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Title:
METHOD FOR DETERMINING A SURFACE REGENERATION PARAMETER OF A CONTACT SURFACE OF A CONTACTOR, METHOD FOR DETERMINING AN AGEING FACTOR OF A CONTACT SURFACE OF A CONTACTOR TAKING INTO ACCOUNT A SURFACE REGENERATION PARAMETER, AND METHOD FOR REGENERATING A CONTACT SURFACE OF A CONTACTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/232561
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for determining a surface regeneration parameter of a contact surface (26) of an electrical contractor (20), in particular a contactor (20) in a vehicle, wherein the surface regeneration parameter is representative of a regeneration of the contact surface (26) of the contactor (20) occurring during a closed state of the contactor (20), wherein the method has the following steps: determining a load current flowing through the closed contactor (20); determining a time period during which the contactor (20) is closed; and determining the surface regeneration parameter based on the determined load current and the determined time period.

Inventors:
REICHINGER CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/063805
Publication Date:
December 07, 2023
Filing Date:
May 23, 2023
Export Citation:
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Assignee:
VITESCO TECH GMBH (DE)
International Classes:
H01H1/00
Foreign References:
US20200035423A12020-01-30
Attorney, Agent or Firm:
VITESCO TECHNOLOGIES - ASSOCIATION NO. 1137 (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Verfahren zum Ermitteln eines

Oberflächen-Regenerationsparameters einer Kontaktoberfläche (26) eines elektrischen Schaltschützes (20), insbesondere eines Schaltschützes (20) in einem Fahrzeug, wobei der Oberflächen-Regenerationsparameter repräsentativ ist für eine während eines geschlossenen Zustands des Schaltschützes (20) erfolgende Regeneration der Kontaktoberfläche (26) des Schaltschützes (20), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

-Ermitteln eines durch den geschlossenen Schaltschütz (20) fließenden Laststroms,

-Ermitteln einer Zeitdauer, in der das Schaltschütz (20) geschlossen ist, und -Ermitteln des Oberflächen-Regenerationsparameters basierend auf dem ermittelten Laststrom und der ermittelten Zeitdauer.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Oberflächen-Regenerationsparameter basierend auf einem Lastintegral von ermitteltem Laststrom und ermittelter Zeitdauer ermittelt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Oberflächen-Regernationsparameter in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperatur des Schaltschützes ermittelt wird.

4. Verfahren zum Bestimmen eines Alterungsfaktors einer Kontaktoberfläche eines elektrischen Schaltschützes (20), insbesondere eines Schaltschützes (20) in einem Fahrzeug, wobei der Alterungsfaktor repräsentativ ist für einen Alterungszustand der Kontaktoberfläche (26) des Schaltschützes (20), wobei der Alterungsfaktor ein fortlaufender Zähler ist, dessen Wert in Abhängigkeit von einem Öffnen und Schließen des Schaltschützes (20) verändert wird, und wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

-Ermitteln einer Differenzspannung über den geöffneten Schaltschütz (20), -Ermitteln eines ersten Additionsglieds für den Alterungsfaktor basierend auf der ermittelten Differenzspannung, -Schließen des Schaltschützes (20), wenn ein aktueller Alterungsfaktor, der basierend auf dem zuletzt bekannten Alterungsfaktor vor dem Schließen des Schaltschützes und Addieren des ersten Additionsglieds berechnet wird, unterhalb eines Schwellenwerts liegt,

-Ermitteln eines Oberflächen-Regenerationsparameters, der für die Regeneration der Kontaktoberfläche (26) des Schaltschützes (20) während des geschlossenen Schaltschützes (20) repräsentativ ist, wobei der Oberflächen-Regenerationsparameter basierend auf einem durch den geschlossenen Schaltschütz (20) fließenden Laststrom und einer Zeitdauer, für die das Schaltschütz (20) geschlossen ist, ermittelt wird,

-Ermitteln eines Subtraktionsglieds für den Alterungsfaktor in Abhängigkeit des ermittelten Oberflächen-Regenerationsparameters,

-Ermitteln des Laststroms am geschlossenen Schaltschütz (20) unmittelbar vor dem Öffnen des Schaltschützes (20),

-Ermitteln eines zweitens Additionsglieds für den Alterungsfaktor basierend auf dem Laststrom, der unmittelbar vor dem Öffnen des Schaltschütztes (20) ermittelt wurde,

-Öffnen des Schaltschützes (20) und

-Bestimmen eines aktuellen Alterungsfaktors des Schaltschützes (20) nach dem Öffnen des Schaltschützes (20) basierend auf dem zuletzt bekannten Alterungsfaktor vor dem Öffnen des Schaltschützes und Addieren des zweiten Additionsglieds und Subtrahieren des Subtraktionsglieds.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Oberflächen-Regenerationsparameter basierend auf einem Lastintegral von ermitteltem Laststrom und ermittelter Zeitdauer ermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei der Oberflächen-Regernationsparameter in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperatur ermittelt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei, wenn während des geschlossenen Schaltschützes (20) ein Kurzschluss in einer elektrischen Verbindung im Fahrzeug erfolgt, folgende Schritte durchgeführt werden:

-Ermitteln des Kurzschlusses,

-Ermitteln eines Werts für das Grenzlastintegral von demjenigen Sicherungsschalter, der den Kurzschluss unterbrochen hat, und

-Ermitteln eines dritten Additionsglieds für den Alterungsfaktor basierend auf dem ermittelten Wert für das Grenzlastintegral.

8. Verfahren nach Anspruch 7, ferner mit:

-Berechnen eines aktuellen, den Kurzschluss berücksichtigenden Alterungsfaktors basierend auf dem zuletzt aktuellen Alterungsfaktor und Addieren des dritten Additionsglieds.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei, wenn der Alterungsfaktor nach dem Addieren des ersten Additionsglieds einen Warnschwellenwert, der unterhalb eines Notbetriebs-Schwellenwerts liegt, überschreitet, eine Mitteilung über einen Fahrzeug-Werkstattaufenthalt zur Oberflächen-Regeneration erfolgt.

10. Verfahren zum Regenerieren einer Kontaktoberfläche (26) eines elektrischen Schaltschützes (20), insbesondere eines Schaltschützes (20) in einem Fahrzeug, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

-Ermitteln, dass ein Regenerieren der Kontaktoberfläche (26) erforderlich ist, und

-Regenerieren der Kontaktoberfläche (26) mittels Schließen des Schaltschützes (20) für eine Zeitdauer, die für die Regeneration erforderlich ist.

11 . Verfahren nach Anspruch 10, wobei ein durch den geschlossenen Schaltschütz (20) fließender Laststrom ermittelt wird und die erforderliche Zeitdauer für die Regeneration anhand des ermittelten Laststroms ermittelt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11 , wobei das Schaltschütz (20) in einer elektrischen Verbindung (10) zwischen einer Energiespeichereinheit (12) eines Fahrzeugs und einer Ladeeinheit (14) für die Energiespeichereinheit (12) angeordnet ist und die Regeneration der Kontaktoberfläche (26) beim Laden der Energiespeichereinheit (12) erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei, wenn die erforderliche Zeitdauer größer ist als eine aktuell maximal mögliche Ladezeitdauer, die in Abhängigkeit eines aktuellen Ladezustands der Energiespeichereinheit (12) bestimmt wird, eine Mitteilung ergeht, wonach der Ladezustand der Energiespeichereinheit (12) entsprechend anzupassen ist.

Description:
Beschreibung

Verfahren zum Ermitteln eines Oberflächen-Regenerationsparameters einer Kontaktoberfläche eines Schaltschützes, Verfahren zum Bestimmen eines Alterungsfaktors einer Kontaktoberfläche eines Schaltschützes unter Berücksichtigung eines Oberflächen-Regenerationsparameters, und Verfahren zum Regenerieren einer Kontaktoberfläche eines Schaltschützes

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Oberflächen-Regenerationsparameters einer Kontaktoberfläche eines elektrischen Schaltschützes, insbesondere eines Schaltschützes in einem Fahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Bestimmen eines Alterungsfaktors einer Kontaktoberfläche eines elektrischen Schaltschützes, insbesondere eines Schaltschützes in einem Fahrzeug, unter Berücksichtigung eines solchen Oberflächen-Regenerationsparameters. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Regenerieren einer Kontaktoberfläche eines elektrischen Schaltschützes, insbesondere eines Schaltschützes in einem Fahrzeug, auf Basis eines solchen Oberflächen-Regenerationsparameters.

Moderner Fahrzeuge verfügen über eine Vielzahl von elektrischen Verbindungen, die sogenannte Schaltschütze aufweisen oder aufweisen müssen, um elektrische Komponenten, die an diese elektrischen Verbindungen angeschlossen sind, zu schützen. Schaltschütze oder auch kurz Schütze sind elektrisch oder elektromagnetisch betätigte oder betätigbare Schalter, die insbesondere für große elektrische Leistungen ausgelegt sind und zwei vorbestimmte Schaltstellungen aufweisen, nämlich eine offene Schaltstellung, in der die elektrische Verbindung unterbrochen ist, und eine geschlossene Schaltstellung, in der die elektrische Verbindung geschlossen ist, wobei bei einer geschlossenen Verbindung letztlich die elektrische Verbindung Strom führend ist bzw. einen Laststrom führen kann.

Schaltschütze dienen insbesondere zum Schutz von elektrischen Komponenten, die an die elektrische Verbindung, in der sich das Schaltschütz befindet, angeschlossen sind. Im Unterschied zu anderen Schaltern, wie beispielsweise Relais, sind Schaltschütze nicht nur für große elektrische Leistung ausgelegt, sondern immer auch doppelt unterbrechend. Relais demgegenüber sind Schalter, die für geringere Schaltleistungen ausgelegt sind und einfach unterbrechend sind. Ein weiteres, ganz wesentliches Merkmal eines Schaltschützes ist zudem das Vorhandensein einer sogenannten Funklöschkammer, die dazu verwendet wird, die Entstehung eines elektrischen Lichtbogens an den Schaltkontakten des Schaltschützes zu verhindern bzw. bei entstehenden Lichtbogen diesen schnell zusammenbrechen zu lassen.

Ein Beispiel für ein derartiges Schaltschütz in einem modernen Fahrzeug ist beispielsweise ein Schaltschütz in einer elektrischen Verbindung zwischen einer Energiespeichereinheit, wie beispielsweise einer Batterieeinheit eines Fahrzeugs, und einer Ladeeinheit für die Energiespeichereinheit des Fahrzeugs. Derartige Schaltschütze werden beispielsweise auch als Batterieschütze bezeichnet. Aber auch andere Schaltschütze sind bekannt, wie bspw. Schaltschütze zwischen einem Inverter und einer Energiespeichereinheit oder Schaltschütze zwischen einer DC-Ladestation und einer Energiespeichereinheit.

Da Schaltschütze in der Regel sehr hohe elektrische Belastungen auszuhalten haben, ist es nicht unüblich, dass die Kontaktoberflächen des Schaltschützes durch Öffnen und Schließen des Schützes über die Lebensdauer altem. Aus diesem Grund wird in der Regel der Kontaktoberfläche des Schaltschützes ein sogenannter Alterungsfaktor beigemessen, der letztlich einen Alterungszustand der Kontaktoberfläche des Schaltschützes angeben soll.

Bisherige Verfahren zum Bestimmen eines Alterungszustands einer Kontaktoberfläche eines Schaltschützes sind jedoch ungenau oder unvollständig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein Alterungszustand einer Kontaktoberfläche eines Schaltschützes genauer und vollständiger ermittelt werden kann. Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln eines Oberflächen-Regenerationsparameters einer Kontaktoberfläche eines elektrischen Schaltschützes bzw. Schützes, insbesondere eines Schaltschützes in einem Fahrzeug, bereitgestellt. Der Oberflächen-Regenerationsparameter ist dabei repräsentativ für eine während eines geschlossenen Zustands des Schaltschützes erfolgende Regeneration bzw. Selbstheilung der Kontaktoberfläche des Schaltschützes. Das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt umfasst die folgenden Schritte: Ermitteln eines durch den geschlossenen Schaltschütz fließenden Stroms, bzw. Laststroms, Ermitteln einer Zeitdauer, in der das Schaltschütz geschlossen ist, und Ermitteln eines Oberflächen-Regenerationsparameters basierend auf dem ermittelten Strom und der ermittelten Zeitdauer.

Das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt beruht zumindest teilweise auf der Erkenntnis, dass die Kontaktoberfläche eines elektrischen Schaltschützes unter bestimmten Umständen während des geschlossenen Zustands des Schaltschützes regeneriert werden kann. Das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt beruht ferner auf der Erkenntnis, dass diese Regeneration in Abhängigkeit einer Zeitdauer, in der das Schaltschütz geschlossen ist und in Abhängigkeit eines durch den geschlossenen Schaltschütz fließenden Laststroms erfolgt. Die Erfindung beruht ferner auf der Erkenntnis, dass ein Oberflächen-Regenerationsparameter basierend auf dem ermittelten Laststrom und der ermittelten Zeitdauer des geschlossenen Schaltschützes angegeben werden kann. Dadurch kann der tatsächliche Alterungszustand der Kontaktoberfläche des elektrischen Schaltschützes genauer beziffert werden. Denn es wird nachvollziehbar, inwieweit die Kontaktoberfläche im geschlossenen Zustand des Schützes regeneriert und wie diese Regeneration anhand eines Oberflächen-Regenerationsparameters angegeben werden kann. Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt sieht vor, dass der Oberflächen-Regenerationsparameter basierend auf einem Lastintegral von dem ermittelten Laststrom und der ermittelten Zeitdauer ermittelt wird. Im Rahmen dieser Offenbarung wird mit der Bezeichnung „Lastintegral“ ein Integral des Quadrats des elektrischen Laststroms I über die Zeitdauer t, für die das Schaltschütz geschlossen ist, gemeint. Die Berechnung des Lastintegrals ist also ähnlich zur Berechnung des Grenzlastintegrals, welches auch als Schmelzintegral bekannt ist und beispielsweise ein Auslöseverhalten einer Schmelzsicherung beschreibt.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt wird der Oberflächen-Regenerationsparameter zudem in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperatur des Schaltschützes ermittelt. Diese besonders bevorzugte Ausgestaltung beruht zunächst teilweise auf der Erkenntnis, dass eine Oberflächen-Regeneration der Kontaktoberfläche des Schaltschützes nicht nur abhängt von Laststrom und Zeitdauer des geschlossenen Schaltschützes, sondern auch von einer Umgebungstemperatur des Schaltschützes. So wurde beispielsweise festgestellt, dass für dasselbe Lastintegral von Laststrom und Zeitdauer die Oberflächen-Regeneration bei höheren Umgebungstemperaturen höher als bei geringeren Umgebungstemperaturen ist.

Der Oberflächen-Regenerationsparameter kann beispielsweise anhand funktionaler Zusammenhänge zwischen Zeitdauer, Laststrom und ggf. der Umgebungstemperatur des Schaltschützes ermittelt werden. Diese funktionalen Zusammenhänge können beispielsweise in Form von Tabellenwerten bereitgestellt werden oder anderweitig zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt werden. Beispielsweise auch um einen sogenannten Alterungsfaktor einer Kontaktoberfläche eines elektrischen Schaltschützes ermitteln zu können, wobei der Alterungsfaktor repräsentativ ist für einen Alterungszustand einer Kontaktoberfläche des Schaltschützes.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht daher vor, ein Verfahren zum Bestimmen eines Alterungsfaktors eines elektrischen Schaltschützes in einer elektrischen Verbindung, insbesondere eines elektrischen Schaltschützes in einem Fahrzeug, bereitzustellen. Der Alterungsfaktor ist dabei repräsentativ für einen Alterungszustand einer Kontaktoberfläche des Schaltschützes. Der Alterungsfaktor ist ferner ein fortlaufender Zähler, dessen Wert in Abhängigkeit von einem Öffnen und Schließen des Schaltschützes verändert wird. Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt sieht vor, Ermitteln einer Differenzspannung über das geöffnete Schaltschütz. Die Ermittlung der Differenzspannung über den geöffneten Schaltschütz erfolgt beispielsweise über zwei getrennte Spannungsmesser über die Plus- und Minus-Leitung der elektrischen Verbindung, wobei die Differenz zwischen den ermittelten Spannungen die Differenzspannung des Schaltschützes darstellt. Die Differenzspannung wird also insbesondere nicht über eine direkte Spannungsmessung mittels einer elektrischen Verbindung über den geöffneten Schaltschütz ermittelt, denn dies würde letztlich zu einer hochohmigen elektrischen Verbindung zwischen den beiden Seiten des geöffneten Schaltschützes führen, was gerade nicht erfolgen soll bzw. darf, denn dann kann die stromführende Leitung durch Öffnen des Schützes ja gerade nicht unterbrochen werden.

Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt sieht ferner vor, Ermitteln eines ersten Additionsglieds für den Alterungsfaktor basierend auf der ermittelten Differenzspannung. Dies kann beispielsweise wiederum anhand von Tabellenwerten erfolgen.

Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt sieht ferner vor, Schließen des Schaltschützes, wenn ein aktueller Alterungsfaktor, der basierend auf dem zuletzt bekannten Alterungsfaktor vor dem Schließen des Schaltschützes und Addieren des ersten Additionsglieds berechnet wird, unterhalb eines Schwellenwerts liegt. Mit anderen Worten wird also das erste Additionsglied auf den zuletzt aktuellen Alterungsfaktor aufaddiert, um den nun aktuellen Alterungsfaktor zu erhalten. Wenn dieser aktuelle Alterungsfaktor unterhalb eines Schwellenwerts liegt, der beispielsweise ein Notbetriebs-Schwellenwert zum Betrieb eines Fahrzeugs darstellt, dann wird im Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt das Schaltschütz geschlossen. Wenn umgekehrt jedoch der so berechnete aktuelle Alterungsfaktor oberhalb dieses Schwellenwerts liegt, dann würde das Schaltschütz nicht geschlossen werden.

Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt sieht ferner vor, Ermitteln eines Oberflächen-Regenerationsparameters, der für die Regeneration einer Kontaktoberfläche des Schaltschützes während des geschlossenen Schaltschützes repräsentativ ist, wobei der Oberflächen-Regenerationsparameter basierend auf einem durch den geschlossenen Schaltschütz fließenden Laststrom und einer Zeitdauer, für die das Schaltschütz geschlossen ist, ermittelt wird. Das Ermitteln des Oberflächen-Regenerationsparameters kann, wie bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt beschrieben wurde, anhand von Tabellenwerten oder dergleichen erfolgen.

Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt sieht ferner vor, Ermitteln eines Subtraktionsglieds für den Alterungsfaktor in Abhängigkeit des ermittelten Oberflächen-Regenerationsparameters. Das Subtraktionsglieds kann wiederum basierend auf Tabellenwerten oder anderen funktionalen Zusammenhängen in Abhängigkeit des ermittelten Oberflächen-Regenerationsparameters ermittelt werden. Das Subtraktionsglieds hat, wie auch das erste Additionsglied einen nominal positiven Wert, wird aber als Subtraktionsglieds bezeichnet, da es im Gegensatz zum Additionsglied jedoch zu einer Reduzierung des Alterungsfaktors beiträgt, wie später näher erklärt wird.

Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt sieht ferner vor, Ermitteln des Laststroms am geschlossenen Schaltschütz unmittelbar vor dem Öffnen des Schaltschützes. Die Bezeichnung „unmittelbar vor dem Öffnen des Schaltschützes“ soll zum Ausdruck bringen, dass während des geschlossenen Schaltschützes ein Laststrom über die elektrische Verbindung fließt, der jedoch nicht dauerhaft gleichbleibend ist, sondern insbesondere kurz vor dem Öffnen des Schaltschützes gegebenenfalls durch eine externe Steuereinheit reduziert wird, um insbesondere auch Lichtbögen am zu öffnenden Schaltschütz weitestgehend zu vermeiden. Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt sieht ferner vor, Ermitteln eines zweiten Additionsglieds für den Alterungsfaktor basierend auf dem Laststrom, der unmittelbar vor dem Öffnen des Schaltschützes ermittelt wurde. Das zweite Additionsglied für den Alterungsfaktor ist wie auch das erste Additionsglied für den Alterungsfaktor nominell positiv, trägt aber zu einer Vergrößerung des Alterungsfaktors bei, wie später gezeigt werden wird. Das zweite Additionsglied kann, wie auch das erste Additionsglied und das Subtraktionsglieds, anhand von funktionalen Zusammenhängen bzw. Tabellenwerten ermittelt werden.

Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt sieht ferner vor, Öffnen des Schaltschützes und Bestimmen eines aktuellen Alterungsfaktors des Schaltschützes nach dem Öffnen des Schaltschützes basierend auf dem zuletzt bekannten Alterungsfaktor vor dem Öffnen des Schaltschützes und Addieren des zweiten Additionsglieds und Subtrahieren des Subtraktionsglieds. Der zuletzt bekannte Alterungsfaktor vor dem Öffnen des Schaltschützes berücksichtigte bereits das erste Additionsglied, das die Alterung der Kontaktoberfläche beim Schließen des Schaltschützes angeben soll. Indem nun nach dem Öffnen des Schaltschützes zudem das zweite Additionsglied aufaddiert wird und zudem das Subtraktionsglied subtrahiert wird, stellt der so erhaltene aktuelle Alterungsfaktor den Alterungszustand der Kontaktoberfläche des Schaltschützes genauer und vollständiger dar. Denn sowohl die Alterung beim Schließen des Schaltschützes (erstes Additionsglied) und beim Öffnen des Schaltschützes (zweites Additionsglied) wurde berücksichtigt, wie auch die eintretende Regeneration bzw. Selbstheilung der Kontaktoberfläche während des geschlossenen Schaltschützes (Subtraktionsglied).

Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt bestimmt den Alterungsfaktor des elektrischen Schaltschützes also dahingehend genauer als die bekannten Verfahren gemäß dem Stand der Technik, da die im geschlossenen Schaltschütz erfolgende Oberflächen-Regeneration der Kontaktoberfläche(n) durch das Subtraktionsglied berücksichtigt wird. Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt nutzt ganz wesentlich dieselbe Erkenntnis wie das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt, nämlich die Ermittlung des Oberflächen-Regenerationsparameters basierend auf dem Laststrom, der während des geschlossenen Schaltschützes fließt, und basierend auf der Zeitdauer, für die das Schaltschütz geschlossen ist.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt sieht vor, dass der Oberflächen-Regenerationsparameter basierend auf einem Lastintegral von ermittelten Laststrom und ermittelter Zeitdauer ermittelt wird. Das Lastintegral ist dabei wiederum das Integral des Quadrats des elektrischen Laststroms I über die Zeitdauer t, in das Schaltschütz geschlossen ist.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt sieht vor, dass der Oberflächen-Regenerationsparameter in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperatur ermittelt wird. Hierbei wird wiederum die Erkenntnis genutzt, dass bei gleichem Laststrom und gleicher Zeitdauer eine Regeneration der Kontaktoberfläche größer ist, wenn die Umgebungstemperatur des Schaltschützes größer ist.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt sieht vor, dass, wenn während des geschlossenen Schaltschützes ein Kurzschluss in einer elektrischen Verbindung im Fahrzeug erfolgt, folgende Schritte durchgeführt werden: Ermitteln des Kurzschluss, Ermitteln eines Werts für das Grenzlastintegral von demjenigen Sicherungsschalter, der den Kurzschluss unterbrochen hat, und Ermitteln eines dritten Additionsglieds für den Alterungsfaktor basierend auf dem ermittelten Wert für das Grenzlastintegral. Das dritte Additionsglied trägt der zusätzlichen Alterung der Kontaktoberfläche aufgrund des Kurzschlusses in der elektrischen Verbindung Rechnung und kann, wie die beiden anderen Additionsglieder, durch funktionale Zusammenhänge oder Tabellenwerte in Abhängigkeit des ermittelten Grenzlastintegrals ermittelt werden. Diese bevorzugte Ausgestaltung beruht zumindest teilweise auf der Erkenntnis, dass ein Wert für das Grenzlastintegral von bspw. einer Stromüberwachung einer Hochvolt-Batterie 1 ,5 Millionen A 2 s (Amper-Quadrat Sekunden) sein kann, wohingegen ein Wert für das Grenzlastintegral von bspw. der Entladung eines Kondensators eines EMV-Filters eines Inverters 10 Tausend A 2 s (Amper-Quadrat Sekunden) sein kann. In Abhängigkeit des Wertes des Grenzlastintegrals kann der Alterungsfaktor also unterschiedlich stark steigen.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass ein aktueller, den Kurzschluss berücksichtigender Alterungsfaktor basierend auf dem zuletzt aktuellen Alterungsfaktor und Addieren des dritten Additionsglieds ermittelt wird. Da der zuletzt bekannte bzw. aktuelle Alterungsfaktor, wie bereits beschrieben wurde, durch Aufaddieren des ersten und zweiten Additionsglieds und Subtrahieren des Subtraktionsglieds berechnet wird, wird in dieser besonders bevorzugten Ausgestaltung nunmehr letztlich noch das dritte Additionsglied, das eine aufgrund des Kurzschlusses erfolgte Alterung der Kontaktoberfläche repräsentieren soll, aufaddiert. Damit ergibt sich der aktuelle Alterungsfaktor durch Addition aller drei Additionsglieder und Subtraktion des Subtraktionsglieds.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt sieht vor, dass, wenn der Alterungsfaktor nach dem Addieren des ersten Additionsglieds einen Warnschwellenwert, der unterhalb eines Notbetriebs-Schwellenwerts liegt, überschreitet, eine Mitteilung über einen Fahrzeug-Werkstattaufenthalt zur Oberflächen-Regeneration, beispielsweise an den Fahrer des Fahrzeugs, erfolgt. Diese bevorzugte Ausgestaltung beruht zumindest teilweise auf der Erkenntnis, dass, wenn ein Schwellenwert überschritten wird, der zwar oberhalb eines Warnschwellenwerts aber unterhalb eines Notbetriebs-Schwellenwerts liegt, die Kontaktoberfläche des Schaltschützes beispielsweise durch einen Werkstattaufenthalt entsprechend regeneriert werden kann.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Regenerieren einer Kontaktoberfläche eines elektrischen Schaltschützes, insbesondere eines Schaltschützes in einem Fahrzeug, vorgeschlagen. Das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt umfasst folgende Schritte: Ermitteln, dass eine Regeneration der Kontaktoberfläche erforderlich ist, und Regenerieren der Kontaktoberfläche mittels Schließen des Schaltschützes für eine Zeitdauer, die für die Regeneration erforderlich ist. Auch das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung nutzt die Erkenntnis, dass durch den geschlossenen Schaltschütz und der damit verbundenen Lastströme bei einer angemessenen Zeitdauer, in der das Schaltschütz geschlossen ist, die Kontaktoberfläche des elektrischen Schaltschützes regeneriert werden kann.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt wird ein durch den geschlossene Schaltschütz fließender Laststrom ermittelt und wird die für die Regeneration erforderliche Zeitdauer anhand des ermittelten Laststroms ermittelt.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt befindet sich der Schaltschütz in einer elektrischen Verbindung zwischen einer Energiespeichereinheit eines Fahrzeugs und einer Ladeeinheit, insbesondere einer DCDC-Ladeeinheit, für die Energiespeichereinheit und erfolgt die Regeneration der Kontaktoberfläche beim Schließen des Schützes durch Starten des Ladevorgangs der Energiespeichereinheit.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt ergeht eine Mitteilung, wonach der Ladezustand der Energiespeichereinheit entsprechend anzupassen ist, wenn die für die Regeneration erforderliche Zeitdauer des Ladevorgangs größer ist als eine aktuell maximal mögliche Ladezeitdauer, die in Abhängigkeit eines aktuellen Ladezustands der Energiespeichereinheit bestimmt wird. Mit anderen Worten ist es denkbar, dass zwar eine Regeneration der Kontaktoberfläche des Schaltschützes notwendig ist, die für die Regernation erforderliche Ladezeitdauer aber größer ist als eine aktuell maximal mögliche Ladezeitdauer, da die Energiespeichereinheit zum Zeitpunkt, bei dem die Regeneration erforderlich wäre, beispielsweise noch zu voll ist und dadurch nicht über die gesamte erforderliche Zeitdauer, die zur Regeneration der Kontaktoberfläche notwendig wäre, geladen werden kann. Die Mitteilung, die in diesem Fall ausgegeben wird, besagt beispielsweise, dass der Fahrer des Fahrzeugs oder jemand Drittes die Energiespeichereinheit noch um einen vorbestimmten Wert entleeren muss, indem er beispielsweise eine Mindeststrecke fährt, ohne das Fahrzeug zu laden. Der nächste Ladevorgang würde dann in der Werkstatt erfolgen, bei dem das Fahrzeug aufgrund der zusätzlich entleerten Energiespeichereinheit nunmehr die für die Regeneration erforderliche Ladezeitdauer geladen werden kann.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt sind bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt und/oder gemäß dem dritten Aspekt, und umgekehrt.

Weitere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann durch Ausüben der vorliegenden Lehre und Betrachten der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:

FIG 1 eine schematische Ansicht einer elektrischen Verbindung mit einem elektrischen Schaltschütz,

FIG 2 eine schematische Ansicht eines Ablaufdiagramms zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt,

FIG 3 eine schematische Ansicht eines Ablaufdiagramms zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt,

FIG 4 eine schematische Ansicht eines Ablaufdiagramms zum Durchführen einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens von FIG 3,

FIG 5 eine schematische Ansicht eines Ablaufdiagramms zum Durchführen einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens von FIG 3,

FIG 6 eine schematische Ansicht eines Ablaufdiagramms zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt, und FIG 7 eine schematische Ansicht eines Ablaufdiagramms zum Durchführen einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens von FIG 6.

Es sei zunächst auf FIG 1 verwiesen, die eine elektrische Verbindung 10 zwischen einer Energiespeichereinheit 12 und einer Ladeeinheit 14 für die Energiespeichereinheit 12 zeigt. Die elektrische Verbindung 10 ist im konkreten Beispiel von FIG 1 eine elektrische Verbindung in einem Fahrzeug, kann aber in anderen nicht gezeigten Ausführungsformen auch eine andere elektrische Verbindung sein. Die Energiespeichereinheit 12 kann beispielsweise eine Batterieeinheit für ein batteriebetriebenes Fahrzeug sein. Die Energiespeichereinheit 12 kann aber auch eine andere Energiespeichereinheit sein, wie sie beispielsweise bei einem Brennstoffzellen-betriebenen Fahrzeug vorhanden wäre. Die Ladeeinheit 14 kann eine Ladesäule zum Laden der Energiespeichereinheit 12, wie bspw. eine DCDC-Ladesäule, sein. Die Ladeeinheit 14 kann aber auch eine Inverter-Einheit einer on-board-Ladeeinheit eines Fahrzeugs sein. Wesentlich ist, dass die Ladeeinheit 14 zum Laden der Energiespeichereinheit 12 genutzt werden kann.

Wie für derartige elektrische Verbindungen üblich, weist die elektrische Verbindung 10 zwischen der Ladeeinheit 14 und Energiespeichereinheit 12 zwei elektrische Leitungen 16, 18 auf, wobei eine der beiden Leitungen 16, 18 die beiden Pluspole von Ladeeinheit 14 und Energiespeichereinheit 12 verbindet und die andere der beiden Leitungen 16, 18 die beiden Minuspole von Ladeeinheit 14 und Energiespeichereinheit 12 verbindet.

In den beiden elektrischen Leitungen 16, 18 ist jeweils ein sogenannter Schaltschütz oder kurz Schütz 20 angeordnet. Der Schütz 20 ist ein elektrisch oder elektromagnetisch betätigter bzw. betätigbarer Schalter, der insbesondere für große elektrische Leistungen ausgelegt ist und zwei vorbestimmte Schaltstellungen aufweist. In einer ersten, geöffneten Schaltstellung des Schützes 20, die in FIG 1 gezeigt ist, ist die jeweilige elektrische Leitung 16, 18 unterbrochen, sodass kein Strom zwischen der Ladeeinheit 14 und der Energiespeichereinheit 12 fließen kann. In einer zweiten, geschlossenen Schaltstellung des Schützes 20 (in FIG 1 nicht gezeigt) ist die jeweilige elektrische Leitung 16, 18 geschlossen, sodass Strom, insbesondere Laststrom, zwischen der Ladeeinheit 14 und Energiespeichereinheit 12 fließen kann.

Wie ferner in FIG 1 dargestellt, gibt es einen ersten Spannungsmesser 22 zwischen den Leitungen 16, 18 und einen zweiten Spannungsmesser 24 zwischen den Leitungen 16, 18. Die beiden Spannungsmesser 22, 24 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Schütze 20 angeordnet. Mittels der Spannungsmesser 22, 24 kann ein Spannungsunterschied zwischen den Leitungen 16, 18 stromaufwärts und stromabwärts der Schütze 20 gemessen werden. Durch einen Vergleich der beiden gemessenen Spannungsunterschiede kann eine Differenzspannung über den geöffneten Schutz 20 ermittelt werden, wie dem Fachmann bei derartigen Anordnungen bekannt ist.

Wie ferner in FIG 1 dargestellt, gibt es zudem einen Strommesser 25. Mithilfe des Strommessers 25 ist es möglich, den über den geschlossenen Schütz 20 fließenden Laststrom zwischen den Einheiten 12 und 14 zu messen.

Das Schütz 20 weist eine oder mehrere Kontaktoberflächen 26 auf, die sich im geschlossenen Zustand des Schützes 20 ström- und spannungsführend kontaktieren, sodass im geschlossenen Zustand des Schützes 20 letztlich Laststrom zwischen den Einheiten 12 und 14 über die Leitungen 16, 18 fließen kann. Wie bereits eingehend erwähnt, unterliegt die Kontaktfläche 26 der Schütze 20 einer materialbedingten Alterung. Die Alterung der Kontaktoberfläche 26 kann aufgrund der großen elektrischen Leistungen, die das Schaltschütz 20 führen muss, auftreten. Allerdings, wie im Rahmen dieser Offenbarung bereits mehrfach erwähnt wurde, ist es durchaus möglich, dass die Kontaktoberfläche 26 im geschlossenen Zustand des Schützes 20 einer Selbstheilung unterliegen kann, sodass eine möglicherweise eintretende Alterung der Kontaktoberfläche 26 teilweise oder sogar vollständig kompensiert werden kann.

In FIGs 2 bis 7 werden Verfahren vorgestellt, mit denen es möglich ist, eine Regeneration der Kontaktoberfläche 26 des Schützes 20 im geschlossenen Zustand des Schützes 20 zu ermitteln und diese Regeneration durch einen sogenannten Oberflächen-Regenerationsparameter abzubilden. Der Oberflächen-Regenerationsparameter kann dann beispielsweise bei der Ermittlung eines Alterungsfaktors der Kontaktoberfläche 26, der den aktuellen Alterungszustand der Kontaktoberfläche 26 widerspiegelt, berücksichtigt werden, um einen genaueren, um die Regeneration angepasste, aktuellen Alterungszustand der Kontaktoberfläche 26 zu ermitteln.

Es sei auf FIG 2 verwiesen, die ein Ablaufdiagramms zum Durchführen eines Verfahrens zum Ermitteln eines Oberflächen-Regenerationsparameters der Kontaktoberfläche 26 des elektrischen Schaltschützes 20 zeigt, wobei das Schaltschütz 20 beispielsweise in einer elektrischen Verbindung 10, wie sie in Zusammenhang mit FIG 1 gezeigt wurde, angeordnet ist.

Das Verfahren startet beim Schritt 200.

Das Verfahren ermittelt im Schritt 202 den Laststrom beim geschlossenen Schütz 20, der zwischen den beiden Einheiten 12, 14 fließt. Dies erfolgt durch den Strommesser 25.

Das Verfahren ermittelt ferner im Schritt 204 eine Zeitdauer, für die das Schaltschütz 20 geschlossen ist

Basierend auf der ermittelten Zeitdauer, für die das Schaltschütz 20 geschlossen ist, und basierend auf dem ermittelten Laststrom beim geschlossenen Schütz 20 wird im Schritt 206 ein Oberflächen-Regenerationsparameter ermittelt. Die Ermittlung des Oberflächen-Regenerationsparameters kann beispielsweise basierend auf dem Lastintegral von ermittelter Zeitdauer und ermitteltem Laststrom ermittelt werden und kann beispielsweise über funktionale Zusammenhänge oder Tabellenwerte bereitgestellt werden. Optional erfolgt die Ermittlung des Oberflächen-Regenerationsparameters zudem unter Berücksichtigung einer Umgebungstemperatur des Schützes 20, da festgestellt wurde, dass bei gleichem Laststrom und gleicher Zeitdauer eine Regeneration der Kontaktoberfläche 26 bei höheren Umgebungstemperaturen gegebenenfalls größer sein kann. Auch die Umgebungstemperatur kann Teil eines Tabellensatzes sein, sodass letztlich ein Kennfeld für den Oberflächen-Regenerationsparameter in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur, der ermittelten Zeitdauer, für die das Schaltschütz 20 geschlossen ist, und dem ermittelten Laststrom vorhanden ist.

Der so ermittelte Oberflächen-Regenerationsparameter kann nun auch Berücksichtigung finden bei der Bestimmung eines Alterungsfaktors der Kontaktoberfläche 26 des Schützes 20, wie im Folgenden näher in Zusammenhang mit FIGs 3 bis 5 beschrieben wird.

Das Verfahren von FIG 3 dient zum Bestimmen eines Alterungsfaktors der Kontaktoberfläche 26 des Schützes 20. Der Alterungsfaktor ist repräsentativ für einen Alterungszustand der Kontaktoberfläche 26 des Schützes 20 und ist im Wesentlichen ein fortlaufender Zähler, dessen Wert in Abhängigkeit von einem Öffnen und Schließen des Schützes 20 verändert wird. Der Alterungsfaktor kann also beispielsweise hoch gesetzt werden, wenn das Schaltschütz 20 geöffnet bzw. geschlossen wird. Der Alterungsfaktor kann aber auch um einen vorbestimmten Wert verringert werden. Dann nämlich, wenn letztlich gar keine Alterung der Kontaktoberfläche 26 eintritt, sondern das Gegenteil einer Alterung eintritt, nämlich eine Oberflächen-Regeneration der Kontaktoberfläche 26. Mit der Bezeichnung „Alterung“ ist beispielsweise ein Aufrauen oder ein Materialabtrag bzw. eine Erosion der Kontaktoberfläche 26 gemeint. Diese Erosion der Kontaktoberfläche 26 kann dadurch erfolgen, dass Lichtbögen zwischen Kontaktoberfläche 26 aufgrund der hohen elektrischen Leistungen, die das Schaltschütz 20 führen muss, entstehen und Materialabtragungen auf den Kontaktoberflächen 26 erfolgen.

Matenalabtragungen auf der Kontaktoberfläche 26 haben zur Folge, dass ab einem bestimmten Zustand die Funktionsweise des Schaltschützes 20 gegebenenfalls nicht mehr gegeben wäre. Der Begriff „Regeneration“ bezeichnet demgegenüber eine Selbstheilung der Kontaktoberfläche 26, die im geschlossenen Zustand des Schützes 20 unter bestimmten Bedingungen, insbesondere in Abhängigkeit des Laststroms und in Abhängigkeit der Zeitdauer, für die das Schaltschütz 20 geschlossen ist, erfolgt. Die Regeneration der Kontaktoberfläche 26 führt zu einem zumindest teilweisen Glätten der Kontaktoberfläche 26, wirkt also dem Prozess der Erosion entgegen, daher auch der Begriff Selbstheilung. Das Glätten der Kontaktoberfläche 26 erfolgt beispielsweise dadurch, dass bei entsprechendem Laststrom über eine entsprechende Zeitdauer die Kontaktoberfläche 26 erwärmt und dadurch selbsttätig geglättet wird.

Das Verfahren zum Bestimmen bzw. Ermitteln des Alterungsfaktors des Schützes 20 startet beim Schritt 300.

Im Schritt 302 wird die Differenzspannung über das geöffnete Schaltschütz 20 ermittelt. Diese Ermittlung erfolgt über die beiden Spannungsmesser 22, 24, die in Zusammenhang mit FIG 1 beschrieben wurden.

Basierend auf der ermittelten Differenzspannung über dem geöffneten Schütz (Schritt 302) wird im Schritt 304 ein erstes Additionsglied für den Alterungsfaktor ermittelt. Das erste Additionsglied kann beispielsweise basierend auf funktionalen Zusammenhängen oder Tabellenwerten in Abhängigkeit der ermittelten Differenzspannung ermittelt werden.

Im nächsten Schritt 306 wird ein aktueller Alterungsfaktor bestimmt. Der aktuelle Alterungsfaktor ist ein aktualisierter Alterungsfaktor. Der aktuelle Alterungsfaktor ergibt sich aus dem zuletzt aktuellen Alterungsfaktor vor dem Schließen des Schützes 20 und Addieren des ersten Additionsglieds, das seinerseits die Alterung der Kontaktoberfläche 26, die durch Schließen des Schützes 20 eintritt, wiedergibt.

Im nächsten Schritt 308 wird überprüft, ob der so ermittelte aktuelle Alterungsfaktor größer ist als ein Schwellenwert. Der Schwellenwert kann beispielsweise ein Notbetriebs-Schwellenwert sein. Wenn der so berechnete aktuelle Alterungsfaktor größer als der Schwellenwert ist, wird im Schritt 309 ein Notbetrieb ausgelöst. Der Notbetrieb kann beispielsweise umfassen, dass das Fahrzeug, in dem das Schaltschütz 20 verbaut ist, nicht mehr fahren darf. Wenn allerdings im Schritt 308 ermittelt wird, dass der so ermittelte aktuelle Alterungsfaktor nicht größer als der Schwellenwert ist, dann werden die Schritte in der gestrichelten Box 310 abgearbeitet.

Innerhalb der Box 310 erfolgt nun zunächst im Schritt 312 das Schließen des Schützes 20. Das Schließen des Schützes 20 trägt aus den bereits erwähnten Gründen zur Alterung der Kontaktoberfläche 26 bei, wobei der sich dann ergebende aktuelle Alterungszustand der Kontaktoberfläche 26 durch den bereits in Schritt 306 ermittelten aktuellen Alterungsfaktor repräsentiert wird.

Im nächsten Schritt 314 wird, weil das Schaltschütz 20 geschlossen ist und die bereits oben erwähnten Regenerationsprozesse der Kontaktoberfläche 26 eintreten, der Oberflächen-Regenerationsparameter ermittelt. Die Ermittlung erfolgt wiederum auf Basis der bereits in Zusammenhang mit FIG 2 beschriebenen Ermittlung des Laststroms bei geschlossenem Schütz 20, Ermittlung der Zeitdauer, für die das Schaltschütz 20 geschlossen ist, und gegebenenfalls eine Umgebungstemperatur des Schützes 20.

Im nächsten Schritt 316 wird basierend auf dem ermittelten Oberflächen-Regenerationsparameter ein Subtraktionsglieds für den Alterungsfaktor ermittelt. Das Subtraktionsglieds kann wiederum als Tabellenwerte in Abhängigkeit des Oberflächen-Regenerationsparameters vorhanden sein. Das Subtraktionsglieds für den Alterungsfaktor ist ein nominell positiver Wert allerdings, wie später gezeigt werden wird, wird er den Alterungsfaktor verringern, da das Subtraktionsglieds vom zuletzt aktuellen Alterungsfaktor abgezogen bzw. subtrahiert wird. Die Subtraktion bringt zum Ausdruck, dass der aktuelle Alterungszustand aufgrund der erwähnten Oberflächen-Regeneration teilweise oder vollständig zurückgesetzt wird, da bei entsprechendem Laststrom über eine entsprechende Zeitdauer eine Selbstheilung der Kontaktoberfläche 26 erfolgt.

Nachdem nun in Schritt 316 das Subtraktionsglieds ermittelt wurde, wird im nächsten Schritt 318 der Laststrom unmittelbar vor dem Öffnen des Schützes 20 ermittelt. Der Laststrom unmittelbar vor dem Öffnen des Schützes 20 wird häufig kleiner sein als der Laststrom während der Zeitdauer des geschlossenen Schützes 20. Denn beim Öffnen des Schützes 20 soll verhindert werden, dass der maximale Laststrom, der Beispielsweise zum Laden der Energiespeichereinheit 12 genutzt wird oder von der Energiespeichereinheit 12 zur Verfügung gestellt wird, über die Kontaktoberfläche 26 beim Öffnen des Schützes 20 fließt. Dies würde nämlich zu einer unverhältnismäßig hohen Erosion der Kontaktoberfläche 26 beitragen, was nicht gewollt ist bzw. vermieden werden soll.

Basierend auf der Ermittlung des Laststroms unmittelbar vor dem Öffnen des Schützes (siehe Schritt 318) wird nun im Schritt 320 ein zweites Additionsglied für den Alterungsfaktor ermittelt. Das zweite Additionsglied trägt, ebenso wie das erste Additionsglied, zur Alterung der Kontaktoberfläche 26 bei. Denn auch beim Öffnen des Schützes 20 und dem dann gegebenenfalls entstehenden Lichtbogen auf der Kontaktoberfläche 26 kann eine Erosion und damit eine Alterung der Kontaktoberfläche 26 erfolgen.

Im nächsten Schritt 322 wird nunmehr das Schaltschütz 20 geöffnet.

Im darauffolgenden Schritt 324 wird der aktuelle Alterungsfaktor ermittelt. Der aktuelle Alterungsfaktor ist ein Alterungsfaktor, der den Alterungszustand nach dem Schließen und nach dem erneuten Öffnen des Schützes 20 charakterisiert. Der aktuelle Alterungsfaktor wird ermittelt basierend auf dem zuletzt bekannten Alterungsfaktor vor dem Öffnen des Schützes 20 und Addieren des zweiten Additionsglieds und Subtrahieren des Subtraktionsglieds. Da der zuletzt bekannte Alterungsfaktor vor dem Öffnen des Schützes 20 bereits das erste Additionsglied berücksichtigt, werden also im Verlaufe eines Schließens und eines darauffolgenden Öffnens des Schützes 20 letztlich beide Additionsglieder auf den zuletzt bekannten Alterungsfaktor vor dem letzten Schließen des Schützes 20 aufaddiert und zusätzlich das Subtraktionsglieds subtrahiert. Der so ermittelte aktuelle Alterungsfaktor berücksichtigt also einerseits die Alterung der Kontaktoberfläche 26 aufgrund des Schließens und des Öffnens des Schützes 20, berücksichtigt aber auch eine während des geschlossenen Schützes 20 erfolgte Oberflächen-Regeneration der Kontaktoberfläche 26. Es sei nun auf FIG 4 verwiesen, die eine Ausgestaltung des Verfahrens von FIG 3 zeigt. Wie bereits in Zusammenhang mit den Schritten 306 und 308 von FIG 3 erwähnt wurde, wird ein Alterungsfaktor unter Berücksichtigung des ersten Additionsglieds berechnet und mit einem Schwellenwert verglichen.

In der Ausgestaltung von FIG 4 gibt es letztlich zwei Schwellenwerte. Ein Warenschwellenwert und ein Notbetrieb-Schwellenwert. Der Warnschwellenwert liegt unterhalb des Notbetriebs-Schwellenwerts.

Im Schritt 400, der sich an den Schritt 308 anschließen kann oder diesen ersetzt, wird zunächst geprüft, ob der in Schritt 306 ermittelte aktuelle Alterungsfaktor größer als ein Warenschwellenwert ist. Wenn dem nicht so ist, wenn also der Warnschwellenwert nicht überschritten wird, erfolgen die Schritte, die in Zusammenhang mit Box 310 von FIG 3 beschrieben wurden. Wenn das Ergebnis von Schritt 400 allerdings ist, dass der aus Schritt 306 ermittelte aktuelle Alterungsfaktor größer als die besagte Warnschwelle ist, dann erfolgt im Schritt 402 eine Abfrage, ob der aktuelle Alterungsfaktor kleiner als der Notbetrieb-Schwellenwert ist. Wenn die Abfrage in 402 ergibt, dass der aus Schritt 306 ermittelte Alterungsfaktor nicht kleiner als der Notbetriebs-Schwellenwert ist, dann erfolgt der Notbetrieb des Fahrzeugs wie er bereits in Zusammenhang mit Schritt 309 beschrieben wurde. Wenn die Abfrage bei Schritt 402 allerdings ergibt, dass der im Schritt 306 ermittelte aktuelle Alterungsfaktor kleiner als der Notbetriebs-Schwellenwert ist, dann erfolgt im Schritt 404 eine Mitteilung über einen Fahrzeug-Werkstattaufenthalt für die Oberflächen-Regeneration der Kontaktoberfläche 26.

Durch die zwei-stufige Schwellenwertabfrage gemäß FIG 4 wird also letztlich nicht sofort der Notbetrieb des Fahrzeugs ausgelöst, sondern, wenn der aktuelle Alterungsfaktor kleiner als der Notbetriebs-Schwellenwert aber größer als der Wahnschwellenwert ist, stattdessen eine Mitteilung ausgegeben, dass die Oberflächen-Regeneration der Kontaktoberfläche 26 des Schützes 20 beispielsweise mittels eines Fahrzeug-Werkstattaufenthalts möglich ist. Es sei nun auf FIG 5 verwiesen, die eine weitere Ausführungsform des Verfahrens von FIG 3 beschreibt.

In der Ausführungsform von FIG 5 wird ein möglicherweise während des geschlossenen Schützes 20 erfolgter Kurzschluss überprüft.

Dazu wird zunächst im Schritt 500 ermittelt, ob während des geschlossenen Schützes 20 ein Kurzschluss in einer elektrischen Verbindung, insbesondere in einer elektrischen Verbindung des Fahrzeugs, erfolgt ist.

Wenn kein Kurzschluss erfolgt ist, werden letztlich die Schritte 314 bis 320 der strichpunktierten Box von FIG 3 ausgeführt, wie auch das Schaltschütz 20 geöffnet (Schritt 322), wie auch der aktuelle Alterungsfaktor gemäß Schritt 324 von FIG 3 berechnet.

Wenn allerdings in Schritt 500 ein Kurzschluss während des geschlossenen Schützes 20 ermittelt wurde, dann werden zwar zunächst die Schritte 314 bis 320 abgearbeitet. Darüber hinaus wird jedoch in einem Schritt 502 das Grenzlastintegral desjenigen Sicherungsschalters der Komponente im Fahrzeug ermittelt, die den Kurzschluss unterbrochen hat. Je nachdem welche Komponente im Fahrzeug also den Kurzschluss verursacht hat, ergibt sich ein anderer Wert des Grenzlastintegrals des zur Komponente zugehörigen Sicherungsschalters.

Im Schritt 504 wird basierend auf dem Wert des Grenzlastintegrals desjenigen Sicherungsschalters, der den Kurzschluss gebrochen hat, ein drittes Additionsglied ermittelt. Das dritte Additionsglied kann wiederum basierend auf Tabellenwerten oder funktionalen Zusammenhängen in Abhängigkeit vom ermittelten Wert des Grenzlastintegrals verfügbar sein.

Wie auch im Fall des nicht auftretenden Kurzschlusses wird nun im Schritt 322 das Schaltschütz 20 geöffnet. Im darauffolgenden Schritt 506 wird aber im Vergleich zum Schritt 324 der aktuelle Alterungsfaktor unter Berücksichtigung des dritten Additionsglieds, das in Zusammenhang mit Schritt 504 ermittelt wurde, berücksichtigt. Der Unterschied bei der Berechnung des aktuellen Alterungsfaktors zwischen den Schritten 506 und 324 ist also letztlich das dritte Additionsglied, das die Alterung der Kontaktoberfläche 26, die aufgrund des im geschlossenen Zustand des Schützes 20 vorhandenen Kurzschlusses erfolgt ist, berücksichtigt.

Es sei auf FIG 6 verwiesen, die ein weiteres Verfahren beschreibt, welches die Kenntnis einer möglichen Regeneration der Kontaktoberfläche 26 während des geschlossenen Schützes 20 nutzt.

Konkret beschreibt FIG 6 ein Verfahren zum Regenerieren der Kontaktoberfläche 26 des Schützes 20, bspw. in der elektrischen Verbindung 10 von FIG 1 .

Das Verfahren startet beim Schritt 600.

Im Schritt 602 wird eine erforderliche Regeneration der Kontaktoberfläche 26 des Schützes 20 ermittelt. Die erforderliche Regeneration der Kontaktoberfläche 26 kann beispielsweise dadurch ermittelt werden, dass der Alterungsfaktor einen Schwellenwert überschreitet.

Nachdem im Schritt 602 die erforderliche Regeneration ermittelt wurde, wird im darauffolgenden Schritt 604 die Kontaktoberfläche 26 regeneriert, in dem das Schaltschütz 20 für eine vorbestimmte Zeitdauer, die für die Regeneration erforderlich ist, geschlossen wird. Die für die Regeneration der Kontaktoberfläche 26 erforderliche Zeitdauer kann wiederum basierend auf Tabellenwerten erfolgen und nutzt letztlich den Zusammenhang zwischen Laststrom, Oberflächen-Regenerationsparameter und gegebenenfalls Umgebungstemperatur des Schützes 20, wie bereits mehrmals in Zusammenhang mit dieser Erfindung erwähnt wurde.

Es sei schließlich auf FIG 7 verwiesen, die eine Ausgestaltung des Verfahrens von FIG 6 zeigt. In FIG 7 wird in einem Schritt 700 die für die Regeneration der Kontaktoberfläche 26 erforderliche Zeitdauer anhand einer Laststromermittlung beim geschlossenen Schütz 20 ermittelt.

Im Schritt 702 wird überprüft, ob die für die Regeneration erforderliche Zeitdauer größer ist als eine aktuell maximal mögliche Ladedauer der Energiespeichereinheit 12 (siehe FIG 1 ). Wenn die für die Regeneration erforderliche Zeitdauer nicht größer als die aktuell maximal mögliche Ladedauer, die in Abhängigkeit eines aktuellen Ladezustands der Energiespeichereinheit 12 bestimmt wird, ist, dann erfolgt im Schritt 704 das Laden der Energiespeichereinheit 12 mit der für die Regeneration erforderlichen Zeitdauer.

Wenn im Schritt 702 allerdings ermittelt wird, dass die für die Regeneration erforderliche Zeitdauer größer ist als die aktuell maximal mögliche Ladedauer der Energiespeichereinheit 12, dann erfolgt im Schritt 706 eine Mitteilung, dass der Ladezustand der Energiespeichereinheit 12 entsprechend anzupassen ist. Mit anderen Worten muss die Energiespeichereinheit 12 mehr entladen werden, damit die maximal mögliche Ladedauer vergrößert wird. Insbesondere muss die dann maximal mögliche Ladedauer mindestens so groß sein wie die für die Regeneration erforderliche Zeitdauer. Dadurch wird sichergestellt, dass die Energiespeichereinheit 12 ausreichend lange geladen werden kann, um die erforderliche Regeneration der Kontaktoberfläche 26 beim Laden der Energiespeichereinheit 12 durchführen zu können.