DE102017214071A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Laden eines Elektrofahrzeuges - Google Patents

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Abstract

Verfahren (10) zum Laden eines Elektrofahrzeuges (22), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- ein Rechenzentrum (20) wird mittels einer ersten Datenverbindung mit einer Ladestation (21) und mittels einer zweiten Datenverbindung mit einem Elektrofahrzeug (22) verbunden (11) und
- das Elektrofahrzeug (22) wird von der Ladestation (21) geladen (12), während eine Ladesteuerung (23) der Ladestation (21) und des Elektrofahrzeuges (22) durch das Rechenzentrum (20) erfolgt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeuges. Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus eine entsprechende Vorrichtung, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Speichermedium.
  • Stand der Technik
  • Als Ladestation wird in der Elektrotechnik jedwede stationäre Vorrichtung oder elektrische Anlage bezeichnet, welche dazu dient, mobilen akkubetriebenen Geräten, Maschinen oder Kraftfahrzeugen durch einfaches Einstellen oder Einstecken Energie zuzuführen, ohne den Energiespeicher - etwa die Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeuges - entnehmen zu müssen. Ladestationen für Elektrofahrzeuge werden umgangssprachlich auch als „Stromtankstellen“ bezeichnet und können mehrere Ladepunkte umfassen, die je nach Bauform als „Ladesäulen“ charakterisiert werden. Im Elektrofahrzeug befindet sich hierbei zumeist ein Batteriemanagementsystem, das zum Zwecke der Ladesteuerung mit der Ladesäule kommuniziert, um die Stromstärke anzupassen oder bei Erreichung einer Kapazitätsgrenze den Vorgang zu beenden.
  • DE102014221211A1 betrifft ein Verfahren zum Aufladen der Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs mit einem elektrischen Antrieb an einer Ladestation, wobei während einer Kommunikationsphase die besagte Kommunikation zwischen einer Ladevorrichtung des Elektrofahrzeugs und der Ladestation über einen Phasenleiter und über einen Neutralleiter stattfindet und in einer anschließenden Ladephase der Ladestrom durch den Phasenleiter und den Neutralleiter fließt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeuges, eine entsprechende Vorrichtung, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes maschinenlesbares Speichermedium gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.
  • Die vorgeschlagene Lösung fußt hierbei auf der Erkenntnis, dass die zur Ladesteuerung genutzten Softwarefunktionen eines Elektrofahrzeuges keinen modularen Systemaufbau gestatten. Ein Grundgedanke des nachfolgend vorgestellten Ansatzes liegt daher in einer Verschiebung bestehender Systemgrenzen durch die Verlagerung von Ladesteuerung und Ladekommunikation in die sinnbildliche „Cloud“.
  • Ein Vorzug dieser Lösung liegt in der möglichen Dezentralisierung von Softwarefunktionen, die hierzu beispielsweise über Modes miteinander kommunizieren. Jede Funktion kann dabei für sich selbst interpretieren, was für einen entsprechenden Modewechsel notwendig ist. Funktionen zur Steuerung des Systems in der Cloud geben hierzu einen Ziel-Mode vor. Funktionen zur Ausführung des angeforderten Modewechsels und die Rückmeldung des Modewechsels erfolgen auf einem entsprechenden Fahrzeugsteuergerät (vehicle control unit; VCU). Die Funktionen in der Cloud fordern etwa einen ModeWechsel von den auf der VCU laufenden Funktionen an; die Funktionen auf der VCU melden den aktuellen Status zurück. Jede für ein Teilsystem zuständige Funktion auf der VCU ist für die Ausführung selbst zuständig, sodass keine zentrale Steuerung mehr durch eine Funktion erfolgt.
  • Der vorgeschlagene Ansatz erkennt ferner, dass die aktuell gültigen ISO/DIN-Normen den konkreten Ladeablauf und das Fehlerhandling beschreiben. Eine geeignete Softwarelösung sollte daher stets alle ISO/DIN-Anforderungen einhalten. Die ISO/DIN-Standards befinden sich jedoch noch im Bearbeitungszustand. Laufend kommen neue Anforderungen hinzu, und bereits bestehende Anforderungen werden abgeändert. Auf diese Art und Weise reagiert das ISO/DIN-Gremium auf Befunde seitens der Erstausrüster (original equipment manufacturers, OEMs) und der Hersteller von Ladesäulen. Für die bereits im Einsatz befindlichen Fahrzeuge bedingt dies einen Werkstattbesuch zum Neuprogrammieren („Flashen“) der VCU mit einer entsprechend angepassten Software.
  • Ein wichtiger Aspekt der Erfindung besteht daher darin, dass die Software zum Steuern eines Ladevorgangs sich in der Cloud befindet. Die Regelung verbleibt hierbei auf der VCU und bildet weiterhin die Schnittstelle zwischen VCU und Hochvolt-System des Elektrofahrzeuges. Somit können Ladeablaufsteuerung und Fehlerhandling in der Cloud den aktuell gültigen ISO/DIN-Standards fortlaufend angepasst werden. Alle Fahrzeuge verwenden den gleichen aktuellen Stand. Ein Werkstattbesuch ist nicht notwendig.
  • Ein weiterer Vorzug dieser Lösung liegt in der Entbehrlichkeit eines Mikrochips zur Trägerfrequenzübertragung (powerline communication, PLC) und entsprechenden Kommunikationsprotokollstapels (communication protocol stack, ComStack) auf der zur Ladesteuerung genutzten VCU und der resultierenden Kostenersparnis. Die somit ermöglichte Vereinfachung des betreffenden Bausteins trägt ferner dem Umstand Rechnung, dass marktübliche PLC-Chips nur bedingt für kraftfahrzeugtechnische (automotive) Anwendungen geeignet sind.
  • Ein weiterer Aspekt ist die zentrale Verfügbarmachung von Daten zu der Ladesteuerung, den Ladevorgängen, den Ladeabläufen und den Batterien einer gesamten Fahrzeugflotte. Dies verschafft beispielsweise dem zuständigen Flottenmanagement oder Fahrzeughalter eine klare und einfache Übersicht über ein oder mehrere Fahrzeuge. Sämtliche Daten bzgl. Laden und dem aktuellen Status des Hochvolt-Systems (z. B. Ladezustand, Ladeaktivität oder Restzeit des Ladevorgangs) eines oder mehrerer Fahrzeuge sind permanent und aktuell in der Cloud gespeichert und können somit - z. B. mittels eines handelsüblichen Smartphones - einfach abgerufen werden. Transparent wird auf diese Weise etwa, an welchem Ort, zu welcher Zeit, mit welcher Energie und zu welchem Preis Ladevorgänge stattgefunden haben bzw. derzeit stattfinden.
  • Ein Hersteller kann aus den gesammelten Daten Erkenntnisse gewinnen oder hierauf reagieren. Zu bedenken ist insofern, dass es derzeit noch wenig Erfahrung mit dem Ladeverhalten von älteren Hochvolt-Batterien im Serienumfeld gibt. Eventuell muss das Ladeverhalten angepasst werden. Eine Ausführungsform der Erfindung bietet daher den besonderen Vorteil, dass mittels einfachen Eingriffs innerhalb der Cloud die Ladesteuerung und damit das Ladeverhalten von einem Fahrzeug, einem Fahrzeugmodell oder der gesamten Flotte einfach nachjustiert werden kann. Bei einem groben Systemfehler innerhalb des Hochvolt-Systems eines Fahrzeuges kann die Ladeerlaubnis via Cloud auch komplett entzogen werden.
  • Ein Hersteller kann aus den solchermaßen gesammelten Daten zudem Garantieansprüche prüfen. Herkömmlicherweise ist es hierzu notwendig, einen Historienspeicher in das Steuergerät zu integrieren. Da nach dem vorgeschlagenen Ansatz entsprechende Daten in der Cloud gespeichert werden, ist ein zusätzlicher Historienspeicher auf dem Steuergerät hier nicht zwingend notwendig.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung stellt sich der Herausforderung, dass eine konventionelle Ladesäule zur Identifizierung des Fahrzeuges und zur Freigabe des Ladevorgangs vor Start des Ladevorgangs das im Fahrzeug hinterlegte Zertifikat abfragt. Mittels Zertifikat wird sodann bestätigt, dass ein gültiger Vertrag mit einem Energieversorgungsunternehmen über den Bezug von Strom zum Laden eines Fahrzeuges abgeschlossen worden ist. Anhand des Zertifikates erfolgt im Anschluss des Ladevorgangs auch die Abrechnung der bezogenen Energiemenge. Das Zertifikat muss dem Fahrzeug somit vor dem ersten Ladevorgang aufgespielt und software- und hardwaretechnisch vor Angriffen geschützt werden. Es sollte beim Wechsel des Energieversorgungsunternehmens zudem ausgetauscht werden, was einen erneuten Werkstattbesuch erfordert.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist daher die Möglichkeit zur Verifizierung des Fahrzeuges für Ladevorgänge über die Cloud. Das Zertifikat wird zu diesem Zweck in der Cloud hinterlegt, wozu aufwendige Sicherheitsmaßnahmen auf dem Steuergerät ebenso wenig notwendig sind wie ein Werkstattbesuch zum Aufspielen eines Zertifikates. Der Fahrzeughalter kann somit beliebig oft den Stromanbieter wechseln und Kosten einsparen. Das vorgeschlagene Verfahren erfüllt ferner einen höheren Sicherheitsstandard als bekannte Ansätze, da das Zertifikat in der Cloud nach einem bestimmten Intervall automatisch erneuert werden kann. Beispielsweise mag vorgesehen sein, dass ein Zertifikat grundsätzlich höchstens sechs Monate lang gültig ist.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die umfangreiche und leistungsfähige Anbindung an vernetzte und fernsteuerbare Geräte und Installationen sowie automatisierbare Abläufe im Wohnraum (smart home). Ein entsprechend angebundenes Smart-Home-System kennt das aktuelle Energieniveau der Hochvolt-Batterie im Elektrofahrzeug. Ist abzusehen, dass ein Elektrofahrzeug mit ausreichendem Ladezustand am Wohngebäude eintrifft, wird mit der Ausführung von Programmen von energieintensiven Gerätschaften gewartet. Z. B. wird mit dem Start der Waschmaschine, des Trockners oder des Backofens solange gewartet, bis das Elektrofahrzeug über die hauseigene Ladesäule mit dem hauseigenen Stromnetz verbunden ist. Die Gerätschaften beziehen dann ihren Strom zur Ausführung der besagten Programme aus der Hochvolt-Batterie des Elektrofahrzeuges, das selbst wiederum zum günstigen Strom-Nachttarif wieder aufgeladen wird.
  • Die Ladesteuerung eines derartigen Elektrofahrzeuges ist komplett auf das Smartphone abbildbar und übertragbar. Der Stromkunde kann auf den Ladevorgang somit direkten Eingriff nehmen. Der gesamte Energiebedarf des Haushaltes einschließlich des Energiebezuges etwaiger Elektrofahrzeuge von öffentlichen bzw. externen Ladesäulen kann über die Cloud abgerufen werden. Ebenso kann ein maximaler Energiewert zum Laden einzelner Elektrofahrzeuge definiert werden, der nicht überschritten werden darf. So behält der Kunde stets die Kostenkontrolle. Als erweiterter Diebstahlschutz kann vorzugsweise via Smartphone jederzeit eine Sperrung von Ladevorgängen aktiviert bzw. deaktiviert werden.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung begegnet dem Umstand, dass, nachdem die Ladesäule die Verbindung zum Fahrzeug bestätigt hat, herkömmlicherweise ein Abgleich und Austausch von diversen Daten erfolgt. Dieser Vorgang ist unter anderem notwendig, um - etwa anhand eines Zertifikates und des unterstützten ISO/DIN-Standards - zu prüfen, ob das Fahrzeug mit der Ladesäule kompatibel ist. Gleichzeitig übermittelt die Ladesäule ihren maximalen Ladestrom an das Fahrzeug. Das Fahrzeug übermittelt umgekehrt die zum Laden benötigte Vorlade- und Ladespannung an die Ladesäule.
  • Eine bevorzugte Variante der Erfindung ermöglicht ein schnelleres Starten dieses Ladevorgangs. Bereits beim Anfahren einer Ladesäule werden hierzu alle relevanten Daten für den Start eines Ladevorgangs zwischen Ladesäule und Fahrzeug ausgetauscht. Somit kann das Fahrzeug auch das Laden mittels einer anderen Ladesäule anfordern, wenn die aktuelle Ladesäule z. B. zu wenig Strom bzw. nicht die geforderte Spannung liefern kann. Eine Ladesäule kann zudem im Vorfeld automatisch reserviert werden. Nach Beendigung des Ladevorgangs kann das Fahrzeug direkt die Weiterfahrt antreten. Der Austausch von Botschaften nach Beenden des Ladevorgangs erfolgt ebenso über die Cloud. Der Ladevorgang verkürzt sich so insgesamt, da Anfahrt bzw. Abfahrt und Austausch aller relevanten Daten (handshake) zwischen Ladesäule und Cloud gleichzeitig erfolgen.
  • Eine erweiterte Sicherheit bietet ferner die denkbare Funktion der Cloud als Firewall. Ein in dieser Hinsicht relevanter Aspekt der Erfindung besteht darin, dass das Fahrzeug nicht direkt mit der Ladesäule verbunden wird; somit sinkt die Möglichkeit eines Angriffs von außen stark ab. Ist die Ladesäule mit einer Schadsoftware infiziert, würde diese bei einer direkten Verbindung mit dem Fahrzeug auf das Steuergerät übergehen und Schaden verursachen. Da die Ladesäule vorliegend jedoch nur indirekt über die Cloud mit dem Fahrzeug kommuniziert, kann ein Übergreifen von Schadsoftware auf das Fahrzeug blockiert werden. Die Cloud kann mit Schadsoftware infizierte Ladesäulen erkennen, dies direkt dem Betreiber der Ladesäulen melden und somit zum Beispiel eine Abschaltung der betreffenden Ladesäulen durchführen oder anfordern.
  • Mit Hilfe eines Angriffserkennungssystems (intrusion detection system, IDS) oder gar Angriffsschutzsystems (intrusion prevention system, IPS) werden Anomalien im Kommunikationsnetzwerk erkannt. Somit können Hackerangriffe enttarnt werden. Für die Anwendung von IDS oder IPS sollten geeignete Regeln definiert werden, um etwa festzulegen, auf welche Botschaft welche Antwort bzw. welches Systemverhalten erwartet wird. Eine entsprechende Ausführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, dass die Instandhaltung bzw. Erweiterung des Regelwerks innerhalb der Cloud realisiert werden kann. Auch hierzu ist ein regelmäßiges „Flashen“ des Steuergerätes mit Softwareänderungen, welches mit einem Werkstattbesuch verbunden wäre, nicht notwendig.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Grundgedankens möglich. So kann zur Erreichung einer hohen Netzabdeckung etwa eine Datenverbindung zwischen Elektrofahrzeug und Rechenzentrum in der Cloud über ein bestehendes Mobilfunknetz vorgesehen sein.
  • Figurenliste
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
    • 1 das Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform.
    • 2 eine Anwendung des Verfahrens zum induktiven Laden eines Elektroautos.
    • 3 eine Anwendung des Verfahrens zum konduktiven Laden eines Elektroautos.
    • 4 schematisch ein Steuergerät gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 illustriert einen grundlegenden Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens (10): Ein Rechenzentrum wird mittels einer ersten Datenverbindung mit einer Ladestation und mittels einer zweiten Datenverbindung mit einem Elektrofahrzeug verbunden (Prozess 11). Das Elektrofahrzeug wird nunmehr von der Ladestation geladen (Prozess 12), während die gemeinsame Ladesteuerung der Ladestation und des Elektrofahrzeuges dezentral gleichsam „via Cloud“ erfolgt.
  • 2 verdeutlicht dieses Vorgehen anhand eines ersten Anwendungsfalles: Die erste Datenverbindung, deren Transportschichtsicherheit (transport layer security, TLS; 26) von Rechenzentrum (20) und Ladestation (21) gemeinsam gewährleistet wird, wurde hier über ein drahtloses lokales Netz (wireless local area network, WLAN; 24) und internes Ethernet (29) der Ladestation (21) hergestellt.
  • 3 indes beleuchtet einen zweiten Anwendungsfall. Die erste Datenverbindung wird hier auch seitens der Ladestation (21), die vorliegend per Ladekabel mit dem Elektrofahrzeug (22) verbunden wird, drahtgebunden per Ethernet (29) hergestellt.
  • Beiden Fällen liegt der gleiche modulare Systemaufbau zugrunde, welcher durch die - je nach Verfügbarkeit und Signalqualität wahlweise (32) über WLAN oder Mobilfunknetz (25) hergestellte - zweite Datenverbindung des Elektrofahrzeuges (22) mit dem Rechenzentrum (20) ermöglicht wird. Auf der Anwendungsschicht wird diese Verbindung seitens Rechenzentrum (20) und Elektrofahrzeug (22) durch ein geeignetes Angriffserkennungssystem (28) abgesichert. Somit vermag das Rechenzentrum (20) während des Ladens (Prozess 12 - 1) die zwischen Elektrofahrzeug (22) und Ladestation (21) erforderliche Kommunikation (vehicle to grid, V2G; 27) durchgehend zu vermitteln. Auf dieser Vermittlungsschicht kommt im vorliegenden Beispiel Version 6 des Internetprotokolls (Internet protocol version 6, IPv6) zum Einsatz.
  • Die Ladesteuerung (23) seitens des Elektrofahrzeuges (22) erfolgt dabei durch einen geeigneten VCU-Mikrocontroller (30), der durch eine reduzierte medienunabhängige Schnittstelle (reduced media-independent interface, RMII; 31) an das fahrzeugseitige Ethernet (29) angebunden ist.
  • Dieses Verfahren (10) kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Hostrechner (40) oder anderweitigen Server implementiert sein, wie die schematische Darstellung der 4 verdeutlicht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014221211 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Verfahren (10) zum Laden eines Elektrofahrzeuges (22), gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - ein Rechenzentrum (20) wird mittels einer ersten Datenverbindung mit einer Ladestation (21) und mittels einer zweiten Datenverbindung mit einem Elektrofahrzeug (22) verbunden (11) und - das Elektrofahrzeug (22) wird von der Ladestation (21) geladen (12), während eine Ladesteuerung (23) der Ladestation (21) und des Elektrofahrzeuges (22) durch das Rechenzentrum (20) erfolgt.
  2. Verfahren (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: - die zweite Datenverbindung wird wahlweise (32) über ein drahtloses lokales Netz (24) oder ein Mobilfunknetz (25) hergestellt.
  3. Verfahren (10) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - das Rechenzentrum (20) und die Ladestation (21) gewährleisten eine Transportschichtsicherheit (26) der ersten Datenverbindung.
  4. Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - während des Ladens (12) vermittelt das Rechenzentrum (20) eine Kommunikation (27) zwischen der Ladestation (21) und dem Elektrofahrzeug (22) und - die Kommunikation (27) erfolgt gemäß IPv6.
  5. Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - die zweite Datenverbindung wird durch ein Angriffserkennungssystem (28) abgesichert.
  6. Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - zumindest die zweite Datenverbindung wird über ein Ethernet (29) des Elektrofahrzeuges (22) hergestellt.
  7. Verfahren (10) nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - die Ladesteuerung (23) seitens des Elektrofahrzeuges (22) erfolgt durch einen Mikrocontroller (30) und - eine reduzierte medienunabhängige Schnittstelle (31) verbindet den Mikrocontroller (30) mit dem Ethernet (29).
  8. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, das Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.
  9. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 8 gespeichert ist.
  10. Vorrichtung (30, 40), die eingerichtet ist, das Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020121988A1 (de) 2020-08-21 2022-02-24 comemso eMobility Services GmbH & Co. KG Elektromobilität-Ladetestsystem und Elektromobilitäts-Ladetestverfahren
EP3992021A1 (de) * 2020-11-03 2022-05-04 Westenergie AG Elektrische ladestation, fahrzeug, elektrisches ladekabel, verwendung des elektrischen ladekabels sowie system
DE102020132915A1 (de) 2020-12-10 2022-06-15 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Ladesteuerungsmodul, Ladestation und Ladesystem zur Steuerung von Ladevorgängen von Traktionsenergiespeichern für Elektrofahrzeuge
WO2024002787A1 (de) 2022-06-29 2024-01-04 Audi Ag Verfahren zum überwachen eines datenverkehrs eines kraftfahrzeugs und kraftfahrzeug mit einem angriffserkennungssystem

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014221211A1 (de) 2014-10-20 2016-04-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs
US20170043674A1 (en) * 2015-08-14 2017-02-16 Siemens Industry, Inc. Automatically selecting charging routine for an electric vehicle by balancing utility and user considerations

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101197721B (zh) * 2007-12-25 2010-07-07 华为技术有限公司 对用户终端进行网络配置的方法和装置
US8354913B2 (en) * 2009-07-23 2013-01-15 Chargepoint, Inc. Authorization in a networked electric vehicle charging system
DE102010026689A1 (de) * 2010-07-09 2012-01-12 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Steuereinheit zum Laden eines Fahrzeugakkumulators
WO2017079980A1 (zh) * 2015-11-13 2017-05-18 华为技术有限公司 一种计费欺诈的检测方法及装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014221211A1 (de) 2014-10-20 2016-04-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs
US20170043674A1 (en) * 2015-08-14 2017-02-16 Siemens Industry, Inc. Automatically selecting charging routine for an electric vehicle by balancing utility and user considerations

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020121988A1 (de) 2020-08-21 2022-02-24 comemso eMobility Services GmbH & Co. KG Elektromobilität-Ladetestsystem und Elektromobilitäts-Ladetestverfahren
WO2022038225A1 (de) 2020-08-21 2022-02-24 comemso eMobility Services GmbH & Co. KG Elektromobilität-ladetestsystem und elektromobilitäts-ladetestverfahren
US11807129B2 (en) 2020-08-21 2023-11-07 comemso Immobilien GmbH & Co. KG Electromobility charge test system and electromobility charge test method
EP3992021A1 (de) * 2020-11-03 2022-05-04 Westenergie AG Elektrische ladestation, fahrzeug, elektrisches ladekabel, verwendung des elektrischen ladekabels sowie system
DE102020132915A1 (de) 2020-12-10 2022-06-15 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Ladesteuerungsmodul, Ladestation und Ladesystem zur Steuerung von Ladevorgängen von Traktionsenergiespeichern für Elektrofahrzeuge
WO2022122334A1 (de) 2020-12-10 2022-06-16 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Ladesteuerungsmodul, ladestation und ladesystem zur steuerung von ladevorgängen von traktionsenergiespeichern für elektrofahrzeuge
WO2024002787A1 (de) 2022-06-29 2024-01-04 Audi Ag Verfahren zum überwachen eines datenverkehrs eines kraftfahrzeugs und kraftfahrzeug mit einem angriffserkennungssystem
DE102022116152A1 (de) 2022-06-29 2024-01-04 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zum Überwachen eines Datenverkehrs eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug mit meinem Angriffserkennungssystem

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