DE102017209716A1

DE102017209716A1 - Verfahren zum Steuern eines Ladevorganges einer Energiespeichereinrichtung eines Kraftfahrzeugs, Steuereinrichtung, Lademanagementeinrichtung, Servervorrichtung, und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102017209716A1
Application number: DE102017209716.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas SCHLAUDRAFF
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-06-08
Filing date: 2017-06-08
Publication date: 2018-12-13
Also published as: CN109035061A; CN109035061B; US20180354382A1; US10926657B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Ladevorganges einer Energiespeichereinrichtung (14) eines Kraftfahrzeugs (10). Eine Steuereinrichtung (24) führt durch: Feststellen einer Priorisierung eines Kraftfahrzeugs (10) zum benutzerspezifischen Aufladen der Energiespeichereinrichtung (S1), anhand der festgestellten Priorisierung: Festlegen einer durch die Priorisierung vorgegebenen Ladeleistung für einen Aufladevorgang (S2), in Abhängigkeit von der festgelegten Ladeleistung Erzeugen eines digitalen Zertifikats (30), das die festgelegte Ladeleistung beschreibt (S3), und Übertragen des erzeugten Zertifikats (30) an eine Lademanagement-einrichtung (16) des Kraftfahrzeugs (10, S4). Es erfolgt in Abhängigkeit von der durch das an die Lademanagementeinrichtung (16) des Kraftfahrzeugs (10) übertragene Zertifikat (30) beschriebenen Ladeleistung Erzeugen eines Steuersignals (S5), das einen Ablauf des Ladevorganges mit der beschriebenen Ladeleistung beschreibt, und ein Übertragen des erzeugten Steuersignals an eine Energieabgabeeinrichtung (28) einer Ladestationsvorrichtung (12). Optional kann die Ladeleistung durch das Zertifikat (30) im Kraftfahrzeug (10) reduziert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Ladevorganges einer Energiespeichereinrichtung eines Kraftfahrzeugs. Als Energiespeichereinrichtung wird dabei ein Gerät oder eine Gerätekomponente verstanden, das oder die zum Speichern von vorzugsweise elektrischer Energie ausgestaltet ist, und beispielsweise als Akku oder Traktionsbatterie ausgestattet sein kann. Das Kraftfahrzeug ist dementsprechend ein Elektro-Kraftfahrzeug oder ein Hybrid-Kraftfahrzeug.
Heutige Ladesäulen oder Ladestationen können die Ladeleistung für ein Elektrofahrzeug in Abhängigkeit von einer Anzahl an Kraftfahrzeugen, die gerade aufgeladen werden, anpassen. Eine mögliche Priorisierung eines Fahrzeugs geht immer von der Ladesäule bzw. dem angeschlossenen Verbundsystem aus. Dies ist allerdings nur möglich, wenn die Ladesäule oder das Ladeverbundsystem dafür entsprechend ertüchtigt wird, bestimmte Fahrzeuge oder Fahrzeuggruppen wieder zu erkennen. Ein solches System funktioniert auch nicht Ladesäulenbetreiber-übergreifend, also zum Beispiel unabhängig von einem Stromanbieter.
Für den Fall, dass viele Fahrzeuge an Ladestationen geladen werden und eine verfügbare Leistung an z.B. einem Ladepark geringer ist als die Summe der maximal abgerufen Ladeleistung, ist es aktuell so, dass die maximal verfügbare Ladeleistung auf die Fahrzeuge aufgeteilt wird. Beispielsweise kann eine maximale Ladeleistung von 120 Kilowatt gegeben sein, wenn nur ein Kraftfahrzeug an der Ladestation vorhanden ist, falls jedoch ein weiteres Kraftfahrzeug angesteckt wird, kann die Ladeleistung auf 60 Kilowatt pro Fahrzeug absinken. Dadurch wird die Ladedauer für alle Kraftfahrzeuge erhöht.
Die DE 10 2014 103 039 A1 beschreibt ein Aufladesystem für Elektrofahrzeuge, bei dem eine Priorisierung eines Schnellladeprozesses in Abhängigkeit von einer Sitzungs-ID eines mit einer Ladestation verbundenen Fahrzeugs gesteuert wird.
Aus der JP 2013-042579 A ist eine flexible Ladestation bekannt, an der einzelne Stationen reserviert werden können.
Die US 2014/0320062 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeug-Management-System, das eine Mehrzahl von elektrischen Kraftfahrzeugen gemäß einer Nutzungsreihenfolge berücksichtigt.
Die weiter oben beschriebene Problematik bleibt jedoch bestehen. Eine der Erfindung zu Grunde gelegte Aufgabe ist das Bereitstellen eines Lademanagements für eine Ladestation mit mehreren Ladepunkten zum Ermöglichen einer vorbestimmten Ladedauer für priorisierte Kraftfahrzeuge.
Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren und die Vorrichtungen gemäß den nebengeordneten Patentansprüchen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Unteransprüche gegeben.
Die Erfindung basiert auf der Idee, eine digitales Zertifikat, das auch als Marker bezeichnet werden kann, in ein Kraftfahrzeug einzubringen, wobei das Zertifikat eine Ladeleistung anpasst und damit eine individuelle Priorisierung der Ladeleistung unabhängig von einer Anzahl an der Ladestation stehenden Kraftfahrzeuge ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern eines Ladevorganges einer Energiespeichereinrichtung eines Kraftfahrzeugs weist die folgenden, durch eine Steuereinrichtung durchgeführten Schritte auf. Eine Steuereinrichtung ist dabei ein Gerät oder eine Gerätekomponente, die zum Empfangen und Erzeugen von Signalen und Zertifikaten ausgestaltet und eingerichtet ist, und beispielsweise als Steuergerät oder Steuerplatine oder Computerprogrammprodukt ausgestaltet sein kann. Die Steuereinrichtung kann dabei vorzugsweise eine Steuereinrichtung einer kraftfahrzeugexternen Servervorrichtung sein, beispielsweise eines Datenservers im Internet oder eines Backends, oder beispielsweise eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs.
In einem ersten Verfahrensschritt erfolgen ein Feststellen einer Priorisierung des Kraftfahrzeugs, das eine Energiespeichereinrichtung aufweist, zum benutzerspezifischen Aufladen der Energiespeichereinrichtung, und anhand der festgestellten Priorisierung ein Festlegen einer durch die Priorisierung vorgegebenen Ladeleistung für einen Aufladevorgang. In Abhängigkeit von der festgestellten Ladeleistung erfolgen ein Erzeugen eines digitalen Zertifikats, das auch als digitaler Marker bezeichnet werden kann und das die festgelegte Ladeleistung beschreibt, und ein Übertragen des erzeugten Zertifikats an eine Lademanagementeinrichtung des Kraftfahrzeugs. Das Zertifikat beschreibt, mit anderen Worten, eine auf die Ladeleistung bezogene Ladeberechtigung.
Das digitale Zertifikat kann beispielsweise in Abhängigkeit von einer in einem Fahrstromvertrag vereinbarten Ladeleistung des Benutzers mit einem Fahrstromanbieter erzeugt werden. Zum Beispiel kann der Benutzer des Kraftfahrzeugs für 1000 Kilowatt bezahlt haben, oder für eine monatliche Flatrate. Das Zertifikat kann dann beispielsweise die vereinbarte Ladeleistung, zum Beispiel ein Laden mit mindestens 120 Kilowatt, beschreiben. Beispielsweise kann das Zertifikat eine Information zu dem Fahrstromvertrag und der Ladeleistung beschreiben, oder nur eine gesonderte Information zu Vertrag und/oder Ladeleistung.
Das digitale Zertifikat kann beispielsweise von einer Steuereinrichtung eines Backends an die Lademanagementeinrichtung des Kraftfahrzeugs übertragen werden, beispielsweise über eine WLAN-Verbindung oder über eine Mobilfunk-Verbindung. Alternativ kann ein solches digitales Zertifikat auch über die Ladestationsvorrichtung übertragen werden, beispielsweise über ein Übertragungskabel der Ladestationsvorrichtung als drahtgebundene Kommunikationsverbindung, das beispielsweise in ein Ladekabel integriert sein kann. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung ein Bestandteil der Ladestationsvorrichtung sein.
In Abhängigkeit von der durch das an die Lademanagementeinrichtung des Kraftfahrzeugs übertragene Zertifikat beschriebenen Ladeleistung erfolgt ein Erzeugen eines Steuersignals, das einen Ablauf des Ladevorganges mit der beschriebenen Ladeleistung beschreibt. Es folgt ein Übertragen des erzeugten Steuersignals an eine Energieabgabeeinrichtung einer kraftfahrzeugexternen Ladestationsvorrichtung. Als Energieabgabeeinrichtung wird dabei ein Gerät oder Bauteil zum Übertragen der Energie an die Energiespeichereinrichtung des Kraftfahrzeugs verstanden, das zum Beispiel eine Induktionsspule und/oder ein Kabel zum sogenannten konduktiven Laden und/oder einen Pantographen-Stromabnehmer aufweisen kann.
Dadurch kann die Energiespeichereinrichtung priorisiert geladen werden. Auch wenn an einer Ladestation gerade ein hoher Andrang ist, wird eine Ladedauer für das Kraftfahrzeug mit dem Zertifikat nicht aufgrund des Andrangs erhöht. Darüber hinaus werden neue Geschäftsmodelle möglich, um zum Beispiel bei Fahrstromanbietern mehrfach Stromangebote umzusetzen, zum Beispiel ein schnelleres Laden, oder eine vertraglich garantierte minimale Ladeleistung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann durch eine Lademanagementeinrichtung der Ladestation zuvor ein Empfangen des Zertifikats aus der Lademanagementeinrichtung des Kraftfahrzeugs erfolgen, und ein Auslesen und/oder Auswerten der festgelegten Ladeleistung anhand des empfangenen Zertifikats. Das Erzeugen des Steuersignals kann dabei durch die Lademanagementeinrichtung der Ladestationsvorrichtung erfolgen. Hierzu kann die Lademanagementeinrichtung beispielsweise einen Empfänger zum Empfangen des Zertifikats, sowie ein Lesegerät oder ein Gerät zum Auswerten des digitalen Zertifikats aufweisen. Bei einer drahtgebundenen Übertragung des Zertifikats an die Lademanagementeinrichtung kann der Empfänger mit dem zur Übertragungskabel verbunden sein.
Das digitale Zertifikat kann beispielsweise mittels einer gängigen Datenkommunikationsverbindung an die Lademanagementeinrichtung der Ladestationsvorrichtung übertragen werden. Die Ladestationsvorrichtung kann zum Beispiel die beschriebene Ladeleistung einstellen und entsprechend der beschriebenen Ladeleistung die Energiespeichereinrichtung aufladen, auch wenn sich gerade viele Kraftfahrzeuge an der Ladestationsvorrichtung befinden und gleichzeitig aufgeladen werden sollen. Die verfügbare Gesamtmenge der Ladestationsvorrichtung kann dann derart aufgeteilt werden, dass beispielsweise ein Kraftfahrzeug mit einem Zertifikat über eine höhere Ladeleistung diese erhält und andere Kraftfahrzeuge die beispielsweise kein Zertifikat oder ein Zertifikat für eine niedrigere Ladeleistung haben, mit einer niedrigeren Ladeleistung aufgeladen werden. Das Kraftfahrzeug mit dem digitalen Zertifikat kann also in vorteilhafter Weise mit der vorgegebenen Ladeleistung aufgeladen werden, ohne dass der Ladevorgang länger als erwartet dauert oder das Kraftfahrzeug nicht so viel Strom erhält wie eigentlich geplant.
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Lademanagementeinrichtung des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von dem Steuersignal die Ladeleistung der Energiespeichereinrichtung auf einen durch das Zertifikat beschriebenen Wert einstellen, wobei das Erzeugen des Steuersignals durch die Lademanagementeinrichtung des Kraftfahrzeugs erfolgen kann. Mit anderen Worten kann sich das Kraftfahrzeug mit einer bestimmten Ladeleistung anmelden, also mit der durch das Zertifikat beschriebenen Ladeleistung, womit der Ladevorgang durch das Kraftfahrzeug geregelt wird. Das Zertifikat muss gemäß dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht an die Ladestationsvorrichtung übertragen werden. Dies ist besonders dann vorteilhaft, falls das Kraftfahrzeug an einer Ladestationsvorrichtung steht, die eine entsprechende Hardware und/oder Software zum Auswerten des Zertifikats nicht aufweist.
Zusätzlich oder alternativ kann das Erzeugen des digitalen Zertifikats durch die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von einer aktuellen Position des Kraftfahrzeugs; und/oder von einem vorgegebenen Zeitpunkt und/oder einem vorgegebenen Zeitraum; und/oder von einem Standort der Ladestationsvorrichtung; und/oder von einem aus einem Benutzerkonto eines Benutzers des Kraftfahrzeugs empfangenen monetären Werts erfolgen.
Mit anderen Worten kann die durch das Zertifikat beschriebene Ladeleistung davon abhängen, ob sich das Kraftfahrzeug beispielsweise in einem Ballungsraum mit vielen Elektrofahrzeugen befindet und/oder die Ladestationsvorrichtung einen günstigeren oder einem teureren Tarif für die Energie vorgibt, oder beispielsweise wieviel der Benutzer das Zertifikat bezahlt hat. Hierdurch lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren noch weiter individualisieren, sodass ein entsprechender Aufladevorgang zum Beispiel standortspezifisch oder spezifisch auf die Bedürfnisse des Benutzers zugeschnitten ist. Beschreibt das Zertifikat beispielsweise einen vorgegebenen Zeitpunkt und/oder einen vorgegebenen Zeitraum, beispielsweise einen Zeitraum zwischen 14 Uhr und 15 Uhr, wird ein bidirektionales Laden ermöglicht, da durch die vorhersehbare Lade-Uhrzeit beispielsweise Energie aus einem Stromspeicher oder aus einem Stromnetz einer anderen Stadt verwendet werden kann, der zu dieser Uhrzeit zum Beispiel als Überschuss einer Stromproduktion vorliegt. Dies verbessert ein Energiemanagement eines Stromanbieters, eines Haushaltes des Benutzers des Kraftfahrzeugs oder einer Kommune. Beispielsweise beim Auswerten des Zertifikats durch die Ladestationsvorrichtung kann zum Beispiel eine aktuelle Uhrzeit mit der Zeitvorgabe des Zertifikats verglichen werden.
Um zu berücksichtigen, dass heutzutage auch viele Einsatzfahrzeuge Elektrofahrzeuge sind und aufgrund ihrer Funktion zum Beispiel in einem Einsatz sofort und/oder viel Strom benötigen, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durch die Steuereinrichtung ein Feststellen einer Registrierung des Kraftfahrzeugs als Einsatzfahrzeug mit einem vorgegebenen, verkehrsrechtlichen Wegerecht erfolgen, wobei das Festlegen der Ladeleistung in Abhängigkeit von der festgestellten Registrierung erfolgen kann. Ein solches Einsatzfahrzeug kann beispielsweise ein Einsatzwagen einer Polizei oder ein Krankenwagen sein. Diese Kraftfahrzeuge werden bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dann an der Ladestation auch dann automatisch priorisiert, falls gerade sehr viele Kraftfahrzeuge zum Aufladen des Energiespeichers an der Ladestationsvorrichtung sind.
Die oben gestellte Aufgabe wird, unter Erreichen der genannten Vorteile, ebenfalls gelöst durch eine Steuereinrichtung, vorzugsweise aufweisend eine Prozessoreinrichtung, wobei als Prozessoreinrichtung ein Gerät oder ein Bauteil zur elektronischen Datenverarbeitung mit beispielsweise mindestens einem Mikroprozessor und/oder mindestens einem Mikrokontroller verstanden wird. Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, die eine Steuereinrichtung betreffenden Verfahrensschritte nach einem der oben beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen. Optional kann die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet sein, einen auf einem Datenspeicher gespeicherten Programmcode auszuführen, der bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die die Steuereinrichtung betreffenden Verfahrensschritte durchführt.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Lademanagementeinrichtung, die vorzugsweise eine Prozessoreinrichtung aufweisen kann. Die Lademanagementeinrichtung ist dazu eingerichtet, die eine Lademanagementeinrichtung betreffenden Verfahrensschritte nach einer der oben beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen. Es ergeben sich die oben genannten Vorteile.
Die oben genannten Vorteile ergeben sich ebenfalls durch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug, das vorzugsweise als Kraftwagen ausgestaltet sein kann, zum Beispiel als Personenkraftwagen mit einer Energiespeichereinrichtung, also ein Elektro-Kraftfahrzeug, aufweisend eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lademanagementeinrichtung. Optional kann das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug zusätzlich eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung aufweisen.
Die oben gestellte Aufgabe wird, unter Erreichen der bereits genannten Vorteile, ebenfalls gelöst durch eine kraftfahrzeugexterne Servervorrichtung, beispielsweise ein Datenserver im Internet oder ein Backend, zum Betreiben im Internet, aufweisend eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung zu einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
2 eine schematische Darstellung zu einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die 1 veranschaulicht das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines ersten Ausführungsbeispiels. Hierzu zeigt die 1 ein Kraftfahrzeug 10, das beispielhaft gerade an einer Ladestationsvorrichtung 12 steht, um eine Energiespeichereinrichtung 14 des Kraftfahrzeugs 10 aufzuladen.
Das Kraftfahrzeug 10 kann beispielsweise als Personenkraftwagen und als Elektro-Kraftfahrzeug ausgestaltet sein. Die Energiespeichereinrichtung 14 kann beispielsweise als Traktionsbatterie ausgestaltet sein. Das Kraftfahrzeug 10 weist eine Lademanagementeinrichtung 16 auf, die beispielhaft eine Prozessoreinrichtung 18 mit zum Beispiel mehreren Mikroprozessoren aufweisen kann. Die Lademanagementeinrichtung 16 des Kraftfahrzeugs 10 der 1 weist weiterhin eine optionalen Speichereinrichtung 20 auf, in der ein entsprechender Programmcode zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens gespeichert sein kann.
Die 1 zeigt ebenfalls eine kraftfahrzeugexterne Servervorrichtung 22, die eine Steuereinrichtung 24 aufweisen kann, wobei die Steuereinrichtung 24 der Servervorrichtung 22 eine optionale Prozessoreinrichtung 18 und eine optionale Speichereinrichtung 20 aufweist.
Die Servervorrichtung 22 kann zum Beispiel mit dem Kraftfahrzeug 10 über eine Datenkommunikationsverbindung 25 verbunden sein. Für eine Kommunikation zwischen dem Kraftfahrzeug und der Steuereinrichtung 24 des Servervorrichtung 22 kann beispielsweise eine Kommunikationseinrichtung 26 des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein, die als dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekanntestes Gerät zum Aufbau von Datenkommunikationsverbindungen ausgestaltet sein kann. Die Kommunikationseinrichtung 26 kann beispielsweise über eine Mobilfunk-Verbindung und/oder eine Internetverbindung mit der Steuereinrichtung 24 verbunden sein.
Optional kann das Kraftfahrzeug 10 eine Steuereinrichtung 24 aufweisen die weiter unten beschriebenen Verfahrensschritte der Steuereinrichtung durchführen kann.
Die Ladestationsvorrichtung 12 der 1 zeigt ebenfalls eine Lademanagementeinrichtung 16, die optional vorgesehen sein kann. Die 1 zeigt ebenfalls eine Energieabgabeeinrichtung 28 der Ladestationsvorrichtung 12, die beispielsweise eine Induktionsspule und/oder ein Kabel zum sogenannten konduktiven Laden und/oder einen Pantographen-Stromabnehmer und/oder eine andere, dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannte Technologie zum Abgeben von Energie aufweisen kann.
In einem ersten Verfahrensschritt S1 stellt die Steuereinrichtung 24 eine Priorisierung des Kraftfahrzeugs 10 zu spezifischen Aufladen der Energiespeichereinrichtung 14 fest. Beispielsweise kann ein Benutzer des Kraftfahrzeugs 10 zum Beispiel mittels eines mobilen Endgeräts (in der 1 nicht gezeigt) oder mithilfe eines Computers eine Flatrate zum Aufladen der Energiespeichereinrichtung 14 mit einer Ladeleistung von 80 bis 100 Kilowatt gekauft haben, also eine entsprechende Ladegeschwindigkeit gekauft haben. Anhand dieses Kaufvorgangs kann die Priorisierung festgestellt werden (S1). Anhand der Priorisierung wird die vorgegebene Ladeleistung, also die beispielhafte Ladegeschwindigkeit von 80 bis 100 Kilowatt, festgelegt (S2).
Im Verfahrensschritt S3 erzeugt die Steuereinrichtung 24 ein digitales Zertifikat 30, das die Priorisierung und die Ladeleistung beschreiben kann. Das Zertifikat 30 kann dabei eine Datei sein, die die beispielhafte Ladegeschwindigkeit beschreiben kann. Das im Verfahrensschritt S3 erzeugte Zertifikat wird an die Lademanagementeinrichtung 16 übertragen (S4), beispielsweise über eine Internet- oder eine Mobilfunk-Verbindung. Optional kann die Lademanagementeinrichtung 16 zum Beispiel ein zentrales Hochsicherheits-Zertifikatsteuergerät 17 umfassen, in dem das Zertifikat 30 abgelegt und zum Beispiel im Bedarfsfall an eine weitere Komponente der Lademanagementeinrichtung 16 weitergeleitet werden kann.
Das beispielsweise durch die Kommunikationseinrichtung 26 empfangene Zertifikat 30 kann von dieser zum Beispiel an die Speichereinrichtung 20 übertragen werden, wo das digitale Zertifikat 30 gespeichert werden kann.
Im Beispiel der 1 ist das Kraftfahrzeug 10 gezeigt, wie es gerade an der Ladestationsvorrichtung 12 steht und mittels eines Kabels 32 bereits mit der Energieabgabeeinrichtung 28 verbunden ist. Der weiter oben beschriebene Vorgang zum Erstellen des Zertifikates 30 und der Übertragung des Zertifikate 30 an das Kraftfahrzeug 10 kann auch unabhängig von dem Aufladevorgang stattfinden, d.h. die weiter oben beschriebenen Verfahrensschritte können vorzugsweise in einem beliebigen Zeitraum vor einem Aufladevorgang stattfinden und hängen nicht von einer Verbindung mit der Ladestationsvorrichtung 12, noch von einem Standort der Ladestationsvorrichtung 12 an. Die Verwendung des Zertifikats 30 zum Steuern des Ladevorganges findet erst dann statt, wenn das Kraftfahrzeug 10 an eine beliebige Ladestationsvorrichtung 12 fährt und der Aufladevorgang initiiert werden soll.
Zum Steuern des Ladevorganges dient ein Steuersignal, das beispielsweise von der Lademanagementeinrichtung 16 des Kraftfahrzeugs 10 erzeugt werden kann (S5). Das Steuersignal kann dann ein Einstellen der durch das Zertifikat 30 beschriebenen Ladeleistung beschreiben, also die beispielhaften 80 bis 100 Kilowatt. Das Steuersignal kann beispielsweise an die Energiespeichereinrichtung 14 übertragen werden, oder direkt von zum Beispiel einem Steuerchip der Lademanagementeinrichtung 16 zum Regulieren und/oder Vorgeben der Ladeleistung und/oder Steuern der Ladeleistung. Alternativ kann das die Ladeleistung beschreibende Steuersignal direkt an die Energieabgabeeinrichtung 28 der Ladestationsvorrichtung 12 übertragen werden, beispielsweise über eine Funkverbindung oder über eine Kabelverbindung 32. Das Aufladen der Energiespeichereinrichtung 14 erfolgt dann in Abhängigkeit von dem Steuersignal, sodass die Ladestationsvorrichtung 12 nicht aktiv die Ladeleistung einstellt, sondern einfach den Vorgaben des Steuersignals aus der Lademanagementeinrichtung 16 des Kraftfahrzeugs 10 folgt. Das Aufladen der Energiespeichereinrichtung 14 kann dann im Verfahrensschritt S7 erfolgen.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Lademanagementeinrichtung 16 der Ladestationsvorrichtung 12 das Zertifikat 30 anstelle des Steuersignals aus der Lademanagementeinrichtung 16 des Kraftfahrzeugs 10 empfangen (S8), beispielsweise über die Kabelverbindung 32 oder über eine Mobilfunk -oder Internetverbindung. In der 1 ist beispielhaft eine entsprechende Datenkommunikationsverbindung 25 zwischen den beiden Lademanagementeinrichtungen 16 gezeigt, die Übertragung kann jedoch alternativ auch über die Kommunikationseinrichtung 26 des Kraftfahrzeugs 10 und/oder eine Kommunikationseinrichtung der Ladestationsvorrichtung 12 erfolgen.
In diesem Beispiel kann die Ladestationsvorrichtung 12 beispielsweise ein Lesegerät und/oder eine Software der Lademanagementeinrichtung 16 zum Auslesen und/oder Auswerten des Zertifikates 30 aufweisen. Eine solche entsprechenden Hardware und/oder Software kann das Zertifikat 30 auslesen und/oder auswerten (S9) und die Lademanagementeinrichtung 16 kann ein entsprechendes Steuersignal erzeugen (S5) und an die Energieabgabeeinrichtung 28 übertragen (S6).
Handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug 10 zum Beispiel um einen Einsatzwagen, beispielsweise um einen Krankenwagen, kann das Kraftfahrzeug beispielsweise als solches registriert sein und eine entsprechende Registrierung kann beispielsweise durch die Steuereinrichtung 24 abgerufen oder an die Steuereinrichtung 24 übertragen werden. Das Zertifikat 30 kann dann diese Registrierung als priorisierte Behandlung Aufladen einer Ladestationsvorrichtung 12 beschreiben, und/oder beispielsweise in Abhängigkeit von der Registrierung die Ladeleistung auf eine Ladeleistung von zum Beispiel 120 Kilowatt festlegen (S2).
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie eine Priorisierung und/oder Steuerung einer Ladeleistung von Elektro- und/oder Hybrid-Fahrzeugen ermöglicht wird, beispielsweise eine Backend-gesteuerte Priorisierung.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann beispielsweise über eine online-Verbindung, zum Beispiel über die Servervorrichtung 22, die beispielhaft als Backend des Fahrzeugherstellers ausgestaltet sein kann, ein Marker oder mehrere Marker, also ein digitales Zertifikat 30 oder mehrere digitale Zertifikate 30, ins Kraftfahrzeug 10 gebracht werden, das/die eine Priorisierung der Ladeleistung ermöglichen. Das digitale Zertifikat 30, das für die Anpassung der Ladeleistung (schnelleres oder langsameres Laden/Ladepause/Ladeende) verantwortlich ist kann gemäß einer ersten Variante von der Ladestationsvorrichtung 12, beispielsweise einer Ladesäule, ausgelesen werden (S9) und/oder interpretiert werden, und kann dann die Ladeleistung angepasst werden. In einer zweiten Variante kann beispielsweise bereits im Kraftfahrzeug 10 eine maximale/minimal erlaubte Ladegeschwindigkeit reduziert werden, d.h. das Kraftfahrzeug 10 zieht zum Beispiel gar nicht erst mehr Strom als die beispielhafte Ladesäule liefern würde, weil die beispielhafte Ladesäule „denkt“, das Kraftfahrzeug 10 wäre nur ein Kraftfahrzeug 10 mit geringer Ladeleistung.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann für ein privates Laden ergänzt werden, dass beispielhaft die Verwendung eines solchen Zertifikats 30 nicht nur auf öffentliche Ladestationsvorrichtungen 12 begrenzt sein kann. Auch im privaten Umfeld kann das Laden, falls nützlich, angepasst werden. Denkbar ist zum Beispiel eine zukünftige Steuerung von Kraftfahrzeugen 10 direkt durch einen Netzbetreiber und damit eines bidirektionalen Energieaustausches, beispielsweise falls ein Stromnetz in München stark belastet ist und Kraftfahrzeuge 10 nur mit 3,6 Kilowatt geladen werden dürfen, andererseits in Ingolstadt angeschlossene Kraftfahrzeuge 10 bereits vollgeladen sind und Strom abgegeben könnten, um zum Beispiel das Netz in München zu entlasten.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können die folgenden, drei beispielhaften Anwendungsbeispiele für öffentliches Laden erfolgen. Gemäß einem ersten Anwendungsbeispiel kann zum Beispiel ein Benutzer über einen Fahrstromanbieter einen Fahrstromvertrag 34 erwerben, beispielsweise eine Flatrate für eine Ladegeschwindigkeit (zum Beispiel 80 bis 100 Kilowatt) für 1000 € pro Jahr (s. 2). Für einen Aufpreis kann die Ladeleistung an der Ladesäule nochmals gesteigert werden, zum Beispiel für 1200 € pro Jahr kann schneller zwischen 120 bis 150 Kilowatt geladen werden. Eine Information darüber, dass schneller und/oder langsamer geladen werden darf, kann beispielsweise online über ein Backend als Servervorrichtung 22 in das Kraftfahrzeug 10 eingebracht werden. Es kann beispielsweise entweder eine Auswertung über die beispielhafte Ladesäule oder über das Kraftfahrzeug 10 durchgeführt werden und zum Beispiel eine reduziert maximal mögliche Ladeleistung ausgewertet werden.
In einem zweiten Anwendungsbeispiel kann beispielsweise ein Einsatzwagen der Polizei, ein Feuerwehrfahrzeug oder ein VIP-Fahrzeug eine höhere Ladepriorität haben als Normalfahrzeuge und können somit priorisiert geladen werden, da beispielsweise das Zertifikat 30 des Einsatzwagens eine Bevorzugung aufzeigt.
Gemäß einem dritten Anwendungsbeispiel können ein Benutzer oder mehrere Benutzer zum Beispiel spontan schnelleres Laden bestellen, wenn sie zuvor zum Beispiel einen „langsamen“ Vertrag gewählt haben, es aber heute besonders eilig haben (zum Beispiel Kauf eines Upgrade-Pakets „einmalig schneller laden für 2,99 €“).
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann ein Zertifikat 30 zum Beispiel je nach Situation gelöscht oder zurückgerufen werden, oder das Zertifikat 30 kann als ungültig erklärt werden, wenn beispielsweise ein durch das Zertifikat beschriebenes Ablaufdatum überschritten wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zu einer beispielhaften technischen Umsetzung kann ein Einbringen des Zertifikats 30, also des beispielhaften Markers, über zum Beispiel eine online-Verbindung des Kraftfahrzeugs 10 erfolgen. Hierzu zeigt die 2 noch einmal eine schematische Darstellung zu diesem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein Benutzer des Kraftfahrzeugs 10 kann beispielsweise eine Kunde bei einem Kraftfahrzeugherstellers sein und im Verfahrensschritt S11 zum Beispiel einen Fahrstromvertrag 34 mit einem Fahrstromanbieter abgeschlossen haben, zum Beispiel über eine Flatrate mit einer garantierten Ladeleistung von 120 bis 150 Kilowatt. Die Daten können optional in der Steuereinrichtung 24 der Servervorrichtung 22 abgelegt sein. Die Steuereinrichtung 24 der Servervorrichtung 22 erzeugt ein digitales Zertifikat 30 für das betroffene Kraftfahrzeug 10 (S3) und liefert es aus, indem es beispielsweise an das Kraftfahrzeug 10 übertragen wird (S4), beispielsweise an eine Lademanagementeinrichtung 16 des Kraftfahrzeugs 10. Das Zertifikat 30 kann im Kraftfahrzeug 10 gespeichert werden (S12), beispielsweise in der Lademanagementeinrichtung 16, die beispielsweise ein Bestandteil eines Onboard-Ladegeräts und/oder einer sonstigen Ladesteuereinrichtung, beispielsweise einem Ladesteuergerät oder einem Zertifikate-Steuergerät 17, sein kann.
In einer ersten Variante kann das Zertifikat 30, zum Beispiel über einen ISO-Standard, an die Ladestationsvorrichtung 12, eine beispielhafte Ladesäule, übertragen und dort interpretiert werden, also zum Beispiel ausgewertet und/oder ausgelesen werden. Diese Variante kann in Abhängigkeit von einer Intelligenz der Ladesäule erfolgen.
In einer zweiten Variante kann das Zertifikat 30 im Kraftfahrzeug 10 ein Verhalten auslösen, das die Ladesäule glauben lässt, dass ein Kraftfahrzeug 10 mit geringer Ladeleistung angeschlossen ist (unabhängig von Ladesäule).
Die 2 veranschaulicht ebenfalls ein Ausführungsbeispiel, wonach das Kraftfahrzeug 10 zum Beispiel ein Polizeifahrzeug sein kann, das immer mit einer maximalen Leistung und priorisiert vor anderen Kunden oder Benutzern an der Ladesäule aufladen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014103039 A1 [0004]
JP 2013042579 A [0005]
US 2014/0320062 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Steuern eines Ladevorganges einer Energiespeichereinrichtung (14) eines Kraftfahrzeugs (10), aufweisend die durch eine Steuereinrichtung (24) durchgeführten Schritte: - Feststellen einer Priorisierung eines Kraftfahrzeugs (10) zum benutzerspezifischen Aufladen der Energiespeichereinrichtung (S1), - anhand der festgestellten Priorisierung Festlegen einer durch die Priorisierung vorgegebenen Ladeleistung für einen Aufladevorgang (S2), - in Abhängigkeit von der festgelegten Ladeleistung Erzeugen eines digitalen Zertifikats (30), das die festgelegte Ladeleistung beschreibt (S3), und - Übertragen des erzeugten Zertifikats (30) an eine Lademanagementeinrichtung (16) des Kraftfahrzeugs (10, S4), das Verfahren weiterhin gekennzeichnet durch die Schritte: - in Abhängigkeit von der durch das an die Lademanagementeinrichtung (16) des Kraftfahrzeugs (10) übertragene Zertifikat (30) beschriebenen Ladeleistung Erzeugen eines Steuersignals (S5), das einen Ablauf des Ladevorganges mit der beschriebenen Ladeleistung beschreibt, und - Übertragen des erzeugten Steuersignals an eine Energieabgabeeinrichtung (28) einer Ladestationsvorrichtung (12, S6).
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden, durch eine Lademanagementeinrichtung (16) der Ladestationsvorrichtung (12) durchgeführten Schritte: - Empfangen des Zertifikats (30) aus der Lademanagementeinrichtung (16) des Kraftfahrzeugs (10, S8), und -Auslesen der festgelegten Ladeleistung anhand des empfangenen Zertifikats (30, S9), wobei das Erzeugen des Steuersignals (S5) durch die Lademanagementeinrichtung (16) der Ladestationsvorrichtung (12) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den folgenden, durch die Lademanagementeinrichtung (16 des Kraftfahrzeugs (10) durchgeführten Schritt: - in Abhängigkeit von dem Steuersignal Einstellen der Ladeleistung der Energiespeichereinrichtung (14) auf einen durch das Zertifikat (30) beschriebenen Wert, wobei das Erzeugen des Steuersignals (S5) durch die Lademanagementeinrichtung (16) des Kraftfahrzeugs (10) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen des digitalen Zertifikats (30, S3) erfolgt in Abhängigkeit von - einer aktuellen Position des Kraftfahrzeugs (10), und/oder - einem vorgegebenen Zeitpunkt und/oder einem vorgegebenen Zeitraum, und/oder - einem Standort der Ladestationsvorrichtung (12), und/oder - einem von einem Benutzerkonto eines Benutzers des Kraftfahrzeugs (10) empfangenen monetären Werts.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den folgenden, durch die Steuereinrichtung (24) durchgeführten Schritt: - Feststellen einer Registrierung des Kraftfahrzeugs (10, S10) als Einsatzfahrzeug mit einem vorgegebenen, verkehrsrechtlichen Wegerecht, wobei das Festlegen der Ladeleistung (S2) in Abhängigkeit von der festgestellten Registrierung erfolgt.
Steuereinrichtung (24), vorzugsweise aufweisend eine Prozessoreinrichtung (18), wobei die Steuereinrichtung (24) dazu eingerichtet ist, die eine Steuereinrichtung (24) betreffenden Verfahrensschritte nach einem Verfahren der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Lademanagementeinrichtung (16), vorzugsweise aufweisend eine Prozessoreinrichtung (18), wobei die Lademanagementeinrichtung (16) dazu eingerichtet ist, die eine Lademanagementeinrichtung (16) betreffenden Verfahrensschritte nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 5 durchzuführen.
Kraftfahrzeug (10), aufweisend eine Lademanagementeinrichtung (16) nach Anspruch 7.
Kraftfahrzeug (10), aufweisend eine Steuereinrichtung (24) nach Anspruch 6.
Kraftfahrzeugexterne Servervorrichtung (22) zum Betreiben im Internet, aufweisend eine Steuereinrichtung (24) nach Anspruch 6.