CN112135748A - 设置充电站的通信模块的通信参数 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于设置充电站（10）的通信模块（28）的至少一个通信参数的方法，所述通信模块用于经由所述充电站（10）的接口（18）进行特别是有线的通信。本发明基于的任务是能够以高可靠性和高安全性尽可能简单地设置至少一个通信参数。根据本发明建议：‑将校准设备（56）与所述接口（18）耦合，‑将认证数据从所述校准设备（56）传送到所述通信模块（28），‑将所述至少一个通信参数的值从所述校准设备（56）传送到所述通信模块（28），以及‑由所述通信模块（28）根据所述通信模块（28）对所述认证数据的评估来与所传送的值对应地设置所述至少一个通信参数。

Description

设置充电站的通信模块的通信参数

技术领域

本发明涉及一种用于设置充电站的通信模块的至少一个通信参数的方法，所述通信模块用于经由所述充电站的接口进行特别是有线的通信。此外，本发明还涉及用于设置充电站的通信模块的至少一个通信参数的校准设备，所述通信模块用于经由所述充电站的接口进行特别是有线的通信。本发明还涉及用于充电站的通信模块，其中所述通信模块用于经由所述充电站的接口进行特别是有线的通信。最后，本发明还涉及一种充电站，具有用于提供电能的充电连接端、可借助于控制单元控制并且与所述充电连接端电耦合的能量转换器以及与所述控制单元以通信技术耦合的通信模块，所述通信模块用于使用至少一个通信参数经由所述充电站的接口进行特别是有线的通信。

背景技术

充电站、通信模块以及校准设备在现有技术中是众所周知的，从而为此不需要单独的文件证据。充电站特别是用于能够至少暂时地向电设备供应电能，所述电设备具有用于其按规定运行的电储能器，由此可以对所述电设备的电储能器充电。这不仅涉及可电驱动的机动车辆，而且特别是涉及可电驱动的机动车辆。

可电驱动的机动车辆是具有用于其按规定驾驶运行的电驱动装置的机动车辆。如果所述机动车辆仅包括电驱动装置作为驱动装置，则这是电动车辆。取而代之的是，如果补充地设置其他驱动装置，例如内燃机等，则所述可电驱动的机动车辆是混合动力车辆。

在电设备、特别是可电驱动的机动车辆的按规定运行期间会消耗电能，所述电能由所述电设备或可电驱动的机动车辆的相应电储能器提供。因此，所述电储能器通常被构造为蓄电池。

特别是在可电驱动的机动车辆的情况下，蓄电池通常被构造为高压电池组。因此，与其他通用类型的电设备一样，可电驱动的机动车辆应定期与充电站电耦合，从而可以将电能输送给相应的电储能器，以便在与所述充电站的能量技术耦合结束后能够继续进行按规定的运行。

充电站通常是静止或固定布置的设备，其被构造为与所述电设备、特别是可电驱动的机动车辆以能量技术耦合。能量技术耦合例如可以被构造为有线的能量技术耦合，其方式是例如将所述充电站的充电电缆与所述电设备或可电驱动的机动车辆机电耦合。此外，当然也可以提供无线的能量技术耦合，例如使用交变磁场等。

对于所述充电站的按规定运行，通常需要实现所述充电站与所述电设备或所述机动车辆之间的通信。由此可以以期望的方式控制充电过程。所述通信通常经由对应的通信线路进行。特别是在有线的能量技术耦合的情况下，所述通信线路可以集成到所述充电站的提供有线的能量技术耦合的充电电缆中。但是，所述通信有时也可以无线地实现，例如使用短程无线电、红外线、超声等。

为了能够实现可靠的通信，所述充电站提供有通信模块，所述通信模块使得能够使用至少一个通信参数来设置期望的通信，从而至少在充电运行期间可以保证可靠的通信。然而，由于所述通信可以取决于许多环境参数，例如还取决于充电站的安装地点、充电电缆的长度，还取决于与所述充电电缆连接的机动车辆的特性等，因此在制造充电站或用于所述充电站的通信模块时将至少一个通信参数校准到预定值通常是不够的，因为通信方面的功能尤其还可以取决于所述通信模块在所述充电站中的安装位置、充电电缆或通信接口的类型和长度以及接地连接的阻抗等。

因此通常规定，所述通信模块被构造为在至少一个通信参数方面是可设置的。

在现有技术中，已知两种不同的方法来用于设置所述至少一个通信参数。第一种方法也称为结构类型校准，规定对每种结构类型进行一次校准并且将所有相同结构类型的充电站在其至少一个通信参数方面设置为相同的值。由此只要公差（特别是关于机械系统的公差）、安装在所述充电站中的线路的长度（特别是接地线路和充电电缆的长度）在此情况下是小的，就可以在整个结构系列中实现足够有用的校准。

第二种方法也称为个件校准，规定对相应的充电站单独进行校准，由此可以在使用不同组件的情况下轻松考虑公差或甚至差异。在所述个件校准时，后勤优势占主导地位。但是，无法使用常规的校准手段进行个件校准，在所述常规的校准手段中必须将至少一个通信参数的值例如集成到所述充电站的计算机程序中。而是要求在制造所述充电站时或在制造了所述充电站之后能够由安装或维护人员以简单的方式并且以高可靠性来设置所述至少一个通信参数。如果在按规定运行中使用所述充电站，则在维护所述充电站时也应做到这一点。

发明内容

本发明基于以下任务，即，能够以高可靠性和高安全性尽可能简单地设置至少一个通信参数。

为了解决该任务，本发明建议了根据独立权利要求的方法、校准设备、通信模块以及充电站。

有利的扩展通过从属权利要求的特征得出。

关于通用的方法，根据第一方面特别建议，将校准设备与接口耦合，将认证数据从所述校准设备传送到通信模块，将至少一个通信参数的值从所述校准设备传送到所述通信模块，并且由所述通信模块根据所述通信模块对所述认证数据的评估来与所传送的值对应地设置所述至少一个通信参数。

根据第二方面，对于通用的方法特别是建议将校准设备与接口耦合，将认证数据从所述校准设备传送到通信模块，由所述校准设备接收并评估所述通信模块的通信信号，以便根据所接收的通信信号确定至少一个信号参数，将所述至少一个信号参数从所述校准设备传送到所述通信模块，并且所述通信模块根据所述至少一个信号参数和对所述认证数据的评估来设置所述至少一个通信参数。

关于通用的校准设备，根据第一方面特别是建议，所述校准设备被构造为与接口耦合，将认证数据传送到通信模块，以及将至少一个通信参数的值传送到所述通信模块，使得所述通信模块根据所传送的值和所述通信模块对所述认证数据的评估来设置所述至少一个通信参数。

关于第二方面，对于通用的校准设备特别是建议，所述校准设备被构造为与接口耦合，将认证数据传送到通信模块，接收和评估所述通信模块的通信信号，以便根据所接收的通信信号确定至少一个信号参数，以及将所述至少一个信号参数传送到所述通信模块，使得所述通信模块根据所述至少一个信号参数和对所述认证数据的评估来设置所述至少一个通信参数。

关于通用的通信模块，根据第一方面特别是建议，所述通信模块为了设置至少一个通信参数而被构造为，接收可与接口耦合的校准设备的认证数据，从所述校准设备接收所述至少一个通信参数的值，以及根据对所述认证数据的评估与接收的值对应地设置所述至少一个通信参数。

关于通用的通信模块，根据第二方面特别是建议，所述通信模块为了设置至少一个通信参数而被构造为，接收可与接口耦合的校准设备的认证数据，发送通信信号，使得所述校准设备接收并评估所述通信信号以根据所接收的通信信号确定至少一个信号参数，从所述校准设备接收所述至少一个信号参数，以及根据所述至少一个信号参数和对所述认证数据的评估来设置所述至少一个通信参数。

最后，对于通用的充电站特别是建议，根据本发明来构造所述通信模块。

本发明基于以下想法，即可以通过所述校准设备以简单的方式设置所述至少一个通信参数。为此，应当使所述校准设备经由所述充电站的接口与所述通信模块通信连接，从而所述通信模块可以获得至少一个待设置的通信参数的值。为了不使任意校准设备都能够用于设置所述通信参数的值并因此能够影响所述充电站的功能，本发明提供了所述认证数据。通过所述认证数据可以确保只有存在预定授权的校准设备才可以用于设置所述至少一个通信参数。为此可以使用合适的认证方法。

因此，根据本发明不需要经由持续的通信连接将所述充电站与控制中心连接以便能够设置所述至少一个通信参数。于是被证明特别有利的是，所述充电站远离通信网络地布置并且对应的通信连接需要更多的耗费或者甚至不能实现。

另外，通过本发明还可以避免经由通信网络未经授权地访问所述充电站，因为不需要存在永久的通信连接。而是，本发明规定为此使用所述校准设备。

所述校准设备优选地是便携式单元，其可以运输到所述充电站，以使所述校准设备经由其接口与所述充电站进行通信连接。由此本发明当然特别适合于所述充电站已经放置在其按规定的地点的情况。然而，原则上本发明也可以被提供用于制造所述充电站或所述通信模块。当然在这种情况下所述校准设备不需要运输到所述充电站或所述通信模块。然而，所述校准设备总的来说可以是紧凑的、易于管理的，特别是便携式单元，其可以具有能够与所述充电站的接口通信连接的合适的设备接口。

所述接口例如可以通过插塞连接等形成，借助于所述插塞连接可以建立有线通信连接。此外，当然也可以规定所述接口可以作为有线通信连接经由所述充电站的充电电缆的线路实现。在这种情况下，可以将所述接口构造为与所述充电电缆的线路匹配。

所述至少一个通信参数的设置不需要包括改变所述充电站的计算机程序或硬件。特别是可以规定，在所述通信模块或所述充电站的存储单元中仅存储被相应地设置了的至少一个通信参数的值。因此，不需要访问所述通信模块或所述充电站的可能的计算机程序或可能的其他硬件。由此可以特别简单地实现本发明。

在诸如短程无线电、红外线、超声等的无线通信方法的情况下，或者在载波频率方法（特别是在有线通信方面的载波频率方法）的情况下，所述至少一个通信参数例如可以是应当用于通信的载波。此外，所述至少一个通信参数当然也可以包括发射功率，特别是幅度等。此外，所述通信参数还可以涉及应当用于通信的可能的编码。从而可能的是，能够根据需要以适当的方式设置所述编码，从而可以设置通信的可靠性以及通信的安全性。例如，所述通信参数还可以涉及为了使用所述通信而应当被选择的频率。当然，也可以使用一个通信参数设置或选择多个载波和/或频率。所述至少一个通信参数也可以覆盖可用于设置通信的其他组合。

所述通信模块是特别是电子的单元，其用于使得能够至少与所述校准设备进行通信。所述通信模块优选地是所述充电站的组成部分，并且例如可以布置在所述充电站的壳体中。但是替代地或补充地，所述通信模块也可以至少部分地与所述充电站分开地布置。此外，当然可以规定，所述通信模块也可以用于使充电站能够与连接到该充电站的机动车辆通信。所述通信可以优选经由充电电缆进行。在此存在经由所述充电电缆的至少两个电线路进行所述通信的可能性。此外，当然也可以使用通常包含在所述充电电缆中的控制线路来实现所述通信。当然也可以提供这些的组合。

因此，所述充电站的接口通常可以是用于有线通信的接口，该接口可以是自身的硬件接口或者可以与所述充电站的其他单元（例如充电控制器等）组合。因此，所述通信模块不必被构造为仅用于与所述校准设备进行通信。

为了实现所述通信模块与所述校准设备之间的有线通信，规定所述校准设备与所述接口耦合。优选地，该耦合可以例如经由插塞连接等以机电方式进行。当然也可以提供无线耦合，例如基于短程范围内的短程无线电等，从而可以避免由于不利的接触电阻等引起的干扰。在本文中，短程范围是指从1厘米或多个厘米直到大约5m通信作用范围的范围。

然而，可以证明特别有利的是，所述校准设备被构造为插塞连接器，该插塞连接器可以机电可松脱地与所述充电电缆的相应互补构造的插塞连接器连接，所述充电电缆用于连接至机动车辆。由此所述接口可以集成到所述充电电缆中，因此不需要在所述充电站处提供单独的接口。

为了使所述充电站、特别是所述通信模块知道所交换的数据来自可靠源并且被释放以供进一步使用，规定所述校准设备在与所述接口耦合之后将认证数据传送到所述通信模块。基于所述认证数据，所述通信模块可以确定所述校准设备是否被批准用于设置所述至少一个通信参数，也就是所述校准设备是否为此具有有效的授权。由此可以避免未授权的第三方进行关于所述至少一个通信参数的操纵，由此损害所述充电站的按规定功能。

所述通信模块可以例如与所述充电站的控制单元一体地构造。所述控制单元可以用于通过例如相应地控制充电控制器等来提供所述充电站的预给定充电功能。

为了能够实现认证，可以规定，在所述通信模块或所述控制单元中提供并由中央的可信赖机构签名的特殊功能还包括授权模块，所述授权模块包括规则集的一个或多个规则，通过所述规则可以确定允许哪些实例操纵或设置所述至少一个通信参数。该功能可以例如由电子硬件电路提供，但是也可以由在计算机单元上运行的计算机程序及它们的组合来提供。例如，所述充电站或所述控制单元或所述通信模块可以为此包括合适的计算机程序，所述计算机程序尤其是还具有包装管理器。例如，如果要就所述接口的功能在现场设置已经投入使用的充电站，例如在电力线通信连接的情况下为特定的载波等设置衰减值，则特定的服务人员可以将适当配备的校准设备带到所述充电站的地点并将所述校准设备连接到所述充电站的接口。在此，例如可以假定已知的是，可以从相同类型的其他充电站获知待设置的至少一个通信参数的最小值和最大值，例如衰减值等。

为了能够执行所述设置，可以规定例如自动生成相应的数据，例如作为文件等并对所述数据进行签名，然后存储在所述校准设备上。然后，所述校准设备可以相应地提供所述数据。在此，所述数据优选地不包含用于控制所述充电站和/或所述通信模块的计算机程序，而是例如包含测试模块、待设置的至少一个通信参数的值等等。如果存在校验模块可用，则可以将所述校验模块实现为例如脚本，该脚本在安装包的范围内从通过所述校准设备提供并且由所述校准设备借助于签名以密码方式保护的文件中读取配置参数，即待设置的至少一个通信参数的值，相对于存储在所述数据中的似真性数据进行校验，所述似真性数据例如可以从最小值和最大值中导出，并且在成功校验的情况下进行接管。因此，所述校验模块可以优选地用于支持或实现对至少一个通信参数的认证等。

在对文件的签名校验的范围中，所述脚本还可以例如检查由所述校准设备用于签名的证书是否有效，以及是否允许所述校准设备在预给定的时刻等访问。为此，所述文件可以包含例如散列值、所述校准设备的私钥、可以例如包含在所述证书中的公钥等。由此可以实现所述校验，而且所述通信模块和所述校准设备不必在线与通信网络进行通信连接。这些数据优选固定地存储在专门为所述一个充电站生成的校验模块中，从而可以离线进行校验，即仅将所述校准设备连接到所述充电站的接口。然而，所述校验模块也可以通用地实施，并且例如仅包含识别和授权所述校准设备所需要的信息。

如果所述校验表明不满足前提条件，则可以中断对所述通信参数的设置。然后，评估人员可以请求具有扩展权限的新任务。为此，然后可能需要为所述校准设备配备新数据，优选地具有扩展的权限，也就是说，例如配备较少限制的校验模块等。当然，对所述至少一个通信参数的设置在此也可以取决于其他授权证明的存在。

本发明的该设计的思想特别是在于，在充电站侧与所述校验设备一起提供所述通信模块或所述控制单元的不可改变但可参数化的功能，从而可以借助于所述校准设备将配置选项限制到可以遵守高安全性要求的程度。在此被证明有利的是，自动创建用于所述校准设备的数据，其中在这种情况下在所述创建时还考虑与应当用于处理任务的校准设备有关的数据。由此可以实现，即使对于不可能在线校验授权的充电站也可以实现对授权的校验，而无需为这种校验类型来设计所述充电站自身。

例如，引入更多授权证据可以将所述校验扩展到以下场景：

-更改只能由两个人共同进行，

-更改取决于对先前成功传送数据的确认，

-仅在所述充电站的特定系统状态下允许更改，

-更改取决于已经达到所述充电站的特定功能状态，例如当前的计算机程序版本，由此关闭了与至少一个通信参数关联的安全漏洞，等等。

至少一个通信参数的设置可以例如由分组管理器来实现，所述分组管理器在安装过程中执行包含在分组中的脚本。所述校验模块可以包括至少一个脚本。由此，分组管理器可以执行所述安装，由此也可以执行所述脚本。由此借助于所述脚本还可以检查所述规则集的至少一个规则和其他条件。

所述校准设备可以是单独的便携式单元，例如膝上型电脑、PDA，不过也可以仅仅是电子存储单元等。所述校准设备优选具有壳体，该壳体具有与所述充电站的接口互补的接口，从而可以在所述校准设备与所述充电站之间或它们的接口之间建立按规定的可松脱的通信连接。所述认证数据可以是例如可以包含在文件或认证文件中的数据。如果已经成功进行了认证，则可以相应地设置所述至少一个通信参数。

根据第一方面可以规定，所述至少一个通信参数的值从所述校准设备传送到所述通信模块。然后，该值可以由所述通信模块和/或所述控制单元相应地用于待设置的通信参数。所述至少一个通信参数的值的传送可以在认证之前或认证之后进行。原则上当然也可以将所述值与所述认证数据一起传送。

然后，由所述通信模块根据所述通信模块对所述认证数据的评估与所确定的值相应地设置所述至少一个通信参数。

根据第一方面的扩展，建议所述校准设备接收所述通信模块的通信信号并且根据所接收的通信信号来确定所述至少一个通信参数的值。该设计的优点在于，当确定所述至少一个通信参数的值时可以考虑所述充电站、特别是所述通信模块的功能。被证明特别有利的是，所述接口同时由所述充电电缆提供，并且因此应当考虑与所述充电电缆的结构有关的功能以及与所述通信模块的相互作用。例如可以规定，所述至少一个通信参数的值涉及衰减、功率，特别是载波的振幅，不过也涉及载波频率等。此外，该值当然也可以说明载波或载波频率的基本用途，其方式是例如应当将一个或多个选择的载波仅用于所述通信。

原则上，当然可以规定在多个通信参数的情况下还可以相应地传送多个值。当然，对于一个或多个通信参数也可以仅规定传送单个值。例如可以规定，通信参数被分组并且值涉及通信参数的相应组。这例如可以为以下情况实现：特定的预给定频率范围应当被用于所述通信模块的通信。这些频率范围不必彼此邻接，但是也可以被未使用的频率范围隔开。

还建议所述通信信号包括至少一个数据电报，并且基于所述至少一个数据电报确定所述值。所述数据电报例如是具有数据元素的通信元素，所述数据元素被组合为一个待传送单元地传送。所述数据电报优选地基于根据预给定的编码和/或加密提供的数字数据。然后可以例如使用诸如块编码等特定的传送方法将所述数据作为数据单元传送。该扩展利用了以下特性，即数据电报需要相对短的时间段，并且在数据电报的传送期间通信条件基本上是静止的。由此如果将所述数据电报用作通信信号，则可以非常精确地确定所述值。此外，当然也可以使用多个数据电报，特别是不同的数据内容来确定所述值，从而可以进一步改善对所述值的确定。例如，为了确定所述值还可以补充地考虑统计方法，例如平均值等。

关于第二方面，所述通信模块的通信信号由所述校准设备接收和评估，以便根据所接收的通信信号确定至少一个信号参数。所述信号参数可以是例如接收场强、衰减、接收功率、接收频率等。当然，一个信号参数也可以包括多个信号值，其中所述信号参数可以被连续地或以时间离散的方式确定，特别是以时间离散的方式重复确定。

然后，将所述至少一个信号参数从所述校准设备传送到所述通信模块，随后所述通信模块根据所述至少一个信号参数和对所述认证数据的评估来设置所述至少一个通信参数。因此，所述通信模块校验连接到接口的所述校准设备是否被授权将信号参数传送到所述通信模块。如果存在授权，则所述通信模块评估所述至少一个信号参数并据此设置所述至少一个通信参数。

当然可以规定，使用多个信号参数来设置单个通信参数。此外，当然还可以规定，在多个通信参数的情况下为了设置这些通信参数中的相应通信参数由所述校准设备确定一个或多个信号参数并传送到所述通信模块。在此也可以规定，信号参数可以用于设置两个或更多个通信参数。这里还可以使用统计方法来改进所述设置。

对于第二方面补充地建议，所述通信信号包括至少一个数据电报，并且基于所述至少一个数据电报来确定所述信号参数。这里也可以将已经解释的数据电报用于确定所述至少一个信号参数。当然，也可以基于所述数据电报确定两个或更多个信号参数。同样，多个数据电报也可以用于确定相应的信号参数。

总的来说还建议将所述至少一个通信参数的值和/或值的变化传送到中心。同样，所述传送可以借助于所述校准设备进行。为此可以规定，所述通信模块将设置的值传送给所述校准设备。如果在以后的时间点使所述校准设备与所述中心通信连接，则可以将设置的通信参数从所述校准设备传送到所述中心。该设计的优点在于，在所述中心处也可以进行所述充电站的通信参数的相应设置。这可以用来更好地确定用于生产其他充电站的预设值。此外，在维修情况下可以规定，例如待更换的通信模块在工厂就已经配备了所需要的当前通信参数，从而在现场只需要机械更换所述充电站处的通信模块。由此可以进一步简化所述充电站、特别是所述通信模块的维护或修理。

根据一种扩展建议，如果所述校准设备得到了认证，则自动进行所述至少一个通信参数的设置。该设计的优点在于，为了能够设置所述至少一个通信参数不需要特别是来自维护人员的其他干预。只需要在所述通信模块和所述校准设备之间建立通信连接。

根据一种扩展建议，由所述校准设备监视所述至少一个通信参数的设置。由此可以检查与所述通信模块有关的设置功能。由此可以确保所述通信模块的期望设置实际上也已经实现。由此可以进一步改进可靠性。如果所述监视表明尚未达到或无法达到所述至少一个通信参数应当被设置的值，则可以输出和/或存储对应的错误消息，而且例如在所述校准设备中和/或也在所述充电站的通信模块或控制单元中。然后必要时可以采取其他维护措施。优选地可以这样进行所述监视，即，在设置了待设置的至少一个通信参数的值之后，所述通信模块将当前设置的值传送给所述校准设备，所述校准设备将所述通信模块传送的值与先前传送给所述通信模块的值进行比较，并根据所述比较发出错误消息或成功消息。此外还可以规定，现在重新确定由于改变通信参数而改变了的信号参数，并且必要时重新适配所述通信参数，由此可以实现调节回路的作用方式。由此也可以至少部分地在所述充电站的按规定运行期间实现对可能改变的边界条件的适配。例如，如果机动车辆还包括校准设备，则可以考虑这种扩展。从而例如还可以规定，中断充电过程，以便能够进行进一步的适配。

此外被证明有利的是，锁定所述校准设备与所述接口的耦合。这样做的优点是，可以在所述校准设备与所述接口之间实现安全的通信连接。所述锁定优选机械地进行，其方式是例如将所述校准设备的插塞连接器机械地与所述接口的对应互补的插塞连接器连接。所述锁定可以例如借助于锁定凸耳、卡口式锁进行，但也可以通过螺钉等进行。

优选地，所述接口至少部分地通过所述充电站的充电电缆提供，和/或所述校准设备至少部分地通过充电插头提供。这样做的优点是，本发明能够以简单的方式集成在充电站中。也就是说，如果所述接口由所述充电电缆形成，则不再需要在充电站处提供单独的硬件方面的接口。而是，所述充电电缆足以能够与所述通信模块建立通信连接。在这种关联下同样被证明有利的是，所述校准设备至少部分地由充电插头提供。由此可以通过简单的方式特别是经由充电电缆建立所述校准设备与所述通信模块的连接。特别是当机动车辆的充电插头同时还包括所述校准设备时，这种设计被证明是特别有利的。也就是说，在这种情况下，所述充电电缆只需要连接到所述机动车辆的充电插头，以便能够实现根据本发明的功能。为此可以规定，首先还不激活充电过程，而是在所述设置结束时才激活所述充电过程。

被证明特别有利的是，有线通信至少部分地经由所述充电电缆的至少两个电线路和/或所述充电电缆的控制线路进行，借助于所述至少两个电线路还至少部分地提供所述充电站的充电电压。由此不再需要提供单独的接口。而是可以在硬件方面利用所述充电站的安装，如通常在通用类型的充电站中无论如何已经提供的那样。被证明特别有利的是，所述通信仅经由所述充电电缆的至少两个电线路进行，因为在这种情况下所述充电电缆中的单独的控制线路至少为此目的可以是非必要的。任何情况下都至少可以改善通信的质量和可靠性。

为根据本发明的方法说明的效果和优点同样适用于根据本发明的校准设备、根据本发明的通信模块和根据本发明的充电站，反之亦然。在这方面，也可以为方法特征制定设备特征，反之亦然。

附图说明

其他优点和特征基于实施例的以下描述得出。在附图中，相同的附图标记表示相同的特征和功能。

图1以示意图示出了充电站，机动车辆连接到该充电站以从该充电站向该机动车辆输送电能，

图2示出了具有数据元素作为通信信号的数据电报的示意图，该数据电报用于经由根据图1的具有两个电线路的充电连接电缆借助于相应的充电站侧和机动车辆侧的通信适配器进行的通信，

图3示出了根据图2的数据电报的数据元素的示意图，以及

图4以类似于图1的示意图示出了校准插头，该校准插头连接至充电站的充电连接电缆以设置通信参数。

具体实施方式

图1以示意图示出了用于向机动车辆12输送电能的充电站10，该机动车辆与充电站10电耦合并且在当前情况下是电动车辆。然而，机动车辆12原则上也可以是混合动力车辆或常规机动车辆。

充电站10具有充电单元14，该充电单元用于为机动车辆12提供电能。为此，充电单元14连接到充电站外部的能源20（这里是公共能源供应网络）以获得电能，该公共能源供应网络使用交流电压来提供所述电能。在当前情况下，充电单元14还具有能量转换器22，该能量转换器用于转换从能源20获得的电能。为此，能量转换器22在当前情况下被构造为具有整流器功能和DC/DC转换器。

充电站10还包括控制单元16，该控制单元以通信技术与充电单元14耦合，并且被构造为建立至机动车辆12的通信连接以及根据从所述机动车辆接收的能量存储数据来设置电能的输送。为此，可以借助于控制单元16以合适的方式控制能量转换器22。

此外，充电站10包括用第一端与充电单元14电耦合的充电连接电缆18作为充电电缆，所述充电连接电缆在当前情况下恰好具有两个用于提供充电电压的电线路24、26，所述充电电压在当前情况下为直流电压。充电连接电缆18在与所述第一端相对的第二端处具有插塞连接器54，该插塞连接器54用于可松脱地机电耦合至机动车辆12的包括合适的插塞连接器的充电连接单元32。

此外，充电站10包括通信适配器28作为通信模块以用于经由两个电线路24、26建立至机动车辆12的通信连接，该通信适配器28与控制单元16以通信技术耦合并且连接至至少两个电线路24、26。

通信适配器28被构造为使用与充电连接电缆18的线路特性适配的调制，为此该通信适配器具有对应构造的调制器（未示出），借助于该调制器可以将对应调制的通信信号输出到两个电线路24、26上。为此使用对应的通信参数，借助于所述通信参数可以在通信信号的电特性方面设置所述通信信号，在当前情况下所述电特性是频率和幅度。此外，替代或补充地也可以使用其他通信参数。一些通信参数也可以固定地预给定，从而无法设置这些通信参数。此外，通信适配器28包括与调制方法适配的解调器，借助于该解调器可以对接收到的通信信号进行解调。这里也可以使用对应的通信参数，例如衰减等。通信信号可以特别是包括具有数据元素46的数据电报44，如将在下面基于图2进一步解释的。

当前情况下使用QAM调制。但是，也可以使用其他合适的调制方法。这里也可以规定，借助于一个或多个通信参数来选择和/或设置相应的调制方法。

当前情况下，在机动车12的停车场处放置充电站10作为充电柱，从而停放在停车场上的机动车12可以借助于充电连接电缆18以能量技术，特别是电地与充电站10可松脱地耦合，从而使充电站10可以将电能供应给机动车辆12。

从图1还可以看出，机动车辆12借助于充电连接电缆18连接到充电站10。为此，机动车辆12具有充电连接单元32，该充电连接单元32具有未示出的、与插塞连接器54互补构造的插塞连接器，所述插塞连接器在当前情况下具有两个连接接触部38、40，其中充电连接单元32被构造为将充电站10的充电连接电缆18电连接到两个电线路24，26以提供充电电压。

此外，机动车辆12具有用于以按规定的驾驶运行来驱动机动车辆12的电驱动装置36和与驱动装置36电耦合的电储能器34，该电储能器在当前情况下被构造为锂离子蓄电池。

电储能器34的额定电压在当前情况下为约450V。该电压是标准意义上的高压电压，例如标准ECER100。在运行使用高压的电系统时，需要满足特定的标准要求。为此，对应地构造充电站10和机动车辆12两者。

充电连接器单元32也与储能器34电耦合。为此，储能器34的相应连接极与充电连接单元32的连接接触部38、40的相应连接接触部电耦合，从而在如图1所示那样机动车辆12与充电站10连接时可以将电能输送到储能器34。但是原则上也存在以这种方式从储能器34中汲取电能的可能性。

机动车辆12还具有车辆控制单元42，该车辆控制单元42以通信技术与未进一步示出的传感器耦合，借助于所述传感器可以检测电储能器34的状态变量和/或参数。在当前情况下，所述状态变量包括储能器34的电荷状态和温度。作为参数检测储能器34的额定电压和充电功率。车辆控制单元42被构造为建立至充电站10的通信连接，并经由所述通信连接将能量存储数据传送到充电站10，以便根据所述能量存储数据来设置电能的输送或必要时还设置电能的汲取。

在当前情况下，所述能量存储数据包括电储能器34的电荷状态、温度和额定功率以及额定电压。但是，此外可以按照需要添加电储能器34的其他状态数据，或者可以省略上述能量存储数据中的一些，如果这对当前的应用程序是适当或明智的话。

此外，机动车辆12包括通信适配器30，该通信适配器以通信技术与车辆控制单元42耦合并连接至两个连接接触部38、40，用于经由充电连接电缆18的两个电线路24、26建立至充电站10的通信连接。

通信适配器30被构造为与充电站10的通信适配器28基本上相同。但是根据需要，通信适配器30也可以与此不同地构造，以例如能够考虑特定于机动车辆的特性。通信适配器28和通信适配器30均被构造为在至控制单元16或车辆控制单元42的通信连接与电线路24、26之间产生电气隔离。为此，通信适配器28、30可以具有合适的传输器，所述传输器允许将通信信号提供到电线路24、26上而不必建立电气连接或导电连接。为此可以规定，通信适配器28、30使用预给定的调制。

当然，通信适配器28、30也可以经由相同的通信技术耦合路径来接收通信信号。接收到的通信信号可以借助于所述解调器进行解调并且必要时还可以被解码，并且如果需要还可以被解密。由此为了发送可以规定，通信适配器28、30包括相应的对应编码器并且必要时还包括相应的对应加密器，以便能够以适当的方式为所述通信连接提供待传输的数据。

作为调制原则上可以提供各种调制方法，例如幅度调制、频率调制、它们的组合、数字调制等。

为了改善电线路24、26上的通信，在当前情况下规定，能量转换器22提供电气隔离。因此，线路24、26与未示出的地电势电隔离。由此可以减少不期望的电容耦合，该电容耦合可能损害经由电线路24、26的通信。

此外在当前情况下还规定，通信适配器28、30被构造为基于安全的协议标准来使用数字通信。这在下面基于图2和3进一步解释，图2和3示出了作为通信信号的具有数据元素46的数据电报44的示意图，通信适配器28、30可以将该数据电报用于经由电线路24、26彼此通信。

为了即使在不需要控制线路的情况下也保证在充电期间或在从所述充电站向所述机动车辆输送电能期间的通信方面的运行可靠性，应当优选地确保充电站10与机动车辆12的关联。此外，应当至少发信号通知充电状态，优选随着在出现故障时或在充电连接电缆18从充电连接单元32松脱时电能输送的中断。此外，串扰不仅应当能够被控制，而且优选地至少能够被显著地减小。由此还可以减少在经由所述通信连接通信时的等待时间，并且可以增加在所述通信时实际可用的带宽。

在此，可以通过以下方式实现充电站10与机动车辆12之间的安全关联，即，所述通信信号不再使用所述控制线路与地有关地输出，而是输出到充电连接电缆18的任何电线路上，在当前情况下是输出到电线路24、26上。如果借助于是直流电压的充电电压进行充电，则为此可以使用正极线路和对应关联的负极线路。在使用是单相交流电压的充电电压时，这可以是相功率和相关联的中性线。如果将多相的（例如三相）交流电压用作充电电压，则可以规定，所述通信经由至少两个相线路进行。因此，不需要将地线路用于所述通信。

所述串扰的衰减可以通过以下方式减小，即，在使用直流电压充电的情况下可以在能源20的交流电压侧与直流电压侧（这里为充电连接电缆18）之间实现能量转换器或换流器或具有低耦合电容的电流源，例如其中在充电过程开始之前或在输送电能之前，充电连接电缆18与能源20的连接无论如何都被未示出的接触器分开。如果使用交流电压作为充电电压，则可以在至充电连接电缆18的输送中提供高频滤波，例如在能量输送处或在用于充电站外部的能源20的连接端上。高频滤波可以包括例如用于有线的无线电干扰的滤波器。由此，由于较低的衰减，关联机制（例如会话层衰减表征（Session Layer AttenuationCharacterization，SLAC））可以提供更明确的结果。

电储能器34的充电状态的安全传送可以通过应用自动化技术中的机制来实现，在这些机制中传输对应的状态数据，如将在下面基于图2和3进一步解释的。

图2示出了数据电报44的示意图，该数据电报可以用于经由电线路24、26在通信适配器28、30之间建立通信连接。这里，数据电报44包括多个数据流分段S的序列，包括用于经由电线路24、26进行安全通信的安全过程数据单元（英文：protocol data unit，协议数据单元，PDU），这些数据流分段S包括标准数据。多个彼此相继的数据流分段S将数据元素46分开，这些数据元素的结构在图3中示意性地示出。

在当前情况下提供了双向进行的连续数据流。由于所选择的调制，可以同时建立双向的通信连接，从而有全双工通信连接可用。

图3以示意图示出了根据图2的数据元素46之一，其中电储能器34的状态信息可以作为F输入/输出数据48传送。F输入/输出数据48例如可以包括多达123个字节。状态/控制数据50直接跟随在F输入/输出数据48之后。该状态/控制数据可以包括一个字节的数据。

紧随其后的可以是纠错数据，例如纠错字节52，其可以包括例如三个或四个字节。借助于纠错字节52可以实现对数据的容错编码，从而在接收到数据元素46时可以在接收方校验F输入/输出数据48是否被篡改。此外还可以校正一定数量的错误。

这使得可以实现高度安全的通信连接。此外，当然也可以对数据电报46的待传输的数据进行附加地加密，以便更好地保护安全性，特别是在不允许地干预通信方面。为此可以提供对应的加密算法。

为了能够实现在所述通信连接方面的高度安全性，可以提供监视时间，所述监视时间在当前情况下小于大约20ms，例如为大约16ms或者例如大约8ms或更小。

在所述监视时间过去之后，可以识别出安全错误并且可以关闭安全性关键的设置，例如从充电站10到机动车辆12的能量输送。根据本发明的系统设计保证了关于待传输的数据的良好可用性。

由此在各个数据元素丢失的情况下，虽然通信适配器28、13中的传输等待时间和/或附加的处理时间可能会略有增加，但是可以在很大程度上避免超时错误以及由此导致的从充电站10到机动车辆12的能量输送中断。

为了进一步提高所述通信连接的安全性，还可以传输用于从充电站10向机动车辆12输送电能的电流额定值，优选地使用上述安全通信，例如在具有上述短周期的相同数据元素46中。与在现有技术中使用的例如大约60s的周期时间不同，在选择根据本发明的周期时间的情况下可以实现安全的直接连接作为在充电站10与机动车辆12之间的通信连接。

可以使用成帧的方式来实现图2所示的数据电报44，该数据电报例如从以太网已知，其中例如使用对应的以太网帧。在考虑OSI层模型的情况下，利用本发明有可能能够识别由于超过层7上的监视时间而导致的通信失效。总的来说本发明还使得能够监视数据元素46的顺序。

总的来说可以简化充电站10与机动车辆12之间的通信以及还可以简化充电连接电缆18。可以完全省去现有技术中常见的在与地有关的通信时易受干扰的控制线路。此外，本发明还允许使用或导入基于例如Profinet/Profisafe的现有通信概念，由此实现与Simatic兼容的解决方案。

然而，总的来说本发明不限于使用有线充电，并且原则上也可以在无线的能量技术耦合（例如感应充电等）情况下应用。在这种情况下，充电站与通信模块之间的通信连接当然也可以无线地实现，例如基于短程无线电、红外线、超声等。

图4以类似于图1的示意图示出了充电站10，如上面关于机动车辆12的充电所解释的。与根据图1的图示不同，在根据图4的图示中，在充电连接电缆18处现在是校准设备56而非机动车辆12或其充电连接单元32连接到插塞连接器54。校准设备56同样具有连接接触部38、40，它们接触充电连接电缆18的对应线路24、26。这里也提供了可松脱的机电插塞连接。

校准设备56是便携式设备，其包括与连接接触部38、40电耦合的控制单元58。控制单元58用于以文件形式存储认证数据并根据预给定的通信标准经由充电电缆18与充电站10的通信适配器28建立通信连接。为此，校准设备56使用与上面已经关于在充电站10处的机动车辆12的充电过程所解释的相同的通信标准。因此，补充地参考上面的相关陈述。

校准设备56用于设置通信适配器28的上述通信参数，以便在充电站10的按规定运行期间实现可靠的通信。关于通信适配器28的可能的通信参数，同样参考上面的陈述。因此，充电电缆18同时还提供了可以与校准设备56耦合的接口，以便能够对所述通信参数进行期望的设置。

只要校准设备56与充电连接电缆18电耦合并且因此还与通信适配器28电耦合，控制单元58就将认证数据传送到通信适配器28。

只要由通信适配器28接收并验证了所述认证数据，通信适配器28就发送预给定的数据电报44，所述数据电报上面已经针对图2解释过。校准设备56，特别是控制单元58，接收所述通信信号，在相关的通信参数方面评估所述通信信号，然后从中确定信号参数。然后将确定的信号参数从校准设备56传送到通信适配器28。

通信适配器28接收所述信号参数并根据所述信号参数设置其对应的通信参数。对所述认证数据的评估此时已经进行。当然也可以规定，在校准设备56的认证之前由通信适配器28发送数据电报44。于是在这种情况下优选应当在通过通信适配器28设置所述通信参数之前执行或校验校准设备56的认证，并且应当根据校准设备56对所述认证数据的评估来进行所述设置。此外，当然也可以提供与此不同的其他变型。

为了评估所述信号参数，通信适配器28规定从中确定所述通信参数的值。因此在该设计中，校准设备56基本上需要接收单元，该接收单元允许从数据电报46中确定对应的信号参数，从而通信适配器28可以从所述信号参数中确定所述通信参数的期望值。因此包括发送单元，使得所述信号参数可以从校准设备56传送到通信适配器28。

通信适配器28对所述通信参数的设置在当前情况下自动进行，也就是只要对校准设备56进行了认证。因此，不需要例如来自维护人员等的任何其他用户方面的输入。

此外存在以下可能性，即，使用校准设备56来监视通信适配器28是否已经如预给定那样设置了所述通信参数。为此可以规定，校准设备56向通信适配器28发送询问信号，通信适配器28接收并评估所述询问信号并且将当前设置的通信参数作为响应返回给校准设备56。然后，校准设备56的控制单元58可以将接收到的通信参数的设定值与控制单元58基于所述信号参数自身确定的通信参数的值进行比较。由此可以监视通信适配器28的设置功能。

最后还存在以下可能性：根据另一方面，校准设备56评估数据电报44并从中确定所述通信参数的值。因此，此时不需要将信号参数传送到所述通信适配器，于是通信适配器28不需要从这些信号参数中确定所述通信参数的值。取而代之的是，所述通信参数的值由校准设备56的控制单元58确定，并且与之前的设计不同被直接传送到通信适配器58。只要基于从校准设备56传送到通信适配器28的认证数据验证了所述认证，通信适配器58就接收所述通信参数的值并根据由校准设备56传送的值来设置其通信参数。这里也可以如上所解释的提供监视功能。

当然，本发明不限于经由充电连接电缆18的电线路24、26来实现有线通信连接。当使用充电连接电缆18的控制线路进行所述通信时，当然也可以同样地应用本发明。

此外，当然也可以将校准设备56与机动车辆12的充电连接单元32一体地构造。于是在这种设计的情况下，由于机动车辆12与充电站10的连接而可能已经执行了根据本发明的设置方法。在这种情况下特别是可以规定，在根据本发明的设置过程期间还没有进行充电过程。因此，该设计特别是也适合于刚刚设立的充电站10的初次启动。

本说明书仅用于解释本发明，而不应当限制本发明。

Claims (16)

1.一种用于设置充电站（10）的通信模块（28）的至少一个通信参数的方法，所述通信模块用于经由所述充电站（10）的接口（18）进行特别是有线的通信，其中：

-将校准设备（56）与所述接口（18）耦合，

-将认证数据从所述校准设备（56）传送到所述通信模块（28），

-将所述至少一个通信参数的值从所述校准设备（56）传送到所述通信模块（28），以及

-由所述通信模块（28）根据所述通信模块（28）对所述认证数据的评估来与所传送的值对应地设置所述至少一个通信参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校准设备（56）接收所述通信模块（28）的通信信号并且根据所接收的通信信号来确定所述至少一个通信参数的值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通信信号包括至少一个数据电报（44），并且基于所述至少一个数据电报（44）来确定所述值。

4.一种用于设置充电站（10）的通信模块（28）的至少一个通信参数的方法，所述通信模块用于经由所述充电站（10）的接口（18）进行特别是有线的通信，其中：

-将校准设备（56）与所述接口（18）耦合，

-将认证数据从所述校准设备（56）传送到所述通信模块（28），

-由所述校准设备（56）接收并评估所述通信模块（28）的通信信号，以便根据所接收的通信信号确定至少一个信号参数，

-将所述至少一个信号参数从所述校准设备（56）传送到所述通信模块（28），以及

-所述通信模块（28）根据所述至少一个信号参数和对所述认证数据的评估来设置所述至少一个通信参数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通信信号包括至少一个数据电报（44），并且基于所述至少一个数据电报（44）来确定所述信号参数。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，将所述至少一个通信参数的值和/或所述值的变化传送到中心。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果所述校准设备（56）得到了认证，则自动进行所述至少一个通信参数的设置。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由所述校准设备（56）监视所述至少一个通信参数的设置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，锁定所述校准设备（56）与所述接口（18）的耦合。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述接口（18）至少部分地通过所述充电站（10）的充电电缆提供，和/或所述校准设备（56）至少部分地通过充电插头提供。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，有线通信至少部分地经由所述充电电缆（18）的至少两个电线路（24、26）和/或所述充电电缆的控制线路进行，借助于所述至少两个电线路还至少部分地提供所述充电站（10）的充电电压。

12.一种用于设置充电站（10）的通信模块（28）的至少一个通信参数的校准设备（56），所述通信模块用于经由所述充电站（10）的接口（18）进行特别是有线的通信，其中所述校准设备（56）被构造为：

-与所述接口（18）耦合，

-将认证数据传送到所述通信模块（28），以及

-将所述至少一个通信参数的值传送到所述通信模块（28），使得所述通信模块（28）根据所传送的值和所述通信模块（28）对所述认证数据的评估来设置所述至少一个通信参数。

13.一种用于设置充电站（10）的通信模块（28）的至少一个通信参数的校准设备（56），所述通信模块用于经由所述充电站（10）的接口（18）进行特别是有线的通信，其中所述校准设备（56）被构造为：

-与所述接口（18）耦合，

-将认证数据传送到所述通信模块（28），

-接收和评估所述通信模块（28）的通信信号，以便根据所接收的通信信号确定至少一个信号参数，以及

-将所述至少一个信号参数传送到所述通信模块（28），使得所述通信模块（28）根据所述至少一个信号参数和对所述认证数据的评估来设置所述至少一个通信参数。

14.一种用于充电站（10）的通信模块（28），其中所述通信模块（28）用于经由所述充电站（10）的接口（18）进行特别是有线的通信并且为了设置至少一个通信参数而被构造为：

-接收可与所述接口（18）耦合的校准设备（56）的认证数据，

-从所述校准设备（56）接收所述至少一个通信参数的值，以及

-根据对所述认证数据的评估来与接收的值对应地设置所述至少一个通信参数。

15.一种用于充电站（10）的通信模块（28），其中所述通信模块（28）用于经由所述充电站（10）的接口（18）进行特别是有线的通信并且为了设置至少一个通信参数而被构造为：

-接收可与接口耦合的校准设备（56）的认证数据，

-发送通信信号，使得所述校准设备（56）接收并评估所述通信信号以根据所接收的通信信号确定至少一个信号参数，

-从所述校准设备（56）接收所述至少一个信号参数，以及

-根据所述至少一个信号参数和对所述认证数据的评估来设置所述至少一个通信参数。

16.一种充电站（10），具有用于提供电能的充电连接端（14、18），可借助于控制单元（16）控制并与所述充电连接端（14、18）电耦合的能量转换器（22）以及与所述控制单元（16）以通信技术耦合的通信模块（28），所述通信模块用于使用至少一个通信参数经由所述充电站（10）的接口（18）进行特别是有线的通信，其特征在于，根据权利要求14或15来构造所述通信模块（28）。

Images