DE102020202403A1 - Method and system for authorizing a charging process for a vehicle at a charging station - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Autorisierung eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs (EV) an einer Ladesäule (CS), wobei das Fahrzeug (EV) an der Ladesäule (CS) über ein Ladekabel zum Laden seines elektrischen Energiespeichers angeschlossen ist, wobei:a) von der Ladesäule (CS) eine ihr zugeordnete Ladesäulen-Identifikation (CID) an das Fahrzeug (EV) über einen ersten Kommunikationspfad (CP1) übermittelt wird, wobei der erste Kommunikationspfad (CP1) auf einer lokalen Kommunikation im Umfeld des Fahrzeugs (EV) und der Ladesäule (CS) basiert;b) ausgelöst durch das Fahrzeug (EV) ein Benutzer-Berechtigungsnachweis (UCR) für ein Benutzerkonto, das dem Fahrzeug (EV) zugeordnet ist, und die Ladesäulen-Identifikation (CID) über einen zweiten Kommunikationspfad (CP2) hin zu einer separaten Steuereinheit (AE) übertragen werden, deren Betrieb von der Ladesäule (CS) entkoppelt ist, wobei der zweite Kommunikationspfad (CP2) auf lokaler drahtloser Kommunikation im Umfeld des Fahrzeugs (EV) und der Ladesäule (CS) basiert;c) ausgelöst durch die Steuereinheit (AE) der Benutzer-Berechtigungsnachweis (UCR) verifiziert wird und bei erfolgreicher Verifikation ein Startbefehl (SRQ) zum Start des Ladevorgangs von der Steuereinheit (AE) an die Ladesäule (CID) über einen dritten Kommunikationspfad (CP3) übertragen wird, wobei der dritte Kommunikationspfad (CP3) auf lokaler Kommunikation im Umfeld des Fahrzeugs (EV) und der Ladesäule (CS) basiert.The invention relates to a method for authorizing a charging process of a vehicle (EV) at a charging station (CS), the vehicle (EV) being connected to the charging station (CS) via a charging cable for charging its electrical energy storage device, wherein: a) from the Charging column (CS) a charging column identification (CID) assigned to it is transmitted to the vehicle (EV) via a first communication path (CP1), the first communication path (CP1) being based on local communication in the vicinity of the vehicle (EV) and the charging column (CS) based; b) triggered by the vehicle (EV) a user authorization (UCR) for a user account that is assigned to the vehicle (EV) and the charging station identification (CID) via a second communication path (CP2) to a separate control unit (AE), the operation of which is decoupled from the charging station (CS), the second communication path (CP2) based on local wireless communication in the vicinity of the vehicle (EV) and the charging station (CS); c) triggered by the control unit (AE) the user authorization (UCR) is verified and, if the verification is successful, a start command (SRQ) to start the charging process from the control unit (AE) to the charging station (CID) is transmitted via a third communication path (CP3), the third communication path (CP3) being based on local communication in the vicinity of the vehicle (EV) and the charging station (CS).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Autorisierung eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs an einer Ladesäule.The invention relates to a method and a system for authorizing a charging process of a vehicle at a charging station.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, den Ladevorgang eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs an einer Ladesäule basierend auf der Überprüfung von Berechtigungsnachweisen zu autorisieren. Hierzu ist es erforderlich, dass die Funktionalitäten herkömmlicher Ladesäulen dahingehend erweitert werden, dass diese Berechtigungsnachweise verarbeiten können. Beispielsweise zeigt die Druckschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Autorisierung eines Fahrzeugs an einer Ladesäule zu schaffen, das in Kombination mit vielen Typen von derzeit verfügbaren Ladesäulen verwendet werden kann.The object of the invention is to create a method for authorizing a vehicle at a charging station that can be used in combination with many types of currently available charging stations.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This problem is solved by the independent patent claims. Developments of the invention are defined in the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Autorisierung eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs an einer Ladesäule, wobei das Fahrzeug an der Ladesäule über ein Ladekabel zum Laden seines elektrischen Energiespeichers angeschlossen ist. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die nachfolgend erläuterten Schritte a) bis c) durchgeführt.The method according to the invention is used to authorize a charging process for a vehicle at a charging column, the vehicle being connected to the charging column via a charging cable for charging its electrical energy storage device. In the context of the method according to the invention, steps a) to c) explained below are carried out.
In Schritt a) wird von der Ladesäule eine ihr zugeordnete Ladesäulen-Identifikation an das Fahrzeug über einen ersten Kommunikationspfad übermittelt. Dieser erste Kommunikationspfad basiert auf einer lokalen Kommunikation im Umfeld des Fahrzeugs und der Ladesäule. Unter einer solchen lokalen Kommunikation ist eine Kommunikation in der Umgebung des Fahrzeugs und der Ladesäule zu verstehen, die nicht auf ein entferntes Backend über Mobilfunknetz oder das Internet zurückgreift. Das Umfeld des Kraftfahrzeugs und der Ladesäule ist vorzugsweise ein Bereich mit einem Abstand von maximal 100 m und vorzugsweise maximal 50 m sowohl von dem Fahrzeug als auch von der Ladesäule. Die lokale Kommunikation kann dabei drahtlos oder drahtgebunden sein. Es wird somit basierend auf der lokalen Kommunikation sichergestellt, dass das Fahrzeug erkennen kann, dass die Ladesäulen-Identifikation von der Ladesäule kommt, an der das Fahrzeug per Ladekabel angeschlossen ist. Bei einer kabelgebundenen Kommunikation ist dies beispielsweise durch Pegelmessung des Signals möglich. Bei drahtloser Kommunikation durch Ortung des sendenden Signals.In step a) the charging column transmits a charging column identification assigned to it to the vehicle via a first communication path. This first communication path is based on local communication around the vehicle and the charging station. Such local communication is to be understood as communication in the vicinity of the vehicle and the charging station that does not use a remote backend via a cellular network or the Internet. The surroundings of the motor vehicle and the charging column are preferably an area with a maximum distance of 100 m and preferably a maximum of 50 m both from the vehicle and from the charging column. The local communication can be wireless or wired. Based on the local communication, it is thus ensured that the vehicle can recognize that the charging station identification comes from the charging station to which the vehicle is connected via the charging cable. In the case of wired communication, this is possible, for example, by measuring the level of the signal. With wireless communication by locating the transmitting signal.
Die weiter unten definierte lokale drahtlose Kommunikation weist die gleichen Eigenschaften wie die soeben beschriebene lokale Kommunikation mit dem einzigen Unterschied auf, dass sie immer drahtlos ist. Vorzugsweise ist die drahtlose Kommunikation eine lokale Funkkommunikation mit Hilfe von Radiowellen. Gegebenenfalls kann die lokale drahtlose Kommunikation jedoch auch auf anderen Technologien, wie z.B. elektromagnetischer Induktion bzw. NFC (NFC = Near Field Communication), beruhen.The local wireless communication defined below has the same properties as the local communication just described with the only difference that it is always wireless. The wireless communication is preferably a local radio communication with the aid of radio waves. If necessary, however, the local wireless communication can also be based on other technologies, such as electromagnetic induction or NFC (NFC = Near Field Communication).
In Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens werden ausgelöst durch das Fahrzeug ein Benutzer-Berechtigungsnachweis für ein Benutzerkonto, das dem Fahrzeug zugeordnet ist, und die Ladesäulen-Identifikation über einen zweiten Kommunikationspfad hin zu einer separaten Steuereinheit übertragen. Der zweite Kommunikationspfad basiert auf einer lokalen drahtlosen Kommunikation im Umfeld des Fahrzeugs und der Ladesäule. Die separate Steuereinheit ist derart ausgestaltet, dass ihr Betrieb von der Ladesäule entkoppelt ist. Mit anderen Worten arbeitet die Software und Hardware der Steuereinheit unabhängig von der Ladesäule. Nichtsdestotrotz stehen Steuereinheit und Ladesäule kommunikationstechnisch in Verbindung. Vorzugsweise bildet die Steuereinheit ein separates Gerät mit einem eigenen Gehäuse, das in der Umgebung einer entsprechenden Ladesäule aufgestellt werden kann bzw. an einer entsprechenden Ladesäule angebracht werden kann, um die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu ermöglichen.In step b) of the method according to the invention, the vehicle triggers a user credential for a user account assigned to the vehicle, and the charging column identification is transmitted to a separate control unit via a second communication path. The second communication path is based on local wireless communication in the area around the vehicle and the charging station. The separate control unit is designed in such a way that its operation is decoupled from the charging station. In other words, the software and hardware of the control unit work independently of the charging station. Nonetheless, the control unit and charging station are connected in terms of communication technology. The control unit preferably forms a separate device with its own housing, which can be set up in the vicinity of a corresponding charging column or attached to a corresponding charging column in order to enable the method according to the invention to be carried out.
In Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ausgelöst durch die Steuereinheit der Benutzer-Berechtigungsnachweis verifiziert, wobei im Falle einer erfolgreichen Verifikation ein Startbefehl zum Starten des Ladevorgangs von der Steuereinheit an die Ladesäule über einen dritten Kommunikationspfad übertragen wird, der auf (drahtgebundener oder gegebenenfalls auch drahtloser) lokaler Kommunikation im Umfeld des Fahrzeugs und der Ladesäule basiert. Gegebenenfalls kann ferner eine Bestätigung über den Start des Ladevorgangs von der Ladesäule an die Steuereinheit über den dritten Kommunikationspfad zurückgesendet werden.In step c) of the method according to the invention, the control unit verifies the user credentials, and in the event of a successful verification, a start command to start the charging process is transmitted from the control unit to the charging station via a third communication path that is connected to (wired or possibly also wireless) local communication in the vicinity of the vehicle and the charging station. If necessary, a confirmation of the start of the charging process can also be sent back from the charging station to the control unit via the third communication path.
Unter einem Benutzer-Berechtigungsnachweis bzw. dem weiter unten genannten Fahrzeug-Berechtigungsnachweis sind digitale Daten zu verstehen, an die eine Berechtigung gekoppelt ist, die über ein geeignetes Authentifizierungsverfahren überprüft bzw. verifiziert werden kann. Bei einem solchen Berechtigungsnachweis kann es sich beispielsweise um eine Signatur bzw. um einen mit einer Signatur signierten Token handeln, wobei die Signatur über einen entsprechenden öffentlichen Schlüssel verifiziert werden kann.A user authorization certificate or the vehicle authorization certificate mentioned below are to be understood as digital data to which an authorization is coupled that can be checked or verified using a suitable authentication method. Such an authorization verification can be, for example, a signature or a token signed with a signature, the signature via a corresponding public key can be verified.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass über die Verarbeitung einer Ladesäulen-Identifikation in Kombination mit einer separaten Steuereinheit ein universeller Einsatz des Verfahrens für verschiedene Typen von Ladesäulen ermöglicht wird, ohne dass die entsprechende Ladesäule separat adaptiert werden muss.The method according to the invention is characterized in that the processing of a charging column identification in combination with a separate control unit enables universal use of the method for different types of charging columns without the corresponding charging column having to be adapted separately.
Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens übermittelte Ladesäulen-Identifikation kann beliebig ausgestaltet sein. In einer Variante wird eine sog. EVSE-Identifikation gemäß dem Standard ISO 15118 genutzt. Nichtsdestotrotz kann die Identifikation gegebenenfalls auch eine MAC-Adresse der Ladesäule sein. Um in Schritt c) den Startbefehl an die Ladesäule zu übertragen, kann gegebenenfalls die gleiche Identifikation verwendet werden, die auch in Schritt a) übermittelt wurde. Nichtsdestotrotz besteht auch die Möglichkeit, dass die Ladesäule zur Übertragung des Startbefehls über eine andere Identifikation angesprochen wird, wobei in diesem Fall eine Zuweisungstabelle zum Zuweisen der originären Ladesäulen-Identifikation zu dieser anderen Identifikation hinterlegt ist.The charging column identification transmitted within the scope of the method according to the invention can be designed in any way. In one variant, a so-called EVSE identification according to the ISO 15118 standard is used. Nevertheless, the identification can possibly also be a MAC address of the charging station. In order to transmit the start command to the charging station in step c), the same identification can optionally be used that was also transmitted in step a). Nonetheless, there is also the option of addressing the charging column for the transmission of the start command via a different identification, in which case an assignment table for assigning the original charging column identification to this other identification is stored.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die in Schritt b) übertragene Information (d.h. das entsprechende Informationstupel) aus Benutzer-Berechtigungsnachweis und Ladesäulen-Identifikation signiert und hat eine vorgegebene Gültigkeitsdauer (z.B. 30 sec). Aufgrund der Signatur des Informationstupels werden Modifikationen in diesem Tupel erkannt.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the information transmitted in step b) (i.e. the corresponding information tuple) from the user authorization and charging column identification is signed and has a predetermined period of validity (e.g. 30 sec). Modifications in this tuple are recognized on the basis of the signature of the information tuple.
In einer weiteren Variante wird nach Start des Ladevorgangs eine Zuordnung des Benutzer-Berechtigungsnachweises zu dem gestarteten Ladevorgang ausgelöst durch die Steuereinheit gespeichert, wobei diese Speicherung vorzugsweise in der Steuereinheit oder im Fahrzeug oder im weiter unten beschriebenen mobilen Endgerät erfolgt. Falls anschließend ein Benutzer, dem ein entsprechender Benutzer-Berechtigungsnachweis zugeordnet ist, die Übermittlung eines Steuerbefehls zum Stopp oder zur Modifikation des Ladevorgangs (z.B. Anpassung der Ladeleistung) initiiert, wird überprüft, ob das Kriterium erfüllt ist, dass der zugeordnete Benutzer-Berechtigungsnachweis dem Benutzer-Berechtigungsnachweis entspricht, der in Schritt c) erfolgreich verifiziert wurde, wobei bei Erfüllung dieses Kriteriums der Steuerbefehl über den dritten Kommunikationspfad an die Ladesäule übermittelt wird, woraufhin die Ladesäule den Ladevorgang stoppt oder modifiziert.In a further variant, after the start of the charging process, an assignment of the user credentials to the started charging process is stored, triggered by the control unit, this storage preferably taking place in the control unit or in the vehicle or in the mobile terminal described below. If a user who is assigned a corresponding user credentials then initiates the transmission of a control command to stop or modify the charging process (e.g. adapting the charging power), a check is made to determine whether the criterion that the assigned user credentials to the user is met is met Corresponds to proof of authorization that was successfully verified in step c), with the control command being transmitted to the charging station via the third communication path when this criterion is met, whereupon the charging station stops or modifies the charging process.
In einer weiteren bevorzugten Variante wird nach dem Start des Ladevorgangs ein dem gestarteten Ladevorgang zugeordneter Ladevorgangs-Berechtigungsnachweis ausgelöst durch die Steuereinheit gespeichert, wobei diese Speicherung vorzugsweise in der Steuereinheit oder im Fahrzeug oder im weiter unten beschriebenen mobilen Endgerät erfolgt. Falls anschließend ein Benutzer die Übermittlung eines Steuerbefehls zum Stopp oder zur Modifikation des Ladevorgangs initiiert, wird überprüft, ob das Kriterium erfüllt ist, dass der Benutzer einen Ladevorgangs-Berechtigungsnachweis bereitstellen kann, der dem gespeicherten Ladevorgangs-Berechtigungsnachweis entspricht, wobei bei Erfüllung dieses Kriteriums der Steuerbefehl über den dritten Kommunikationspfad an die Ladesäule übermittelt wird, woraufhin die Ladesäule den Ladevorgang stoppt oder modifiziert, Vorzugsweise kann der gespeicherte Ladevorgangs-Berechtigungsnachweis ausgelöst durch den Benutzer, dem der in Schritt c) erfolgreich verifizierte Benutzer-Berechtigungsnachweis zugeordnet ist, an einen oder mehrere andere Benutzer übertragen werden. Mit dieser Ausführungsform der Erfindung kann erreicht werden, dass Benutzer, die nicht über den in Schritt c) erfolgreich verifizierten Benutzer-Berechtigungsnachweis verfügen, den gestarteten Ladevorgang beenden bzw. modifizieren können.In a further preferred variant, after the start of the charging process, a charging process authorization certificate assigned to the started charging process is stored triggered by the control unit, this storage preferably taking place in the control unit or in the vehicle or in the mobile terminal described below. If a user then initiates the transmission of a control command to stop or modify the charging process, it is checked whether the criterion is met that the user can provide a charging process credentials that correspond to the stored charging process credentials, with the The control command is transmitted to the charging station via the third communication path, whereupon the charging station stops or modifies the charging process. Preferably, the stored charging process authorization can be triggered by the user to whom the user authorization successfully verified in step c) is assigned to one or more transferred to other users. With this embodiment of the invention it can be achieved that users who do not have the user credentials successfully verified in step c) can terminate or modify the loading process that has been started.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Steuereinheit zur Autorisierung von Fahrzeugen an mehreren unterschiedlichen Ladesäulen eingesetzt werden. In diesem Fall sind der Steuereinheit mehrere Ladesäulen mit entsprechenden zugeordneten Ladesäulen-Identifikationen zugewiesen, wobei die Steuereinheit in Schritt c) diejenige Ladesäule zur Übertragung des Startbefehls auswählt, welche die Ladesäulen-Identifikation in Schritt a) übermittelt hat.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the control unit can be used to authorize vehicles at several different charging stations. In this case, the control unit is assigned a plurality of charging columns with corresponding assigned charging column identifications, the control unit in step c) selecting that charging column for transmitting the start command that transmitted the charging column identification in step a).
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Benutzer-Berechtigungsnachweis im Fahrzeug hinterlegt, wobei das Fahrzeug in Schritt b) den Benutzer-Berechtigungsnachweis zusammen mit der Ladesäulen-Identifikation über den zweiten Kommunikationspfad zu der Steuereinheit überträgt. Hierdurch wird eine besonders einfache Umsetzung der erfindungsgemäßen Autorisierung erreicht.In a further, particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the user authorization certificate is stored in the vehicle, the vehicle transmitting the user authorization certificate together with the charging station identification via the second communication path to the control unit in step b). This achieves a particularly simple implementation of the authorization according to the invention.
In einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist an der Autorisierung ein mobiles Endgerät beteiligt. Bei dem mobilen Endgerät handelt es sich um ein durch einen Benutzer tragbares Gerät, wie z.B. ein Mobiltelefon. Dabei übermittelt das Fahrzeug in Schritt b) einen Fahrzeug-Berechtigungsnachweis sowie die Ladesäulen-Identifikation an das mobile Endgerät über einen vierten Kommunikationspfad, der auf einer lokalen drahtlosen Kommunikation im Umfeld des Fahrzeugs und der Ladesäule basiert. Im Rahmen von Schritt b) verifiziert dann das mobile Endgerät den Fahrzeug-Berechtigungsnachweis, wobei im Falle einer erfolgreichen Verifikation der Benutzer-Berechtigungsnachweis, der in dieser Ausführungsform im mobilen Endgerät hinterlegt ist, über den zweiten Kommunikationspfad zu der Steuereinheit übertragen wird. Mit dieser Variante der Erfindung wird auf einfache Weise ein mobiles Endgerät bei der Autorisierung des Ladevorgangs mit einbezogen.In a modified embodiment of the method according to the invention, a mobile terminal is involved in the authorization. The mobile terminal is a device that can be worn by a user, such as a mobile phone. In step b), the vehicle transmits a vehicle authorization and the charging station identification to the mobile terminal via a fourth communication path that is based on local wireless communication in the vicinity of the vehicle and the charging station. In the context of step b), the mobile terminal then verifies the vehicle authorization verification, in the case of a successful verification of the user authorization, which is stored in this embodiment in the mobile terminal, is transmitted to the control unit via the second communication path. With this variant of the invention, a mobile terminal is included in the authorization of the charging process in a simple manner.
In einer weiteren, einfach zu realisierenden Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens verifiziert in Schritt c) die Steuereinheit selbst den Benutzer-Berechtigungsnachweis. In einer abgewandelten Variante erfolgt die Verifikation des Benutzer-Berechtigungsnachweises über ein Backend. Hierzu übermittelt die Steuereinheit in Schritt c) eine Authentifizierungsanfrage, die den Benutzer-Berechtigungsnachweis enthält, an ein Backend, das den Benutzer-Berechtigungsnachweis verifiziert. Die Kommunikation über das Backend stellt dabei keine lokale Kommunikation dar. Im Falle, dass das Backend den Benutzer-Berechtigungsnachweis erfolgreich verifiziert, wird in Schritt c) ferner eine Authentifizierungsbestätigung an die Steuereinheit übertragen, die dann den Startbefehl über den dritten Kommunikationspfad an die Ladesäule übermittelt.In a further variant of the method according to the invention that is easy to implement, in step c) the control unit itself verifies the user authorization verification. In a modified variant, the verification of the user authorization is carried out via a backend. For this purpose, in step c) the control unit transmits an authentication request containing the user authorization to a backend which verifies the user authorization. Communication via the backend does not represent local communication. In the event that the backend successfully verifies the user authorization, an authentication confirmation is also transmitted to the control unit in step c), which then transmits the start command to the charging station via the third communication path .
In der soeben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung stellt die Steuereinheit einen Proxy/„Man-in-the-middle“ dar, der zwischen der Ladesäule und dem Backend vermittelt. Mit anderen Worten verhält sich die Steuereinheit gegenüber dem Backend wie eine Ladesäule, die sich mit einer Authentifizierungsanfrage authentifizieren möchte, wohingegen sich die Steuereinheit gegenüber der Ladesäule wie ein Backend verhält, das einen Startbefehl an die Ladesäule zum Starten des Ladevorgangs ausgibt.In the embodiment of the invention just described, the control unit represents a proxy / “man-in-the-middle” that mediates between the charging station and the backend. In other words, the control unit behaves towards the backend like a charging column that wants to authenticate itself with an authentication request, whereas the control unit behaves towards the charging column like a backend that issues a start command to the charging column to start the charging process.
In einer besonders bevorzugten Variante der soeben beschriebenen Ausführungsform werden die Authentifizierungsanfrage und die Authentifizierungsbestätigung sowie der Startbefehl gemäß dem an sich bekannten OCPP-Protokoll (OCPP = Open Charge Point Protocol) übertragen.In a particularly preferred variant of the embodiment just described, the authentication request and the authentication confirmation as well as the start command are transmitted in accordance with the OCPP protocol (OCPP = Open Charge Point Protocol), which is known per se.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform basiert der erste Kommunikationspfad zwischen Ladesäule und Fahrzeug auf einer an sich bekannten PLC-Kommunikation (PLC = Power Line Communication), die über das Ladekabel erfolgt. Somit hat das Ladekabel in dieser Variante nicht nur die Funktion der Stromübertragung, sondern auch die Funktion einer Datenübertragung. Vorzugsweise handelt es sich bei der PLC-Kommunikation um eine Kommunikation gemäß dem Standard ISO 15118.In a further, particularly preferred embodiment, the first communication path between the charging column and the vehicle is based on PLC communication (PLC = Power Line Communication) which is known per se and which takes place via the charging cable. Thus, in this variant, the charging cable not only has the function of power transmission, but also the function of data transmission. The PLC communication is preferably a communication according to the ISO 15118 standard.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung basieren der zweite Kommunikationspfad und/oder der vierte Kommunikationspfad, die drahtlos ausgestaltet sind, auf WLAN, 5G oder Bluetooth. Insbesondere kann z.B. das Bluetooth low energy beaconing oder das Bluetooth-Profil BLE GATT zum Einsatz kommen.In a further preferred embodiment, the second communication path and / or the fourth communication path, which are wireless, are based on WLAN, 5G or Bluetooth. In particular, e.g. the Bluetooth low energy beaconing or the Bluetooth profile BLE GATT can be used.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform benötigt der zweite Kommunikationspfad zur Übertragung des Benutzer-Berechtigungsnachweises und der Ladesäulen-Identifikation keine Empfangsadresse der Steuereinheit. Alternativ und zusätzlich kann auch der vierte Kommunikationspfad zur Übertragung des Fahrzeug-Berechtigungsnachweises und der Ladesäulen-Identifikation keine Empfangsadresse des mobilen Endgeräts benötigen. Mit anderen Worten werden in dieser Variante die Daten nach Art eines Broadcast an die Steuereinheit bzw. das mobile Endgerät übermittelt.In a further preferred embodiment, the second communication path does not require a receiving address of the control unit to transmit the user authorization and the charging station identification. Alternatively and in addition, the fourth communication path for transmitting the vehicle authorization and the charging station identification can also not require a receiving address of the mobile terminal. In other words, in this variant, the data are transmitted to the control unit or the mobile terminal in the manner of a broadcast.
Neben dem oben beschriebenen Verfahren betrifft die Erfindung ein System zur Autorisierung eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs an einer Ladesäule, wobei das Fahrzeug an der Ladesäule über ein Ladekabel zum Laden seines elektrischen Energiespeichers angeschlossen ist. Das System ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer oder mehrerer bevorzugter Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Mit anderen Worten sind die Komponenten, die im erfindungsgemäßen Verfahren bzw. in bevorzugten Varianten dieses Verfahrens genutzt werden, Bestandteil des Systems.In addition to the method described above, the invention relates to a system for authorizing a charging process of a vehicle at a charging station, the vehicle being connected to the charging station via a charging cable for charging its electrical energy storage device. The system is set up to carry out the method according to the invention or one or more preferred variants of the method according to the invention. In other words, the components that are used in the method according to the invention or in preferred variants of this method are part of the system.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Steuereinheit für ein System zur Autorisierung eines Ladevorgangs, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, als Steuereinheit im erfindungsgemäßen Verfahren bzw. in einer oder mehreren bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens zu arbeiten. Mit anderen Worten enthält die Steuereinheit Mittel, über welche die entsprechenden Verfahrensschritte implementiert werden, die von der Steuereinheit im erfindungsgemäßen Verfahren bzw. in einer oder mehreren bevorzugten Varianten dieses Verfahrens durchgeführt werden.The invention also relates to a control unit for a system for authorizing a charging process, the control unit being set up to work as a control unit in the method according to the invention or in one or more preferred variants of the method according to the invention. In other words, the control unit contains means via which the corresponding method steps are implemented, which are carried out by the control unit in the method according to the invention or in one or more preferred variants of this method.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying figures.
Es zeigen:
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1 bis4 schematische Darstellungen von vier Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 to4th schematic representations of four embodiments of the method according to the invention.
Im Rahmen der Autorisierung des Ladevorgangs wird zunächst über einen ersten Kommunikationspfad CP1 eine Ladesäulen-Identifikation CID an das Fahrzeug EV übermittelt. Der Kommunikationspfad CP1 basiert dabei auf einer PLC-Kommunikation gemäß dem Standard ISO 15118, die über das Ladekabel abläuft. In der hier beschriebenen Variante handelt es sich bei der Ladesäulen-Identifikation CID um eine EVSE-Identifikation gemäß dem Standard ISO 15118. Nichtsdestotrotz kann die Identifikation gegebenenfalls z.B. auch eine MAC-Adresse der Ladesäule sein.As part of the authorization of the charging process, a charging column identification CID is first transmitted to the vehicle EV via a first communication path CP1. The communication path CP1 is based on PLC communication in accordance with the ISO 15118 standard, which takes place via the charging cable. In the variant described here, the charging station identification CID is an EVSE identification in accordance with the ISO 15118 standard. Nonetheless, the identification can also be a MAC address of the charging station, for example.
Nach Empfang der Ladesäulen-Identifikation CID wird in dem Fahrzeug EV diese Identifikation einem Benutzerkonto zugewiesen, zu dem ein dem Fahrzeug zugeordneter Benutzer gehört. Diese Zuordnung wird für die Abrechnung der Kosten des Ladevorgangs benötigt, die über das Benutzerkonto durchgeführt wird.After receipt of the charging station identification CID, this identification is assigned to a user account in the vehicle EV, to which a user assigned to the vehicle belongs. This assignment is required for billing the costs of the charging process, which is carried out via the user account.
Dem Benutzerkonto ist ferner ein Benutzer-Berechtigungsnachweis UCR zugeordnet, der beispielsweise ein signierter Token ist. Über den Kommunikationspfad CP2 wird dieser Benutzer-Berechtigungsnachweis zusammen mit der Ladesäulen-Identifikation CID an die Steuereinheit AE übertragen. Für den Kommunikationspfad CP2 wird ein lokales Funknetz, z.B. basierend auf WLAN oder Bluetooth, genutzt. Die Steuereinheit AE ist eine Einheit, deren Betrieb von der Ladesäule unabhängig ist. Vorzugsweise ist die Einheit in einem separaten Gehäuse vorgesehen. Die Steuereinheit AE ist an der Ladesäule angebracht oder im Umfeld der Ladesäule positioniert, um die hier beschriebene Autorisierung zu ermöglichen. Dabei ist es nicht erforderlich, in die Hardware bzw. Software der Ladesäule einzugreifen.A user credentials UCR, which is, for example, a signed token, is also assigned to the user account. This user authorization certificate is transmitted together with the charging station identification CID to the control unit AE via the communication path CP2. A local radio network, e.g. based on WLAN or Bluetooth, is used for the communication path CP2. The control unit AE is a unit whose operation is independent of the charging station. The unit is preferably provided in a separate housing. The control unit AE is attached to the charging column or positioned in the vicinity of the charging column in order to enable the authorization described here. It is not necessary to intervene in the hardware or software of the charging station.
Nach Empfang des Benutzer-Berechtigungsnachweises UCR und der Ladesäulen-Identifikation CID über den Kommunikationspfad CP2 führt die Steuereinheit AE eine Verifikation des Benutzer-Berechtigungsnachweises (z.B. durch Überprüfung einer Signatur) durch. Bei erfolgreicher Verifikation des Benutzer-Berechtigungsnachweises übermittelt die Steuereinheit AE über einen dritten Kommunikationspfad CP3 einen Startbefehl SRQ an die Ladesäule CS, die daraufhin den Ladevorgang startet und ferner optional über den dritten Kommunikationspfad eine Bestätigung SRP zum Start des Ladevorgangs an die Steuereinheit zurückgibt. Der dritte Kommunikationspfad kann je nach Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens unterschiedlich ausgestaltet sein. Beispielsweise kann die Kommunikation über den Kommunikationspfad CP3 mittels einer drahtgebundenen Verbindung zwischen Steuereinheit AE und Ladesäule CS stattfinden. Ebenso kann auch hier ein lokales Funknetz zur Kommunikation genutzt werden.After receiving the user authorization certificate UCR and the charging station identification CID via the communication path CP2, the control unit AE verifies the user authorization certificate (e.g. by checking a signature). Upon successful verification of the user authorization, the control unit AE transmits a start command SRQ to the charging station CS via a third communication path CP3, which then starts the charging process and also optionally returns a confirmation SRP to the control unit via the third communication path to start the charging process. The third communication path can be configured differently depending on the configuration of the method according to the invention. For example, the communication can take place via the communication path CP3 by means of a wired connection between the control unit AE and the charging station CS. A local radio network can also be used here for communication.
Im Rahmen der Übermittlung des Startbefehls SRQ kann zur Adressierung der Ladesäule CS beispielsweise direkt die Ladesäulen-Identifikation CID genutzt werden. Nichtsdestotrotz kann auch eine andere eindeutige Identifikation der Ladesäule eingesetzt werden, wobei in diesem Fall in der Steuereinheit eine Zuordnung zwischen der anderen Identifikation und der Ladesäulen-Identifikation hinterlegt ist.As part of the transmission of the start command SRQ, for example, the charging column identification CID can be used directly to address the charging column CS. Nevertheless, another unique identification of the charging column can also be used, in which case an association between the other identification and the charging column identification is stored in the control unit.
In der Ausführungsform der
Zunächst wird in dem Verfahren der
Dem Endgerät MD ist die Fahrzeug-Identifikation der Fahrzeugs EV bekannt. Ferner ist in dem Endgerät der Benutzer-Berechtigungsnachweis UCR für ein entsprechendes Benutzerkonto hinterlegt, zu dem ein dem Fahrzeug zugeordneter Benutzer gehört. Im mobilen Endgerät MD erfolgt eine Zuordnung der vom Fahrzeug empfangenen Ladesäulen-Identifikation CID und der Fahrzeug-Identifikation zu dem Benutzerkonto. Diese Zuordnung wird für die Abrechnung der Kosten des Ladevorgangs benötigt, die über das Benutzerkonto durchgeführt wird.The vehicle identification of the vehicle EV is known to the terminal MD. Furthermore, the user authorization certificate UCR is stored in the terminal for a corresponding user account to which a user assigned to the vehicle belongs. In the mobile terminal MD, the charging station identification CID received from the vehicle and the vehicle identification are assigned to the user account. This assignment is required for billing the costs of the charging process, which is carried out via the user account.
Zur Verifikation des Fahrzeug-Berechtigungsnachweises VCR verwendet das Endgerät MD den Benutzer-Berechtigungsnachweis UCR oder alternativ einen öffentlichen Schlüssel, mit dem eine Signatur des Fahrzeug-Berechtigungsnachweises geprüft werden kann. Bei erfolgreicher Verifikation wird analog zum Verfahren der
Anschließend laufen im Verfahren der
Im Verfahren der
In der Ausführungsform der
Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere wird die Autorisierung eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs an einer Ladesäule ermöglicht, ohne dass es notwendig ist, dass die Ladesäule entsprechende Berechtigungsnachweise verarbeitet. Dies wird dadurch erreicht, dass die Ladesäulen-Identifikation an das Fahrzeug übertragen wird und entsprechende Berechtigungsnachweise unter Zwischenschaltung einer separaten Steuereinheit verarbeitet werden.The embodiments of the invention described above have a number of advantages. In particular, the authorization of a charging process for a vehicle at a charging column is made possible without the charging column having to process corresponding credentials. This is achieved in that the charging station identification is transmitted to the vehicle and corresponding credentials are processed with the interposition of a separate control unit.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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