CN112333293B - 网络组件和对充电停车场的网络部件的寻址 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于充电停车场的网络组件，网络组件用于给充电停车场提供IP服务，其中充电停车场包括多个部件，其中网络组件包括核心网络、后端服务器以及中央网关，中央网关与核心网络和后端服务器耦联并且相应地提供用于核心网络的一个或多个通信节点的接口，其中这些部件藉由核心网络而彼此并且与中央网关处于通信连接，其中为每个部件指配核心网络的通信节点，相应部件能够藉由为其相应指配的通信节点以及为这些通信节点相应指配的接口经由中央网关与后端服务器交换数据。本发明还涉及一种用于对充电停车场的核心网络的部件进行寻址的方法，核心网络具有该网络组件，通过形成全局识别号给充电停车场的每个单独的部件分配一对一的网络地址。

Description

网络组件和对充电停车场的网络部件的寻址
技术领域
本发明涉及一种用于充电停车场的网络组件，在该充电停车场中可以对至少一个电动车辆进行充电。尤其描述了一种网络组件的通信或软件架构。还描述了一种用于对充电停车场的网络部件进行寻址的方法。
背景技术
与用于具有燃烧发动机的汽车的常规矿物油加油站可比较地，充电站提供对电动车辆的至少一个牵引电池进行充电的可能性。大多数情况下，通过相应的充电站的通向能量供应商的中电压电网的连接端来提供充电电流，该充电电流被供应给停放在充电站处的电动车辆。如果在这种连接端处存在多个充电站，和/或如果同时在这些充电站处对多个电动车辆进行充电，那么有必要将通向中电压电网的连接端的有限的电流容量尽可能有效地进行分配。必要时还适用的是：在此考虑相应的电动车辆的牵引电池的相应的荷电状态。因此在任何情况下都必须互相交换在由充电站和要充电的电动车辆构成的系统中的不同位置处出现的信息，并且为此必须提供通信手段。
在欧洲专利文献EP 0 769 217 B1中公开了一种充电站连同分配器网络。尤其引人注意的是一种用于给电动车辆的电池充电的方法，该方法与电动车辆中的充电控制器的存在或类型无关地供应充电能量。
文献EP 2 783 484 B1描述了一种用于运行通信网络和网络组件的方法。尤其聚焦于使在通信网络中在至少一个第一收发端口之间的数据交换优先于在其他收发端口之间的数据交换。
在文献EP 1 065 858 B1中公开了一种用于给参与者终端设备提供IP服务的网络组件。相应的传递过程在网络中已形成的相应通道中发生。在此，该网络具有多个这样的通道。
在此背景下，本发明的目的在于，提供一种用于通信交换的网络组件，这种通信交换在至少一个充电站处对牵引电池的充电过程中出现。尤其适用的是，提供结构和通信手段，以便能够在通向供应电网的一个连接端处运行多个充电站。最后应提供一种方法，通过该方法，在给定的网络组件中能够对网络的单独的部件进行一对一寻址，由此能够实现对部件的操控并且能够将这些部件相互指配。
发明内容
为了实现上述目的，提出一种用于充电停车场的网络组件，该网络组件用于给充电停车场提供IP服务，其中该充电停车场包括多个部件。该网络组件包括核心网络、后端服务器以及中央网关，该中央网关与该核心网络和该后端服务器耦联并且相应地提供用于该核心网络的一个或多个通信节点的接口。后端服务器在此应被理解为处理和/或提供数据的任何服务器。该充电停车场的这些部件藉由该核心网络而彼此并且与该中央网关处于通信连接，其中为该充电停车场的每个部件指配该核心网络的通信节点。该充电停车场的相应部件能够藉由为其相应指配的通信节点以及为这些通信节点相应指配的接口藉由该中央网关与该后端服务器交换数据/信号。
中央网关被配置成用于对核心网络内的数据传输进行协调。在核心网络内的数据传输有利地根据IPv6(Internet Protocol Version 6(互联网协议第6版)的缩写)来进行。
该中央网关可以藉由无线技术(尤其移动无线)、藉由DSL、藉由以太网和/或藉由WLAN和/或其组合与后端服务器耦联。在此，无线技术例如可以是由GSM、UMTS或LTE或发展得更成熟的无线标准构成的。
后端服务器可以是在云端定位/实现的，其中该后端服务器具有对中央网关而言固定地参数化的并且安全的云端存储空间。在后端服务器与中央网关之间的数据传输有利地根据IPv4(Internet Protocol Version 4的缩写)来进行。要在中央网关与后端服务器之间传输的数据被划分到至少四条信道中并且对应地经由该至少四条信道进行传输。状态数据形成第一信道，这些状态数据涉及在核心网络中在至少一个控制器上实施的至少一个应用程序(也被称为应用)的至少一种状态。但是，状态数据也可以来自于该核心网络外的至少一个控制器或传感器。计费数据形成第二信道，这些计费数据涉及向相应的电动车辆的牵引电池所传输的充电电流。诊断数据形成第三信道，这些诊断数据由至少一个控制器或传感器形成。对应用程序或对在充电停车场的单独部件上实施的系统程序的适配或重新记录(Neueinspielungen)，也被称为更新或固件更新，形成第四信道。第一信道在传输层(也被称为OSI模型的第四层)藉由UDP/IP运行，即数据传输不执行所谓的握手或等待反馈。信道二至四藉由TCP/IP运行。所有共同的是，在OSI模型的安全层中使用以太网MAC IEEE802.3。
藉由控制服务器中所包括的中央网关，在两位数的秒范围内实施循环确定性的通信。由此可以实现例如关于超时(Time-Out)的通信监测。与充电停车场适配的以太网定义允许对充电停车场内的多个单元/部件之间进行时间协调以及访问监测。
在根据本发明的网络组件的设计方案中，该中央网关具有实施至少一个专门与网关相关的任务的模块。专门与网关相关的任务大体上可以被理解为在充电停车场的两个部件之间或在充电停车场的一个部件与后端服务器之间建立连接，但是也可以被理解为与此关联的功能，即，例如对相应的部件进行寻址。这个模块可以是冗余地设计的，即，该模块至少两次被布置在中央网关的全功能范围内。
在根据本发明的网络组件的另一个设计方案中，该核心网络是基于以太网的网络，在该网络中这些通信节点藉由相应的光纤导线和/或铜导线和/或接口与该中央网关相连接并且直接地彼此相连接和/或藉由该中央网关间接地彼此相连接。数据交换藉由基于UDP(User Data Protocol(用户数据协议)的缩写)或TCP(Transmission ControlProtocol(传输控制协议)的缩写)的通信协议来进行。从现有技术已知的所谓的“Automotive Ethernet(汽车以太网)”由此以对充电停车场定制的设计方案或实施方式在根据本发明的网络组件中实现。然而，由于充电停车场中的距离较大而使用光纤线缆，在某些情况下替代性地使用铜导线或以与铜导线组合的方式使用。
在根据本发明的网络组件的再另一个设计方案中，该充电停车场包括至少该中央网关、至少一个冷却模块、至少一个功率电子模块、至少一个充电控制器以及至少一个充电线缆插头作为部件。
在根据本发明的网络组件的又另一个设计方案中，该充电停车场的这些部件被分配给相应的、专用的壳体，其中该中央网关是在变电站内的控制服务器中实现的，并且该控制服务器另外具有：系统路由器；独立的电源；至少一个接口，该接口用于操控至少一个未接入该核心网络中的控制器或传感器；以及中央开关，该中央开关带有一系列以太网连接端，其中该至少一个冷却模块是在冷却箱或组合箱中实现的，并且该冷却箱或该组合箱针对每个冷却模块具有以太网连接端，其中该至少一个功率电子模块是在至少一个电源箱中或者在该组合箱中实现的，并且该电源箱或该组合箱另外具有带有一系列以太网连接端的开关，其中该至少一个充电控制器和该至少一个充电线缆插头是在至少一个分配器组的至少一个分配器单元中实现的。由于冷却箱仅具有至少一个冷却模块并且电源箱具有至少一个功率电子模块，而组合箱包括至少一个冷却模块和至少一个功率电子模块。
具有根据本发明的网络组件的示例性充电停车场为在一个到十二个之间的预先确定的数量的电动车辆提供相应的充电桩。一般而言，虽然这样的布置方式是可扩展的，但六个充电桩或充电点是特别有利的。在此，限制性元素是中电压变压器：自例如八个充电桩起，变压器的结构变得非常复杂。相应的充电桩提供由所属的冷却箱(可以例如有至多六个充电桩与该冷却箱相连)冷却的充电线缆，其中位于该充电线缆的一端处的充电线缆插头被引入停在相应的充电桩前的电动车辆的充电插座中。由变电站(该变电站可以具有通向例如能量供应商的中电压电网的连接端)提供充电电流，该充电电流藉由分散化的电源箱(这些电源箱各自包括两个功率电子装置，即所供应的每个充电点各一个功率电子装置)被供给相应的充电桩。位于电源箱中的功率电子装置以及引导充电电流的充电线缆在桩中被冷却，其中为此在冷却箱的至少一个冷却模块中施加冷却功率。
在根据本发明的网络组件的另一个设计方案中，给该充电停车场、尤其给该充电停车场中所包括的部件提供的IP服务包括选自数据传输、远程计算、数据库访问中的至少一种服务。
在根据本发明的网络组件的再另一个设计方案中，该核心网络具有树形拓扑，该树形拓扑具有：树根；多个树枝，这些树枝各自带有至少一个通信节点；以及至少一个树叶，其中该中央网关形成该树根，并且该充电停车场的相应的部件相应地被指配给通信节点或树叶。
在根据本发明的网络组件的又另一个设计方案中，该多个部件中所包括的充电控制装置相应地被指配给树叶并且该多个部件中所包括的功率电子装置相应地被指配给通信节点。
在根据本发明的网络组件的另一个设计方案中，该网络组件被设计成用于在该网关没有接入或接入的情况下、但是在该后端服务器没有接入的情况下实现该核心网络内的数据传输。由此可设想至少三种通信场景。在第一通信场景中，尤其在不牵涉后端服务器的情况下，在充电停车场的相应部件间通过以太网进行局域通信。在第二通信场景中，中央网关提供与后端的单独联系并且中央网关此外可供用于充电停车场内的局域通信。在第三通信场景中，在特定的方面，充电停车场的单独的部件在中央网关没有接入的情况下通信，例如在紧急运行的情况下，其中中央网关失效、但是分配器单元在最后传输的参数之内继续运行并且相互告知当前相关的充电电流量。
即使后端服务器失效或无法到达，也可实现充电停车场的一些方面(例如热管理、照明管理、或负载管理)。与之相关的通信藉由中央网关来进行并且例如可以在预先确定的或在最后一次访问后端服务器时所确定的参数之内实现能量平衡和/或负载平衡。虽然这些电源箱在充电停车场内与中央网关物理(即，不以无线技术)连接(这例如是藉由光纤导线实现的)，但是这些电源箱也可以借助光纤导线或铜导线相互连接。
此外要求保护一种用于对充电停车场的部件进行寻址的方法，以便藉由根据本发明的网络组件中所包括的核心网络来实现数据交换。通过形成全局识别号，给充电停车场的每个单独的部件分配一对一的网络地址。全局识别号由一系列与充电停车场相关的值形成，其中第一值与部件组相关，第二值与部件的类型相关，第三值与控制器编号或组编号相关，并且第四值与相应的分配器组相关。这个任务(即形成并且分配相应的全局识别号)由中央网关来实施。
此外，充电停车场中的每个部件以其相应的MAC地址与其相应的IPv6地址相关联。MAC地址与IPv6地址之间的指配关系在初始化充电停车场的网络组件时由中央网关告知后端服务器。与此相对地，根据应响应哪些部件或部件组而在中央网关中形成全局识别号。然而，根据这个全局识别号，藉由中央网关可以明确地对专用的部件或组进行响应。
虽然中央网关提供对充电停车场的唯一数据传输访问——这与现有技术中的各自具有对互联网的单独访问的充电桩不同，但是对核心网络的访问也可以本地地在位于核心网络中的开关之一处实现，例如以便实施配置。藉由中央网关来对充电停车场进行中央访问有利地提高了充电停车场的IT安全性。中央网关的互联网连接一般通过无线技术来执行，其中DSL-Modem或类似技术也是可行的。控制器的所有数据(例如充电电流数据或热数据)在UDP帧内单独地藉由相应的校验和以应用层来保证安全，从而可以识别数据传输错误。与基于事件的传输相比，这些数据的传输循环地并且确定性地进行。这使得能够有利地识别超时，即超出针对数据传输过程所确定的时间跨度。通过添加确定性的定时功能，充电停车场中以太网的应用范围变宽。
在根据本发明方法的一个实施方式中，在该核心网络内基于开放系统互连层模型(简称为OSI层模型)来实施通信。通过在借助于求校验和而进行端到端保护的情况下循环传递信息能够实现对通信的监测(即，数据交换是否有缺陷)。这还有利地使得能够以对应的代替响应方式立即识别通信失效。
通过数据限定来限定与控制器或在控制器中的通信。为了藉由CAN总线进行通信交换，以明文可读的dbc文件来进行数据限定。该文件被用于开发并监控所传输的数据。CAN总线在功率电子装置中在内部使用并且用于中国GB/T-标准的通信，然而不用于基本的充电停车场通信。由此，还直接地或间接地确定用于充电停车场中的单独控制器的通信结构并且能够通过端到端保护(例如藉由在数据包中传递的校验和)来实现通信监测。在此，使用在汽车领域中标准化的ARXML软件。
在根据本发明方法的再另一实施方式中，对通信的监测还扩展至暂时联接至该充电停车场的相应电动车辆。相应电动车辆的耦联藉由充电线缆插头来进行。
在根据本发明方法的另一个实施方式中，将该充电停车场的至少两个部件分组成相应的组并给该相应的组分配一对一的网络地址。有利地，因此能够对在充电过程中在相应的分配器单元处所加载的控制器(例如相应的功率电子装置和相应的充电控制装置)共同地进行响应。
在根据本发明方法的又一个实施方式中，通过刷新过程(又简称为“刷新(Flashen)”)来执行对该充电停车场的至少一个部件的重新编程。控制器/部件的重新编程藉由中央网关来进行，该中央网关对刷新进行协调。由此，可以有针对性地、依次地刷新充电停车场中的单独控制器。为此所需的软件只从后端下载到中央网关一次并且由中央网关协调地分配给或“加载”到充电停车场内的单独控制器/部件。由此可以实现，与充电停车场的目前运行状态匹配地对刷新进行协调，从而使得充电停车场可以在没有较大的时间中断的情况下继续运行。将结合图7进一步对此进行描述和阐释。在现有技术中，迄今为止无法实现对充电停车场内的单独部件的独立的、有针对性的刷新，这是因为刷新直接藉由后端执行并且不是这些单独的部件中的每个部件都藉由中央网关与后端联网。刷新过程例如可以实现对整个充电停车场进行新的参数化，如以下示例性地在图7中描述。本发明的其他优点和设计方案从说明书和附图得出。
附图说明
不言而喻，在不脱离本发明范围的情况下，以上提到的这些特征以及仍将在以下说明的特征不仅能够在相应给出的组合中使用，而且还可以在其他组合中或者单独地使用。
图1示出根据本发明的网络组件的一个设计方案的充电停车场的示意性概览图。
图2示意性地示出用于充电停车场的根据本发明的网络组件的一个设计方案。
图3示意性地示出根据本发明的方法的一个实施方式在根据本发明的网络组件的一个设计方案中使用的通信层模型。
图4示意性地示出通过根据本发明的网络组件的一个设计方案所获得的网络架构，该架构具有根据本发明的方法的一个实施方式所获得的寻址可能性。
图5示意性地示出用于根据本发明的方法的一个实施方式进行寻址的全局ID的定义。
图6示意性地示出根据本发明的方法的一个实施方式进行分组的流程图。
图7示意性地示出根据本发明的方法的一个实施方式借助于刷新过程由控制器进行重新编程的流程图。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的网络组件的一个设计方案的充电停车场1的示意性概览图。中央网关存在于变电站6中并且从那里藉由数据连接与后端服务器2相连。变电站6通过电力线路8与供应电网、例如能量供应商的供应电网连接。作为树形拓扑进行描述：树枝18形成为从变电站6中的网关(对应于树根)起始通向部件电源箱12(在这里示例性地存在三个)和冷却箱10。相应地，给各个电源箱12指配各两个分配器单元(Dispenser Units)14作为树叶，这些分配器单元各自具有充电线缆。此外，存在从冷却箱10至产生热量的电源箱12并且至分配器单元14的、具有要冷却的充电线缆的树枝。
在图2中示意性地示出了用于充电停车场的根据本发明的网络组件100的一个设计方案。中央系统的后端服务器110经由不同的、有线或无线技术的数据传输路径与系统路由器122的相应的端口101、102、103和107连接。充电停车场管理服务器(Ladepark-Management-Server，LMS)或在此示例性地冗余设计的中央网关126和127针对每个充电桩打开Websocket。由此，后端服务器110几乎承担对用于开放充电点协议通信(Open-Charge-Point-Protocol-Kommunikation)的单独的充电点的汇集。作为端口示例，在此提到DSL端口101、光纤端口102、线缆端口103以及LTE-移动无线端口107。系统路由器122是控制服务器121的一部分，该控制服务器位于变电站120中。同样，控制服务器121的部分是不间断电源(简称为USV)123、用于核心网络(为该核心网络指配图2中所示的所有部件)外的控制器或传感器的接口124、在此示例性地冗余设计的中央网关126和127、以及中央开关125。系统路由器122相应地藉由以太网端口105与冗余设计的中央网关126和127连接。USV 123可以藉由IIO端口与中央网关连接，但是在此示出的示例相应地藉由USB端口104同样与冗余设计的中央网关126和127连接，其中该USV具有任选的XOR元件128。此外，USV 123任选地藉由以太网端口105与中央开关125连接。中央开关125形成核心网络的通信节点。用于核心网络外的控制器或传感器的接口124相应地藉由RS-232端口129与冗余设计的中央网关126和127连接。最后，冗余设计的中央网关126和127相应地藉由以太网端口105与中央开关125连接。从中央开关125开始，一系列以太网端口105提供与在此示例性地示出的三个电源箱141、142和143以及与冷却箱130的相应连接。此外，中央开关125提供服务器以太网端口106。冷却箱130具有两个冷却模块131和132，这些冷却模块相应地具有以太网端口105。这三个电源箱141、142和143构造相同。一个相应的电源箱141、142或143包括两个功率电子模块144和145和开关146，该开关具有一系列以太网端口105和额外的服务器以太网端口106。电源箱141、142和143(具体地，其中所包括的在相应的电源箱141、142、143内的相应的开关146)在此形成核心网络的相应的通信节点。同样地，冷却箱130形成核心网络的通信节点。功率电子模块144和145相应地藉由以太网端口105与开关146连接。相应的电源箱141、142和143藉由相应的光纤导线或替代性地铜导线(展示为实线或替代性地虚线)借助于以太网与两个相应的充电控制装置151和152、或153和154、或155和156连接。详细来说，电源箱141与充电控制装置151和152连接，电源箱142与充电控制装置153和154连接，并且电源箱143与充电控制装置155和156连接。一个分配器组的相应充电控制装置151、152、153、154、155和156构造相同。相应的充电控制装置151、152、153、154、155和156包括以太网端口105，这些充电控制装置藉由该以太网端口与相应的电源箱141、142或143连接并且由此被指配给作为核心网络的通信节点的相应开关146。该充电控制装置还包括近场通信端口(简称为NFC端口)108、控制器局域网端口(简称为CAN端口)158以及用于电力线通信的PLC端口159。NFC端口108提供用于根据RFID标准进行计费。CAN端口158和PLC端口159的配置取决于所实现的充电标准来执行：日本的CHAdeMO 161或中国的GB/T 162被指配给CAN端口158，而组合充电系统163的欧洲或美国版本(CCS1或CCS2)被指配给PLC端口159。任选的顾客路由器150依赖于充电控制装置153，但是该顾客路由器也可以是依赖于任何其他的充电控制装置151、152、154、155或156。顾客路由器150具有LTE移动无线端口107和WLAN端口109。任选地也可以存在充电控制装置171、172、173、174、175和176的第二分配器组170，这些充电控制装置以与充电控制装置151、152、153、154、155和156相同的方式方法与相应的电源箱141、142或143连接并且针对充电标准提供相同的端口161、162、163。
图3示意性地示出根据本发明的方法的一个实施方式在根据本发明的网络组件的一个设计方案中使用的通信层模型200。该通信层模型依赖于开放系统互连模型(简称为OSI模型)，该开放系统互连模型作为层状架构形成网络协议的参考模型并且由七个层组成。第一层201由物理层210构成，该物理层包含在铜导线或光纤导线中进行的数据传输。第二层202由数据链路层220构成，该数据链路层根据IEEE标准802.3来实施以太网媒体接入控制。第三层203构成网络层，该网络层一方面使用任选的网络时间协议(简称为NTP)231，另一方面使用互联网协议第6版(简称为IPv6)232或互联网控制消息协议第6版(简称为ICMPv6)233。但是也可以部分地使用互联网协议第4版(简称为IPv4)。第四层204构成传输层，该传输层具有如下协议：一方面为数据报传输层安全性(简称为DTLS)241，其具有用户数据报协议(简称为UDP)242；以及另一方面为传输层安全性(简称为TLS)243，其具有传输控制协议(简称为TCP)244。第五层205由会话层构成，该会话层在OSI模型中控制两个系统之间的过程通信，并且第六层206由表示层构成，该表示层在OSI模型中将依赖于系统的数据表示转换成不依赖于系统的形式。这两个层205和206(这涉及来自诊断274的数据传输)借助于蜂窝数据包数据(简称为CDPD)256构成。但是，来自第七层207(该第七层构成所谓的应用层270)的其他数据传输直接借助于第四层的安全协议DTSL 241和TLS 243来进行并且由应用271、协议缓存(Protocol-Buffers)272和SFTP 273构成。
图4示意性地示出通过根据本发明的网络组件的一个设计方案所获得的网络架构300，该架构具有根据本发明的方法的一个实施方式所获得的寻址选项。后端模块或后端服务器310具有根据IPv4的IP地址并且可以根据JavaScript对象表示法(JavaScript-Object-Notation，简称为JSON)307与中央网关320交换对象。中央网关320构成CP零通信节点303并且具有全局ID 304。该中央网关藉由其根据IPv4的IP地址301与后端服务器310通信。为了在核心网络中通信，该中央网关具有根据IPv6的IP地址。为中央网关320提供全局ID 304与IP地址302之间的指配表321。冷却模块330分配有全局ID 304并且作为核心网络中的通信节点藉由其IP地址302进行通信。在根据本发明的网络组件的所示设计方案中，功率电子模块341和两个充电控制装置351和352构成一组“充电点CP-1”并且被指配给CP-1通信节点303。功率电子模块342和充电控制装置353构成一组“充电点CP-2”并且被指配给CP-2通信节点303，其中CP-2是CP-1的实现变体。这些部件341、342、351、352和353中的每个部件都具有自己的全局ID 304。相应的充电控制装置351、352和353另外具有充电站识别号EVSE-ID 305并且与至少一个分配器单元361、362、363或364连接。在根据本发明的网络组件的所示设计方案中，充电控制装置351与分配器单元361和362连接，充电控制装置352与分配器单元363连接，并且充电控制装置353与分配器单元364连接。相应的分配器单元361、362、363和364具有相应的连接ID306。
图5示意性地示出用于根据本发明的方法的一个实施方式进行寻址900的全局ID的定义。全局ID具有被称为“停车场前缀(Park-Prefix)”901的第一部分和被称为“ECU-ID”902的第二部分。停车场前缀901包括六个字节，前五个字节的组903是可以自由使用的，而第六个字节904是分配给中央网关的位置号。ECU-ID 902(即控制器识别号)包括四个字节，其中第一字节911被保留以供将来使用，第二字节在前四位912中指示充电停车场的部件组并且第二字节在后四位913中指示充电停车场的部件类型。第三字节914是简单数字，而第四字节915形成索引。ECU-ID 902的第二字节的前四位912采取以下值920，这些值被分配给所描述的情况921：当不指示组、控制器或控制器类型时，这些位取值为0。当指示冷却组时，这些位取值为1；并且当指示充电点组时，这些位取值为2。所有值都被保留以供将来使用。后四位913(指代充电停车场的部件类型)采取以下值930，这些值被分配给所描述的情况931：当指示中央网关时，这些位取值为1；当指示功率电子模块时，这些位取值为2；当指示充电控制装置时，这些位取值为3；当指示冷却模块时，这些位取值为4，当指示电源箱或充电箱时，这些位取值为5；当一起指示所有部件时，这些位取值为十六进制值F。与所提到的不同的其他值被保留以供将来使用。第三字节914采取以下值940，这些值被分配给所描述的情况941：当指示单独的控制器时，值940对应于控制器编号。当指示组时，值940对应于组编号。最后，针对指示所有控制器的情况，值940采取十六进制值FF。在此示例性地描述地，当值930对应于针对充电控制装置的值时，第四字节915采取以下值950，这些值被分配给所描述的情况951：对于来自分配器组A的充电控制装置采取十六进制值A，表示为LKxxA(x在此为数字)。对于来自分配器组B的充电控制装置采取十六进制值B，表示为LKxxB。当不需要索引数字时或者当指示先前提到的两个充电组LKxxA和LKxxB时，采取十六进制值F。针对指示单独的控制器(例如核心网络中的第一功率电子模块)的情况来展示如何得到ECU-ID902的第一示例：由于不涉及组，因此值920等于零。针对“功率电子模块”类型，给值930分配“2”。由于第一功率电子模块具有控制器编号“1”，因此给第三字节914分配“1”。在该示例中存在仅一个分配器组，因此不需要索引并且给值950分配“F”。由此得出“0002010F”作为ECU-ID。针对指示“充电控制装置”类型的所有控制器来展示第二示例：由于不涉及组，因此值920等于零。针对“充电控制装置”类型，给值930分配“3”。由于应指示充电控制装置类型的所有控制器编号，因此给第三字节914分配“FF”。在该示例中存在仅一个分配器组，因此不需要索引并且给值950分配“F”。由此得出“0003FF0F”作为ECU-ID。针对指示充电组的所有充电控制装置的情况来展示第三示例：由于涉及充电点组，因此给值920分配“2”。针对“充电控制装置”类型，给值930分配“3”。由于涉及第一组充电控制装置，因此给第三字节914分配“1”。在该示例中存在仅一个分配器组，因此不需要索引并且给值950分配“F”。由此得出“0023010F”作为ECU-ID。针对指示冷却组1的所有控制器的情况来展示第四示例：由于涉及冷却组，因此给值920分配“1”。由于在类型方面应指示冷却组的所有控制器，给值930分配“F”。由于涉及第一冷却组，因此给第三字节914分配“1”。在该示例中存在仅一个分配器组，因此不需要索引并且给值950分配“F”。由此得出“001F010F”作为ECU-ID。针对指示充电停车场的所有控制器的情况来展示第五示例：由于不指示特定的组，因此给值920分配“0”。由于在类型方面应指示所有控制器，给值930分配“F”。由于指示所有控制器，因此给第三字节914分配“FF”。在该示例中存在仅一个分配器组，因此不需要索引并且给值950分配“F”。由此得出“000FFF0F”作为ECU-ID。
图6示意性地示出根据本发明的方法的一个实施方式进行分组的流程图600。借助流程图600展示了充电停车场的单独的部件之间的通信交换以及部件的工作步骤，其中时间顺序箭头609显示了次序。这些部件涉及HTML测试器610、中央网关620以及充电控制装置630，其中用相应伸展的条带611、621和631来展示相应部件的活跃度
Figure BDA0002617007720000131
部件“HTML测试器610”被实施在中央网关620或充电管理系统(LMS)620上。首先，展示“中央网关分组”过程601：从HTML测试器610出发，向中央网关620输出具有所属的分组参数的“分组”612指令。如果部件或控制器(在这种情况下中央网关620)注意到分组参数正确并且可以立即实现分组，则它以肯定的答复613进行确认。中央网关620接下来执行IPv6地址配置603，然后执行对协议数据单元识别604的收发配置，并且最后执行重启605。现在，必须重新开启通信621以再次配置IPv6地址，并且将有关正常的通信数据单元识别的应用数据622和623发送给充电控制装置630。
现在，继续展示“将所连接的控制器分组”过程602：从HTML测试器610出发，向中央网关620输出具有MAC地址和控制器(ECU)类型的“分组”614指令。中央网关620给标准IPv6地址发送“分组”指令作为对充电控制装置630的默认诊断请求624。充电控制装置用对中央网关620的默认诊断响应625来确认分组请求。中央网关620进而在向HTML测试器610的消息615中确认将实施分组过程。接着，充电控制装置630执行IPv6地址配置607，然后执行对协议数据单元识别608的收发配置，并且最后执行重启609。同时，藉由控制器，中央网关620更新其中所存储的计划606。现在，必须重新开启通信622以再次配置IPv6地址，其中已经在时间点632将充电控制装置630分组，并且将有关正常的协议数据单元识别的应用数据626和627发送给中央网关620。可以以相同的顺序类型再次配置分组。
图7示意性地示出根据本发明的方法的一个实施方式借助于刷新过程由控制器进行重新编程的流程图1000。为此示例性地从中央网关1010出发来布置具有两个冷却组1001和1002的核心网络，其中第一冷却组1001包括冷却模块KM1 1020、第一充电组1003(具有充电控制装置LK1 1030和功率电子模块LEM1 1040)以及第二充电组1004(具有充电控制装置LK2 1050和功率电子模块LEM2 1060)，并且其中第二冷却组1002包括冷却模块KM2 1070和第三充电组1005(具有充电控制装置LK31080和功率电子模块LEM3 1090)。时间顺序是(如图6中)沿从上向下竖直伸展的条带进行的，其中图案示出，从何时起在相应的控制器中实施重新编程并且再次将其提供给充电停车场使用。在此所描述的场景应示例性地包含初始情况，其中第二充电组1004当前是活跃的并且由该第二充电组来给电动车辆充电。开始时，为了重新编程，从中央网关1010向应停止工作的每个控制器1020、1030、1040、1050、1060、1070、1080和1090发送指令1091。冷却模式KM1 1020在时间点1021进入单独充电点模式。由于第二充电组1004还给电动车辆充电，因此可以不进行被刷新。充电控制装置LK1 1030在时间点1031进入单独充电点模式。由于第一冷却组1001已经被充电点(附图标记为1004)占据，因此决定首先对第二冷却组1002进行刷新。功率电子模块LEM1 1040在时间点1041进入单独充电点模式。虽然可能对功率电子模块进行刷新，但是该功率电子模块应保持可被可能的使用者选择。充电控制装置LK21050在时间点1051并且功率电子模块LEM2 1060在时间点1061进入单独充电点模式。由此，第一冷却组1001中的所有控制器处于单独充电点模式。这是能够对中央网关1010进行刷新并且尽管如此控制器1020、1030、1040、1050和1060仍保持可供可能的使用者使用的前提条件。现在，接下来通过过程1011来对中央网关1010进行刷新。
充电控制装置LK2 1050通过过程1052并且功率电子模块LEM2 1060通过过程1062相应地存储如下指令：在结束目前的操作(给电动车辆充电)之后停止工作。从中央网关1010借助于诊断例程来对第二冷却模块1070进行刷新1071。同样借助于诊断例程来对充电控制装置LK3 1080进行刷新1081。在时间点1072，冷却模块KM2 1070处的刷新过程结束并且实施重启，其中随着重启结束而告知1073中央网关1010，冷却模块KM2 1070再次接通可供使用。在时间点1082充电控制装置LK3 1080处的刷新过程结束并且实施重启，其中随着重启结束而告知1083中央网关1010，充电控制装置LK3 1080再次接通可供使用。现在，借助于诊断例程由中央网关1010告知1093功率电子模块LEM3 1090：现在开始进行刷新。同时，电动车辆的充电过程结束，这由充电控制装置LK2 1050通过告知1053并且由功率电子模块LEM2 1060通过告知1063发送给中央网关1010。现在，在这个时间点1012可能对第一冷却组1001进行刷新。但是由此可能不再有充电点可供使用，这是因为在功率电子模块LEM3 1090上仍在实施刷新过程，这有利地可以被连续监测，以确定控制器何时再次空闲。因此等待对冷却组1001的刷新，直至第二冷却组1002再次可供使用。在时间点1094，功率电子模块LEM31090处的刷新过程结束并且实施重启，其中随着重启结束而告知1095中央网关1010，功率电子模块LEM3 1090再次接通可供使用。从中央网关1010出发，将第一冷却组1001的控制器1020、1030、1040、1050和1060解除激活1064。借助于诊断例程，由中央网关1010告知1032充电控制装置LK1 1030，现在开始进行刷新。在时间点1033充电控制装置LK1 1030处的刷新过程结束并且实施重启，其中随着重启结束而告知1034中央网关1010，充电控制装置LK11030再次接通可供使用。接下来，借助于诊断例程，由中央网关1010告知1043功率电子模块LEM1 1040、告知1022冷却模块KM1 1020、并且告知1054充电控制装置LK2 1050，现在进行刷新。在时间点1044，功率电子模块LEM1 1040处的刷新过程结束并且实施重启，其中随着重启结束而告知1045中央网关1010，功率电子模块LEM1 1040再次接通可供使用。在时间点1055充电控制装置LK2 1050处的刷新过程结束并且实施重启，其中随着重启结束而告知1056中央网关1010，充电控制装置LK2 1050再次接通可供使用。最后，由中央网关告知1065功率电子模块LEM2 1060，现在进行刷新。在时间点1023，冷却模块KM1 1020处的刷新过程结束并且实施重启，其中随着重启结束而告知1024中央网关1010：冷却模块KM1 1020再次接通可供使用。最后在时间点1066，功率电子模块LEM2 1060处的刷新过程结束并且实施重启，其中随着重启结束而告知1067中央网关1010，功率电子模块LEM2 1060再次接通可供使用。由此结束对核心网络中的控制器的重新编程。

Claims (14)

1.一种用于充电停车场的网络组件，该网络组件用于给该充电停车场提供IP服务，其中该充电停车场包括多个部件，该多个部件至少包括功率电子模块和充电控制装置中的一个或多个，其中该网络组件包括核心网络、后端服务器以及中央网关，该中央网关与该核心网络和该后端服务器耦联并且相应地提供用于该核心网络的一个或多个通信节点的接口，其中该充电停车场的这些部件藉由该核心网络而彼此处于通信连接并且与该中央网关处于通信连接，其中为该充电停车场的每个部件指配该核心网络的通信节点，其中该充电停车场的相应部件能够藉由为其相应指配的通信节点以及为这些通信节点相应指配的接口经由该中央网关与该后端服务器交换数据，其中该核心网络具有树形拓扑，该树形拓扑具有：树根；多个树枝，这些树枝各自带有至少一个通信节点；以及至少一个树叶，其中该中央网关形成该树根，并且相应的部件相应地被指配给通信节点或树叶，并且其中该充电控制装置相应地被指配给树叶并且该功率电子模块相应地被指配给通信节点。
2.根据权利要求1所述的网络组件，其中该中央网关具有至少一个实施专门与网关相关的任务的模块，该模块是冗余地设计的。
3.根据权利要求1或2所述的网络组件，其中该核心网络是基于以太网的网络，在该网络中这些通信节点藉由相应的光纤导线和/或铜导线和/或接口与该中央网关相连接并且直接地彼此相连接和/或藉由该中央网关间接地彼此相连接。
4.根据权利要求1或2所述的网络组件，其中该充电停车场包括至少一个中央网关、至少一个冷却模块、至少一个功率电子模块、至少一个充电控制装置以及至少一个充电线缆插头。
5.根据权利要求1所述的网络组件，其中给该充电停车场中所包括的部件提供的IP服务包括选自数据传输、远程计算以及数据库访问中的至少一种服务。
6.根据权利要求1所述的网络组件，该网络组件被设计成用于在该网关接入或没有接入的情况下、但是在该后端服务器没有接入的情况下实现该核心网络内的数据传输。
7.一种用于充电停车场的网络组件，该网络组件用于给该充电停车场提供IP服务，其中该充电停车场包括多个部件，该多个部件包括至少一个冷却模块、至少一个功率电子模块、至少一个充电控制装置以及至少一个充电线缆插头，其中该网络组件包括核心网络、后端服务器以及中央网关，该中央网关与该核心网络和该后端服务器耦联并且相应地提供用于该核心网络的一个或多个通信节点的接口，其中该充电停车场的这些部件藉由该核心网络而彼此处于通信连接并且与该中央网关处于通信连接，其中为该充电停车场的每个部件指配该核心网络的通信节点，其中该充电停车场的相应部件能够藉由为其相应指配的通信节点以及为这些通信节点相应指配的接口经由该中央网关与该后端服务器交换数据，其中该充电停车场的这些部件被分配给相应的、专用的壳体，其中该中央网关是在变电站内的控制服务器中实现的，并且该控制服务器另外具有：系统路由器；独立的电源；至少一个接口，该接口用于操控至少一个未接入该核心网络中的控制器或传感器；以及中央开关，该中央开关带有一系列以太网连接端，其中该至少一个冷却模块是在冷却箱或组合箱中实现的，并且该冷却箱或该组合箱针对每个冷却模块具有以太网连接端，其中该至少一个功率电子模块是在至少一个电源箱中或者在该组合箱中实现的，并且该电源箱或该组合箱另外具有带有一系列以太网连接端的开关，其中该至少一个充电控制装置和该至少一个充电线缆插头是在至少一个分配器组的至少一个分配器单元中实现的。
8.根据权利要求7所述的网络组件，其中该核心网络具有树形拓扑，该树形拓扑具有：树根；多个树枝，这些树枝各自带有至少一个通信节点；以及至少一个树叶，其中该中央网关形成该树根，并且相应的部件相应地被指配给通信节点或树叶。
9.根据权利要求8所述的网络组件，其中该充电控制装置相应地被指配给树叶并且该功率电子模块相应地被指配给通信节点。
10.一种用于对充电停车场的部件进行寻址的方法，以便藉由网络组件中所包括的核心网络来进行通信，该网络组件用于给该充电停车场提供IP服务，其中该充电停车场包括多个部件，该多个部件至少包括功率电子模块和充电控制装置中的一个或多个，其中该网络组件包括核心网络、后端服务器以及中央网关，该中央网关与该核心网络和该后端服务器耦联并且相应地提供用于该核心网络的一个或多个通信节点的接口，其中该充电停车场的这些部件藉由该核心网络而彼此处于通信连接并且与该中央网关处于通信连接，其中为该充电停车场的每个部件指配该核心网络的通信节点，其中该充电停车场的相应部件能够藉由为其相应指配的通信节点以及为这些通信节点相应指配的接口经由该中央网关与该后端服务器交换数据，其中通过形成全局识别号给该充电停车场的每个单独的部件分配一对一的网络地址，其中该全局识别号由一系列与该充电停车场相关的值形成，其中第一值与一组部件相关，其中第二值与这些部件的类型相关，其中第三值与控制器编号或组编号相关，并且其中第四值与相应的分配器组相关。
11.根据权利要求10所述的方法，其中在该核心网络内基于开放系统互连层模型来实施通信并且能够通过在借助于求校验和而进行端到端保护的情况下循环传递信息来实现对通信的监测。
12.根据权利要求11所述的方法，其中对通信的监测还扩展至暂时联接至该充电停车场的相应电动车辆。
13.根据权利要求10至12之一所述的方法，其中将至少两个部件分组成相应的组并给该相应的组分配一对一的网络地址。
14.根据权利要求10至12之一所述的方法，其中通过刷新过程来执行对该充电停车场的至少一个部件的重新编程。
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