CN111372811A - 运行用于机动车的充电站的方法以及相应的充电站 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种运行用于具有电能存储器的机动车(2)的充电站(1)的方法，所述充电站具有为了给能量存储器充电而供应电能的能量供应装置(3)以及用于在充电期间停放机动车(2)的停车场地(4)。在此提出，借助于独立于能量供应装置(3)工作的环境监控装置(7)监控停车场地(4)的可用性状态并且通过通信连接将可用性状态传输到控制中心(8)。本发明还涉及一种用于具有电能存储器的机动车(2)的充电站(1)。

Description

运行用于机动车的充电站的方法以及相应的充电站
技术领域
本发明涉及一种运行用于具有电能存储器的机动车的充电站的方法，所述充电站具有为了给能量存储器充电而供应电能的能量供应装置以及用于在充电期间停放机动车的停车场地。本发明还涉及一种用于具有电能存储器的机动车的充电站。
背景技术
由现有技术例如已知文献DE 10 2011 007 690 A1。该文献涉及一种用于借助于供应电能的固定的充电站将电能馈送到能电动运行的车辆的能量存储器中的方法，其中，充电站的用户将包含识别用户的用户标识和识别充电站的充电站标识的初始化消息发送到充电站的运营商的服务单元，在由服务单元识别用户和充电站之后将确认成功初始化的确认信号从服务单元发送到充电站，以释放充电站，用户通过充电线缆将充电站与车辆的能量存储器机械连接和/或电连接，在车辆与充电站连接之后并且在充电站接收确认信号之后将表征充电过程开始的起动信号从充电站发送到服务单元，并且为了执行充电过程，施加充电电压、以充电电路为能量存储器充电并且对用户计入用于结算充电过程的充电费用，其中，为了确定充电费用的最高限度，用户将详细说明充电费用的最高限度的充电费用标记发送到服务单元，一旦达到和/或超过充电费用的最高限度，就中断和/或结束充电过程。
发明内容
本发明的目的是，提出一种用于运行充电站的方法，该方法相对于已知的方法具有优点，特别是确保充电站对于机动车或多个机动车的高度可用性。
根据本发明，所述目的利用一种具有权利要求1的特征的、用于运行充电站的方法来实现。在此规定，借助于独立于能量供应装置工作的环境监控装置监控停车场地的可用性状态并且通过通信连接将可用性状态传输到控制中心。
充电站用于供应电能，借助于该电能可以给机动车的电能存储器充电或最终完成充电。机动车的电能存储器用于暂存电能，例如用于运行机动车的电机、特别是牵引电机。牵引电机用于驱动机动车，就此而言也就是供应用于驱动机动车的转矩。为此，电机或牵引电机被电连接到电能存储器上。
为了供应电能，充电站具有能量供应装置，该能量供应装置被设置和设计为用于，将电能传输到机动车以便给能量存储器充电。电能从能量供应装置实际传输到机动车的过程原则上可以任意地进行。例如，设置线缆连接的传输或另选地设置无线传输。也可以实施线缆连接的和无线的传输的组合。
在线缆连接的传输的情况下，为了给能量存储器充电，在能量供应装置与机动车、特别是机动车的充电接口之间建立导电连接。充电接口又与电能存储器连接。导电连接例如借助于电线、特别是线缆等建立。
相反，无线连接可以通过感应连接存在。为此，例如能量供应装置和机动车都具有电线圈。为了传输电能，被分配给能量供应装置的电线圈被加载交流电流，由此产生交变电磁场。该交变电磁场又在被分配给机动车的电线圈中感生出交流电流，该交流电流在将交流电流整流成直流电流的形式之后被输送给能量存储器以用于充电。
为了借助于能量供应装置将电能传输到机动车以便给能量存储器充电，需要将机动车停放在能量供应装置的周围环境中。特别在无线连接的情况下是这种情况，因为机动车必须相对于电线圈位置精确地定位。为此目的，充电站具有停车场地，该停车场地被设置和设计为用于在电能存储器充电期间停放机动车。优选地，停车场地构造在能量供应装置的临近的周围环境中、特别是直接邻接能量供应装置。
然而，由于停车场地也可以被其它机动车用于停车，所述其它机动车要么不借助于能量供应装置充电，要么根本不具有能借助于能量供应装置充电的能量存储器，因此可能发生以下情况：具有电能存储器的机动车在能量供应装置的周围环境中找不到停车位，从而能量存储器不能借助于充电站充电。
这特别是在机动车有针对性地驶向充电站以便给能量存储器充电时是有问题的。例如，充电站被存储在机动车的数据库中和/或——因为能量供应装置不用于给能量存储器充电——甚至在中央数据库或控制中心中被标记为可用于充电。如果机动车现在基于该可用性标记有针对性地驶向充电站，则尽管有该标记，仍不能给能量存储器充电。
出于该原因，本发明提出，借助于独立于能量供应装置工作的环境监控装置监控停车场地的可用性状态。停车场地的可用性状态说明，该停车场地是可用于容纳机动车还是已经被另一机动车占用或是以其它方式被占用。就此而言，可用性状态例如可以采用两个不同的值、即“空闲”和“占用”。
环境监控装置完全独立于能量供应装置工作。因此，正好不仅仅确定，机动车为了给其能量存储器充电当前是否连接到能量供应装置上并且为此停在停车场地上。更确切地说，环境监控装置应该能够独立于在能量供应装置和另一机动车之间的电连接或者独立于借助于能量供应装置供应电能而确定停车场地的可用性状态。
例如，为此使用光学检测装置、优选使用摄像机或类似物。首先借助于环境监控装置来监控或者说确定停车场地的可用性状态。随后，将停车场地的所确定的可用性状态通过通信连接传输到控制中心。优选地，这连续地、以确定的时间间隔周期性地或者在可用性状态的每次改变时进行。相应地，控制中心总是以必要时很小的时间延迟得知，充电站是否可供机动车的能量存储器充电或者停车场地是否被占用。
当然，可以通过通信连接将充电状态与停车场地的可用性状态同时地传输到控制中心。充电状态描述能量供应装置的状态，即该能量供应装置目前为了给能量存储器充电而运行并且为此供应电能，或者该能量供应装置并未为了供应电能而运行。相应地，充电状态例如可以具有“充电”和“未充电”的值。
因为在控制中心中提供了停车场地的可用性状态，所以当充电站准备好给电能存储器充电时，也就是说不仅停车场地空闲而且目前能量供应装置未被使用时，机动车可以有针对性地被引导至充电站。为此，例如在控制中心与机动车之间存在另一通信连接，控制中心通过该通信连接告知机动车是否存在可用的充电站以及在何处存在可用的充电站。相应地，机动车可以有针对性地驶向或被引导至这种可用的充电站。因此，基于借助于环境监控装置的环境监控可以确保，机动车可以无需等待时间或至少以尽可能少的等待时间使用充电站来给能量存储器充电。
本发明的另一个实施方式提出，根据可用性状态在能量存储器充电之后确定机动车在停车场地上的后续停放时间(Nachlaufabstellzeit)。后续停放时间随着能量存储器的充电结束或能量存储器或机动车与能量供应装置的电分离而开始。然而，通常机动车不是随着充电结束直接离开停车场地，而是以一定的延迟才离开停车场地。该延迟以后续停放时间的形式被确定。
根据可用性状态或者环境监控装置确定后续停放时间。例如，可以由后续停放时间确定用于多个机动车的平均的后续停放时间，从而在该后续停放时间结束之后才将能量存储器应被充电的另外的机动车引导至充电站。通过在引导或导航所述机动车或所述另外的机动车时规划后续停放时间，就这点而言，对于机动车或多个机动车在无等待时间的情况下实现充电站的更好的利用情况。
在本发明的另一个优选的设计方案的范围内可以提出，在能量存储器充电期间将环境监控装置去激活。在能量供应装置供应电能以用于给能量存储器充电期间，可以假设，机动车布置在停车场地上或停留在该停车场地上。相应地，不需要在充电期间确定可用性状态。出于效率原因有意义的是，在充电期间将环境监控装置去激活。此外，这种去激活出于数据保护的原因是有意义的或者甚至是必要的。
本发明的另一个优选的设计方案提出，在存在与被占用的停车场地相应的、不能给能量存储器充电的可用性状态时，确定机动车在停车场地上的预先停放时间(Vorlaufabstellzeit)。当机动车停放在停车场地上时，也就是说当可用性状态从与空闲的停车场地相应的可用性状态转换到与被占用的停车场地相应的可用性状态时，预先停放时间开始。预先停放时间终止于充电的开始。确定预先停放时间具有如下优点，即，例如可以针对多个机动车确定平均的预先停放时间并且可以被考虑用于引导机动车或引导多个机动车，从而改进充电站的利用情况。
本发明的一个改进方案提出，在预先停放时间超过预先停放时间阈值时，向机动车或机动车的使用者和/或控制中心传输错误停放者提示。原则上，预先停放时间阈值可以任意地选择。例如，该预先停放时间阈值遵循平均的预先停放时间。例如，预先停放时间阈值被选择为大于该平均的预先停放时间。一旦预先停放时间超过预先停放时间阈值，则发出错误停放者提示，即向下述接收者中的至少一个、多个或所有接收者发出错误停放者提示：机动车、机动车的使用者和控制中心。
通过将错误停放者提示传输到机动车或者使用者来告知离开停车场地的要求。就此而言说明，仅在借助于能量供应装置给电能存储器充电期间提供停车场地以供停放机动车，然而不是在任意时间段内提供停车场地。可以规定，附加地将错误停放者提示传输到控制中心，以便指出充电站目前被机动车封锁。
原则上可以可变地选择预先停放时间阈值。例如提出，当从控制中心向充电站传输关于机动车驶向充电站以给能量存储器充电的提示时，将预先停放时间阈值选择得较短。由此提高了充电站的可用性。
本发明的另一个实施方式规定，当对充电站进行识别时，从预设值出发延长预先停放时间阈值。预设值例如相当于多个机动车的预先停放时间的上述平均值或者选择得比其更长。现在可以规定，当存在对充电站的识别时，使机动车在停车场地上停留更长时间。
例如，对此机动车和/或机动车的使用者可在充电站处证明自己的身份。这种证明原则上可以以任意的方式和方法进行。特别优选地，例如借助于RFID装置等设置无接触的证明。相反，当然可以规定，当控制中心告知充电站另一机动车驶向充电站以便给能量存储器充电时，从预设值出发缩短预先停放时间阈值。
本发明的另一个优选的实施方式规定，在后续停放时间超过第一后续停放时间阈值时，向机动车和/或机动车的使用者传输警告提示，在后续停放时间超过第二后续停放时间阈值时，至少向控制中心传输错误停放者提示。就此而言，关于后续停放时间的过程是两阶段的。在第一步骤中，警告提示仅被传输给机动车或其使用者。在第二步骤中，发出错误停放者提示，即至少发送到控制中心。附加地，可以将错误停放者提示发送到机动车或使用者。
在第一步骤中，就此而言仅向机动车或者使用者发出停车场地不能用于较长时间地停放机动车的提示。在第二步骤中，可以基于错误停放者提示采取用于将机动车从停车场地引开的具体措施。第一步骤在后续停放时间超过第一后续停放时间阈值的情况下实施，第二步骤在后续停放时间超过第二后续停放时间阈值的情况下实施。这种处理方法也改进了充电站的可用性，然而在采取用于将机动车从停车场地移开的具体步骤之前，就以便利的方式警告机动车或使用者。
本发明的一个特别优选的改进方案提出，使用光学检测装置或地面集成的检测装置作为环境监控装置。光学检测装置例如设置为光传感器、摄像机或等形式。地面集成的检测装置例如可以是重量传感器、磁场传感器等。作为地面集成的检测装置例如使用能量供应装置的一部分、即特别是被分配给该能量供应装置的线圈。通过独立于能量供应装置的能量供应运行实施的相应操控，可以推断出机动车存在于停车场地上并且因此推断出停车场地的可用性状态。
在本发明的另一个优选的设计方案的范围内可以提出，在充电期间确定预计需要的充电时间并且将该预计需要的充电时间传输到控制中心。预计需要的充电时间例如由能量存储器的荷电状态和由能量供应装置提供的电功率和/或荷电状态的时间梯度来确定。将充电时间告知控制中心，控制中心可以将该充电时间用于协调其它机动车。因此特别是只有当预计需要的充电时间结束时，才由控制中心将另外的机动车引导到充电站。该措施也用于改进充电站的可用性。
本发明还涉及一种用于具有电能存储器的机动车的充电站，该充电站特别是用于执行根据本说明书的范围内的实施方式的方法，该充电站具有为了给能量存储器充电而供应电能的能量供应装置以及用于在充电期间停放机动车的停车场地。在此提出，充电站被设计为用于，借助于独立于能量供应装置工作的环境监控装置监控停车场地的可用性状态并且通过通信连接传输到控制中心。
已经指出充电站的这种实施方式或这种设计方案的优点。不仅充电站、而且用于充电站运行的方法都可以根据在本说明书的范围内的实施方案来改进，从而就此而言参考该说明书。
附图说明
下面根据在附图中示出的实施例详细阐述本发明，而不限制本发明。
在此，
唯一的附图示出具有能量供应装置以及用于停放机动车的停车场地的充电站的示意图，其中，机动车布置在停车场地上。
具体实施方式
附图示出包括充电站1和机动车2的系统。充电站1具有能量供应装置3，该能量供应装置用于供应用于给机动车2的在此未详细示出的能量存储器充电的电能。此外，充电站1具有用于在能量存储器充电期间停放机动车2的停车场地4。因此示出了机动车2被停放在停车场地4上的状态。
机动车2为了从能量供应装置3传输电能而电连接到该能量供应装置上、即优选通过电导线5导电地连接。导线5一方面与能量供应装置3电连接，另一方面与机动车2电连接，后者通过充电接口6与机动车连接。充电接口6例如设计为插接接口。在任何情况下，导线5都可拆松地、即可无损坏地拆松地连接到机动车2上。
此外，充电站1具有环境监控装置7，该环境监控装置用于确定停车场地4的可用性状态。借助于环境监控装置7就此而言可以确定，停车场地4是空闲的还是被占用的，也就是说被机动车2还是另外的机动车占用。环境监控装置7例如以光学检测装置、例如摄像机的形式存在。替代地，也可以设置成地面集成的检测装置，即，集成到停车场地4中或者布置在停车场地下方的环境监控装置7。
停车场地4的、借助于环境监控装置7确定的可用性状态被传输到在此仅强烈示意性地示出的控制中心8处，即通过通信连接传输。优选地，在控制中心8与机动车2之间存在另外的通信连接。只要借助于环境监控装置7确定停车场地4可用于停放机动车2，控制中心8便可以通过该另外的通信连接将机动车2引导至充电站1。
借助于对环境监控装置7或者是停车场地4的可用性状态的确定，可以显著地改进充电站1的利用情况。一方面可以识别到未经授权地停放在停车场地4上的机动车并且采取措施，将机动车从停车场地4移开。另一方面，可以有针对性地将机动车2导航至可用的充电站、例如充电站1，从而对于机动车2或机动车2的使用者来说不产生等待时间或可能地仅产生很少的等待时间。

Claims (10)

1.一种运行用于具有电能存储器的机动车(2)的充电站(1)的方法，所述充电站具有为了给能量存储器充电而供应电能的能量供应装置(3)以及用于在充电期间停放机动车(2)的停车场地(4)，
其特征在于，
借助于独立于能量供应装置(3)工作的环境监控装置(7)监控停车场地(4)的可用性状态并且通过通信连接将该可用性状态传输到控制中心(8)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据可用性状态在能量存储器充电之后确定机动车(2)在停车场地(4)上的后续停放时间。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在能量存储器充电期间将环境监控装置(7)去激活。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在存在与停车场地(4)被占用相应的、不给能量存储器充电的可用性状态时，确定机动车(2)在停车场地(4)上的预先停放时间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在预先停放时间超过预先停放时间阈值时，向机动车(2)和/或机动车(2)的使用者和/或控制中心(8)传输错误停放者提示。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当对充电站(1)进行识别时，从预设值出发延长预先停放时间阈值。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在后续停放时间超过第一后续停放时间阈值时，向机动车(2)和/或机动车(2)的使用者传输警告提示，在后续停放时间超过第二后续停放时间阈值时，至少向控制中心(8)传输错误停放者提示。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用光学检测装置或地面集成的检测装置作为环境监控装置(7)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在充电期间确定预计需要的充电时间并且将该预计需要的充电时间传输到控制中心(8)。
10.一种用于具有电能存储器的机动车(2)的充电站(1)，该充电站特别是用于执行根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，所述充电站具有为了给能量存储器充电而供应电能的能量供应装置(3)以及用于在充电期间停放机动车(2)的停车场地(4)，
其特征在于，
充电站(1)被设计为用于，借助于独立于能量供应装置(3)工作的环境监控装置(7)监控停车场地(4)的可用性状态并且通过通信连接将该可用性状态传输到控制中心(8)。
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