CN109641536A - 用于控制优化的充电过程的充电系统和方法 - Google Patents

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T·维尔姆斯
S·伯斯瓦尔德
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Abstract

本发明包括一种用于控制至少部分电气驱动的车辆(110、210)的优化的充电过程的充电系统(100、200)，其中，至少部分电气驱动的车辆(110、210)具有蓄能器(112、212)。充电系统(100、200)包括：至少一个电源(122、222)，所述蓄能器(112、212)能够与所述电源连接并且利用所述电源充电；以及至少一个后端服务器(130、230)，所述后端服务器能够至少基于车辆(110、210)的技术状态数据和配置给电源(122、222)的电费表自动地确定优化的用于给蓄能器(112、212)充电的充电计划。在此如果蓄能器(112、212)连接到电源(122、222)，自动地将技术状态数据从车辆(110、210)传送给后端服务器。在后端服务器(130、230)接收车辆(110、210)的技术状态数据之后，该后端服务器确定优化的充电计划。后端服务器(130、230)能够根据优化的充电计划来控制蓄能器(112、212)的充电过程。

Description

用于控制优化的充电过程的充电系统和方法
技术领域
本发明涉及用于控制至少部分电气驱动的车辆的优化的充电过程的充电系统和方法。
背景技术
电动车辆、例如电气驱动的两轮车和滑板、特别是还有带有至少辅助性的电动驱动装置的电动车辆是已知的。如此已知如下的微型、轻型和完全混合动力车辆，它们实现并行的、功率分支的、串行的混合驱动方案。特别是已知插入式混合动力，其中电蓄能器(如在纯电气驱动方案中那样)可以通过电网充电。
关于电动车(其蓄能器可以至少部分通过电网充电)的机动性的越来越高的电气化以及很久以来没有令人满意的电流充电站的基础设施可用)的事实对于电动车、特别是纯电动车辆(Battery Electric Vehicle，BEV)以及插入式混合动力车辆(Plug-in HybridElectric Vehicle，PHEV)的用户意味着：其必须在其个人的、私人的周围中解决相应蓄能器的充电。由此用户面对将私人电源(例如家用装置插座或私人壁式充电站或壁箱)用于给电动车充电。不过私人电源承受多种波动。例如，对于每个充电过程必须分别考虑关于在家用装置中通过其他电流消耗器(家用负载)的当前电流消耗的家用装置最大电流负荷。如此可能出现的是，基于当前非常高的家用负载出于安全原因必须推迟蓄能器的充电过程。这导致：忘记蓄能器的充电过程。因此基于电动车在家用插座或私人壁式充电站上的长的充电持续时间可能出现：用户无法开始所计划的行驶。还经常发生电费中的波动，如例如日间和夜间电费表。但是也存在动态得多的电费表或时变的电费表，其动态地匹配于风能和太阳能的波动的馈送功率。为此的示例是分时定价电费表，其个别地匹配于在日、周和/或季度变化曲线中历史或当前的负载曲线。分时定价电费表在一些交易中甚至在存在产能过剩(例如来自风力发电设备)的时间消耗电流时给予金钱偿还。由电动车辆的用户人为地考虑波动的电费是繁琐的并且操作不舒适。
发明内容
本发明的任务在于，避免开头所述的缺点并且实现如下解决方案，该解决方案特别是能实现自动计算和控制至少部分电气驱动的车辆的时间和成本优化的充电过程。
该任务根据本发明通过各独立权利要求的特征来解决。优选的实施形式是从属权利要求的内容。
按照本发明的第一方面提供一种用于控制至少部分电气驱动的车辆的优化的充电过程的充电系统。至少部分电气驱动的车辆在此具有蓄能器。该充电系统包括：至少一个电源，所述蓄能器能够与所述电源连接并且利用所述电源充电。电源可以是市场常见的家用插座或保险插座或壁式充电站或壁箱。
此外，所述充电系统包括至少一个后端服务器，所述后端服务器能够至少基于车辆的技术状态数据和配置给电源的电费表来自动地确定用于给蓄能器充电的优化的充电计划。例如车辆的用户可以通过终端装置(例如PC或膝上电脑)、移动终端装置(例如智能电话、但是还有其他移动电话或手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑等，其配备用于加载和执行App的技术)或者在车辆中安装的操作单元(例如经由车辆的车载电脑的人机界面)输入属于电源的家用装置的电费表，所述电费表存储在后端服务器的存储单元、例如数据库中。上述装置可以利用后端服务器通过适合的通信接口例如移动网络、局域网络或局域网(LAN)、例如无线保真(WiFi)或者通过广域网络或WAN例如全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、全球增强型数据提升率(EDGE)、通用移动通信系统(UMTS)、高速下行/上行数据包访问(HSDPA、HSUPA)、长期演进(LTE)或者微波接入的全球互操作性(WIMAX)来通信。电费表的存储是仅一次性的或附加地在电力供应方和/或电费表变换时是必要的。
如果蓄能器连接到电源，自动地将技术状态数据从车辆传送给后端服务器。例如一个或多个控制装置可以在识别出蓄能器连接到电源之后从一个或多个位于在车辆中的存储单元读取车辆的相应相关的技术状态数据并且经由适合的通信接口(参见上文)发送给后端服务器。在另一示例中，技术状态数据可以在每次行驶结束之后传送给后端服务器。在另一示例中，状态数据从车辆到后端服务器的周期性传输例如可以每X分钟地发生。在此，X是预定的或可预定的数字。
如果所述后端服务器接收车辆的技术状态数据，该后端服务器在考虑技术状态数据和相应的属于电源的家用装置的电费表的情况下确定优化的充电计划。此外，后端服务器可以根据优化的充电计划控制蓄能器的充电过程。在周期性传输状态数据的情况下插入时刻是用于确定优化的充电计划的触发程序，其中，最后接收的技术状态数据对于计算优化的充电计划可能是决定性的。
优选地，车辆的驾驶员能够确定期望的出发时刻和/或在充电过程结束时蓄能器的期望的荷电状态。蓄能器的期望的荷电状态可以是最小行程长度，蓄能器在充电过程结束应具有该最小行程长度。出发时刻的输入可以通过车辆的人机界面或通过在车辆中的操作单元或通过驾驶员的终端装置实现。有利地，车辆驾驶员可以由此相信：后端服务器计算优化的充电计划并且起动或控制其实施，从而在期望的出发时刻达到蓄能器尽可能大且同时成本优化的荷电状态。
充电系统的另一优点在于，将技术状态数据从车辆自动地传送给后端服务器，并且后端服务器在考虑技术状态数据和属于电源的家用装置的电费表的情况下为车辆用户自动地时间和成本优化地确定充电计划并且自动控制蓄能器的属于充电计划的充电过程。如此车辆用户有利地仅须将蓄能器仅与电源连接并且可以确定的是，时间和成本优化地给蓄能器充电，即使充电过程包含用于蓄能器的充电的分散的(disjunkt)时间段。
优选地，所述技术状态数据包括蓄能器的当前荷电状态以及车辆的位置数据。
例如可以通过一个或多个位于在车辆中的控制装置将车辆的全球定位系统(GPS)位置数据以及关于蓄能器的当前荷电状态的数据从一个或多个位于在车辆中的存储模块读取并且经由适合的通信接口传送给后端服务器。在另一示例中，可以通过电力线通信(PLC)在蓄能器连接到电源(例如壁箱)的情况下通过适合的充电电缆发生将壁箱的位置数据或识别数据传输给车辆。通过PLC也可以传输其他数据，例如可用的充电方式(交流电(AC)、直流电(DC))、电流强度和电压界限(最小、最大)、关于时间的最大连接功率等。这些数据也可以由车辆发送给后端服务器。后端服务器于是也可以在考虑这些由PLC传输的数据的情况下计算优化的充电计划。位于在车辆中的控制装置还可以将关于蓄能器的当前荷电状态的相应数据从位于在车辆中的存储模块读取并且经由适合的通信接口发送给后端服务器。在另一示例中，电源可以是所谓的“智能”壁箱，其包括至少一个存储单元和控制装置并且能够与分布的其他装置联网。在车辆蓄能器与“智能”壁箱经由适合的充电电缆连接的情况下，控制装置可以将这些经由PLC传输的GPS位置数据以及蓄能器的当前荷电状态从一个或多个位于车辆中的存储单元读取并且经由适合的通信接口发送给后端服务器。备选于此地，“智能”壁箱可以将蓄能器的当前荷电状态从一个或多个位于车辆中的存储单元读取并且将适合的位置数据(保存或通过自身的GPS模块确定)或自身的识别号(其例如在后端服务器中在存储模块例如数据库中)连同读取的数据经由适合的通信接口发送给后端服务器。此外，“智能”壁箱可以发送自身的附加数据给后端服务器，例如属于壁箱的家用装置的个人调节以及自身的电压限制、电流强度限制以及功率限制(最小、最大)。
根据车辆/壁箱的位置数据或根据联接到确定位置的电源的识别数据(例如连同位置保存在后端服务器的存储模块中)，后端服务器可以识别：充电过程涉及哪个属于电源的家用装置，并且如此识别用于计算优化的充电计划的(例如之前保存的)电费表(例如从后端服务器的存储模块读取)。后端服务器还可以在考虑蓄能器的当前荷电状态和蓄能器的最大充电能力的情况下(也可以连同技术状态数据传送给后端服务器或者对于每个车辆已经存储在后端服务器的存储单元中)确定充电大小(充电需求)，其构成用于计算优化的充电计划的基础。
优选地，所述充电系统还包括数字电表，其能够检测属于电源的家用装置的当前电流消耗，其中，后端服务器还能够基于当前电流消耗以及所属家用装置的最大电流容量计算优化的充电计划。
数字电表或智能表计涉及数字电度表，其连接到通信网中并且能够确定关于属于电源的家用装置的实际能耗以及实际使用时间的数据以及将所确定的数据自动传送给第三单元，在该情况下传送给后端服务器。备选于此地，后端服务器也可以从智能表计获得所提出的关于轮询的数据。在另一示例中，后端服务器可以基于属于电源的家用装置的过去的数据(其从智能表计接收该数据)创建家用装置的电流消耗特性曲线并且将电流消耗特性曲线用于计算优化的充电计划。所属的家用装置的最大电流容量例如可以针对每个家用装置存储在后端服务器的存储单元中。
将属于电源的家用装置的当前能耗以及家用装置的最大电流容量引入到优化的充电计划的计算中的优点在于，避免在家用装置中的过载情况，其方式为，在家用装置中存在高电流消耗的情况下可以通过后端服务器相应地匹配用于蓄能器的充电过程的充电功率，其中，同时可以在考虑匹配的充电功率的情况下创建时间和成本优化的充电计划。
优选地，所述后端服务器能够检测在对于计算优化的充电计划相关的电流消耗中的变化并且在考虑电流消耗中的变化的情况下实施优化的充电计划的重新计算。
例如后端服务器可以在计算的优化的充电计划的所述一个充电时间段或所述多个充电时间段期间以规律的间隔向智能表计查询关于当前电流消耗的数据(轮询)。假如当前电流消耗变化超过预定或可预定的阈值，那么后端服务器可以进行优化的充电计划的重新计算。后端服务器可以根据优化的充电计划的重新计算来控制蓄能器的充电过程。
检测电流消耗的变化的优点在于，可以在当前高电流消耗变化时关于家用装置的最大电流容量动态匹配优化的充电计划，由此避免在当前电流消耗提高时家用装置的过载情况，并且在当前电流消耗降低时可以在用于充电过程的时间和成本方面动态地进一步优化充电计划。
优选地，所述后端服务器能够在优化的充电计划的创建中还如此控制属于电源的智能家用电器，使得在为充电过程所计算的充电时间期间在属于电源的家用装置中存在优化的电流消耗。
例如，智能表计可以与智能家用电器(例如相应配备的洗衣机和洗碗机)联网。后端服务器可以通过智能表计如此控制联网的智能家用电器，使得智能家用电器在为充电过程所计算的充电时间期间关断或先不接通并且在为充电过程所计算的充电时间之后(又)接通。
这具有如下优点，即，可以时间和成本更优化地创建用于蓄能器的充电过程的充电计划，其中，同时避免在属于电源的家用装置中的过载情况。除此之外，关于属于电源的家用装置的过去的电流消耗的数据(电流消耗特性曲线)可以保存在由后端服务器可访问的存储单元(例如数据库)中。电流消耗特性曲线可以在计算优化的充电计划中得到考虑。这具有如下优点，即使得在实施优化的充电计划期间基于与优化的充电计划的偏差所必须实施的调节最小化。由此也可以优化地实现优化的充电计划，从而车辆在由驾驶员期望的时刻具有期望的荷电状态。
优选地，所述充电系统还包括光伏设施，所述光伏设施能够将电流馈送到属于电源的家用装置中，其中，后端服务器还能够在考虑当前的电流馈送的情况下计算优化的充电计划。
术语“当前的电流馈送”可理解为通过光伏设施馈送电流的对于充电过程相关的时间段。例如，车辆的用户首先可以一次性地将光伏设施的功率数据和状态数据通过适合的接口(例如人机界面、HMI)保存在后端服务器上。状态数据包括光伏设施的定向、倾斜等。在每次计算优化的充电计划之前，后端服务器可以由相应的服务提供方或服务提供商问明(请求-回复)当前天气数据以及天气预报。在此服务提供方可以是后端服务器自身。备选于此地，服务提供方可以是任意通过互联网可调用的服务器。
在考虑光伏设施的功率数据和状态数据、在插入时刻问明的电流馈送、问明的天气数据以及当前的天气预报的情况下，后端服务器可以计算在(当前电流馈送)对于充电过程相关的时间段期间通过光伏设施进行的预测的电流馈送。后端服务器于是可以在计算优化的充电计划时考虑该当前的电流馈送。
优选地，所述后端服务器能够检测在通过光伏设施进行的电流馈送中的变化并且在考虑当前电流馈送中的所述变化的情况下实施优化的充电计划的重新计算。后端服务器能够根据优化的充电计划的重新计算来控制蓄能器的充电过程。
例如后端服务器可以以规律的间隔在对于充电过程相关的时间段期间检测天气预报中的变化或识别在所预测的电流馈送与由数字电表检测的电流馈送之间的大幅偏差并且由此实施当前电流馈送的重新计算。如果重新计算的当前电流馈送与之前计算的当前电流馈送(其在计算当前的优化的充电计划时被考虑过)的偏差超过预定或可预定的阈值，那么后端服务器在考虑重新计算的通过光伏设施进行的当前的电流馈送的情况下重新计算优化的充电计划。后端服务器于是根据重新计算的优化的充电计划控制蓄能器的充电过程。
优选地，电源是壁式充电站或壁箱，其能够接受后端服务器的计算的、优化的充电计划并且控制优化的充电计划的执行。
壁式充电站例如可以是所谓的智能壁式充电站，其例如可通过无线局域网(WLAN)与互联网连接。如此壁式充电站可以由后端服务器获得优化的充电计划并且控制优化的充电计划的执行。
这具有如下优点，即多个智能壁式充电站可与后端服务器连接。在后端服务器算出相应的优化的充电计划之后，其可以将所述充电计划发送给相应的壁式充电站，壁式充电站随后控制执行。由此通过后端服务器能够进行中央式管理。
按照第二方面，该任务通过一种用于控制至少部分电气驱动的车辆的优化的充电过程的方法来解决，其中，至少部分电气驱动的车辆具有蓄能器(112、212)。所述方法包括：
提供至少一个电源，所述蓄能器能够与所述电源连接并且利用所述电源充电；以及
提供至少一个后端服务器，所述后端服务器能够至少基于车辆的技术状态数据和配置给电源的电费表自动地确定优化的用于给蓄能器充电的充电计划；
其中，如果蓄能器连接到电源，则将技术状态数据从车辆自动地传送给后端服务器；
当后端服务器接收车辆的技术状态数据之后，通过该后端服务器自动地确定优化的充电计划；以及
通过后端服务器根据优化的充电计划来控制蓄能器的充电过程。
附图说明
本发明的所述任务和其他任务、特征和优点由优选实施形式和附图的以下详细的描述的研究变得明显。明确的是，即使单独描述各实施形式，其中各个特征也可以组合为附加的实施形式。
图1示出用于控制优化的充电计划的一个充电系统；
图2示出用于控制优化的充电计划的另一充电系统；
图3示出用于通过用户保存电费表的示例性步骤；
图4示出用于计算和控制优化的充电计划的示例性步骤；
图5示出同于计算光伏设施的当前电流馈送的示例性步骤；
图6示出示例性的充电计划。
具体实施方式
图1和2分别示出用于控制至少部分电气驱动的车辆110、210的优化的充电过程的示例性的充电系统100、200。所述至少部分电气驱动的车辆110、210在此具有蓄能器112、212。充电系统100、200包括至少一个电源122、222，蓄能器112、212与所述电源连接，并且通过所述电源可以给蓄能器充电。电源122(图1)涉及市场常见的家用装置插座或保险插座或壁式充电站或壁箱，电源222(图2)涉及“智能”或“联网”壁箱，其例如可以经由WLAN与后端服务器130、230和其他联网的装置连接，可以与之通信，并且特别是能够由后端服务器130、230接收优化的充电计划并且例如借助于控制装置224控制优化的充电计划的执行470。
此外，充电系统100、200包括至少一个后端服务器130、230，所述后端服务器能够至少基于车辆110、210的技术状态数据和配置给电源122、222的电费表自动地确定用于给蓄能器112、212充电的优化的充电计划。例如，车辆110、210的用户150、250通过终端装置152、252或安装在车辆110、210中的操作单元116、216输入属于电源122、222的家用装置120、220或对于其电费结算相关的电力供应方和/或电费表，如在再下面根据图3进一步阐明的那样。输入的电力供应方和/或电费表可以保存在后端服务器130、230的存储单元132、232、例如数据库中。终端装置152、252或操作单元116、216可以与后端服务器130、230经由适合的通信接口、例如移动网络或局域网(LAN)、例如无线保真(WiFi)或者通过广域网络或WAN、例如全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、全球增强型数据提升率(EDGE)、通用移动通信系统(UMTS)、高速下行/上行数据包访问(HSDPA、HSUPA)、长期演进(LTE)或者微波接入的全球互操作性(WIMAX)通信。电费表的输入仅须一次性地进行或附加地在电费表/电力供应方变换时进行。
如果车辆110、210的蓄能器112、212连接到电源122、222，将技术状态数据从车辆110、210自动地传送给后端服务器130、230。技术状态数据包括蓄能器112、212的至少一个当前荷电状态以及车辆110、210的位置数据。一个或多个控制装置114、214例如可以将车辆110、210的相应相关的技术状态数据从一个或多个位于在车辆110、210中的存储单元(未示出)读取并且经由适合的通信接口(参见上文)发送给后端服务器130、230。
如果后端服务器130、230接收车辆110、210的技术状态数据，该后端服务器在考虑技术状态数据和相应的属于电源122、222的家用装置120、220的电费表的情况下(其如上所述可以存储在存储单元132、232中)确定优化的充电计划。此外，后端服务器130、230能够根据优化的充电计划控制蓄能器112、212的充电过程。
充电系统100、200的优点在于，技术状态数据从车辆110、210自动地传送给后端服务器130、230。后端服务器130、230在考虑技术状态数据和相应于电源122、222的家用装置120、220的电费表的情况下自动地确定用于蓄能器112、212的充电过程的时间和成本优化的充电计划。后端服务器130、230有利地自动控制蓄能器112、212的充电过程。如此车辆110、210的用户150、250必须将蓄能器112、212仅仅与电源122、222连接并且可以确定的是，时间和成本优化地给蓄能器112、212充电。在此充电过程可以包含用于给蓄能器112、212充电的不同的分散的时间段(如在再下面根据图6进一步阐明)。
除此之外，车辆110、210的驾驶员150、250可以确定期望的出发时刻。如此驾驶员150、250例如可以通过车辆110、210的操作单元116、216或者通过终端装置152、252输入期望的有规律的出发时间，例如在上午总是在相同钟点。此外或者备选于此地，驾驶员可以输入一次性的期望的出发时刻，例如在后天5点。该输入可以通过相应的GUI实现，其例如提供日期和钟点区域。驾驶员150、250于是可以借助于日历和钟点功能输入期望的出发时刻，其可以包括期望的出发日期和期望的出发钟点。备选于此地，在期望的出发日期和期望的出发钟点的期望的出发时刻的每种其他输入方法能够借助于相应的提供所需功能的GUI通过操作单元116、216或终端装置152、252进行。期望的出发时刻于是在通过后端服务器130、230计算优化的充电计划中得到考虑。
附加或备选于此地，驾驶员150、250可以确定在充电过程的结束时蓄能器112、212的期望的荷电状态或最低荷电状态。例如驾驶员150、250可以经由相应的GUI通过车辆110、210的操作单元116、216或终端装置152、252确定：在充电过程之后确保以公里为单位的最小行程长度。如果用户或驾驶员150、250没有输入蓄能器112、212的期望的荷电状态或最低荷电状态，那么后端服务器130、230可以按照标准设定，即，充满电或最大充电的蓄能器112、212是期望的。
此外，用户150、250可以通过操作单元116、216通过终端装置152、252或通过智能壁箱222输入：用户150、250是否在出发时刻期望车辆110、210的预先空气调节。预先空气调节在此可以包括将车辆内部空间加热或冷却到由用户输入的期望的车辆内部空间温度。因为在出发时刻准确的车辆空气调节仅仅当该车辆空气调节紧邻于期望的出发时刻之前时才是可能的，所以后端服务器130、230可以紧邻于期望的出发时刻之前与在该时刻存在的电费表的用电成本或光伏设施126、226(参见下文)的电流馈送无关地实现预先空气调节(如在再下面根据图6所述)。
优化的充电计划那么时间优化地在考虑期望的出发时刻和/或期望的荷电状态的情况下以及成本优化地在考虑相应于电源的家用装置120、220的电费表的情况下由后端服务器130、230计算，并且控制充电计划的执行。
充电系统100、200的优点在于，所述技术状态数据从车辆110、210自动传送给后端服务器130、230，并且后端服务器130、230在考虑技术状态数据和属于电源122、222的家用装置120、220的电费表的情况下自动地为车辆110、210的用户150、250时间和成本优化地进行确定并且自动控制蓄能器112、212的充电过程。如此，车辆110、210的用户150、250必须将蓄能器112、212仅仅与电源122、222连接并且可以确定的是，时间和成本优化地给蓄能器112、212充电，即使充电过程包含用于给蓄能器112、212充电的不同的分散的时间段(参见图6)。
例如，在图1中所述的示例性的充电系统100中，后端服务器130可以促使位于在车辆110中的联网的控制装置114在一个或多个在优化的充电计划中确定的时刻实施蓄能器112的充电过程(如在再下面中根据图6所述)。备选于此地，后端服务器130可以将优化的充电计划发送给联网的控制装置114，从而优化的充电计划的控制由控制装置114实现。联网的控制装置114可以是自身的提供相应功能的控制装置114。备选于此地，控制装置114附加地还可以包含另外的功能(例如在再下面中所述)。
技术状态数据可以包括蓄能器112、212的当前荷电状态以及车辆110、210的位置数据，但是也可以包括车辆110、210的适用于优化蓄能器112、212的充电时间段的其他技术数据。例如可以通过一个或多个位于在车辆110、210中的控制装置将车辆110、210的全球定位系统(GPS)位置数据以及关于蓄能器112、212的当前荷电状态的数据从一个或多个位于在车辆110、210中的存储模块(未示出)读取并且通过适合的通信接口传送给后端服务器130、230。
在参照图2所述的充电系统200的另一示例中，通过电力线通信(PLC)在蓄能器212通过适合的充电电缆连接到电源222(例如智能壁箱)的情况下可以发生车辆210的位置数据到智能壁箱222或后端服务器230的传输或智能壁箱222的识别数据到车辆210的传输。位于在车辆210中的控制装置214还可以将关于蓄能器212的当前荷电状态的相应数据从位于在车辆210中的存储模块(未示出)读取并且经由适合的通信接口发送给后端服务器230。电源可以是所谓的“智能”壁箱222，其包括至少一个存储单元(未示出)和控制装置224并且能够与分布的其他装置联网。在车辆210的蓄能器212经由适合的充电电缆连接到“智能”壁箱222的情况下，壁箱222的控制装置224可以接收或检测GPS位置数据以及蓄能器212的当前荷电状态并且经由适合的通信接口发送给后端服务器230。备选于此地，“智能”壁箱222可以将蓄能器212的当前荷电状态由一个或多个位于在车辆210中的存储单元读取，并且将(所保存的或通过自身的GPS模块所确定的)自身的位置数据或自身的识别号(其例如在后端服务器230中连同确定的位置保存在存储模块232中)连同读取的数据一起经由适合的通信接口发送给后端服务器230。在智能壁箱222中，代替通过操作单元116、216或通过终端装置152、252也可以通过在壁箱222上的相应的输入装置实施全部在此所述的设定。
根据车辆210/壁箱222的位置数据或根据联接到确定位置的电源222的识别数据，后端服务器230可以识别：充电过程涉及哪个属于电源222的家用装置220并且如此识别例如之前保存(参见图3)的用于计算优化的充电计划的电费表。后端服务器230还可以在考虑蓄能器212的当前荷电状态和蓄能器212的最大荷电容量(其也可以与技术状态数据一起传送给后端服务器230或者对于每个车辆210已经保存在后端服务器230的存储单元232中)的情况下确定充电大小(充电需求)，其是计算优化的充电计划的基础。
充电系统100、200还可以包括数字电表125、225，其可以检测属于电源122、222的家用装置120、220的当前电流消耗。在该情况下，后端服务器130、230还可以在考虑所属的家用装置120、220的当前电流消耗以及最大电流容量的情况下计算优化的充电计划。
数字电表或智能表计125、225涉及数字电度表，其连接到通信网络中并且能够确定关于属于电源122、222的家用装置120、220的实际能耗以及实际使用时间的数据并且将所确定的数据自动传送给分布的和联网的第三单元，在该情况下传送给后端服务器130、230。备选于此地，后端服务器130、230也可以通过轮询智能表计125、225获得所提出的数据。在另一示例中，后端服务器130、230可以基于属于电源122、222的家用装置120、220的过去的数据(家用装置从智能表计125、225接收该数据)创建家用装置120、220的电流消耗特性曲线并且将电流消耗特性曲线用于计算优化的充电计划。
将属于电源122、222的家用装置120、220的当前电流消耗以及家用装置120、220的最大电流容量联系到优化的充电计划的计算中的优点在于，避免过载情况，其方式为，在家用装置120、220中高的当前电流消耗的情况下，电源122、222对于蓄能器112、212的充电过程的充电功率通过后端服务器130、230相应地进行匹配，其中，同时可以根据电源122、222的匹配的充电功率创建时间和成本优化的充电计划。此外，使得需要的调节的数量最小化，该调节必须在实施优化的充电计划期间基于与优化的充电计划的偏差而实施。由此也可以优化地实施优化的充电计划，从而在驾驶员150、250期望的时刻(可选择地)车辆110、210具有期望的荷电状态。
优选地，后端服务器130、230能够检测在对于优化的充电计划的计算相关的电流消耗中的变化并且在考虑电流消耗中的变化的情况下实施优化的充电计划的重新计算。
例如后端服务器130、230可以在所计算的优化的充电计划的一个或多个充电时间段期间以规律的间隔由智能表计125、225询问关于当前电流消耗的数据(轮询)。假如当前电流消耗变化超过预定或可预定的阈值，那么后端服务器130、230可以进行优化的充电计划的重新计算。后端服务器130、230可以根据优化的充电计划的重新计算来控制蓄能器112、212的充电过程(要么主动地，要么其方式为，将充电计划发送给车辆210的控制装置114或壁箱222的控制装置224并且由那里控制执行)。
检测和考虑属于电源122、222的家用装置120、220的电流消耗的变化的优点在于，优化的充电计划在家用装置120、220的最大电流容量方面可以动态地匹配于电流消耗的相关变化。如此可以在当前电流消耗提高时避免过载情况，而在当前电流消耗降低时在蓄能器112、212的充电过程的时间和成本方面动态地优化充电计划。
后端服务器130、230在创建优化的充电计划时还可以如此控制属于电源122、222的家用装置120、220的智能家用电器(未示出)，使得在对于蓄能器112、212的充电过程所计算的充电时间期间在属于电源122、222的家用装置120、220中存在优化的电流消耗。
例如，智能表计125、225可以与智能家用电器(例如相应配备的洗衣机和洗碗机)联网。后端服务器130、230可以通过智能表计125、225如此控制联网的家用电器，使得联网的家用电器在对于蓄能器112、212的充电过程所计算的充电时间期间(参见图6)关断或先不接通而在对于蓄能器112、212的充电过程计算的充电时间之后(又)接通。
这具有如下优点，即还可以时间和成本更优化地创建充电计划，其中，同时避免属于电源122、222的家用装置120、220的过载情况。
充电系统100、200还可以包括光伏设施126、226，其可以将电流馈送到属于电源122、222的家用装置120、220中。后端服务器130、230还可以在考虑通过光伏设施126、226进行的当前的电流馈送的情况下计算优化的充电计划。
术语“当前的电流馈送”可理解为通过光伏设施126、226进行电流馈送(参见图6)的对于蓄能器112、212的充电过程相关的时间段。例如车辆110、210的用户150、250可以一次地将光伏设施126、226的功率数据和/或状态数据通过适合的操作单元116、216或终端装置152、252发送给后端服务器130、230。后端服务器130、230可以将接收的功率数据和/或状态数据例如保存在存储单元132、232中。在每次计算优化的充电计划之前，后端服务器130、230可以首先从数字电表127、227调用通过光伏设施126、226将在插入时刻存在的电流馈送到家用装置120、220中。后端服务器130、230还可以由相应的服务提供方或服务提供者140、240问明当前的天气数据以及天气预报(请求-回应)。在此服务提供方140、240可以是后端服务器130、230自身。备选于此地，服务提供方140、240可以是任意的可通过互联网调用的服务器。在考虑光伏设施126、226的保存的功率数据和/或状态数据、在插入时刻存在的电流馈送(由数字电表127、227问明)、问明的天气数据以及当前的天气预报的情况下，计算通过光伏设施126、226在对于充电过程相关的时间段期间的预测的电流馈送(当前的电流馈送)。后端服务器130、230于是可以在优化的充电计划的计算时考虑当前的电流馈送。由此可以通过后端服务器130、230实现更复杂的充电计划，其包含：可以中断和随后继续充电过程。
为此用户150、250可以通过操作单元116、216或终端装置152、252输入：用户对于蓄能器112、212的充电过程是否优选通过光伏设施126、226馈送的太阳能电流的特别高的份额。该优先级可以保存在后端服务器130、230的存储单元132、232中。有利地可以在考虑充电过程的该优先级的情况下通过特别环保的方式创建优化的充电计划。
后端服务器130、230此外可以检测在通过光伏设施126、226的电流馈送中的变化并且在考虑电流馈送中的这些变化的情况下实施优化的充电计划的重新计算。后端服务器130、230可以根据优化的充电计划的重新计算来控制蓄能器112、212的充电过程。
例如后端服务器130、230可以以规律的间隔在对于充电过程相关的时间段期间(参见图6)检测天气预报中的变化(从一个或多个服务提供方140、240调用或接收)并且由此实施当前的电流馈送的重新计算。此外或备选于此地，后端服务器130、230可以通过由数字电表127、227确定的实际的电流馈送数据来识别：该实际的电流馈送是否有别于“当前的电流馈送”。
如果重新计算或测量的当前的电流馈送与之前计算的当前的电流馈送(其在当前优化的充电计划的计算中得到考虑)的差别超过预定或可预定的阈值，那么后端服务器130、230在考虑重新计算的通过光伏设施126、226进行的当前的电流馈送的情况下重新计算优化的充电计划。后端服务器130、230于是根据重新计算的优化的充电计划控制蓄能器112、212的充电过程。有利地，由此优化的充电计划可以动态地匹配于通过光伏设施126、226进行的实际的电流馈送。
优选地，电源122、222是壁式充电站或壁箱，其可以由后端服务器130、230接收所计算的优化的充电计划并且控制优化的充电计划的执行。
例如壁式充电站122、222可以是所谓的智能壁式充电站222，其例如经由无线局域网(WLAN)可以与分布且联网的其他装置联网。如此智能壁式充电站222可以由后端服务器230接收优化的充电计划并且借助于相应的控制装置224控制优化的充电计划的执行。
由此多个智能壁式充电站222可以与后端服务器230连接。在后端服务器230计算相应的优化的充电计划之后，后端服务器可以将该相应的优化的充电计划发送给相应的智能壁式充电站222，其随后在本地控制执行。由此通过后端服务器230能实现优化的充电计划的中央式创建和管理。
用户150、250可以由后端服务器130、230通过操作单元116、216或通过终端装置152、252调用关于整个充电过程的历史以及通过由能量源122、222的时间和成本优化的自动充电过程相比于传统的充电过程所节省的成本。
用户150、250具有如下可能，即，时间和成本优化的充电过程被蓄能器112、212的“立即充电”的充电过程覆盖，该“立即充电”的充电过程例如可以通过操作单元116、216、通过终端装置152、252或同智能壁箱222可选地进行选择。在下一充电过程中随后又通过后端服务器130、230实施优化的充电计划的计算和控制。
由此，充电系统100、200有利地可以考虑短期的电费表波动以及光伏设施126、226的馈送到家用装置120、220中的电流以及动态地根据用户的调节创建用于蓄能器112、212充电的时间、成本和环境优化的充电计划。
图3示出示例性的步骤，这些步骤可以在保存属于电源122、222的家用装置120、220的电费表时通过用户150、250实施。用户150、250可以通过相应的终端装置152、252或在车辆110、210中存在的操作单元116、216通过相应的GUI输入邮编(PLZ)或地点(步骤310)。输入的数据随后发送给后端服务器130、230。在步骤320中，后端服务器130、230询问对于所输入的邮编可用的电力供应方和/或电费表的至少一个服务提供方140、240(请求)。例如服务提供方140、240可以是外部服务器，其提供关于客户端-服务器范型的相应功能。作为回复，服务提供方140、240准备可用的电力供应方和/或电费表的相应的列表(回应，步骤330)并且将其发送给后端服务器130、230。后端服务器130、230将所获得的回应转发给终端装置152、252或操作单元116、216(步骤340)。在终端装置152、252或操作单元116、216的GUI中显示在回应中所包含的电力供应方和/或电费表(步骤350)。终端装置152、252或操作单元116、216的用户150、250可以通过GUI选择电力供应方和相应的属于家用装置120、220的电费表(其对于家用装置120、220的电费结算是相关的)(步骤360)。该选择发送给后端服务器130、230并且在那里在存储单元132、232中保存为属于家用装置120、220的选择(步骤370)。这些步骤仅须一次地在注册属于电源122、222的家用装置120、220时或附加地在电力供应方和/或电费表变换时实施。
不言而喻，将属于家用装置120、220的电费表通过用户150、250传送给后端服务器130、230也可以通过任意其他适合的方式来实现。
此外可以确定在属于家用装置120、220的电费表中的变化、例如成本提高或成本下降(步骤380)。例如在所保存的电费表方面每次变化时，服务提供方140、240可以给后端服务器130、230发送相应的消息。在另一示例中，后端服务器130、230可以以规律的间隔给服务提供方140、240发送关于电费表中的变化的询问并且从所述服务提供方获得相应的回复。
图4示出示例性的步骤，这些步骤可以在优化的充电计划的计算中实施。不言而喻，一些步骤可选地被实施，或者一些步骤可以改变其顺序地运行。
如根据图1和2阐明的那样，车辆110、210在蓄能器112、212连接到电源122、222的时将车辆110、210的技术状态数据发送给后端服务器130、230(步骤410)。技术状态数据可以包括车辆110、210的蓄能器112、212的当前荷电状态以及车辆110、210的位置数据。后端服务器130、230于是可以实施技术状态数据的分析(步骤420)。例如后端服务器130、230可以由车辆110、210的位置数据以及蓄能器112、212的当前荷电状态确定充电需求(如在再上面参照图1和2阐明)。根据车辆110/壁箱222的位置数据或根据联接到确定位置的壁箱222的识别数据，后端服务器130、230可以识别出：充电过程涉及哪个属于电源122、222的家用装置120、220并且如此由存储单元132、232调用或询问(例如之前保存的)电费表以用于计算优化的充电计划(步骤420)。对于为该家用装置120、220也安置有光伏设施126、226的情况，在下一步骤中，后端服务器130、230可以由存储单元132、232调用或询问光伏设施126、226的保存的功率数据和/或状态数据(步骤440)。后端服务器130、230(假如对于家用装置120、220例如由用户150、250保存过了)可以由数字电表115、225调用或询问当前的家用负载，或者在再上面参照图1和2所阐明，从家用装置120、220的电流消耗特性曲线读取当前的家用负载(步骤445、该步骤进一步地参照图5阐明)。基于所确定的数据，后端服务器130、230可以计算优化的充电计划并且发送给车辆110中联网的控制装置114或智能壁箱222中的控制装置224(步骤450)。相应的控制装置114或224可以接收充电计划(步骤460)并且根据优化的充电计划控制蓄能器112、212的充电过程的执行(步骤470)。备选于此地，后端服务器130、230可以根据优化的充电计划控制蓄能器112、212的充电过程的执行(步骤470)。
如再上面所述，后端服务器130、230可以识别在家用装置120、220的家用负载中的变化或波动(步骤480)。后端服务器130、230例如可以在所计算的优化的充电计划的一个充电时间段或多个充电时间段期间(参见图6)以规律的间隔由智能表计125、225询问关于当前的电流消耗的数据(轮询)。假如当前的电流消耗变化超过预定或可预定的阈值，那么后端服务器130、230可以进行优化的充电计划的重新计算(步骤490)。后端服务器130、230可以根据优化的充电计划的重新计算控制蓄能器112、212的充电过程(要么主动地，要么其方式为将充电计划发送给车辆110的控制装置114或壁箱222的控制装置224并且由那里控制执行)(步骤470)。
后端服务器130、230还可以识别电费表变化(例如价格上升、价格下降或在一天内新的/附加的价格波动)(步骤485)。例如在每次电费表变化时，服务提供方140、240可以给后端服务器130、230发送相应的消息。在另一示例中，后端服务器130、230可以以规律的间隔将关于电费表变化的询问发送给服务提供方140、240并且由其获得相应的回复。假如电费表变化超过预定或可预定的阈值，那么后端服务器130、230可以进行优化的充电计划的重新计算(步骤490)。后端服务器130、230可以根据优化的充电计划的重新计算来控制蓄能器112、212的充电过程(要么主动地，要么其方式为，将充电计划发送给车辆110的控制装置114或壁箱222的控制装置224并且由那里控制执行)(步骤470)。
图5示出示例性步骤，这些步骤可以在计算通过光伏设施126、226进行的当前发电时实施。
首先，车辆110、210的用户150、250一次地通过终端装置152、252或操作单元116、216输入光伏设施126、226的功率数据和/或状态数据。所输入的功率数据随后发送给后端服务器130、230并且在那里对应于属于电源122、222的相应家用装置120、220保存在存储模块132、232中(步骤505)。对属于电源122、222的相应家用装置120、220的参考例如可以包括保存车辆110、210的当前的位置数据(例如GPS数据)。对于每个插入时刻，亦即在蓄能器112、212每次与电源(壁箱或插座)122、222连接时(步骤510)，后端服务器130、230通过向一个或多个服务提供方140、240的询问或请求询问当前的天气数据以及天气预报(请求，步骤520)。所述一个或多个服务提供方140、240生成回复，其包含当前的天气数据和天气预报并且将其发送这些给后端服务器130、230(回应，步骤530)。后端服务器130、230还从属于光伏设施126、226的数字电表127、227调用关于在插入时刻通过光伏设施126、226实现的电流馈送的数据(步骤540)。步骤520和540也可以同时或以相反的顺序实施。基于保存的功率数据、关于在插入时刻实现的电流馈送的数据、天气数据和天气预报，后端服务器130、230最后计算通过光伏设施126、226的当前的电流馈送(步骤550)。术语“当前的电流馈送”包括在对于蓄能器112、212的充电过程相关的时间段期间计算的电流馈送。当前的电流馈送在计算优化的充电计划时得到考虑(步骤450)。
特别是用户150、250在此可以一次性地或者对于蓄能器112、212的每次充电过程单独地通过终端装置152、252或车辆110、210的操作单元116、216输入：该用户是优选成本优化的充电过程还是在充电过程中优选尽可能高的光伏电流份额。
图6示出示例性的优化的充电计划，其由后端服务器130、230在考虑相关的参数的情况下计算出。竖直的线610示出如下时刻，在该时刻蓄能器112、212与电源122、222连接(插入)。紧邻于该时刻之后，将技术状态数据从车辆110、210发送给后端服务器130、230。竖直的线620示出如下时刻，该时刻相应于车辆110、210的用户150、250期望的所输入的出发时刻。在该示例中，用户150、250没有做出对蓄能器112、212的期望的荷电状态的说明。在缺乏对蓄能器112、212的期望的荷电状态的说明的情况下，后端服务器130、230可以按照标准从如下事实出发，即。用户150、250期望充满电或尽最大可能充电的蓄能器112、212。
线630示出按照属于电源122、222的动态电费表在插入与出发时刻之间的时间段上示例性的成本/千瓦时变化。
曲线640示出通过光伏设施126、226的预测性的电流馈送，例如以千瓦为单位(当前的电流馈送)。不言而喻地，通过光伏设施126、226的预测性的电流功率与成本/千瓦时不成比例，而是仅仅用于更好显示充电时间窗650A、650B、650C的优化的选择。换言之，该曲线没有显示成本/千瓦时(参见y轴说明)，而是显示通过光伏设施126、226预测性的电流馈送，例如以千瓦为单位。
曲线在插入之后在y轴的“0”处开始，例如因为在该时刻或在此前不久发生日出(后端服务器130、230向一个或多个服务提供方140、240对此询问)。在另一示例中，后端服务器130、230可以对于预定的时间段询问相应的数据并且将其保存在存储单元132、232中。在该情况下，在插入时刻实现的电流馈送的查询为0千瓦，或者可以省去对数字电表127、227的询问。
后端服务器130、230可以考虑基于光伏设施126、226的类型和/或功率的在首次阳光照射(由于日出)与通过光伏设施126、226的实际的发电之间的时间移动。
时间段650A、650B和650C示出三个示例性的充电时间段，它们对于在优化的充电计划中蓄能器112、212的充满电通过后端服务器130、230确定。可看出的是，第一充电时间段650A落入到如下时间段中，在该时间段中对于光伏设施126、226发生在插入610与期望的出发时刻620之间的时间段内最高的电流馈送。下一充电时间段650B落入到如下时间段中，在该时间段中成本/千瓦时在插入610与期望的出发时刻620之间的时间段内是最低的，并且所述下一充电时间段在该具有最低的成本的时间段结束之前结束，因为车辆110、210的蓄能器112、212在该示例中充满电。第三充电时间段650C紧邻于出发时刻620之前。在该示例中，用户150、250通过终端装置152、252或车辆110、210的操作单元116、216输入：他在出发时刻620期望车辆110、210的预先空气调节。因为基于缺少对蓄能器112、212的期望的荷电状态的说明按照标准由如下事实出发，即，用户150、250想要遇到充满电的蓄能器112、212，所以用于预先空气调节的能量从电源122、222提取，而无需考虑在该时刻存在的成本/千瓦时或通过光伏设施126、226的电流馈送。在该示例中，用于预先空气调节的能量从光伏设施126、226的电流馈送提取，因为成本/千瓦时在该时刻是在插入610与出发时刻620之间的时间段内最高的成本。

Claims (10)

1.用于控制至少部分电气驱动的车辆(110、210)的优化的充电过程的充电系统(100、200)，其中，所述至少部分电气驱动的车辆(110、210)具有蓄能器(112、212)，该充电系统包括：
至少一个电源(122、222)，所述蓄能器(112、212)能够与所述电源连接并且利用所述电源充电；以及
至少一个后端服务器(130、230)，所述后端服务器能够至少基于车辆(110、210)的技术状态数据和配置给电源(122、222)的电费表来自动地确定(450)用于给蓄能器(112、212)充电的优化的充电计划；
其中，如果蓄能器(112、212)连接到电源(122、222)，则将所述技术状态数据从车辆(110、210)自动地传送(410)给后端服务器(130、230)；
其中，在后端服务器(130、230)接收车辆(110、210)的技术状态数据之后，所述后端服务器确定优化的充电计划；以及
其中，所述后端服务器(130、230)能够根据优化的充电计划控制(470)蓄能器(112、212)的充电过程。
2.根据权利要求1所述的充电系统(100、200)，其中，所述车辆(110、210)的驾驶员(150、250)能够确定期望的出发时刻和/或在充电过程结束时蓄能器(112、212)的期望的荷电状态。
3.根据上述权利要求之一所述的充电系统(100、200)，其中，所述技术状态数据包括蓄能器(112、212)的当前荷电状态以及车辆(110、210)的位置数据。
4.根据上述权利要求之一所述的充电系统(100、200)，所述充电系统还包括：
数字电表(225)，其能够检测(410)属于电源(122、222)的家用装置(120、220)的当前电流消耗，
其中，所述后端服务器(130、230)还能够在考虑当前电流消耗以及所属家用装置(120、220)的最大电流容量的情况下计算(450)优化的充电计划。
5.根据权利要求4所述的充电系统(100、200)，其中，所述后端服务器(130、230)能够检测(480)在对于优化的充电计划的计算相关的电流消耗中的变化并且在考虑电流消耗中的所述变化的情况下实施所述优化的充电计划的重新计算(490)；以及
所述后端服务器(130、230)能够根据优化的充电计划的重新计算来控制(470)蓄能器(112、212)的充电过程。
6.根据权利要求4或5所述的充电系统(100、200)，其中，所述后端服务器(130、230)能够在创建优化的充电计划时还控制属于电源(122、222)的智能家用电器，使得在为充电过程所计算的充电时间期间在属于电源的家用装置(120、220)中存在优化的电流消耗。
7.根据上述权利要求之一所述的充电系统(100、200)，所述充电系统还包括：
光伏设施(126、226)，所述光伏设施能够将电流馈送到属于电源(122、222)的家用装置(120、220)中；
其中，所述后端服务器(130、230)还能够在考虑通过光伏设施(126、226)进行的当前的电流馈送(440)的情况下计算(450)优化的充电计划。
8.根据权利要求7所述的充电系统(100、200)，其中，所述后端服务器(130、230)能够检测在通过光伏设施(126、226)的电流馈送中的变化并且在考虑当前电流馈送的所述变化的情况下实施优化的充电计划的重新计算(490)；以及
其中，所述后端服务器(130、230)能够根据优化的充电计划的重新计算来控制蓄能器(112、212)的充电过程。
9.根据上述权利要求之一所述的充电系统(100、200)，其中，所述电源(122、222)是壁式充电站(222)；并且
所述壁式充电站(222)能够接收所述后端服务器(130、230)的优化的充电计划并且控制优化的充电计划的执行(470)。
10.用于控制至少部分电气驱动的车辆(110、210)的优化的充电过程的方法，其中，所述至少部分电气驱动的车辆(110、210)具有蓄能器(112、212)，所述方法包括：
提供至少一个电源(122、222)，蓄能器(112、212)能够与所述电源连接并且利用所述电源充电；以及
提供至少一个后端服务器(130、230)，所述后端服务器能够至少基于车辆(110、210)的技术状态数据和配置给电源(122、222)的电费表来自动地确定用于给蓄能器(112、212)充电的优化的充电计划；
如果蓄能器(112、212)连接到电源(122、222)，则将车辆(110、210)的技术状态数据自动地传送给后端服务器(130、230)；
在所述后端服务器(130、230)接收车辆(110、210)的技术状态数据之后，通过该后端服务器自动地确定优化的充电计划；以及通过后端服务器(130、230)、根据优化的充电计划来控制蓄能器(112、212)的充电过程。
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