ladebuchse) aufweist, ein Kabel herausragen, das die Kabelverbindung bildet, um dieses über die erste Steckverbindung mit der Hochvoltkomponente zu verbinden, oder es kann eine Ladebuchseneinrichtung vorgesehen sein, die zum einen die Ladebuchse als erstes Steckelement umfasst und zum anderen das sechste Steckelement als weiteres Steckelement umfasst, wobei innerhalb des Moduls diese beiden Steckelemente miteinander elektrische verbunden sind, um so an einer Seite entgegengesetzt zum ersten Steckelement mittels des sechsten Steckelements eine Steckverbindung zu der Kabelverbindung zu ermöglichen.
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Es wird ferner eine Fehlererfassungseinheit beschrieben, die einen Temperatursensoreingang hat. Die Fehlererfassungseinheit hat einen Gradientenbildner. Der Gradientenbildner ist dem Temperatursensoreingang nachgeschaltet. Der Gradientenbildner ist eingerichtet, die stärkere zeitliche Veränderung (zeitlicher Temperaturverlauf abgeleitet nach der Zeit) des Temperaturwerts zu ermitteln, der am Temperatursensoreingang anliegt. Die Fehlererfassungseinheit hat ferner einen Gradientenvergleicher. Dieser ist dem Gradientenbildner nachgeschaltet und eingerichtet, die Stärke der zeitlichen Veränderung mit einem Schwellenwert zu vergleichen. Der Gradientenbildner ist ferner eingerichtet, ein Temperaturfehlersignal abzugeben, wenn der Schwellenwert überschritten wird. Der Gradientenbildner ist ferner eingerichtet, kein Temperaturfehlersignal abzugeben, wenn der Schwellenwert nicht überschritten wird. Das Temperaturfehlersignal bezieht sich hierbei auf eine Steckverbindung beziehungsweise einen Temperaturanstieg an einem Ende einer Kabelverbindung, das demjenigen Ende entgegengesetzt ist, an dem sich der Temperatursensor befindet, der an den Temperatursensoreingang angeschlossen werden kann. Dadurch kann mittels der Fehlererfassungseinheit über den Gradienten ein Fehler erkannt werden, der sich an einem zum Temperatursensor entgegengesetzten Ende einer Kabelverbindung befindet. Das Temperaturfehlersignal bezieht sich somit nicht auf den Ort, an dem sich der Temperatursensor befindet, sondern an einem hiermit über eine Kabelverbindung verbundenen Ort.
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Schließlich kann die Fehlerfassungseinheit einen Temperaturvergleicher aufweisen. Dieser ist dem Temperatursensoreingang nachgeschaltet. Der Temperaturvergleich ist eingerichtet, die vom Temperatursensor erfasste Temperatur mit einer Temperaturobergrenze zu vergleichen, um ein weiteres Temperaturfehlersignal abzugeben, wenn die Temperaturobergrenze überschritten wird. Wird die Temperaturobergrenze nicht überschritten, dann wird auch das weitere Temperaturfehlersignal nicht abgegeben. Dadurch hat die Fehlererfassungseinheit zudem die Funktion, eine durch einen Fehler begründete Temperaturerhöhung an den Ort zu erfassen, an dem sich auch der Temperatursensor befindet.
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Weiterhin kann das Verfahren Steck- oder Schraubverbindungen (kurz: Steckverbindung) und Steck- oder Schraubelemente (kurz: Steckelemente) innerhalb einer Hochvoltkomponente wie eine Hochvolt-Verteilerbox betreffen. Ein derartiges Verfahren dient zur Überwachung einer ersten Steckverbindung, die in der Hochvoltkomponente vorgesehen ist. Die ersten Steckverbindung befindet sich an einem ersten Ende einer Kabelverbindung, die innerhalb der Hochvoltkomponente vorgesehen ist. Es wird die Temperatur an einem zweiten Ende der Kabelverbindung erfasst. Das zweite Ende befindet sich ebenso innerhalb der Hochvoltkomponente. Die Temperatur wird erfasst mittels eines Temperatursensors, der sich in einem ersten Steckelement befindet oder hieran thermisch angebunden ist. An das erste Steckelement ist das zweite Ende angeschlossen. Insbesondere kann sich der Temperatursensor in einem zweiten Steckelement befinden, das in das erste Steckelement eingesteckt ist. Das zweiten Steckelement befindet sich insbesondere in der Hochvoltkomponente. Die Angabe „in der Hochvoltkomponente“ bedeutet insbesondere „innerhalb eines Raums, der von einem Gehäuse der Hochvoltkomponente vollständig umschlossen ist“. Es wird ferner, wie bereits beschrieben, der zeitliche Temperaturgradient aus dem zeitlichen Verlauf der erfassten Temperatur ermittelt. Der Temperaturgradient wird mit einem Schwellenwert verglichen. Ein Temperaturfehlersignal wird für die erste Steckverbindung abgegeben, wenn der Schwellenwert überschritten wird.
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Das erste Steckelement, an dem der Temperatursensor vorgesehen ist, ist insbesondere ein Steckelement an einer Verbindungsstelle innerhalb einer Hochvoltkomponente. Die Steckverbindung (erste Steckverbindung), die überwacht wird, befindet sich ebenso innerhalb der Hochvoltkomponente bzw. innerhalb des Gehäuses der Hochvoltkomponente.
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Das erste Steckelement in der Hochvoltkomponente ist, vorzugsweise aus Gründen der funktionalen Sicherheit, durch eine Verschraubung mit einem Temperatursensor ersetzt. Das erste Steckelement und das zweite erste Steckelement können miteinander verschraubt sein. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Temperatursensor in einem der Steckelemente auch wärmeleitend angebunden ist an die verbleibende Kabelverbindung.
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Die 1 dient zur beispielhaften Erläuterung von Ausführungsformen des hier beschriebenen Verfahrens und der hier beschriebenen Fehlererfassungseinheit.
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Dargestellt ist eine Fahrzeugaußenhaut FH, an die ein erstes Steckelement SE1 angebracht ist. Das Steckelement SE1 ist nach außen gerichtet und verbunden mit einem von außen angesteckten zweiten Steckelement SE2. Innerhalb des Fahrzeugs ist eine Hochvoltkomponente HK vorgesehen, etwa eine Hochvoltbox oder eine andere Verteilereinheit für Hochvoltpotentiale. Eine Kabelverbindung KV verbindet das erste Steckelement SE1 mit der Hochvoltkomponente, die beispielsweise eine Ladeschaltung umfassen kann. Auf diese Weise kann über das zweite Steckelement SE2 eine Ladeleistung übertragen werden an das erste Steckelement SE1, wobei die Ladeleistung weiterhin übertragen wird über die Kabelverbindung KV zur Hochvoltkomponente HK.
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Eine erste Steckverbindung SV1 ist an einem ersten Ende der Kabelverbindung KV vorgesehen. Die erste Steckverbindung SV1 verbindet die Kabelverbindung mit der Hochvoltkomponente. An dem zweiten, entgegengesetzten Ende E2 der Kabelverbindung ist diese mit dem ersten Steckelement SE1 verbunden. Dargestellt ist eine steckverbindungsbasierte Verbindung, wobei jedoch an dieser Stelle auch eine steckverbindungsfreie Verbindung zwischen dem zweiten Ende E2 der Kabelverbindung KV und dem ersten Steckelement SE1 vorgesehen sein kann. Das erste Steckelement ist vorzugsweise als Ladebuchse ausgeführt und weist einen Temperatursensor 1 auf. Besteht an der ersten Steckverbindung SV1 am ersten Ende E1 (das heißt am entgegengesetzten Ende, an dem sich das erste Steckelement befindet) ein Kontaktfehler, der zu einem erhöhten Kontaktwiderstand führt, dann erwärmt sich die erste Steckverbindung SV. Hierbei kann sich ein drittes Steckelement SE3 oder ein viertes Steckelement SE4, das darin eingesteckt ist, erwärmen. Die Steckverbindung SV1 wird den Steckelementen SE3 und SE4 befindet sich am ersten Ende E1, wobei die Kabelverbindung aufgrund ihrer elektrischen Eigenschaften auch die erhöhte Temperatur (verursacht durch einen Kontaktfehler in SV1) an das zweite Ende E2 überträgt und somit auch an das erste Steckelement SE1. Ein Temperatursensor 1 im ersten Steckelement oder auch ein Temperatursensor 2 im zweiten Steckelement SE2, das mit dem ersten Steckelement SE1 ineinandergesteckt ist, erhält die von SV1 stammende Wärme. Es kann daher anhand des zeitlichen Temperaturgradienten der Temperatursensoren 1 oder 2 erfasst werden, wenn am entgegengesetzten Ende E1 aufgrund eines Kontaktfehlers übermäßig Wärme erzeugt, wird beziehungsweise sich die dortige Temperatur erhöht.
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Eine Fehlererfassungseinheit FE ist dem ersten Temperatursensor 1 nachgeschaltet. Liegt ein Temperatursensor 2 in dem Steckelement SE2 vor, dann ist auch dieser Temperatursensor der Fehlererfassungseinheit FE vorgeschaltet. Die Fehlererfassungseinheit FE hat einen Temperatursensoreingang X, an dem der betreffende Temperatursensor 1 oder 2 oder auch beide Sensoren, 1,2, angeschlossen sind. Die Fehlererfassungseinheit FE hat einen Gradientenbildner GB, der die Stärke der zeitlichen Veränderung des Temperatursignals erfasst, das von den Sensoren 1 und/oder 2 abgegeben wird. Dem Gradientenbildner ist ein erster Vergleicher V1 nachgeschaltet, der die Stärke der zeitlichen Veränderung beziehungsweise den Gradienten (oder eine Größe, die diesen wiedergibt) mit einem Schwellenwert vergleich. Liegt die Stärke der zeitlichen Veränderung beziehungsweise der Temperaturgradient über dem Schwellenwert, dann wird von dem Gradientenbildner beziehungsweise von der Fehlererfassungseinheit FE ein Temperaturfehlersignal TF abgegeben. Das Temperaturfehlersignal TF gibt hierbei wieder, das ein Kontaktfehler in der Steckverbindung SV1 vorliegt, etwa in den Steckelementen SE3 und/oder SE4. In der dargestellten Ausführungsform weist die Fehlererfassungseinheit zudem einen zweiten Vergleicher V2 auf, der das Temperatursignal der Sensoren 1 und/oder 2 mit einer Temperaturobergrenze vergleicht. Wird diese Temperaturobergrenze überschritten, wird ein Fehlersignal TO abgegeben, welches wiedergibt, das am Steckelement SE1 oder am Steckelement SE2 eine erhöhte Temperatur besteht. Die Fehlersignale geben somit erhöhte Temperaturen beziehungsweise Kontaktfehler an unterschiedlichen Enden E1, E2 der Kabelverbindung KV wieder, insbesondere an unterschiedlichen Steckelementen SE1 beziehungsweise SE2 einerseits oder an der Steckverbindung SV1 andererseits. Der Fehler TF bezieht sich auf Kontaktfehler in der Steckverbindung SV1 (das heißt in den Steckelementen SE4 oder SE3). Der Fehler TO gibt eine erhöhte Temperatur an den Steckelementen SE1 oder SE2 an.
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Dargestellt ist ein Steckverbindungsmodul M, in dem sich das erste Steckelement SE1 (das heißt die Ladebuchse) befindet. Zudem zeigt die 1 eine Variante, in der dieses Modul M ein Steckelement SE6 aufweist, das mit dem Steckelement SE5 ineinandergesteckt ist. Da diese Verbindung zwischen dem zweiten Ende E2 der Kabelverbindung KV über die Steckelemente SE5 und SE6 vorgesehen. Das fünfte Steckelement SE5 ist direkt (steckverbindungslos) mit dem zweiten Ende E2 verbunden. Das sechste Steckelement SE6 (Teil des Moduls M) ist in direkter Weise (steckverbindungsfrei) mit dem Steckelement SE1 verbunden. Diese direkten Verbindungen können beispielsweise durch Löten, Schweißen und/oder Verpressen hergestellt sein. Auch die Verbindung zwischen dem Ende E1 und dem Steckelement SE4 ist eine direkte Verbindung, die vorzugsweise in der gleichen Weise ausgebildet ist.
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Eine davon abweichende Variante sieht vor, dass das zweite Ende E2 der Kabelverbindung KV nicht über die Steckelemente SE5 und SE6 mit dem ersten Steckelement SE1 verbunden ist, sondern direkt mit dem Steckelement SE1 verbunden ist. In diesem Fall reicht das zweite Ende E2 der Kabelverbindung KV bis zu dem ersten Steckelement SE4 und ist mit diesem direkt verbunden. Das Modul M weist dann das erste Steckelement SE1 auf, während das zweite Ende der Kabelverbindung KV innerhalb des Moduls mit dem Steckelement SE1 verbunden ist und die Kabelverbindung aus dem Modul M herausreicht bis zu dem Steckverbindungselement SE4 beziehungsweise bis zur Hochvoltkomponente HK. Ein derartiges Modul verzichtet auf die Steckelemente SE5 und SE6 und auf die damit einhergehende weitere Steckverbindung. Stattdessen besteht eine direkte Verbindung zwischen der Kabelverbindung KV und dem Steckelement SE1, das heißt insbesondere eine Verbindung ohne Steckelemente.
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Mit der Vorrichtung der 1 lässt sich die erste Steckverbindung SV1 überwachen, die sich an dem ersten Ende E1 der Kabelverbindung KV befindet. Die Temperatur wird an dem zweiten Ende der Kabelverbindung mittels eines Temperatursensors (an den Stellen 1 oder 2) erfasst. Der Temperatursensor befindet sich an dem ersten Steckelement SE1, das heißt innerhalb des ersten Steckelements oder an dessen Kontakten oder befindet sich an dem zweiten Steckelement SE2 (ein Ladestecker, der aufgrund der eingesteckten Verbindung mit dem ersten Steckelement SE1 auch wärmeübertragend verbunden ist). Der Temperatursensor kann sich somit in dem ersten Steckelement und/oder in dem zweiten Steckelement (SE1, SE2) befinden.
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Der zeitliche Temperaturgradient, das heißt die Stärke der Temperaturänderung beziehungsweise des Temperaturanstiegs, wird aus dem Verlauf der so erfassten Temperatur ermittelt. Der so erfasste Temperaturgradient beziehungsweise die so erfasste Größe, die die Stärke des Temperaturanstiegs am Temperatursensor wiedergibt, wird mit einem Schwellenwert verglichen. Der Schwellenwert ist vorgegeben und richtet sich beispielsweise nach der Kabellänge der Kabelverbindung beziehungsweise nach dessen Wärmewiderstand zwischen E1 und E2. Ein Temperaturfehlersignal wird dann abgegeben, wenn der Schwellenwert überschritten wird, wobei dieses Temperaturfehlersignal TF mit der ersten Steckverbindung verknüpft ist. Das Temperaturfehlersignal TF gibt wieder, dass sich die erste Steckverbindung erwärmt. Das Fehlersignal TO kann hingegen wiedergeben, dass an dem ersten Steckelement SE1 beziehungsweise am zweiten Steckelement SE2 eine erhöhte Temperatur vorliegt. Durch die Betrachtung des Momentanwerts der Temperatur (gegenüber einer Temperaturobergrenze) und durch die Betrachtung des Temperaturgradienten lassen sich somit Temperaturfehler an unterschiedlichen Ende E1, E2 der Kabelverbindung feststellen. Mit anderen Worten gibt das Temperaturfehlersignal TF wieder, dass am ersten Ende E1 der Kabelverbindung eine Temperaturerhöhung stattfindet beziehungsweise eine hohe Temperatur vorliegt, während das Temperaturfehlersignal TO wiedergibt, dass sich am zweiten Ende E2 der Kabelverbindung KV eine erhöhte Temperatur gemessen wurde (die über einer Temperaturobergrenze liegt).
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Wird das Verfahren innerhalb einer Hochvoltkomponente eingesetzt, dann kann die mit FH bezeichnete Linie ein (geschlossenes) Gehäuse der Hochvoltkomponente darstellen, und HK betrifft ein Hochvoltbauteil innerhalb der Hochvoltkomponente. Das Ende E1 ist mit dem Hochvoltbauteil verbunden und wird thermisch überwacht durch ein Temperatursensor 1 oder 2 am entgegengesetzten Ende E2 der Kabelverbindung KV, d.h. an einer Verbindungsstelle SV2, die mit dem Ende E2 verbunden ist. Eine Ausführungsform sieht vor, dass ein Verbindungselement SE2 verschraubt, ist mit einem Verbindungselement SE1, wobei sich die Elemente SE1, SE2 am zweiten Ende E2 befinden und in zumindest einem dieser Elemente der Temperatursensor befindet, um über die hier beschriebene Temperaturgradientenbetrachtung einen Fehler am Ende E1 bzw. an der dortigen Verbindungsstelle zu erfassen.
