EP4162436A1 - Ladevorrichtung für elektrofahrzeuge, system mit einer solchen ladevorrichtung und verfahren zum betreiben einer derartigen ladevorrichtung - Google Patents

Ladevorrichtung für elektrofahrzeuge, system mit einer solchen ladevorrichtung und verfahren zum betreiben einer derartigen ladevorrichtung

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Publication number
EP4162436A1
EP4162436A1 EP21715863.3A EP21715863A EP4162436A1 EP 4162436 A1 EP4162436 A1 EP 4162436A1 EP 21715863 A EP21715863 A EP 21715863A EP 4162436 A1 EP4162436 A1 EP 4162436A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
charging
charging device
energy
energy meter
display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP21715863.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oliver DÜRR
Lars ULBRICHT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CCC Abwicklungs GmbH
Original Assignee
Compleo Connect GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Compleo Connect GmbH filed Critical Compleo Connect GmbH
Publication of EP4162436A1 publication Critical patent/EP4162436A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y04S30/00—Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
    • Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/14—Details associated with the interoperability, e.g. vehicle recognition, authentication, identification or billing

Definitions

  • Charging device for electric vehicles system with such a charging device and method for operating such a charging device
  • the invention relates to a charging device for electric vehicles, having a charging connection for the electric vehicle and an associated charging control.
  • the charging device also has an energy meter for detecting an amount of energy released by the charging device during the charging process.
  • the invention further relates to a system with such a charging device and an operating method for such a charging device.
  • Charging devices are used to charge electric vehicles by providing electrical energy in a suitable form, as direct current or alternating current, at a charging connection, for example a charging socket or a charging cable with a corresponding plug.
  • the charging devices can be designed in the form of charging stations or wall mounting.
  • Another requirement is that a user must be comprehensibly informed about the energy price of the subsequent charging process before the start of a charging process.
  • a charging device is set up to transmit a value for an energy price from the control unit to the energy meter for display on its display.
  • an energy meter is mandatory as part of the charging control.
  • the energy meter is usually arranged in a closed measuring capsule, which is preferably closed, in particular sealed, in accordance with calibration law.
  • the energy meter has a display for the meter reading, which can usually be read from the outside of the charging device through a sight glass.
  • the inventive transmission of the value for the energy price and its representation on the display of the energy meter provides information be the price in an encapsulated unit and thus compliant with calibration law.
  • the already established conformity of the energy meter with calibration law is used to indicate the energy price in compliance with calibration law without additional components and thus with little additional effort.
  • the energy meter is coupled to a signature unit in order to digitally sign the meter reading and the value for the energy price.
  • a digital signature for the meter reading is known from charging stations. Because the signature unit available for this is also used to sign the energy price, this size is also stored in a traceable and tamper-proof manner during the charging process, without a separate signature unit having to be used.
  • the energy meter is preferably arranged together with the signature unit in a measuring capsule, in particular in a closed measuring capsule.
  • the charging device has a payment device with at least one input terminal for receiving user input and a card and / or NFC (Near Field Communication) reader.
  • NFC Near Field Communication
  • a system according to the invention for charging an electric vehicle has at least one such charging device which is connected in terms of data technology to a network environment that provides a charging device management service.
  • a value for the energy price can be transmitted to the charging device for display on the energy meter via the data connection.
  • the at least one charging device is connected in terms of data technology to a further network environment which provides a billing service.
  • a billing service that is independent of the operator of the charging device can thus be used.
  • the value for the energy price is retrieved from a network environment.
  • the operator can easily adapt the price to current energy prices in a flexible manner.
  • the charging column according to the invention is suitable for carrying out charging processes with users who have not previously concluded a contract with an operator of the charging column.
  • the payment facility and subsequent authorization enable such a user to use the charging device.
  • At least one meter reading of the energy meter and the value for the energy price are digitally signed and stored.
  • the digitally signed data can preferably be called up by the user and used to create a receipt.
  • a user provides information on the charging process, on the basis of which the charging process is identified.
  • the data can include sections of a card number, a position of the loading device and / or a time of the loading process. Corresponding information from the user is compared with the data in order to identify a data record of a loading process assigned to the user.
  • Figure 1 is a schematic diagram of a system with a charging device
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of a loading device
  • FIGS. 3a, b each show a flowchart to illustrate a method for operating a charging device.
  • FIG. 1 a system with a loading device 10 is shown in the form of a schematic diagram.
  • the system comprises network environments 4,
  • the charging device 10 can be set up, for example, to provide direct and / or alternating voltage, the latter on one or more phases, at its charging connection.
  • a three-phase AC voltage of a low-voltage power supply network is used as a rule.
  • the charging device 10 can also be connected to a DC bus for its energy supply.
  • the charging device 10 can be designed as a (free-standing) charging column or can also be seen easily for wall mounting.
  • the charging device 10 is also referred to as the charging station 10 by way of example and not by way of limitation.
  • the charging station 10 includes a charging controller 11, which controls the loading of the charging connection with energy.
  • the charge controller 11 is in connection with switching elements, also not shown here, for example contactors, which couple the contacts of the charging connection to the power supply network. If necessary, rectifiers and / or voltage converters can be connected in between.
  • the charging device 10 also has safety devices, not shown, for example overcurrent fuses and differential current switches (direct and / or alternating current sensitive).
  • the charging column 10 further comprises a sequence controller 12, for example an industrial PC, which is optionally equipped with or is connected to a display unit, for example a screen, in particular a touchscreen.
  • a database 13 is available for storing information about loading processes, with which the sequence controller 12 can communicate or which is implemented within the sequence controller 12.
  • a payment device 14 is provided which enables a payment process for the electricity supplied by the charging station 10 to be processed. Details of the structure of the charging device 10 are explained in more detail below in FIG.
  • the charging device 10 is connected to a network, in particular the Internet. This can be done in a wired manner via an Ethernet connection, via a telephone connection with a corresponding converter, or wirelessly via a cellular modem, in particular according to the GSM or the 5G standard.
  • the network connection is shown by several connections of the loading device 10 to network environments 4, 5.
  • the division into the network environments 4, 5 corresponds to different logical network areas; specifically, the network environment 4 is assigned to an operator 1 of the charging device 10 and the network environment 5 is assigned to a billing service via which payment for the electricity supplied by the charging device 10 is handled.
  • the network environment 4 assigned to the operator 1, hereinafter also referred to as operator cloud 4 for short, comprises one or more servers that provide various services, a charging device management service 41 and a receipt management service 42.
  • the charging device management service 41 exchanges data with the charging controller 11 of the charging device 10.
  • an operator 1 operates several charging devices lines 10, which then each communicate with the charging device management service 41. Operating states and usage states of the respective charging device 10 are recorded via the charging device management service 41.
  • the data and information collected by the charging device management service 41 can be called up by the operator 1 for monitoring and / or controlling the various charging devices 10.
  • the document management service 42 is an independent service that a user 2 of the charging device 10 can access after he has carried out a charging process at the charging station 10. Via the document management service 42, the user 2 can subsequently receive information about a loading process that has been carried out by calling up and checking it using an application 3 (“app”) on a mobile device or a stationary computer. Details of this process are explained below using a process sequence of a loading process in connection with FIG. 3b.
  • the document management service 42 is independent of the loading device management service 41 and does not access the information collected by it either, but is in direct data exchange with the sequence control 12 of the loading device 10.
  • Figure 2 shows details of the structure of the loading device 10 also in a schematic diagram. Network connections leading to the outside are not shown in this illustration.
  • the charging controller 11 comprises a control unit 111 which actually controls the charging process.
  • the control unit 111 is in data exchange with the sequence controller 12, z. B. to initiate or cancel the loading process and also to transfer information about the loading process to the sequencer 12 for storing z. B in the database 13 and forwarding to the operator cloud 4.
  • the data connection between the control unit 111 and the sequence controller 12 takes place, for example, via an Ethernet connection, a robust protocol, for example Modbus-TCP, being used.
  • an energy meter 112 is provided as part of the charging controller 11.
  • the energy meter 112 is locked together with a signature unit 113 Measuring capsule 114 arranged, which is preferably closed in accordance with calibration law, in particular sealed.
  • Energy quantities or meter readings recorded by the energy meter 112 are digitally signed in the signature unit 113, so that a data record created by the signature unit 113 and transferred to the control unit 111 cannot be manipulated subsequently.
  • Known methods based on asymmetric encryption can be used as the signature method in the signature unit 113.
  • the signature unit 113 generates a key pair, comprising a private key and a public key, of which the private key remains hidden in the signature unit 113 and thus in the measuring capsule 114, whereas the public key is sent to the control unit 111 and thus ultimately can also be issued to the outside world.
  • a suitable signature algorithm is, for example, the ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) method.
  • a data connection between the energy meter 112 and the signature unit 113 and also between the signature unit 113 and the control unit 111 uses the Modbus protocol, for example, in particular in the Modbus RTU configuration with information transmitted in binary form.
  • FIG. 2 shows the structure of the payment device 14 in more detail.
  • the charging device 10 provides one or more input terminals 141 for this purpose, each of which is coupled to one or more card or NFC (Near Field Communication® readers 142.
  • the card or NFC readers 142 enable a credit card or bank card with a payment function to be read in / or equivalent data that is stored in a mobile device, for example a smartphone.
  • a mobile device for example a smartphone.
  • PIN personal identification number
  • a release to be returned by the billing service is transmitted from the payment device 14 to the sequence controller 12, which can then either initiate or cancel the charging process in communication with the charging controller 11. Details on this are also explained in the context of FIG.
  • the connection between the input terminal 141 and the card or NFC reader 142 is usually carried out via a serial data bus, for example in accordance with the RS-232 Specification. Data is transmitted from the input terminal 141 to the sequence controller 12, for example, via an Ethernet connection using the ZVT protocol established for payment functions.
  • FIG. 3a an embodiment of an operational method according to the application for a charging device 10 or a system with a charging device 10 is shown in the form of a flowchart.
  • the operating method can be carried out, for example, by the charging device 10 shown in FIGS. 1 and 2 and is explained below by way of example with reference to these figures.
  • FIG. 3a The process sequence according to FIG. 3a relates to the charging process as such.
  • FIG. 3b an optionally subsequent process section is also shown in the form of a flowchart, which illustrates the provision of a document (receipt) after the loading process according to FIG. 3a has been carried out.
  • a price for an amount of energy is provided in the method shown in FIG. 3a.
  • This can take the form of a price per kilowatt hour (kWh), for example.
  • the value of the energy price can in one embodiment already in the Ladevor direction 10, z. B. in the database 13, be deposited.
  • the value of the price is stored in the charging device management service 41 and is retrieved from the operator cloud 4 by the charging device 10, specifically the sequence control 12.
  • the price is flexible in that it can be adapted by the operator 1 to current energy prices.
  • step S2 the value retrieved in step S1 is forwarded from the sequence controller 12 to the charging controller 11 and there transmitted to the energy meter 112 via the control unit 111 and the signature unit 113.
  • the price is then displayed by the energy meter 112 on a display (Dis play) of the energy meter 112.
  • the display of the energy meter 112 can be read from the outside of the charging device 10 through a sight glass.
  • the price is indicated in a capped unit of the measuring capsule 114 and thus in compliance with calibration law.
  • the price is also displayed on a display that is easier to see for a user 2, for example one with the sequence control réelle 12 connected display.
  • the user 2 has the opportunity to read the price in accordance with the legal requirements on the energy meter 112 and to compare it with the price that is otherwise displayed.
  • a next step S3 it is queried whether a user 2 would like to use the charging device 10 to charge his electric vehicle, which is associated with connecting the electric vehicle to the charging connection of the charging device 10, for example.
  • step S4 the payment device 14 is activated and the user is requested, e.g. via the display coupled with the flow control 12, to select a payment option in order to initiate a payment process. If necessary, the user can choose between different payment options (credit card, EC card, contactless payment via a mobile device).
  • Entered payment information for example the card identification numbers and information on an identification number (PIN) that may have to be entered, are transmitted in step S4 to the further network environment 5 (hereinafter also referred to as billing cloud 5) and a billing service that has been abandoned there .
  • billing cloud 5 the further network environment 5
  • a typical maximum amount that can be incurred for a charging process is sent to the billing service in order to make a reservation or advance booking of this amount. Accordingly, the payment option must allow a credit line of this amount in order to result in authorization and approval by the billing service.
  • a response from the billing service is received from the billing cloud 5 by the payment device 14 and passed on to the process control 12. This checks whether the billing service authorizes and approves the pending transaction. If this is not the case, the method branches back to step S3, whereby the charging device 10 is ready for a further charging process or a repetition of this charging process.
  • the step branches to a next step S6, in which the loading process is started.
  • the billing service can generate a transaction number that is used as an identification number for the further process.
  • corresponding information is transferred to the charging controller 11, passing on the transaction number.
  • the signature unit 113 is requested to read out the current counter reading of the energy meter 112 and to save it as the energy counter reading at the start of the charging process.
  • step S7 repeatedly checks whether the loading process is still active or is aborted by terminating the loading process or exceeding a maximum time provided for the loading process.
  • a step S8 after the end of the charging process, the value of the energy meter 112 is read again and a data packet is created that contains the counter reading at the beginning of the charging process, at the end of the charging process and the counter difference.
  • Each of the data packets includes further key values for the charging process and also the price per unit of energy previously communicated and displayed by the energy meter 112. These data packets are signed by the signing unit 113 using the private key.
  • the data packets are transmitted from the control unit 111 of the charging controller 11 to the sequence controller 12 and also to the charging device management service 41 in the operator cloud 4.
  • a copy of the public key of the signing process is also transmitted from the control unit 111 of the charging controller 11 to the sequence controller 12 and from there to the document management service 42, independently of the data packets.
  • provision can be made for a copy of the public key to be added directly to the data packets. With the help of the public key, the authenticity of the transmitted data packets can be checked in subsequent steps (cf. step S13).
  • a final step S10 the information from the data packets is used to inform the billing service in the further network environment 5 of the costs actually incurred. A difference to the The amount debited in advance will be credited accordingly. This ends the actual charging process.
  • steps S1 and S2, in which price information is called up and displayed, are only carried out after steps S3 and S4.
  • the price per amount of energy is set at different levels.
  • FIG. 3b shows further method steps which can be carried out after the actual charging process has been carried out.
  • the method according to FIG. 3a enables a user 2, who is not previously known to the operator 1, to charge his electric vehicle on the charging device 10. This offers the user 2 great flexibility in the selection and use of the charging device 10.
  • the unnecessary pre-registration with the operator 1 means that the operator 1 does not have any address or other contact information to give the user 2 after the charging process is complete Provide proof of the loading process and the money paid.
  • a possible solution to this problem would be to provide the Ladevor device 10 with a receipt printer, which is possible in principle, but involves additional effort, in particular in the maintenance of the Ladevor device 10.
  • the document management service 42 is instead executed in the operator cloud 4, which a user 2 can access after the loading process if required.
  • a first step S11 sends a request to the document management service 42 in which he only provides details about the charging process known to him, for example a location of the charging station, possibly at least an approximate one Time of the loading process and at least part of a card or bank account number via which the loading process was billed.
  • This information is evaluated in a step S12 by the document management service 42 and a suitable data record is searched for from a database maintained within the document management service 42 on recorded loading processes and a document is created from this data record.
  • This procedure assumes that information about loading processes has already been transmitted from the loading device 10 to the document management service 42 after their completion.
  • a request for a suitable data record is only transmitted to the charging device 10 and, in particular, its sequence control 12 when required, and is then called up from the database 13 there as required.
  • the receipt is then sent to the application 3 in a step S13.
  • the user 2 can electronically archive the document or, if necessary, print it out.
  • the underlying data packets themselves are reproduced in the version in which they were created by the signature unit 113, so that the user 2 has the option of verifying the authenticity of the data on which the receipt is based th to check. This can be done, for example, within the application 3, in that the public key specified on the document is entered by the user or automatically read from the document and the authenticity of the data packets is checked. After this optional check of the authenticity of the data packet in a step S14, the method ends.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung (10) für ein Elektrofahrzeug, aufweisend einen Ladeanschluss und eine Ladesteuerung (11) mit einer Steuereinheit (111) und einem mit der Steuereinheit (111) verbundenen Energiezähler (112) mit einer Anzeige, auf der ein Zählerstand darstellbar ist, wobei die Anzeige von außerhalb der Ladevorrichtung (10) einsehbar ist. Die Ladevorrichtung (10) ist dazu eingerichtet, einen Wert für einen Energiepreis von der Steuereinheit (111) an den Energiezähler (112) zur Darstellung auf dessen Anzeige zu übertragen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein System mit einer solchen Ladevorrichtung (10) und ein Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeugs durch eine derartige Ladevorrichtung (10).

Description

Ladevorrichtung für Elektrofahrzeuge, System mit einer solchen Ladevorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Ladevorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung für Elektrofahrzeuge, aufweisend ei nen Ladeanschluss für das Elektrofahrzeug sowie eine damit verbundene La desteuerung. Die Ladevorrichtung weist weiter einen Energiezähler zur Erfas sung einer beim Ladevorgang von der Ladevorrichtung abgegebenen Energie menge auf. Die Erfindung betrifft weiterhin ein System mit einer solchen Lade vorrichtung und ein Betriebsverfahren für eine derartige Ladevorrichtung.
Ladevorrichtungen dienen der Aufladung von Elektrofahrzeugen, indem sie elektrische Energie in geeigneter Form, als Gleichstrom- oder Wechselstrom, an einem Ladeanschluss, beispielsweise einer Ladebuchse oder einem Lade kabel mit entsprechendem Stecker, bereitstellen. Die Ladevorrichtungen kön nen in Form von Ladesäulen oder auch zur Wandmontage ausgeführt sein.
Insbesondere für Ladevorrichtungen im öffentlichen Raum, die Personen öf fentlich zur kostenpflichtigen Nutzung zur Verfügung stehen, ist eine nachvoll ziehbare und rechtskonforme Messung der abgegebenen Energiemenge ge fordert. In Deutschland sind diesbezüglich Erfordernisse des Eichrechts zu er füllen. Beispielsweise ist gefordert, dass ein Zählerstand des für die Messung der abgegebenen Energiemenge eingesetzten Energiezählers vor, während und nach dem Ladevorgang vom Benutzer abgelesen werden kann. Um dieses Erfordernis zu erfüllen, wird üblicherweise ein entsprechend zugelassener und geeichter sowie gekapselter Zähler eingesetzt, der im Inneren der Ladevorrich tung angeordnet ist, wobei ein von diesem Zähler angezeigter Zählerstand durch ein Sichtfenster in der Ladevorrichtung von außerhalb einsehbar ist.
Ein anderes Erfordernis ist, dass ein Nutzer vor Beginn eines Ladevorgangs nachvollziehbar über einen Energiepreis des sich anschließenden Ladevor gangs informiert werden muss.
Häufig ist vorgesehen, dass Personen erst dann eine Ladevorrichtung nutzen können, wenn sie mit einem Betreiber oder einem mit dem Betreiber in Verbin dung stehenden Dienstleister einen Nutzungsvertrag vorab abgeschlossen ha ben. Die zukünftigen Nutzer müssen dementsprechend bei einem Dienst an gemeldet sein. Im Zusammenhang mit der Anmeldung erfolgt die Bekanntgabe der Nutzungskonditionen, so dass durch die Anmeldung das Erfordernis der Kostenbekanntgabe erfüllt ist.
Für Fahrer eines Elektrofahrzeugs ist diese Vorgehensweise insofern unbefrie digend, als dass nur solche Ladevorrichtungen genutzt werden können, bei de nen eine Anmeldung bereits erfolgt ist. Eine Aufladung und damit Nutzung des Elektrofahrzeugs wäre deutlich flexibler, wenn ein Bezahlvorgang an einer La devorrichtung spontan und ohne vorherige Anmeldung erfolgen könnte. Es wä re dann, beispielsweise durch Angabe einer Bank- oder Kreditkarte möglich, einen Ladevorgang zu starten, auch wenn vorab kein Vertrag mit dem Betreiber der Ladevorrichtung oder einem mit ihm verbundenen Dienstleister geschlos sen wurde. Dafür allerdings wäre erforderlich, dass die bei einem Ladevorgang anfallenden Energiekosten dem Nutzer nachvollziehbar mitgeteilt werden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ladevorrichtung, ein System mit einer Ladevorrichtung und ein Betriebsverfahren für eine solche Ladevorrichtung zu schaffen, mit denen auch ohne eine vorherige Anmeldung ein Ladevorgang unter nachvollziehbarer Angabe von Energiekosten durchge führt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Ladevorrichtung und ein System mit einer La devorrichtung bzw. durch ein Betriebsverfahren für eine Ladevorrichtung mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung der eingangs genannten Art ist dazu eingerichtet, einen Wert für einen Energiepreis von der Steuereinheit an den Energiezähler zur Darstellung auf dessen Anzeige zu übertragen.
Um die beim Ladevorgang von der Ladevorrichtung an das Elektrofahrzeug abgegebene Energiemenge eichrechtskonform angeben zu können, ist als Teil der Ladesteuerung zwingend ein Energiezähler vorhanden. Der Energiezähler ist in der Regel in einer abgeschlossenen Messkapsel angeordnet, die bevor zugt eichrechtskonform gesichert verschlossen, insbesondere plombiert ist. zu dem weist der Energiezähler eine Anzeige für den Zählerstand auf, die in der Regel durch ein Schauglas von außen an der Ladevorrichtung ablesbar ist. Durch die erfindungsgemäße Übertragung des Wertes für den Energiepreis und dessen Darstellung auf der Anzeige des Energiezählers erfolgt eine Anga- be des Preises in einer gekapselten Einheit und damit eichrechtskonform.
Durch die Übertragung des Wertes für den Energiepreis zum Zähler wird die bereits konstatierte Eichrechtskonformität des Energiezählers genutzt, um ohne zusätzliche Komponenten und damit mit geringem Mehraufwand auch den Energiepreis eichrechtskonform anzugeben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Ladevorrichtung ist der Energiezähler mit einer Signatureinheit gekoppelt, um den Zählerstand und den Wert für den Energiepreis zu digital zu signieren. Eine digitale Signatur für den Zählerstand ist bei Ladesäulen bekannt. Dadurch, dass die dafür vorhandene Signaturein heit auch zum Signieren des Energiepreises eingesetzt wird, wird auch diese Größe nachvollziehbar und manipulationssicher beim Ladevorgang hinterlegt, ohne dass dazu eine separate Signatureinheit eingesetzt werden muss. Bevor zugt ist dabei der Energiezähler zusammen mit der Signatureinheit in einer Messkapsel angeordnet, insbesondere in einer verschlossenen Messkapsel.
In einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Ladevorrichtung eine Bezahleinrichtung mit mindestens einem Eingabeterminal zur Entgegennahme einer Benutzereingabe und einem Karten- und/oder NFC (Near Field Commu- nication)-Lesegerät auf. Durch die Angabe des Energiepreises über den Ener giezähler ist die erfindungsgemäße Ladesäule zur Durchführung von Ladevor gängen mit Benutzern geeignet, die vorab keinen Vertrag mit einem Betreiber der Ladesäule abgeschlossen haben. Die Bezahleinrichtung stellt nun die wei teren technischen Erfordernisse zum Identifizieren und Autorisieren eines sol chen Benutzers bereit.
Ein erfindungsgemäßes System zum Laden eines Elektrofahrzeugs weist min destens eine derartige Ladevorrichtung auf, die datentechnisch mit einer Netz werkumgebung verbunden ist, die einen Ladevorrichtungsverwaltungsdienst bereitstellt. Neben einem Monitoring der Ladevorgänge kann über die Daten verbindung ein Wert für den Energiepreis an die Ladevorrichtung zur Darstel lung auf dem Energiezähler übermittelt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Systems ist die mindestens eine Lade vorrichtung datentechnisch mit einerweiteren Netzwerkumgebung verbunden, die einen Abrechnungsdienst bereitstellt. So kann auf einen vom Betreiber der Ladevorrichtung unabhängigen Abrechnungsdienst zurückgegriffen werden. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeugs durch eine Ladevorrichtung weist die folgenden Schritte auf:
- Bereitstellen eines Wertes für einen Energiepreis an eine Steuereinheit der Ladevorrichtung;
- Übertragen des Wertes an einen Energiezähler mit einer Anzeige;
- Darstellen des Wertes für den Energiepreis zusammen mit mindestens ei nem Zählerstand des Energiezählers auf der Anzeige des Energiezählers;
- Bereitstellen von elektrischer Energie an einem Ladeanschluss der Ladevor richtung; und
- Erfassen von abgegebener Energie an dem Ladeanschluss durch den Energiezähler.
Es ergeben sich die im Zusammenhang mit der Ladevorrichtung genannten Vorteile.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird der Wert für den Ener giepreis aus einer Netzwerkumgebung abgerufen. In dieser Ausgestaltung kann der Preis auf einfache Weise vom Betreiber flexibel an aktuelle Energie preise angepasst werden.
In einerweiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden vor Beginn eines Ladevorgangs Bezahlinformationen eines Benutzers über eine Bezah leinrichtung erfasst und zur Authentifizierung an einen Abrechnungsdienst ge sendet. Durch die Angabe des Energiepreises über den Energiezähler ist die erfindungsgemäße Ladesäule zur Durchführung von Ladevorgängen mit Be nutzern geeignet, die vorab keinen Vertrag mit einem Betreiber der Ladesäule abgeschlossen haben. Die Bezahleinrichtung und nachfolgende Autorisierung ermöglicht die Nutzung der Ladevorrichtung durch einen solchen Benutzer.
In einerweiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden nach Be endigung eines Ladevorgangs mindestens ein Zählerstand des Energiezählers und der Wert für den Energiepreis digital signiert und abgespeichert. Bevorzugt können die digital signierten Daten von dem Benutzer abgerufen werden und zur Erstellung eines Belegs verwendet werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein Benutzer zum Abrufen der digital signierten Daten Informationen zum Ladevorgang angibt, anhand derer der Ladevorgang identifiziert wird. Die Da ten können Abschnitte einer Kartennummer, eine Position der Ladevorrichtung und/oder eine Uhrzeit des Ladevorgangs umfassen. Entsprechende Informatio nen des Benutzers werden mit den Daten verglichen, um ein dem Benutzer zu geordneten Datensatz eines Ladevorgangs zu identifizieren. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mithilfe von Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:
Figur 1 ein schematisches Diagramm eines Systems mit einer Lade vorrichtung;
Figur 2 ein schematisches Diagramm des Aufbaus einer Ladevorrich tung; und
Figuren 3a, b jeweils ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung eines Verfah rens zum Betreiben einer Ladevorrichtung.
In Figur 1 ist ein System mit einer Ladevorrichtung 10 in Form eines schemati schen Diagramms dargestellt.
Das System umfasst neben der Ladevorrichtung 10 Netzwerkumgebungen 4,
5, die zur Durchführung eines Betriebsverfahrens für die Ladevorrichtung 10 re levant sind. Aus Gründen der einfacheren Darstellung sind weitere System komponenten, beispielsweise ein Energieversorgungsanschluss der Ladevor richtung 10 sowie ein Ladeanschluss der Ladevorrichtung 10, der mit einem Elektrofahrzeug verbunden wird, um dessen Fahrbatterie aufzuladen, nicht dargestellt. Es versteht sich, dass sowohl im Hinblick auf die Energieversor gung als auch den Ladeanschluss bekannte Techniken eingesetzt werden kön nen.
Die Ladevorrichtung 10 kann beispielsweise zur Bereitstellung von Gleich- und/oder Wechselspannung, letzteres auf einer oder mehreren Phasen, an ih rem Ladeanschluss eingerichtet sein. Zur Energieversorgung der Ladevorrich tung 10 wird in der Regel eine dreiphasige Wechselspannung eines Nieder spannungsenergieversorgungsnetzes genutzt. Alternativ kann die Ladevorrich tung 10 auch an einem Gleichspannungsbus zu ihrer Energieversorgung ange schlossen sein. Wie eingangs bereits erwähnt, kann die Ladevorrichtung 10 als (freistehende) Ladesäule ausgebildet sein oder auch zur Wandmontage vorge sehen sein. Nachfolgend wird beispielhaft und nicht einschränkend die Lade vorrichtung 10 auch als Ladesäule 10 bezeichnet.
Gemäß Figur 1 umfasst die Ladesäule 10 eine Ladesteuerung 11 , die das Be aufschlagen des Ladeanschlusses mit Energie steuert. Die Ladesteuerung 11 steht dabei in Verbindung mit hier ebenfalls nicht gezeigten Schaltorganen, beispielsweise Schützen, die Kontakte des Ladeanschlusses mit dem Energie versorgungsnetz koppeln. Ggf. können Gleichrichter und/oder Spannungs wandler zwischengeschaltet sein. Weiter weist die Ladevorrichtung 10 eben falls nicht dargestellte Sicherungsorgane auf, beispielsweise Überstromsiche rungen und Differenzstromschalter (gleich- und/oder wechselstromsensitiv).
Die Ladesäule 10 umfasst weiter eine Ablaufsteuerung 12, beispielsweise ei nen Industrie-PC, der optional mit einer Anzeigeeinheit, beispielsweise einem Bildschirm, insbesondere einem Touchscreen, ausgestattet ist bzw. in Verbin dung steht. Zur Speicherung von Informationen über Ladevorgänge ist eine Da tenbank 13 vorhanden, mit der die Ablaufsteuerung 12 kommunizieren kann bzw. die innerhalb der Ablaufsteuerung 12 implementiert ist.
Zudem ist eine Bezahleinrichtung 14 vorgesehen, die eine Abwicklung eines Bezahlvorgangs für den von der Ladesäule 10 gelieferten Strom ermöglicht. Details zum Aufbau der Ladevorrichtung 10 werden nachfolgend in Figur 2 noch näher erläutert.
Die Ladevorrichtung 10 ist an ein Netzwerk, insbesondere das Internet, ange bunden. Dieses kann drahtgebunden über einen Ethernet-Anschluss erfolgen, über einen Telefonanschluss mit entsprechendem Umsetzer oder auch drahtlos über ein Mobilfunkmodem, insbesondere nach dem GSM- oder dem 5G- Standard.
In der Figur 1 ist die Netzwerkanbindung durch mehrere Verbindungen der La devorrichtung 10 an Netzwerkumgebungen 4, 5 dargestellt. Die Aufteilung in die Netzwerkumgebungen 4, 5 entspricht unterschiedlichen logischen Netz werkbereichen, konkret ist die Netzwerkumgebung 4 einem Betreiber 1 der La devorrichtung 10 zugeordnet und die Netzwerkumgebung 5 einem Abrech nungsdienst, über den eine Bezahlung des von der Ladevorrichtung 10 gelie ferten Stroms abgehandelt wird.
Die dem Betreiber 1 zugeordnete Netzwerkumgebung 4, nachfolgend abkür zend auch als Betreiber-Cloud 4 bezeichnet, umfasst einen oder mehrere Ser ver, die verschiedene Dienste bereitstellen, einen Ladevorrichtungsverwal tungsdienst 41 und einen Belegverwaltungsdienst 42. Der Ladevorrichtungs verwaltungsdienst 41 steht im Datenaustausch mit der Ladesteuerung 11 der Ladevorrichtung 10. In der Regel betreibt ein Betreiber 1 mehrere Ladevorrich- tungen 10, die dann jeweils mit dem Ladevorrichtungsverwaltungsdienst 41 kommunizieren. Über den Ladevorrichtungsverwaltungsdienst 41 werden Be triebszustände und Nutzungszustände der jeweiligen Ladevorrichtung 10 er fasst. Die von dem Ladevorrichtungsverwaltungsdienst 41 gesammelten Daten- und Informationen sind vom Betreiber 1 zur Überwachung und/oder Steuerung der verschiedenen Ladevorrichtungen 10 abrufbar.
Der Belegverwaltungsdienst 42 ist ein davon unabhängiger Dienst, auf den ein Benutzer 2 der Ladevorrichtung 10 zugreifen kann, nachdem er einen Ladevor gang an der Ladesäule 10 ausgeführt hat. Über den Belegverwaltungsdienst 42 kann der Benutzer 2 nachträglich Informationen über einen durchgeführten La devorgang erhalten, indem er sie mithilfe einer Anwendung 3 („App“) auf einem Mobilgerät oder einem stationären Computer abruft und überprüft. Details die ses Vorgangs werden nachfolgend anhand eines Verfahrensablaufs eines La devorgangs im Zusammenhang mit der Figur 3b erläutert. Der Belegverwal tungsdienst 42 ist unabhängig von dem Ladevorrichtungsverwaltungsdienst 41 und greift auch nicht auf die von dieser gesammelten Informationen zu, son dern steht in unmittelbarem Datenaustausch mit der Ablaufsteuerung 12 der Ladevorrichtung 10.
Figur 2 zeigt Details des Aufbaus der Ladevorrichtung 10 ebenfalls in einem schematischen Diagramm. Nach außen führende Netzwerkverbindungen sind in dieser Darstellung nicht wiedergegeben.
Die Ladesteuerung 11 umfasst eine Steuereinheit 111 , die die eigentliche Steuerung des Ladevorgangs vornimmt. Die Steuereinheit 111 steht im Daten austausch mit der Ablaufsteuerung 12, z. B. um den Ladevorgang anzustoßen bzw. abzubrechen und auch um Informationen über den Ladevorgang an die Ablaufsteuerung 12 zur Speicherung z. B in der Datenbank 13 und Weitergabe an die Betreiber-Cloud 4 zu übertragen. Die Datenverbindung zwischen der Steuereinheit 111 und der Ablaufsteuerung 12 erfolgt beispielsweise über eine Ethernet-Verbindung, wobei ein robustes Protokoll, beispielsweise Modbus- TCP, genutzt wird.
Um die beim Ladevorgang von der Ladevorrichtung 10 an das Elektrofahrzeug abgegebene Energiemenge eichrechtskonform angeben zu können, ist als Teil der Ladesteuerung 11 ein Energiezähler 112 vorhanden. Der Energiezähler 112 ist zusammen mit einer Signatureinheit 113 in einer abgeschlossenen Messkapsel 114 angeordnet, die bevorzugt eichrechtskonform gesichert ver schlossen, insbesondere plombiert ist.
Vom Energiezähler 112 erfasste Energiemengen bzw. Zählerstände werden in der Signatureinheit 113 digital signiert, so dass ein von der Signatureinheit 113 erstellter und an die Steuereinheit 111 übergebener Datensatz nachträglich nicht manipulierbar ist. Als Signaturverfahren können in der Signatureinheit 113 bekannte Verfahren eingesetzt werden, die beispielsweise auf einer asymmet rischen Verschlüsselung beruhen. Zu diesem Zweck wird von der Signaturein heit 113 ein Schlüsselpaar, umfassend einen privaten Schlüssel und einen öf fentlichen Schlüssel, erzeugt, von denen der private Schlüssel uneinsehbar in der Signatureinheit 113 und damit in der Messkapsel 114 verbleibt, wohinge gen der öffentliche Schlüssel an die Steuereinheit 111 und damit letztlich auch nach außen ausgegeben werden kann. Ein geeigneter Signaturalgorithmus ist beispielsweise das ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)- Verfahren. Eine Datenverbindung zwischen dem Energiezähler 112 und der Signatureinheit 113 und auch zwischen der Signatureinheit 113 und der Steu ereinheit 111 nutz wiederum beispielsweise das Modbus-Protokoll, insbesonde re in der Modbus-RTU-Ausgestaltung mit binär übertragenen Informationen.
Figur 2 zeigt weiter detaillierter den Aufbau der Bezahleinrichtung 14. Bei der Ladevorrichtung 10 ist anmeldungsgemäß vorgesehen, den Ladevorgang ohne vorherige Anmeldung beim Betreiber 1 für jeden Benutzer zu ermöglichen, so fern er sich für einen Bezahlvorgang autorisieren kann. Die Ladevorrichtung 10 sieht dafür ein oder mehrere Eingabeterminals 141 vor, die jeweils mit einem oder mehreren Karten- oder NFC (Near Field Communicationj-Lesegeräten 142 gekoppelt sind. Die Karten- oder NFC-Lesegeräte 142 ermöglichen das Einlesen einer Kreditkarte oder Bankkarte mit Bezahlfunktion und/oder äquiva lenter Daten, die in einem Mobilgerät, beispielsweise einem Smartphone, hin terlegt sind. Im Zusammenspiel mit dem Eingabeterminal 141, das beispiels weise die Eingabe einer persönlichen Identifikationsnummer (PIN) erlaubt, werden Informationen zur Autorisierung an den Abrechnungsdienst in der wei teren Netzwerkumgebung 5 gesendet. Eine von dem Abrechnungsdienst zu rückgegebene Freigabe wird von der Bezahleinrichtung 14 an die Ablaufsteue rung 12 übermittelt, die daraufhin in Kommunikation mit der Ladesteuerung 11 den Ladevorgang entweder einleiten oder abbrechen kann. Details auch hierzu werden im Rahmen von Figur 3a erläutert. Die Verbindung zwischen dem Ein gabeterminal 141 und dem Karten- oder NFC-Leser 142 erfolgt in der Regel über einen seriellen Datenbus, beispielsweise gemäß der RS-232- Spezifikation. Eine Datenübermittlung vom Eingabeterminal 141 zur Ablauf steuerung 12 erfolgt beispielsweise über eine Ethernet-Verbindung unter Nut zung des für Bezahlfunktionen etablierten ZVT-Protokolls.
In Figur 3a ist ein Ausführungsbeispiel eines anmeldungsgemäßen Betriebsver fahrens für eine Ladevorrichtung 10 bzw. ein System mit einer Ladevorrichtung 10 in Form eines Ablaufdiagramms dargestellt. Das Betriebsverfahren kann beispielsweise von der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ladevorrichtung 10 durchgeführt werden und wird nachfolgend beispielhaft mit Verweis auf diese Figuren erläutert.
Der Verfahrensablauf gemäß Figur 3a betrifft den Ladevorgang als solchen. In Figur 3b ist ebenfalls in Form eines Flussdiagramms ein sich optional anschlie ßender Verfahrensabschnitt gezeigt, der die Bereitstellung eines Belegs (Quit tung) nach Durchführung des Ladevorgangs gemäß Figur 3a verdeutlicht.
In einem ersten Schritt S1 wird in dem in Figur 3a gezeigten Verfahren eine In formation über einen Preis für eine Energiemenge bereitgestellt. Dieses kann beispielsweise in Form eines Preises pro Kilowattstunde (kWh) erfolgen. Der Wert des Energiepreises kann in einer Ausgestaltung bereits in der Ladevor richtung 10, z. B. in der Datenbank 13, hinterlegt sein. In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Wert des Preises in dem Ladevorrich tungsverwaltungsdienst 41 hinterlegt ist und aus der Betreiber-Cloud 4 von der Ladevorrichtung 10, konkret der Ablaufsteuerung 12, abgerufen wird. In dieser Ausgestaltung ist der Preis dahingehend flexibel, dass er vom Betreiber 1 an aktuelle Energiepreise anpassbar ist.
In einem nächsten Schritt S2 wird der in dem Schritt S1 abgerufene Wert von der Ablaufsteuerung 12 an die Ladesteuerung 11 weitergeleitet und dort über die Steuereinheit 111 und die Signatureinheit 113 an den Energiezähler 112 übermittelt. Der Preis wird dann vom Energiezähler 112 auf einer Anzeige (Dis play) des Energiezählers 112 angezeigt. Wie im Zusammenhang mit den Figu ren 1 und 2 erwähnt, ist die Anzeige des Energiezählers 112 durch ein Schau glas von außen an der Ladevorrichtung 10 ablesbar. Durch die Darstellung des Preises am Energiezähler 112 erfolgt eine Angabe des Preises in einer gekap selten Einheit der Messkapsel 114 und damit eichrechtskonform.
Zusätzlich ist in der Regel vorgesehen, den Preis auch auf einer für einen Be nutzer 2 leichter einsehbaren Anzeige, beispielsweise einer mit der Ablaufsteu- erung 12 verbundenen Anzeige darzustellen. Der Benutzer 2 hat aber die Mög lichkeit, den Preis gemäß den gesetzlichen Vorgaben am Energiezähler 112 abzulesen und mit dem ansonsten angezeigten Preis zu vergleichen.
In einem nächsten Schritt S3 wird abgefragt, ob ein Benutzer 2 die Ladevorrich tung 10 zum Aufladen seines Elektrofahrzeuges nutzen möchte, was bei spielsweise durch Verbinden des Elektrofahrzeuges mit dem Ladeanschluss der Ladevorrichtung 10 einhergeht.
Wenn ein Ladevorgang geplant ist, verzweigt das Verfahren zu einem nächsten Schritt S4, in dem die Bezahleinrichtung 14 aktiviert wird und der Benutzer, z.B. über die mit der Ablaufsteuerung 12 gekoppelte Anzeige, aufgefordert wird, ei ne Bezahloption auszuwählen, um einen Bezahlvorgang zu initiieren. Ggf. kann der Benutzer dabei zwischen verschiedenen Bezahlmöglichkeiten (Kreditkarte, EC-Karte, kontaktloses Zahlen über ein Mobilgerät) auswählen. Eingegebene Bezahlinformationen, die beispielsweise die Kartenidentifikationsnummern und Informationen zu einer u. U. einzugebenden Identifikationsnummer (PIN) be treffen, werden in dem Schritt S4 an die weitere Netzwerkumgebung 5 (nach folgend auch als Abrechnungs-Cloud 5 bezeichnet) und einen dort verödeten Abrechnungsdienst übertragen.
Dabei kann vorgesehen sein, eine typische Maximalsumme, die für einen La devorgang anfallen kann, mit an den Abrechnungsdienst zu senden, um eine Reservierung oder Vorabbuchung dieses Betrages vorzunehmen. Entspre chend muss die Bezahloption eine Kreditlinie dieser Höhe zulassen, um eine Autorisierung und Freigabe durch den Abrechnungsdienst zur Folge zu haben.
In einem Schritt S5 wird eine Antwort des Abrechnungsdienstes aus der Ab rechnungs-Cloud 5 von der Bezahleinrichtung 14 erhalten und an die Ablauf steuerung 12 weitergereicht. Diese überprüft, ob der Abrechnungsdienst die anstehende Transaktion autorisiert und freigibt. Ist dies nicht der Fall, verzweigt das Verfahren zurück zum Schritt S3, wodurch die Ladevorrichtung 10 für einen weiteren Ladevorgang oder eine Wiederholung dieses Ladevorgangs bereit steht.
Wurde die Transaktion freigegeben, verzweigt der Schritt zu einem nächsten Schritt S6, in dem der Ladevorgang gestartet wird. Zu diesem Zweck kann durch den Abrechnungsdienst eine Transaktionsnummer generiert werden, die als Identifikationsnummer für den weiteren Vorgang geführt wird. Zum Starten des Ladevorgangs wird eine entsprechende Information unter Weitergabe der Transaktionsnummer an die Ladesteuerung 11 übergeben. Beim Start des Ladevorgangs wird die Signatureinheit 113 aufgefordert, den aktuellen Zählerstand des Energiezählers 112 auszulesen und als Energie zählerstand beim Start des Ladevorgangs abzuspeichern.
Der Ladevorgang wird dann fortgesetzt und es wird in einem Schritt S7 wieder holt überprüft, ob der Ladevorgang weiter aktiv ist oder durch Beendigung des Ladevorgangs oder Überschreitung einer maximal für den Ladevorgang vorge sehenen Zeit abgebrochen wird.
In einem Schritt S8 wird nach dem Ende des Ladevorgangs der Wert des Energiezählers 112 erneut abgelesen und es wird jeweils ein Datenpaket er stellt, das den Zählerstand zu Beginn des Ladevorgangs, zum Ende des Lade vorgangs sowie die Zählerdifferenz beinhaltet. Jedes der Datenpakete umfasst weiterer Eckwerte zum Ladevorgang und auch den zuvor mitgeteilten und vom Energiezähler 112 dargestellten Preis pro Energieeinheit. Diese Datenpakete werden von der Signiereinheit 113 unter Verwendung des privaten Schlüssels signiert.
Die Datenpakete werden in einem sich anschließenden Schritt S9 von der Steuereinheit 111 der Ladesteuerung 11 an die Ablaufsteuerung 12 und auch an den Ladevorrichtungsverwaltungsdienst 41 in die Betreiber-Cloud 4 übertra gen.
Eine Kopie des öffentlichen Schlüssels des Signiervorgangs wird in einer Aus gestaltung unabhängig von den Datenpaketen ebenfalls von der Steuereinheit 111 der Ladesteuerung 11 an die Ablaufsteuerung 12 übertragen und von da an den Belegverwaltungsdienst 42 gesendet. In einer alternativen Ausgestal tung kann vorgesehen sein, eine Kopie des öffentlichen Schlüssels unmittelbar den Datenpaketen hinzu zu fügen. Mithilfe des öffentlichen Schlüssels kann in nachfolgenden Schritten die Authentizität der übermittelten Datenpakete über prüft werden (vgl. Schritt S13).
Weiter werden in einem letzten Schritt S10 die Informationen aus den Daten paketen genutzt, um dem Abrechnungsdienst in der weiteren Netzwerkumge bung 5 die tatsächlich angefallenen Kosten mitzuteilen. Eine Differenz zum vorab abgebuchten Betrag wird entsprechend gutgeschrieben. Damit endet der eigentliche Ladevorgang.
In einer Alternative zu dem in Figur 3a gezeigten Verfahren kann vorgesehen sein, dass die Schritte S1 und S2, in denen Preisinformationen abgerufen und dargestellt werden, erst nach den Schritten S3 und S4 vorgenommen werden.
In einer derartigen Ausgestaltung kann implementiert sein, dass je nach Ab rechnungsmodus und auch je nach Lademethode (z. B. Normalladung oder Schnellladung) der Preis pro Energiemenge unterschiedlich hoch angesetzt wird.
In dem Flussdiagramm in Figur 3b sind weitere Verfahrensschritte dargestellt, die nach Durchführung des eigentlichen Ladevorgangs durchgeführt werden können.
Das Verfahren gemäß Figur 3a ermöglicht es, dass ein dem Betreiber 1 nicht vorbekannter Benutzer 2 an der Ladevorrichtung 10 sein Elektrofahrzeug auf laden kann. Dieses bietet dem Benutzer 2 eine große Flexibilität in der Auswahl und Nutzung von Ladevorrichtung 10. Die nicht notwendige Vorab-Anmeldung beim Betreiber 1 führt jedoch dazu, dass diesem keine Adress- oder sonstige Kontaktinformationen vorliegen, um dem Benutzer 2 nach Abschluss des Lade vorgangs einen Beleg über den Ladevorgang und das gezahlte Geld zukom men zu lassen. Eine mögliche Lösung für dieses Problem wäre, die Ladevor richtung 10 mit einem Belegdrucker zu versehen, was grundsätzlich möglich ist, jedoch mit zusätzlichem Aufwand, insbesondere in der Wartung der Ladevor richtung 10 verbunden ist.
Bei dem System gemäß Figur 1 wird stattdessen in der Betreiber-Cloud 4 der Belegverwaltungsdienst 42 ausgeführt, auf den ein Benutzer 2 bei Bedarf nach träglich nach dem Ladevorgang zugreifen kann.
Dazu stellt der Benutzer 2 beispielsweise mithilfe eines Mobilgeräts und einer darauf ausgeführten Anwendung 3 in einem ersten Schritt S11 eine Anfrage an den Belegverwaltungsdienst 42, in dem er nur ihm bekannte Details zum Lade vorgang mitteilt, beispielsweise einen Ort der Ladesäule, ggf. eine zumindest ungefähre Zeit des Ladevorgangs und zumindest einen Teil einer Karten- oder Bankkontonummer, über die der Ladevorgang abgerechnet wurde. Diese Informationen werden in einem Schritt S12 von dem Belegverwaltungs dienst 42 ausgewertet und es wird ein passender Datensatz aus einer inner halb des Belegverwaltungsdienstes 42 geführten Datenbank über erfasste La devorgänge herausgesucht und aus diesem Datensatz ein Beleg erstellt. Diese Vorgehensweise setzt voraus, dass Informationen über Ladevorgänge nach de ren Abschluss bereits von der Ladevorrichtung 10 an den Belegverwaltungs dienst 42 übertragen wurden. In einer alternativen Ausgestaltung ist es auch möglich, dass eine Anfrage für einen geeigneten Datensatz nur bei Bedarf an die Ladevorrichtung 10 und insbesondere deren Ablaufsteuerung 12 übermittelt wird und dann bedarfsgesteuert aus der dortigen Datenbank 13 abgerufen wird. Eine Kopie des öffentlichen Schlüssels der Signatureinheit 113, die dem Beleg verwaltungsdienst 42 übermittelt wurde (vgl. Schritt S9), wird ebenfalls auf dem Beleg angegeben.
In einem Schritt S13 wird der Beleg dann an die Anwendung 3 gesendet. Der Benutzer 2 kann den Beleg elektronisch archivieren oder bei Bedarf ausdru- cken. Auf dem Beleg sind neben den Preis- und Kosteninformationen auch die zugrunde liegenden Datenpakete selbst in der Fassung, in der sie von der Sig natureinheit 113 erstellt wurden, wiedergegeben, so dass dem Benutzer 2 die Möglichkeit offensteht, die Authentizität der dem Beleg zugrunde liegenden Da ten zu überprüfen. Dieses kann beispielsweise innerhalb der Anwendung 3 er folgen, indem der auf dem Beleg angegebene öffentliche Schlüssel vom Benut zer eingegeben oder vom Beleg automatisch ausgelesen wird und die Authen tizität der Datenpakete geprüft wird. Nach dieser optionalen Überprüfung der Authentizität des Datenpakete in einem Schritt S14 endet das Verfahren.
Bezugszeichen
1 Betreiber
2 Benutzer 3 Anwendung
4 Netzwerkumgebung (Betreiber-Cloud)
41 Ladevorrichtungsverwaltungsdienst
42 Belegverwaltungsdienst
5 weitere Netzwerkumgebung (Abrechnungs-Cloud)
10 Ladevorrichtung (Ladesäule)
11 Ladesteuerung
111 Steuereinheit
112 Energiezähler 113 Signatureinheit
114 Messkapsel
12 Ablaufsteuerung
13 Datenbank
14 Bezahleinrichtung 141 Eingabeterminal
142 Karten- oder NFC-Leser

Claims

Ansprüche
1. Ladevorrichtung (10) für ein Elektrofahrzeug, aufweisend einen Ladean schluss und eine Ladesteuerung (11 ) mit einer Steuereinheit (111) und ei nem mit der Steuereinheit (111) verbundenen Energiezähler (112) mit ei ner Anzeige, auf der ein Zählerstand darstellbar ist, wobei die Anzeige von außerhalb der Ladevorrichtung (10) einsehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (10) dazu eingerichtet ist, einen Wert für einen Ener giepreis von der Steuereinheit (111 ) an den Energiezähler (112) zur Dar stellung auf dessen Anzeige zu übertragen.
2. Ladevorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der der Energiezähler (112) mit einer Signatureinheit (113) gekoppelt ist, um den Zählerstand und den Wert für den Energiepreis zu digital zu signieren.
3. Ladevorrichtung (10) nach Anspruch 2, bei der der Energiezähler (112) zu sammen mit der Signatureinheit (113) in einer Messkapsel (114) angeord net ist.
4. Ladevorrichtung (10) nach Anspruch 3, bei der die Messkapsel (114) ver schlossen ist.
5. Ladevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, aufweisend eine
Bezahleinrichtung (14) mit mindestens einem Eingabeterminal (141) zur Entgegennahme einer Benutzereingabe und einem Karten- und/oder NFC- Lesegerät (142).
6. System zum Laden eines Elektrofahrzeugs, aufweisend mindestens eine
Ladevorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die min destens eine Ladevorrichtung (10) datentechnisch mit einer Netzwerkum gebung (4) verbunden ist, die einen Ladevorrichtungsverwaltungsdienst (41) bereitstellt.
7. System nach Anspruch 6, wobei die mindestens eine Ladevorrichtung (10) datentechnisch mit einerweiteren Netzwerkumgebung (5) verbunden ist, die einen Abrechnungsdienst bereitstellt.
8. Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeugs durch eine Ladevorrichtung
(10), aufweisend die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines Wertes für einen Energiepreis an eine Steuereinheit (111 ) der Ladevorrichtung (10);
- Übertragen des Wertes an einen Energiezähler (112) mit einer Anzei ge;
- Darstellen des Wertes für den Energiepreis zusammen mit mindestens einem Zählerstand des Energiezählers (112) auf der Anzeige des Energiezählers (112);
- Bereitstellen von elektrischer Energie an einem Ladeanschluss der La devorrichtung (10); und
- Erfassen von abgegebener Energie an dem Ladeanschluss durch den Energiezähler (112).
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Wert für den Energiepreis aus ei ner Netzwerkumgebung (4) abgerufen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem vor Beginn eines Ladevorgangs
Bezahlinformationen eines Benutzers (2) über eine Bezahleinrichtung (14) erfasst und zur Authentifizierung an einen Abrechnungsdienst gesendet werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem nach Beendigung eines Ladevorgangs mindestens ein Zählerstand des Energiezählers (112) und der Wert für den Energiepreis digital signiert werden und abgespei chert werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , bei dem die digital signierten Daten von dem
Benutzer (2) abgerufen werden können und zur Erstellung eines Belegs verwendet werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Benutzer (2) zum Abrufen der di gital signierten Daten Informationen zum Ladevorgang angibt, anhand de rer der Ladevorgang identifiziert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Daten Abschnitte einer Karten nummer, eine Position der Ladevorrichtung und/oder eine Uhrzeit des La devorgangs betreffen.
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