DE102021104573A1 - Vorrichtung, Ladestation, System und Verfahren - Google Patents

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David Auzinger
Christoph Reiter
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Keba Energy Automation GmbH
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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (10) für eine Anzahl von Ladestationen (401 - 412) zum Laden eines Energiespeichers (110) eines Elektrofahrzeuges (108) mit elektrischer Energie von einem mit der Vorrichtung (10) koppelbaren mehrphasigen Teilnehmernetz (101) mittels eines an einer Anzahl von Ausgangsleitern (L1out - L3out) bereitgestellten Ladestroms vorgeschlagen. Die Vorrichtung (10) umfasst eine Schaltmatrix (20) zum Bereitstellen einer Mehrzahl von Schaltzuständen (Z1 - Z34), wobei ein jeweiliger Schaltzustand (Z1 - Z34) eine Zuordnung von einer bestimmten Phase (L1 - L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) zu einem bestimmten Ausgangsleiter (L1out - L3out) der Anzahl umfasst, wobei die Schaltmatrix (20) eine Anzahl von Wechselrelais (301 - 312) aufweist, wobei jedes Wechselrelais (301 - 312) in einer ersten Schaltposition (0) einen ersten Knoten mit einem zweiten Knoten verbindet und in einer zweiten Schaltposition (1) den ersten Knoten mit einem dritten Knoten verbindet, mittels der ein jeweiliger Ausgangsleiter (L1out - L3out) der Anzahl zu jedem Zeitpunkt nur genau einer Phase (L1 - L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) zuordenbar ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine Anzahl von Ladestationen, eine Ladestation mit einer solchen Vorrichtung, ein System mit einer Anzahl von Ladestationen sowie ein jeweiliges Verfahren.
  • STAND DER TECHNIK
  • Das vorliegende technische Gebiet betrifft das Laden eines Energiespeichers eines Elektrofahrzeuges. Hierzu beschreibt beispielsweise das Europäische Patent EP 2 882 607 B1 der Anmelderin eine Ladestation für Elektrofahrzeuge, mit wenigstens einer Eingangsschnittstelle zur Einspeisung von elektrischer Energie aus einem ortsfesten Stromversorgungsnetz in die Ladestation, mit einer Anschlussbuchse zum Verbinden eines Ladesteckers eines Elektrofahrzeuges zur gesteuerten Abgabe von elektrischer Energie an das Elektrofahrzeug, mit einer Mehrzahl von elektrotechnischen Komponenten umfassend eine elektronische Steuervorrichtung zum Schalten, Messen oder Überwachen der aufgenommenen und/oder der abgegebenen elektrischen Energie, und mit einem die elektrotechnischen Komponenten umschließenden Gehäuse.
  • In Ländern mit mehrphasigen Energieversorgungsnetzen, wie Deutschland oder Osterreich, gibt es Vorgaben der Netzbetreiber und/oder gesetzliche Vorschriften bezüglich der Einhaltung einer Netzsymmetrie an Teilnehmernetzanschlüssen. Eine Asymmetrie, die auch als Schieflast bezeichnet werden kann, entsteht, wenn eine Phase eines mehrphasigen Stromnetzes stärker belastet wird (durch Stromentnahme oder durch Stromeinspeisung) als die übrigen Phasen. Beispielsweise gibt es in der VDE-AR-N 4100 Vorgaben, die die maximale Schieflast auf eine Leistung von 4,6 kW begrenzen. Verbraucher oder Erzeuger, die eine höhere Leistung als 4,6 kW aufweisen, sind mehrphasig in dem Teilnehmernetz anzuschließen, so dass die Leistung gleichmäßig auf die Phasen verteilt und eine Schieflast damit vermieden wird.
  • Bei Elektrofahrzeugen sind unterschiedliche Ladeverfahren bekannt, so gibt es Schnellladeverfahren, bei welchen die Ladestation dem Elektrofahrzeug Gleichspannung /-strom (DC) zur Verfügung stellt, oder aber auch Wechselstromladeverfahren, wobei dem Elektrofahrzeug einphasig oder mehrphasig, insbesondere zweiphasig oder dreiphasig, Wechselstrom (AC) zur Verfügung gestellt wird, welchen das ladende Fahrzeug mittels einem eingebauten AC/DC Wandler in Gleichstrom für den zu ladenden Energiespeicher umwandelt. Bei den Wechselstromladeverfahren kontrolliert eine Ladelogik des Fahrzeugs oder des Energiespeichers den Ladevorgang. Speziell bei einphasig oder zweiphasig Wechselstrom (AC) ladenden Fahrzeugen kann es aufgrund der normativ angegebenen Begrenzung dazu kommen, dass der Energiespeicher des Fahrzeuges mit maximal 4,6 kW pro Phase geladen werden kann. Der Ladevorgang wird dann, je nach Kapazität des Energiespeichers, eine lange Zeit in Anspruch nehmen. Speziell in Fällen, bei denen mehrere Ladestationen in einem Teilnehmernetz angeordnet sind, kann es sogar dazu kommen, dass die Ladeleistung je Fahrzeug noch weiter reduziert werden muss, nämlich dann, wenn beispielsweise zwei jeweils einphasig Wechselstrom (AC) zu ladende Fahrzeuge auf der gleichen Phase angeschlossen sind. In einem solchen Fall kann es sein, dass die maximale Ladeleistung je Fahrzeug auf 2,3 kW oder einen noch geringeren Wert beschränkt ist.
  • EP 3 245 702 B1 offenbart ein Verfahren, das einen leistungsoptimierten Betrieb eines elektrischen Teilnehmers ermöglicht soll. Es ist vorgeschlagen, eine elektrische Größe an zumindest zwei eingangsseitigen Phasen einer zumindest zwei Ausgänge aufweisenden Schaltmatrix zu messen, wobei die Eingänge mit verschiedenen Phasen eines Teilnehmernetzes verbunden sind. Es wird zumindest ein Eingang der Schaltmatrix zu zumindest einem Ausgang der Schaltmatrix in Abhängigkeit von der Messung zugeordnet. Hierbei werden in der Schaltmatrix weniger Ausgängen Eingänge zugewiesen, als Eingänge vorhanden sind. Dadurch, dass der Verbraucher oder der Erzeuger auf jeweils eine oder zwei Phasen des Netzes geschaltet wird, kann die Belastung der Phasen symmetrisiert werden. Um die entsprechenden elektrischen Größen (Strom, Spannung, Leistung und/oder Phase) zu messen, werden Smart Meter eingesetzt.
  • EP 3 184 352 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Laden eines Elektrofahrzeuges an einem dreiphasigen Energieversorgungsnetz. Die Vorrichtung umfasst eine Schaltmatrix mit einer Mehrzahl von Relais, die derart miteinander verschaltet sind, dass jede der drei Eingangsphasen selektiv mit einer bestimmten Ausgangsphase verbunden werden kann.
  • DE 10 2017 100 138 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines an zumindest einer Phase eines elektrischen Versorgungsnetzes betreibbaren Teilnehmers. Es wird vorgeschlagen, einen Messwert von zumindest einer elektrischen Größe an zumindest zwei versorgungsnetzseitigen Anschlüssen einer zumindest zwei teilnehmerseitige Anschlüsse aufweisenden Anschlussvorrichtung zu messen, wobei die versorgungsnetzseitigen Anschlüsse verschiedenen Phasen des Versorgungsnetzes zugeordnet sind. In Abhängigkeit des Messwerts wird zumindest ein versorgungsnetzseitiger Anschluss zu zumindest einem teilnehmerseitigen Anschluss zugeordnet und entsprechend mit diesem verbunden. Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass bei der Zuordnung eine elektrische Leistungsvorgabe abhängig von zumindest dem Messwert für zumindest einen der teilnehmerseitigen Anschlüsse erfolgt.
  • Ein Nachteil des vorgenannten Standes der Technik ist, dass aufgrund der jeweils vorgeschlagenen Verschaltung der Eingangsphasen mit den Ausgangsphasen ein Kurzschluss zwischen zwei unterschiedlichen Eingangsphasen möglich ist, beispielsweise wenn ein Schaltfehler in einem oder mehreren Relais auftritt oder wenn Relais fehlerhaft angesteuert werden. Es sind daher Überwachungseinrichtungen notwendig, die den Schaltzustand jedes Relais überwachen. Durch diese Überwachungseinrichtungen kann zwar erkannt werden, dass es zu einem Kurzschluss kommt, durch ein Umschalten in einen anderen Schaltzustand kann der Kurzschluss aber nicht in allen Fällen unterbunden werden. Allerdings ist eine solche Überwachungseinrichtung komplex und erhöht den technologischen und materiellen Aufwand zum Bereitstellen und Betreiben der jeweiligen Vorrichtung erheblich und schränkt die Flexibilität des Einsatzes der Vorrichtung ein.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung für eine Anzahl von Ladestationen anzugeben, die es ermöglicht, eine Last selektiv auf die Phasen eines mehrphasigen Stromnetzes zu verteilen, sowie ein entsprechendes Betriebsverfahren anzugeben. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Ladestation mit einer solchen Vorrichtung sowie ein System mit mehreren Ladestation und mit einer solchen Vorrichtung sowie ein jeweiliges Betriebsverfahren dazu anzugeben.
  • Die gestellte Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Ladestation mit den Merkmalen des Anspruchs 14, ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 23 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 18 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 29 gelöst.
  • Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Vorrichtung für eine Anzahl von Ladestationen zum Laden eines Energiespeichers eines Elektrofahrzeuges mit elektrischer Energie von einem mit der Vorrichtung koppelbaren mehrphasigen Teilnehmernetz mittels eines an einer Anzahl von Ausgangsleitern bereitgestellten Ladestroms vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst Schaltmatrix zum Bereitstellen einer Mehrzahl von Schaltzuständen, wobei ein jeweiliger Schaltzustand eine Zuordnung von einer bestimmten Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes zu einem bestimmten Ausgangsleiter der Anzahl umfasst, wobei die Schaltmatrix eine Anzahl von Wechselrelais aufweist, wobei jedes Wechselrelais in einer ersten Schaltposition einen ersten Knoten mit einem zweiten Knoten verbindet und in einer zweiten Schaltposition den ersten Knoten mit einem dritten Knoten verbindet, mittels der ein jeweiliger Ausgangsleiter der Anzahl zu jedem Zeitpunkt nur genau einer Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes zuordenbar ist.
  • Diese Vorrichtung weist den Vorteil auf, dass einerseits mittels der Schaltmatrix die Phasen des mehrphasigen Teilnehmernetzes selektiv den Ausgangsleitern zuordenbar sind, andererseits aber aufgrund der Verwendung von Wechselrelais jederzeit sichergestellt ist, dass ein Kurzschluss zwischen zwei Phasen des Teilnehmernetzes ausgeschlossen ist. Damit ist diese Vorrichtung deutlich weniger komplex und somit sowohl in der Herstellung als auch im Betrieb weniger aufwändig und daher ressourcensparend.
  • Eine jeweilige Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes kann auch als Außenleiter bezeichnet werden.
  • Die Vorrichtung kann sowohl für eine einzelne als auch für mehrere, beispielsweise zwei, drei, vier, fünf oder noch mehr als fünf Ladestationen verwendet werden. Bei der Verwendung mit einer einzelnen Ladestation kann die Vorrichtung sowohl vor der Ladestation, eingangsseitig der Ladestation, in dem Teilnehmernetz angeordnet sein, oder auch in der Ladestation integriert sein. Bei der Verwendung für mehrere Ladestationen ist die Vorrichtung vorzugsweise in einem Anschlusspunkt eines Zweiges des Teilnehmernetzes, in dem die mehreren Ladestationen angeordnet sind, angeordnet, so dass mittels der Vorrichtung eine Zuordnung der Phasen des Teilnehmernetzes zu den Leitern des Zweignetzes, an die die Ladestationen angeschlossen sind, ermöglicht ist.
  • Die Vorrichtung umfasst eine Anzahl von Ausgangsleitern, an denen der Ladestrom zum Laden des Energiespeichers bereitgestellt wird. Die Anzahl an Ausgangsleitern entspricht vorzugsweise der Anzahl an Phasen des mehrphasigen Teilnehmernetzes. Die Anzahl an Ausgangsleitern kann auch größer als die Anzahl an Phasen des Teilnehmernetzes sein, beispielsweise können zusätzliche Ausgangsleiter für einen Neutralleiter vorgesehen sein.
  • Die Schaltmatrix stellt mehrere unterschiedliche Schaltzustände bereit. Ein jeweiliger Schaltzustand ist durch die jeweilige Schaltposition jedes der Wechselrelais der Schaltmatrix in dem jeweiligen Schaltzustand charakterisiert. Da jedes Wechselrelais zwei Schaltpositionen einnehmen kann, weist eine Schaltmatrix mit einer Anzahl von N Wechselrelais insgesamt 2N unterschiedliche Schaltzustände auf, wobei es vorkommen kann, dass unterschiedliche Schaltzustände eine gleiche Zuordnung von Phasen zu Ausgangsleitern umfassen.
  • Ein jeweiliger Schaltzustand umfasst eine Zuordnung von wenigstens einer Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes zu wenigstens einem Ausgangsleiter der Anzahl. Beispielsweise weist das Teilnehmernetz drei Phasen auf und die Vorrichtung weist drei Ausgangsleiter auf. Dann wird beispielsweise genau eine bestimmte der drei Phasen genau einem bestimmten der drei Ausgangsleiter zugeordnet, wobei die beiden verbleibenden Phasen keinem Ausgangsleiter zugeordnet werden, oder es werden genau zwei bestimmte der drei Phasen genau zwei bestimmten der drei Ausgangsleiter zugeordnet, wobei die eine verbleibende Phase keinem Ausgangsleiter zugeordnet wird, oder es werden alle drei Phasen den drei Ausgangsleitern zugeordnet. Je nach Komplexität der Schaltmatrix kann jede der drei Phasen jedem beliebigen der drei Ausgangsleiter zugeordnet werden, das heißt, dass beispielsweise eine erste Phase einem ersten, zweiten oder dritten Ausgangsleiter zugeordnet werden kann.
  • Beispielsweise soll ein einphasig zu ladender Energiespeicher an einem dreiphasigen Teilnehmernetz geladen werden. Darunter, dass der Energiespeicher einphasig zu laden ist, wird verstanden, dass der Energiespeicher Strom von nur einer Phase bezieht. Bei einem solchen Energiespeicher wird der Ladestrom beispielsweise über eine Phase zugeführt und über den Neutralleiter zurückgeführt. In diesem Beispiel wäre eine wenig komplexe Ausführungsform der Vorrichtung derart ausgestaltet, dass diese nur einen Ausgangsleiter aufweist, der mit einer Phase des dreiphasigen Teilnehmernetzes koppelbar ist (der Neutralleiter wird beispielsweise durchgeschleift). Mittels der Schaltmatrix kann eine der drei Phasen des Teilnehmernetzes dem Ausgangsleiter zugeordnet werden. In einem ersten Schaltzustand ist beispielsweise eine erste Phase dem Ausgangsleiter zugeordnet und eine zweite und dritte Phase sind keinem Ausgangsleiter zugeordnet, in einem zweiten Schaltzustand ist beispielsweise die zweite Phase dem Ausgangsleiter zugeordnet und die erste und dritte Phase sind keinem Ausgangsleiter zugeordnet, und in einem dritten Schaltzustand ist beispielsweise die dritte Phase dem Ausgangsleiter zugeordnet und die erste und zweite Phase sind keinem Ausgangsleiter zugeordnet. Je nach aktueller Auslastung der einzelnen Phasen in dem Teilnehmernetz kann der Energiespeicher von der am besten geeigneten Phase gespeist werden. Die am besten geeignete Phase ist insbesondere diejenige, die die höchste Ladeleistung unter Einhaltung der Vorgaben zur maximalen Schieflast in dem Teilnehmernetz bereitstellen kann.
  • Es sei angemerkt, dass das „Laden eines Energiespeichers“ sowohl ein Zuführen von elektrischer Energie als auch ein Entnehmen von elektrischer Energie umfasst. Das heißt, dass der Energiespeicher als Verbraucher oder als Erzeuger in dem Teilnehmernetz wirken kann. In beiden Fällen kann mittels der Schaltmatrix der Vorrichtung die Zuordnung der Ausgangsleiter zu den Phasen des Teilnehmernetzes eingestellt werden, so dass sich beispielsweise eine bestimmte Phase des Teilnehmernetzes gezielt stützen lässt, indem dieser Phase Strom aus dem Energiespeicher zugeführt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung umfasst die Anzahl von Wechselrelais der Schaltmatrix wenigstens ein bistabiles Relais, insbesondere ein Doppelspulen-Relais.
  • Bistabile Relais sind gekennzeichnet durch ihre Eigenschaft, dass sie im stromlosen Zustand zwei verschiedene stabile Schaltzustände einnehmen können. Damit ist ein ungewolltes Umschalten des Schaltzustands bei einem Problem der Ansteuerung des bistabilen Relais, wie etwa bei einem Stromausfall, ausgeschlossen. Bistabile Relais sind beispielsweise Stromstoßrelais, die auch als Stromstoßschalter bezeichnet werden, Haftrelais, die auch als Remanenzrelais bezeichnet werden, oder Stützrelais.
  • Stromstoßrelais schalten bei einem Stromimpuls in den jeweils anderen Schaltzustand um und halten diesen bis zum nächsten Impuls bei. Das Beibehalten des Zustandes wird beispielsweise durch eine mechanische Verriegelung gewährleistet. Haftrelais nutzen die Remanenz, um nach Abschalten des Erregerstromes im angezogenen Zustand zu verbleiben. Stützrelais werden mechanisch in der angesteuerten Position verriegelt. Doppelspulenrelais können beispielsweise als Haftrelais oder als Stützrelais ausgebildet sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung besteht die Schaltmatrix aus mehreren miteinander verschalteten Wechselrelais.
  • In dieser Ausführungsform weist die Schaltmatrix ausschließlich miteinander verschaltete Wechselrelais auf. Dies schließt nicht aus, dass die Vorrichtung weitere elektrische Elemente aufweist, die vor der Schaltmatrix oder nach der Schaltmatrix angeordnet sind.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung umfasst diese eine Anschlussbuchse mit einer Anzahl von Kopplungspunkten zum Anschließen eines Ladekabels, wobei ein jeweiliger Ausgangsleiter der Anzahl mit einem jeweiligen Kopplungspunkt der Anschlussbuchse verbunden ist, und wobei die mit den Ausgangsleitern verbundenen Kopplungspunkte der Anschlussbuchse mit einer Anzahl an Phasen des Ladekabels koppelbar sind.
  • Das Ladekabel verbindet insbesondere das Elektrofahrzeug oder den Energiespeicher des Elektrofahrzeuges mit der Anschlussbuchse und ist zum Übertragen des Ladestroms eingerichtet.
  • Die Anschlussbuchse kann weitere Kopplungspunkte aufweisen, beispielsweise um einen Neutralleiter, einen Schutzleiter und/oder einen oder mehrere Signal- oder Datenübertragungs-Leiter zu verbinden. Die Anschlussbuchse kann derart ausgestaltet sein, dass diese mit unterschiedlichen Spezifikationen kompatibel ist, insbesondere kann die Anschlussbuchse abwärtskompatibel sein, das heißt, dass sie beispielsweise mit einem Ladekabel zum einphasigen, zweiphasigen oder auch dreiphasigen Laden koppelbar ist. Das Ladekabel kann eine den Kopplungspunkten entsprechende Anzahl an Leitern aufweisen.
  • In dieser Ausführungsform werden somit die Phasen des mehrphasigen Teilnehmernetzes mittels der Vorrichtung den Phasen des Ladekabels zugeordnet.
  • In Ausführungsformen kann die Ladestation mehrere Anschlussbuchsen für unterschiedlich ausgestaltete Ladekabel aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung umfasst diese eine Anschlussbuchse mit einer Anzahl von Kopplungspunkten zum Anschließen eines Ladekabels, wobei ein jeweiliger Ausgangsleiter der Anzahl mit einem jeweiligen Kopplungspunkt der Anschlussbuchse verbunden ist, und wobei die mit den Ausgangsleitern verbundenen Kopplungspunkte der Anschlussbuchse mit einem Neutralleiter und einer Anzahl an Phasen des Ladekabels koppelbar sind.
  • In dieser Ausführungsform werden somit die Phasen des mehrphasigen Teilnehmernetzes mittels der Vorrichtung dem Neutralleiter des Ladekabels und Phasen des Ladekabels zugeordnet.
  • Diese Ausführungsform ist beispielsweise für solche Länder vorteilhaft, in denen das Energieversorgungsnetz keinen separaten Neutralleiter aufweist, wie beispielsweise in Norwegen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung umfasst diese eine Steuervorrichtung zum Ansteuern der Schaltmatrix mit einem Steuersignal zum selektiven Umschalten in einen bestimmten Schaltzustand der Mehrzahl von Schaltzuständen. Das selektive Umschalten erfolgt in Abhängigkeit von einem von einer in einer Ladestation der Anzahl integrierten Messeinrichtung, von einer in dem mehrphasigen Teilnehmernetz angeordneten Messeinrichtung und/oder von einer in einem Anschlusspunkt des mehrphasigen Teilnehmernetzes mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz angeordneten Messeinrichtung erfassten elektrischen Messwert. Alternativ oder zusätzlich kann das Umschalten in Abhängigkeit von einer empfangenen Lastinformation des mehrphasigen Teilnehmernetzes und/oder des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes erfolgen.
  • Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da mittels der Steuervorrichtung ein Lade- und Lastmanagement in Bezug auf das Teilnehmernetz und/oder in Bezug auf das Energieversorgungsnetz möglich ist. Beispielsweise kann ermittelt werden, dass eine bestimmte Phase des Teilnehmernetzes nicht zusätzlich belastet werden soll. Dementsprechend kann der Ausgangsleiter, der einen Ladestrom bereitstellt, mit einer der anderen Phasen gekoppelt werden.
  • Die Messeinrichtung kann an unterschiedlichen Punkten in dem Teilnehmernetz angeordnet sein, beispielsweise in einer Ladestation, in einem Zweignetz des Teilnehmernetzes, in dem Anschlusspunkt des Teilnehmernetzes und/oder auch direkt nach dem Anschlusspunkt des Teilnehmernetzes. Unter dem Anschlusspunkt des Teilnehmernetzes wird vorliegend der Punkt verstanden, an dem sich beispielsweise ein plombierter Stromzähler eines Versorgungsnetzbetreibers, der den Strom aus einem regionalen oder überregionalen Netz zuführt, befindet. Es können auch mehrere Messeinrichtungen an mehreren Punkten in dem Teilnehmernetz vorgesehen sein, wobei die Steuervorrichtung dann dazu eingerichtet ist, die Schaltmatrix in Abhängigkeit der jeweiligen elektrischen Messwerte der mehreren Messeinrichtungen anzusteuern.
  • Die jeweilige Messeinrichtung ist beispielsweise zum Erfassen eines Stromwerts je Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes eingerichtet, wobei der Stromwert dem Strom, der über eine jeweilige Phase in dem Teilnehmernetz übertragen wird, entspricht. Aus den Stromwerten der Phasen kann beispielsweise eine aktuelle Schieflast ermittelt werden, und/oder es kann ermittelt werden, welche Phase mit wieviel Strom zusätzlich belastet werden kann. Auf Basis dieser Informationen lässt sich ein optimaler Schaltzustand der Anzahl an Schaltzuständen ermitteln. Der optimale Schaltzustand ist beispielsweise derjenige, bei dem eine größtmögliche Ladeleistung ermöglicht wird. Die Messeinrichtung kann zusätzlich dazu eingerichtet sein, eine Frequenz und/oder einen Spannungswert einer jeweiligen Phase des Teilnehmernetzes zu erfassen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Umschalten in Abhängigkeit von einer empfangenen Lastinformation des mehrphasigen Teilnehmernetzes und/oder des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes erfolgen. Die Lastinformation kann beispielsweise eine Anforderung für elektrische Energie umfassen. Beispielsweise kann die Lastinformation von einem anderen Verbraucher oder Erzeuger in dem Teilnehmernetz bereitgestellt werden. Die Lastinformation umfasst beispielsweise die Information, dass eine bestimmte Leistung von einer bestimmten Phase des Teilnehmernetzes benötigt wird. Die Lastinformation des Energieversorgungsnetzes wird beispielsweise von dem Netzbetreiber bereitgestellt. Die Lastinformation des Netzbetreibers umfasst beispielsweise eine Information bezüglich einer aktuellen Überlast oder Unterlast des Energieversorgungsnetzes, und kann beispielsweise die Aufforderung zu einer stärkeren oder geringeren Stromentnahme und/oder Stromeinspeisung aus oder in das Energieversorgungsnetz und/oder phasenspezifische Angaben umfassen. Eine phasenspezifische Angabe kann beispielsweise die Anweisung enthalten, dass 90% der Energie aus einer ersten bestimmten Phase zu beziehen sind, 8% aus einer zweiten bestimmten Phase zu beziehen sind und 2% aus einer dritten bestimmten Phase zu beziehen sind, oder auch die Anweisung, dass 100% der Energie aus nur einer bestimmten Phase zu beziehen sind.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung umfasst das selektive Umschalten von einem ersten bestimmten Schaltzustand in einen zweiten bestimmten Schaltzustand ein Unterbrechen einer bestehenden Zuordnung von einer bestimmten Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes zu einem bestimmten Ausgangsleiter der Anzahl.
  • Bei dieser Ausführungsform kann vorteilhaft ein zweiphasig ladender Energiespeicher in einen einphasigen Ladebetrieb gezwungen werden, wenn dies beispielsweise zur Einhaltung der Vorgaben zur maximalen Schieflast notwendig ist und/oder für einen insgesamt optimierten Ladebetrieb mehrerer Elektrofahrzeuge in dem Teilnehmernetz hilfreich ist.
  • Beispielsweise ist in dem ersten bestimmten Schaltzustand eine erste Phase des Teilnehmernetzes einem ersten Ausgangsleiter zugeordnet und eine zweite Phase ist einem zweiten Ausgangsleiter zugeordnet, und in dem zweiten bestimmten Schaltzustand ist die erste Phase des Teilnehmernetzes dem ersten Ausgangsleiter zugeordnet und die zweite Phase ist keinem Ausgangsleiter zugeordnet. Man kann auch sagen, dass durch das Umschalten der Schaltzustände die Verbindung der zweiten Phase mit dem zweiten Ausgangsleiter unterbrochen oder getrennt wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von dem erfassten elektrischen Messwert und/oder von der empfangenen Lastinformation ein Steuersignal an das Elektrofahrzeug zu senden, welches einen unteren Schwellwert, einen Sollwert und/oder einen oberen Schwellwert für die Höhe des Ladestroms, der an der Anzahl von Ausgangsleitern bereitgestellt wird und mit dem der Energiespeicher geladen wird, umfasst.
  • Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft bei Elektrofahrzeugen, bei denen der Ladestrom von der Ladestation als Wechselstrom bereitgestellt wird. Bei diesen Elektrofahrzeugen befindet sich insbesondere ein Gleichrichter zum Wandeln des Wechselstroms in einen Gleichstrom in dem Elektrofahrzeug. Hierbei kann die Höhe des Ladestroms, der von dem Elektrofahrzeug bezogen wird, seitens der Ladestation nicht begrenzt werden, sondern eine Ladesteuerung des Elektrofahrzeuges steuert den Ladevorgang. Durch das Steuersignal kann der Ladesteuerung mitgeteilt werden, wieviel Strom über welche Phase des Ladekabels gezogen werden darf oder auch gezogen werden soll. Auf diese Weise kann eine symmetrische Belastung der mehreren Phasen des Teilnehmernetzes weiter begünstigt werden.
  • Das Steuersignal kann über ein entsprechendes, speziell hierfür vorgesehenes Signalkabel des Ladekabels an das Elektrofahrzeug übertragen werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Übertragung des Steuersignals kodiert über eine der Phasen oder den Neutralleiter des Ladekabels übertragen wird, beispielsweise mittels eines amplitudenmodulierten, eines frequenzmodulierten und/oder eines pulscodemodulierten Spannungssignals. Weiterhin kann das Steuersignal drahtlos, beispielsweise mittels Bluetooth, WLAN und/oder einem Mobilfunknetzwerk oder dergleichen übertragen werden.
  • Bei mehreren Ladestationen und mehreren Elektrofahrzeugen kann die Steuervorrichtung dazu eingerichtet sein, ein entsprechendes Steuersignal an ein jeweiliges Elektrofahrzeug zu senden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist jeder Ladestation der Anzahl eine Schaltmatrix zugeordnet, wobei die zugeordnete Schaltmatrix zwischen die jeweilige Ladestation und das mehrphasige Teilnehmernetz geschaltet ist.
  • Bei dieser Ausführungsform kann vorteilhaft für jede Ladestation einzeln mittels der jeweiligen zugeordneten Schaltmatrix bestimmt werden, von welcher der Phasen des Teilnehmernetzes die Ladestation den Strom zum Laden eines mit der jeweiligen Ladestation gekoppelten Elektrofahrzeuges bezieht.
  • Es sei angemerkt, dass das Teilnehmernetz mehrere Zweignetze aufweisen kann. Wenn in einem der Zweignetze genau eine Ladestation und zusätzlich noch weitere Verbraucher und/oder Erzeuger angeordnet sind, kann die der Ladestation zugeordnete Schaltmatrix auch zwischen alle oder einige der weiteren Verbraucher und/oder Erzeuger des Zweignetzes und dem Teilnehmernetz geschaltet sein.
  • Die jeweilige Schaltmatrix kann in der zugeordneten Ladestation integriert sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist eine Steuervorrichtung zum Ansteuern jeder Schaltmatrix der Anzahl von Ladestationen mit einem jeweiligen Steuersignal zum selektiven Umschalten der jeweiligen Schaltmatrix in einen bestimmten Schaltzustand der Mehrzahl von Schaltzuständen eingerichtet. Die Steuervorrichtung ist zum Umschalten in Abhängigkeit von einem von einer in einer Ladestationen der Anzahl integrierten Messeinrichtung, von einer in dem mehrphasigen Teilnehmernetz angeordneten Messeinrichtung und/oder von einer in einem Anschlusspunkt des mehrphasigen Teilnehmernetzes mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz angeordneten Messeinrichtung erfassten elektrischen Messwert eingerichtet. Alternativ oder zusätzlich kann das Umschalten in Abhängigkeit von einer empfangenen Lastinformation des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes und/oder des mehrphasigen Teilnehmernetzes erfolgen. Alternativ und/oder zusätzlich kann die Steuervorrichtung dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit von dem erfassten elektrischen Messwert und/oder von der empfangenen Lastinformation ein Steuersignal an ein jeweiliges, mit einer der Ladestationen der Anzahl gekoppeltes Elektrofahrzeug zu senden, welches einen unteren Schwellwert, einen Sollwert und/oder einen oberen Schwellwert für die Höhe des Ladestroms, der an der Anzahl von Ausgangsleitern bereitgestellt wird und mit dem der Energiespeicher geladen wird, umfasst.
  • In Ausführungsformen sind mehrere Messeinrichtungen an mehreren Punkten in dem Teilnehmernetz vorgesehen, wobei die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, eine jeweilige Schaltmatrix in Abhängigkeit der jeweiligen elektrischen Messwerte der mehreren Messeinrichtungen anzusteuern.
  • Insbesondere kann jede Ladestation eine entsprechende Messeinrichtung aufweisen.
  • Bei dieser Ausführungsform kann mittels der Steuervorrichtung vorteilhaft ein sehr genaues Lade- und Lastmanagement für das Teilnehmernetz durchgeführt werden, da für jede der Ladestationen individuell mittels der jeweils zugeordneten Schaltmatrix die zu belastende Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes zum Bereitstellen des Ladestroms bestimmt und mit den entsprechenden Ausgangsleitern gekoppelt werden kann.
  • In dieser Ausführungsform ist die Steuervorrichtung insbesondere zentral in Bezug auf die Anzahl an Ladestationen in dem Teilnehmernetz angeordnet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist eine Leistungsschaltvorrichtung mit einem offenen Schaltzustand zum sicheren Trennen der Anzahl von Ausgangsleitern von dem mehrphasigen Teilnehmernetz vorgesehen, wobei der Schaltzustand der Schaltmatrix nur bei dem offenen Schaltzustand der Leistungsschaltvorrichtung umschaltbar ist.
  • Die Leistungsschaltvorrichtung ermöglicht einen besonders sicheren Betrieb der Vorrichtung und insbesondere der Schaltmatrix. Wenn die Schaltmatrix unter Last umgeschaltet wird, so kann dies zu einer Beschädigung einzelner Elemente der Schaltmatrix, insbesondere der Wechselrelais der Schaltmatrix führen, was sich hiermit vermeiden lässt.
  • Die Leistungsschaltvorrichtung kann als ein elektro-mechanisches Element, wie beispielsweise ein Schütz oder ein Vierphasen-Relais ausgebildet sein. Die Leistungsschaltvorrichtung kann eingangsseitig der Schaltmatrix oder auch ausgangsseitig der Schaltmatrix angeordnet sein.
  • Die Leistungsschaltvorrichtung kann individuell für eine jeweilige Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes und/oder für einen jeweiligen Ausgangsleiter der Schaltmatrix ausgebildet und ansteuerbar sein, so dass sich beispielsweise einzelne Zuordnungen mittels der Leistungsschaltvorrichtung unterbrechen lassen. Beispielsweise kann damit sicher von einem zweiphasigen Ladebetrieb bei dem eine erste und eine zweite Phase eines dreiphasigen Teilnehmernetzes belastet werden, in einen ebenfalls zweiphasigen Ladebetrieb, bei dem die erste und eine dritte Phase des dreiphasigen Teilnehmernetzes belastet werden, umgeschaltet werden, indem zunächst die zweite und die dritte Phase mittels der Leistungsschaltvorrichtung getrennt werden, dann die Schaltmatrix entsprechend umgeschaltet wird, und anschließend (zumindest) die dritte Phase wieder verbunden wird.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung für eine Anzahl von Ladestationen zum Laden eines Energiespeichers eines Elektrofahrzeuges mit elektrischer Energie von einem mit der Vorrichtung koppelbaren mehrphasigen Teilnehmernetz mittels eines an einer Anzahl von Ausgangsleitern bereitgestellten Ladestroms vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte:
    • Empfangen eines elektrischen Messwerts von einer in einer der Ladestationen der Anzahl integrierten Messeinrichtung und/oder von einer in dem mehrphasigen Teilnehmernetz angeordneten Messeinrichtung und/oder von einer in einem Anschlusspunkt des mehrphasigen Teilnehmernetzes mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz angeordneten Messeinrichtung und/oder von einer Lastinformation des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes und/oder des mehrphasigen Teilnehmernetzes,
    • Ermitteln eines bestimmten Schaltzustands aus einer Mehrzahl von von einer Schaltmatrix bereitgestellten Schaltzuständen, wobei ein jeweiliger Schaltzustand eine Zuordnung von einer bestimmten Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes zu einem bestimmten Ausgangsleiter der Anzahl umfasst, in Abhängigkeit des empfangenen Messwerts und/oder der empfangen Lastinformation, und
    • Ansteuern der Schaltmatrix zum Bereitstellen des ermittelten Schaltzustands.
  • Dieses Verfahren weist die gleichen Vorteile auf, die zu der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt erläutert sind. Die für die vorgeschlagene Vorrichtung beschriebenen Ausführungsformen gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend. Weiterhin gelten die Definitionen und Erläuterungen zu der Vorrichtung auch für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend. Das Verfahren wird vorzugsweise mit einer Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt durchgeführt.
  • Es sei angemerkt, dass die Durchführung dieses Verfahrens nicht zwingend zu einem Umschalten der Schaltmatrix führt. Vielmehr kann der ermittelte Schaltzustand der Schaltzustand sein, in dem sich die Schaltmatrix bereits befindet. In diesem Fall wird die Schaltmatrix beispielsweise zum Beibehalten des Schaltzustands angesteuert, insbesondere kann das Ansteuern hierbei umfassen, dass kein Signal oder kein verändertes Signal an die Schaltmatrix ausgegeben wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses ferner den Schritt: Unterbrechen einer bestehenden Zuordnung einer bestimmten Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes zu einem bestimmten Ausgangsleiter der Anzahl, um eine Schieflast in dem mehrphasigen Teilnehmernetz zu begrenzen.
  • Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, um beispielsweise einen dreiphasig ladenden Energiespeicher auf ein zweiphasiges Laden umzustellen, oder um einen zweiphasig ladenden Energiespeicher auf ein einphasiges Laden umzustellen. Auf diese Weise kann beispielsweise eine elektrische Leistung an der jeweils freiwerdenden Phase für einen anderen Zweck verfügbar gemacht werden, wie beispielsweise das Laden eines weiteren Energiespeichers, der mit einer der Ladestationen der Anzahl neu gekoppelt wird.
  • Gemäß einem dritten Aspekt wird eine Ladestation zum Laden eines Energiespeichers eines Elektrofahrzeuges mit elektrischer Energie von einem mit der Ladestation koppelbaren mehrphasigen Teilnehmernetz mittels eines an einer Anzahl von Ausgangsleitern der Ladestation bereitgestellten Ladestroms, mit einer Vorrichtung mit einer Schaltmatrix gemäß dem ersten Aspekt vorgeschlagen.
  • Diese Ladestation hat aufgrund der von der Ladestation umfassten Vorrichtung mit der Schaltmatrix die gleichen Vorteile, die zu der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt erläutert sind. Insbesondere lässt sich die beim Laden zu belastende Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes gezielt auswählen und somit ein vorteilhaftes Lade- und Lastmanagement in dem Teilnehmernetz umsetzen.
  • Die Ladestation weist beispielsweise ein Gehäuse, insbesondere ein wasserdichtes Gehäuse, mit einem Innenraum auf, in dem eine Mehrzahl von elektrischen und/oder elektronischen Komponenten und eine mit zumindest einer der Komponenten verbundene Anschlussbuchse zum Verbinden eines Ladesteckers angeordnet sind. Insbesondere ist die Vorrichtung mit der Schaltmatrix in dem Gehäuse der Ladestation angeordnet.
  • Die Ladestation kann auch als Ladeanschlussvorrichtung bezeichnet werden. Die Ladestation ist insbesondere als Wallbox ausgebildet. Die Ladestation ist zum Aufladen bzw. Regenerieren des Energiespeichers eines Elektrofahrzeuges geeignet, indem die Ladestation über ihre Anschlussbuchse und den Ladestecker des Elektrofahrzeuges mit dem Energiespeicher bzw. der Ladeelektronik des Elektrofahrzeuges elektrisch verbunden wird. Die Ladestation agiert dabei als Bezugsquelle für elektrische Energie für das Elektrofahrzeug, wobei die elektrische Energie in einen Energiespeicher des Elektrofahrzeuges mittels Anschlussbuchse und Ladestecker übertragen werden kann. Die Ladestation kann auch als intelligente Stromtankstelle für Elektrofahrzeuge bezeichnet werden.
  • Beispiele für die elektrischen und/oder elektronischen Komponenten der Ladestation umfassen Schütz, Allstromsensitiver-Schutzschalter, Gleich-, Über- und Fehlerstrom-Überwachungsvorrichtung, Relais, Anschlussklemme, elektronische Schaltkreise und eine Steuervorrichtung, beispielsweise umfassend eine Leiterplatte, auf welcher eine Mehrzahl von elektronischen Bauelementen zum Steuern und/oder Messen und/oder Überwachen der Energiezustände an der Ladestation bzw. im verbundenen Elektrofahrzeug angeordnet sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Ladestation weist die Schaltmatrix jeweils einen Eingang für jede Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes und eine entsprechende Anzahl an Ausgangsleitern auf. Ein erstes Wechselrelais der Schaltmatrix ist in einer ersten Schaltposition zum Koppeln eines ersten Ausgangsleiters mit einem ersten Eingang und in einer zweiten Schaltposition zum Koppeln des ersten Ausgangsleiters mit einem Zwischenstück eingerichtet, ein zweites Wechselrelais der Schaltmatrix ist in einer ersten Schaltposition zum Koppeln eines zweiten Eingangs mit einem zweiten Ausgangsleiter und in einer zweiten Schaltposition zum Koppeln des zweiten Eingangs mit dem Zwischenstück eingerichtet. Somit ist der erste Ausgangsleiter selektiv mit dem ersten Eingang oder mit dem zweiten Eingang koppelbar.
  • In dieser Ausführungsform weist die Schaltmatrix nur zwei Wechselrelais auf und ist damit besonders einfach aufgebaut. Diese Ausführungsform ist insbesondere für Ladestationen vorteilhaft, die zum einphasigen Laden von Energiespeichern ausgelegt sind, da hierbei die zu belastende Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes selektiv zwischen den zwei Phasen, die mit dem ersten und dem zweiten Eingang der Schaltmatrix verbunden sind, ausgewählt werden kann.
  • Unter dem Begriff „Zwischenstück“ wird vorliegend eine Verschaltung von zwei Wechselrelais verstanden. Das jeweilige Zwischenstück ist insbesondere ein elektrischer Leiter, der zum Übertragen der für das Laden eines Elektrofahrzeugs erforderlichen elektrischen Leistung eingerichtet ist.
  • In Ausführungsformen der Ladestation weist die Schaltmatrix mit zwei Wechselrelais genau zwei Eingänge und genau einen Ausgangsleiter auf. Falls das mehrphasige Teilnehmernetz mehr als zwei Phasen aufweist, so können weitere Phasen entweder durchgeschleift sein oder nicht mit der Ladestation verbunden sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Ladestation weist das mehrphasige Teilnehmernetz genau drei Phasen auf, wobei die Schaltmatrix jeweils einen Eingang für jede Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes und eine entsprechende Anzahl an Ausgangsleitern aufweist, und wobei die Schaltmatrix vier Wechselrelais umfasst. Ein erstes Wechselrelais ist in einer ersten Schaltposition zum Koppeln eines ersten Ausgangsleiters mit einem ersten Eingang und in einer zweiten Schaltposition zum Koppeln des ersten Ausgangsleiters mit einem ersten Zwischenstück eingerichtet. Ein zweites Wechselrelais ist in einer ersten Schaltposition zum Koppeln eines zweiten Eingangs mit einem zweiten Ausgangsleiter und in einer zweiten Schaltposition zum Koppeln des zweiten Eingangs mit einem zweiten Zwischenstück eingerichtet. Ein drittes Wechselrelais ist in einer ersten Schaltposition zum Koppeln eines dritten Eingangs mit einem dritten Ausgangsleiter und in einer zweiten Schaltposition zum Koppeln des dritten Eingangs mit einem dritten Zwischenstück eingerichtet. Ein viertes Wechselrelais ist in einer ersten Schaltposition zum Koppeln des ersten Zwischenstücks mit dem zweiten Zwischenstück und in einer zweiten Schaltposition zum Koppeln des ersten Zwischenstücks mit dem dritten Zwischenstück eingerichtet. Damit ist der erste Ausgangsleiter selektiv mit jedem der drei Eingänge koppelbar.
  • In dieser Ausführungsform weist die Schaltmatrix vier Wechselrelais auf und ist damit besonders einfach aufgebaut. Diese Ausführungsform ist insbesondere für Ladestationen vorteilhaft, die zum einphasigen Laden von Energiespeichern in einem dreiphasigen Teilnehmernetz ausgelegt sind, da hierbei die zu belastende Phase des dreiphasigen Teilnehmernetzes selektiv zwischen den drei Phasen, die mit den drei Eingängen der Schaltmatrix verbunden sind, ausgewählt werden kann.
  • Auch für Ladestationen, die zum zweiphasigen Laden von Energiespeichern eingerichtet sind, ist diese Ausführungsform vorteilhaft, da zumindest eine der beiden Phasen, die belastet wird, selektiv wählbar ist.
  • In Ausführungsformen der Ladestation weist die Schaltmatrix mit vier Wechselrelais genau drei Eingänge und nur genau einen Ausgangsleiter auf.
  • In weiteren Ausführungsformen der Ladestation weist die Schaltmatrix mit vier Wechselrelais genau drei Eingänge und genau zwei Ausgangsleiter auf.
  • In weiteren Ausführungsformen weist die Schaltmatrix genau drei Eingänge und genau zwei Ausgangsleiter auf und zusätzlich zu den vier Wechselrelais zwei weitere Wechselrelais auf. Mittels der vier Wechselrelais kann ein beliebiger der drei Eingänge mit dem ersten Ausgangsleiter gekoppelt werden. Die zwei weiteren Wechselrelais sind derart zwischen den zweiten Ausgangsleiter und zwei Eingänge geschaltet, dass selektiv einer der beiden Eingänge mit dem zweiten Ausgangsleiter gekoppelt werden kann. Wenn beispielsweise der erste Ausgangsleiter mit dem ersten Eingang gekoppelt ist, kann der zweite Ausgangsleiter wahlweise mit dem zweiten oder dritten Eingang gekoppelt werden. Wenn der erste Ausgangsleiter mit dem zweiten Eingang gekoppelt ist, kann der zweite Ausgangsleiter mit dem dritten Eingang gekoppelt werden. Wenn der erste Ausgangsleiter mit dem dritten Eingang gekoppelt ist, kann der zweite Ausgangsleiter mit dem zweiten Eingang gekoppelt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Ladestation weist das mehrphasige Teilnehmernetz drei Phasen auf, wobei die Schaltmatrix jeweils einen Eingang für jede Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes und eine entsprechende Anzahl an Ausgangsleitern aufweist. Die Schaltmatrix umfasst zwölf Wechselrelais wobei:
    • ein erstes Wechselrelais in einer ersten Schaltposition zum Koppeln eines ersten Eingangs mit einem zweiten Zwischenstück und in einer zweiten Schaltposition zum Koppeln des ersten Eingangs mit einem ersten Zwischenstück eingerichtet ist, und
    • ein zweites Wechselrelais in einer ersten Schaltposition zum Koppeln des zweiten Zwischenstücks mit einem vierten Zwischenstück und in einer zweiten Schaltposition zum Koppeln des zweiten Zwischenstücks mit einem dritten Zwischenstück eingerichtet ist, und
    • ein drittes Wechselrelais in einer ersten Schaltposition zum Koppeln eines zweiten Eingangs mit einem sechsten Zwischenstück und in einer zweiten Schaltposition zum Koppeln des zweiten Eingangs mit einem fünften Zwischenstück eingerichtet ist, und
    • ein viertes Wechselrelais in einer ersten Schaltposition zum Koppeln des sechsten Zwischenstücks mit einem achten Zwischenstück und in einer zweiten Schaltposition zum Koppeln des sechsten Zwischenstücks mit einem siebten Zwischenstück eingerichtet ist, und
    • ein fünftes Wechselrelais in einer ersten Schaltposition zum Koppeln des dritten Eingangs mit einem zehnten Zwischenstück und in einer zweiten Schaltposition zum Koppeln des dritten Eingangs mit einem neunten Zwischenstück eingerichtet ist, und
    • ein sechstes Wechselrelais in einer ersten Schaltposition zum Koppeln des zehnten Zwischenstücks mit einem zwölften Zwischenstück und in einer zweiten Schaltposition zum Koppeln des zehnten Zwischenstücks mit einem elften Zwischenstück eingerichtet ist, und
    • ein siebtes Wechselrelais in einer ersten Schaltposition zum Koppeln eines ersten Ausgangsleiters mit dem ersten Zwischenstück und in einer zweiten Schaltposition zum Koppeln des ersten Ausgangsleiters mit einem dreizehnten Zwischenstück eingerichtet ist, und
    • ein achtes Wechselrelais in einer ersten Schaltposition zum Koppeln des dreizehnten Zwischenstücks mit dem achten Zwischenstück und in einer zweiten Schaltposition zum Koppeln des dreizehnten Zwischenstücks mit dem zwölften Zwischenstück eingerichtet ist, und
    • ein neuntes Wechselrelais in einer ersten Schaltposition zum Koppeln eines zweiten Ausgangsleiters mit dem fünften Zwischenstück und in einer zweiten Schaltposition zum Koppeln des zweiten Ausgangsleiters mit einem vierzehnten Zwischenstück eingerichtet ist, und
    • ein zehntes Wechselrelais in einer ersten Schaltposition zum Koppeln des vierzehnten Zwischenstücks mit dem elften Zwischenstück und in einer zweiten Schaltposition zum Koppeln des vierzehnten Zwischenstücks mit dem vierten Zwischenstück eingerichtet ist, und
    • ein elftes Wechselrelais in einer ersten Schaltposition zum Koppeln eines dritten Ausgangsleiters mit dem neunten Zwischenstück und in einer zweiten Schaltposition zum Koppeln des dritten Ausgangsleiters mit einem fünfzehnten Zwischenstück eingerichtet ist, und
    • ein zwölftes Wechselrelais in einer ersten Schaltposition zum Koppeln des fünfzehnten Zwischenstücks mit dem dritten Zwischenstück und in einer zweiten Schaltposition zum Koppeln des fünfzehnten Zwischenstücks mit dem siebten Zwischenstück eingerichtet ist.
  • In dieser Ausführungsform mit zwölf Wechselrelais bietet die Schaltmatrix für den Fall von drei Eingängen, die mit drei Phasen verbunden werden können, und drei Ausgangsleitern die volle Flexibilität. Das heißt, dass in diesem Beispiel jede kombinatorisch mögliche Zuordnung von Eingängen zu Ausgangsleitern durch einen entsprechenden Schaltzustand der Schaltmatrix einstellbar ist. Dies umfasst auch alle möglichen Zuordnungen, bei denen einem oder mehreren Ausgangsleitern kein Eingang zugeordnet ist. Damit ist diese Ausführungsform für besonders vorteilhaft für dreiphasige Teilnehmernetze, wobei sowohl einphasig, zweiphasig oder auch dreiphasig zu ladende Energiespeicher optimal geladen werden können.
  • Es sei angemerkt, dass die Schaltmatrix nicht genau zwei, vier oder zwölf Wechselrelais in der angegebenen Verschaltung aufweisen muss, sondern sie kann auch eine höhere oder geringere Anzahl an Wechselrelais umfassen, die anders als hier angegeben verschaltet sein können. Je nach vorgesehenem Anwendungsfall kann eine optimierte Schaltmatrix bereitgestellt werden, die mit der kleinstmöglichen Anzahl an Wechselrelais alle gemäß dem Anwendungsfall erforderlichen Schaltzustände bereitstellen kann.
  • Gemäß einem vierten Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben einer Ladestation zum Laden eines Energiespeichers eines Elektrofahrzeuges mit elektrischer Energie aus einem mehrphasigen Teilnehmernetz mittels eines an einer Anzahl von Ausgangsleitern bereitgestellten Ladestroms vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte:
    • Erfassen eines Kopplungsvorgangs des Energiespeichers mit der Ladestation, wobei eine Anzahl von Leitern eines Ladekabels, das den Ladestrom von der Ladestation an den Energiespeicher überträgt, mit einer entsprechenden Anzahl von Ausgangsleitern der Anzahl verbunden oder getrennt wird, und/oder
    • Empfangen eines elektrischen Messwerts von einer in der Ladestation integrierten Messeinrichtung, von einer in dem mehrphasigen Teilnehmernetz angeordneten Messeinrichtung und/oder von einer in einem Anschlusspunkt des mehrphasigen Teilnehmernetzes mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz angeordneten Messeinrichtung und/oder Empfangen einer Lastinformation des mehrphasigen Teilnehmernetzes und/oder des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes,
    • Ermitteln einer Zuordnung von einer Anzahl bestimmter Phasen des mehrphasigen Teilnehmernetzes zu einer entsprechenden Anzahl bestimmter Ausgangsleiter der Anzahl in Abhängigkeit des empfangenen elektrischen Messwerts und/oder der empfangenen Lastinformation, und
    • Koppeln der Anzahl bestimmter Phasen des mehrphasigen Teilnehmernetzes mit der entsprechenden Anzahl bestimmter Ausgangsleiter der Anzahl gemäß der ermittelten Zuordnung mittels einer Schaltmatrix, die eine Anzahl von Wechselrelais aufweist, mittels der ein jeweiliger Ausgangsleiter der Anzahl zu jedem Zeitpunkt mit genau einer Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes koppelbar ist.
  • Dieses Verfahren weist den Vorteil auf, dass die zu belastenden Phasen des mehrphasigen Teilnehmernetzes zum Laden des Energiespeichers des Elektrofahrzeuges selektiv in Abhängigkeit des elektrischen Messwerts und/oder der Lastinformation ausgewählt werden können. Insbesondere lässt sich damit ein optimaler Ladevorgang durchführen, indem diejenige Phase oder diejenigen Phasen der mehrphasigen Teilnehmernetzes belastet werden, die einen maximalen Ladestrom zu dem jeweiligen Zeitpunkt bereitstellen können.
  • Dieses Verfahren weist die gleichen Vorteile auf, die zu der Ladestation gemäß dem dritten Aspekt erläutert sind. Die für die vorgeschlagene Ladestation beschriebenen Ausführungsformen gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend. Weiterhin gelten die Definitionen und Erläuterungen zu der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt und der Ladestation gemäß dem dritten Aspekt auch für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend. Das Verfahren wird vorzugsweise mittels einer Ladestation gemäß dem dritten Aspekt ausgeführt.
  • Das Erfassen des Kopplungsvorgangs des Energiespeichers mit der Ladestation umfasst insbesondere ein Erfassen eines Einsteckens oder eines Abziehens des Ladekabels in die Ladestation oder von der Ladestation. Weiterhin kann das Erfassen des Kopplungsvorgangs ein Erfassen der maximalen Anzahl an Phasen, mit denen der Energiespeicher geladen werden kann, umfassen. Das heißt, es kann erfasst werden, ob ein einphasig, ein zweiphasig oder ein dreiphasig zu ladender Energiespeicher mit der Ladestation gekoppelt wurde. Weiterhin kann das Erfassen des Kopplungsvorgangs umfassen, dass erfasst wird, welche Energiemenge der Energiespeicher oder die Ladeelektronik des Energiespeichers anfordert und/oder welche Ladeleistung der Energiespeicher anfordert und/oder welche Ladeleistung der Energiespeicher maximal und/oder minimal anfordert, und dergleichen mehr. Man kann auch sagen, dass das Erfassen des Kopplungsvorgangs ein „Verhandeln“ zwischen der Ladestation und dem Energiespeicher umfasst, bei dem sich die Ladestation und der Energiespeicher auf die Ladeparameter einigen, die zum Laden des Energiespeichers verwendet werden.
  • In Bezug auf den von der Messeinrichtung erfassten elektrischen Messwert und/oder der empfangenen Lastinformation gilt das im Zusammenhang mit der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt Gesagte entsprechend.
  • Es sei angemerkt, dass das Empfangen des elektrischen Messwerts und/oder der Lastinformation alternativ oder zusätzlich zu dem Erfassen des Kopplungsvorgangs ist. In Ausführungsformen des Verfahren wird beispielsweise nur der Kopplungsvorgang erfasst, in weiteren Ausführungsformen wird nur der elektrische Messwert und/oder die Lastinformation empfangen und in weiteren Ausführungsformen wird sowohl der Kopplungsvorgang erfasst als auch der elektrische Messwert und/oder die Lastinformation empfangen.
  • Die Zuordnung der Anzahl bestimmter Phasen des mehrphasigen Teilnehmernetzes zu einer entsprechenden Anzahl bestimmter Ausgangsleiter erfolgt vorzugsweise derart, dass eine von dem Energiespeicher angeforderte Ladeleistung und/oder eine aktuell maximal zulässige Ladeleistung bereitgestellt wird.
  • Es sei angemerkt, dass die ermittelte Zuordnung die gleiche Zuordnung sein kann, die bereits vorliegt. Das heißt, dass die Schaltmatrix in diesem Fall nicht umgeschaltet wird. Mit anderen Worten ist eine aktuelle Kopplung bereits diejenige, die die ermittelte Zuordnung erfüllt.
  • In Ausführungsformen kann in Abhängigkeit des elektrischen Messwerts und/oder der Lastinformation eine aktuelle maximale zulässige Belastbarkeit einer jeden Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes und/oder des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes ermittelt werden, wobei dies insbesondere unter Beachtung der an dem jeweiligen Standort für das mehrphasige Teilnehmernetz behördlichen und/oder netzbetreiberseitigen Vorgaben bezüglich einer Maximallast und/oder einer maximalen Schieflast der mehrphasigen Teilnehmernetzes erfolgt. Die aktuelle maximale zulässige Belastbarkeit wird vorzugsweise regelmäßig neu ermittelt, beispielsweise wenigstens einmal pro Minute, vorzugsweise wenigstens einmal in dreißig Sekunden, bevorzugt wenigstens einmal in zehn Sekunden, weiter bevorzugt wenigstens einmal in fünf Sekunden. Insbesondere wird die aktuelle maximale zulässige Belastbarkeit immer dann neu ermittelt, wenn sich der erfasste elektrische Messwert und/oder die Lastinformation ändert oder geändert hat.
  • Die Zuordnung kann in Abhängigkeit der ermittelten maximalen zulässigen Belastbarkeit auch derart ermittelt werden, dass nicht alle Phasen, mit denen der Energiespeicher geladen werden kann, genutzt werden. Das heißt, dass beispielsweise ein dreiphasig zu ladender Energiespeicher möglicherweise nur einphasig oder zweiphasig geladen wird, oder dass ein zweiphasig zu ladender Energiespeicher nur einphasig geladen wird.
  • Das Verfahren lässt sich vorteilhaft in Verbindung mit mehreren Ladestationen, die beispielsweise in einem Ladepark in einem gemeinsamen Teilnehmernetz angeordnet sind, nutzen, um jede einzelne der mehreren Ladestationen zu betreiben.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses ein Aushandeln eines Ladeplans zwischen der Ladestation und einer Ladeelektronik des mit der Ladestation gekoppelten Energiespeichers in Abhängigkeit des erfassten Kopplungsvorgangs und/oder des empfangenen Messwerts und/oder der empfangenen Lastinformation und/oder der ermittelten Zuordnung.
  • Das Aushandeln erfolgt beispielsweise wie in der ISO 15118 beschrieben. Beispielsweise fragt die Ladeelektronik des Energiespeichers eine bestimmte Ladeleistung an und die Ladestation, beispielsweise eine Steuervorrichtung der Ladestation, ermittelt, ob die angefragte Ladeleistung bereitstellbar ist. Hierbei werden insbesondere ein aktueller Zustand des Teilnehmernetzes und/oder des Energieversorgungsnetzes berücksichtigt. Wenn die angefragte Ladeleistung nicht bereitstellbar ist, kann die Ladestation einen „Gegenvorschlag“ machen, welcher von der Ladeelektronik des Energiespeichers angenommen werden kann oder aber die Ladeelektronik stellt erneut eine eigene Anfrage. Auf diese Weise kommunizieren die Ladestation und die Ladeelektronik, bis der Ladeplan ausgehandelt ist. Das Aushandeln des Ladeplans kann Teil des Kopplungsvorgangs sein, wenn ein Energiespeicher neu mit der Ladestation verbunden wird.
  • Der Ladeplan umfasst beispielsweise Angaben dazu, zu welcher Zeit der Energiespeicher welche Leistung über welche gekoppelte Phase bezieht und dergleichen. Hierbei werden insbesondere aktuelle elektrische Messwerte, aktuelle Lastinformationen und dergleichen berücksichtigt. Insbesondere kann der Ladeplan auch vorsehen, dass der Energiespeicher elektrische Energie in das Teilnehmernetz einspeist. Damit können vorteilhaft Lastspitzen in dem Teilnehmernetz und/oder in dem Energieversorgungsnetz ausgeglichen oder abgefedert werden.
  • Das Aushandeln des Ladeplans kann durch unterschiedliche Ereignisse ausgelöst werden. Insbesondere ist das Aushandeln nicht auf den Kopplungsvorgang beschränkt. Ereignisse, die ein Neu-Aushandeln des Ladeplans auslösen können, sind beispielsweise veränderte elektrische Messwerte, veränderte Lastinformationen und/oder sonstige Veränderungen, die das Teilnehmernetz und/oder das Energieversorgungsnetz betreffen.
  • Das Aushandeln des Ladeplans kann auch unter Berücksichtigung von aktuellen Energiepreisen erfolgen. Weiterhin kann eine Änderung eines Energiepreises ein Neu-Aushandeln des Ladeplans auslösen.
  • Das (Neu-)Aushandeln des Ladeplans erfolgt insbesondere jeweils bevor die Schaltmatrix umschaltet, sofern ein Umschalten der Schaltmatrix notwendig ist. Der Ladeplan umfasst dann insbesondere auch den Zeitraum des Umschaltens der Schaltmatrix. Daher fährt die Ladeelektronik in diesem Fall die bezogene Leistung beispielsweise selbsttätig gemäß dem Ladeplan zurück, um die Ladestation zu entlasten, so dass die Schaltmatrix im unbelasteten Zustand umgeschaltet werden kann. Nach dem Umschalten der Schaltmatrix fährt die Ladeelektronik die bezogene Leistung gemäß dem Ladeplan wieder hoch. Man kann auch sagen, dass die Ladestation und die Ladeelektronik synchronisiert sind.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses zusätzlich:
    • Vergleichen der ermittelten Zuordnung mit einer aktuellen Zuordnung,
    • Ermitteln, dass die ermittelte Zuordnung ein Umschalten der Schaltmatrix erfordert, in Abhängigkeit des Vergleichs mit der aktuellen Zuordnung,
    • Ausgeben eines ersten Leistungs-Vorgabesignals an eine Ladeelektronik des mit der Ladestation gekoppelten Energiespeichers, bevor die Schaltmatrix umgeschaltet wird, und
    • Ausgeben eines zweiten Leistungs-Vorgabesignals an die Ladeelektronik des mit der Ladestation gekoppelten Energiespeichers, nachdem die Schaltmatrix umgeschaltet ist.
  • Die aktuelle Zuordnung ist insbesondere diejenige, die vor oder während der Durchführung des Verfahrens vorliegt. Das Vergleichen der ermittelten Zuordnung, das Ermitteln des Umschalterfordernisses und das Ausgeben des ersten Leistungs-Vorgabesignals erfolgt insbesondere bevor die ermittelte Zuordnung mittels der Schaltmatrix eingestellt wird. Das Ausgeben des zweiten Leistungs-Vorgabesignals erfolgt insbesondere nachdem die ermittelte Zuordnung mittels der Schaltmatrix eingestellt ist.
  • Unter dem jeweiligen Leistungs-Vorgabesignal wird vorliegend insbesondere ein Signal verstanden, das von der Ladestation an die Ladeelektronik des Energiespeichers übermittelt wird, beispielsweise mittels eines PWM-Signals, und welches eine Vorgabe zu einer maximal zu beziehenden oder einzuspeisenden Leistung umfasst.
  • Das erste Leistungs-Vorgabesignal umfasst als maximale Leistung insbesondere die Angabe „null“, da es das Ziel dieses Verfahrensschrittes ist, dass die Ladeelektronik das Laden vor dem Umschalten der Schaltmatrix unterbricht oder beendet.
  • Das zweite Leistungs-Vorgabesignal umfasst als maximale Leistung einen Wert der größer, kleiner oder auch gleich Null sein kann. Unter einem Wert kleiner 0 wird beispielsweise verstanden, dass der Energiespeicher Strom in das Teilnehmernetz einspeisen, also entladen werden kann. Dementsprechend bedeutet ein Wert größer 0, dass der Energiespeicher mit Strom aus dem Teilnehmernetz geladen wird. Die Ladeelektronik kann das Laden des Energiespeichers gemäß dem zweiten Leistungs-Vorgabesignal fortsetzen oder wieder aufnehmen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das zweite Leistungs-Vorgabesignal in Abhängigkeit des erfassten Kopplungsvorgangs und/oder des empfangenen elektrischen Messwerts und/oder der empfangenen Lastinformation ermittelt, wobei das zweite Leistungs-Vorgabesignal insbesondere eine verfügbare Leistung umfassen kann, die unterschiedlich zu einer vor dem Umschalten der Schaltmatrix verfügbaren Leistung ist.
  • Vorzugsweise umfasst das zweite Leistungs-Vorgabesignal eine aktuelle maximal mögliche Leistung, die zum Laden des Energiespeichers gemäß der ermittelten Zuordnung verfügbar ist.
  • In Ausführungsformen ist das zweite Leistungs-Vorgabesignal zeitlich veränderlich. Das heißt, dass das zweite Leistungs-Vorgabesignal zu einem späteren Zeitpunkt verändert werden kann, ohne dass die Schaltmatrix umgeschaltet wird. Dies kann insbesondere dann erfolgen, wenn sich der elektrische Messwert und/oder die Lastinformation verändern, und/oder wenn eine aktualisierte Preisinformation verfügbar ist. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, während einer Spitzenlast-Phase, in der das Energieversorgungsnetz insgesamt sehr hoch ausgelastet ist, den Ladestrom noch auf einem geringen Wert oder Null zu belassen, oder sogar Energie aus dem Energiespeicher in das Teilnehmernetz einzuspeisen, und zu einem späteren Zeitpunkt, wenn die Spitzenlast-Phase vorbei ist, den Ladestrom zu erhöhen.
  • Darunter, dass das zweite Leistungs-Vorgabesignal eine verfügbare Leistung umfassen kann, die unterschiedlich zu einer vor dem Umschalten der Schaltmatrix verfügbaren Leistung ist, wird beispielsweise verstanden, dass die verfügbare Leistung vor dem Umschalten größer war oder kleiner war.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses ferner:
    • Vergleichen der ermittelten Zuordnung mit einer aktuellen Zuordnung,
    • Ermitteln, dass die ermittelte Zuordnung ein Umschalten der Schaltmatrix erfordert, in Abhängigkeit des Vergleichs mit der aktuellen Zuordnung,
    • Öffnen einer Leistungsschaltvorrichtung zum sicheren Trennen der Anzahl von Ausgangsleitern von dem mehrphasigen Teilnehmernetz, bevor die Schaltmatrix umgeschaltet wird, und
    • Schließen der Leistungsschaltvorrichtung, nachdem die Schaltmatrix umgeschaltet ist.
  • Diese Ausführungsform stellt sicher, dass die Schaltmatrix nur im unbelasteten Zustand umgeschaltet wird. Hierdurch können insbesondere Schäden an der Schaltmatrix, aber auch an der Ladestation, dem Energiespeicher oder sonstigen Elementen vermieden werden.
  • Sofern das erste und das zweite Leistungs-Vorgabesignal an die Ladeelektronik übermittelt werden, so erfolgt dies vor dem Offnen der Leistungsschaltvorrichtung (erstes Leistungs-Vorgabesignal) und nach dem Schließen der Leistungsschaltvorrichtung (zweites Leistungs-Vorgabesignal).
  • Gemäß einem fünften Aspekt wird ein System mit mehreren Ladestationen und mit einer Vorrichtung mit einer Schaltmatrix gemäß dem ersten Aspekt vorgeschlagen.
  • Vorteilhaft an einem solchen System ist es, dass ein Lade- und Lastmanagement unter für das System unter Berücksichtigung der mehreren Ladestationen möglich ist. Insbesondere kann mittels einer jeweiligen Ladestation eine maximale Ladeleistung bereitgestellt werden, indem die Ladestationen derart auf die Phasen der mehrphasigen Teilnehmernetzes verteilt werden, dass diese nicht um die verfügbare Ladeleistung konkurrieren müssen.
  • Das System umfasst mindestens zwei Ladestationen. Die Anzahl der Ladestationen des Systems ist grundsätzlich nicht beschränkt. Eine jeweilige Ladestation ist zum Laden eines Energiespeichers eines mit der Ladestation gekoppelten Elektrofahrzeuges eingerichtet. Das System kann insbesondere mehrere Vorrichtungen mit einer jeweiligen Schaltmatrix gemäß dem ersten Aspekt umfassen.
  • Die mehreren Ladestationen sind vorzugsweise in einem gemeinsamen mehrphasigen Teilnehmernetz angeordnet.
  • In Ausführungsformen sind wenigstens zwei der mehreren Ladestationen in verschiedenen mehrphasigen Teilnehmernetzen angeordnet. Hierbei umfasst das System vorteilhaft für jedes Teilnehmernetz wenigstens eine Vorrichtung mit einer Schaltmatrix gemäß dem ersten Aspekt.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Systems umfassen die mehreren Ladestationen eine Anzahl von Ladestationen gemäß dem dritten Aspekt.
  • Die Anzahl von Ladestationen kann eine, zwei, drei vier, fünf, bis zu zehn oder auch mehr als zehn Ladestationen umfassen. Bei dieser Ausführungsform weisen somit einige der Ladestationen eine zugeordnete Vorrichtung mit einer Schaltmatrix gemäß dem ersten Aspekt auf. Bei diesen Ladestationen kann daher individuell für die einzelne Ladestation eine Zuordnung der Phasen des mehrphasigen Teilnehmernetzes zu den Ausgangsleitern der Ladestation eingestellt werden, wodurch ein sehr genaue Lastverteilung in den jeweiligen Teilnehmernetzen möglich ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems ist eine Steuervorrichtung zum Ansteuern der Schaltmatrix mit einem Steuersignal zum selektiven Umschalten in einen bestimmten Schaltzustand der Mehrzahl von Schaltzuständen vorgesehen. Die Steuervorrichtung ist dazu eingerichtet, bei einer Mehrzahl einphasig zu ladender Energiespeicher mittels einer entsprechenden Mehrzahl von Ladestationen die jeweiligen Ausgangsleiter der Ladestationen mittels der Schaltmatrix gleichmäßig auf die mehreren Phasen des mehrphasigen Teilnehmernetzes zu verteilen.
  • Darunter, dass die jeweiligen Ausgangsleiter der Ladestationen mittels der Schaltmatrix gleichmäßig auf die mehreren Phasen des mehrphasigen Teilnehmernetzes verteilt werden, ist insbesondere zu verstehen, dass die Verteilung derart erfolgt, dass in dem Teilnehmer keine oder nur eine minimale Schieflast erzeugt wird.
  • Damit kann verhindert werden, dass eine maximale Ladeleistung, die von einer Phase bezogen werden kann, auf zwei oder mehr Energiespeicher aufgeteilt werden muss, um die Vorgaben bezüglich einer maximalen Schieflast in dem Teilnehmernetz einzuhalten. Insgesamt können damit eine Mehrzahl an einphasig zu ladender Energiespeicher schneller und effizienter geladen werden.
  • Beispielsweise wird, wenn das mehrphasige Teilnehmernetz drei Phasen aufweist und drei Energiespeicher einphasig geladen werden, der Schaltzustand der der Schaltmatrix derart eingestellt, dass jeweils ein Energiespeicher mittels einer Phase geladen wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems ist eine Steuervorrichtung zum Ansteuern der Schaltmatrix mit einem Steuersignal zum selektiven Umschalten in einen bestimmten Schaltzustand der Mehrzahl von Schaltzuständen vorgesehen, wobei die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, bei einer Mehrzahl zu ladender Energiespeicher mittels einer entsprechenden Mehrzahl von Ladestationen, wobei die Mehrzahl zu ladender Energiespeicher wenigstens einen zweiphasig ladebaren Energiespeicher umfasst, wobei eine erste Ladephase mittels eines ersten Ausgangsleiters der Anzahl und eine zweite Ausgangsphase mittels eines zweiten Ausgangsleiters der Anzahl bereitgestellt werden, die erste und zweite Ladephase selektiv zwei bestimmten Phasen des mehrphasigen Teilnehmernetzes zuzuordnen oder nur der ersten Ladephase eine bestimmte Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes zuzuordnen und der zweiten Ladephase keine Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes zuzuordnen.
  • Bei dieser Ausführungsform ist die Steuervorrichtung somit eingerichtet, einen zweiphasig ladebaren Energiespeicher wahlweise einphasig oder zweiphasig zu laden, ja nach der aktuellen Belastung des mehrphasigen Teilnehmernetzes.
  • Darunter, dass der Energiespeicher „zweiphasig ladebar“ ist, wird vorliegend verstanden, dass zwei stromführende Phasen zum Laden verwendet werden können. Damit können ein höherer Ladestrom und eine höhere Ladeleistung übertragen werden. Unter dem Begriff „Ladephase“ wird vorliegend insbesondere ein Leiter des Ladekabels verstanden, der als Phase oder als Außenleiter des Ladekabels vorgesehen ist.
  • Die entsprechende Zuordnung der Ladephase zu den Phasen des Teilnehmernetzes erfolgt, indem die zugeordnete Phase des Teilnehmernetzes mittels der Schaltmatrix dem jeweiligen Ausgangsleiter zugeordnet und damit verbunden ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems ist jede der mehreren Ladestationen gemäß dem dritten Aspekt ausgebildet, und es ist genau eine Steuervorrichtung zum Ansteuern der jeweiligen Schaltmatrix der mehreren Ladestationen mit einem jeweiligen Steuersignal zum selektiven Umschalten in einen jeweiligen bestimmten Schaltzustand der Mehrzahl von Schaltzuständen vorgesehen. Der jeweilige bestimmte Schaltzustand wird in Abhängigkeit von einem von einer in einer der mehreren Ladestation integrierten Messeinrichtung und/oder von einer in dem mehrphasigen Teilnehmernetz angeordneten Messeinrichtung und/oder von einer in einem Anschlusspunkt des mehrphasigen Teilnehmernetzes mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz angeordneten Messeinrichtung erfassten elektrischen Messwert ermittelt. Alternativ oder zusätzlich kann der jeweilige bestimmte Schaltzustand in Abhängigkeit von einer empfangenen Lastinformation des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes und/oder des mehrphasigen Teilnehmernetzes ermittelt werden.
  • Bei dieser Ausführungsform weist jede Ladestation eine Vorrichtung mit einer Schaltmatrix auf, so dass für jede Ladestation individuell eine Zuordnung der Phasen des mehrphasigen Teilnehmernetzes zu den Ausgangsleitern mittels der Schaltzustände der Schaltmatrix einstellbar ist. Somit ist eine sehr genaues Lade- und Lastmanagement möglich.
  • Insbesondere für die Steuerungsvorrichtung ein solches Lade- und Lastmanagement in Abhängigkeit von dem erfassten elektrischen Messwert und/oder in Abhängigkeit von der empfangenen Lastinformation durch, und steuert die Schaltmatrizen entsprechend an.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems ist jede der mehreren Ladestationen gemäß dem dritten Aspekt ausgebildet und weist zusätzlich eine Steuervorrichtung auf. Die Steuervorrichtung einer jeweiligen Ladestation ist zum Ansteuern der jeweiligen Schaltmatrix der jeweiligen Ladestation mit einem jeweiligen Steuersignal zum selektiven Umschalten in einen jeweiligen bestimmten Schaltzustand der Mehrzahl von Schaltzuständen in Abhängigkeit von einem von einer in einer der mehreren Ladestation integrierten Messeinrichtung, von einer in dem mehrphasigen Teilnehmernetz angeordneten Messeinrichtung und/oder von einer in einem Anschlusspunkt des mehrphasigen Teilnehmernetzes mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz angeordneten Messeinrichtung erfassten elektrischen Messwert und/oder von einer empfangenen Lastinformation des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes und/oder des mehrphasigen Teilnehmernetzes eingerichtet. Die Steuervorrichtung einer bestimmten Ladestation ist hierbei zusätzlich zum Ansteuern jeder Schaltmatrix der mehreren Ladestationen zum selektiven Umschalten der jeweiligen Schaltmatrix in einen jeweiligen bestimmten Schaltzustand der Mehrzahl von Schaltzuständen eingerichtet.
  • Bei dieser Ausführungsform weist jede Ladestation eine Vorrichtung mit einer Schaltmatrix und eine eigene Steuervorrichtung auf. Allerdings ist eine bestimmte Steuervorrichtung einer bestimmten Ladestation in dem System dazu eingerichtet, für jede Ladestation des Systems den Schaltzustand der der Ladestation zugeordneten Schaltmatrix einzustellen. Hierbei kann die Ansteuerung der jeweiligen Schaltmatrix mittelbar über die Steuervorrichtung einer jeweiligen Ladestation erfolgen.
  • Man kann auch sagen, dass die bestimmte Steuervorrichtung innerhalb des Systems eine Leader-Funktion ausbildet und die anderen Steuervorrichtungen des Systems eine Follower-Funktion ausbilden. Mit anderen Worten sind die Steuervorrichtungen oder Ladestationen des Systems gemäß einem Master-Slave- bzw. Leader-Follower-Konzept aufgeteilt.
  • Gemäß einem sechsten Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben eines Systems mit mehreren Ladestationen vorgeschlagen. Jede Ladestation ist zum Laden eines mit der jeweiligen Ladestation koppelbaren Energiespeichers eines Elektrofahrzeuges mit elektrischer Energie aus einem mehrphasigen Teilnehmernetz eingerichtet. Das System umfasst eine Vorrichtung mit einer Schaltmatrix zum Bereitstellen einer Mehrzahl von Schaltzuständen, wobei ein jeweiliger Schaltzustand eine Zuordnung von einer bestimmten Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes zu einem bestimmten Ausgangsleiter einer Anzahl von Ausgangsleitern umfasst. Das Verfahren umfasst die Schritte:
    • Erfassen eines Kopplungsvorgangs wenigstens eines Energiespeichers mit wenigstens einer der Ladestationen, wobei eine Anzahl von Leitern eines Ladekabels, das den Ladestrom von der jeweiligen Ladestation an den jeweiligen Energiespeicher überträgt, mit einer entsprechenden Anzahl von Ausgangsleitern der Anzahl verbunden oder getrennt wird, und/oder
    • Empfangen wenigstens eines elektrischen Messwerts von einer in einer der mehreren Ladestationen integrierten Messeinrichtung, von einer in dem mehrphasigen Teilnehmernetz angeordneten Messeinrichtung und/oder von einer in einem Anschlusspunkt des mehrphasigen Teilnehmernetzes mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz angeordneten Messeinrichtung und/oder Empfangen einer Lastinformation des mehrphasigen Teilnehmernetzes und/oder eines mit dem mehrphasigen Teilnehmernetz verbundenen mehrphasigen Energieversorgungsnetzes,
    • Ermitteln einer Zuordnung von einer Anzahl bestimmter Phasen des mehrphasigen Teilnehmernetzes zu einer entsprechenden Anzahl bestimmter Ausgangsleiter der Anzahl in Abhängigkeit des erfassten Kopplungsvorgangs und/oder des empfangenen elektrischen Messwerts und/oder der empfangenen Lastinformation, und
    • Ansteuern der Schaltmatrix zum Koppeln der bestimmten Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes mit dem bestimmten Ausgangsleiter der Anzahl gemäß der ermittelten Zuordnung.
  • Dieses Verfahren weist die gleichen Vorteile auf, die zu dem System gemäß dem fünften Aspekt erläutert sind. Die für das vorgeschlagene System beschriebenen Ausführungsformen gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend. Weiterhin gelten die Definitionen und Erläuterungen zu der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt, zu der Ladestation gemäß dem dritten Aspekt, zu dem Verfahren gemäß dem vierten Aspekt und zu dem System gemäß dem fünften Aspekt auch für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend. Das Verfahren wird vorzugsweise mit einem System gemäß dem fünften Aspekt durchgeführt.
  • Es sei angemerkt, dass die Anzahl an gekoppelten Energiespeichern und an Ladestationen nicht zwingend gleich sein muss. So können einzelne Ladestationen auch dazu eingerichtet sein, mit mehreren Energiespeichern gekoppelt zu werden.
  • Das Erfassen des Kopplungsvorgangs des wenigstens einen Energiespeichers mit der wenigstens einen Ladestation umfasst insbesondere ein Erfassen eines Einsteckens oder eines Abziehens des Ladekabels in oder von der Ladestation. Weiterhin kann das Erfassen des Kopplungsvorgangs ein Erfassen der maximalen Anzahl an Phasen, mit denen der Energiespeicher geladen werden kann, umfassen. Das heißt, es kann erfasst werden, ob ein einphasig, ein zweiphasig oder ein dreiphasig zu ladender Energiespeicher mit der Ladestation gekoppelt wurde.
  • Weiterhin kann das Erfassen des Kopplungsvorgangs umfassen, dass erfasst wird, welche Energiemenge der Energiespeicher oder die Ladeelektronik des Energiespeichers anfordert und/oder welche Ladeleistung der Energiespeicher anfordert und/oder welche Ladeleistung der Energiespeicher maximal und/oder minimal anfordert, und dergleichen mehr.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses ein Aushandeln eines jeweiligen Ladeplans zwischen der jeweiligen Ladestation und einer jeweiligen Ladeelektronik des mit der jeweiligen Ladestation gekoppelten Energiespeichers in Abhängigkeit des erfassten Kopplungsvorgangs und/oder des empfangenen Messwerts und/oder der empfangenen Lastinformation und/oder der ermittelten Zuordnung.
  • Das Aushandeln erfolgt beispielsweise wie in der ISO 15118 beschrieben. Beispielsweise fragt die Ladeelektronik des Energiespeichers eine bestimmte Ladeleistung an und die Ladestation, beispielsweise eine Steuervorrichtung der Ladestation, ermittelt, ob die angefragte Ladeleistung bereitstellbar ist. Hierbei werden insbesondere ein aktueller Zustand des Teilnehmernetzes und/oder des Energieversorgungsnetzes berücksichtigt. Wenn die angefragte Ladeleistung nicht bereitstellbar ist, kann die Ladestation einen „Gegenvorschlag“ machen, welcher von der Ladeelektronik des Energiespeichers angenommen werden kann oder aber die Ladeelektronik stellt erneut eine eigene Anfrage. Auf diese Weise kommunizieren die Ladestation und die Ladeelektronik, bis der Ladeplan ausgehandelt ist. Das Aushandeln des Ladeplans kann Teil des Kopplungsvorgangs sein, wenn ein Energiespeicher neu mit der Ladestation verbunden wird. Das Ermitteln der Zuordnung der Phasen in Abhängigkeit des erfassten Kopplungsvorgangs kann daher insbesondere auch in Abhängigkeit des ausgehandelten Ladeplans erfolgen. Mit anderen Worten kann der ausgehandelte Ladeplan eine andere Zuordnung der Phasen erfordern und damit auch ein Umschalten der Schaltmatrix.
  • Der Ladeplan umfasst beispielsweise Angaben dazu, zu welcher Zeit der Energiespeicher welche Leistung über welche gekoppelte Phase bezieht und dergleichen. Hierbei werden insbesondere aktuelle elektrische Messwerte, aktuelle Lastinformationen und dergleichen berücksichtigt. Insbesondere kann der Ladeplan auch vorsehen, dass der Energiespeicher elektrische Energie in das Teilnehmernetz einspeist. Damit können vorteilhaft Lastspitzen in dem Teilnehmernetz und/oder in dem Energieversorgungsnetz ausgeglichen oder abgefedert werden.
  • Das Aushandeln des Ladeplans kann durch unterschiedliche Ereignisse ausgelöst werden. Insbesondere ist das Aushandeln nicht auf den Kopplungsvorgang beschränkt. Ereignisse, die ein Neu-Aushandeln des Ladeplans auslösen können, sind beispielsweise veränderte elektrische Messwerte, veränderte Lastinformationen und/oder sonstige Veränderungen, die das Teilnehmernetz und/oder das Energieversorgungsnetz betreffen.
  • Das Aushandeln des Ladeplans kann auch unter Berücksichtigung von aktuellen Energiepreisen erfolgen. Weiterhin kann eine Änderung eines Energiepreises ein Neu-Aushandeln eines oder mehrerer Ladeplans auslösen.
  • Das Aushandeln des jeweiligen Ladeplans erfolgt vorzugsweise unter Berücksichtigung von bereits ausgehandelten Ladeplänen. Beispielsweise kann beim Aushandeln eines Ladeplans eines mit einer ersten Ladestation neu gekoppelten ersten Energiespeichers ein bereits ausgehandelter Ladeplan für einen mit einer zweiten Ladestation gekoppelten zweiten Energiespeicher berücksichtigt werden. Ferner können mehrere Ladepläne für verschiedene Energiespeicher, die jeweils mit einer Ladestation gekoppelt sind, zeitgleich und/oder nacheinander, beispielsweise gemäß einer bestimmten Priorisierung, ausgehandelt werden. Somit kann das Aushandeln eines ersten Ladeplans das Aushandeln eines zweiten Ladeplans beeinflussen und umgekehrt.
  • Das (Neu-)Aushandeln des Ladeplans erfolgt insbesondere jeweils bevor die Schaltmatrix umschaltet, sofern ein Umschalten der Schaltmatrix notwendig ist.
  • Der Ladeplan umfasst dann insbesondere auch den Zeitraum des Umschaltens der Schaltmatrix. Daher fährt die Ladeelektronik in diesem Fall die bezogene Leistung beispielsweise selbsttätig gemäß dem Ladeplan zurück, um die Ladestation zu entlasten, so dass die Schaltmatrix im unbelasteten Zustand umgeschaltet werden kann. Nach dem Umschalten der Schaltmatrix fährt die Ladeelektronik die bezogene Leistung gemäß dem Ladeplan wieder hoch. Man kann auch sagen, dass die Ladestation und die Ladeelektronik synchronisiert sind.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses zusätzlich:
    • Vergleichen der ermittelten Zuordnung mit einer aktuellen Zuordnung,
    • Ermitteln, dass die ermittelte Zuordnung ein Umschalten der Schaltmatrix erfordert, in Abhängigkeit des Vergleichs mit der aktuellen Zuordnung,
    • Ausgeben eines ersten Leistungs-Vorgabesignals an eine Ladeelektronik des mit der Ladestation gekoppelten Energiespeichers, bevor die Schaltmatrix umgeschaltet wird, und
    • Ausgeben eines zweiten Leistungs-Vorgabesignals an die Ladeelektronik des mit der Ladestation gekoppelten Energiespeichers, nachdem die Schaltmatrix umgeschaltet ist.
  • Die aktuelle Zuordnung ist insbesondere diejenige, die vor oder während der Durchführung des Verfahrens vorliegt. Das Vergleichen der ermittelten Zuordnung, das Ermitteln des Umschalterfordernisses und das Ausgeben des ersten Leistungs-Vorgabesignals erfolgt, insbesondere bevor die ermittelte Zuordnung mittels der Schaltmatrix eingestellt wird. Das Ausgeben des zweiten Leistungs-Vorgabesignals erfolgt, insbesondere nachdem die ermittelte Zuordnung mittels der Schaltmatrix eingestellt ist.
  • Unter dem jeweiligen Leistungs-Vorgabesignal wird vorliegend insbesondere ein Signal verstanden, das von der Ladestation an die Ladeelektronik des Energiespeichers übermittelt wird, beispielsweise mittels eines PWM-Signals, und welches eine Vorgabe zu einer maximal zu beziehenden oder einzuspeisenden Leistung umfasst.
  • Das erste Leistungs-Vorgabesignal umfasst als maximale Leistung insbesondere die Angabe „null“, da es das Ziel dieses Verfahrensschrittes ist, dass die Ladeelektronik das Laden vor dem Umschalten der Schaltmatrix unterbricht oder beendet.
  • Das zweite Leistungs-Vorgabesignal umfasst als maximale Leistung einen Wert der größer, kleiner oder auch gleich Null sein kann. Unter einem Wert kleiner 0 wird beispielsweise verstanden, dass der Energiespeicher Strom in das Teilnehmernetz einspeisen, also entladen werden kann. Dementsprechend bedeutet ein Wert größer 0, dass der Energiespeicher mit Strom aus dem Teilnehmernetz geladen wird. Die Ladeelektronik kann das Laden des Energiespeichers gemäß dem zweiten Leistungs-Vorgabesignal fortsetzen oder wieder aufnehmen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das zweite Leistungs-Vorgabesignal in Abhängigkeit des erfassten Kopplungsvorgangs und/oder des empfangenen elektrischen Messwerts und/oder der empfangenen Lastinformation ermittelt, wobei das zweite Leistungs-Vorgabesignal insbesondere eine verfügbare Leistung umfassen kann, die unterschiedlich zu einer vor dem Umschalten der Schaltmatrix verfügbaren Leistung ist.
  • Vorzugsweise umfasst das zweite Leistungs-Vorgabesignal eine aktuelle maximal mögliche Leistung, die zum Laden des Energiespeichers gemäß der ermittelten Zuordnung verfügbar ist.
  • In Ausführungsformen ist das zweite Leistungs-Vorgabesignal zeitlich veränderlich. Das heißt, dass das zweite Leistungs-Vorgabesignal zu einem späteren Zeitpunkt verändert werden kann, ohne dass die Schaltmatrix umgeschaltet wird. Dies kann insbesondere dann erfolgen, wenn sich der elektrische Messwert und/oder die Lastinformation verändern, und/oder wenn eine aktualisierte Preisinformation verfügbar ist. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, während einer Spitzenlast-Phase, in der das Energieversorgungsnetz insgesamt sehr hoch ausgelastet ist, den Ladestrom noch auf einem geringen Wert oder Null zu belassen, oder sogar Energie aus dem Energiespeicher in das Teilnehmernetz einzuspeisen, und zu einem späteren Zeitpunkt, wenn die Spitzenlast-Phase vorbei ist, den Ladestrom zu erhöhen.
  • Darunter, dass das zweite Leistungs-Vorgabesignal eine verfügbare Leistung umfassen kann, die unterschiedlich zu einer vor dem Umschalten der Schaltmatrix verfügbaren Leistung ist, wird beispielsweise verstanden, dass die verfügbare Leistung vor dem Umschalten größer war oder kleiner war.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses ferner:
    • Vergleichen der ermittelten Zuordnung mit einer aktuellen Zuordnung,
    • Ermitteln, dass die ermittelte Zuordnung ein Umschalten der Schaltmatrix erfordert in Abhängigkeit des Vergleichs mit der aktuellen Zuordnung,
    • Offnen einer Leistungsschaltvorrichtung zum sicheren Trennen der Anzahl von Ausgangsleitern von dem mehrphasigen Teilnehmernetz, bevor die Schaltmatrix umgeschaltet wird, und
    • Schließen der Leistungsschaltvorrichtung, nachdem die Schaltmatrix umgeschaltet ist.
  • Dieses Ausführungsform stellt sicher, dass die Schaltmatrix nur im unbelasteten Zustand umgeschaltet wird. Hierdurch können insbesondere Schäden an der Schaltmatrix, aber auch an der Ladestation, dem Energiespeicher oder sonstigen Elementen vermieden werden.
  • Sofern das erste und das zweite Leistungs-Vorgabesignal an die Ladeelektronik übermittelt werden, so erfolgt dies vor dem Offnen der Leistungsschaltvorrichtung (erstes Leistungs-Vorgabesignal) und nach dem Schließen der Leistungsschaltvorrichtung (zweites Leistungs-Vorgabesignal).
  • Gemäß einem siebten Aspekt wird eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Schaltzustands von wenigstens einer in einem System mit mehreren Ladestationen angeordneten Schaltmatrix vorgeschlagen. Die Schaltmatrix ist zum Bereitstellen einer Mehrzahl von Schaltzuständen eingerichtet, wobei ein jeweiliger Schaltzustand eine Zuordnung von einer bestimmten Phase eines mehrphasigen Teilnehmernetzes zu einer bestimmten Ausgangsphase einer Anzahl von Ausgangsphasen umfasst, wobei mittels der Anzahl von Ausgangsphasen ein Ladestrom zum Laden eines Energiespeichers eines Elektrofahrzeuges mit elektrischer Energie bereitstellbar ist. Die Steuereinrichtung ist zum Steuern des Schaltzustands in Abhängigkeit von einem von einer in dem mehrphasigen Teilnehmernetz angeordneten Messeinrichtung und/oder von einer in einem Anschlusspunkt des mehrphasigen Teilnehmernetzes mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz angeordneten Messeinrichtung erfassten elektrischen Messwert und/oder von einer empfangenen Lastinformation des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes und/oder des mehrphasigen Teilnehmernetzes und/oder in Abhängigkeit von einem erfassten Kopplungsvorgang eines Energiespeichers mit einer der Ladestationen des Systems eingerichtet.
  • Die Schaltmatrix ist beispielsweise wie die Schaltmatrix der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt oder wie die Schaltmatrix der Ladestation gemäß dem dritten Aspekt ausgebildet. Die in den Ausführungsformen des ersten Aspekts und/oder des dritten Aspekts beschriebenen Varianten der Schaltmatrix gelten für den siebten Aspekt entsprechend.
  • Das System kann auf ein einzelnes Teilnehmernetz beschränkt sein, das heißt, dass alle Ladestationen des Systems in einem Teilnehmernetz angeordnet sind.
  • In Ausführungsformen umfasst das System mehrere Teilnehmernetze, das heißt, dass wenigstens zwei Ladestationen in unterschiedlichen Teilnehmernetzen angeordnet sind. In diesem Fall weist jedes der Teilnehmernetze vorzugsweise wenigstens eine Schaltmatrix auf. Die Steuereinrichtung ist in diesem Fall dazu eingerichtet, den Schaltzustand jeder der mehreren Schaltmatrizen wie vorgenannt zu Steuern.
  • Die Steuereinrichtung kann zum direkten Ansteuern der jeweiligen Schaltmatrix eingerichtet sein. Alternativ oder zusätzlich bestimmt die Steuereinrichtung für die Schaltmatrix den Schaltzustand und übersendet einen entsprechenden Steuerbefehl an eine der Schaltmatrix zugeordnete Steuereinheit, die dann die Schaltmatrix entsprechend ansteuert.
  • Die Steuereinrichtung kann beispielsweise von einem Netzbetreiber eines Energieversorgungsnetzes, an das die Teilnehmernetze mit den Ladestationen angeschlossen werden, betrieben werden. Hierbei hat der Netzbetreiber die volle Kontrolle darüber, welche Phasen des jeweiligen Teilnehmernetzes wie stark belastet werden. Da die mehreren Phasen des Teilnehmernetzes von entsprechenden Phasen des Energieversorgungsnetzes gespeist werden, kann der Netzbetreiber damit eine erhöhte Versorgungssicherheit gewährleisten. Zusätzlich kann der Netzbetreiber beispielsweise gezielt in einzelnen Teilnehmernetzen eine erhöhte Schieflast zulassen und/oder erzeugen, um das Energieversorgungsnetz insgesamt zu stabilisieren.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Steuereinrichtung ist die Steuereinrichtung zum Steuern des jeweiligen Schaltzustands mehrerer in dem System mit mehreren Ladestationen angeordneten Schaltmatrizen eingerichtet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung zum Steuern des Schaltzustands von wenigstens einer ersten, in einem ersten System mit mehreren Ladestationen angeordneten Schaltmatrix in Abhängigkeit von einem von einer in dem ersten mehrphasigen Teilnehmernetz angeordneten Messeinrichtung und/oder von einer in einem Anschlusspunkt des ersten mehrphasigen Teilnehmernetzes mit dem mehrphasigen Energieversorgungsnetz angeordneten Messeinrichtung erfassten elektrischen Messwert und/oder von einer empfangenen Lastinformation des ersten mehrphasigen Teilnehmernetzes und/oder des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes eingerichtet, und ist ferner zum Steuern des Schaltzustands von wenigstens einer zweiten, in einem zweiten mehrphasigen Teilnehmernetz angeordneten Schaltmatrix in Abhängigkeit von einem von einer in dem zweiten mehrphasigen Teilnehmernetz angeordneten Messeinrichtung und/oder von einer in einem Anschlusspunkt des zweiten mehrphasigen Teilnehmernetzes mit dem mehrphasigen Energieversorgungsnetz angeordneten Messeinrichtung erfassten elektrischen Messwert und/oder von einer empfangenen Lastinformation des zweiten mehrphasigen Teilnehmernetzes und/oder des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes eingerichtet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Steuereinrichtung ist diese dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von dem erfassten elektrischen Messwert und/oder von der empfangenen Lastinformation für jede der mehreren Ladestationen des Systems wenigstens einen Ladeparameter zu ermitteln, wobei der Ladeparameter einen unteren Schwellwert, einen Sollwert und/oder einen oberen Schwellwert für die Höhe des Ladestroms und/oder eine maximale Anzahl an für das Laden zu verwendende Phasen umfasst, und ferner dazu eingerichtet ist, an jede Ladestation ein Steuersignal umfassend den jeweiligen ermittelten Ladeparameter auszugeben.
  • Bei dieser Ausführungsform kann die Steuereinrichtung nicht nur die zu belastenden Phasen des mehrphasigen Teilnehmernetzes mittels der Schaltmatrix bestimmen oder beeinflussen, sondern kann zusätzlich die Ladeleistung und die Art, wie diese bereitgestellt wird, steuern. Damit ist ein noch besserer Ausgleich von Schieflasten und/oder eine Begrenzung einer Gesamtlast in einzelnen Teilnehmernetzen oder auch in dem Energieversorgungsnetz möglich.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Steuereinrichtung ist diese zum Aushandeln eines jeweiligen Ladeplans zwischen der jeweiligen Ladestation und einer jeweiligen Ladeelektronik des mit der jeweiligen Ladestation gekoppelten Energiespeichers in Abhängigkeit des erfassten Kopplungsvorgangs und/oder des empfangenen Messwerts und/oder der empfangenen Lastinformation und/oder der ermittelten Zuordnung.
  • Man kann auch sagen, dass die Steuereinrichtung ein globales Lade-Lastmanagement für das System mit mehreren Ladestationen durchführt und einen globalen Ladeplan für das System ermittelt. Der globale Ladeplan umfasst insbesondere individuelle Ladepläne für jede der Ladestationen in dem System.
  • Das Aushandeln erfolgt beispielsweise wie in der ISO 15118 beschrieben. Beispielsweise fragt die Ladeelektronik des Energiespeichers eine bestimmte Ladeleistung an und die Steuereinrichtung ermittelt, ob die angefragte Ladeleistung bereitstellbar ist. Hierbei werden insbesondere ein aktueller Zustand des Teilnehmernetzes und/oder des Energieversorgungsnetzes berücksichtigt. Wenn die angefragte Ladeleistung nicht bereitstellbar ist, kann die Steuereinrichtung einen „Gegenvorschlag“ machen, welcher von der Ladeelektronik des Energiespeichers angenommen werden kann oder aber die Ladeelektronik stellt erneut eine eigene Anfrage. Auf diese Weise kommunizieren die Steuereinrichtung und die Ladeelektronik, bis der Ladeplan ausgehandelt ist. Das Aushandeln des Ladeplans kann Teil des Kopplungsvorgangs sein, wenn ein Energiespeicher neu mit der Ladestation verbunden wird.
  • Der Ladeplan umfasst beispielsweise Angaben dazu, zu welcher Zeit der jeweilige Energiespeicher welche Leistung über welche gekoppelte Phase bezieht und dergleichen. Hierbei werden insbesondere aktuelle elektrische Messwerte, aktuelle Lastinformationen und dergleichen berücksichtigt. Insbesondere kann der Ladeplan auch vorsehen, dass der Energiespeicher elektrische Energie in das Teilnehmernetz einspeist. Damit können vorteilhaft Lastspitzen in dem Teilnehmernetz und/oder in dem Energieversorgungsnetz ausgeglichen oder abgefedert werden.
  • Das Aushandeln der Ladepläne kann durch unterschiedliche Ereignisse ausgelöst werden. Insbesondere ist das Aushandeln nicht auf den Kopplungsvorgang beschränkt. Ereignisse, die ein Neu-Aushandeln des Ladeplans auslösen können, sind beispielsweise veränderte elektrische Messwerte, veränderte Lastinformationen und/oder sonstige Veränderungen, die das Teilnehmernetz, eines der Elektrofahrzeuge und/oder das Energieversorgungsnetz betreffen, insbesondere ein Verbinden oder Trennen eines weiteren Energiespeichers von einer weiteren Ladestation des Systems. Eine Veränderung betreffend eines der Elektrofahrzeuge kann auch eine neue oder veränderte Angabe oder Vorgabe eines Nutzers des Elektrofahrzeugs sein, die beispielsweise einen gewünschten Abfahrzeitpunkt und/oder eine gewünschte Reichweite umfasst. Die Reichweite korrespondiert insbesondere mit dem Ladezustand des Energiespeichers, also der verfügbaren Energiemenge, zum Abfahrzeitpunkt. Die veränderte Vorgabe oder Angabe des Nutzers kann beispielsweise von einem Mobilgerät des Nutzers, insbesondere einem Smartphone, über ein Datennetzwerk, wie ein LAN, ein WLAN, ein Mobilfunknetzwerk oder dergleichen, empfangen werden.
  • Das Aushandeln des jeweiligen Ladeplans erfolgt vorzugsweise unter Berücksichtigung von bereits ausgehandelten Ladeplänen. Beispielsweise kann beim Aushandeln eines Ladeplans eines mit einer ersten Ladestation neu gekoppelten ersten Energiespeichers ein bereits ausgehandelter Ladeplan für einen mit einer zweiten Ladestation gekoppelten zweiten Energiespeicher berücksichtigt werden. Ferner können mehrere Ladepläne für verschiedene Energiespeicher, die jeweils mit einer Ladestation gekoppelt sind, zeitgleich und/oder nacheinander, beispielsweise gemäß einer bestimmten Priorisierung, ausgehandelt werden. Somit kann das Aushandeln eines ersten Ladeplans das Aushandeln eines zweiten Ladeplans beeinflussen und umgekehrt.
  • Das Aushandeln der jeweiligen Ladepläne kann auch unter Berücksichtigung von aktuellen Energiepreisen erfolgen. Weiterhin kann eine Änderung eines Energiepreises ein Neu-Aushandeln eines oder mehrerer Ladepläne auslösen.
  • „Ein“ ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
  • Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
    • 1 zeigt schematisch eine erste Anordnung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers, umfassend eine Vorrichtung mit einer Schaltmatrix;
    • 2 zeigt schematisch eine zweite Anordnung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers, umfassend eine Vorrichtung mit einer Schaltmatrix;
    • 3 zeigt schematisch eine dritte Anordnung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers, umfassend eine Vorrichtung mit einer Schaltmatrix;
    • 4 zeigt schematisch eine vierte Anordnung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers, umfassend eine Vorrichtung mit einer Schaltmatrix;
    • 5 zeigt schematisch eine fünfte Anordnung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers, umfassend eine Vorrichtung mit einer Schaltmatrix;
    • 6 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Systems mit einer Vorrichtung und mit mehreren Ladestationen;
    • 7 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer fünften Anordnung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers, umfassend eine Vorrichtung mit einer Schaltmatrix;
    • 8 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer sechsten Anordnung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers, umfassend eine Vorrichtung mit einer Schaltmatrix;
    • 9 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Ladestation mit einer Vorrichtung mit einer Schaltmatrix;
    • 10 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer Schaltmatrix;
    • 11. zeigt eine Tabelle mit Schaltzuständen der Schaltmatrix der 10;
    • 12 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Schaltmatrix;
    • 13. zeigt eine Tabelle mit Schaltzuständen der Schaltmatrix der 12;
    • 14 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels einer Schaltmatrix;
    • 15. zeigt eine Tabelle mit Schaltzuständen der Schaltmatrix der 14;
    • 16 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines Teilnehmernetzes mit mehreren Ladestationen und einer Vorrichtung mit einer Schaltmatrix;
    • 17 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Teilnehmernetzes mit mehreren Ladestationen und einer Vorrichtung mit einer Schaltmatrix;
    • 18 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Systems mit einer Vorrichtung und mit mehreren Ladestationen;
    • 19 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Verfahrens zum Betreiben einer Vorrichtung mit einer Schaltmatrix;
    • 20 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Verfahrens zum Betreiben einer Ladestation; und
    • 21 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Verfahrens zum Betreiben eines Systems.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
  • 1 zeigt schematisch eine erste Anordnung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers 110 eines Elektrofahrzeugs 108, umfassend eine Vorrichtung 10 mit einer Schaltmatrix 20 (siehe 6 - 12 sowie 18).
  • In dem Beispiel der 1 ist ein mehrphasiges Teilnehmernetz 101 umfassend die Vorrichtung 10 und eine Ladestation 401 mittels eines Anschlusspunktes 120 an ein mehrphasiges Energieversorgungsnetz 100 angeschlossen. Es handelt sich in diesem Beispiel ohne Beschränkung der Allgemeinheit jeweils um dreiphasige Stromnetze. Das Elektrofahrzeug 108 ist mittels eines Ladekabels 105, das mit einer Anschlussbuchse AB der Ladestation 401 verbunden ist, mit der Ladestation 401 gekoppelt.
  • Die Ladestation 401 kann eine Anzahl elektrischer und/oder elektronischer Komponenten aufweisen (nicht dargestellt) und ist dazu eingerichtet, den Ladestrom zum Laden des Energiespeichers 110 zur Verfügung zu stellen. Die Ladestation 401 ist mit einer Anzahl an Ausgangsleitern Llout - L3out der Vorrichtung 10 gekoppelt, über welche die Ladestation 401 den Ladestrom aus dem Teilnehmernetz 101 bezieht. Die Vorrichtung 10 ist eingangsseitig mit den Phasen L1 - L3 des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 gekoppelt. Die Schaltmatrix 20 der Vorrichtung 10 umfasst eine Anzahl von Wechselrelais 301 - 312 (siehe 6 oder 9 - 12) und ist dazu eingerichtet, eine Mehrzahl von Schaltzuständen Z1 - Z34 (siehe 13) bereitzustellen, wobei ein jeweiliger Schaltzustand Z1 - Z34 eine Zuordnung von einer bestimmten Phase L1 - L3 des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 zu einem bestimmten Ausgangsleiter Llout - L3out der Anzahl umfasst.
  • Die Ladestation 401 weist insbesondere eine feste Verdrahtung auf, das heißt, dass eine Zuordnung der netzseitigen Anschlüsse der Ladestation 401, die mit den Ausgangsleitern L1out - L3out verbunden sind, zu Kopplungspunkten K1 - K3 (siehe 4 oder 5) der Anschlussbuchse AB, die mit Leitern L1* - L3*, N (siehe 4 oder 5) des Ladekabels 105 verbunden sind, festgelegt ist. Eine von der Ladestation 401 auf einem der Ausgangsleiter L1out - L3out abgerufene Last kann mittels der Schaltmatrix 20 der Vorrichtung 10 einer jeweiligen der drei Phasen L1- L3 des Teilnehmernetzes 101 zugeordnet werden. Damit kann beispielsweise eine Schieflast begrenzt und/oder ausgeglichen werden. Insbesondere kann auf diese Weise ein optimaler Ladestrom bereitgestellt werden, da eine Begrenzung des Ladestroms aufgrund einer ungünstigen Schieflast, die beispielsweise von anderen Verbrauchern oder Erzeugern (nicht gezeigt) in dem Teilnehmernetz 101 erzeugt wird, nicht begrenzend wirkt.
  • Es sei bereits hier angemerkt, dass die Vorrichtung 10 für mehr als eine Ladestation 401 geeignet ist, das heißt, dass mehr als eine Ladestation 401 an den Ausgangsleitern L1out - L3out angeschlossen werden kann, wie anhand der 6, 16 oder 17 gezeigt ist.
  • 2 zeigt schematisch eine zweite Anordnung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers 110 eines Elektrofahrzeug 108, umfassend eine Vorrichtung 10 mit einer Schaltmatrix 20. Die Anordnung der 2 weist beispielsweise die gleiche Struktur wie die in der 1 gezeigte auf und unterscheidet sich von derjenigen der 1 im Wesentlichen dadurch, dass zusätzlich ein Zähler 130, der auch als Messeinrichtung bezeichnet werden kann, in dem mehrphasigen Teilnehmernetz 101 vor der Vorrichtung 10 angeordnet ist. Der Anschlusspunkt 120 und das mehrphasige Energieversorgungsnetz 100 sind aus Gründen der Übersicht in der 2 nicht gezeigt.
  • Der Zähler 130 ist insbesondere zum Erfassen elektrischer Messwerte X der Phasen L1 - L3 des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 und/oder einer Lastinformation L des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 eingerichtet. Die elektrischen Messwerte X oder die Lastinformation L ermöglichen insbesondere einen Rückschluss auf eine aktuelle Auslastung oder Belastung der Phasen L1 - L3, und damit das Vorhandensein einer aktuellen Schieflast oder dergleichen. Auf Basis der elektrischen Messwerte X und/oder der Lastinformation L kann daher ein optimaler Schaltzustand Z1 - Z34 (siehe 11, 13 oder 15) für die Schaltmatrix 20 der Vorrichtung 10 ermittelt werden, bei dem eine maximale Ladeleistung zum Laden des Energiespeichers 110 abrufbar ist. Dies wird insbesondere durch eine Steuervorrichtung 50 (siehe 7, 8 oder 18) durchgeführt, die die elektrischen Messwerte X und/oder die Lastinformation L von dem Zähler 130 empfängt. In der 2 überträgt der Zähler 130 den Messwert X oder die Lastinformation L beispielhaft an die Vorrichtung 10.
  • Es sei angemerkt, dass der Zähler 130 auch ausgangsseitig der Vorrichtung 10 angeordnet sein kann. Da die Vorrichtung 10 insbesondere lediglich eine Verschaltung der Phasen L1 - L3 des Teilnehmernetzes 101 auf die Ausgangsleiter Llout - L3out der Vorrichtung gemäß dem jeweiligen Schaltzustand durchführt, werden die elektrischen Messwerte X durch die Vorrichtung 10 nicht beeinflusst. Die Anordnung eingangsseitig der Vorrichtung 10 ist jedoch bevorzugt.
  • 3 zeigt schematisch eine dritte Anordnung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers 110 eines Elektrofahrzeug 108, umfassend eine Vorrichtung 10 mit einer Schaltmatrix 20 (siehe 6 - 12 sowie 18). Die Anordnung der 3 weist beispielsweise die gleiche Struktur wie die in der 2 gezeigte auf und unterscheidet sich von derjenigen der 2 im Wesentlichen dadurch, dass in diesem Beispiel die Vorrichtung 10 und der Zähler 130 in der Ladestation 401 integriert sind.
  • Eine wie in der 3 gezeigte Ladestation 401 ist besonders vorteilhaft, da diese alle vorteilhaften Funktionen in sich vereint und daher eigenständig dazu eingerichtet ist, einen Energiespeicher 110 optimal unter verschiedenen Lastbedingungen des Teilnehmernetzes 101 zu laden.
  • 4 und 5 zeigen jeweils schematisch eine weitere Anordnung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers 110 eines Elektrofahrzeugs 108, umfassend eine Vorrichtung 10 mit einer Schaltmatrix 20 (siehe 6-12 und 18). In beiden Figuren ist die Vorrichtung 10 in der Ladestation 401 integriert. Die Anordnungen können auch einen Zähler 130 umfassen, wie anhand der 2 oder 3 erläutert.
  • In der 4 ist insbesondere ein mehrphasiges Teilnehmernetz 101 gezeigt, das drei Phasen L1-L3 sowie einen Neutralleiter N umfasst. Es handelt sich also beispielsweise um ein Drehstromnetz, wie es in Festland-Europa Verwendung findet. Der Neutralleiter N dient hierbei als stromrückführender Leiter. Der Neutralleiter N ist in diesem Beispiel durch die Ladestation 401 durchgeschleift, das heißt, dass die Ausgangsleiter Llout - L3out der Vorrichtung 10 nicht dem Neutralleiter N zuordenbar sind. Mittels der Anschlussbuchse AB wird das Ladekabel 105 mit der Ladestation 401 verbunden. Hierbei werden die Leiter L1* - L3*, N des Ladekabels 105 mit Kopplungspunkten K1 - K4 der Anschlussbuchse AB gekoppelt. In diesem Beispiel sind die Kopplungspunkte K1 - K3 seitens der Ladestation 401 mit den Ausgangsleitern L1out - L3out der Vorrichtung 10 verbunden, und der Kopplungspunkt K4 ist mit dem Neutralleiter N verbunden. Das Ladekabel 105 ist mit der Anschlussbuchse AB derart verbunden, dass die Leiter L1* - L3* mit den Kopplungspunkten K1 - K3 verbunden sind und der Leiter N mit dem Kopplungspunkt K4 verbunden ist. Die Leiter L1* - L3* können auch als Ladephasen des Ladekabels 105 bezeichnet werden, da bei dieser Belegung diese Leiter stromführend sind. Es sei angemerkt, dass das Ladekabel 105 weitere, hier nicht gezeigte Leiter und/oder Signalverbindungskabel umfassen kann, entsprechendes gilt für die Anschlussbuchse AB.
  • In der 5 ist im Gegensatz zu der 4 ein mehrphasiges Teilnehmernetz 101 gezeigt, das drei Phasen L1- L3, jedoch keinen separaten Neutralleiter N umfasst. In solchen Netzen dient jeweils eine der Phasen L1- L3 als stromrückführender Leiter. Das heißt, dass bei einem Verbraucher, der an den Phasen L1 und L2 angeschlossen ist, nur eine der beiden Phasen stromführend ist, die andere ist stromrückführend. Ein solches Stromnetz wird beispielsweise in Norwegen verwendet.
  • Entsprechend dieser Netzkonfiguration weist die Anschlussbuchse AB beispielsweise nur drei Kopplungspunkte K1 - K3 auf. Das Ladekabel 105 umfasst ebenfalls drei Leiter L1*, L2*, N*, die entsprechend mit den Kopplungspunkten verbunden sind. Hierbei ist der Leiter N* als stromrückführender Leiter fest vorgesehen. In dieser Konfiguration kann mittels der Vorrichtung 10 die Zuordnung des Ausgangsleiters L1out, der mit dem Kopplungspunkt K1 verbunden ist, variabel sein. Damit kann auch der stromrückführende Leiter N* des Ladekabels mit unterschiedlichen Phasen L1- L3 des Teilnehmernetzes 101 verbunden werden.
  • 6 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Systems 200 mit einer Vorrichtung 10 mit einer Schaltmatrix 20 und mit mehreren Ladestationen 401 - 403. Beispielhaft sind in der Schaltmatrix 20 der Vorrichtung 10 drei Wechselrelais 301 - 303 angedeutet. Es sei angemerkt, dass diese Darstellung nicht dazu dient, eine Verschaltung der Wechselrelais 301 - 303 der Schaltmatrix 20 zu erläutern, dies erfolgt nachfolgend anhand der 10, 12 und 14 im Detail.
  • Die Vorrichtung 10 ist eingangsseitig mit drei Phasen L1- L3 eines dreiphasigen Teilnehmernetzes 101 gekoppelt. Am Ausgang der Vorrichtung 10 sind drei Ausgangsleiter L1out - L3out angeordnet. Je nach Komplexität der Schaltmatrix 20 kann eine Zuordnung der Phasen L1- L3 zu den Ausgangsleitern L1out - L3out beliebig selektiv einstellbar sein, indem die Schaltmatrix 20 in einen entsprechenden Schaltzustand Z1 - Z34 (siehe 11, 13 und 15 in Verbindung mit 10, 12 und 14) versetzt wird.
  • Die drei Ladestationen 401 - 403 sind in diesem Beispiel derart mit den Ausgangsleitern L1out - L3out gekoppelt, dass gleiche Anschlüsse der Ladestationen 401 - 403 (die mit den Ziffern 1 - 3 gekennzeichnet sind) mit unterschiedlichen Ausgangsphasen L1out - L3out verbunden sind. Diese Art des Anschließens von Verbrauchern oder Erzeugern in dem Teilnehmernetz 101 sorgt für eine gleichmäßige oder auch statistische Verteilung der belasteten Phasen, was für ein ausgeglichenes Teilnehmernetz 101 vorteilhaft sein kann. Insbesondere würde beispielsweise die erste Phase L1 des Teilnehmernetzes 101 schnell überlastet werden, wenn alle einphasigen Verbraucher an L1 angeschlossen würden.
  • Jede der drei Ladestationen 401 - 403 ist mittels eines Ladekabels 105 mit einem zu ladenden Energiespeicher 110 koppelbar. Es sei angemerkt, dass die Ladekabel 105 und die Energiespeicher 200 hier nur beispielhaft dargestellt sind und nicht zu dem System 200 gehören. Weiterhin kann auch nur eine Teilmenge der Ladestationen 401-403 oder gar keine der Ladestationen 401 - 403 mit einem Energiespeicher 110 gekoppelt sein.
  • Je nach aktueller Belastung des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 durch die Ladestationen 401-403 und/oder durch andere Verbraucher oder Erzeuger (aus Gründen der Übersicht nicht gezeigt), kann mittels der Vorrichtung 10 eine vorteilhafte Zuordnung der Ausgangsleiter L1out - L3out zu den Phasen des Teilnehmernetzes L1- L3 ermittelt und eingestellt werden. Insbesondere lässt sich ein Ladebetrieb auf diese Weise optimieren und das Teilnehmernetz 101 vorteilhaft innerhalb bevorzugter Lastbereiche betreiben.
  • 7 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer fünften Anordnung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers 110, umfassend eine Vorrichtung 10 mit einer Schaltmatrix 20. Die Vorrichtung 10 kann alle Merkmale aufweisen, die anhand der 1 - 6 erläutert wurden, entsprechendes gilt für die Ladestation 401, die mit den Ausgangsleitern L1out - L3out der Vorrichtung 10 gekoppelt ist.
  • In diesem Beispiel weist die Vorrichtung 10 zusätzlich eine Steuervorrichtung 50 auf. Die Steuervorrichtung 50 ist insbesondere dazu eingerichtet, die Schaltmatrix 20 mittels eines Steuersignals SIG anzusteuern, wobei das Steuersignal SIG dazu dient, die Schaltmatrix 20 in einen vorbestimmten Schaltzustand Z1 - Z34 (siehe 11, 13 oder 15) der von der Schaltmatrix 20 bereitgestellten Schaltzustände Z1 - Z34 zu versetzen. Weiterhin ist die Steuervorrichtung 50 dazu eingerichtet, den vorbestimmten Schaltzustand Z1 - Z34 in Abhängigkeit von einem elektrischen Messwert X oder eine Lastinformation L zu ermitteln.
  • Der elektrische Messwert X betrifft insbesondere eine aktuelle Belastung der Phasen L1 - L3 des Teilnehmernetzes 101 und wird beispielsweise von einer Messeinrichtung oder einem Zähler 130 (siehe 2, 3, 16 oder 17) erfasst, der in der Ladestation 401, in einem Anschlusspunkt 120 (siehe 1, 3, 16 oder 17) des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz 100 (siehe 1, 3, 16 oder 17) oder auch an einer sonstigen Stelle in dem mehrphasigen Teilnehmernetz 101 angeordnet sein kann. Auf Basis des elektrischen Messwerts X lässt sich insbesondere eine aktuelle Schieflast in dem Teilnehmernetz 101 ermitteln.
  • Die Lastinformation L betrifft insbesondere eine aktuelle und/oder erwartete, zukünftige Lastverteilung des Teilnehmernetzes 101, die beispielsweise von einer Steuereinheit (nicht gezeigt) des Teilnehmernetzes 101 ermittelt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Lastinformation L das Energieversorgungsnetz 100 betreffen und von einem Netzbetreiber des Energieversorgungsnetzes 100 bereitgestellt werden.
  • Die Steuervorrichtung 50 ist daher in der Lage, eine zu einem jeweiligen Zeitpunkt optimale Zuordnung der Ausgangsleiter L1out - L3out zu den Phasen L1-L3 zu ermitteln und mittels der Schalmatrix 20 auch umzusetzen. Die optimale Zuordnung kann hierbei unter mehreren Gesichtspunkten ermittelt werden. Grundbedingung ist immer, dass das Teilnehmernetz 101 innerhalb der vorgegebenen Grenzen, beispielsweise betreffend die zulässige Schieflast, betrieben wird. Wenn nur ein einzelner Energiespeicher 110 zu laden ist, dann ist die optimale Zuordnung insbesondere diejenige, die die maximale Ladeleistung und damit die kürzeste Ladedauer ermöglicht. Wenn, wie beispielsweise anhand der 6 erläutert, mehrere Energiespeicher 110 gleichzeitig zu laden sind, dann kann die optimale Zuordnung beispielsweise diejenige sein, die die gesamte Ladeleistung maximiert.
  • Es sei angemerkt, dass die in der 7 gezeigte Anordnung mit den anderen Anordnungen der 1 - 6 sowie 8 - 18 kompatibel und mit diesen beliebig kombinierbar ist.
  • 8 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer sechsten Anordnung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers 110, umfassend eine Vorrichtung 10 mit einer Schaltmatrix 20. Die Anordnung der 8 weist die gleichen Merkmale auf, wie die Anordnung der 7. Zusätzlich ist eine Leistungsschaltvorrichtung 60 vorgesehen, die hier zwischen die Ladestation 401 und das Ladekabel 105 geschaltet ist. Die Leistungsschaltvorrichtung 60 ist unabhängig von der Last zum sicheren Trennen des Ladekabels 105 von der Ladestation 401 eingerichtet, um in Notfällen, wie einem Kurzschluss in dem Elektrofahrzeug oder dergleichen, den Stromfluss zu unterbrechen. Hierzu weist die Leistungsschaltvorrichtung 60 einen geöffneten Schaltzustand auf, in dem kein Strom fließen kann (wie dargestellt), und weist einen geschlossenen Schaltzustand auf, in dem Strom fließen kann. Es sei angemerkt, dass die Leistungsschaltvorrichtung 60 auch vor der Ladestation 401 oder vor der Vorrichtung 10 angeordnet sein kann. In Ausführungsformen ist die Leistungsschaltvorrichtung 60 Bestandteil der Vorrichtung 10 oder der Ladestation 401.
  • In diesem Beispiel ist zudem vorgesehen, dass die Schaltmatrix 20 nur dann umgeschaltet werden kann, wenn kein Strom über die Schaltmatrix 20 fließt. Dies wird sichergestellt, indem die Steuervorrichtung 50, die zum Ansteuern der Schaltmatrix 20 mit dem Steuersignal SIG eingerichtet ist, zusätzlich ein Sicherheitssignal von der Leistungsschaltvorrichtung 60 empfängt, das den aktuellen Schaltzustand der Leistungsschaltvorrichtung 60 umfasst. Weiterhin kann die Steuervorrichtung 50 dazu eingerichtet sein, die Leistungsschaltvorrichtung 60 anzusteuern, um diese in den geöffneten oder den geschlossenen Schaltzustand zu versetzen.
  • 9 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Ladestation 401 mit einer Vorrichtung 10 mit einer Schaltmatrix 20, die beispielhaft drei Wechselrelais 301 - 303 aufweist. In diesem Beispiel ist die Vorrichtung 10 somit in der Ladestation 401 integriert. Damit kann mittels der Vorrichtung 10 für die Ladestation 401 individuell eine Zuordnung der Phasen L1-L3 des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 zu Ausgangsphasen L1out - L3out der Ladestation 401 vorgenommen werden. Die Ladestation 401 kann weitere Merkmale umfassen, die beispielsweise anhand der 1 - 8 sowie 10 - 21 erläutert sind. Ebenso kann die Vorrichtung 10 weitere Merkmale umfassen, die beispielsweise anhand der 1 - 8 sowie 10 - 21 erläutert sind.
  • 10 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer Schaltmatrix 20, die Bestandteil der Vorrichtung 10 der 1 - 9 oder 16 - 21 sein kann. In diesem Beispiel weist die Schaltmatrix 20 einen sehr einfachen Aufbau auf. Die Schaltmatrix 20 umfasst beispielhaft drei Eingänge L1in - L3in, an die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Schaltmatrix 20 Phasen L1- L3 (siehe 1 - 9 oder 16 - 18) eines mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 (siehe 1 - 9 oder 16 - 18) angeschlossen werden. Weiterhin weist die Schaltmatrix 20 drei Ausgangsleiter L1out - L3out auf. Es sei angemerkt, dass die Schaltmatrix 20 auch weniger als drei Eingänge L1in - L3in, weniger als drei Ausgangsleiter L1out - L3out, mehr als drei Eingänge L1in - L3in und/oder mehr als drei Ausgangsleiter L1out - L3out aufweisen kann.
  • Die Aufgabe der Schaltmatrix 20 ist es, die Eingänge L1in - L3in in Abhängigkeit eines bestimmten Schaltzustands Z1 - Z34 (siehe 11, 13 oder 15) der Schaltmatrix 20 mit den Ausgangsleitern L1out - L3out zu verbinden. Hierzu weist die Schaltmatrix 20 der 10 zwei Wechselrelais 301, 302 auf, die insbesondere als Doppelspulenrelais ausgebildet sind. Jedes der Wechselrelais 301, 302 weist zwei Schaltpositionen 0, 1 auf. In der ersten Schaltposition 0 verbindet ein jeweiliges Wechselrelais 301, 302 einen jeweiligen ersten Knoten mit einem jeweiligen zweiten Knoten, und in der zweiten Schaltposition 1 verbindet das jeweilige Wechselrelais 301, 302 den jeweiligen ersten Knoten mit einem jeweiligen dritten Knoten. Der erste, zweite und dritte Knoten kann auch als Eingang oder Ausgang des jeweiligen Wechselrelais 301, 302 bezeichnet werden. Im Beispiel der 10 befinden sich die beiden Wechselrelais 301, 302 in der ersten Schaltposition 1.
  • Das erste Wechselrelais 301 ist in der ersten Schaltposition 0 zum Koppeln des ersten Ausgangsleiters L1out mit dem ersten Eingang L1in und in einer zweiten Schaltposition 1 zum Koppeln des ersten Ausgangsleiters L1out mit dem Zwischenstück ZS1 eingerichtet. Das zweite Wechselrelais 302 ist in der ersten Schaltposition 0 zum Koppeln des zweiten Eingangs L2in mit dem zweiten Ausgangsleiter L2out und in der zweiten Schaltposition 1 zum Koppeln des zweiten Eingangs L2in mit dem Zwischenstück ZS1 eingerichtet. Damit ist der erste Ausgangsleiter L1out selektiv mit dem ersten Eingang L1in oder dem zweiten Eingang L2in koppelbar.
  • Die 11 zeigt eine Tabelle mit den unterschiedlichen Schaltzuständen Z1 - Z4, die mit der Schaltmatrix 20 der 10 einstellbar sind. In der Tabelle ist die erste Spalte „Z“ die Nummer des Schaltzustands, die Spalten „301“ und „302“ enthalten die Schaltposition des jeweiligen Wechselrelais 301, 302, und die Spalten „L1out“, „L2out“ und „L3out“ geben an, welcher der Eingänge L1in - L3in dem jeweiligen Ausgangsleiter L1out - L3out zugeordnet ist, wobei „NC“ für „nicht verbunden“ steht, was bedeutet, dass der jeweilige Ausgangsleiter L1out - L3out in dem betreffenden Schaltzustand Z1 - Z4 keinem der Eingänge L1in - L3in zugeordnet ist.
  • Es ist aus der Tabelle ersichtlich, dass mittels der Schaltmatrix 20 der 10 der erste Ausgangsleiter L1out selektiv mit dem ersten Eingang L1in, mit dem zweiten Eingang L2in oder nicht verbunden sein kann. Der zweite Ausgangsleiter L2out kann wahlweise mit dem zweiten Eingang L2in oder nicht verbunden sein. Der dritte Ausgangsleiter L3out ist hier fest dem dritten Eingang L3in zugeordnet. Insbesondere kann es bei Verwendung der Schaltmatrix 20 nicht dazu kommen, dass ein Kurzschluss zwischen zwei Eingängen L1in - L3in oder Ausgangsleitern L1out - L3out entsteht, selbst dann nicht, wenn eines der Relais 301 - 312 spontan oder aufgrund eines Steuerungsfehlers die Schaltposition wechselt.
  • 12 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Schaltmatrix 20, die Bestandteil der Vorrichtung 10 der 1 - 9 oder 16 - 21 sein kann. Die Schaltmatrix 20 umfasst beispielhaft drei Eingänge L1in - L3in, an die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Schaltmatrix 20 Phasen L1- L3 (siehe 1 - 9 oder 16 - 18) eines mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 (siehe 1 - 9 oder 16 - 18) angeschlossen werden. Weiterhin weist die Schaltmatrix 20 drei Ausgangsleiter L1out - L3out auf. Es sei angemerkt, dass die Schaltmatrix 20 auch weniger als drei Eingänge L1in - L3in, weniger als drei Ausgangsleiter L1out - L3out, mehr als drei Eingänge L1in - L3in und/oder mehr als drei Ausgangsleiter L1out - L3out aufweisen kann.
  • Die Schaltmatrix 20 der 12 weist vier Wechselrelais 301 - 304 auf, deren Funktion derjenigen entspricht, wie anhand der 10 bereits erläutert wurde. Weiterhin umfasst die Schaltmatrix 20 vier Zwischenstücke ZS1 - ZS4, die zur Verschaltung der Wechselrelais 301 - 304 untereinander dienen.
  • Das erste Wechselrelais 301 ist in der ersten Schaltposition 0 zum Koppeln des ersten Ausgangsleiters L1out mit dem ersten Eingang L1in und in der zweiten Schaltposition 1 zum Koppeln des ersten Ausgangsleiters L1out mit dem ersten Zwischenstück ZS1 eingerichtet. Das zweite Wechselrelais 302 ist in der ersten Schaltposition 0 zum Koppeln des zweiten Eingangs L2in mit dem zweiten Ausgangsleiter L2out und in der zweiten Schaltposition 1 zum Koppeln des zweiten Eingangs L2in mit dem zweiten Zwischenstück ZS2 eingerichtet. Das dritte Wechselrelais 303 ist in der ersten Schaltposition 0 zum Koppeln des dritten Eingangs L3in mit dem dritten Ausgangsleiter L3out und in der zweiten Schaltposition 1 zum Koppeln des dritten Eingangs L3in mit dem dritten Zwischenstück ZS3 eingerichtet. Das vierte Wechselrelais 304 ist in der ersten Schaltposition 0 zum Koppeln des ersten Zwischenstücks ZS1 mit dem zweiten Zwischenstück ZS2 und in der zweiten Schaltposition 1 zum Koppeln des ersten Zwischenstücks ZS1 mit dem dritten Zwischenstück ZS3 eingerichtet. Damit ist der erste Ausgangsleiter L1out selektiv mit jedem der drei Eingänge L1in - L3in koppelbar.
  • Die 13 zeigt eine Tabelle mit unterschiedlichen Schaltzuständen Z1 - Z7, die mit der Schaltmatrix 20 der 12 einstellbar sind. In der Tabelle ist die erste Spalte „Z“ die Nummer des Schaltzustands, die Spalten „301“ - „304“ enthalten die Schaltposition des jeweiligen Wechselrelais 301 - 304, wobei ein „x“ bedeutet, dass die Schaltposition des jeweiligen Relais keinen Einfluss auf die Zuordnung hat, und die Spalten „L1out“, „L2out“ und „L3out“ geben an, welcher der Eingänge L1in - L3in dem jeweiligen Ausgangsleiter L1out - L3out zugeordnet ist, wobei „NC“ für „nicht verbunden“ steht, was bedeutet, dass der jeweilige Ausgangsleiter L1out - L3out in dem betreffenden Schaltzustand Z1 - Z7 keinem der Eingänge L1in - L3in zugeordnet ist.
  • Die Tabelle umfasst nicht alle kombinatorisch möglichen Schaltzustände, die mit der Schaltmatrix 20 einstellbar sind, sondern nur eine Anzahl bestimmter Schaltzustände.
  • Es ist aus der Tabelle ersichtlich, dass mittels der Schaltmatrix 20 der 12 der erste Ausgangsleiter L1out selektiv mit jedem der Eingänge L1in - L3in oder gar nicht verbunden sein kann. Der zweite Ausgangsleiter L2out kann wahlweise mit dem zweiten Eingang L2in oder nicht verbunden sein. Der dritte Ausgangsleiter L3out kann wahlweise mit dem dritten Eingang L3in oder nicht verbunden sein. Insbesondere kann es bei Verwendung der Schaltmatrix 20 nicht dazu kommen, dass ein Kurzschluss zwischen zwei Eingängen L1in - L3in oder Ausgangsleitern L1out - L3out entsteht, selbst dann nicht, wenn eines der Relais 301 - 312 spontan oder aufgrund eines Steuerungsfehlers die Schaltposition wechselt.
  • 14 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels einer Schaltmatrix 20, die Bestandteil der Vorrichtung 10 der 1 - 9 oder 16 - 21 sein kann. Die Schaltmatrix 20 umfasst beispielhaft drei Eingänge L1in - L3in, an die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Schaltmatrix 20 Phasen L1- L3 (siehe 1 - 9 oder 16 - 18) eines mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 (siehe 1 - 9 oder 16 - 18) angeschlossen werden. Weiterhin weist die Schaltmatrix 20 drei Ausgangsleiter L1out - L3out auf. Es sei angemerkt, dass die Schaltmatrix 20 auch weniger als drei Eingänge L1in - L3in, weniger als drei Ausgangsleiter L1out - L3out, mehr als drei Eingänge L1in - L3in und/oder mehr als drei Ausgangsleiter L1out - L3out aufweisen kann.
  • Die Schaltmatrix 20 der 12 weist zwölf Wechselrelais 301 - 312 auf, deren Funktion derjenigen entspricht, wie anhand der 10 bereits erläutert wurde. Weiterhin umfasst die Schaltmatrix 20 fünfzehn Zwischenstücke ZS1 - ZS15, die zur Verschaltung der Wechselrelais 301 - 312 untereinander dienen.
  • Das erste Wechselrelais 301 ist in der ersten Schaltposition 0 zum Koppeln des ersten Eingangs L1in mit dem zweiten Zwischenstück ZS2 und in der zweiten Schaltposition 1 zum Koppeln des ersten Eingangs L1in mit dem ersten Zwischenstück ZS1 eingerichtet. Das zweite Wechselrelais 302 ist in der ersten Schaltposition 0 zum Koppeln des zweiten Zwischenstücks ZS2 mit dem vierten Zwischenstück ZS4 und in der zweiten Schaltposition 1 zum Koppeln des zweiten Zwischenstücks ZS2 mit dem dritten Zwischenstück ZS3 eingerichtet. Das dritte Wechselrelais 303 ist in der ersten Schaltposition 0 zum Koppeln des zweiten Eingangs L2in mit dem sechsten Zwischenstück ZS6 und in der zweiten Schaltposition 1 zum Koppeln des zweiten Eingangs L2in mit dem fünften Zwischenstück ZS5 eingerichtet. Das vierte Wechselrelais 304 ist in der ersten Schaltposition 0 zum Koppeln des sechsten Zwischenstücks ZS6 mit dem achten Zwischenstück ZS8 und in der zweiten Schaltposition 1 zum Koppeln des sechsten Zwischenstücks ZS6 mit dem siebten Zwischenstück ZS7 eingerichtet. Das fünfte Wechselrelais 305 ist in der ersten Schaltposition 0 zum Koppeln des dritten Eingangs L3in mit dem zehnten Zwischenstück ZS10 und in der zweiten Schaltposition 1 zum Koppeln des dritten Eingangs L3in mit dem neunten Zwischenstück ZS9 eingerichtet. Das sechste Wechselrelais 306 ist in der ersten Schaltposition 0 zum Koppeln des zehnten Zwischenstücks ZS10 mit dem zwölften Zwischenstück ZS12 und in der zweiten Schaltposition 1 zum Koppeln des zehnten Zwischenstücks ZS10 mit dem elften Zwischenstück ZS11 eingerichtet. Das siebte Wechselrelais 307 ist in der ersten Schaltposition 0 zum Koppeln des ersten Ausgangsleiters L1out mit dem ersten Zwischenstück ZS1 und in der zweiten Schaltposition 1 zum Koppeln des ersten Ausgangsleiters L1out mit dem dreizehnten Zwischenstück ZS13 eingerichtet. Das achte Wechselrelais 308 ist in der ersten Schaltposition 0 zum Koppeln des dreizehnten Zwischenstücks ZS13 mit dem achten Zwischenstück ZS8 und in der zweiten Schaltposition 1 zum Koppeln des dreizehnten Zwischenstücks ZS13 mit dem zwölften Zwischenstück ZS12 eingerichtet. Das neunte Wechselrelais 309 ist in der ersten Schaltposition 0 zum Koppeln des zweiten Ausgangsleiters L2out mit dem fünften Zwischenstück ZS5 und in der zweiten Schaltposition 1 zum Koppeln des zweiten Ausgangsleiters L2out mit dem vierzehnten Zwischenstück ZS14 eingerichtet. Das zehnte Wechselrelais 310 ist in der ersten Schaltposition 0 zum Koppeln des vierzehnten Zwischenstücks ZS14 mit dem elften Zwischenstück ZS11 und in der zweiten Schaltposition 1 zum Koppeln des vierzehnten Zwischenstücks ZS14 mit dem vierten Zwischenstück ZS4 eingerichtet. Das elfte Wechselrelais 311 ist in der ersten Schaltposition 0 zum Koppeln des dritten Ausgangsleiters L3out mit dem neunten Zwischenstück ZS9 und in der zweiten Schaltposition 1 zum Koppeln des dritten Ausgangsleiters L3out mit dem fünfzehnten Zwischenstück ZS15 eingerichtet. Das zwölfte Wechselrelais 312 ist in der ersten Schaltposition 0 zum Koppeln des fünfzehnten Zwischenstücks ZS15 mit dem dritten Zwischenstück ZS3 und in der zweiten Schaltposition 1 zum Koppeln des fünfzehnten Zwischenstücks ZS15 mit dem siebten Zwischenstück ZS7 eingerichtet.
  • Die 15 zeigt eine Tabelle mit unterschiedlichen Schaltzuständen Z1 - Z34, die mit der Schaltmatrix 20 der 14 einstellbar sind. In der Tabelle ist die erste Spalte „Z“ die Nummer des Schaltzustands, die Spalten „301“ - „304“ enthalten die Schaltposition des jeweiligen Wechselrelais 301 - 304, wobei ein „x“ bedeutet, dass die Schaltposition des jeweiligen Relais keinen Einfluss auf die Zuordnung hat, und die Spalten „L1out“, „L2out“ und „L3out“ geben an, welcher der Eingänge L1in - L3in dem jeweiligen Ausgangsleiter L1out - L3out zugeordnet ist, wobei „NC“ für „nicht verbunden“ steht, was bedeutet, dass der jeweilige Ausgangsleiter L1out - L3out in dem betreffenden Schaltzustand Z1 - Z34 keinem der Eingänge L1in - L3in zugeordnet ist.
  • Die Tabelle umfasst nicht alle kombinatorisch möglichen Schaltzustände, die mit der Schaltmatrix 20 einstellbar sind, sondern nur eine Anzahl bestimmter Schaltzustände.
  • Es ist aus der Tabelle ersichtlich, dass mittels der Schaltmatrix 20 der 14 jede beliebige Zuordnung der Ausgangsleiter L1out - L3out zu den Eingängen L1in - L3in möglich ist. Das heißt, jeder Ausgangsleiter L1out - L3out kann mit jedem Eingang L1in - L3in verbunden sein oder nicht verbunden sein. Insbesondere kann es bei Verwendung der Schaltmatrix 20 nicht dazu kommen, dass ein Kurzschluss zwischen zwei Eingängen L1in - L3in oder Ausgangsleitern L1out - L3out entsteht, selbst dann nicht, wenn eines der Relais 301 - 312 spontan oder aufgrund eines Steuerungsfehlers die Schaltposition wechselt.
  • 16 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 mit mehreren Ladestationen 401 - 412 und mehreren Vorrichtungen 10A - 10C, die jeweils eine Schaltmatrix 20 (siehe 6 - 10, 12 oder 14) aufweisen. Zusätzlich weisen die Vorrichtungen 10A - 10C jeweils eine Steuervorrichtung 50 (siehe 7, 8 oder 18) auf, die zum Ansteuern der jeweiligen Schaltmatrix 20 zum Einstellen eines bestimmten Schaltzustands Z1 - Z34 (siehe 11, 13 oder 15) eingerichtet ist. Das Teilnehmernetz 101 ist mittels des Anschlusspunktes 120 an ein mehrphasiges Energieversorgungsnetz 100 angeschlossen. Das Energieversorgungsnetz 100 und das Teilnehmernetz 101 weisen in diesem Beispiel jeweils drei Phasen L1-L3 auf. Dies schließt nicht aus, dass in anderen Ausführungen das Energieversorgungsnetz 100 und/oder das Teilnehmernetz 101 mehr oder weniger als drei Phasen aufweisen können. Weiterhin können weitere Leitungen, wie ein Neutralleiter und/oder ein Schutzleiter vorgesehen sein, die in diesem Beispiel aus Gründen der Übersicht nicht gezeigt sind.
  • Direkt nach dem Anschlusspunkt 120 ist eine Messeinrichtung 130 angeordnet. Diese ist dazu eingerichtet, einen elektrischen Messwert X zumindest einer der Phasen L1- L3 zu erfassen. Auf Basis des elektrischen Messwerts X lässt sich beispielsweise eine Last einer jeweiligen Phase L1 - L3 und eine Schieflast in dem Teilnehmernetz 101 ermitteln.
  • Das Teilnehmernetz 101 weist in diesem Beispiel drei Verzweigungen auf, wobei für jede der Verzweigungen eine Vorrichtung 10A - 10C vorgesehen ist. Die Zweige weisen daher jeweils drei Phasen auf, wobei diese mit den Ausgangsleitern L1out - L3oput der jeweiligen Vorrichtung 10A - 10C gekoppelt sind. Jeder Zweig umfasst hier beispielsweise vier Ladestationen 401 - 404, 405 - 408, 409 - 412, die jeweils mittels eines Ladekabels 105 mit einem Energiespeicher 110 gekoppelt sind. Die verschiedenen Ladestationen 401 - 412 sind insbesondere in unterschiedlicher Weise an die Ausgangsleiter L1out - L3out angeschlossen. Dies ist durch die kleinen Ziffern 1, 2, 3 bei jeder Ladestation 401 - 412 kenntlich gemacht, wobei jede Ziffer für einen bestimmten Anschluss der jeweiligen Ladestation steht. Beispielsweise ist der Anschluss 1 der Ladestation 401 mit dem ersten Ausgangsleiter L1out verbunden, der Anschluss 1 der Ladestation 402 ist mit dem dritten Ausgangsleiter L3out verbunden. Durch diese Art des Anschlusses kann vermieden werden, dass beispielsweise alle einphasig zu ladenden Energiespeicher 110 die Ladeleistung von der ersten Phase L1oder dem ersten Ausgangsleiter L1out der jeweiligen Vorrichtung 10A - 10C beziehen. Dies wird insbesondere anhand der drei Ladestationen 409 - 411 deutlich. Diese sind in dem Beispiel jeweils mit einem einphasigen Energiespeicher 110 verbunden. Die Verschaltung einer jeweiligen Ladestation 401 - 412 ist insbesondere derart, dass ein bestimmter eingangsseitiger Anschluss der jeweiligen Ladestation 401 - 412, also einer der Anschlüsse 1, 2 oder 3, mit einem bestimmten Kopplungspunkt K1 - K4 (siehe 4 oder 5) der Anschlussbuchse AB (siehe 4 oder 5) verbunden ist, beispielsweise ist der Anschluss 1 mit dem Kopplungspunkt K1 verbunden. Bei einem einphasig ladenden Energiespeicher 110 wird die Ladeleistung immer an dem gleichen Kopplungspunkt K1 - K4 bereitgestellt, da die Belegung des Ladekabels 105 fest vorgegeben ist. Wären die Ladestationen 409 - 411 alle gleich an die Ausgangsleiter L1out - L3out angeschlossen, also beispielsweise der Anschluss 1 immer an den ersten Ausgangsleiter L1out, dann würden die drei von diesen Ladestationen 409 - 411 gespeisten Energiespeicher 110 alle von dem gleichen Ausgangsleiter L1out - L3out gespeist. Wie in der 16 dargestellt, ist der Anschluss 1 der Ladestationen 409 - 411 mit unterschiedlichen Ausgangsleitern L1out - L3out verbunden (entsprechendes gilt für die Anschlüsse 2 und 3), und daher wird die Ladeleistung von unterschiedlichen Ausgangsleitern L1out - L3out bereitgestellt. Insbesondere wird daher keine Schieflast erzeugt, sofern die Energiespeicher 110 mit der gleichen Ladeleistung geladen werden.
  • Weiterhin ist in diesem Beispiel angedeutet, dass verschiedene Energiespeicher 110 mit einer unterschiedlichen Anzahl von Phasen geladen werden können. Dies ist durch mehrere Verbindungen des jeweiligen Ladekabels 105 dargestellt. Das Teilnehmernetz 101 kann noch weitere Zweige und/oder weitere Verbraucher und/oder Erzeuger aufweisen, als in der 16 dargestellt sind.
  • In der Konfiguration der 16 kann für einen jeweiligen Zweig des Teilnehmernetzes 101 mittels der jeweiligen Vorrichtung 10A, 10B und 10C eine Zuordnung einer Phase L1 - L3 des Teilnehmernetzes 101 zu den jeweiligen Ausgangsleitern L1out - L3out durchgeführt werden. Vorzugsweise ist die Schaltmatrix 20 der Vorrichtungen 10A - 10C wie anhand der 14 erläutert ausgebildet, so dass jede mögliche Zuordnung der Phasen L1- L3 zu den Ausgangsleitern L1out - L3out ermöglicht ist. Wenn beispielsweise eine Schieflast auf Basis des elektrischen Messwerts X ermittelt wird, kann durch eine geeignete Änderung des Schaltzustands Z1 - Z34 einer oder mehrerer der Vorrichtungen 10A - 10C erreicht werden, dass die Schieflast ausgeglichen wird und/oder dass eine mögliche Ladeleistung erhöht wird. Dies hängt insbesondere auch davon ab, wie die aktuelle Belegung der Ladestationen 401 - 412 ist. Daher kann sich der optimale Schaltzustand Z1 - Z34 der jeweiligen Schaltmatrix 20 jederzeit ändern, insbesondere dann, wenn einer der Energiespeicher 110 von der jeweiligen Ladestation 401 - 412 getrennt wird. In Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtungen 50 miteinander Daten austauschen, um den jeweils optimalen Schaltzustand zu ermitteln. Weiterhin kann eine der Steuervorrichtungen 50 dazu eingerichtet sein, die anderen Steuervorrichtungen 50 zu steuern, wie anhand der 18 im Detail erläutert ist.
  • 17 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Teilnehmernetzes 101 mit mehreren Ladestationen 401 - 412 und einer Vorrichtung 10 mit einer Schaltmatrix 20 (siehe 6 - 10, 12 oder 14). Die 17 weist die gleiche Struktur auf wie die 16, weshalb hier nicht alle Details erneut beschrieben werden. Im Unterschied zu der 16 ist hier jedoch nur eine einzige Vorrichtung 10 mit Schaltmatrix 20 vorhanden. Daher sind die Möglichkeiten, eine Schieflast durch Umschalten der Schaltmatrix 20 auszugleichen und/oder die Gesamt-Ladeleistung zu steigern, in diesem Ausführungsbeispiel weniger umfangreich, als in dem Beispiel der 16.
  • In weiteren Ausführungsbeispielen (nicht dargestellt) ist beispielsweise eine erste Vorrichtung 10 hinter dem ersten Abzweig des Teilnehmernetzes 101, an den die Ladestationen 401 - 404 angeschlossen sind, angeordnet. Zusätzlich oder alternativ ist eine Vorrichtung 10 hinter dem zweiten Abzweig des Teilnehmernetzes 101, an den die Ladestationen 405 - 408 angeschlossen sind, angeordnet. In weiteren Ausführungsformen weist jede Ladestation 401 - 412 eine Vorrichtung 10 mit einer Schaltmatrix 20 auf, so dass für jede Ladestation 401 - 412 die Phasen L1- L3 individuell den jeweiligen Ausgangsleitern L1out - L3out zuordenbar sind. Zusätzlich kann jede Ladestation 401 - 412 eine Messeinrichtung 130 aufweisen.
  • 18 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Systems 200, wobei das System 200 in diesem Beispiel drei Ladestationen 401 - 403 umfasst, von denen jede eine Vorrichtung 10 mit einer Schaltmatrix 20 umfasst und zusätzlich eine Steuervorrichtung 50 aufweist, die dazu eingerichtet ist, die jeweilige Schaltmatrix 20 mittels eines Steuersignals SIG anzusteuern. Die Ladestationen 401 - 403 sind mit ihren Anschlüssen 1, 2, 3 gleich an die Phasen L1, L2, L3 des Teilnehmernetzes 101 angeschlossen. Es sei angemerkt, dass dies nicht zwingend der Fall sein muss. Da jede Ladestation 401 - 403 eine eigenen Schaltmatrix umfasst, kann für jede Ladestation 401 - 403 individuell die Zuordnung der Phasen L1- L3 zu den jeweiligen Ausgangsleitern L1out - L3out erfolgen. Die jeweilige Schaltmatrix 20 kann beispielsweise wie anhand der 10, 12 oder 14 erläutert ausgebildet sein. Beispielhaft ist an jede der Ladestationen 401 - 403 jeweils ein zu ladender Energiespeicher 110 mittels eines jeweiligen Ladekabels 105 angeschlossen. Dabei kann es sich um einphasig, zweiphasig oder auch dreiphasig zu ladende Energiespeicher 110 und entsprechende Ladekabel 105 handeln.
  • Die Steuervorrichtungen 50 sind über einen Datenbus BUS kommunikativ miteinander verbunden. Über den Datenbus BUS könne die Steuervorrichtungen 50 beispielsweise Steuersignale SIG und/oder Zustandsdaten der jeweiligen Ladestation 401 - 403 untereinander austauschen. Die Zustandsdaten können beispielsweise Daten zu dem jeweiligen angeschlossenen Energiespeicher 110 umfassen, wie eine angeforderte Ladeleistung oder dergleichen. Der Datenbus BUS kann drahtgebunden und/oder drahtlos ausgeführt sein. Mittels des Datenbus BUS ist es möglich, dass ein Steuervorrichtung 50 die Kontrolle über den jeweiligen Schaltzustand Z1 - Z34 (siehe 11, 13 oder 15) von allen drei Schaltmatrizen 20 übernimmt. Hierfür ist beispielsweise die Steuervorrichtung 50 der Ladestation 401 als Leader oder Master ausgebildet, wobei die weiteren Steuervorrichtungen 50 als Follower oder Slave ausgebildet sind.
  • Die Leader-Steuervorrichtung 50 empfängt beispielsweise einen elektrischen Messwert X und/oder eine Lastinformation L, wie bereits zuvor anhand der 7, 8 oder 16 erläutert. Auf Basis der empfangenen Daten X, L ermittelt die Steuervorrichtung 50 einen jeweiligen bestimmten Schaltzustand Z1 - Z34 für die Schaltmatrizen 20, um eine optimale Leistung des Systems 200 zu erzielen. In Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Steuervorrichtung 50 zusätzlich die Zustandsdaten, die die Leader-Steuervorrichtung 50 von den Follower-Steuervorrichtungen 50 empfängt, sowie eigene Zustandsdaten hierbei berücksichtigt. Die Leader-Steuervorrichtung 50 übermittelt den jeweiligen Schaltzustand Z1 - Z34 an die Follower-Steuervorrichtungen 50, die dann ihre jeweilige Schaltmatrix 20 mittels des Steuersignals SIG ansteuert und damit den bestimmten Schaltzustand, der von der Leader-Steuervorrichtung 50 bestimmt und über den Datenbus BUS übertragen wurde, einstellt.
  • 19 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Verfahrens zum Betreiben einer Vorrichtung 10, beispielsweise einer der in den 1 - 9 sowie 16 - 18 gezeigten Vorrichtungen 10, mit einer Schaltmatrix 20 (siehe 6 - 10, 12, 14 oder 18) für eine Anzahl von Ladestationen 401 - 412 (siehe 1 - 9 und 16 - 18) zum Laden eines Energiespeichers 110 (siehe 1 - 8 sowie 16 - 18) eines Elektrofahrzeuges 108 (siehe 1 - 5) mit elektrischer Energie von einem mit der Vorrichtung 10 koppelbaren mehrphasigen Teilnehmernetz 101 (siehe 1 - 9 sowie 16 - 18) mittels eines an einer Anzahl von Ausgangsleitern L1out - L3out (siehe 1 - 10, 12, 14 sowie 16 - 18) bereitgestellten Ladestroms.
  • In einem ersten Schritt S10 wird ein Messwert X (siehe 2, 7, 8 oder 16 - 18) empfangen, der von einer in einer der Ladestationen 401 - 412 der Anzahl integrierten Messeinrichtung 130 (siehe 2, 3, 16 oder 17), von einer in dem mehrphasigen Teilnehmernetz 101 angeordneten Messeinrichtung 130 und/oder von einer in einem Anschlusspunkt 120 (siehe 1, 3, 16 oder 17) des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz 100 (siehe 1, 3, 16 oder 17) angeordneten Messeinrichtung 130 erfasst wird und/oder es wird eine Lastinformation L (siehe 7, 8 oder 18) des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes 100 und/oder des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 empfangen.
  • In einem zweiten Schritt S11 wird ein bestimmter Schaltzustand Z1 - Z34 (siehe 11, 13 oder 15) aus einer Mehrzahl von der Schaltmatrix 20 bereitgestellten Schaltzuständen Z1 - Z34 in Abhängigkeit des empfangenen Messwerts X und/oder der empfangen Lastinformation L ermittelt, wobei ein jeweiliger Schaltzustand Z1 - Z34 eine Zuordnung von einer bestimmten Phase L1- L3 (siehe 1 - 10, 12, 14 sowie 16 - 18) des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 zu einem bestimmten Ausgangsleiter L1out - L3out der Anzahl umfasst.
  • In einem dritten Schritt S12 wird die Schaltmatrix 20 zum Bereitstellen des ermittelten Schaltzustands Z1 - Z34 angesteuert.
  • Dieses Verfahren wird während des Betriebs der Vorrichtung 10 ständig wiederholt, so dass jederzeit auf eine Änderung des elektrischen Messwerts X und/oder der Lastinformation L reagiert werden kann.
  • Wenn ein Umschalten der Schaltmatrix 20 notwendig ist, wird vorzugsweise dem Energiespeicher 110 ein Signal ausgegeben, dass der Energiefluss unterbrochen wird. Dies kann beispielsweise auf Basis des ISO 151108 Kommunikationsstandards erfolgen. Hierbei meldet die Ladestation 401 - 412 eine Unterbrechung und der Ladevorgang wird beendet. Die Ladestation 401 - 412 schaltet die Schaltmatrix 20um und anschließend kann der Ladevorgang fortgesetzt werden. Hierbei kann insbesondere ein Ladeplan zwischen der Ladestation 401 - 412 und dem Energiespeicher 110 oder der Ladeelektronik ausgehandelt werden, gemäß dem der Ladevorgang durchgeführt wird. Der Ladeplan umfasst beispielsweise Angaben dazu, von welcher Phase wieviel Leistung bezogen wird und/oder zu welcher Uhrzeit wieviel Leistung bezogen wird und dergleichen mehr.
  • Alternativ kann dem Energiespeicher 110 oder der Ladeelektronik mittels eines PWM-Signals vermittelt werden, dass keine Energie mehr bezogen werden soll. Wenn der Energiebezug eingestellt wurde, kann die Umschaltung erfolgen. Anschließend wird dem Energiespeicher 110 oder der Ladeelektronik über das PWM-Signal mitgeteilt, dass wieder geladen werden kann.
  • Wenn der Energiefluss seitens der Ladestation 401 - 412 beendet wird, ohne dass dies zuvor dem Energiespeicher 110 signalisiert wird, geht der Energiespeicher 110 oder die Ladeelektronik in einen Fehlerzustand über. Um den Fehlerzustand zu überwinden, kann beispielsweise ein Ab- und Ansteckvorgang simuliert werden, damit das Fahrzeug 108 mit dem Ladevorgang fortfährt.
  • 20 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Verfahrens zum Betreiben einer Ladestation, beispielsweise einer der in den 1 - 9 und 16 - 18 gezeigten Ladestationen, zum Laden eines Energiespeichers 110 (siehe 1 - 8 sowie 16 - 18) eines Elektrofahrzeuges 108 (siehe 1 - 5) mit elektrischer Energie aus einem mehrphasigen Teilnehmernetz 101 (siehe 1 - 9 sowie 16 - 18) mittels eines an einer Anzahl von Ausgangsleitern L1out - L3out (siehe 1 - 10, 12, 14 sowie 16 - 18) bereitgestellten Ladestroms.
  • In einem ersten Schritt S20 wird ein Kopplungsvorgang des Energiespeichers 110 mit der Ladestation 401 - 412 erfasst. Die Kopplung erfolgt insbesondere mittels eines Ladekabels 105 (siehe 1 - 8 sowie 16 - 18), das den Ladestrom von der Ladestation 401 - 412 an den Energiespeicher 110 überträgt. Bei der Kopplung wird eine Anzahl von Leitern L1* - L3*, N* (siehe 4 oder 5) des Ladekabels 105 mit einer entsprechenden Anzahl von Ausgangsleitern L1out - L3out der Anzahl verbunden oder getrennt, indem das Ladekabel 105 in eine Anschlussbuchse AB (siehe 1 - 5) der Ladestation 401 - 412 gesteckt oder von dieser abgezogen wird.
  • In einem zweiten Schritt S21, der zusätzlich oder alternativ zu dem ersten Schritt S20 ist, wird ein elektrischer Messwert X (siehe 2, 7, 8 oder 16 - 18) von einer in der Ladestation 401 - 412 integrierten Messeinrichtung 130 (siehe 2, 3, 16 oder 17) und/oder von einer in dem mehrphasigen Teilnehmernetz 101 angeordneten Messeinrichtung 130 und/oder von einer in einem Anschlusspunkt 120 (siehe 1, 3, 16 oder 17) des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz 100 (siehe 1, 3, 16 oder 17) angeordneten Messeinrichtung 130 empfangen und/oder es wird eine Lastinformation L (siehe 2, 7, 8 oder 16 - 18) des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 und/oder des mit dem mehrphasigen Teilnehmernetz 101 verbundenen mehrphasigen Energieversorgungsnetzes 100 empfangen.
  • Optional wird eine aktuelle maximale zulässige Belastbarkeit einer jeden Phase L1- L3 (siehe 1 - 10, 12, 14 sowie 16 - 18) des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 und/oder des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes 100 in Abhängigkeit des empfangenen elektrischen Messwerts X und/oder der empfangenen Lastinformation L ermittelt.
  • In einem dritten Schritt S22 wird eine Zuordnung von einer Anzahl bestimmter Phasen L1- L3 des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 zu einer entsprechenden Anzahl bestimmter Ausgangsleiter L1out - L3out der Anzahl in Abhängigkeit des erfassten Kopplungsvorgangs, des empfangenen elektrischen Messwerts und/oder der empfangenen Lastinformation ermittelt.
  • In einem vierten Schritt S23 wird die Anzahl bestimmter Phasen L1- L3 des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 mit der entsprechenden Anzahl bestimmter Ausgangsleiter L1out - L3out der Anzahl gemäß der ermittelten Zuordnung mittels einer Schaltmatrix 20 (siehe 6 - 10, 12, 14 oder 18) gekoppelt. Die Schaltmatrix 20 weist eine Anzahl von Wechselrelais 301 - 312 (siehe 6, 10, 12 oder 14) auf, mittels der ein jeweiliger Ausgangsleiter L1out - L3out der Anzahl zu jedem Zeitpunkt nur genau einer Phase L1- L3 des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 zugeordnet wird. Die Schaltmatrix 20 ist beispielsweise wie anhand der 10, 12 oder 14 ausgebildet und ist dazu eingerichtet, eine Anzahl von Schaltzuständen Z1 - Z34 (siehe 11, 13 oder 15) bereitzustellen.
  • 21 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Verfahrens zum Betreiben eines Systems 200 (siehe 6 oder 18) mit mehreren Ladestationen 401 - 412 (siehe 1 - 9 und 16 - 18), wobei jede Ladestation 401 - 412 zum Laden eines mit der jeweiligen Ladestation 401 - 412 koppelbaren Energiespeichers 110 (siehe 1 - 8 sowie 16 - 18) eines Elektrofahrzeuges 108 (siehe 1 - 5) mit elektrischer Energie aus einem mehrphasigen Teilnehmernetz 101 (siehe 1 - 9 sowie 16 - 18) eingerichtet ist, und mit einer Vorrichtung 10 (1 - 9 sowie 16 - 18) mit einer Schaltmatrix 20 (siehe 6 - 10, 12, 14 oder 18) zum Bereitstellen einer Mehrzahl von Schaltzuständen Z1 - Z34 (siehe 11, 13 oder 15), wobei ein jeweiliger Schaltzustand Z1 - Z34 eine Zuordnung von einer bestimmten Phase L1- L3 (siehe 1 - 10, 12, 14 sowie 16 - 18) des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 zu einem bestimmten Ausgangsleiter L1out - L3out (siehe 1 - 10, 12, 14 sowie 16 - 18) einer Anzahl von Ausgangsleitern L1out - L3out umfasst.
  • In einem ersten Schritt S30 wird ein Kopplungsvorgang wenigstens eines Energiespeichers 110 mit wenigstens einer der Ladestationen 401 - 412 erfasst, wobei eine jeweilige Anzahl von Leitern L1* - L3*, N* eines Ladekabels 105, das den Ladestrom von der jeweiligen Ladestation 401 - 412 an den jeweiligen Energiespeicher 110 überträgt, mit einer entsprechenden Anzahl von Ausgangsleitern L1out - L3out der Anzahl verbunden oder getrennt wird. Das Erfassen des Kopplungsvorgangs kann umfassen, dass erfasst wird, mit welcher Ladetechnologie ein jeweiliger Energiespeicher zu laden ist, ob der jeweilige Energiespeicher ein-, zwei- oder dreiphasig zuladen ist, mit welcher maximalen Ladeleistung der jeweilige Energiespeicher zu laden ist und wie der aktuelle Ladezustand ist und/oder welche Energiemenge der jeweilige Energiespeicher 110 angefordert hat. In Ausführungsformen kann das Erfassen des Kopplungsvorgangs ein Aushandeln eines Ladeplans zwischen der jeweiligen Ladestation 401 - 412 und dem jeweiligen Energiespeicher 110 umfassen.
  • In einem zweiten Schritt S31, der zusätzlich oder alternativ zu dem ersten Schritt S30 ist, wird wenigstens ein elektrischer Messwert X (siehe 2, 7, 8 oder 16 - 18) von einer in einer der mehreren Ladestationen 401 - 412 integrierten Messeinrichtung 130 (siehe 2, 3, 16 oder 17) und/oder von einer in dem mehrphasigen Teilnehmernetz 101 angeordneten Messeinrichtung 130 und/oder von einer in einem Anschlusspunkt 120 (siehe 1, 3, 16 oder 17) des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz 100 (siehe 1, 3, 16 oder 17) angeordneten Messeinrichtung 130 empfangen und/oder es wird eine Lastinformation L des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 und/oder des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes 100 empfangen.
  • Optional kann eine aktuelle maximale zulässige Belastbarkeit einer jeden Phase L1- L3 des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 und/oder des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes 100 in Abhängigkeit des empfangenen elektrischen Messwerts X und/oder der empfangenen Lastinformation L ermittelt werden. Die maximale Belastbarkeit wird insbesondere in Abhängigkeit von behördlichen, gesetzlichen und/oder netzbetreiberseitigen Vorgaben zu einer zulässigen Schieflast in dem Teilnehmernetz 101 ermittelt.
  • In einem dritten Schritt S32 wird eine Zuordnung von einer Anzahl bestimmter Phasen L1- L3 des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 zu einer entsprechenden Anzahl bestimmter Ausgangsleiter L1out - L3out der Anzahl in Abhängigkeit der ermittelten maximalen zulässigen Belastbarkeit ermittelt.
  • In einem vierten Schritt wird S33 die Schaltmatrix 20 derart angesteuert, dass die bestimmte Phase L1- L3 des mehrphasigen Teilnehmernetzes 101 mit dem bestimmten Ausgangsleiter L1out - L3out der Anzahl gemäß der ermittelten Zuordnung gekoppelt wird. Dies erfolgt beispielsweise durch eine Steuervorrichtung 50 (siehe 7, 8 oder 18), die ein Steuersignal SIG (siehe 7, 8 oder 18) an die Schaltmatrix 20 ausgibt, welches die Schaltmatrix 20 veranlasst, in den Schaltzustand Z1 -Z34 (siehe 11, 13 oder 15) umzuschalten, der die ermittelte Zuordnung bereitstellt.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsformen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
  • Bezugszeichenliste
    • 0
    Schaltposition
    1
    Schaltposition (in den 10, 12 und 14)
    1
    Anschluss (in den 6, 16, 17 und 18)
    2
    Anschluss
    3
    Anschluss
    10
    Vorrichtung
    10A
    Vorrichtung
    10B
    Vorrichtung
    10C
    Vorrichtung
    20
    Schaltmatrix
    50
    Steuervorrichtung
    60
    Leistungsschaltvorrichtung
    100
    mehrphasiges Energieversorgungsnetz
    101
    mehrphasiges Teilnehmernetz
    105
    Ladekabel
    108
    Elektrofahrzeug
    110
    Energiespeicher
    120
    Anschlusspunkt
    130
    Zähler
    200
    System
    301
    Wechselrelais
    302
    Wechselrelais
    303
    Wechselrelais
    304
    Wechselrelais
    305
    Wechselrelais
    306
    Wechselrelais
    307
    Wechselrelais
    308
    Wechselrelais
    309
    Wechselrelais
    310
    Wechselrelais
    311
    Wechselrelais
    312
    Wechselrelais
    401
    Ladestation
    402
    Ladestation
    403
    Ladestation
    404
    Ladestation
    405
    Ladestation
    406
    Ladestation
    407
    Ladestation
    408
    Ladestation
    409
    Ladestation
    410
    Ladestation
    411
    Ladestation
    412
    Ladestation
    AB
    Anschlussbuchse
    BUS
    Kommunikationsverbindung
    K1
    Kopplungspunkt
    K2
    Kopplungspunkt
    K3
    Kopplungspunkt
    K4
    Kopplungspunkt
    L
    Lastinformation
    L1
    Phase
    L1*
    Leiter
    L2
    Phase
    L2*
    Leiter
    L3
    Phase
    L3*
    Leiter
    L1in
    Eingang
    L2in
    Eingang
    L3in
    Eingang
    L1out
    Ausgangsleiter
    L2out
    Ausgangsleiter
    L3out
    Ausgangsleiter
    N
    Neutralleiter
    N*
    Leiter
    S10
    Verfahrensschritt
    S11
    Verfahrensschritt
    S12
    Verfahrensschritt
    S20
    Verfahrensschritt
    S21
    Verfahrensschritt
    S22
    Verfahrensschritt
    S23
    Verfahrensschritt
    S24
    Verfahrensschritt
    S30
    Verfahrensschritt
    S31
    Verfahrensschritt
    S32
    Verfahrensschritt
    S33
    Verfahrensschritt
    S34
    Verfahrensschritt
    SIG
    Steuersignal
    X
    Messwert
    Z1 - Z34
    Schaltzustand
    ZS1 - ZS15
    Zwischenstück
  • 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
    • EP 2882607 B1 [0002]
    • EP 3245702 B1 [0005]
    • EP 3184352 A1 [0006]
    • DE 102017100138 A1 [0007]

Claims (33)

  1. Vorrichtung (10) für eine Anzahl von Ladestationen (401 - 412) zum Laden eines Energiespeichers (110) eines Elektrofahrzeuges (108) mit elektrischer Energie von einem mit der Vorrichtung (10) koppelbaren mehrphasigen Teilnehmernetz (101) mittels eines an einer Anzahl von Ausgangsleitern (L1out - L3out) bereitgestellten Ladestroms, mit einer Schaltmatrix (20) zum Bereitstellen einer Mehrzahl von Schaltzuständen (Z1 - Z34), wobei ein jeweiliger Schaltzustand (Z1 - Z34) eine Zuordnung von einer bestimmten Phase (L1 - L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) zu einem bestimmten Ausgangsleiter (L1out - L3out) der Anzahl umfasst, wobei die Schaltmatrix (20) eine Anzahl von Wechselrelais (301 - 312) aufweist, wobei jedes Wechselrelais (301 - 312) in einer ersten Schaltposition (0) einen ersten Knoten mit einem zweiten Knoten verbindet und in einer zweiten Schaltposition (1) den ersten Knoten mit einem dritten Knoten verbindet, mittels der ein jeweiliger Ausgangsleiter (L1out - L3out) der Anzahl zu jedem Zeitpunkt nur genau einer Phase (L1 - L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) zuordenbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Wechselrelais (301 - 312) der Schaltmatrix (20) wenigstens ein bistabiles Relais, insbesondere ein Doppelspulen-Relais, umfasst.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmatrix (20) aus mehreren miteinander verschalteten Wechselrelais (301 - 312) besteht.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch: eine Anschlussbuchse (AB) mit einer Anzahl von Kopplungspunkten (K1 - K4) zum Anschließen eines Ladekabels (105), wobei ein jeweiliger Ausgangsleiter (L1out - L3out) der Anzahl mit einem jeweiligen Kopplungspunkt (K1 - K4) der Anschlussbuchse (AB) verbunden ist, und wobei die mit den Ausgangsleitern (L1out - L3out) verbundenen Kopplungspunkte (K1 - K3) der Anschlussbuchse (AB) mit einer Anzahl an Phasen (L1* - L3*) des Ladekabels (105) koppelbar sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch: eine Anschlussbuchse (AB) mit einer Anzahl von Kopplungspunkten (K1 - K4) zum Anschließen eines Ladekabels (105), wobei ein jeweiliger Ausgangsleiter (L1out - L3out) der Anzahl mit einem jeweiligen Kopplungspunkt (K1 - K4) der Anschlussbuchse (AB) verbunden ist, und wobei die mit den Ausgangsleitern (L1out - L3out) verbundenen Kopplungspunkte (K1 - K3) der Anschlussbuchse (AB) mit einem Neutralleiter (N*) und einer Anzahl an Phasen (L1*, L2*) des Ladekabels (105) koppelbar sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuervorrichtung (50) zum Ansteuern der Schaltmatrix (20) mit einem Steuersignal (SIG) zum selektiven Umschalten in einen bestimmten Schaltzustand (Z1 - Z34) der Mehrzahl von Schaltzuständen (Z1 - Z34) in Abhängigkeit von einem von einer in einer Ladestation (401 - 412) der Anzahl integrierten Messeinrichtung (130), von einer in dem mehrphasigen Teilnehmernetz (101) angeordneten Messeinrichtung (130) und/oder von einer in einem Anschlusspunkt (120) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz (100) angeordneten Messeinrichtung (130) erfassten elektrischen Messwert (X) und/oder von einer empfangenen Lastinformation (L) des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes (100) und/oder des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) vorgesehen ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das selektive Umschalten von einem ersten bestimmten Schaltzustand (Z1 - Z34) in einen zweiten bestimmten Schaltzustand (Z1 - Z34) ein Unterbrechen einer bestehenden Zuordnung von einer bestimmten Phase (L1 - L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) zu einem bestimmten Ausgangsleiter (L1out - L3out) der Anzahl umfasst.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (50) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem erfassten elektrischen Messwert (X) und/oder von der empfangenen Lastinformation (L) ein Steuersignal an das Elektrofahrzeug (108) zu senden, welches einen unteren Schwellwert, einen Sollwert und/oder einen oberen Schwellwert für die Höhe des Ladestroms, der an der Anzahl von Ausgangsleitern (L1out - L3out) bereitgestellt wird und mit dem der Energiespeicher (110) geladen wird, umfasst.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ladestation (401 - 412) der Anzahl eine Schaltmatrix (20 - 22) zugeordnet ist, wobei die zugeordnete Schaltmatrix (20 - 22) zwischen die jeweilige Ladestation (401 - 412) und das mehrphasige Teilnehmernetz (101) geschaltet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuervorrichtung (50) zum Ansteuern jeder Schaltmatrix (20 - 22) der Anzahl von Ladestationen (401 - 412) mit einem jeweiligen Steuersignal (SIG) zum selektiven Umschalten der jeweiligen Schaltmatrix (20 - 22) in einen bestimmten Schaltzustand (Z1 - Z34) der Mehrzahl von Schaltzuständen (Z1 - Z34) in Abhängigkeit von einem von einer in einer der Ladestationen (401 - 412) der Anzahl integrierten Messeinrichtung, von einer in dem mehrphasigen Teilnehmernetz (101) angeordneten Messeinrichtung (130) und/oder von einer in einem Anschlusspunkt (120) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz (100) angeordneten Messeinrichtung erfassten elektrischen Messwert (X) und/oder von einer empfangenen Lastinformation (L) des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes (100) und/oder des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) vorgesehen ist, und/oder dass die Steuervorrichtung (50) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem erfassten elektrischen Messwert (X) und/oder von der empfangenen Lastinformation (L) ein Steuersignal an ein jeweiliges, mit einer der Ladestationen (401 - 412) der Anzahl gekoppeltes Elektrofahrzeug (108) zu senden, welches einen unteren Schwellwert, einen Sollwert und/oder einen oberen Schwellwert für die Höhe des Ladestroms, der an der Anzahl von Ausgangsleitern (L1out - L3out) bereitgestellt wird und mit dem der Energiespeicher (110) geladen wird, umfasst.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistungsschaltvorrichtung (60) mit einem offenen Schaltzustand zum sicheren Trennen der Anzahl von Ausgangsleitern (L1out - L3out) von dem mehrphasigen Teilnehmernetz (101) vorgesehen ist, wobei der Schaltzustand (Z1 - Z34) der Schaltmatrix (20 - 22) nur bei dem offenen Schaltzustand der Leistungsschaltvorrichtung (60) umschaltbar ist.
  12. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (10) für eine Anzahl von Ladestationen (401 - 412) zum Laden eines Energiespeichers (110) eines Elektrofahrzeuges (108) mit elektrischer Energie von einem mit der Vorrichtung (10) koppelbaren mehrphasigen Teilnehmernetz (101) mittels eines an einer Anzahl von Ausgangsleitern (L1out - L3out) bereitgestellten Ladestroms, mit den Schritten: Empfangen (S10) eines elektrischen Messwerts (X) von einer in einer der Ladestationen (401 - 412) der Anzahl integrierten Messeinrichtung (130), von einer in dem mehrphasigen Teilnehmernetz (101) angeordneten Messeinrichtung (130) und/oder von einer in einem Anschlusspunkt (120) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz (100) angeordneten Messeinrichtung (130), und/oder einer Lastinformation (L) des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes (100) und/oder des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101), Ermitteln (S11) eines bestimmten Schaltzustands (Z1 - Z34) aus einer Mehrzahl von von einer Schaltmatrix (20) bereitgestellten Schaltzuständen (Z1 - Z34), wobei ein jeweiliger Schaltzustand (Z1 - Z34) eine Zuordnung von einer bestimmten Phase (L1 - L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) zu einem bestimmten Ausgangsleiter (L1out - L3out) der Anzahl umfasst, in Abhängigkeit des empfangenen Messwerts (X) und/oder der empfangen Lastinformation (L), und Ansteuern (S12) der Schaltmatrix (20) zum Bereitstellen des ermittelten Schaltzustands (Z1 - Z34).
  13. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch: Unterbrechen einer bestehenden Zuordnung einer bestimmten Phase (L1 - L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) zu einem bestimmten Ausgangsleiter (L1out - L3out) der Anzahl, um eine Schieflast in dem mehrphasigen Teilnehmernetz (101) zu begrenzen.
  14. Ladestation (401) zum Laden eines Energiespeichers (110) eines Elektrofahrzeuges (108) mit elektrischer Energie von einem mit der Ladestation (401) koppelbaren mehrphasigen Teilnehmernetz (101) mittels eines an einer Anzahl von Ausgangsleitern (L1out - L3out) der Ladestation (401) bereitgestellten Ladestroms, mit einer Vorrichtung (10) mit einer Schaltmatrix (20) nach einem der Ansprüche 1-11.
  15. Ladestation nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmatrix (20) jeweils einen Eingang (L1in - L3in) für jede Phase (L1 - L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) und eine entsprechende Anzahl an Ausgangsleitern (L1out - L3out) aufweist, wobei ein erstes Wechselrelais (301) in einer ersten Schaltposition (0) zum Koppeln eines ersten Ausgangsleiters (L1out) mit einem ersten Eingang (L1in) und in einer zweiten Schaltposition (1) zum Koppeln des ersten Ausgangsleiters (L1out) mit einem Zwischenstück (ZS1) eingerichtet ist und ein zweites Wechselrelais (302) in einer ersten Schaltposition (0) zum Koppeln eines zweiten Eingangs (L2in) mit einem zweiten Ausgangsleiter (L2out) und in einer zweiten Schaltposition (1) zum Koppeln des zweiten Eingangs (L2in) mit dem Zwischenstück (ZS1) eingerichtet ist, so dass der erste Ausgangsleiter (L1out) selektiv mit dem ersten Eingang (L1in) oder dem zweiten Eingang (L2in) koppelbar ist.
  16. Ladestation nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrphasige Teilnehmernetz (101) drei Phasen (L1 - L3) aufweist und dass die Schaltmatrix (20) jeweils einen Eingang (L1in - L3in) für jede Phase (L1 - L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) und eine entsprechende Anzahl an Ausgangsleitern (L1out - L3out) aufweist, wobei die Schaltmatrix (20) vier Wechselrelais (301 - 304) umfasst, wobei ein erstes Wechselrelais (301) in einer ersten Schaltposition (0) zum Koppeln eines ersten Ausgangsleiters (L1out) mit einem ersten Eingang (L1in) und in einer zweiten Schaltposition (1) zum Koppeln des ersten Ausgangsleiters (L1out) mit einem ersten Zwischenstück (ZS1) eingerichtet ist, und ein zweites Wechselrelais (302) in einer ersten Schaltposition (0) zum Koppeln eines zweiten Eingangs (L2in) mit einem zweiten Ausgangsleiter (L2out) und in einer zweiten Schaltposition (1) zum Koppeln des zweiten Eingangs (L2in) mit einem zweiten Zwischenstück (ZS2) eingerichtet ist, und ein drittes Wechselrelais (303) in einer ersten Schaltposition (0) zum Koppeln eines dritten Eingangs (L3in) mit einem dritten Ausgangsleiter (L3out) und in einer zweiten Schaltposition (1) zum Koppeln des dritten Eingangs (L3in) mit einem dritten Zwischenstück (ZS3) eingerichtet ist, und ein viertes Wechselrelais (304) in einer ersten Schaltposition (0) zum Koppeln des ersten Zwischenstücks (ZS1) mit dem zweiten Zwischenstück (ZS2) und in einer zweiten Schaltposition (1) zum Koppeln des ersten Zwischenstücks (ZS1) mit dem dritten Zwischenstück (ZS3) eingerichtet ist, so dass der erste Ausgangsleiter (L1out) selektiv mit jedem der drei Eingänge (L1in - L3in) koppelbar ist.
  17. Ladestation nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrphasige Teilnehmernetz (101) drei Phasen (L1 - L3) aufweist und dass die Schaltmatrix (20) jeweils einen Eingang (L1in - L3in) für jede Phase des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) und eine entsprechende Anzahl an Ausgangsleitern (L1out - L3out) aufweist, wobei die Schaltmatrix (20) zwölf Wechselrelais (301 - 312) umfasst, wobei: ein erstes Wechselrelais (301) in einer ersten Schaltposition (0) zum Koppeln eines ersten Eingangs (L1in) mit einem zweiten Zwischenstück (ZS2) und in einer zweiten Schaltposition (1) zum Koppeln des ersten Eingangs (L1in) mit einem ersten Zwischenstück (ZS1) eingerichtet ist, und ein zweites Wechselrelais (302) in einer ersten Schaltposition (0) zum Koppeln des zweiten Zwischenstücks (ZS2) mit einem vierten Zwischenstück (ZS4) und in einer zweiten Schaltposition (1) zum Koppeln des zweiten Zwischenstücks (ZS2) mit einem dritten Zwischenstück (ZS3) eingerichtet ist, und ein drittes Wechselrelais (303) in einer ersten Schaltposition (0) zum Koppeln eines zweiten Eingangs (L2in) mit einem sechsten Zwischenstück (ZS6) und in einer zweiten Schaltposition (1) zum Koppeln des zweiten Eingangs (L2in) mit einem fünften Zwischenstück (ZS5) eingerichtet ist, und ein viertes Wechselrelais (304) in einer ersten Schaltposition (0) zum Koppeln des sechsten Zwischenstücks (ZS6) mit einem achten Zwischenstück (ZS8) und in einer zweiten Schaltposition (1) zum Koppeln des sechsten Zwischenstücks (ZS6) mit einem siebten Zwischenstück (ZS7) eingerichtet ist, und ein fünftes Wechselrelais (305) in einer ersten Schaltposition (0) zum Koppeln des dritten Eingangs (L3in) mit einem zehnten Zwischenstück (ZS10) und in einer zweiten Schaltposition (1) zum Koppeln des dritten Eingangs (L3in) mit einem neunten Zwischenstück (ZS9) eingerichtet ist, und ein sechstes Wechselrelais (306) in einer ersten Schaltposition (0) zum Koppeln des zehnten Zwischenstücks (ZS10) mit einem zwölften Zwischenstück (ZS12) und in einer zweiten Schaltposition (1) zum Koppeln des zehnten Zwischenstücks (ZS10) mit einem elften Zwischenstück (ZS11) eingerichtet ist, und ein siebtes Wechselrelais (307) in einer ersten Schaltposition (0) zum Koppeln eines ersten Ausgangsleiters (L1out) mit dem ersten Zwischenstück (ZS1) und in einer zweiten Schaltposition (1) zum Koppeln des ersten Ausgangsleiters (L1out) mit einem dreizehnten Zwischenstück (ZS13) eingerichtet ist, und ein achtes Wechselrelais (308) in einer ersten Schaltposition (0) zum Koppeln des dreizehnten Zwischenstücks (ZS13) mit dem achten Zwischenstück (ZS8) und in einer zweiten Schaltposition (1) zum Koppeln des dreizehnten Zwischenstücks (ZS13) mit dem zwölften Zwischenstück (ZS12) eingerichtet ist, und ein neuntes Wechselrelais (309) in einer ersten Schaltposition (0) zum Koppeln eines zweiten Ausgangsleiters (L2out) mit dem fünften Zwischenstück (ZS5) und in einer zweiten Schaltposition (1) zum Koppeln des zweiten Ausgangsleiters (L2out) mit einem vierzehnten Zwischenstück (ZS14) eingerichtet ist, und ein zehntes Wechselrelais (310) in einer ersten Schaltposition (0) zum Koppeln des vierzehnten Zwischenstücks (ZS14) mit dem elften Zwischenstück (ZS11) und in einer zweiten Schaltposition (1) zum Koppeln des vierzehnten Zwischenstücks (ZS14) mit dem vierten Zwischenstück (ZS4) eingerichtet ist, und ein elftes Wechselrelais (311) in einer ersten Schaltposition (0) zum Koppeln eines dritten Ausgangsleiters (L3out) mit dem neunten Zwischenstück (ZS9) und in einer zweiten Schaltposition (1) zum Koppeln des dritten Ausgangsleiters (L3out) mit einem fünfzehnten Zwischenstück (ZS15) eingerichtet ist, und ein zwölftes Wechselrelais (312) in einer ersten Schaltposition (0) zum Koppeln des fünfzehnten Zwischenstücks (ZS15) mit dem dritten Zwischenstück (ZS3) und in einer zweiten Schaltposition (1) zum Koppeln des fünfzehnten Zwischenstücks (ZS15) mit dem siebten Zwischenstück (ZS7) eingerichtet ist.
  18. Verfahren zum Betreiben einer Ladestation (401 - 412) zum Laden eines Energiespeichers (110) eines Elektrofahrzeuges (108) mit elektrischer Energie aus einem mehrphasigen Teilnehmernetz (101) mittels eines an einer Anzahl von Ausgangsleitern (L1out - L3out) bereitgestellten Ladestroms, mit den Schritten: Erfassen (S20) eines Kopplungsvorgangs des Energiespeichers (110) mit der Ladestation (401 - 412), wobei eine Anzahl von Leitern (L1* - L3*, N*) eines Ladekabels (105), das den Ladestrom von der Ladestation (401 - 412) an den Energiespeicher (110) überträgt, mit einer entsprechenden Anzahl von Ausgangsleitern (L1out - L3out) der Anzahl verbunden oder getrennt wird, und/oder Empfangen (S21) eines elektrischen Messwerts (X) von einer in der Ladestation (401 - 412) integrierten Messeinrichtung (130), von einer in dem mehrphasigen Teilnehmernetz (101) angeordneten Messeinrichtung (130) und/oder von einer in einem Anschlusspunkt (120) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz (100) angeordneten Messeinrichtung (130) und/oder Empfangen einer Lastinformation (L) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) und/oder des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes (100), Ermitteln (S22) einer Zuordnung (Z1 - Z34) von einer Anzahl bestimmter Phasen (L1 - L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) zu einer entsprechenden Anzahl bestimmter Ausgangsleiter (L1out - L3out) der Anzahl in Abhängigkeit des erfassten Kopplungsvorgangs und/oder des empfangenen elektrischen Messwerts (X) und/oder der empfangenen Lastinformation (L), und Koppeln (S23) der Anzahl bestimmter Phasen (L1 - L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) mit der entsprechenden Anzahl bestimmter Ausgangsleiter (L1out - L3out) der Anzahl gemäß der ermittelten Zuordnung (Z1 - Z34) mittels einer Schaltmatrix (20), die eine Anzahl von Wechselrelais (301 - 312) aufweist, mittels der ein jeweiliger Ausgangsleiter (L1out - L3out) der Anzahl zu jedem Zeitpunkt mit genau einer Phase (L1 - L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) koppelbar ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch: Aushandeln eines Ladeplans zwischen der Ladestation (401 - 412) und einer Ladeelektronik des mit der Ladestation (401 - 412) gekoppelten Energiespeichers (110) in Abhängigkeit des erfassten Kopplungsvorgangs und/oder des empfangenen Messwerts (X) und/oder der empfangenen Lastinformation (L) und/oder der ermittelten Zuordnung (Z1 - Z34).
  20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, gekennzeichnet durch: Vergleichen der ermittelten Zuordnung (Z1 - Z34) mit einer aktuellen Zuordnung, Ermitteln, dass die ermittelte Zuordnung (Z1 - Z34) ein Umschalten der Schaltmatrix (20) erfordert, in Abhängigkeit des Vergleichs mit der aktuellen Zuordnung, Ausgeben eines ersten Leistungs-Vorgabesignals an eine Ladeelektronik des mit der Ladestation (401 - 412) gekoppelten Energiespeichers (110), bevor die Schaltmatrix (20) umgeschaltet wird, und Ausgeben eines zweiten Leistungs-Vorgabesignals an die Ladeelektronik des mit der Ladestation (401 - 412) gekoppelten Energiespeichers (110), nachdem die Schaltmatrix (20) umgeschaltet ist.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Leistungs-Vorgabesignal in Abhängigkeit des erfassten Kopplungsvorgangs und/oder des empfangenen elektrischen Messwerts (X) und/oder der empfangenen Lastinformation (L) ermittelt wird, wobei das zweite Leistungs-Vorgabesignal insbesondere eine verfügbare Leistung umfasst, die unterschiedlich zu einer vor dem Umschalten der Schaltmatrix (20) verfügbaren Leistung ist.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, gekennzeichnet durch: Vergleichen der ermittelten Zuordnung (Z1 - Z34) mit einer aktuellen Zuordnung, Ermitteln, dass die ermittelte Zuordnung (Z1 - Z34) ein Umschalten der Schaltmatrix (20) erfordert, in Abhängigkeit des Vergleichs mit der aktuellen Zuordnung, Öffnen einer Leistungsschaltvorrichtung (60) zum sicheren Trennen der Anzahl von Ausgangsleitern (L1out - L3out) von dem mehrphasigen Teilnehmernetz (101), bevor die Schaltmatrix (20) umgeschaltet wird, und Schließen der Leistungsschaltvorrichtung (60), nachdem die Schaltmatrix (20) umgeschaltet ist.
  23. System (200) mit mehreren Ladestationen (401 - 412) und mit einer Vorrichtung (10) mit einer Schaltmatrix (20) nach einem der Ansprüche 1-11.
  24. System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Ladestationen (401 - 412) eine Anzahl von Ladestationen (401 - 412) nach einem der Ansprüche 14-17 umfassen.
  25. System nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuervorrichtung (50) zum Ansteuern der Schaltmatrix (20) mit einem Steuersignal (SIG) zum selektiven Umschalten in einen bestimmten Schaltzustand (Z1 - Z34) der Mehrzahl von Schaltzuständen (Z1 - Z34) vorgesehen ist, wobei die Steuervorrichtung (50) dazu eingerichtet ist, bei einer Mehrzahl einphasig zu ladender Energiespeicher (110) mittels einer entsprechenden Mehrzahl von Ladestationen (401 - 412) die jeweiligen Ausgangsleiter (L1out - L3out) der Ladestationen (401 - 412) mittels der Schaltmatrix (20) gleichmäßig auf die mehreren Phasen (L1 - L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) zu verteilen.
  26. System nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuervorrichtung (50) zum Ansteuern der Schaltmatrix (20) mit einem Steuersignal (SIG) zum selektiven Umschalten in einen bestimmten Schaltzustand (Z1 - Z34) der Mehrzahl von Schaltzuständen (Z1 - Z34) vorgesehen ist, wobei die Steuervorrichtung (50) dazu eingerichtet ist, bei einer Mehrzahl zu ladender Energiespeicher (110) mittels einer entsprechenden Mehrzahl von Ladestationen (401 - 412), wobei die Mehrzahl zu ladender Energiespeicher (110) wenigstens einen zweiphasig ladebaren Energiespeicher (110) umfasst, wobei eine erste Ladephase mittels eines ersten Ausgangsleiters (L1out - L3out) der Anzahl und eine zweite Ausgangsphase mittels eines zweiten Ausgangsleiters (L1out - L3out) der Anzahl bereitgestellt werden, die erste und zweite Ladephase selektiv zwei bestimmten Phasen (L1- L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) zuzuordnen oder nur der ersten Ladephase eine bestimmte Phase (L1 - L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) zuzuordnen und der zweiten Ladephase keine Phase (L1 - L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) zuzuordnen.
  27. System nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass jede der mehreren Ladestationen (401 - 412) nach einem der Ansprüche 12 -15 ausgebildet ist, wobei genau eine Steuervorrichtung (50) zum Ansteuern der jeweiligen Schaltmatrix (20 - 22) der mehreren Ladestation (401 - 412) mit einem jeweiligen Steuersignal (SIG) zum selektiven Umschalten in einen jeweiligen bestimmten Schaltzustand (Z1 - Z34) der Mehrzahl von Schaltzuständen (Z1 - Z34) in Abhängigkeit von einem von einer in einer der mehreren Ladestation (401 - 412) integrierten Messeinrichtung (130), von einer in dem mehrphasigen Teilnehmernetz (101) angeordneten Messeinrichtung (130) und/oder von einer in einem Anschlusspunkt (120) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz (100) angeordneten Messeinrichtung (130) erfassten elektrischen Messwert (X) und/oder von einer empfangenen Lastinformation (L) des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes (100) und/oder des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) vorgesehen ist.
  28. System nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass jede der mehreren Ladestationen (401 - 402) nach einem der Ansprüche 12-15 ausgebildet ist und eine Steuervorrichtung (50) aufweist, wobei die jeweilige Steuervorrichtung (50) zum Ansteuern der jeweiligen Schaltmatrix (20 - 22) der jeweiligen Ladestation (401 - 402) mit einem jeweiligen Steuersignal (SIG) zum selektiven Umschalten in einen jeweiligen bestimmten Schaltzustand (Z1 - Z34) der Mehrzahl von Schaltzuständen (Z1 - Z34) in Abhängigkeit von einem von einer in einer der mehreren Ladestation (401 - 412) integrierten Messeinrichtung (130), von einer in dem mehrphasigen Teilnehmernetz (101) angeordneten Messeinrichtung (130) und/oder von einer in einem Anschlusspunkt (120) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz (100) angeordneten Messeinrichtung (130) erfassten elektrischen Messwert (X) und/oder von einer empfangenen Lastinformation (L) des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes (100) und/oder des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) eingerichtet ist, wobei die Steuervorrichtung (50) einer bestimmten Ladestation (401) zum Ansteuern jeder Schaltmatrix (20 - 22) der mehreren Ladestationen (401 - 412) zum selektiven Umschalten der jeweiligen Schaltmatrix (20 - 22) in einen jeweiligen bestimmten Schaltzustand (Z1 - Z34) der Mehrzahl von Schaltzuständen (Z1 - Z34) eingerichtet ist.
  29. Verfahren zum Betreiben eines Systems (200) mit mehreren Ladestationen (401 - 412), wobei jede Ladestation (401 - 412) zum Laden eines mit der jeweiligen Ladestation (401 - 412) koppelbaren Energiespeichers (110) eines Elektrofahrzeuges (108) mit elektrischer Energie aus einem mehrphasigen Teilnehmernetz (101) eingerichtet ist, und mit einer Vorrichtung (10) mit einer Schaltmatrix (20) zum Bereitstellen einer Mehrzahl von Schaltzuständen (Z1 - Z34), wobei ein jeweiliger Schaltzustand (Z1 - Z34) eine Zuordnung von einer bestimmten Phase (L1 - L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) zu einem bestimmten Ausgangsleiter (L1out - L3out) einer Anzahl von Ausgangsleitern (L1out - L3out) umfasst, mit den Schritten: Erfassen (S30) eines Kopplungsvorgangs wenigstens eines Energiespeichers (110) mit wenigstens einer der Ladestationen (401 - 412), wobei eine Anzahl von Leitern (L1* - L3*, N*) eines Ladekabels (105), das den Ladestrom von der Ladestation (401 - 412) an den Energiespeicher (110) überträgt, mit einer entsprechenden Anzahl von Ausgangsleitern (L1out - L3out) der Anzahl verbunden oder getrennt wird, und/oder Empfangen (S31) wenigstens eines elektrischen Messwerts (X) von einer in einer der mehreren Ladestationen (401 - 412) integrierten Messeinrichtung (130), von einer in dem mehrphasigen Teilnehmernetz (101) angeordneten Messeinrichtung (130) und/oder von einer in einem Anschlusspunkt (120) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) mit einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz (100) angeordneten Messeinrichtung (130) und/oder Empfangen einer Lastinformation (L) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) und/oder des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes (100), Ermitteln (S32) einer Zuordnung (Z1 - Z34) von einer Anzahl bestimmter Phasen (L1 - L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) zu einer entsprechenden Anzahl bestimmter Ausgangsleiter (L1out - L3out) der Anzahl in Abhängigkeit des erfassten Kopplungsvorgangs und/oder des empfangenen elektrischen Messwerts (X) und/oder der empfangenen Lastinformation (L), und Ansteuern (S33) der Schaltmatrix (20) zum Koppeln der bestimmten Phase (L1 - L3) des mehrphasigen Teilnehmernetzes (101) mit dem bestimmten Ausgangsleiter (L1out - L3out) der Anzahl gemäß der ermittelten Zuordnung (Z1 - Z34).
  30. Verfahren nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch: Aushandeln eines jeweiligen Ladeplans zwischen der jeweiligen Ladestation (401 - 412) und einer jeweiligen Ladeelektronik des mit der jeweiligen Ladestation (401 - 412) gekoppelten Energiespeichers (110) in Abhängigkeit des erfassten Kopplungsvorgangs und/oder des empfangenen Messwerts (X) und/oder der empfangenen Lastinformation (L) und/oder der ermittelten Zuordnung (Z1 - Z34).
  31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, gekennzeichnet durch: Vergleichen der ermittelten Zuordnung (Z1 - Z34) mit einer aktuellen Zuordnung, Ermitteln, dass die ermittelte Zuordnung (Z1 - Z34) ein Umschalten der Schaltmatrix (20) erfordert, in Abhängigkeit des Vergleichs mit der aktuellen Zuordnung, Ausgeben eines ersten Leistungs-Vorgabesignals an eine jeweilige Ladeelektronik des mit der jeweiligen Ladestation (401 - 412) gekoppelten Energiespeichers (110), bevor die Schaltmatrix (20) umgeschaltet wird, und Ausgeben eines zweiten Leistungs-Vorgabesignals an die Ladeelektronik des mit der Ladestation (401 - 412) gekoppelten Energiespeichers (110), nachdem die Schaltmatrix (20) umgeschaltet ist.
  32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Leistungs-Vorgabesignal in Abhängigkeit des erfassten Kopplungsvorgangs und/oder des empfangenen elektrischen Messwerts (X) und/oder der empfangenen Lastinformation (L) ermittelt wird, wobei das zweite Leistungs-Vorgabesignal insbesondere eine verfügbare Leistung umfasst, die unterschiedlich zu einer vor dem Umschalten der Schaltmatrix (20) verfügbaren Leistung ist.
  33. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, gekennzeichnet durch: Vergleichen der ermittelten Zuordnung (Z1 - Z34) mit einer aktuellen Zuordnung, Ermitteln, dass die ermittelte Zuordnung (Z1 - Z34) ein Umschalten der Schaltmatrix (20) erfordert, in Abhängigkeit des Vergleichs mit der aktuellen Zuordnung, Öffnen einer Leistungsschaltvorrichtung (60) zum sicheren Trennen der Anzahl von Ausgangsleitern (L1out - L3out) von dem mehrphasigen Teilnehmernetz (101), bevor die Schaltmatrix (20) umgeschaltet wird, und Schließen der Leistungsschaltvorrichtung (60), nachdem die Schaltmatrix (20) umgeschaltet ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021116469A1 (de) 2021-06-25 2022-12-29 KEBA Energy Automation GmbH Verfahren zum betreiben eines systems mit einer mehrzahl von ladestationen und system
CN116979513A (zh) * 2023-07-20 2023-10-31 一能充电科技(深圳)股份有限公司 一种充电功率动态调控的处理方法
EP4391272A1 (de) * 2022-12-23 2024-06-26 Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbH Verfahren zum energiemanagement beim bereitstellen von elektrischer energie, computerprogrammprodukt, system, sowie fahrzeug
DE102022134786A1 (de) 2022-12-23 2024-07-04 Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbH Anschlussvorrichtung zum Bereitstellen von elektrischer Energie, System, Verfahren sowie Computerprogrammprodukt

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009060364A1 (de) 2009-12-24 2011-06-30 Volkswagen AG, 38440 Vorrichtung und Verfahren zur Energieeinspeisung und/oder -rückspeisung von elektrischer Energie
US9166410B1 (en) 2012-03-14 2015-10-20 Google Inc. Line balancing for a three-phase alternating current system
EP2882607B1 (de) 2012-08-09 2016-10-12 Keba Ag Ladeanschlussvorrichtung für elektrofahrzeuge
WO2017051277A1 (en) 2015-09-21 2017-03-30 Slovenská Poľnohospodárska Univerzita V Nitre Method and device for electric power supply of a single-phase appliance during a failure of one or multiple phases
EP3184352A1 (de) 2015-12-22 2017-06-28 Zaptec IP AS System und verfahren zur dynamischen phasenlastverteilung beim laden elektrischer fahrzeuge
DE102017100138A1 (de) 2017-01-05 2018-07-05 Envia Mitteldeutsche Energie Ag Verfahren zum Betreiben eines Teilnehmers an einem Versorgungsnetz
CN208445288U (zh) 2018-05-29 2019-01-29 吉林特纳普节能技术有限公司 一种无断电有载换相电路
CN109347128A (zh) 2018-11-20 2019-02-15 安徽天鹏电子科技有限公司 一种均衡负载的充电桩***及其方法
EP3245702B1 (de) 2015-01-12 2019-02-27 innogy Netze Deutschland GmbH Verfahren zum betreiben eines elektrischen verbrauchers oder erzeugers an einem teilnehmernetz sowie eine schaltmatrix
CN208923838U (zh) 2018-09-17 2019-05-31 浙江亿德科技有限公司 一种三相不平衡投切转换开关

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009060364A1 (de) 2009-12-24 2011-06-30 Volkswagen AG, 38440 Vorrichtung und Verfahren zur Energieeinspeisung und/oder -rückspeisung von elektrischer Energie
US9166410B1 (en) 2012-03-14 2015-10-20 Google Inc. Line balancing for a three-phase alternating current system
EP2882607B1 (de) 2012-08-09 2016-10-12 Keba Ag Ladeanschlussvorrichtung für elektrofahrzeuge
EP3245702B1 (de) 2015-01-12 2019-02-27 innogy Netze Deutschland GmbH Verfahren zum betreiben eines elektrischen verbrauchers oder erzeugers an einem teilnehmernetz sowie eine schaltmatrix
WO2017051277A1 (en) 2015-09-21 2017-03-30 Slovenská Poľnohospodárska Univerzita V Nitre Method and device for electric power supply of a single-phase appliance during a failure of one or multiple phases
EP3184352A1 (de) 2015-12-22 2017-06-28 Zaptec IP AS System und verfahren zur dynamischen phasenlastverteilung beim laden elektrischer fahrzeuge
DE102017100138A1 (de) 2017-01-05 2018-07-05 Envia Mitteldeutsche Energie Ag Verfahren zum Betreiben eines Teilnehmers an einem Versorgungsnetz
CN208445288U (zh) 2018-05-29 2019-01-29 吉林特纳普节能技术有限公司 一种无断电有载换相电路
CN208923838U (zh) 2018-09-17 2019-05-31 浙江亿德科技有限公司 一种三相不平衡投切转换开关
CN109347128A (zh) 2018-11-20 2019-02-15 安徽天鹏电子科技有限公司 一种均衡负载的充电桩***及其方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021116469A1 (de) 2021-06-25 2022-12-29 KEBA Energy Automation GmbH Verfahren zum betreiben eines systems mit einer mehrzahl von ladestationen und system
EP4391272A1 (de) * 2022-12-23 2024-06-26 Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbH Verfahren zum energiemanagement beim bereitstellen von elektrischer energie, computerprogrammprodukt, system, sowie fahrzeug
DE102022134786A1 (de) 2022-12-23 2024-07-04 Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbH Anschlussvorrichtung zum Bereitstellen von elektrischer Energie, System, Verfahren sowie Computerprogrammprodukt
CN116979513A (zh) * 2023-07-20 2023-10-31 一能充电科技(深圳)股份有限公司 一种充电功率动态调控的处理方法
CN116979513B (zh) * 2023-07-20 2024-05-31 一能充电科技(深圳)股份有限公司 一种充电功率动态调控的处理方法

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