DE102009034929A1 - Verfahren und System zur Abgabe von Energie an Elektrofahrzeuge - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Abgabe von Energie an Elektrofahrzeuge, bei dem ein Fahrzeug über eine Ladeverbindung zur Energieübertragung und über eine Verbindung zur Kommunikation mit einer Ladestation verbunden wird, das Fahrzeug mit einer Autorisierungsinstanz verbunden wird und von dieser eine Ladeberechtigung empfängt, eine Auswerteeinrichtung der Ladestation eine von dem Fahrzeug gesendete Ladeberechtigung empfängt, in Abhängigkeit der empfangenen Ladeberechtigung die bereitgestellte Energiemenge über eine Begrenzungseinrichtung begrenzt wird, die Auswerteeinrichtung Quittungsnachrichten an das Fahrzeug sendet, das mit einer Buchungsinstanz in Verbindung steht und die Quittungsnachrichten an die Buchungsinstanz zur Abrechnung der abgegebenen Energie weiterleitet, wobei die Auswerteeinrichtung die Abgabe von Energie bei fehlender Ladeberechtigung auf eine vorbestimmte Energiemenge und/oder nach einer bestimmten Zeit begrenzt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Abgabe von Energie an Elektrofahrzeuge nach den Ansprüchen 1, 15 und 22.
  • In den vergangenen Jahren sind zahlreiche Anläufe unternommen worden, Elektrofahrzeuge populärer zu machen. Ein wesentliches Problem für die Verbreitung von Elektrofahrzeugen stellt die geringe Reichweite der Fahrzeuge dar, die durch die stark eingeschränkten Speicherkapazitäten preiswerter Akkumulatoren bedingt ist. Dies hat zur Folge, dass Elektrofahrzeuge wesentlich häufiger als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor mit Energie versorgt werden müssen. Derzeitige Fahrzeuge verfügen üblicherweise über eine Reichweite von etwa 100 km und sind damit für den Innerstädtischen Verkehr geeignet. In der Regel müssen Fahrzeuge am Ende eines Tages erneut aufgeladen werden.
  • Das Aufladen von Fahrzeugen erfolgt derzeit vorwiegend an herkömmlichen Stromanschlüssen in Firmen oder privaten Haushalten der Fahrzeugeigentümer. Fahrzeuge werden hierzu in Steckdosen eingesteckt. Eine getrennte Abrechnung und Verrechnung des Stroms findet in diesen Fällen nicht statt.
  • Des Weiteren gibt es solche Steckdosen speziell für Elektrofahrzeuge vereinzelt auch in Parkhäusern. Auch hier wird auf eine Abrechnung des entnommenen Stroms verzichtet. Der Betreiber des Parkhauses geht dabei davon aus, dass er den Strom zwar kostenlos abgibt, der Kunde aber im Gegenzug wesentlich höhere Parkgebühren entrichten muss. Das Entgelt für den Strom wird so in die Parkgebühren eingerechnet.
  • Mit der Entwicklung leistungsfähiger Ladestationen, die nicht mehr nur einphasigen Strom mit 230 V Spannung laden können, sondern mit dreiphasigem Strom mit 400 V sowie der erwarteten Zunahme von Elektrofahrzeugen steigt auch die entnommene Energiemenge und die korrekte Abrechnung dieser Energie gewinnt an Bedeutung.
  • Ausgehend von dem Wunsch, die für das Aufladen benötigte Energie abrechnen zu können, wurden bereits zahlreiche Versuche unternommen, den für das Laden benötigten Strom abzurechnen. Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise Steckdosen bekannt, die mit einem Schlüssel verriegelt werden. Gegen Zahlung einer Pauschale wird dann der Schlüssel vorübergehend zur Verfügung gestellt.
  • Auch gibt es modernere Ladesäulen mit Chipkartenlesegeräten, bei denen eine Steckdose nur dann mit Strom versorgt wird, wenn eine mit Werteinheiten geladene Chipkarte in die Säule eingesteckt wird oder Münzen eingeworfen werden. In Abhängigkeit des vorhandenen bzw. einbezahlten Guthabens kann dann Energie entnommen werden.
  • Auch gibt es tankstellenähnliche Ladesäulen, die mit Bezahlterminals ausgestattet sind und nach Autorisierung der Bezahlung mittels Kredit- oder Bankkarte Energie zum Laden von Fahrzeugen abgeben.
  • Aus DE 103 04 284 A1 ist eine Ladestation bekannt, bei der sich ein zu ladendes Elektrofahrzeug identifiziert und nach positiver Prüfung durch die Ladestation mit Energie versorgt wird. Die Ladestation verfügt über eine drahtgebundene Kommunikation zur bargeldlosen Bezahlung nach dem Ladevorgang. Die bekannte Ladestation ist wegen der Übernahme der Authentifizierung und Abrechnung aufwendig und wegen des Angebots für bargeldlose Bezahlung und der damit verbundenen Notwendigkeit für Telekommunikationsmittel wenig flexibel, was den Aufstellungsort angeht.
  • Aus US 5,903,064 A ist eine Ladestation bekannt, die mehrere Ladeplätze umfasst. Die Ladeplätze sind mit einem Zentralrechner verbunden, der in der Nähe des Netzanschlusses angeordnet ist (vgl. 1 u. Beschreibung). Die Kommunikation zwischen Zentralrechner, den Ladeplätzen und einem an einen Ladeplatz angeschlossenen Fahrzeug erfolgt ebenfalls über die stromführenden Leitungen. Der Zentralrechner kann aber auch über Funk, Telefon oder Satellit mit dem Ladeplatz verbunden sein. Ein angeschlossenes Fahrzeug gibt ein Identifizierungssignal über einen Ladeplatz an den Zentralrechner, der das Signal auswertet. Bei positiver Identifikation veranlasst der Zentralrechner die Ladestation, die Energieabgabe freizugeben.
  • Die bekannten einfachen Verfahren mit Schlüsseln o. ä. sind bei einem höheren Aufkommen an Elektrofahrzeugen in näherer Zukunft nicht länger praktikabel. Die komplexen Ladestationen hingegen sind technisch aufwendig und damit teuer. Ein zukünftiger Einsatz von Elektrofahrzeugen in großen Stückzahlen wird eine große Anzahl von Ladestationen erfordern. Dies wiederum erfordert preiswerte und zuverlässig abrechenbare Verfahren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das eine kostengünstige Aufstellung von Ladestationen in großen Stückzahlen erlaubt.
  • Die Aufgabe wird durch Verfahren zur Abgabe von Energie an Elektrofahrzeuge mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Fahrzeug über eine Ladeverbindung zur Energieübertragung und über eine Verbindung zur Kommunikation mit einer Ladestation verbunden. Unter dem Begriff Fahrzeug bzw. Elektrofahrzeug werden hier alle Fahrzeuge mit einem Elektromotor, auch Fahrräder mit elektrisch gespeistem Hilfsmotor verstanden. Das Fahrzeug wird mit einer Autorisierungsinstanz verbunden und empfangt von dieser auf eine Ladeanfrage hin eine Ladeberechtigung. Eine Auswerteeinrichtung der Ladestation erhält die von dem Fahrzeug empfangene und an die Auswerteeinrichtung weitergeleitete Ladeberechtigung. In Abhängigkeit der empfangenen Ladeberechtigung wird die bereitgestellte Energiemenge über eine mit der Auswerteeinrichtung verbundenen Begrenzungseinrichtung begrenzt. Die Auswerteeinrichtung sendet Quittungsnachrichten an das Fahrzeug, das mit einer Buchungsinstanz in Verbindung steht. Die Quittungsnachrichten werden an die Buchungsinstanz zur Abrechnung der an das Fahrzeug abgegebenen Energie weitergeleitet. Die Auswerteeinrichtung veranlasst die Begrenzungseinrichtung die Abgabe von Energie bei fehlender Ladeberechtigung auf eine vorbestimmte Energiemenge und/oder nach einer bestimmten Zeit zu begrenzen.
  • Die Ladeverbindung kann als eine induktive Kopplung realisiert sein, bevorzugt ist ein Ladekabel vorgesehen.
  • Die erfindungsgemäße Ladestation empfangt nur eine Ladeberechtigung, deren Gültigkeit zu prüfen ist. Die eigentliche Autorisierung übernimmt eine zentrale Autorisierungsinstanz des Betreibers der Ladestation, wobei die Autorisierungsinstanz mit dem Fahrzeug in Verbindung steht. Auch die Abrechnung der von der Ladestation abgegebenen Energie wird zentral abgerechnet. Die Ladestation benötigt lediglich ein Kommunikationsmittel mit dem Fahrzeug. Der Aufstellungsort der Ladestation kann daher auch ohne Rücksicht auf vorhandene Telekommunikationsleitungen gewählt werden. Die Aufstellung einer Vielzahl erfindungsgemäßer Ladestationen ist daher kostengünstig und flexibel.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Autorisierungs- und Buchungsinstanz identisch. Dies kann für die Kommunikation und auch für die Organisation des Betreibers der Ladestation vorteilhaft sein.
  • Bevorzugt erfolgt neben der Energieübertragung auch die Verbindung zur Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestation über das Ladekabel. Die zu übertragenden Informationen können aufmoduliert oder bei einem entsprechend dafür ausgelegten Kabel auch optisch oder auf jede andere bekannte Weise übermittelt werden. Auf eine zusätzliche Verbindung mit entsprechenden Schnittstellen an Fahrzeug und Ladestation kann verzichtet werden. Hierbei kann zur Herstellung der Verbindung zwischen Fahrzeug und Ladestation auch vor dem Erhalt einer Ladeberechtigung ein Stromfluss erforderlich sein. Die übertragene Energiemenge wird dabei auf ein wirtschaftlich unerhebliches Maß begrenzt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die Ladeberechtigung der Autorisierungsinstanz und/oder die Quittungsnachrichten verschlüsselt übertragen. Die Ladestation verfügt in dem Fall über Mittel zur Entschlüsselung der Ladeberechtigung und/oder zur Verschlüsselung der Quittungsnachrichten. Hierdurch wird neben dem Datenschutz für den Benutzer auch die Datensicherheit für den Betreiber der Ladestation gewährleistet. Manipulationen werden erschwert.
  • Bevorzugt enthalten die Quittungsnachrichten eine Identifikation und/oder eine Zustandsinformation der Ladestation.
  • Die Begrenzung der bereitgestellten Energie kann durch einen elektronischen Dimmer, bevorzugt einen Phasenanschnitts- oder Phasenabschnittsdimmer erfolgen. Es ist auch eine Strombegrenzung in Form einer Induktion und/oder Drossel möglich. Ferner kann ein Widerstand vorgesehen sein, an dem eine messbare Spannung abfällt, wenn Leistung oberhalb einer frei entnehmbaren Leistung entnommen wird. Die Ladestationen können grundsätzlich auch mit Gleichstrom betrieben werden, wobei ein Wechselrichter im Fahrzeug entfallen kann.
  • Bevorzugt übermittelt das Fahrzeug zum Bezug von Ladeberechtigungen durch die Autorisierungsinstanz an diese die für eine Abrechnung nötigen Informationen. Hierbei kann es sich um eine Kundenummer und/oder eine Fahrzeug-ID und/oder Angaben zur Zahlungsart und Zahlungsmittel handeln. Ladeberechtigungen können auch grundsätzlich an nur bestimmte Benutzergruppen wie auf eine Firma oder Organisation oder einen Haushalt zugelassene Fahrzeuge vergeben werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Ladeberechtigung während des Ladevorgangs regelmäßig erneuert. Auf diese Weise kann eine unerlaubte Energieentnahme zum Nachteil des Betreibers der Ladestation oder zum Nachteil des Kunden, auf dessen Rechnung Energie entnommen wird, vermieden werden.
  • Bevorzugt erfolgt die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Autorisierungsinstanz über im Fahrzeug verfügbaren Mobilfunk. Ein Mobilfunk wie das GSM ist ein etablierter Standard, der in einer zunehmenden Zahl von Fahrzeugen ohnehin für Telefone vorhanden ist und so auf günstige einfache Weise auch für die Verbindung zwischen Fahrzeug und Autorisierungsinstanz bzw. auch zwischen Fahrzeug und Buchungsinstanz verwendet werden kann. Für die Kommunikation ist auch der Einsatz von GPRS, EDGE oder UMTS denkbar.
  • Die Ladeberechtigung kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung Vorgaben über den Zeitpunkt und/oder die Dauer der Energiebereitstellung und/oder Informationen über die bereitzustellende Energiemenge umfassen. Die Ladestation kann daraufhin die bereitgestellte Energie entsprechend der Vorgaben bereitstellen. So lässt sich ein Ladevorgang zu einem zuvor festgelegten Betrag oder unter Verwendung eines Guthabens über einen Geldbetrag oder eine Energiemenge für den Benutzer bequem durchführen.
  • Bevorzugt verfügt die Ladestation über eine Uhr, die mittels von der Autorisierungsinstanz übermittelten Zeitinformationen gestellt wird. So kann die Uhrzeit mit jeder Verbindung über ein Fahrzeug zentral gestellt werden, ohne dass eigene Empfangseinrichtungen seitens der Ladestation nötig sind. Die in einer Quittungsnachricht verwendbaren Zeitinformationen sind so auch nach einem Stromausfall oder einer Zeitumstellung immer rechtzeitig korrigiert.
  • Bevorzugt unterbindet das Fahrzeug oder die Ladestation die Entnahme von Energie zum Laden des Fahrzeugs, wenn nur eine geringe Leistung von der Ladestation bereitgestellt wird, um beispielsweise eine nicht autorisierte Entnahme von Energie zu unterbinden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung stellt die Autorisierungsinstanz dem Fahrzeug Informationen über den Ort der nächsten und/oder nächsten freien Ladestation zur Verfügung. Bevorzugt übermittelt das Fahrzeug der Autorisierungsinstanz Informationen über den Ladezustand einer Fahrzeugbatterie und die Autorisierungsinstanz gibt dem Fahrzeug einen Warnhinweis, bevor die nächste Ladestation außer Reichweite gerät. Es können auch die Orte einer Anzahl nächster Ladestationen gemeinsam mit der verbleibenden Reichweite dem Fahrzeug übermittelt werden.
  • Ferner wird die Aufgabe durch ein System zur Abgabe von Energie an Elektrofahrzeuge mit den Merkmalen aus Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
  • Das System zur Abgabe von Energie an Elektrofahrzeuge über eine Ladestation umfasst mindestens ein Ladekabel zur Verbindung von Fahrzeug und Ladestation, mindestens ein Kommunikationsmittel zur Kommunikation zwischen einem an die Ladestation angeschlossenen Fahrzeug und der Ladestation über eine Verbindung, mindestens eine Begrenzungseinrichtung an der Ladestation zur Begrenzung der Energieabgabe an das Fahrzeug, eine Auswerteeinrichtung an der Ladestation, die mit dem mindestens einen Kommunikationsmittel und der mindestens einen Begrenzungseinrichtung verbundenen ist, um eine Ladeberechtigung von dem Fahrzeug zu empfangen und bei fehlender Ladeberechtigung die Abgabe von Energie auf eine vorbestimmte Energiemenge und/oder nach einer bestimmten Zeit zu begrenzen sowie eine Buchungsinstanz, die von der Ladestation über das Fahrzeug Quittungsnachrichten empfangt, um die abgegebene Energie abzurechnen.
  • Die Verbindung zwischen dem an die Ladestation angeschlossenen Fahrzeug und der Ladestation kann eine Infrarot-Verbindung sein. Dem entsprechenden Kommunikationsmittel der Ladestation steht dann auch ein entsprechendes Kommunikationsmittel am Fahrzeug gegenüber.
  • Bevorzugt ist das mindestens eine Ladekabel fest mit der Ladestation verbunden. Das Ladekabel wird dann bei Benutzung in eine entsprechende Buchse des Fahrzeugs eingesteckt und bevorzugt verriegelt. Als Diebstahlsicherung ist das Ladekabel bevorzugt stahlummantelt. Das Ladekabel kann über ein fahrzeugseitiges Schloss an dem Fahrzeug vor unerlaubter Entnahme gesichert sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Verbindung zwischen Ladekabel und Fahrzeug und/oder Ladestation bei einem Entriegeln einer Fahrzeugtür entriegelt werden. So kann das Ladekabel in Abwesenheit des Fahrers nicht unerlaubt mit einem anderen Fahrzeug verbunden werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Verbindung zur Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestation über das Ladekabel realisiert, wobei sich die zuvor genannten Vorteile ergeben. In diesem Fall kann das mindestens eine Kommunikationsmittel ein Powerline Communication(PLC)-Modem sein.
  • Bevorzugt weist die Ladestation einen mit der Auswerteeinrichtung verbundenen Zähler zur Messung der abgegebenen Energie auf. Ein Zähler in der Ladestation liefert zuverlässigere und vor Manipulation sicherere Ergebnisse. Auch eine Messung seitens der Autorisierungsinstanz bei bekannter Übertragungsrate und gemessener Ladezeit ist denkbar.
  • Die Ladestation kann über einen Elektromagneten verfügen, der während des Ladevorgangs ein so starkes Magnetfeld aufbaut, dass ein Metall enthaltender Ladestecker nicht entnommen werden kann. So wird das Risiko eine versehentlich freigelegten, spannungsführenden Kabels verringert. Außerdem kann ein so verbundenes Ladekabel als Diebstahlsicherung dienen.
  • Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren mit den Merkmalen aus Anspruch 22 gelöst. Die zuvor genannten Ausgestaltungen können vorteilhaft auch bei diesem Verfahren zur Anwendung kommen.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Abgabe von Energie an Elektrofahrzeuge wird ein Fahrzeug über eine Ladeverbindung zur Energieübertragung und über eine Verbindung zur Kommunikation mit einer Ladestation verbunden. Ein in der Ladestation angeordneter Zähler misst kontinuierlich die entnommene Energie und eine Auswerteeinrichtung der Ladestation empfangt eine von dem Fahrzeug gesendete Ladeberechtigung. In Abhängigkeit der empfangenen Ladeberechtigung wird die bereitgestellte Energiemenge über eine Begrenzungseinrichtung begrenzt, wobei die Abgabe von Energie bei fehlender Ladeberechtigung bei Überschreitung einer frei entnehmbaren Energiemenge auf eine vorbestimmte Energiemenge und/oder nach einer bestimmten Zeit begrenzt wird. Die Begrenzung wird aufgehoben, wenn das Fahrzeug eine geringere als die maximal durch die Begrenzungseinrichtung begrenzte Energiemenge entnimmt oder eine gültige Ladeberechtigung ermittelt wurde
  • Die Ladeberechtigung kann eine statische Identifikation des Fahrzeugs oder eines Buchungskontos sein. Bevorzugt kommen zur Sicherheit Verschlüsselungen und bekannte Autorisierungsverfahren zur Anwendung, beispielsweise auf Basis von DES, RSA oder elliptischen Kurven.
  • Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems und Verfahrens anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Systems.
  • 2 zeigt schematisch eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems.
  • Ein Fahrzeug 1 mit Elektroantrieb ist gemäß 1 über ein Ladekabel 9 an eine Ladestation 10 angeschlossen. Das Fahrzeug 1 und die Ladestation 10 sind mittels eines Kommunikationsmittels 12 der Ladestation und eines entsprechenden Kommunikationsmittels 3 des Fahrzeugs 1 über eine Kabellose Verbindung 8 zur Kommunikation miteinander verbunden. Das Fahrzeug 1 verfügt über eine Mobilfunkeinrichtung 2. Über diese wird mit Hilfe einer Mobilfunkeinrichtung 22 einer Autorisierungsinstanz 20 eine Mobilfunkverbindung 21 hergestellt. Das Fahrzeug 1 meldet sich über die Mobilfunkverbindung 21 bei der Autorisierungsinstanz 20 an und fordert unter Angabe von Identifikationsdaten eine Ladeberechtigung an. Nach positiver Prüfung der Daten wird die Ladeberechtigung verschlüsselt über die Mobilfunkverbindung 21 an das Fahrzeug 1 gesendet, welches die Ladeberechtigung über die Verbindung 8 bzw. über das Ladekabel 9 an die Ladestation 10 weiterleitet. Dort wird die Ladeberechtigung von dem Kommunikationsmittel 12 der Ladestation an eine Auswerteeinrichtung 18 der Ladestation 10 übermittelt, wobei die Entschlüsselung der Ladeberechtigung von einer nicht gezeigten Einrichtung auf dem Weg zur Auswerteeinrichtung 18, oder von der Auswerteeinrichtung 18 selbst durchgeführt wird.
  • Nach einer Validierung der Ladeberechtigung gibt die Auswerteeinrichtung 18 ein Signal an eine mit ihr verbundene Begrenzungseinrichtung 14, die daraufhin eine Energieabgabe an das Fahrzeug 1 freigibt, womit der Ladevorgang beginnt. Während des Ladevorgangs wird die Ladeberechtigung in regelmäßigen Abständen oder kontinuierlich erneuert. In Abhängigkeit der Ladeberechtigung wird die Energieabgabe nach einer vorgegebenen Zeit oder nach einer vorgegebenen Energiemenge (entspricht einem vorgegebenen Geldbetrag) durch die Begrenzungseinrichtung 14 begrenzt. Ein manueller Abbruch über eine Eingabe durch den Benutzer des Fahrzeugs 1 oder ein Ausbleiben einer erneuten Ladeberechtigung kann die Begrenzungseinrichtung 14 ebenfalls veranlassen, die Stromzufuhr zu unterbrechen.
  • Nach Beendigung der Energieabgabe werden Quittungsinformationen von der Auswerteeinrichtung 18 erstellt. Die Quittungsinformationen umfassen Angaben zum Ort und/oder der Dauer der Energieabgabe sowie Angaben über die abgegebene Energiemenge, die von einem mit der Auswerteeinrichtung 18 verbundenen Zähler 16 gemessen wurde. Die Quittungsinformationen werden an dem Ort, an dem die Entschlüsselung der Ladeberechtigung stattfindet, verschlüsselt und über die Verbindung 8 an das Fahrzeug 1 gesendet. Diese wiederum leitet die Quittungsnachrichten über die Mobilfunkverbindung 21 an eine Buchungsinstanz weiter, die mit der Autorisierungsinstanz 20 identisch ist. Die Buchungsinstanz übernimmt dann die nicht weiter erläuterte Abrechung der entnommenen Energie je nach Vorgaben mit dem Fahrzeughalter oder dem Fahrer.
  • Alternativ kann, wie in 2 dargestellt, die Verbindung 8 über das spannungsführende Ladekabel 9 hergestellt sein. Für das Kommunikationsmittel 12 der Ladestation und das entsprechende Kommunikationsmittel 3 des Fahrzeugs 1 ist hierbei jeweils ein PLC-Modem vorgesehen, das die Trägersignale des Ladekabels moduliert bzw. die ursprünglichen Informationen aus dem modulierten Trägersignal zurückgewinnt. Um Informationen über das Ladekabel 9 zu senden, muss ein Strom fließen. Aus wirtschaftlichen Gründen, aber auch aus Sicherheitsgründen liegt an der Ladestation 10 nur eine geringe Leistung zur Abgabe bereit. Daher wird in diesem Ausführungsbeispiel bei Anschluss eines Ladekabels 9 die Abgabe von Energie durch die Begrenzungseinrichtung 14 nicht vollständig unterbrochen, sondern lediglich auf ein für die Informationsübertragung nötiges Maß reduziert. Erst nach Erhalt einer gültigen Ladeberechtigung wird die Energieabgabe auf ein für den Ladevorgang relevantes Maß freigegeben.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10304284 A1 [0009]
    • - US 5903064 A [0010]

Claims (22)

  1. Verfahren zur Abgabe von Energie an Elektrofahrzeuge, bei dem • ein Fahrzeug (1) über eine Ladeverbindung (9) zur Energieübertragung und über eine Verbindung (8) zur Kommunikation mit einer Ladestation (10) verbunden wird, • das Fahrzeug mit einer Autorisierungsinstanz (20) verbunden wird und von dieser eine Ladeberechtigung empfangt, • eine Auswerteeinrichtung (18) der Ladestation (10) eine von dem Fahrzeug (1) gesendete Ladeberechtigung empfangt, • in Abhängigkeit der empfangenen Ladeberechtigung die bereitgestellte Energiemenge über eine Begrenzungseinrichtung (14) begrenzt wird, • die Auswerteeinrichtung (18) Quittungsnachrichten an das Fahrzeug (1) sendet, das mit einer Buchungsinstanz in Verbindung steht und die Quittungsnachrichten an die Buchungsinstanz zur Abrechnung der abgegebenen Energie weiterleitet, wobei die Auswerteeinrichtung (18) die Abgabe von Energie bei fehlender Ladeberechtigung auf eine vorbestimmte Energiemenge und/oder nach einer bestimmten Zeit begrenzt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Autorisierungs- (20) und Buchungsinstanz identisch sind.
  3. Verfahren nach Anspruche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (8) über die Ladeverbindung (9) hergestellt und neben der Energieübertragung auch die Kommunikation mit dem Fahrzeug (1) über die Ladeverbindung (9) erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeberechtigung der Autorisierungsinstanz (20) und/oder die Quittungsnachrichten verschlüsselt übertragen werden und die Ladestation (10) über Mittel zur Ent- und/oder Verschlüsselung verfügt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Quittungsnachrichten eine Identifikation und/oder eine Zustandsinformation der Ladestation (10) enthalten
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung der bereitgestellten Energie durch einen Phasenanschnitts- oder Phasenabschnittsdimmer oder durch eine Strombegrenzung in Form einer Induktivität und/oder Drossel oder durch einen Widerstand erfolgt, an dem Spannung abfällt, wenn Leistung oberhalb einer frei entnehmbaren Leistung entnommen wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) zum Bezug von Ladeberechtigungen der Autorisierungsinstanz (20) die für eine Abrechnung nötigen Informationen übermittelt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeberechtigung während des Ladevorgangs regelmäßig erneuert wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation zwischen Fahrzeug (1) und Autorisierungsinstanz (20) über im Fahrzeug (1) verfügbaren Mobilfunk (2) erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeberechtigung Vorgaben über den Zeitpunkt und/oder die Dauer der Energiebereitstellung und/oder Informationen über die bereitzustellende Energiemenge umfasst und die Ladestation (10) die bereitgestellte Energie entsprechend der Vorgaben bereitstellt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (10) über eine Uhr verfügt, die mittels von der Autorisierungsinstanz (20) übermittelten Zeitinformationen gestellt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) oder die Ladestation (10) die Entnahme von Energie zum Laden des Fahrzeugs (1) unterbindet, wenn nur eine geringe Leistung von der Ladestation (10) bereitgestellt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Autorisierungsinstanz (20) dem Fahrzeug (1) Informationen über den Ort der nächsten Ladestation zur Verfügung stellt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) der Autorisierungsinstanz (20) Informationen über den Ladezustand einer Fahrzeugbatterie übermittelt und die Autorisierungsinstanz (20) dem Fahrzeug (1) einen Warnhinweis gibt, bevor die nächste Ladestation außer Reichweite gerät.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeverbindung (9) ein Ladekabel (9) ist.
  16. System zur Abgabe von Energie an Elektrofahrzeuge über eine Ladestation (10), mit • mindestens einer Ladeverbindung (9) zur Verbindung von Fahrzeug (1) und Ladestation (10), • mindestens einem Kommunikationsmittel (12) zur Kommunikation zwischen einem an die Ladestation (10) angeschlossenen Fahrzeug (1) und der Ladestation (10) über eine Verbindung (8), • mindestens einer Begrenzungseinrichtung (14) an der Ladestation (10) zur Begrenzung der Energieabgabe an das Fahrzeug, • einer Auswerteeinrichtung (18) an der Ladestation (10), die mit dem mindestens einen Kommunikationsmittel (12) und der mindestens einen Begrenzungseinrichtung (14) verbundenen ist, um eine Ladeberechtigung von dem Fahrzeug (1) zu empfangen und bei fehlender Ladeberechtigung die Abgabe von Energie auf eine vorbestimmte Energiemenge und/oder nach einer bestimmten Zeit zu begrenzen, • und einer Buchungsinstanz, die von der Ladestation (10) über das Fahrzeug (1) Quittungsnachrichten empfängt, um die abgegebene Energie abzurechnen.
  17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ladeverbindung (9) ein Ladekabel (9) ist, das fest mit der Ladestation (10) verbunden ist.
  18. System nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (8) das Ladekabel (9) ist.
  19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kommunikationsmittel (12) ein Powerline Communication(PLC)-Modem ist.
  20. System nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (10) einen mit der Auswerteeinrichtung (18) verbundenen Zähler (16) zur Messung der abgegebenen Energie aufweist.
  21. System nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (10) über einen Elektromagneten verfügt, der während des Ladevorgangs ein so starkes Magnetfeld aufbaut, dass ein Metall enthaltender Ladestecker nicht entnommen werden kann.
  22. Verfahren zur Abgabe von Energie an Elektrofahrzeuge, bei dem • ein Fahrzeug (1) über eine Ladeverbindung (9) zur Energieübertragung und über eine Verbindung (8) zur Kommunikation mit einer Ladestation (10) verbunden wird, • ein in der Ladestation (10) angeordneter Zähler (16) die entnommene Energie kontinuierlich misst, • eine Auswerteeinrichtung (18) der Ladestation (10) eine von dem Fahrzeug (1) gesendete Ladeberechtigung empfangt, • in Abhängigkeit der empfangenen Ladeberechtigung die bereitgestellte Energiemenge über eine Begrenzungseinrichtung (14) begrenzt wird, wobei die Abgabe von Energie bei fehlender Ladeberechtigung bei Überschreitung einer frei entnehmbaren Energiemenge auf eine vorbestimmte Energiemenge und/oder nach einer bestimmten Zeit begrenzt wird und die Begrenzung aufgehoben wird, wenn das Fahrzeug eine geringere als die maximal durch die Begrenzungseinrichtung (14) begrenzte Energiemenge entnimmt oder eine gültige Ladeberechtigung ermittelt wurde.
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