WO2022090425A1 - Verfahren zur überwachung einer kühlmittelverbindung - Google Patents

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WO2022090425A1
WO2022090425A1 PCT/EP2021/080049 EP2021080049W WO2022090425A1 WO 2022090425 A1 WO2022090425 A1 WO 2022090425A1 EP 2021080049 W EP2021080049 W EP 2021080049W WO 2022090425 A1 WO2022090425 A1 WO 2022090425A1
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coolant
motor vehicle
connection
charging infrastructure
charging
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PCT/EP2021/080049
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Frank Jürgen Engler
Jan-Christoph ALBRECHT
Jochen Westhäuser
Carsten Wachsmuth
Arne-Christian Voigt
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Volkswagen Aktiengesellschaft
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
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    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring a coolant connection between a charging infrastructure and a motor vehicle.
  • the charging infrastructure is designed to be particularly suitable for transmitting electrical power to a motor vehicle via a charging cable.
  • a storage device for electrical energy, ie a battery
  • the motor vehicle can be charged with electrical energy via the charging infrastructure.
  • a charging station for an electrical energy store of a vehicle is known from DE 10 2010 007 975 A1.
  • the charging station has a cooling device for supplying a coolant to the energy store.
  • a connection unit of the charging station comprising a plug-in connection to the vehicle, has a contact sensor that enables monitoring of the contacting of the vehicle-side connection unit with the connection unit assigned to the charging station.
  • DE 44 08 961 C1 discloses a method for controlling the temperature of a battery, wherein a temperature control fluid is supplied to a charging station via a connecting line to the battery.
  • a method and a device for providing a cooling liquid for a heat exchanger of a battery is known from US Pat. No. 4,415,847.
  • DE 10 2012 220 218 A1 is directed to a method for charging a traction battery of a motor vehicle.
  • a cooling device of a charging station which supplies cooling heat medium to the battery.
  • This allows the battery to be cooled during the stationary charging phase using components that are mostly located outside of the vehicle and therefore do not have to be carried along.
  • the object of the present invention is to at least partially solve the problems cited with reference to the prior art.
  • a method for monitoring a coolant connection is to be proposed, by means of which a leak can be prevented or at least detected early and adjusted as quickly as possible.
  • the coolant connection includes a plug-in connection between the charging infrastructure and the motor vehicle, via which a coolant is supplied to and removed from the motor vehicle starting from the charging infrastructure.
  • the method comprises at least the following steps: i. subjecting a coolant compound to a gaseous coolant; and then ii. Checking a volume flow or a pressure of the coolant at least on the charging infrastructure or on the motor vehicle; and iii. if no malfunction of the coolant connection has been determined, applying a liquid coolant to the coolant connection.
  • the method is regularly carried out in an operating situation, that is to say when, in particular, a coolant connection has already been set up.
  • the coolant connection should first be checked for its functionality (e.g. adequate tightness) using a gaseous coolant (e.g. air or an inert gas).
  • a gaseous coolant e.g. air or an inert gas.
  • step ii. is preferably initiated with a time delay and/or when a limit value (volume flow, pressure, etc.) that is characteristic of the charging of the coolant connection with gaseous coolant is detected.
  • step ii. can step i. superimposed in time or partially carried out in parallel. If step ii. has led to a positive result (i.e. no fault in the coolant connection was detected), step iii. be initiated. If step ii. has led to a negative result (a fault in the coolant connection was detected), corresponding information can be provided, which then takes step iii. suppressed or leads to a new establishment of the coolant connection. The method can then start again with step i. be restarted.
  • a limit value volume flow, pressure, etc.
  • the charging infrastructure is suitable for transmitting an average charging power of more than 150 kilowatts.
  • the electric Transfer energy between charging infrastructure and motor vehicle through a charging cable.
  • the electrical energy is supplied to a storage device (a battery) in the motor vehicle.
  • the storage device in the motor vehicle has at least a capacity of at least 30 kilowatt hours, preferably at least 50 kilowatt hours.
  • the charging infrastructure includes at least one energy source for electrical energy and a cooling device, via which a coolant can be supplied to a motor vehicle to control the temperature of the storage device.
  • the coolant connection is in particular a connection (i.e. e.g. a line with a plug connection or similar) via which a coolant can flow from the charging infrastructure to the motor vehicle (a flow) or back, i.e. from the motor vehicle to the charging infrastructure (a return). is being transferred or is transferrable.
  • a connection i.e. e.g. a line with a plug connection or similar
  • the charging infrastructure has a cooling device, e.g. B. with a coolant reservoir for the coolant (z. B. a liquid) and a pump for pumping the coolant from the coolant reservoir, via the coolant connection towards the motor vehicle, starting from the motor vehicle back to the cooling device or towards the coolant reservoir.
  • a cooling device e.g. B. with a coolant reservoir for the coolant (z. B. a liquid) and a pump for pumping the coolant from the coolant reservoir, via the coolant connection towards the motor vehicle, starting from the motor vehicle back to the cooling device or towards the coolant reservoir.
  • the cooling device is set up to apply a gaseous coolant to the coolant connection as well.
  • the cooling device has, in particular, a further coolant reservoir for the gaseous coolant.
  • a further pump may be required to convey the gaseous coolant, but preferably only one pump is used to carry out the method.
  • the coolant connection or plug-in connection is provided in particular between the charging infrastructure and the motor vehicle.
  • the coolant connection includes in particular a feed and a return (together referred to as the line in particular) for the coolant.
  • the motor vehicle comprises in particular the storage device for electrical energy and a heat exchanger which is provided for temperature control of the storage device.
  • the heat exchanger can be charged with the cooling fluid/coolant of the charging infrastructure. In this way, in particular when the storage device is being charged, heat that occurs and is caused by the electrical power loss of the storage device can be dissipated via the coolant.
  • a flow rate or a pressure (or both) of the coolant is checked.
  • the test or testing can be carried out at times that can be specified in a fixed manner, intermittently and/or continuously (at least at times).
  • the test can be carried out on the charging infrastructure and/or on the motor vehicle.
  • the coolant connection or line is in particular only charged with a liquid coolant after this test and only if no fault was found.
  • step ii. electrical power is transmitted to the motor vehicle only after this test or this test, that is to say when no fault has been detected when the gaseous coolant is applied.
  • the checking is carried out according to step ii. by means of at least
  • a single sensor or a plurality of similar or different sensors can be used.
  • a volume flow of the coolant can be determined via the flow sensor.
  • a volume flow in the flow can be compared with a volume flow in the return.
  • a temperature of the coolant or a temperature of the power storage unit or a component involved can be determined via the temperature sensor.
  • a change in an electrical resistance can be determined via a resistance sensor. From this, a change in the temperature of the affected component can be determined.
  • a current pressure of the coolant can be determined via the pressure sensor.
  • About the control unit of a pump for the coolant z. B. a pump output requested by the pump can be monitored.
  • a pressure difference between a flow (from the cooling device to the motor vehicle) and a return (from the motor vehicle back to the cooling device) can be determined.
  • a pressure difference that is too large (greater than expected or than defined for the motor vehicle or the charging infrastructure) could indicate a leak.
  • the coolant connection or the line is subjected to a (predetermined) volume flow and a pressure is set in the line.
  • This pressure can B. over a time interval, z. B. of at least two, at least five or at least ten seconds, preferably no more than 15 seconds, particularly preferably no more than 10 seconds.
  • the pressure can be checked continuously as a course or at the beginning and end of the interval, i.e. measured.
  • a pressure drop, the z. B. exceeds a predetermined value of a pressure drop, may indicate a leak in the line or at the connector.
  • a volume flow can be detected, which is required to maintain the pressure that is set and then kept constant during the time interval.
  • the volume flow checked in this way can also indicate a leak.
  • Faulty contacting of the coolant lines or disconnection of the coolant lines could e.g. B. be found in the charging infrastructure, since in this case the pressure in the (supply) line (quickly) drops. A sudden decrease in pressure is B. can also be detected via a then reduced pump performance.
  • a leak is z. B. detectable via a (permanent) mass flow (or volume flow) difference. Furthermore, in the event of a leak, a pressure drop across a heat exchanger (in the motor vehicle, to dissipate heat generated as a result of power loss via the coolant) would be greater than in an intact system. If a pressure loss coefficient of the heat exchanger is known, a leak can be determined via a pressure loss determined elsewhere.
  • the pressure loss of the heat exchanger can be determined using a so-called differential pressure sensor, with the pressure loss of the coolant being compared in front of and behind a component.
  • this difference can be made by evaluating or comparing different sensors in the system, e.g. B. by a pressure sensor downstream of the pump in a charging station or charging infrastructure and by a pressure sensor downstream of the heat exchanger in the motor vehicle.
  • a kinked line for the coolant can e.g. B. an excessive pressure difference in the system (cooling device, connection, motor vehicle) or an insufficient volume flow (or mass flow) can be detected.
  • the volume flow or the pressure is checked by at least one sensor that is arranged on the charging infrastructure or on the motor vehicle.
  • at least one sensor is arranged on the charging infrastructure or on the motor vehicle, preferably several, particularly preferably all of the sensors mentioned.
  • the coolant is, starting from the cooling device of the charging infrastructure, via a flow to the plug connection and, starting from the plug connection, via a return to the cooling device eligible.
  • step ii. first the flow is closed via a first shut-off device and the return is closed via a second shut-off device and then the testing is carried out.
  • step ii. takes place in particular in the section of the line arranged downstream of the first shut-off device and upstream of the second shut-off device.
  • the sensor used for testing is located in particular in this section of the line.
  • a pressure can be set in the line.
  • This pressure (alternatively or additionally a volume flow) can, for. B. over a time interval, z. B. of at least two, at least five or at least ten seconds, preferably no more than 15 seconds, particularly preferably no more than 10 seconds.
  • the pressure (and/or the volume flow) can be checked continuously as a curve or at the beginning and end of the interval, i.e. measured.
  • a pressure drop, the z. B. exceeds a predetermined value of a pressure drop may indicate a leak in the line or at the connector.
  • the fault can be caused by a control unit, e.g. B. the control unit of the pump, and transmitted to the charging infrastructure and / or the user interface.
  • a control unit e.g. B. the control unit of the pump
  • a line between the coolant connection and a heat exchanger in the motor vehicle is interrupted.
  • the transmitted disturbance can lead to an interruption in the flow of coolant.
  • the delivery of the coolant by the pump can be adjusted.
  • z. B. a vehicle-side closure system ie a line
  • a vehicle-side closure system ie a line
  • the disruption is transmitted in such a way that it is accessible to a user of the motor vehicle (e.g. via the user interface, e.g. a monitor in the motor vehicle) or the charging infrastructure, or the user is made aware of the disruption.
  • step i. initiated when a charging process of the motor vehicle is detected at the charging infrastructure or at the motor vehicle will.
  • An (imminent) imminent charging process can e.g. B. can be identified by operating the charging infrastructure.
  • a charging infrastructure for a motor vehicle at least comprising a charging cable for transferring electrical power to a motor vehicle and a cooling device for transferring a coolant to the motor vehicle.
  • the cooling device is designed to be suitable for carrying out the method described.
  • the cooling device is designed in such a way that the coolant connection is first subjected to a gaseous coolant and, if necessary, immediately thereafter to a liquid coolant.
  • the cooling device has, in particular, a further coolant reservoir for the gaseous coolant.
  • a further pump may be required to convey the gaseous coolant, but preferably only one pump is used to carry out the method.
  • a volume flow or a pressure of the coolant is checked by at least one sensor or a control unit of a pump for the coolant, with at least the sensor or the control unit being arranged in the charging infrastructure.
  • a motor vehicle is also proposed, at least comprising a storage device for electrical energy, a first connection for a charging cable of a charging infrastructure and a second connection for forming a plug connection with a cooling device of the charging infrastructure, the motor vehicle being suitably designed or set up to carry out the method described is.
  • the second connection includes, in particular, connections for a flow and a return.
  • a volume flow or a pressure of the coolant is checked by at least one sensor, the at least one sensor being arranged in the motor vehicle.
  • the statements on the method can be transferred in particular to the charging infrastructure or to the motor vehicle and vice versa.
  • control unit of the pump or the charging infrastructure or the motor vehicle is equipped, configured or programmed in particular to carry out the method described.
  • the method can also be carried out by a computer or with a processor of a control unit.
  • a system for data processing which includes a processor which is adapted/configured in such a way that it carries out the method or part of the steps of the proposed method.
  • a computer-readable storage medium can be provided which comprises instructions which, when executed by a computer/processor, cause the latter to carry out the method or at least part of the steps of the proposed method.
  • first”, “second”, ... ) primarily (only) serve to distinguish between several similar objects, sizes or processes, i.e. in particular no dependency and/or sequence of these objects, sizes or make processes mandatory for each other. Should a dependency and/or order be necessary, this is explicitly stated here or it is obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment. If a component can occur several times (“at least one”), the description of one of these components can apply equally to all or part of the majority of these components, but this is not mandatory.
  • indefinite articles (“a”, “an”, “an” and “an”), particularly in the claims and the description reflecting them, is to be understood as such and not as a numeral.
  • indefinite articles (“a”, “an”, “an” and “an”), particularly in the claims and the description reflecting them, is to be understood as such and not as a numeral.
  • Correspondingly introduced terms or components are to be understood in such a way that they are present at least once and in particular can also be present several times.
  • the charging infrastructure 2 comprises at least one energy source for electrical energy and a cooling device 12 via which a coolant for temperature control of the storage device 13 can be supplied to the motor vehicle 3 .
  • the electrical energy between the charging infrastructure 2 and the motor vehicle 3 is transmitted by a charging cable 4 .
  • the coolant connection 1 is a line 10 with a plug connection 5, via which a coolant is transferred from the charging infrastructure 2 to the motor vehicle 3 (via a flow 16) or back, i.e. from the motor vehicle 3 to the charging infrastructure 2 (via a return 17). becomes or is transferrable.
  • the charging infrastructure 2 has a cooling device 12 with a coolant reservoir for the coolant and a pump 8 .
  • the pump 8 is controlled by a control device 7 .
  • the pump 8 is provided for conveying the coolant from the coolant reservoir, via the coolant connection 1 to the motor vehicle 3 and, starting from the motor vehicle 3, back to the cooling device 12 or to the coolant reservoir.
  • the pump 8 is designed to be suitable for pumping the gaseous coolant and the liquid coolant.
  • the gaseous coolant e.g. B. air can be sucked in from the environment via the pump 8.
  • the air can be forced out of the line 10 again by conveying the liquid coolant.
  • the coolant connection 1 or plug-in connection 5 is provided between the charging infrastructure 2 and the motor vehicle 3 .
  • the coolant connection 1 includes a feed 16 and a return 17 for the coolant.
  • the motor vehicle 3 includes the storage device 13 for electrical energy and a heat exchanger 11 which is provided for temperature control of the storage device 13 .
  • the heat exchanger 11 can be charged with the cooling fluid of the charging infrastructure 2. In this way, heat that occurs when the storage device 13 is being charged, caused by the electrical power loss of the storage device 13, can be dissipated via the (liquid) coolant.
  • the motor vehicle 3 also has a first connection 14 for the charging cable 4 of the charging infrastructure 2 and a second connection 15 for forming a plug connection 5 with the cooling device 12 of the charging infrastructure 2.
  • the second connection 15 includes connections for a flow 16 and a return 17 for the coolant.
  • a volume flow or a pressure of the coolant is measured at least at the charging infrastructure 2 or at the motor vehicle 3 checked.
  • Step ii. takes place with two sensors 6, here z.
  • B. Flow sensors 6 or pressure sensors 6, which are arranged on the flow 16 and 17 on the return. the Sensors 6 are assigned to the connection line 1 and thus to the charging infrastructure 2 .
  • the coolant is conveyed via a feed 16 to the plug connection 5 and starting from the plug connection 5 via a return 17 to the cooling device 12 .
  • step ii. the preliminary pipe 16 can first be closed via a first shut-off device 18 and the return 17 via a second shut-off device 19 and then the volume flow or the pressure can be checked.
  • the checking according to step ii. then takes place in the section of the line 10 which is arranged downstream of the first shut-off device 18 and upstream of the second shut-off device 19 and comprises the plug-in connection 5 .
  • the sensor 6 used for testing is located in this section of the line 10.
  • a pressure in the line 10 can be set. This pressure can be checked or measured over a time interval. The pressure can be checked continuously as a course or at the beginning and end of the interval, i.e. measured. A pressure drop, the z. B. exceeds a predetermined value of a pressure drop, may indicate a leak in the line 10 or at the connector 5. During the time interval, there should be no volume flow of the coolant, otherwise a leak can be assumed.
  • a fault in the coolant connection 1 is transmitted to a user interface 9 in the motor vehicle 3 and to the charging infrastructure 2 . If a fault in the coolant connection 1 is detected, at least one delivery of the coolant by the pump 8 of the charging infrastructure 2 is interrupted or delivery of the liquid coolant is not initiated at all.
  • a line 10 between the coolant connection 1 and a heat exchanger 11 in the motor vehicle 3 is interrupted.

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Abstract

Verfahren zur Überwachung einer Kühlmittelverbindung (1) zwischen einer Ladeinfrastruktur (2), die zumindest zur Übertragung einer elektrischen Leistung auf ein Kraftfahrzeug (3) über ein Ladekabel (4) geeignet ausgeführt ist, und einem Kraftfahrzeug (3), wobei die Kühlmittelverbindung (1) eine Steckverbindung (5) zwischen der Ladeinfrastruktur (2) und dem Kraftfahrzeug (3) umfasst, über die ein Kühlmittel ausgehend von einer Kühleinrichtung (12) der Ladeinfrastruktur (2) dem Kraftfahrzeug (3) zugeführt und wieder abgeführt wird; wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst: i. Beaufschlagen der Kühlmittelverbindung (1) mit einem gasförmigen Kühlmittel; und daraufhin; ii. Prüfen eines Volumenstroms oder eines Drucks des Kühlmittels zumindest an der Ladeinfrastruktur (2) oder an dem Kraftfahrzeug (3); und iii. wenn keine Störung der Kühlmittelverbindung (1) festgestellt wurde, Beaufschlagen der Kühlmittelverbindung (1) mit einem flüssigen Kühlmittel.

Description

Verfahren zur Überwachung einer Kühlmittelverbindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Kühlmittelverbindung zwischen einer Ladeinfrastruktur und einem Kraftfahrzeug. Die Ladeinfrastruktur ist insbesondere zur Übertragung einer elektrischen Leistung auf ein Kraftfahrzeug über ein Ladekabel geeignet ausgeführt. Über die Ladeinfrastruktur kann insbesondere eine Speichereinrichtung (für elektrische Energie, also eine Batterie) des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie aufgeladen werden.
Es ist bekannt, dass Kraftfahrzeuge mit elektrischem Antrieb ihre Energie aus Speichereinrichtungen abrufen. Das Aufladen der Speichereinrichtung erfolgt an einer (z. B. stationären) Ladestation, die eine Stromquelle aufweist. Über ein Ladekabel oder eine ähnliche Möglichkeit zur Energieübertragung (feste Kontakte, induktiv, etc.) wird der Speichereinrichtung Energie zum späteren Antreiben des Kraftfahrzeuges zugeführt. In der Vergangenheit waren langwierige Aufladezeiten erforderlich, um entnommene Energie wieder aufzuladen. Aus diesem Grund wurden Schnellladeverfahren entwickelt, bei denen in kurzer Zeit eine große Menge an Energie übertragen werden kann. Dabei entstehen aber regelmäßig hohe Verlustleistungen, die zu einer Erwärmung der beteiligten Komponenten, insbesondere der Speichereinrichtung führen können. Eine Begrenzung dieser Erwärmung ist wichtig, um eine Degradation der Speicherkomponenten der Speichereinrichtung zu verhindern.
Bei mittleren Ladeleistungen von deutlich größer 150 kW [Kilowatt] ist also eine aktive (und externe) Kühlung des Kraftfahrzeuges bzw. der Speichereinrichtung erforderlich. Diese Kühlung wird ebenfalls von einer Ladeinfrastruktur bereitgestellt, wobei ein Kühlfluid dem Kraftfahrzeug zugeführt und wieder abgeführt wird. Über das Kühlfluid kann die durch die Verlustleistung erzeugte Abwärme abgeführt werden.
Es ist erforderlich, eine Leckage-freie Übertragung des Kühlmittels zu gewährleisten. Ein Austreten des Kühlmittels an die Umwelt ist zu verhindern.
Aus der DE 10 2010 007 975 A1 ist eine Ladestation für einen elektrischen Energiespeicher eines Fahrzeugs bekannt. Die Ladestation weist eine Kühleinrichtung zum Zuführen eines Kühlmittels hin zu dem Energiespeicher auf. Eine Verbindungseinheit der Ladestation, umfassend eine Steckverbindung hin zum Fahrzeug, weist einen Kontaktsensor auf, der eine Überwachung der Kontaktierung der fahrzeugseitigen Verbindungseinheit mit der der Ladestation zugeordneten Verbindungseinheit ermöglicht.
Aus der DE 44 08 961 C1 ist ein Verfahren zur Temperierung einer Batterie bekannt, wobei ein Temperierfluid einer Ladestation über eine Verbindungsleitung der Batterie zugeführt wird.
Aus der US 4,415,847 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer Kühlflüssigkeit für einen Wärmetauscher einer Batterie bekannt.
Die DE 10 2012 220 218 A1 ist auf ein Verfahren zum Laden einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs gerichtet. Zur Kühlung der Batterie des Kraftfahrzeugs wird diese über eine fluidübertragende Leitung an eine Kühlvorrichtung einer Ladestation angeschlossen, die kühlendes Wärmemedium an die Batterie liefert. Dadurch kann in der stationären Ladephase die Kühlung der Batterie mit Komponenten verwirklicht werden, die sich größtenteils außerhalb des Fahrzeugs befinden und somit nicht mitgeführt werden müssen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik angeführten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Verfahren zur Überwachung einer Kühlmittelverbindung vorgeschlagen werden, durch das eine Leckage verhindert oder zumindest frühzeitig erkannt und möglichst schnell eingestellt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgaben trägt ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und/oder Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvananten der Erfindung aufgezeigt werden.
Es wird ein Verfahren zur Überwachung einer Kühlmittelverbindung zwischen einer Ladeinfrastruktur, die zur Übertragung einer elektrischen Leistung auf ein Kraftfahrzeug über ein Ladekabel (oder ähnliches) geeignet ausgeführt ist, und einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Die Kühlmittelverbindung umfasst eine Steckverbindung zwischen der Ladeinfrastruktur und dem Kraftfahrzeug, über die ein Kühlmittel ausgehend von der Ladeinfrastruktur dem Kraftfahrzeug zugeführt und wieder abgeführt wird. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: i. Beaufschlagen einer Kühlmittelverbindung mit einem gasförmigen Kühlmittel; und daraufhin ii. Prüfen eines Volumenstroms oder eines Drucks des Kühlmittels zumindest an der Ladeinfrastruktur oder an dem Kraftfahrzeug; und iii. wenn keine Störung der Kühlmittelverbindung festgestellt wurde, Beaufschlagen der Kühlmittelverbindung mit einem flüssigen Kühlmittel.
Regelmäßig wird das Verfahren in einer Betriebssituation durchgeführt, also wenn insbesondere eine Kühlmittelverbindung bereits eingerichtet ist. Insbesondere soll also zunächst die Kühlmittelverbindung mittels eines gasförmigen Kühlmittels (z. B. Luft oder ein Schutzgas) auf ihre Funktionalität (z. B. ausreichende Dichtigkeit) geprüft werden. Damit können für einen Fehlerfall der Kühlmittelverbindung die Auswirkungen für einen Nutzer des Kraftfahrzeuges und/ oder für die Ladeinfrastruktur und/ oder für die Umwelt reduziert werden, weil nur das gasförmige Kühlmittel aber eben (noch) kein flüssiges Kühlmittel aus der Leitung der Kühlmittelverbindung entweicht.
Schritt ii. wird dabei bevorzugt mit zeitlicher Verzögerung und/oder bei Feststellen eines für die Beaufschlagung der Kühlmittelverbindung mit gasförmigem Kühlmittel charakteristischen Grenzwertes (Volumenstrom, Druck, etc.) initiiert. Schritt ii. kann Schritt i. zeitlich überlagern bzw. teilweise parallel durchgeführt werden. Wenn Schritt ii. zu einem positiven Ergebnis (also keine Störung der Kühlmittelverbindung wurde festgestellt) geführt hat, kann dann Schritt iii. initiiert werden. Falls Schritt ii. zu einem negativen Ergebnis (eine Störung der Kühlmittelverbindung wurde festgestellt) geführt hat, kann eine entsprechende Information bereitgestellt werden, die dann Schritt iii. unterdrückt bzw. zu einer neuen Einrichtung der Kühlmittelverbindung führt. Das Verfahren kann dann wieder mit Schritt i. neu gestartet werden.
Insbesondere ist die Ladeinfrastruktur geeignet, eine mittlere Ladeleistung von mehr als 150 Kilowatt zu übertragen. Insbesondere wird die elektrische Energie zwischen Ladeinfrastruktur und Kraftfahrzeug durch em Ladekabel übertragen. Die elektrische Energie wird insbesondere einer Speichereinrichtung (einer Batterie) in dem Kraftfahrzeug zugeführt. Die Speichereinrichtung im Kraftfahrzeug weist mindestens eine Kapazität von mindestens 30 Kilowattstunden, bevorzugt von mindestens 50 Kilowattstunden, auf.
Die Ladeinfrastruktur umfasst zumindest eine Energiequelle für elektrische Energie sowie eine Kühleinrichtung, über die einem Kraftfahrzeug ein Kühlmittel zur Temperierung der Speichereinrichtung zugeführt werden kann.
Die Kühlmittelverbindung ist insbesondere eine Verbindung (also z. B. eine Leitung mit einer Steckverbindung oder ähnliches), über die ein Kühlmittel von der Ladeinfrastruktur hin zum Kraftfahrzeug (ein Vorlauf) bzw. zurück, also von dem Kraftfahrzeug hin zur Ladeinfrastruktur (ein Rücklauf) übertragen wird bzw. übertragbar ist.
Insbesondere weist die Ladeinfrastruktur eine Kühleinrichtung auf, z. B. mit einem Kühlmittelreservoir für das Kühlmittel (z. B. eine Flüssigkeit) und einer Pumpe zur Förderung des Kühlmittels aus dem Kühlmittelreservoir, über die Kühlmittelverbindung hin zum Kraftfahrzeug, ausgehend von dem Kraftfahrzeug zurück zur Kühleinrichtung bzw. hin zum Kühlmittelreservoir.
Insbesondere ist die Kühleinrichtung eingerichtet, die Kühlmittelverbindung auch mit einem gasförmigen Kühlmittel zu beaufschlagen. Dafür weist die Kühleinrichtung insbesondere ein weiteres Kühlmittelreservoir für das gasförmige Kühlmittel auf. Ggf. ist eine weitere Pumpe zur Förderung des gasförmigen Kühlmittels erforderlich, bevorzugt wird aber nur eine Pumpe zur Durchführung des Verfahrens eingesetzt. Die Kühlmittelverbindung bzw. Steckverbindung ist insbesondere zwischen der Ladeinfrastruktur und dem Kraftfahrzeug vorgesehen. Die Kühlmittelverbindung umfasst insbesondere einen Vorlauf und einen Rücklauf (zusammen insbesondere als die Leitung bezeichnet) für das Kühlmittel.
Das Kraftfahrzeug umfasst insbesondere die Speichereinrichtung für elektrische Energie sowie einen Wärmetauscher, der zur Temperierung der Speichereinrichtung vorgesehen ist. Der Wärmetauscher kann insbesondere mit dem Kühlfluid/Kühlmittel der Ladeinfrastruktur beaufschlagt werden. Damit kann insbesondere beim Laden der Speichereinrichtung auftretende Wärme, hervorgerufen durch die elektrische Verlustleistung der Speichereinrichtung, über das Kühlmittel abgeführt werden.
Es wird vorgeschlagen, dass ein Volumenstrom oder ein Druck (oder beides) des Kühlmittels geprüft wird. Die Prüfung bzw. das Prüfen kann zu fest vorgebbaren Zeitpunkten, intermittierend und/oder (zumindest zeitweise) kontinuierlich erfolgen. Die Prüfung kann an der Lade Infrastruktur und/oder an dem Kraftfahrzeug durchgeführt werden.
Bevorzugt wird vorgeschlagen, zunächst den Volumenstrom oder den Druck eines gasförmigen Kühlmittels zu prüfen. Die Kühlmittelverbindung bzw. die Leitung wird insbesondere erst nach dieser Prüfung, und nur wenn dabei keine Störung festgestellt wurde, mit einem flüssigen Kühlmittel beaufschlagt.
Insbesondere erfolgt erst nach dieser Prüfung bzw. diesem Prüfen, wenn also keine Störung bei der Beaufschlagung mit gasförmigem Kühlmittel festgestellt wurde, eine Übertragung einer elektrischen Leistung auf das Kraftfahrzeug. Insbesondere erfolgt das Prüfen gemäß Schritt ii. mittels zumindest
• einem Durchflusssensor, oder
• einem Temperatursensor, oder
• einem Widerstandssensor, oder
• einem Drucksensor, oder
• einem Steuergerät einer Pumpe für das Kühlmittel.
Es kann ein einzelner Sensor oder eine Mehrzahl von gleichartigen oder unterschiedlichen Sensoren eingesetzt werden.
Über den Durchflusssensor ist insbesondere ein Volumenstrom des Kühlmittels ermittelbar. Z. B. kann ein Volumenstrom im Vorlauf mit einem Volumenstrom im Rücklauf verglichen werden. Über den Temperatursensor kann eine Temperatur des Kühlmittels oder eine Temperatur des Stromspeichers oder einer beteiligten Komponente ermittelt werden. Über einen Widerstandssensor kann eine Veränderung eines elektrischen Widerstands bestimmt werden. Daraus kann eine Veränderung der Temperatur der betroffenen Komponente ermittelt werden. Über den Drucksensor kann ein aktueller Druck des Kühlmittels bestimmt werden. Über das Steuergerät einer Pumpe für das Kühlmittel kann z. B. eine von der Pumpe angeforderte Pumpenleistung überwacht werden.
Bei der Bestimmung eines Drucks kann z. B. eine Druckdifferenz zwischen einem Vorlauf (von der Kühleinrichtung hin zum Kraftfahrzeug) und einem Rücklauf (von dem Kraftfahrzeug zurück zur Kühleinrichtung) bestimmt werden. Eine zu große Druckdifferenz (größer als erwartet bzw. als für das Kraftfahrzeug bzw. die Ladeinfrastruktur definiert) könnte auf eine Leckage hinweisen. Für das Prüfen gemäß Schritt ii. wird insbesondere die Kühlmittelverbindung bzw. die Leitung mit einem (vorgegebenen) Volumenstrom beaufschlagt und dabei ein Druck in der Leitung eingestellt. Dieser Druck kann z. B. über ein Zeitintervall, z. B. von mindestens zwei, mindestens fünf oder mindestens zehn Sekunden, bevorzugt höchstens 15 Sekunden, besonders bevorzugt höchstens 10 Sekunden, geprüft werden. Der Druck kann kontinuierlich als Verlauf oder zu Beginn und zum Ende des Intervalls geprüft, also gemessen werden. Ein Druckabfall, der z. B. einen vorbestimmten Wert eines Druckabfalls übersteigt, kann auf eine Leckage in der Leitung bzw. an der Steckverbindung hindeuten. Während des Zeitintervalls liegt ein Volumenstrom des Kühlmittels insbesondere nicht vor.
Weiterhin kann (z. B. auch anstatt des Druckes oder zusätzlich) ein Volumenstrom detektiert werden, der zur Aufrechterhaltung des eingestellten und dann während des Zeitintervalls konstant gehaltenen Druckes erforderlich ist. Auch der so geprüfte Volumenstrom kann auf eine Leckage hinweisen.
Eine fehlerhafte Kontaktierung der Kühlmittelleitungen bzw. ein Trennen der Kühlmittelleitungen könnte z. B. an der Ladeinfrastruktur festgestellt werden, da in diesem Fall ein Druck in der (Vorlauf-)Leitung (schnell) abfällt. Eine plötzliche Druckabnahme ist z. B. auch über eine dann reduzierte Pumpenleistung detektierbar.
Eine Leckage ist z. B. über eine (dauerhafte) Massenstrom- (bzw. Volumenstrom-) Differenz detektierbar. Weiter würde bei einer Leckage em Druckverlust über einen Wärmetauscher (im Kraftfahrzeug, zur Abfuhr von infolge Verlustleistung generierter Wärme über das Kühlmittel) größer sein als bei einem intakten System. Bei Kenntnis eines Druckverlustbeiwertes des Wärmetauschers kann eine Leckage über einen an anderer Stelle ermittelten Druckverlust ermittelbar sein.
Insbesondere kann der Druckverlust des Wärmetauschers über einen sog. Differenzdrucksensor ermittelt werden, wobei der Druckverlust des Kühlmittels vor und hinter einer Komponente verglichen wird. Alternativ kann diese Differenz per Auswertung oder Vergleich unterschiedlicher Sensoren im System erfolgen, z. B. durch einen Drucksensor stromabwärts der Pumpe in einer Ladesäule bzw. Ladeinfrastruktur und durch einen Drucksensor stromabwärts des Wärmetauschers im Kraftfahrzeug.
Eine geknickte Leitung für das Kühlmittel kann z. B. über eine zu große Druckdifferenz im System (Kühleinrichtung, Verbindung, Kraftfahrzeug) oder einen zu geringen Volumenstrom (bzw. Massenstrom) detektiert werden.
Insbesondere erfolgt das Prüfen des Volumenstroms oder des Druckes durch zumindest einen Sensor, der an der Ladeinfrastruktur oder an dem Kraftfahrzeug angeordnet ist. Insbesondere ist zumindest ein Sensor an der Ladeinfrastruktur oder an dem Kraftfahrzeug angeordnet, bevorzugt mehrere, besonders bevorzugt alle der angeführten Sensoren.
Insbesondere ist das Kühlmittel ausgehend von der Kühleinrichtung der Ladeinfrastruktur über einen Vorlauf hin zur Steckverbindung und ausgehend von der Steckverbindung über einen Rücklauf hin zur Kühleinrichtung förderbar. Während Schritt ii. werden zunächst der Vorlauf über eine erste Absperrvorrichtung und der Rücklauf über eine zweite Absperrvorrichtung verschlossen und dann das Prüfen durchgeführt.
Das Prüfen gemäß Schritt ii. erfolgt insbesondere in dem stromabwärts der ersten Absperrvorrichtung und stromaufwärts der zweiten Absperrvorrichtung angeordneten Abschnitt der Leitung. Der zum Prüfen eingesetzte Sensor befindet sich insbesondere in diesem Abschnitt der Leitung.
Vor dem durch die Absperrvorrichtungen erfolgenden Absperren der Leitung, die die Kühlmittelverbindung und die Steckverbindung umfasst, kann ein Druck in der Leitung eingestellt werden. Dieser Druck (alternativ oder zusätzlich ein Volumenstrom) kann z. B. über ein Zeitintervall, z. B. von mindestens zwei, mindestens fünf oder mindestens zehn Sekunden, bevorzugt höchstens 15 Sekunden, besonders bevorzugt höchstens 10 Sekunden, geprüft werden. Der Druck (und/oder der Volumenstrom) kann kontinuierlich als Verlauf oder zu Beginn und zum Ende des Intervalls geprüft, also gemessen werden. Ein Druckabfall, der z. B. einen vorbestimmten Wert eines Druckabfalls übersteigt, kann auf eine Leckage in der Leitung bzw. an der Steckverbindung hindeuten. Während des Zeitintervalls liegt ein Volumenstrom des Kühlmittels insbesondere nicht vor bzw. sollte nicht vorliegen, da ansonsten auf eine Leckage zu schließen wäre.
Insbesondere wird eine Störung der Kühlmittelverbindung
• an die Ladeinfrastruktur und/oder
• an eine Benutzerschnittstelle im Kraftfahrzeug übermittelt. Die Störung kann durch ein Steuergerät, z. B. das Steuergerät der Pumpe, erfasst und an die Ladeinfrastruktur und/oder die Benutzerschnittstelle übermittelt werden.
Insbesondere wird bei Feststellen einer Störung der Kühlmittelverbindung
• eine Förderung des Kühlmittels durch eine Pumpe der Ladeinfrastruktur abgebrochen; und/oder
• eine Leitung zwischen der Kühlmittelverbindung und einem Wärmetauscher im Kraftfahrzeug unterbrochen.
Insbesondere wird bei Feststellen einer Störung eine Förderung des flüssigen Kühlmittels nicht eingeleitet bzw. aktiv verhindert.
Insbesondere kann die übermittelte Störung zu einer Unterbrechung des Kühlmittelflusses führen. Insbesondere kann die Förderung des Kühlmittels durch die Pumpe eingestellt werden.
Insbesondere kann z. B. ein kraftfahrzeugseitiges Verschlusssystem (also eine Leitung) verriegelt werden, so dass kein weiteres Kühlmittel hin zum Wärmetauscher im Kraftfahrzeug transportiert werden kann. Insbesondere kann so eine Verunreinigung des Wärmetauschers vermieden werden.
Die Störung wird insbesondere so übermittelt, dass sie einem Benutzer des Kraftfahrzeuges (z. B. über die Benutzerschnittstelle, z. B. einem Monitor im Kraftfahrzeug) oder der Ladeinfrastruktur zugänglich ist, bzw. der Benutzer auf die Störung aufmerksam gemacht wird.
Insbesondere wird Schritt i. eingeleitet, wenn ein Ladevorgang des Kraftfahrzeuges an der Ladeinfrastruktur oder an dem Kraftfahrzeug detektiert wird. Ein (unmittelbar) bevorstehender Ladevorgang kann z. B. anhand einer Bedienung der Ladeinfrastruktur identifiziert werden.
Es wird weiter eine Ladeinfrastruktur für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, zumindest umfassend ein Ladekabel zur Übertragung einer elektrischen Leistung auf ein Kraftfahrzeug sowie eine Kühleinrichtung zur Übertragung eines Kühlmittels auf das Kraftfahrzeug. Die Kühleinrichtung ist zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens geeignet ausgeführt.
Insbesondere ist die Kühleinrichtung geeignet ausgeführt, die Kühlmittelverbindung zunächst mit einem gasförmigen Kühlmittel und ggf. unmittelbar darauf mit einem flüssigen Kühlmittel zu beaufschlagen. Dafür weist die Kühleinrichtung insbesondere ein weiteres Kühlmittelreservoir für das gasförmige Kühlmittel auf. Ggf. ist eine weitere Pumpe zur Förderung des gasförmigen Kühlmittels erforderlich, bevorzugt wird aber nur eine Pumpe zur Durchführung des Verfahrens eingesetzt.
Insbesondere erfolgt das Prüfen eines Volumenstroms oder eines Druckes des Kühlmittels durch zumindest einen Sensor oder ein Steuergerät einer Pumpe für das Kühlmittel, wobei zumindest der Sensor oder das Steuergerät in der Ladeinfrastruktur angeordnet ist.
Es wird weiter ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, zumindest umfassend eine Speichereinrichtung für elektrische Energie, einen ersten Anschluss für ein Ladekabel einer Ladeinfrastruktur und einen zweiten Anschluss zur Ausbildung einer Steckverbindung mit einer Kühleinrichtung der Ladeinfrastruktur, wobei das Kraftfahrzeug zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens geeignet ausgeführt bzw. eingerichtet ist. Der zweite Anschluss umfasst insbesondere Anschlüsse für einen Vorlauf und einen Rücklauf.
Insbesondere erfolgt das Prüfen eines Volumenstroms oder eines Druckes des Kühlmittels durch zumindest einen Sensor, wobei der zumindest eine Sensor im Kraftfahrzeug angeordnet ist.
Die Ausführungen zum Verfahren sind insbesondere auf die Ladeinfrastruktur bzw. auf das Kraftfahrzeug übertragbar und jeweils umgekehrt.
Das Steuergerät der Pumpe bzw. die Ladeinfrastruktur bzw. das Kraftfahrzeug ist insbesondere zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ausgestattet, konfiguriert oder programmiert.
Weiter kann das Verfahren auch von einem Computer bzw. mit einem Prozessor einer Steuereinheit ausgeführt werden.
Es wird demnach auch ein System zur Datenverarbeitung vorgeschlagen, das einen Prozessor umfasst, der so angepasst/konfiguriert ist, dass er das Verfahren bzw. einen Teil der Schritte des vorgeschlagenen Verfahrens durchführt.
Es kann ein computerlesbares Speichermedium vorgesehen sein, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung durch einen Computer/Prozessor diesen veranlassen, das Verfahren bzw. mindestens einen Teil der Schritte des vorgeschlagenen Verfahrens auszuführen.
Die Ausführungen zu dem Verfahren sind insbesondere auf das computerimplementierte Verfahren (also den Computer bzw. den Prozessor, das System zur Datenverarbeitung, das computerlesbare Speichermedium) übertragbar und umgekehrt.
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ... ) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.
Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figur näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch das angeführte Ausführungsbeispiel nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in der Figur erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figur und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Fig. 1 zeigt eine Ladeinfrastruktur und ein damit verbundenes Kraftfahrzeug.
Fig. 1 zeigt eine Ladeinfrastruktur 2 und ein damit verbundenes Kraftfahrzeug 3. Die Ladeinfrastruktur 2 umfasst zumindest eine Energiequelle für elektrische Energie sowie eine Kühleinrichtung 12, über die dem Kraftfahrzeug 3 ein Kühlmittel zur Temperierung der Speichereinrichtung 13 zugeführt werden kann.
Die elektrische Energie zwischen Ladeinfrastruktur 2 und Kraftfahrzeug 3 wird durch ein Ladekabel 4 übertragen.
Die Kühlmittelverbindung 1 ist eine Leitung 10 mit einer Steckverbindung 5, über die ein Kühlmittel von der Ladeinfrastruktur 2 hin zum Kraftfahrzeug 3 (über einen Vorlauf 16) bzw. zurück, also von dem Kraftfahrzeug 3 hin zur Ladeinfrastruktur 2 (über einen Rücklauf 17) übertragen wird bzw. übertragbar ist.
Die Ladeinfrastruktur 2 weist eine Kühleinrichtung 12 auf, mit einem Kühlmittelreservoir für das Kühlmittel und einer Pumpe 8. Die Pumpe 8 wird über ein Steuergerät 7 gesteuert. Die Pumpe 8 ist zur Förderung des Kühlmittels aus dem Kühlmittelreservoir, über die Kühlmittelverbindung 1 hin zum Kraftfahrzeug 3 und ausgehend von dem Kraftfahrzeug 3 zurück zur Kühleinrichtung 12 bzw. hin zum Kühlmittelreservoir vorgesehen. Die Pumpe 8 ist zur Förderung des gasförmigen Kühlmittels und des flüssigen Kühlmittels geeignet ausgeführt. Das gasförmige Kühlmittel, z. B. Luft, kann aus der Umgebung über die Pumpe 8 angesaugt werden. Die Luft kann durch Förderung des flüssigen Kühlmittels wieder aus der Leitung 10 verdrängt werden. Die Kühlmittelverbindung 1 bzw. Steckverbindung 5 ist zwischen der Ladeinfrastruktur 2 und dem Kraftfahrzeug 3 vorgesehen. Die Kühlmittelverbindung 1 umfasst einen Vorlauf 16 und einen Rücklauf 17 für das Kühlmittel.
Das Kraftfahrzeug 3 umfasst die Speichereinrichtung 13 für elektrische Energie sowie einen Wärmetauscher 11 , der zur Temperierung der Speichereinrichtung 13 vorgesehen ist. Der Wärmetauscher 11 kann mit dem Kühlfluid der Lade Infrastruktur 2 beaufschlagt werden. Damit kann beim Laden der Speichereinrichtung 13 auftretende Wärme, hervorgerufen durch die elektrische Verlustleistung der Speichereinrichtung 13, über das (flüssige) Kühlmittel abgeführt werden. Weiter umfasst das Kraftfahrzeug 3 einen ersten Anschluss 14 für das Ladekabel 4 der Ladeinfrastruktur 2 und einen zweiten Anschluss 15 zur Ausbildung einer Steckverbindung 5 mit der Kühleinrichtung 12 der Ladeinfrastruktur 2.
Der zweite Anschluss 15 umfasst Anschlüsse für einen Vorlauf 16 und einen Rücklauf 17 für das Kühlmittel.
Bei dem Verfahren zur Überwachung einer Kühlmittelverbindung 1 zwischen einer Ladeinfrastruktur 2, die zur Übertragung einer elektrischen Leistung auf ein Kraftfahrzeug 3 über ein Ladekabel 4 geeignet ausgeführt ist, und einem Kraftfahrzeug 3 wird ein Volumenstrom oder ein Druck des Kühlmittels zumindest an der Ladeinfrastruktur 2 oder an dem Kraftfahrzeug 3 geprüft.
Das Prüfen des Volumenstroms bzw. des Druckes gemäß Schritt ii. erfolgt mit zwei Sensoren 6, hier z. B. Durchflusssensoren 6 oder Drucksensoren 6, die an dem Vorlauf 16 und an dem Rücklauf 17 angeordnet sind. Die Sensoren 6 sind der Verbindungsleitung 1 und damit der Ladeinfrastruktur 2 zugeordnet.
Das Kühlmittel wird ausgehend von der Kühleinrichtung 12 der Ladeinfrastruktur 2 über einen Vorlauf 16 hin zur Steckverbindung 5 und ausgehend von der Steckverbindung 5 über einen Rücklauf 17 hin zur Kühleinrichtung 12 gefördert.
Während Schritt ii. kann zunächst der Vorlaut 16 über eine erste Absperrvorrichtung 18 und der Rücklauf 17 über eine zweite Absperrvorrichtung 19 verschlossen und dann das Prüfen des Volumenstroms bzw. des Druckes durchgeführt werden. Das Prüfen gemäß Schritt ii. erfolgt dann in dem stromabwärts der ersten Absperrvorrichtung 18 und stromaufwärts der zweiten Absperrvorrichtung 19 angeordneten Abschnitt der Leitung 10, der die Steckverbindung 5 umfasst. Der zum Prüfen eingesetzte Sensor 6 befindet sich in diesem Abschnitt der Leitung 10.
Vor dem durch die Absperrvorrichtungen 18, 19 erfolgenden Absperren der Leitung 10, die die Kühlmittelverbindung 1 und die Steckverbindung 5 umfasst, kann ein Druck in der Leitung 10 eingestellt werden. Dieser Druck kann über ein Zeitintervall geprüft bzw. gemessen werden. Der Druck kann kontinuierlich als Verlauf oder zu Beginn und zum Ende des Intervalls geprüft, also gemessen werden. Ein Druckabfall, der z. B. einen vorbestimmten Wert eines Druckabfalls übersteigt, kann auf eine Leckage in der Leitung 10 bzw. an der Steckverbindung 5 hindeuten. Während des Zeitintervalls sollte ein Volumenstrom des Kühlmittels nicht vorliegen, ansonsten ist auf eine Leckage zu schließen. Eine Störung der Kühlmittelverbindung 1 wird an eine Benutzerschnittstelle 9 im Kraftfahrzeug 3 und an die Ladeinfrastruktur 2 übermittelt. Bei Feststellen einer Störung der Kühlmittelverbindung 1 wird zumindest eine Förderung des Kühlmittels durch die Pumpe 8 der Ladeinfrastruktur 2 abgebro- chen bzw. eine Förderung des flüssigen Kühlmittels gar nicht eingeleitet.
Weiter wird eine Leitung 10 zwischen der Kühlmittelverbindung 1 und einem Wärmetauscher 11 im Kraftfahrzeug 3 unterbrochen.
Bezugszeichenliste
1 Kühlmittelverbindung
2 Ladeinfrastruktur
3 Kraftfahrzeug
4 Ladekabel
5 Steckverbindung
6 Sensor
7 Steuergerät
8 Pumpe
9 Benutzerschnittstelle
10 Leitung
11 Wärmetauscher
12 Kühleinrichtung
13 Speichereinrichtung
14 erster Anschluss
15 zweiter Anschluss
16 Vorlauf
17 Rücklauf
18 erste Absperrvorrichtung
19 zweite Absperrvorrichtung

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Überwachung einer Kühlmittelverbindung (1 ) zwischen einer Ladeinfrastruktur (2), die zumindest zur Übertragung einer elektrischen Leistung auf ein Kraftfahrzeug (3) über ein Ladekabel (4) geeignet ausgeführt ist, und einem Kraftfahrzeug (3), wobei die Kühlmittelverbindung (1) eine Steckverbindung (5) zwischen der Ladeinfrastruktur (2) und dem Kraftfahrzeug (3) umfasst, über die ein Kühlmittel ausgehend von einer Kühleinrichtung (12) der Ladeinfrastruktur (2) dem Kraftfahrzeug (3) zugeführt und wieder abgeführt wird; wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst: i. Beaufschlagen der Kühlmittelverbindung (1 ) mit einem gasförmigen Kühlmittel; und daraufhin ii. Prüfen eines Volumenstroms oder eines Drucks des Kühlmittels zumindest an der Ladeinfrastruktur
(2) oder an dem Kraftfahrzeug (3); und iii. wenn keine Störung der Kühlmittelverbindung (1 ) festgestellt wurde, Beaufschlagen der Kühlmittelverbindung (1 ) mit einem flüssigen Kühlmittel. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Prüfen gemäß Schritt ii. zumindest mit
• einem Durchflusssensor (6), oder
• einem Temperatursensor (6), oder
• einem Widerstandssensor (6), oder
• einem Drucksensor (6), oder
• einem Steuergerät (7) einer Pumpe (8) für das Kühlmittel erfolgt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Prüfen gemäß Schritt ii. durch zumindest einen Sensor (6) erfolgt, der an der Ladeinfrastruktur (2) oder an dem Kraftfahrzeug (3) angeordnet ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Kühlmittel ausgehend von der Kühleinrichtung (12) der Ladeinfrastruktur (2) über einen Vorlauf (16) hin zur Steckverbindung (5) und ausgehend von der Steckverbindung (5) über einen Rücklauf (17) hin zur Kühleinrichtung (12) förderbar ist; wobei während des Schrittes ii. zunächst der Vorlauf (16) über eine erste Absperrvorrichtung (18) und der Rücklauf (17) über eine zweite Absperrvorrichtung (19) verschlossen werden und dann das Prüfen erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei eine Störung der Kühlmittelverbindung (1 ) zumindest
• an die Ladeinfrastruktur (2) oder
• an eine Benutzerschnittstelle (9) im Kraftfahrzeug (3) übermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei bei Feststellen einer Störung der Kühlmittelverbindung (1 ) zumindest
• eine Förderung des Kühlmittels durch eine Pumpe (8) der Ladeinfrastruktur (2) abgebrochen wird;
• eine Leitung (10) zwischen der Kühlmittelverbindung (1 ) und einem Wärmetauscher (11 ) im Kraftfahrzeug (3) unterbrochen wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei Schritt i. eingeleitet wird, wenn ein Ladevorgang des Kraftfahrzeuges (3) an der Ladeinfrastruktur (2) oder an dem Kraftfahrzeug (3) detek- tiert wird. Ladeinfrastruktur (2) für ein Kraftfahrzeug (3), zumindest umfassend ein Ladekabel (4) zur Übertragung einer elektrischen Leistung auf ein Kraftfahrzeug (3) sowie eine Kühleinrichtung (12) zur Übertragung eines Kühlmittels auf das Kraftfahrzeug (3) über eine Kühlmittelverbindung (1 ); wobei die Kühleinrichtung (12) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Patentansprüche geeignet ausgeführt ist. Ladeinfrastruktur (2) nach Patentanspruch 8, wobei die Kühleinrichtung (12) geeignet ausgeführt ist, die Kühlmittelverbindung (1 ) zunächst mit einem gasförmigen Kühlmittel und unmittelbar darauf mit einem flüssigen Kühlmittel zu beaufschlagen. Kraftfahrzeug (3), zumindest umfassend eine Speichereinrichtung (13) für elektrische Energie, einen ersten Anschluss (14) für ein Ladekabel (4) einer Ladeinfrastruktur (2) und einen zweiten Anschluss (15) zur Ausbildung einer Steckverbindung (5) mit einer Kühleinrichtung (12) der Ladeinfrastruktur (2), wobei das Kraftfahrzeug (3) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Patentansprüche eingerichtet ist.
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