DE102020003789A1 - Ladestation zum Laden von Batterien in batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen und Verfahren zum Betreiben der Ladestation - Google Patents

Ladestation zum Laden von Batterien in batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen und Verfahren zum Betreiben der Ladestation Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladestation zum Laden von Batterien in batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen, umfassend einen Ladeschrank mit einer Steuerung zum Steuern des Ladevorgangs und der Abrechnung der Kosten für den Stromkunden, mehreren mit ihm verbundenen Ladepunkten und mindestens einem Monitor zur Anzeige bestimmter Daten, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung einen ersten Steuerungsteil aufweist zum Hinterlegen von eichrelevanten Daten und einen zweiten Steuerungsteil zum Hinterlegen aller anderen Daten, wobei jeder Steuerungsteil mit mindestens einem Monitor über eine Kommunikationsleitung verbunden ist.Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben der Ladestation.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladestation zum Laden von Batterien in batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen, umfassend einen Ladeschrank mit einer Steuerung zum Steuern des Ladevorgangs und der Abrechnung der Kosten für den Stromkunden, mehreren mit ihm verbundenen Ladepunkten und einem Monitor zur Anzeige bestimmter Daten. Unter Elektrofahrzeuge sind dabei auch Schiffe sowie Luftfahrzeuge zu verstehen, die mit aufladbaren Batterien betrieben werden. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben der Ladestation.
  • Aus der DE10 2018 112 622 ist es bekannt, von einer einzigen Steuerung (Pos. 28) aus die Ladestation zu steuern. Auf die Probleme der Hinterlegung eichrelevanter Daten und deren Absicherung gegen Manipulation oder Veränderungen bei Updates ist nicht eingegangen.
  • Aus der DE 10 2017 128 325 A1 ist es bekannt, dass die Steuerung ein Akkreditierungsmodul und getrennt davon ein Managementmodul aufweist. Beide sind aber so verbunden, dass ein Datenaustausch zwischen beiden stattfindet. Auf die Probleme der Hinterlegung eichrelevanter Daten und deren Absicherung gegen Manipulation oder Veränderungen bei Updates ist nicht eingegangen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ladestation so auszubilden, dass eine sichere Trennung von eichrelevanten Daten wie Zählwerk, Uhrzeit, PublicKey und ServerlD, die einmalig aufgespielt werden, und anderen Daten, die sich während des Betriebes der Ladestation verändern können. Dazu zählen beispielsweise die Laderegelung, das Lastmanagement, Verbrauchsdaten, Stromkosten. Aber auch Dinge, die heutzutage gefordert werden und bereits üblich sind, wie Werbeeinspielungen auf dem Monitor bei Verwendung der Ladestation. Die Ladestation sollte in hohem Maße sicher sein gegen Manipulationen und Betrug in jeder Hinsicht.
  • Zur Lösung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Steuerung einen ersten Steuerungsteil aufweist zum Hinterlegen von eichrelevanten Daten und getrennt davon einen zweiten Steuerungsteil zum Hinterlegen aller anderen Daten, wobei die Steuerungsteile mit einem Monitor, mehreren Monitoren oder jeder Steuerungsteil mit einem eigenen Monitor verbunden ist. Dabei ist sichergestellt, dass die Daten des ersten Steuerungsteils schreibgeschützt sind und nicht durch Steuerungseingaben oder Updates verändert werden können. Diese Daten können nur abgerufen und auf einem eigenen Monitor angezeigt werde, der unabhängig ist vom Monitor für Eingaben und Anzeigen beim Ladevorgang und unabhängig von anderen nicht eichrelevanten Daten.
  • Die Erfindung ist anhand der schematischen Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
    • 1 eine Darstellung der Ladestation.
  • Die Ladestation besteht aus einem Ladeschrank 1 und weist mindestens eine Stromzuführung 9 auf. Am Ladeschrank 1 sind mehrere Ladepunkte 2 angeschlossen, an denen beispielsweise ein KFZ 3 zum Aufladen angeschlossen werden kann. Dies erfolgt über Stromkabel 10, über die der Ladestrom fließt. Diese sind bekannterweise für Gleichstrom, Wechselstrom oder Drehstrom ausgebildet. Prinzipiell kann es möglich sein, dass der Ladeschrank 1 auch aus geladenen Batterien Strom ins Netz zurückspeist. Eine Kommunikationsleitung 11 dient am Ende eines Ladevorganges der Weitergabe des Stromverbrauchs bzw. der Rechnung zur Abrechnung über die Bank des Stromkunden an ein sogenanntes Backup 4.
  • Im Ladeschrank 1 sind zwei räumlich und funktionell getrennte Steuerungen A und B angeordnet, die unterschiedliche Funktionen ausführen können und in denen unterschiedliche Daten bereitgestellt werden. Die eine Steuerung A dient der Speicherung von Daten, die eichrelevant sind. Sie dürfen weder durch Eingriffe an Eingabegeräten noch durch ablaufende Ladevorgänge verändert werden. Auch bei einem Update der Steuerung dürfen diese Daten nicht verändert werden, da sonst vorher eine erneute Eichung erforderlich würde und der Ladeschrank 1 solange nicht betrieben werden dürfte. Solche eichrelevanten Daten sind beispielsweise Daten von Zähleinrichtungen, Uhrzeit, PublicKey und ServerlD. Die Steuerung A steht mit einem jedem Ladepunkt 2 zugeordneten Zähler 14 in Verbindung, der geeicht und plombiert ist und die Strommessung zu allen Ladepunkten 2 durchführt und an die Steuerung A meldet. Er ist dazu mit dem Stromanschluss 9 verbunden und es führen Leitungen 15 zu den einzelnen Ladepunkten 2. Die Steuerung A steht ferner mit mindestens einem Monitor 5 über die Kommunikationsleitung 8 in Verbindung, der nur der Anzeige von Daten dient, aber keine Eingabemöglichkeit besitzt. Die Daten laufen also nur in der angegebenen Pfeilrichtung. Angezeigt an diesem Monitor 5 werden beispielsweise Startzeit und Ende eines Ladevorgangs und der Verbrauch.
  • Monitor 5 und Steuerung A sind so verbunden, dass vor einer Datenübergabe ein Zertifizierungsprotokoll ausgetauscht werden muss. Beide Teile gehören also untrennbar zusammen und der Einbau eines anderen Monitors 5 führt zu einer Fehlermeldung, aber nicht zu einer Datenübergabe.
  • Die zweite, im Ladeschrank 1 vorgesehene Steuerung B dient der Speicherung von Daten, die nicht eichrelevant sind. Mit dieser Steuerung B erfolgt die gesamte Steuerung eines Ladevorganges, deren Regelung, Verteilung der Strommenge auf die einzelnen Ladepunkte 2, also das Lastmanagement. Ferner letztendlich die Stromabrechnung an den Stromkunden. Heute ist es auch möglich, hier Werbung zu platzieren, die der Stromkunde beim Start eines Ladevorganges über sich ergehen lassen muss. Dazu ist die Steuerung B mit einem Monitor 6 über die Kommunikationsleitung 7 verbunden. Hierüber erfolgt ein bidirektionaler Datenaustausch wie durch Pfeil angedeutet. Der Monitor 6 ist mit einer Eingabeeinrichtung 13 versehen bzw. mit dieser verbunden. Hierüber erfolgt beispielsweise die Anmeldung beim Start eines Ladevorganges. Über diese Leitung 7 wird auch bei Bedarf ein Update der Steuerung vorgenommen, und sei es nur, um andere Werbeeinblendungen zu hinterlegen.
  • Alternativ ist es möglich, anstelle der beiden Monitore 5, 6 nur einen Monitor einzusetzen, mit dem beide Steuerungen A, B verbunden sind. In diesem Fall werden den beiden Steuerungen A, B zur Anzeige entweder bestimmte Bildschirmbereiche zugeordnet. Oder die Anzeige erfolgt auf eigenen Bildschirmseiten, die aufgerufen werden können.
  • Die Monitore 5, 6 sind in der Praxis beispielsweise in der Nähe des Eingangs zu einer Tiefgarage oder eines Parkhauses angeordnet, während der Ladeschrank 1 vorzugsweise in einem separaten abgeschlossenen Raum platziert ist. Am Monitor 6 bzw. deren Eingabeeinrichtung 13, die ein Lesegerät für Identifikationseinrichtungen beinhalten kann, meldet sich der Stromkunde an einem Ladepunkt 2 an und startet einen Ladevorgang.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Ladeschrank
    2
    Ladepunkt
    3
    KFZ
    4
    Backup
    5
    Monitor
    6
    Monitor
    7
    Kommunikationsleitung
    8
    Kommunikationsleitung
    9
    Stromanschluss
    10
    Stromkabel
    11
    Kommunikationsleitung
    12
    Kommunikationsleitung
    13
    Eingabeeinrichtung
    14
    Zähler
    15
    Leitung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102018112622 [0002]
    • DE 102017128325 A1 [0003]

Claims (6)

  1. Ladestation zum Laden von Batterien in batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen, umfassend einen Ladeschrank (1) mit einer Steuerung zum Steuern des Ladevorgangs und der Abrechnung der Kosten für den Stromkunden, mehreren mit ihm verbundenen Ladepunkten (2) und einem Monitor zur Anzeige bestimmter Daten, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung einen Steuerungsteil (A) aufweist zum Hinterlegen von eichrelevanten Daten und einen zweiten Steuerungsteil (B) zum Hinterlegen aller anderen Daten, wobei jeder Steuerungsteil (A, B) jeweils mit mindestens einem Monitor (5, 6) über eine Kommunikationsleitung (7, 8) verbunden ist oder jeder Steuerungsteil (A, B) mit demselben Monitor (5, 6) verbunden und dabei jeder Steuerung (A, B) ein Bildschirmbereich zugeordnet ist.
  2. Ladestation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (A) so ausgebildet ist, dass die Kommunikation zwischen ihr und dem zugeordneten Monitor (5) nur in Richtung Monitor (5) erfolgen kann.
  3. Ladestation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (A) so ausgebildet ist, dass vor einer Datenübergabe zwischen ihr und dem zugeordneten Monitor (5) ein Zertifizierungsprotokoll ausgetauscht werden muss.
  4. Verfahren zum Betreiben einer Ladestation zum Laden von Batterien in batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen, umfassend einen Ladeschrank (1) mit einer Steuerung zum Steuern des Ladevorgangs und der Abrechnung der Kosten für den Stromkunden, mehreren mit ihm verbundenen Ladepunkten (2) und einem Monitor (5, 6) zur Anzeige bestimmter Daten, dadurch gekennzeichnet, dass eichrelevante Daten in einem Steuerungsteil (A) hinterlegt werden, der so ausgebildet ist, dass diese Daten nach der Hinterlegung nicht durch Eingriffe in die Steuerung oder durch Updates verändert werden können, und nicht eichrelevante Daten in einem separaten Steuerungsteil (B) hinterlegt werden, wobei die Anzeige der Daten jeweils in einem zugeordneten Monitor (5, 6) erfolgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung nur eines Monitors (5, 6) jeder Steuerung (A, B) ein bestimmter Bildschirmbereich zugeordnet ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer Datenübergabe zwischen der Steuerung (A) und dem Monitor (5, 6) ein Zertifizierungsprotokoll ausgetauscht wird.
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