DE102017127302A1 - Charging an electric vehicle - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Steuern des Ladens eines Elektrofahrzeuges (4) aus einem Ladegerät (2), das an ein elektrisches AC-Versorgungsnetz (6) angeschlossen ist, beschrieben, wobei eine aktuelle Ist-Netzfrequenz (F-a) des elektrischen Versorgungsnetzes (6) erfasst wird, ein Komfortwert (K) spezifiziert wird, der sich auf eine zulässige Verlängerung einer Ladedauer (t-ch-max) bezieht, während des Ladens ein Wert (B) eines Betriebsparameters ermittelt wird, der sich auf einen aktuellen Ladezustand des Elektrofahrzeugs (4) bezieht, und ein vom Ladegerät (2) an das Elektrofahrzeug (4) abgegebener Ladestrom (I-ch) abhängig von der Ist-Netzfrequenz (F-a), dem Werte (B) des Betriebsparameters und dem Komfortwert (K) eingestellt wird.

Figure DE102017127302A1_0000
A method is described for controlling the charging of an electric vehicle (4) from a charger (2) which is connected to an electrical AC supply network (6), wherein a current actual mains frequency (Fa) of the electrical supply network (6) is detected, a comfort value (K) is specified, which relates to a permissible extension of a charging duration (t-ch-max), during charging, a value (B) of an operating parameter is determined, which is based on a current state of charge of the electric vehicle ( 4), and a charging current (I-ch) output from the charger (2) to the electric vehicle (4) is set depending on the actual grid frequency (Fa), the values (B) of the operating parameter and the comfort value (K).
Figure DE102017127302A1_0000

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ladegerät zum Laden eines Elektrofahrzeuges, wobei das Ladegerät aufweist: einen Anschluss an ein elektrisches AC-Versorgungsnetz, einen Abgabepunkt für Ladestrom an das Elektrofahrzeug und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Ladens, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, einen Ladestrom, den das Ladegerät an das Elektrofahrzeug abgibt, einzustellen.The invention relates to a charging device for charging an electric vehicle, the charging device comprising: a connection to an electrical AC supply network, a delivery point for charging current to the electric vehicle and a control device for controlling the charging, wherein the control device is designed to charge a charging current, set the charger to the electric vehicle.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Steuern des Ladens eines Elektrofahrzeuges aus einem Ladegerät, das an ein elektrisches AC-Versorgungsnetz angeschlossen ist, wobei ein Wert eines Betriebsparameters erfasst wird, der einen aktuellen Ladezustand des Elektrofahrzeugs spezifiziert, und unter Berücksichtigung des Wertes des Betriebsparameters an das Elektrofahrzeug Ladestrom abgegeben wird.The invention further relates to a method for controlling the charging of an electric vehicle from a charger connected to an electric AC supply network, wherein a value of an operating parameter is specified, which specifies a current state of charge of the electric vehicle, and taking into account the value of the Operating parameters is delivered to the electric vehicle charging current.

Für elektrische Wechselspannungsversorgungsnetze ist die Netzfrequenz ein wesentlicher Parameter. Im europäischen Versorgungsnetz beträgt der Frequenzsollwert 50 Hz. Bei einem Überangebot an Strom steigt die Ist-Netzfrequenz über diesen Wert, bei einem Unterangebot sinkt sie darunter. Insbesondere mit der zunehmenden Verbreitung von regenerativen Energieerzeugungsanlagen, wie Windkraftwerken oder Solarkraftwerken, steigt der Anteil an Stromerzeugungseinrichtungen, die hinsichtlich ihrer Leistungsabgabe stark äußeren Einflüssen unterworfen und dementsprechend schlecht steuerbar sind. Ein ausgleichender Eingriff bei steuerbaren Stromerzeugungsanlagen, wie Wasserkraftwerken, Gaskraftwerken etc., ist im Hinblick auf die Verteilungsnetzbelastung und unter Effizienz- und Umweltgesichtspunkten nicht günstig. Man sucht deshalb vermehrt nach Lösungen, in denen lastseitig agiert wird, um die Netzfrequenz zu stabilisieren. Bei solchen Lösungen wird die aktuelle Ist-Netzfrequenz des Versorgungsnetzes erfasst und unter Berücksichtigung dieser Werte vom Versorger das Versorgungsnetz zeitweise abgeschaltet.For electrical AC power grids the mains frequency is an essential parameter. In the European supply network, the frequency setpoint is 50 Hz. In the event of an oversupply of electricity, the actual grid frequency rises above this value; in the case of a sub-supply, it falls below it. In particular, with the increasing use of renewable energy generation systems, such as wind power plants or solar power plants, the proportion of power generation facilities, which are subject to external influences in terms of their power output and are therefore difficult to control increases. A compensatory intervention in controllable power generation plants, such as hydroelectric power plants, gas power plants, etc., is not favorable in terms of the distribution network load and in terms of efficiency and environmental considerations. Therefore, people are increasingly looking for solutions in which the load is acted on to stabilize the grid frequency. In such solutions, the current actual grid frequency of the supply network is detected and, taking these values into account, the utility grid temporarily shuts off the grid.

Es gibt auch Ansätze, dass der Verbraucher seine Last reduziert und steuert, um das Netz zu stabilisieren. Beispiele für eine solche netzstabilisierende Vorgehensweise finden sich in der DE 102009041726 A1 , welche die Netzstabilisierung auf Ebene eines Gateways vorsieht, und der DE 102011122656 A1 , die eine Anschlussdose für einen elektrischen Verbraucher vorschlägt, welche den Verbraucher abschaltet, wenn die Ist-Netzfrequenz unter dem Frequenzsollwert liegt. Eine derartige Abschaltung kann bei Verbrauchern, die eine thermische Last betreiben, in der Regel aufgrund der Trägheit der thermischen Last meist toleriert werden. Die DE 102011122656 A1 sieht als Verbraucher, der an die gesteuerte Anschlussdose angeschlossen werden kann, einen Kühlschrank vor. In der Veröffentlichung S. Williams et al., „Evaluating the role of building thermal inertia for the provision of decentralised demand-side primary electrical frequency regulation services“, Conference Paper, Juni 2017, Konferenz: Sustainable Thermal Energy Management International Conference (SusTEM2017) , in Alkmaar, Niederlande, wird vorgeschlagen, die Heizung eines Gebäudeblocks netzfrequenzabhängig zu betreiben. In der Veröffentlichung S. Wang und T. Rui, „Supply-based feedback control strategy of air-conditioning systems for direct load control of buildings responding to urgent requests of smart grids“, DOI: 10.1016/j.apenergy.2016.10.067 , geschieht dies mit einer Klimatisierungsanlage.There are also approaches that the consumer reduces and controls his load to stabilize the grid. Examples of such a network stabilizing approach can be found in the DE 102009041726 A1 , which provides the network stabilization at the level of a gateway, and the DE 102011122656 A1 , which proposes a junction box for an electrical consumer, which shuts off the load when the actual mains frequency is below the frequency setpoint. Such shutdown can usually be tolerated in consumers who operate a thermal load, usually due to the inertia of the thermal load. The DE 102011122656 A1 As a consumer who can be connected to the controlled junction box, he sees a refrigerator. In the publication S. Williams et al., "Evaluating the role of building thermal inertia for the provision of decentralized demand-side primary electrical frequency regulation services", Conference Paper, June 2017, Conference: Sustainable Thermal Energy Management International Conference (SusTEM2017) , in Alkmaar, The Netherlands, it is proposed to operate the heating of a building block network frequency dependent. In the publication S. Wang and T. Rui, "Supply-based feedback control strategy for air-conditioning systems for direct load control of buildings responding to urgent requests for smart grids", DOI: 10.1016 / j.apenergy.2016.10.067 , this is done with an air conditioning system.

Bei den genannten Ansätzen geht man somit davon aus, dass eine kurzzeitige Abschaltung der Energieversorgung aufgrund der Trägheit der thermischen Last toleriert werden kann. Für das Laden von Elektrofahrzeugen, für die man eine größere Verbreitung anstrebt, gilt dies jedoch nicht. Hier wäre dieser Ansatz nachteilig.In the case of the aforementioned approaches, it is therefore assumed that a short-term shutdown of the energy supply can be tolerated due to the inertia of the thermal load. However, this does not apply to the charging of electric vehicles for which a greater spread is desired. Here this approach would be disadvantageous.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeuges und ein verbessertes Ladegerät anzugeben, mit denen ein netzstabilisierender Betrieb ohne Komforteinbußen für den Benutzer realisiert werden kann.The invention is therefore based on the object to provide an improved method for charging an electric vehicle and an improved charger, with which a network stabilizing operation without loss of comfort for the user can be realized.

Die Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen definiert. Die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The invention is defined in the independent claims. The dependent claims relate to preferred developments of the invention.

Beim Verfahren zum Steuern des Ladens eines Elektrofahrzeugs wird ein Ladegerät verwendet, das an ein elektrisches AC-Versorgungsnetz angeschlossen ist. Eine aktuelle Ist-Netzfrequenz des elektrischen Versorgungsnetzes wird erfasst. Weiter wird ein Komfortwert spezifiziert, der eine zulässige Verlängerung einer Ladedauer angibt. Der Begriff „Komfort“ hebt auf ein objektives Verständnis ab. Bei einer längeren Ladedauer ist objektiv gesehen der Komfort des Ladens geringer. Subjektiv kann eine längere Ladedauer aber für einen Benutzer auch ohne Komforteinbußen sein, beispielsweise wenn ihm für das Laden des Elektrofahrzeuges ein längerer Zeitraum, z.B. die ganze Nacht, zu Verfügung steht. Während des Ladens wird ein Wert eines Betriebsparameters ermittelt, der sich auf einen aktuellen Ladezustand des Elektrofahrzeugs bezieht. Hierbei kann es sich um den tatsächlichen Ladegrad oder eine noch fehlende und zu ladende Energiemenge handeln, wenn eine solche aus den verfügbaren Daten ableitbar ist. Es kann sich aber auch um ein indirektes oder direktes Maß für die dem Elektrofahrzeug bereits während des Ladens zugeführte Energiemenge handeln, die sich auch auf den Ladezustand bezieht, z.B. ein Verhältnis von tatsächlicher Dauer, in der Ladestrom abgegeben wurde, zu der Gesamtdauer des bisherigen Ladevorgangs. Ein vom Ladegerät an das Elektrofahrzeug abgegebener Ladestrom wird abhängig von der Ist-Netzfrequenz, dem Wert des Betriebsparameters und dem Komfortwert eingestellt.The method for controlling the charging of an electric vehicle uses a charger connected to an electric AC power supply. A current actual network frequency of the electrical supply network is detected. Furthermore, a comfort value is specified which indicates a permissible extension of a charging duration. The term "comfort" is based on an objective understanding. For a longer charging time, objectively, the comfort of the store is lower. Subjectively, however, a longer charging time can also be without loss of comfort for a user, for example if a longer period of time, for example the whole night, is available to him for charging the electric vehicle. During charging, a value of an operating parameter is determined, which relates to a current state of charge of the electric vehicle. This may be the actual level of charge or a quantity of energy still missing and to be charged, if such is deducible from the available data. However, it may also be an indirect or direct measure of the amount of energy already supplied to the electric vehicle during charging, which also relates to the state of charge, For example, a ratio of actual duration in the charging current was given to the total duration of the previous charging. A charging current supplied by the charger to the electric vehicle is set depending on the actual mains frequency, the value of the operating parameter and the comfort value.

Analog dazu sieht das Ladegerät zum Laden eines Elektrofahrzeugs einen Anschluss an ein elektrisches AC-Versorgungsnetz vor. Weiter verfügt das Ladegerät über einen Abgabepunkt für Ladestrom an das Elektrofahrzeug und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Ladens. Die Steuereinrichtung weist eine Eingabevorrichtung zur Eingabe eines Komfortwerts auf, der sich auf eine zulässige Verlängerung einer Ladedauer bezieht. Die Steuereinrichtung ist weiter ausgebildet, die aktuelle Ist-Netzfrequenz am Anschluss zu erfassen. Weiter ist sie ausgebildet, während des Ladens einen Wert eines Betriebsparameters zu erfassen, der sich auf einen aktuellen Ladezustand des Elektrofahrzeugs bezieht. Die Steuereinrichtung ist schließlich ebenfalls ausgebildet, einen Ladestrom, den das Ladegerät an das Elektrofahrzeug abgibt, unter Berücksichtigung der Ist-Netzfrequenz, des Wertes des Betriebsparameters und des Komfortwerts einzustellen. Das Ladegerät führt also das genannte Verfahren zum Steuern des Ladens des Elektrofahrzeuges aus bzw. ist dazu ausgebildet.Similarly, the charger for charging an electric vehicle provides a connection to an electrical AC supply network. Further, the charger has a discharge point for charging current to the electric vehicle and a control device for controlling the charging. The control device has an input device for inputting a comfort value, which relates to a permissible extension of a charging duration. The control device is further embodied to detect the current actual network frequency at the connection. Further, it is designed to detect a value of an operating parameter during charging, which relates to a current state of charge of the electric vehicle. Finally, the control device is also designed to set a charging current, which the charger delivers to the electric vehicle, taking into account the actual network frequency, the value of the operating parameter and the comfort value. The charger thus carries out the said method for controlling the charging of the electric vehicle or is designed for this purpose.

Die netzfrequenzstabilisierende Wirkung des Verfahrens zum Laden bzw. des Ladegeräts besteht darin, dass abhängig vom Ladezustand und abhängig vom Komfortparameter die Ist-Netzfrequenz bei der Einstellung des Ladestroms mehr oder weniger berücksichtigt wird. Wünscht der Benutzer einen hohen Komfort durch möglichst schnelles Laden, wird dementsprechend auf die netzfrequenzstabilisierende Wirkung des Ladens mehr oder ganz verzichtet. Ist der Benutzer mit einer längeren Ladedauer zufrieden, also einem objektiv niedrigen Komfortwert, fällt die Netzfrequenzstabilisierung hingegen hoch aus. Auf diese Weise kann ein Benutzer ohne aufwendige Programmierungstechniken durch eine einfache Vorgabe des gewünschten Komfortwertes Einfluss darauf nehmen, ob die netzfrequenzstabilisierende Wirkung groß, klein oder nicht vorhanden ist. Für die Berücksichtigung der Ist-Netzfrequenz ist es bevorzugt, einen Schwellwert der Netzfrequenz festzulegen, unterhalb dessen das Ladegerät keinen oder nur einen reduzierten Ladestrom abgibt. Der Schwellwert ist in Ausführungsformen vom gewählten Komfortwert abhängig. Ist ein objektiv hoher Komfortwert vorgegeben, soll also die Ladung möglichst schnell erfolgen, wird der Schwellwert dauerhaft oder zeitweilig so angesetzt, dass eine Ladung auch dann durchgeführt wird, wenn im Versorgungsnetz Strommangel herrscht und die Ist-Netzfrequenz unter dem Frequenzsollwert liegt. Bei einem niedrigen Komfortwert, also einer vom Benutzer tolerierten großen Ladezeitverlängerung, wird der Schwellwert hingegen mindestens zeitweise so gewählt, dass nur zu Zeiten eines Überangebotes an Strom das Elektrofahrzeug geladen wird. Abhängig vom Schwellwert und damit mit steigendem Wert des Komfortparameters nehmen Zeitanteile zu, in denen dem Elektrogerät aus dem Versorgungsnetz Energie zugeführt wird und zugleich die Ist-Netzfrequenz unter dem Frequenzsollwert liegt. Eine Versorgung des Elektrogerätes zu Zeitpunkten, zu denen die Ist-Netzfrequenz unter dem Frequenzsollwert liegt, ist aus Netzfrequenzstabilisierungsgründen eigentlich zu vermeiden. Eine Energieversorgung zu diesen Zeitpunkten hängt vom Wert des Komfortparameters ab.The network frequency stabilizing effect of the method for charging or the charger is that depending on the state of charge and depending on the comfort parameter, the actual grid frequency is more or less taken into account when setting the charging current. If the user wishes a high level of comfort by loading as fast as possible, the net frequency-stabilizing effect of the charging is accordingly more or less dispensed with. If the user is satisfied with a longer charging time, ie an objectively low comfort value, then the mains frequency stabilization is high. In this way, a user without complex programming techniques by a simple specification of the desired comfort value influence on whether the mains frequency stabilizing effect is large, small or not available. For the consideration of the actual network frequency, it is preferable to set a threshold value of the network frequency below which the charger emits no or only a reduced charging current. The threshold value in embodiments depends on the selected comfort value. If an objectively high comfort value is given, ie if the charge is to take place as quickly as possible, the threshold value is set permanently or temporarily so that a charge is carried out even if there is a lack of power in the supply network and the actual mains frequency is below the frequency setpoint. With a low comfort value, that is, a user-tolerated large charging time extension, the threshold is, however, at least temporarily selected so that only at times of oversupply of electricity, the electric vehicle is charged. Depending on the threshold value and thus with the increasing value of the comfort parameter, time shares increase in which the electrical appliance is supplied with energy from the supply network and at the same time the actual mains frequency is below the frequency setpoint. Supplying the electrical appliance at times when the actual mains frequency is below the frequency setpoint is actually to be avoided for mains frequency stabilization reasons. A power supply at these times depends on the value of the comfort parameter.

Der Komfortwert kann beispielsweise die zulässige Ladedauer bis zum Erreichen eines bestimmten Ladegrades, beispielsweise 80 %, 90 % oder 100 % angeben. Hierbei ist in Ausführungsformen keine exakte Kenntnis der Batteriekapazität oder des aktuellen Ladezustandes nötig. Das Verfahren bzw. Ladegerät ist somit auch bei sog. Typ 2-Anschlusssystemen möglich, bei denen das Elektrofahrzeug nur den maximal zulässigen Ladestrom meldet, nicht aber den aktuellen Ladezustand und/oder die Batteriekapazität. Der Komfortwert gibt dann z.B. einen Faktor für die Verlängerung gegenüber der technisch kürzesten Ladedauer vor, welche mit dem maximal zulässigen Ladestrom erreicht würde - unabhängig von der konkreten Länge dieser Ladedauer. Wählt der Benutzer die höchste Komfortstufe, wird eine Vollladung bei vollständig entleerter Batterie beispielsweise in 1 Stunde durchgeführt. Bei geringstem Komfortwert kann die Ladung auf Phasen beschränkt werden, in denen die Ist-Netzfrequenz über dem Frequenzsollwert liegt, also de facto ein Überangebot an Strom gegeben ist und dauert dann bis zu z.B. 8-mal so lange.The comfort value may indicate, for example, the permissible charging time until reaching a certain charging level, for example 80%, 90% or 100%. In this case, in embodiments no exact knowledge of the battery capacity or the current state of charge is necessary. The method or charger is therefore also in so-called. Type 2 Connection systems possible in which the electric vehicle reports only the maximum allowable charging current, but not the current state of charge and / or battery capacity. The comfort value then specifies, for example, a factor for the extension compared to the technically shortest charging duration, which would be achieved with the maximum permissible charging current, regardless of the specific length of this charging duration. If the user selects the highest comfort level, a full charge is carried out with the battery completely discharged, for example in 1 hour. With the lowest comfort value, the charge can be limited to phases in which the actual mains frequency is above the frequency setpoint, ie de facto an oversupply of electricity is given and then takes up to eg 8 times as long.

Eine besonders einfache Realisierung sieht für das Steuern des Ladestroms eine Stellgröße vor, die lediglich ein Ein- und Ausschalten des Elektrogerätes vorgibt. In einer Verfeinerung wird der Steuerung eine Stellgröße vorgegeben, die angibt, welcher Ladestrom zugeteilt werden soll. Anstatt eines Zwei-Punkt-Verhaltens hat die Stellgröße dann ein Proportionalverhalten.A particularly simple implementation provides for the control of the charging current before a manipulated variable, which only specifies a switching on and off of the electrical appliance. In a refinement, the controller is given a manipulated variable which specifies which charge current is to be allocated. Instead of a two-point behavior, the manipulated variable then has a proportional behavior.

Insbesondere bei leistungsstarken Elektrogeräten ist eine dreiphasige Energieversorgung üblich. In solchen Fällen ist es bevorzugt, dass die Stellgröße drei Komponenten enthält, wobei jede Komponente für genau eine der drei Phasen gilt.Especially with high-performance electrical appliances, a three-phase power supply is common. In such cases it is preferred that the manipulated variable contains three components, each component being valid for exactly one of the three phases.

Um dem Benutzer die Auswahl des Komfortwerts möglichst einfach zu gestalten, ist eine Anzeige zweckmäßig, die den gewählten Komfortparameter visualisiert, beispielsweise in einer Stufenanzeige. Eine besonders einfache Bauweise sieht beispielsweise einen Farbcode vor, der z. B. von blau über grün und gelb nach rot wechselt. Die Verlängerung der Ladedauer bezieht sich optional nicht auf die Ladedauer bis zum Vollladen (100 %), sondern bis zum Erreichen eines spezifizierten und optional vom Benutzer einstellbaren Ladegrads, beispielsweise 80 % oder 90 %. Der Wert des Betriebsparameters bezieht sich auf den aktuellen Ladezustand des Elektrofahrzeugs. Bei Elektrofahrzeugen, die eine entsprechende Information über den Ladegrad abgeben, kann der Wert auf die absolute Energiemenge, welche zum gewünschten Aufladen (z.B. Vollladen) des Elektrofahrzeugs nötig ist, abstellen. Er wird dann fortwährend ermittelt, indem von der zu Ladebeginn benötigen Energiemenge diejenige Energiemenge abgezogen wird, die während des Ladens zugeführt wurde. So ist zu jedem Zeitpunkt bekannt, welche Energiemenge noch benötigt wird.In order to make the user the selection of the comfort value as simple as possible, a display is appropriate, which visualizes the selected comfort parameters, for example in a level display. A particularly simple design sees for example, a color code, the z. B. changes from blue to green and yellow to red. The lengthening of the charging time optionally does not refer to the charging time until fully charged (100%), but until reaching a specified and optionally user-adjustable charging level, for example 80% or 90%. The value of the operating parameter refers to the current state of charge of the electric vehicle. In the case of electric vehicles, which provide appropriate information about the charging level, the value of the absolute amount of energy required for the desired charging (eg full charging) of the electric vehicle can be switched off. It is then continuously determined by subtracting from the amount of energy required at the start of charging the amount of energy that was supplied during charging. So it is known at any time, which amount of energy is still needed.

In einigen Ausführungsformen erhält das Ladegerät keine Information vom Elektrofahrzeug über den aktuellen Ladezustand. Dann ist es möglich, dass der Benutzer den Ladegrad des Elektrofahrzeugs, dem beim Beginn des Ladens vorlag, der Steuereinrichtung mitteilt, beispielsweise über eine Eingabeeinrichtung. Gleiches gilt, falls das Elektrofahrzeug nur den Ladegrad, nicht aber die Batteriekapazität mitteilt, so dass die tatsächlich zur Vollladung oder Erreichen eines bestimmten Ladegrades benötigte Energiemenge der Steuereinrichtung bzw. bei der Durchführung des Verfahrens nicht bekannt ist.In some embodiments, the charger receives no information from the electric vehicle about the current state of charge. Then, it is possible for the user to inform the controller of the charging degree of the electric vehicle that was present at the start of charging, for example via an input device. The same applies if the electric vehicle reports only the degree of charge, but not the battery capacity, so that the amount of energy actually required for full charging or reaching a certain charging level of the control device or in the implementation of the method is not known.

Das Verfahren bzw. das Ladegerät kann jedoch auch gänzlich ohne Kenntnis des aktuellen Ladegrades und/oder der Batteriekapazität des Elektrofahrzeuges arbeiten. Die Verlängerung der Ladedauer bezieht sich dann auf einen multiplikativen Faktor, um den sich die Ladedauer gegenüber der Mindestdauer, die bei konstanter Bestromung erreicht würde, verlängert. In solchen Fällen ist es in einer Weiterbildung zweckmäßig, ein Tastverhältnis zu ermitteln. Das Tastverhältnis ist durch den prozentualen Anteil der Ladephasen, in denen ein (z.B. maximaler) Ladestrom abgegeben wurde, zu Phasen in denen kein Ladestrom abgegeben wurde, definiert. Die multiplikative Verlängerung der Ladedauer, die durch den Komfortwert angegeben wurde, entspricht dann dem Kehrwert des Tastverhältnisses. So ist bei einem mittleren Tastverhältnis von 0,5 die Ladedauer gegenüber der technischen Mindestdauer verdoppelt. In Ausführungsformen wird deshalb während des Betriebs des Ladens der Schwellwert so variiert, dass innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ein mittleres Tastverhältnis erreicht wird, das sich aus dem Kehrwert der durch den Komfortwert spezifizierten Verlängerung der Ladedauer ergibt. Hierfür kann z.B. der Schwellwert abhängig von einer Abweichung zwischen aktuellem und gewünschtem mittlerem Tastverhältnis eingestellt werden oder ab einem gewissen Zeitpunkt im Zeitintervall auf Dauerbestromung geschaltet werden. Auf diese Weise ist dafür Sorge getragen, dass im Wesentlichen die durch den Komfortwert spezifizierte Verlängerung der Ladedauer erreicht wird. Tatsächlich wird sie in den meisten Fällen unterschritten werden, da das Elektrofahrzeug in den seltensten Fällen einen Ladegrad von Null haben wird. Der Begriff „im Wesentlichen“ bezieht sich dabei auch darauf, dass Abweichungen auftreten können, wenn zum Beginn des letzten Intervalls außerordentlich wenig Phasen mit Abgabe von Ladestrom liegen, so dass erst gegen Ende des Intervalls durch eine Dauerbestromung das mittlere Tastverhältnis erreicht wird. In diesem Fall kann es eine geringfügige Verlängerung über den gewünschten Faktor hinaus geben. Diese Abweichung ist umso geringer, umso kürzer man die Zeitintervalle wählt, innerhalb denen der mittlere Tastwert erreicht werden soll. Dieses Prinzip kann auch verwendet werden, wenn mit schwankendem Ladestrom geladen wird. In das Tastverhältnis gehen die Ladephasen dann entsprechend bewertet ein.However, the method or the charger can also work entirely without knowledge of the current charging level and / or the battery capacity of the electric vehicle. The extension of the charging time then refers to a multiplicative factor by which the charging time is prolonged compared to the minimum duration which would be achieved with constant current supply. In such cases, it is useful in a development to determine a duty cycle. The duty cycle is defined by the percentage of charge phases in which a (e.g., maximum) charge current was delivered to phases in which no charge current was delivered. The multiplicative extension of the charging duration indicated by the comfort value then corresponds to the reciprocal of the duty cycle. Thus, with a mean duty cycle of 0.5, the charging time compared to the minimum technical duration doubled. In embodiments, therefore, during operation of the charging, the threshold is varied so as to achieve, within a predetermined time interval, an average duty cycle resulting from the reciprocal of the charging duration specified by the comfort value. For this purpose, e.g. the threshold value can be set as a function of a deviation between the current and the desired average duty cycle, or switched to continuous power supply at a certain time in the time interval. In this way, care is taken that essentially the extension of the charging duration specified by the comfort value is achieved. In fact, it will be undercut in most cases, as the electric vehicle will seldom have a charge of zero. The term "essentially" also refers to the fact that deviations can occur if at the beginning of the last interval extraordinarily few phases with delivery of charge current are, so that only at the end of the interval by a continuous current, the average duty cycle is reached. In this case, there may be a slight extension beyond the desired factor. This deviation is the smaller, the shorter one chooses the time intervals within which the average duty value is to be achieved. This principle can also be used when charging with fluctuating charging current. In the duty cycle, the charging phases are then evaluated accordingly.

In einer Weiterbildung des Verfahrens ist es zweckmäßig, dass ab einem Zeitpunkt nach Beginn der Ladung dauerhaft ein für das Elektrofahrzeug maximal möglicher Ladestrom abgegeben wird. Diese Ausgestaltung ist sowohl bei der Variante mit der Berücksichtig des Tastverhältnisses zweckmäßig, als auch bei Versionen, in denen die Batteriekapazität und/oder der Ladegrad bekannt sind. Der Zeitpunkt, ab dem der maximal mögliche Ladestrom dauerhaft abgegeben wird, ist letztlich durch den Komfortwert bestimmt. Er liegt genau dann vor, wenn die verbleibende Ladezeit gerade noch ausreicht, mit Dauerbestromung einen gewünschten Ladeschlusszustand zu erreichen. Zur Einleitung solcher Dauerbestromungsphasen kann beispielsweise der Schwellwert für die Netzfrequenz auf einen Wert gesetzt werden, der unterhalb des zulässigen Schwankungsbereichs für die Netzfrequenz liegt. Auf diese Weise wird automatisch eine Dauerbestromung erreicht. Der Zeitpunkt kann insbesondere abhängig von der bislang zugeführten Energiemenge gewählt werden.In a further development of the method, it is expedient that, starting from a point in time after the start of the charge, a charging current which is as large as possible for the electric vehicle is delivered permanently. This embodiment is useful both in the variant with the consideration of the duty cycle, as well as in versions in which the battery capacity and / or the degree of charge are known. The time from which the maximum possible charging current is permanently delivered is ultimately determined by the comfort value. It is present if and only if the remaining charging time is just sufficient to achieve a desired end-of-charge state with continuous current. To initiate such continuous power phases, for example, the threshold value for the network frequency can be set to a value which is below the permissible range of fluctuation for the network frequency. In this way, a continuous power is automatically achieved. The time can be chosen in particular depending on the previously supplied amount of energy.

Die oben geschilderten Varianten für das Verfahren zum Laden betreffen natürlich gleichermaßen das Ladegerät, welches insbesondere als Ladesäule ausgebildet sein kann. Das Ladegerät ist dann so ausgebildet, das es während des Ladens das beschriebene Verfahren ausführt.Of course, the above-described variants for the method for charging equally affect the charger, which may be designed in particular as a charging station. The charger is then designed to perform the described method during charging.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele auch alternative Elemente und Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder Komponenten enthalten. Elemente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbespiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden gleiche oder einander entsprechende Elemente in verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht mehrmals erläutert. Von den Figuren zeigen:

  • 1 eine Schemadarstellung einer Ladesäule zum Laden eines Elektrofahrzeugs aus einem elektrischen Wechselspannungsversorgungsnetz,
  • 2 eine Schemadarstellung eines Reglers in der Ladesäule der 1 und
  • 3 bis 8 Diagramme zur Veranschaulichung eines Steuerverhaltens und Ladeverlaufs.
The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the accompanying drawings, which also disclose features essential to the invention. These embodiments are merely illustrative and are not to be construed as limiting. For example, a description of an embodiment having a plurality of elements or components is not to be construed as requiring all of these elements or components for implementation. Rather, other embodiments may include alternative elements and components, fewer elements or components, or additional elements or components. Elements or components of various embodiments may be combined with each other unless otherwise specified. Modifications and modifications described for one of the embodiments may also be applicable to other embodiments. To avoid repetition, the same or corresponding elements in different figures are denoted by the same reference numerals and not explained several times. From the figures show:
  • 1 a schematic representation of a charging station for charging an electric vehicle from an electrical AC power supply network,
  • 2 a schematic representation of a regulator in the charging station of the 1 and
  • 3 to 8th Diagrams to illustrate a control behavior and charge history.

1 zeigt schematisch ein als Ladesäule ausgeführtes Ladegerät 2 zum Laden eines Elektrofahrzeugs 4 aus einem elektrischen Wechselspannungs-Versorgungsnetz 6. Das Versorgungsnetz 6 wird von stromerzeugenden Anlagen gespeist, die in einem Verteilernetz 8 zusammengeführt sind; im Bespiel schematisch aus einer Windkraftanlage 10 und einem Gaskraftwerk 12. Das Versorgungsnetz 6 ist ein Wechselspannungsnetz, für das ein Frequenzsollwert F-s vorgeben ist. In Europa beträgt dieser Wert 50 Hz. Liegt ein Stromüberangebot vor, steigt die Netzfrequenz über den Frequenzsollwert. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Windkraftanlage 10 mit hoher Leistung arbeitet. Liegt hingegen im Verteilernetz 8 ein Unterangebot an Strom vor, sinkt die Netzfrequenz im Versorgungsnetz 6 unter den Frequenzsollwert F-s. 1 schematically shows a designed as a charging station charger 2 for charging an electric vehicle 4 from an AC electrical supply network 6 , The supply network 6 is powered by electricity generating facilities operating in a distribution network 8th are merged; in the example schematically from a wind turbine 10 and a gas power plant 12 , The supply network 6 is an alternating voltage network, for which a frequency setpoint fs is pretend. In Europe, this value is 50 Hz. If there is a supply of power, the mains frequency rises above the frequency setpoint. This can for example be the case when the wind turbine 10 works with high performance. Is on the other hand in the distribution network 8th If there is a shortage of electricity, the grid frequency in the grid drops 6 below the frequency setpoint Fs.

Das Ladegerät 2 ist an das Versorgungsnetz 6 angeschossen und verfügt über ein Steuergerät 14, welches den Betrieb des Ladegerätes steuert. Das Steuergerät 14 verfügt optional über eine Ein- und/oder Ausgabeschnittstelle, z.B. zur Funkkommunikation. Das Ladegerät 14 stellt an einer Anschlussdose 16 Ladestrom bereit. Über ein Ladekabel 18 ist das Elektrofahrzeug 4 mit der Anschlussdose 16 verbunden.The charger 2 is connected to the supply network 6 shot and has a control unit 14 , which controls the operation of the charger. The control unit 14 Optionally has an input and / or output interface, eg for radio communication. The charger 14 puts on a junction box 16 Charging current ready. About a charging cable 18 is the electric vehicle 4 with the junction box 16 connected.

Das Steuergerät 14 misst eine aktuelle Ist-Netzfrequenz F-a im Versorgungsnetz 6 und berücksichtigt sie beim Laden. Das Ladegerät 2 verfügt optional über eine Eingabeeinrichtung 20, die mehrere Tasten 22 oder einen Schieberegler aufweist. Der Benutzer drückt eine der Tasten, um seinen Wunsch für die Ladedauer anzugeben und damit einen Komfortwert auszuwählen. Dies kann ggf. auch per Funk erfolgen. Eine optionale Anzeigeeinrichtung 24 zeigt über entsprechende unterschiedlich farbige Leuchten 26 die gewählte Komfortstufe an. Beispielsweise können die Leuchten vier verschiedene Farben haben, insbesondere von blau über grün und gelb nach rot. Gleichmaßen ist es auch möglich, die Vorgabe für den Komfortparameter durch ein einziges leuchtendes Feld, das seine Farbe wechselt oder eine Zahlenangabe etc. anzuzeigen. Eine Stufenanzeige kann insofern auf verschiedene Weisen realisiert werden.The control unit 14 measures a current actual grid frequency fa in the supply network 6 and take them into account when loading. The charger 2 Optionally has an input device 20 that have multiple buttons 22 or has a slider. The user presses one of the buttons to indicate his or her desire for the charging time, thereby selecting a comfort value. This may possibly also be done by radio. An optional display 24 shows about corresponding differently colored lights 26 the selected comfort level. For example, the lights can have four different colors, in particular from blue to green and yellow to red. Equally, it is also possible to display the default for the comfort parameter by a single luminous field that changes color or a numerical value, etc. A step display can be realized in various ways.

Zum Steuern des Ladens weist das Steuergerät 14 einen Lastregler 28 auf, der in 2 schematisch gezeigt ist. Eingangsgrößen für den Lastregler 28 ist neben der Ist-Netzfrequenz F-a auch der Komfortwert K. Eine weitere Eingangsgröße für den Lastregler 28 ist ein Wert B eines Betriebsparameters, der sich auf einen aktuellen Ladezustand des Kraftfahrtzeuges bezieht. Es kann sich beispielsweise um den aktuellen Ladezustand der Antriebsbatterie des Elektrofahrzeugs 4 handeln. Aus den genannten drei Eingabegrößen, Wert B des Betriebsparameters, Komfort K und Ist-Netzfrequenz F-a, bestimmt der Laderegler 28 eine Stellgröße S. Die Stellgröße S zeigt in einer einfachen Ausführungsform an, ob das Elektrofahrzeug 4 geladen werden soll oder nicht. Die Stellgröße S kann also ein Zwei-Punkt-Verhalten haben. In einer Verfeinerung gibt die Stellgröße S einen variierenden Wert, beispielsweise einen Proportionalwert aus, der angibt, welcher Ladestrom dem Elektrofahrzeug 4 zugeführt werden soll.To control the charging, the control unit 14 a load regulator 28 on that in 2 is shown schematically. Input variables for the load controller 28 is next to the actual grid frequency fa also the comfort value K , Another input for the load regulator 28 is a value B an operating parameter, which refers to a current state of charge of the motor vehicle. It may, for example, the current state of charge of the drive battery of the electric vehicle 4 act. From the three input sizes mentioned, value B the operating parameter, comfort K and actual network frequency fa , determines the charge controller 28 a manipulated variable S. The manipulated variable S indicates in a simple embodiment, whether the electric vehicle 4 should be loaded or not. The manipulated variable S can therefore have a two-point behavior. In a refinement gives the manipulated variable S a varying value, for example a proportional value, which indicates which charging current to the electric vehicle 4 should be supplied.

Der Wert der Stellgröße S hängt von allen Eingangsgrößen ab. Dabei erfolgt eine Verknüpfung derart, dass mit steigendem Komfortwert auf die Ist-Netzfrequenz F-a immer weniger Rücksicht genommen wird. So nehmen Zeitanteile, in denen die Stellgröße S ein Laden vorgibt, obwohl die Ist-Netzfrequenz F-a unter dem Frequenzsollwert F-s liegt, mit steigender Komfortanforderung zu. In einem einfachen Fall ist die Stellgröße 0 oder 1 (2-Punkt-Verhalten), d. h. es wird geladen oder nicht. In einer Verfeinerung erhält man als Stellgröße S eine Angabe, welcher Ladestrom zugeführt wird (Porportionalverhalten).The value of the manipulated variable S depends on all input quantities. In this case, a link is made such that with increasing comfort value to the actual network frequency fa less and less consideration is taken. So take time shares in which the manipulated variable S specifies a charge, although the actual mains frequency Fa is below the frequency setpoint fs is due, with increasing comfort requirement. In a simple case, the manipulated variable is 0 or 1 (2-point behavior), ie it is charged or not. In a refinement you get as a manipulated variable S an indication of which charging current is supplied (proportional behavior).

Der Betriebsparameter, für den der Wert B angegeben wird, kann sich in Ausführungsformen unterscheiden. In Ausführungsformen, in denen das Elektrofahrzeug an das Ladegerät den Ladegrad, Batteriekapazität und maximalen Ladestrom meldet, umfasst der Betriebsparameter die daraus errechnete Energiemenge, die bis zu einem eingebbaren oder vorbestimmten Ladeschlussergebnis, z.B. einen Ladeschlussgrad, nötig ist. Alternativ kann die Ladedauer auch berechnet werden, über die der Ladestrom abgegeben werden muss, um das Ladeschlussergebnis zu erhalten. Der Wert B des Betriebsparameters wird dann mit dem Komfortwert K so verknüpft, dass das Ladeschlussergebnis innerhalb der aus dem Komfortwert abgeleiteten Verlängerung der technisch minimal möglichen Ladedauer erreicht wird. Je nach diesem Resultat wird dann ein Schwellwert für die Netzfrequenz eingestellt, wobei bei Ist-Netzfrequenzen unterhalb des Schwellwertes kein Ladestrom abgegeben wird, sondern nur bei Netzfrequenzen, die den Schwellwert überschreiten. Der Schwellwert liefert dadurch die Vorgabe für den Stellwert S. Bei 2-Punkt-Verhalten entsprechend Ein/Aus - bei Proportionalverhalten z.B. einen Wert, der von dem Grad der Schwellwertüberschreitung abhängt.The operating parameter for which the value B may be different in embodiments. In embodiments in which the Electric vehicle to the charger indicates the charging level, battery capacity and maximum charging current, the operating parameter includes the calculated amount of energy, which is necessary up to an input or predetermined final charging result, such as a final charge. Alternatively, it is also possible to calculate the charging duration over which the charging current must be delivered in order to obtain the end-of-charge result. The value B of the operating parameter is then combined with the comfort value K so that the end-of-loading result is achieved within the extension of the technically minimum possible charging duration derived from the comfort value. Depending on this result, then a threshold value for the mains frequency is set, wherein at actual mains frequencies below the threshold no charge current is delivered, but only at mains frequencies that exceed the threshold. The threshold value thus provides the presetting for the manipulated variable S. For 2-point behavior according to On / Off - for proportional behavior, for example, a value that depends on the degree of the threshold value overshoot.

Die Wirkung dieses Schwellwertes, die, wie nachfolgend exemplarisch erläutert werden wird, auch für andere Ausführungsformen hinsichtlich des Betriebsparameters in Frage kommen, ist für ein 2-Punkt-Verhalten in den 3 und 4 gezeigt. Die Kurve in 3 zeigt exemplarisch den Verlauf der Ist-Netzfrequenz F-a sowie unterschiedliche Schwellwerte SF1 und SF2. Der Schwellwert SF1 entspricht dem Frequenzsollwert F-s. Der Ladestrom wird dann immer zu den Zeitpunkten t1 eingeschaltet, in denen die Ist-Netzfrequenz F-a über den Schwellwert SF1 steigt, und zu den Zeitpunkten t2 ausgeschaltet, in denen die Ist-Netzfrequenz F-a unter den Schwellwert SF1 fällt. Bei einem höheren Schwellwert SF2 erfolgt das Einschalten des Ladestroms zu den Zeitpunkten t3 und das Ausschalten zu den Zeitpunkten t4, also wenn ein merkliches Überangebot an Strom im Verteilernetz 8 besteht.The effect of this threshold, which, as will be explained by way of example below, also come into consideration for other embodiments with regard to the operating parameter, is for a two-point behavior in the 3 and 4 shown. The curve in 3 shows an example of the course of the actual network frequency Fa and different thresholds SF1 and SF2 , The threshold SF1 corresponds to the frequency setpoint Fs. The charging current is then always switched on at the times t1 in which the actual mains frequency Fa exceeds the threshold value SF1 rises, and at times t2 off, in which the actual grid frequency fa below the threshold SF1 falls. At a higher threshold SF2 the charging current is switched on at the times t3 and switching off at the times t4 So if there is a noticeable oversupply of electricity in the distribution network 8th consists.

4 zeigt einen Fall, bei dem der Schwellwert SF3 unter dem Frequenzsollwert F-s liegt. Dann erfolgt ein Einschalten des Ladestroms zum Zeitpunkt t5. Zum Zeitpunkt t6 wird er ausgeschaltet. Damit wird das Elektrofahrzeug 4 auch in Abschnitten, in denen eigentlich eine Unterversorgung mit Strom im Verteilernetz 8 vorliegt, geladen. Solche Zustände können sich durch die Verknüpfung von Wert B des Betriebsparameters und Komfortwert K ergeben. Ein Bespiel ist eine Situation, in der der Ladeverlauf nur sehr wenige Phasen hatte, in denen Ladestrom abgegeben wurde, und das Ende der gewünschten Ladedauerverlängerung, die sich aus dem Komfortwert K ableitete, näher rückt. Dann wird für die Restdauer des Ladens auf die Ist-Netzfrequenz F-a nur wenig oder keine Rücksicht genommen, um die Vorgabe des Komfortwertes K zu erfüllen. 4 shows a case where the threshold SF3 is below the frequency setpoint Fs. Then, the charging current is switched on at the time t5 , At the time t6 he is turned off. This will be the electric vehicle 4 even in sections where there is actually a shortage of electricity in the distribution network 8th present, loaded. Such states can manifest themselves by linking value B the operating parameter and comfort value K result. An example is a situation in which the charge history has had very few phases in which charge current has been delivered, and the end of the desired charge duration extension resulting from the comfort value K derived, is approaching. Then, for the remaining duration of the loading on the actual mains frequency fa little or no consideration to the specification of the comfort value K to fulfill.

Im Hinblick auf ein möglichst stabiles Verhalten ist es zu bevorzugen, das Proportionalverhalten zu wählen oder eine Mindestdauer vorzugeben, für die nach dem Überschreiten des Schwellwertes der Ladestrom beibehalten wird und/oder eine Mindestdauer vorzusehen, für die nach dem Unterschreiten des Schwellwertes der Ladestrom ausgeschaltet bleibt. Auf diese Weise werden Schwingungen im System vermieden. Alternativ oder zusätzlich kann man auch bei 2-Punkt-Verhalten eine Hysterese vorsehen, d.h. den Schwellwert für das Einschalten des Ladestroms etwas höher wählen, als den Schwellwert für das Ausschalten des Ladestroms.With regard to the most stable behavior possible, it is preferable to select the proportional behavior or specify a minimum duration for which the charging current is maintained after exceeding the threshold value and / or provide a minimum duration for which the charging current remains switched off after the threshold value has been undershot , In this way vibrations in the system are avoided. Alternatively or additionally, hysteresis may also be provided for 2-point behavior, i. select the threshold value for switching on the charging current slightly higher than the threshold value for switching off the charging current.

Es ist in Ausführungsformen vorgesehen, den Schwellwert SF der Netzfrequenz abhängig vom Ladezustand zu verschieben, beispielsweise wenn erkannt wird, dass aufgrund der bislang zugeführten Energiemenge im Hinblick auf den Komfortwert die verbleibende Zeit zu einem höheren Anteil zur Ladung genutzt werden muss. Die 5 und 6 zeigen exemplarisch, wie der Schwellwert SF der Netzfrequenz als Funktion des Wertes B des Betriebsparameters und des Komfortwerts K gewählt werden kann. 5 zeigt eine geradlinige Kurve, die abhängig vom Komfortwert verschoben wird. Bei einer niedrigen Vorgabe K1 liegt die Kurve höher; es wird erst zu höheren Ist-Netzfrequenzen F-a eingeschaltet. Bei einem höheren Komfortwunsch und entsprechend höherer Vorgabe K2 oder K3 liegt die Kurve niedriger, so dass jeweils früher eingeschaltet wird. Eine analoge Vorgehensweise jedoch mit Verschwenkung statt Verschiebung der Kurve zeigt 6. Die Schwenkung erfolgt hier um den Punkt, der bei einem Extremwert Bmin des Betriebszustandes gegeben ist. Zu diesem Wert ist der Energiebedarf dringlich, so dass ein Laden auf jeden Fall stattfinden muss. Ausgehend von diesem Wert verlaufen die Kurven für SF mit unterschiedlichen Steigungen, je nach Vorgabe K1, K2 oder K3. Natürlich können die Ansätze der 5 und 6 auch kombiniert werden. Darüber hinaus können die Einflüsse von B und K in den Kurven auch vertauscht werden. Gleichermaßen ist eine Weiterbildung möglich, in der ein Kennfeld oder eine Tabelle bereitgestellt wird, in das/die die genannten Größen B, K und F-a eingehen, und das/die einen Wert für die Stellgröße S und/oder den Schwellwert SF liefert.It is provided in embodiments, the threshold SF the grid frequency depending on the state of charge to move, for example, if it is recognized that due to the amount of energy supplied so far in terms of comfort value, the remaining time must be used to a higher proportion to the charge. The 5 and 6 show exemplarily, as the threshold SF the mains frequency as a function of the value B of the operating parameter and the comfort value K can be chosen. 5 shows a straight-line curve that is shifted depending on the comfort value. At a low default K1 the curve is higher; it only becomes higher actual network frequencies fa switched on. For a higher comfort requirement and correspondingly higher specification K2 or K3 the curve is lower so that it switches on earlier. An analogous approach, however, with pivoting instead of shifting the curve shows 6 , The pivoting takes place here around the point which is given at an extreme value Bmin of the operating state. At this value the energy requirement is urgent, so that a store must take place in any case. Starting from this value, the curves for SF with different gradients, depending on the specification K1 . K2 or K3 , Of course, the approaches of the 5 and 6 can also be combined. In addition, the influences of B and K be swapped in the curves as well. Similarly, a development is possible in which a map or a table is provided, in / the said sizes B . K and fa enter, and the / a value for the manipulated variable S and / or the threshold SF supplies.

Das Steuergerät 14 ist in Ausführungsformen mit einer Rückmeldungsschnittstelle versehen, die eine Rückmeldung an den Stromversorger liefert und dadurch eine Vergütung für das netzfrequenzstabilisierende Verbrauchsverhalten gibt, beispielsweise indem Strommengen, die zu Zeiten mit über dem Frequenzsollwert liegender Netzfrequenz entnommen wurden, vergünstig sind. Eine solche Rückmeldung kann auf üblichem Wege per Funk, beispielsweise per Mobilfunknetz, oder auch per physikalischem Datenträger erfolgen. Alternativ oder zusätzlich ist ein protokollierender Stromzähler vorgesehen (sog. Smartmeter), der in gewissen Zeiteinheiten (beispielsweise 15 Min.), den jeweiligen Verbrauch misst und protokolliert. Aufgrund dieser Protokolle kann der Energieversorger sehr einfach feststellen, bei welchen Netzfrequenzen Energie entnommen wurde, und auf diese Weise eine Vergütung für ein netzfrequenzstabilisierendes und letztlich umweltschonendes Verhalten leisten.The control unit 14 In embodiments, it is provided with a feedback interface which provides feedback to the electricity supplier and thereby compensates for the power frequency stabilizing consumption behavior, for example by discounting amounts of current taken at times above the frequency setpoint. Such feedback can be done in the usual way by radio, for example by mobile network, or even by physical disk. Alternatively or In addition, a logging electricity meter is provided (so-called smart meter), which measures and logs the respective consumption in certain time units (for example 15 min.). Based on these protocols, the utility can easily determine at which grid frequencies energy has been drawn, thereby providing compensation for grid frequency stabilizing and ultimately environmentally friendly behavior.

7 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Ermittlung des Wertes B für den Betriebsparameter, hier in Form der eingespeicherten Energiemenge, die durch den Ladestrom I-ch zugeführt wurde. 7 zeigt in einer oberen Kurve den zeitlichen Verlauf des Ladestroms I-ch, der immer dann abgegeben wird, wenn ein Schwellwert SF für die Netzfrequenz unterschritten wird. In diesen Phasen wird mit dem für das Elektrofahrzeug 4 maximal möglichen Ladestrom I-ch-max geladen. Es ergeben sich Ladepulse 30. In Zeiten, in denen die Ist-Netzfrequenz F-a unter dem gewählten Schwellwert SF liegt, finden sich Lücken 32 im Ladeverlauf. Das Intervall T-ch-min bezeichnet diejenige Ladedauer, die bei konstanter Bestromung mit I-ch-max zum Erreichen eines gewünschten Ladezustandes aufgrund des Ausgangsladezustandes zu erwarten wäre. Dies entspräche dem maximalen Komfortwert. Der Komfortwert K sei z.B. auf einer Verdopplung dieser technisch minimalen Ladedauer eingestellt. Das Ladegerät 14 summiert oder integriert den Ladestrom I-ch über die Zeit und protokolliert die dadurch eingespeicherte Energiemenge E-ch. Dies ist in der unteren Darstellung der 4 gezeigt, die die eingespeicherte Energiemenge E-ch als Funktion der Zeit t zeigt. Zum Beginn des Ladeverfahrens ts ist die eingespeicherte Energiemenge E-ch zwangsläufig Null. Jedes Mal, wenn ein Ladepuls 30 abgegeben wird, steigt die Kurve 34 in einer Rampe 38. Während der Lücken 32 ändert sich die eingespeicherte Energiemenge E-ch nicht; die Kurve 34 hat ein Plateau 40. Es ist leicht zu sehen, dass die Rampen 38 aufgrund der Tatsache, dass die Ladepulse 30 alle mit dem gleichen Ladestrom I-ch-max abgebeben werden, die gleiche Steigung haben. Bei variierendem Spitzenladestrom wären die Rampen 38 unterschiedlich geneigt oder es lägen Steigungen mit anderer Form als Rampenform vor. 7 shows an embodiment for determining the value B for the operating parameter, here in the form of the stored amount of energy due to the charging current I was fed. 7 shows in an upper curve the time course of the charging current I which is always emitted when a threshold value SF for the mains frequency falls below. In these phases will be with that for the electric vehicle 4 maximum possible charging current I-ch-max loaded. There are charging pulses 30 , At times when the actual grid frequency fa below the selected threshold SF lies, there are gaps 32 in the charging process. The interval T-ch-min refers to the charging time, the constant current with I-ch-max would be expected to achieve a desired state of charge due to the Ausgangsladezustandes. This would correspond to the maximum comfort value. The comfort value K is set, for example, to a doubling of this technically minimal charging time. The charger 14 adds or integrates the charging current I over time and logs the amount of energy stored thereby E-ch , This is in the lower illustration of 4 shown the stored energy amount E-ch as a function of time t shows. At the beginning of the charging process ts the stored energy amount E-ch is inevitably zero. Every time a charge pulse 30 is discharged, the curve rises 34 in a ramp 38 , During the gaps 32 does not change the stored amount of energy E-ch; the curve 34 has a plateau 40 , It is easy to see that the ramps 38 due to the fact that the charging pulses 30 all with the same charging current I-ch-max be discharged, have the same slope. With varying peak charging current, the ramps would be 38 inclined or there are gradients with a different form than ramp shape.

Zu einem Zeitpunkt tp stellt das Steuergerät 14 fest, dass die bis dahin eingespeicherte Energiemenge E-tp von der gewünschten Energiemenge E-ch-max um einen Differenzwert dE abweicht, der nur noch erreicht werden kann, wenn ab jetzt konstant mit I-ch-max geladen wird. Zum Zeitpunkt tp wird deshalb auf eine konstante Dauerladung umgeschaltet, damit sichergestellt werden kann, dass nach 2*T-ch-min ≤ T-ch-max der Ladevorgang mit dem gewünschten Ergebnis abgeschlossen ist. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Stellgröße S ab dem Zeitpunkt tp bis zum Zeitpunkt te konstant auf einen Wert 1 gesetzt wird. Dies kann auch dadurch erreicht werden, dass der Schwellwert SF für die Netzfrequenz auf einen Wert gesetzt wird, der unterhalb der vom Versorger garantierten Mindestfrequenz liegt. Auf diese Weise wird automatisch die Dauerbestromung mit dem Ladestrom I-ch-max erreicht.At a time tp puts the control unit 14 determined that the amount of energy stored so far E-tp of the desired amount of energy E-ch-max by a difference value dE deviates, which can only be achieved if from now on with constant I-ch-max is loaded. At the time tp Therefore, it is switched to a constant continuous charge, so that it can be ensured that after 2 * T-ch-min ≤ T-ch-max the charging process is completed with the desired result. This can be achieved by the manipulated variable S from the time tp until the time te constant to a value 1 is set. This can also be achieved by setting the threshold SF is set to a value lower than the minimum frequency guaranteed by the utility. In this way, the continuous current with the charging current automatically I-ch-max reached.

Die Festlegung des Wertes I-ch-max ist für die Ladetechnik von Kraftfahrtzeugen 4 dem Fachmann bekannt, beispielsweise teilt das Elektrofahrzeug 4 über das Ladekabel 18 den maximal zulässigen Ladestrom mit.The determination of the value I-ch-max is for the charging technology of motor vehicles 4 The person skilled in the art, for example, shares the electric vehicle 4 over the charging cable 18 the maximum permissible charging current with.

Die anhand der 7 geschilderte Ausführungsform bezieht den Betriebsparameter auf die tatsächlich eingespeicherte Energiemenge und berücksichtigt die Energiemenge, die eingespeichert werden soll. Mit anderen Worten, der Wert E-ch-max ist bekannt. Er kann beispielsweise aus einem Ladegrad zu Beginn des Ladens, also zu ts, einem gewünschten Ladegrad zum Ende des Ladens und einer Batteriekapazität des Elektrofahrzeuges 4 berechnet werden. Es gibt aber auch Fälle, in denen der Ladegrad und/oder die Batteriekapazität nicht bekannt ist. In solchen Fällen kann das Verfahren in einer anderen Ausführungsform, die 8 zeigt, ausgeführt werden. Anstelle der Energiemenge E-ch tritt ein Tastverhältnis V, das erreicht werden soll. Das aktuelle Tastverhältnis V wird berechnet durch die aufsummierte Zeitdauer, zu der Ladestrom abgebeben wurde, geteilt durch die Gesamtladedauer, die zurückgelegt wurde. Das zu erreichende Tastverhältnis ergibt sich aus dem Komfortwert, im Ausführungsbeispiel aus einem multiplikativen Faktor, der dem Komfortwert zugeordnet ist. Dieser multiplikative Faktor steigt beispielsweise von 1, was dem höchsten Komfortwert und damit der minimalen Ladedauer entspricht, an. Bei einem Komfortwert von 1 muss das Tastverhältnis zwischen Ladepulsen 30 und Lücken 32 Eins betragen, d.h. es gibt keine Lücken 30. Die Kurve 42 der 8 zeigt, wie sich das aktuelle Tastverhältnis über ein gewisses betrachtetes Intervall T-int entwickelt. Mit jedem Ladepuls 30, steigt das aktuelle Tastverhältnis in einer Rampe 44 an. Während der Lücken 32 verbleibt es auf einem Plateau 46. Der Ladeprozess erfolgt nun so, dass innerhalb des Zeitintervalls T-int ein gewünschtes Tastverhältnis erreicht wird, welches sich aus dem Komfortwert ergibt.The basis of the 7 described embodiment relates the operating parameters on the amount of energy actually stored and takes into account the amount of energy to be stored. In other words, the value E-ch-max is known. It may, for example, from a degree of charge at the beginning of charging, that is to ts, a desired charge level at the end of charging and a battery capacity of the electric vehicle 4 be calculated. However, there are also cases in which the charge level and / or the battery capacity is not known. In such cases, the method may in another embodiment, the 8th shows to be executed. Instead of the amount of energy E-ch occurs a duty cycle V that is to be achieved. The current duty cycle V is calculated by the cumulative time the charging current was given, divided by the total charging time that was covered. The duty cycle to be achieved results from the comfort value, in the exemplary embodiment of a multiplicative factor, which is assigned to the comfort value. For example, this multiplicative factor increases from 1, which corresponds to the highest comfort value and thus the minimum charging time. At a comfort level of 1, the duty cycle must be between charge pulses 30 and gaps 32 One, ie there are no gaps 30 , The curve 42 the 8th shows how the current duty cycle develops over a certain considered interval T-int. With every charge pulse 30 , the current duty cycle increases in a ramp 44 on. During the gaps 32 it remains on a plateau 46 , The loading process is now carried out so that within the time interval T-int a desired duty cycle is achieved, which results from the comfort value.

Spezifiziert der Komfortwert einen multiplikativen Faktor n bezogen auf die minimale Ladedauer, ergibt sich beispielsweise bei einem Komfortwert, dem der Multiplikationsfaktor n = 2 zugeordnet ist, ein gewünschtes Tastverhältnis von 0,5. Dieser Fall ist in 8 exemplarisch gezeigt. Zu einem Zeitpunkt tp zeigt sich, dass das erreichte Tastverhältnis V-tp unter 0,5 liegt und die bis zum Ende des Intervalls T-int verbleibende Restzeit die Differenz dV zwischen dem aktuellen Tastverhältnis V-tp und dem Zielwert von 0,5 nur noch überbrückt werden kann, wenn konstant mit dem maximal möglichen Ladestrom I-ch-max geladen wird. Es geschieht deshalb zum Zeitpunkt tp das Gleiche, was zum gleichbenannten Zeitpunkt in der Ausführungsform der 6 erfolgte. Das Kraftfahrzeug 4 wird konstant mit dem maximalen Strom geladen. Im Unterschied zur Ausführungsform der 7 bezeichnet das Intervall T-int jedoch nicht die gesamte Ladedauer, sondern ist kürzer als die gesamte Ladedauer. Wann der Zeitpunkt tp in einem Intervall liegt, hängt vom Verlauf der Ist-Netzfrequenz und dem Schwellwert ab. Setzt man den Schwellwert gleich oder geringfügig größer als den Frequenzsollwert, kann es durchaus passieren, dass der Zeitpunkt tp gar nicht eintritt, weil die Ladepulse 30 ausreichen, dass gewünschte Tastverhältnis zu erzielten. In diesem Fall kann in einer ersten Variante ab tp das Laden für die Restdauer des Intervalls T-int ausgesetzt werden, wenn das gewünschte Tastverhältnis bereits erreicht wurde. Ladebeschleunigend wirkt sich eine zweite Variante aus, in der ein Intervall bei tp vorzeitig abgebrochen wird, wenn das gewünschte Tastverhältnis bereits erreicht wurde. Es beginnt dann sofort das nächste Intervall. Auf diese Weise werden die Längen der Lücken 32 im Ladevorgang minimiert. Anstelle zu warten, bis ein Zeitpunkt tp vorliegt, ab dem nur noch mit Dauerbestromung das gewünschte Ladeschlussergebnis erreicht werden kann, ist es dabei gleichermaßen möglich, den Schwellwert für die Netzfrequenz abhängig von der Differenz zwischen dem gewünschten Ladeschlussergebnis und dem aktuellen Zustand und der abgelaufenen Zeit zu gestalten. So kann beispielsweise in der Bauweise der 8 mit zunehmender Differenz, die sich innerhalb T-int vom gewünschten Tastverhältnis einstellt, der Schwellwert abgesenkt werden. Auf diese Weise wird dafür gesorgt, dass innerhalb eines Zeitintervalls der Länge T-int das gewünschte mittlere Tastverhältnis möglichst erreicht wird, ohne dass gegen Schluss des Intervalls eine Dauerladung erfolgen muss. Es wiederholen sich mehrere Intervalle T-int, d.h. die Länge des Intervalls ist in der Regel kleiner gewählt, als die zu erwartende Mindestladedauer. Für diese können Annahmen über Batteriekapazität und Ladezustand getroffen werden. Beispielsweise kann eine Mindestbatteriekapazität zugrunde gelegt werden, die die untere Grenze des Bereiches ist, für den das Ladegerät spezifiziert ist. Bevorzugt beträgt T-int nur einen Bruchteil, z.B. 1/2, 1/3, 1/4, 1/5 oder 1/10 einer Ladedauer, die unter optimalen Bedingungen (tatsächliche Batteriekapazität am unteren Rand des Bereiches, für den das Ladegerät 2 spezifiziert ist) erreicht würde. Beispielsweise ist T-int 15 min. oder kürzer, oder 10 min. oder kürzer, oder max. 5 min. Während des Ladens wiederholen sich Intervalle der Länge T-int, innerhalb derer jeweils darauf geachtet wird, das gewünschte Tastverhältnis, welches sich aus dem Komfortwert ergab, zu erreichen. Auf diese Weise kann auf die Ist-Netzfrequenz mindestens in Teilen jedes Intervalls der Länge T-int Rücksicht genommen werden.If the comfort value specifies a multiplicative factor n in relation to the minimum charging duration, the desired duty cycle of 0.5 results, for example, for a comfort value to which the multiplication factor n = 2 is assigned. This case is in 8th shown as an example. At a time tp, the achieved duty cycle V-tp is below 0.5 and the remaining time remaining until the end of the interval T-int is the difference dV between the current duty cycle V-tp and the target value of 0, 5 can only be bridged when constant with the maximum possible charging current I-ch-max is loaded. It happens therefore at the time tp the same thing at the same time in the embodiment of the 6 took place. The car 4 is constantly charged with the maximum current. In contrast to the embodiment of 7 denotes the interval T-int but not the entire charging time, but is shorter than the entire charging time. When the time tp is in an interval depends on the course of the actual grid frequency and the threshold value. If one sets the threshold equal to or slightly larger than the frequency setpoint, it may well happen that the time tp does not occur, because the charging pulses 30 sufficient to achieve the desired duty cycle. In this case, starting in a first variant tp loading for the remaining duration of the interval T-int be exposed when the desired duty cycle has already been achieved. Charging accelerates a second variant, in which an interval at tp is aborted prematurely when the desired duty cycle has already been reached. It then immediately starts the next interval. In this way, the lengths of the gaps become 32 minimized during charging. Instead of waiting until a time tp is present, from which only with continuous power the desired end-of-charge result can be achieved, it is equally possible to make the threshold for the grid frequency depending on the difference between the desired final charge result and the current state and the elapsed time. For example, in the construction of the 8th with increasing difference, which sets within T-int of the desired duty cycle, the threshold will be lowered. In this way it is ensured that within a time interval of the length T-int the desired average duty cycle is achieved as far as possible without having to make a continuous charge towards the end of the interval. It repeats several intervals T-int , ie the length of the interval is usually chosen smaller than the expected minimum charging time. For these assumptions about battery capacity and state of charge can be made. For example, a minimum battery capacity may be used, which is the lower limit of the range for which the charger is specified. Preferred is T-int only a fraction, such as 1/2, 1/3, 1/4, 1/5 or 1/10 of a charge time under optimal conditions (actual battery capacity at the bottom of the range for which the charger 2 specified). For example T-int 15 minutes. or shorter, or 10 min. or shorter, or max. 5 min. During loading, intervals of length are repeated T-int within which care is taken to achieve the desired duty cycle, which resulted from the comfort value. In this way, the actual grid frequency may be at least in part of each interval of length T-int Be considered.

Welcher der beiden Ansätze günstiger ist, hängt auch von der Länge des Zeitintervalls T-int ab. Wählt man es kurz, beispielsweise fünf Minuten, kann der Ansatz mit Ermittlung des Zeitpunkts tp günstiger sein. Wählt man es länger, kann insgesamt die Variation des Schwellwertes der Netzfrequenz das netzdienlichere Verhalten liefern.Which of the two approaches is more favorable also depends on the length of the time interval T-int from. If you choose it briefly, for example five minutes, the approach can be more favorable with the determination of the time tp. If one chooses it longer, the variation of the threshold value of the network frequency can provide the network-related behavior overall.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • S. Wang und T. Rui, „Supply-based feedback control strategy of air-conditioning systems for direct load control of buildings responding to urgent requests of smart grids“, DOI: 10.1016/j.apenergy.2016.10.067 [0004]S. Wang and T. Rui, "Supply-based feedback control strategy for air-conditioning systems for direct load control of buildings responding to urgent requests for smart grids", DOI: 10.1016 / j.apenergy.2016.10.067 [0004]

Claims (10)

Verfahren zum Steuern des Ladens eines Elektrofahrzeuges (4) aus einem Ladegerät (2), das an ein elektrisches AC-Versorgungsnetz (6) angeschlossen ist, wobei - eine aktuelle Ist-Netzfrequenz (F-a) des elektrischen Versorgungsnetzes (6) erfasst wird, - ein Komfortwert (K) spezifiziert wird, der sich auf eine zulässige Verlängerung einer Ladedauer (T-ch-max) bezieht, - während des Ladens ein Wert (B) eines Betriebsparameters ermittelt wird, der sich auf einen aktuellen Ladezustand des Elektrofahrzeugs (4) bezieht, und - ein vom Ladegerät (2) an das Elektrofahrzeug (4) abgegebener Ladestrom (I-ch) abhängig von der Ist-Netzfrequenz (F-a), dem Werte (B) des Betriebsparameters und dem Komfortwert (K) eingestellt wird.A method of controlling the charging of an electric vehicle (4) from a charger (2) connected to an electrical AC supply network (6), wherein a current actual network frequency (F-a) of the electrical supply network (6) is detected, a comfort value (K) is specified, which relates to a permissible extension of a charging duration (T-ch-max), - During charging, a value (B) of an operating parameter is determined, which refers to a current state of charge of the electric vehicle (4), and - A from the charger (2) to the electric vehicle (4) output charging current (I-ch) depending on the actual grid frequency (F-a), the values (B) of the operating parameter and the comfort value (K) is set. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom Komfortwert (K) ein Schwellwert (SF1-SF3) der Netzfrequenz festgelegt wird, unterhalb dessen das Ladegerät (2) keinen oder einen reduzierten Ladestrom (I-ch) abgibt.Method according to Claim 1 , characterized in that depending on the comfort value (K), a threshold value (SF1-SF3) of the network frequency is set, below which the charger (2) no or a reduced charging current (I-ch) outputs. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Stellgröße (S) erzeugt wird, die ein Ein- und Ausschalten des Ladestroms (I-ch) vorgibt und/oder anzeigt, wie hoch der Ladestrom (I-ch) sein soll.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the manipulated variable (S) is generated, which specifies a switching on and off of the charging current (I-ch) and / or indicates how high the charging current (I-ch) should be. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladegerät (2) an ein dreiphasiges Versorgungsnetz (6) angeschlossen ist und die Stellgröße (S) drei Komponenten enthält, die jeweils für genau eine der drei Phasen gelten.Method according to Claim 3 , characterized in that the charger (2) to a three-phase supply network (6) is connected and the manipulated variable (S) contains three components, which apply in each case for exactly one of the three phases. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter sich auf die seit Beginn eines Ladevorgangs (ts) zugeführte Energiemenge (E-ch) bezieht, insbesondere in Form eines mittleren Tastverhältnisses (V) der Dauer von Phasen (30), in denen ein Ladestrom (I-ch-max) abgegeben wurde, zur bisherigen Ladedauer.Method according to one of the above claims, characterized in that the operating parameter relates to the amount of energy (E-ch) supplied since the beginning of a charging process (ts), in particular in the form of an average duty cycle (V) of the duration of phases (30), where a charging current (I-ch-max) was delivered to the previous charging time. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert (B) des Betriebsparameters die Batteriekapazität, einen Netzanschlussleistungswert und/oder einen Ladezustand umfasst.Method according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the value (B) of the operating parameter comprises the battery capacity, a grid connection power value and / or a state of charge. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ab einem Zeitpunkt (tp) nach Beginn der Ladung dauerhaft ein maximal möglicher Ladestrom (I-ch-max) abgegeben wird.Method according to one of the above claims, characterized in that starting from a time (tp) after the beginning of the charge a maximum possible charging current (I-ch-max) is permanently emitted. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der Ladung über ein Zeitintervall (T-ch-max, T-int) die zugeführte Energiemenge (E-ch) oder ein mittleres Tastverhältnis (V) der Dauer von Phasen, in denen ein Ladestrom abgegeben wurde, zur zurückgelegten Ladedauer ermittelt wird und der Zeitpunkt (tp) abhängig von der zugeführten Energiemenge (E-ch) oder dem Tastverhältnis (V) so gewählt wird, dass innerhalb der vom Komfortwert (K) abhängigen Verlängerung der Ladedauer das Elektrofahrzeug (4) auf einem gewünschten Ladeschlusszustand geladen, insbesondere vollgeladen wird.Method according to Claim 7 , characterized in that during charging over a time interval (T-ch-max, T-int) the amount of energy supplied (E-ch) or a mean duty cycle (V) of the duration of phases in which a charging current was delivered to the is determined and the time (tp) depending on the amount of energy supplied (E-ch) or the duty cycle (V) is chosen so that within the comfort value (K) dependent extension of the charging time, the electric vehicle (4) to a desired Load completion state loaded, in particular fully charged. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der obigen Ansprüche, soweit zurückbezogen auf Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert (SF) abhängig von einer Differenz (dE) zwischen einer während der Ladung zugeführten Energiemenge (E-ch) und einer gewünschten Energiemenge (E-ch-max) oder abhängig von der Abweichung (dV) von einem aus dem Komfortwert (K) abgeleiteten Sollwert für ein mittleres Tastverhältnis (V), das durch die Dauer von Phasen, in denen ein Ladestrom (I-ch) abgegeben wurde, zur bisherigen Ladedauer gebildet ist, gewählt wird, insbesondere mit zunehmender Ladedauer abgesenkt wird.Method according to Claim 1 or any of the above claims, as far as related to Claim 1 , characterized in that the threshold value (SF) depends on a difference (dE) between an amount of energy (E-ch) supplied during the charge and a desired amount of energy (E-ch-max) or a deviation (dV) from a derived from the comfort value (K) setpoint value for a mean duty cycle (V), which is selected by the duration of phases in which a charge current (I-ch) was delivered to the previous charging time, is selected, in particular with increasing charging time is lowered , Ladegerät (2) zum Laden eines Elektrofahrzeuges (4), wobei das Ladegerät (2) aufweist: - einen Anschluss an ein elektrisches AC-Versorgungsnetz (6), - einen Abgabepunkt (16) für Ladestrom an das Elektrofahrzeug (4) und - eine Steuereinrichtung (14) zum Steuern des Ladens, wobei -- die Steuereinrichtung (14) eine Eingabevorrichtung zur Eingabe eines Komfortwert (K) aufweist, der sich auf ein zulässiges Verlängern einer maximalen Ladedauer (T-ch-max) bezieht, -- die Steuereinrichtung (14) ausgebildet ist, die aktuelle Ist-Netzfrequenz (F-a) zu erfassen, -- die Steuereinrichtung (14) ausgebildet ist, während des Ladens einen Wert (B) eines Betriebsparameters zu erfassen, der sich auf einen aktuellen Ladezustand des Elektrofahrzeugs (4) bezieht, und -- die Steuereinrichtung (14) ausgebildet ist, einen Ladestrom (I-ch), den das Ladegerät (2) an das Elektrofahrzeug (4) abgibt, unter Berücksichtigung der Ist-Netzfrequenz (F-a), des Wertes (B) des Betriebsparameters und des Komfortwerts (K) einzustellen, - wobei das Ladegerät (2) optional ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der obigen Ansprüche auszuführen.Charger (2) for charging an electric vehicle (4), the charger (2) comprising: a connection to an electrical AC supply network (6), - A discharge point (16) for charging current to the electric vehicle (4) and - A control device (14) for controlling the loading, wherein - the control device (14) has an input device for inputting a comfort value (K), which relates to a permissible extension of a maximum charging time (T-ch-max), - The control device (14) is adapted to detect the current actual network frequency (F-a), - The control device (14) is designed to detect during charging a value (B) of an operating parameter, which relates to a current state of charge of the electric vehicle (4), and - The control device (14) is formed, a charging current (I-ch), the charger (2) to the electric vehicle (4) outputs, taking into account the actual mains frequency (Fa), the value (B) of the operating parameter and to set the comfort value (K), - wherein the charger (2) is optionally configured to carry out a method according to one of the above claims.
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WILLIAMS, S.; SHORT, M.; CROSBIE, T.: Evaluating the role of building thermal inertia for the provision of decentralised demand-side primary electrical frequency regulation services. In: Conference: Sustainable Thermal Energy Management International Conference (SusTEM2017), At Alkmaar, the Netherlands. 2017, S. 1-10. URL: https://www.researchgate.net/publication/318701830 [abgerufen am 2018-03-16]. *

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