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Die Erfindung betrifft ein System zur gesteuerten Abgabe von elektrischen Energieeinheiten an einen elektrischen Akkumulator eines Elektrofahrzeuges.
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Im Rahmen der zu erwartenden verstärkten Einführung von Elektrofahrzeugen besteht Bedarf an der Errichtung eines Versorgungsnetzes mit Abgabeeinrichtungen, die nachfolgend als „Stromzapfsäulen” bezeichnet werden, über die der einzelne Nutzer den Akkumulator in seinem Kraftfahrzeug aufladen kann.
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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem vereinfachten und benutzerfreundlichen System und Verfahren zur Abwicklung und Steuerung eines derartigen Aufladevorgangs. Das hier beschriebene Prinzip ist dabei für das Aufladen von elektrischen Akkumulatoren vorgesehen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein geeignetes Sytem für das Aufladen von elektrischen Akkumulatoren von Elektrofahrzeugen zu schaffen.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das System umfasst danach vorzugsweise eine Vielzahl von Abgabeeinrichtungen, wobei jeder eine eindeutige Kennung zugewiesen ist und jede Abgabeeinrichtung zur Abgabe eines Verbrauchssignals für Verbrauchseinheiten ausgebildet ist. Unter Verbrauchseinheiten werden hierbei speziel elektrische Energiemengen verstanden. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, Zeiteinheiten, also. die Zeitdauer der elektrischen Aufladung des Akkumulators, als elektrische Verbrauchseinheit zu werten.
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Für die Erfindung sind ein Mobilfunk-Server sowie ein Dienstanbieter-Server vorgesehen. Unter Server wird hier allgemein ein Computer oder ein Computersystem verstanden. Der Mobilfunk-Server ist insbesondere auf Grundlage des SMS-Dienstes zum Empfang einer Anfrage von einem Mobilfunkteilnehmer ausgebildet, wobei die Anfrage die Kennung einer jeweiligen Abgabeeinrichtung sowie eine Information über einen gewünschten aufzuwendenden Sollbetrag für den „Betankungsvorgang” enthält. Der Sollbetrag ist wahlweise begrenzt oder unbegrenzt. Im letzteren Fall soll der Speicher bis zu seiner maximalen Kapazität aufgeladen werden. Der Dienstanbieter-Server ist zur Kommunikation mit dem Mobilfunk-Server ausgebildet, enthält eine Zuordnung der Kennungen zu den tatsächlichen Abgabeeinrichtungen und ist zur Fernsteuerung dieser Abgabeeinrichtungen ausgebildet. Die vom Mobilfunk-Gerät abgegebene Anfrage wird vom Mobilfunk-Server an den Dienstleistungsanbieter-Server weitergeleitet, über den letztendlich die Abgabeeinrichtung angesteuert wird, so dass der Nutzer vor Ort, der über sein Mobilfunk-Gerät die Anfrage gestartet hat, sein Kraftfahrzeug „betanken” kann.
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Über dieses System ist ein besonders benutzerfreundliches „elelktrisches Betanken” von Elektrofahrzeugen und Bezahlen mittels Mobilfunk-Technologie ermöglicht.
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Vom Stand der Technik waren zwar bereits Systeme mit Abgabeeinrichtungen bekannt, die sich die Mobilfunk-Technologie zu Nutze machen: Insbesondere beschreibt die
US 6 764 003 B1 ein Übertragungsverfahren von Daten und ein Verkaufssystem, welche zur Bezahlung von Waren eines Verkaufsautomaten („vending machine”) oder allgemeiner, nicht spezifizierter Dienstleitungen eingesetzt werden unter Verwendung moderner Kommunikationsmethoden und Mobilfunktechnologie (Smartphone). Als Verkaufsprodukte sind dort gemäß
1 im Einzelnen singuläre Waren gezeigt, die insbesondere Konsumgüter sein sollen. Nicht angegeben bzw. erläutert ist dort die Art und Weise irgendeiner spezifischen Dienstleistung,
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Entnehmbar ist im Einzelnen aus der
US 6 764 003 B1 (s.
1 bis
3), dass ein Mobilfunkgerät
1 über ein geeignetes Netz
2 mit einem Service Center
3 verbunden ist, von dem nach Computergestützter Überprüfung Steuersignale über ein Netz
2' an das eigentliche Verkaufsterminal
4 übertragen werden. Dabei kann die Bezahlung bargeldlos und Karten-gestützt erfolgen. Insbesondere dabei erfolgt die Übertragung einer Order Record
6 über geeinete Netze
2 bzw.
2'.
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Bei der
US 6 764 003 B1 (s.
1) enthält das Service-Center
3 verschiedene Module
31 bis
36, die zusammen einen Server realisieren und über Netze
2 bzw.
2' mit dem Mobilfunkgerät
1 einerseits und dem Verkaufsterminal
4 andererseits verbunden sind. Damit sind im Zusammenwirken mit geeigneten Modulen
41 bis
49 des Verkaufsteminals
4 („vending machine”) Bestell-, Prüf- und Freigabevorgänge einschließlich Bezahlung möglich.
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Weiterhin betrifft die
WO 2007/015 610 A eine Verkaufseinrichtung zur Abgabe einzelner Produkte und das zugehörige Geschäftsmodell. Gemäß den
2,
4 und
6 sind jeweils eine „Vending”-Maschine
22,
32,
42 mit Display
221,
321,
421 für die Verkaufs-Produkte sowie ein separat zugeordneten Management Server
23,
33,
43 und ein Betriebs-Server
24,
34,
44 vorhanden, wobei ein Kunde (buyer
21,
31,
41) über Mobilfunk mittels Handy ordern kann und nach dem Bestellvorgang und vor Ausgabe eines bestellten Produktes eine Freigabe-Anfrage an den Kunden erfolgt.
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Die Erfindung ist demgegenüber speziell zur gesteuerten Abgabe von elektrischen Energieeinheiten zum gesteuerten Aufladen der Akkumulatoren von Elektrofahrzeugen geeignet. Das damit realisierte System verknüpft daher drei voneinander unabhängige (Organisations-)Einheiten mit jeweils eigener technischer Infrastruktur in vorteilhafter Weise. Dies ist zum einen eine Abgabestation, die eine oder eine Vielzahl der Abgabeeinrichtungen aufweist, und die vorzugsweise autark funktionsfähig ist, also auch einen „manuellen” Betrieb (Betanken) ohne Verknüpfung mit dem Dienstanbieter-Server zulässt. Die zweite eigenständige Organisationseinheit ist der eigentliche Dienstanbieter, der für die Abwicklung des Betankungsvorgangs (Kontrolle der abgegebenen Verbrauchseinheiten und deren Bezahlung) ein nutzerspezifisches Mobilfunk-Konto heranzieht. Hierzu bildet der Dienstanbieter mit den von ihm zur Verfügung gestellten technischen Komponenten, insbesondere dem Dienstanbieter-Server (nachfolgend kurz D-Server) eine Schnitt- oder Verknüpfungsstelle zwischen der Abgabestation und der dritten autarken Organisationseinheit, nämlich dem Mobilfunkt-Anbieter, insbesondere mit dessen Mobilfunk-Server (nachfolgend kurz M-Server). Bevorzugt befinden sich die drei Organisationseinheiten mit ihren technischen Einrichtungen an unterschiedlichen Orten, die voneinander über eine Vielzahl von Kilometern getrennt sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass eine Mehrzahl von Abgabestationen (jeweils mit einer Mehrzahl von Abgabeeinrichtungen) mit dem Dienstanbieter verbunden ist. Dieser weist vorzugsweise einen zentralen D-Server auf, über den alle Abgabestationen angesteuert werden. Vorzugsweise sind ebenso mehrere Mobilfunk-Anbieter mit ihrer jeweiligen technischen Infrastruktur Teil des Systems, d. h. der D-Server steht mit einer Mehrzahl von M-Servern in Kommunikationsverbindung.
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Die Kommunikation zwischen dem D-Server und den M-Servern erfolgt über eine geeignete Kommunikationsverbindung, insbesondere eine gesicherte Internet-Verbindung, wie beispielsweise ein VPN-Tunnel. Die Kommunikation des D-Servers mit der jeweiligen Abgabestation, also mit einem dort vorgesehenen Kommunikationsgerät, erfolgt vorzugsweise ebenfalls über eine insbesondere gesicherte Internetverbindung und/oder die Übertragung der Daten ist verschlüsselt.
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Mit dem hier beschriebenen System wird daher ein jeweiliger Abgabevorgang an einer Abgabeeinrichtung über deren Kennung eindeutig und zuverlässig mit einer über das Mobilfunksystem erfolgenden Identifizierung einem definierten Benutzer zugeordnet. Der besondere Kundennutzen ergibt sich daraus, dass er über ein ihm sowieso zur Verfügung stehendes Kommunikationsgerät Verbrauchseinheiten beziehen kann, ohne dass er auf zusätzliche Hilfsmittel oder Zahlungssysteme zurückgreifen muss. Die Abwicklung des Bezahlvorgangs erfolgt für den Nutzer in komfortabler und für ihn vertrauter Weise über seinen Mobilfunkanbieter.
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Um die Abwicklung für den Nutzer möglichst komfortabel und sicher zu gestalten, sind in bevorzugten Weiterbildungen weitere Schritte vorgesehen, die nachfolgend erläutert werden.
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So ist gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass der D-Server vor Ansteuerung der Abgabeeinrichtung, also vor Absenden eines Start-Signals zum Starten der Abgabe der Verbrauchseinheiten, zunächst deren Status und Funktionsfähigkeit abfragt und erst nach einer positiven Bestätigung in Kontakt mit dem M-Server tritt und eine Freigabe-Anfrage übermittelt. Für den Fall, dass die Abgabeeinrichtung nicht funktionsfähig ist, wird damit eine unnötige Blockierung eines Betrags auf dem Kundenkonto des Nutzers beim Mobilfunkanbieter verhindert.
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Grundsätzlich ist zur Sicherstellung der Zahlung vorgesehen, dass der D-Server vor der eigentlichen Ansteuerung der Abgabeeinrichtung beim M-Server die bereits erwähnte Freigabeanfrage über einen bestimmten Zahlbetrag stellt. Dies ist insbesondere der vom Nutzer über sein Mobilfunkgerät eingegebene Zahlbetrag. Der D-Server gibt erst nach Freigabe dieses Zahlbetrags durch den M-Server die Abgabeeinrichtung frei, so dass der Abgabevorgang gestartet wird.
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Zweckdienlicherweise wird das während des Abgabevorgangs abgebebene Verbrauchssignal insbesondere kontinuierlich erfasst und ausgewertet und mit dem Sollbetrag, insbesondere mit der dem Sollbetrag entsprechenden Anzahl an Verbrauchseinheiten abgeglichen. Damit wird also kontinuierlich überprüft, bis zu welchem Teil der freigegebene Zahlbetrag bereits ausgeschöpft ist. Diese Auswertung erfolgt hierbei vorzugsweise dezentral an der Abgabestation, insbesondere an einer jeweiligen Abgabeeinrichtung. Dadurch ist der Kommunikationsverkehr zwischen der Abgabestation und dem D-Server gering gehalten. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass die Auswertung unmittelbar beim D-Server erfolgt.
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Der Nutzer erhält grundsätzlich die Möglichkeit, einen vorgegebenen Betrag als Sollbetrag einzugeben oder einen unbegrenzten Sollbetrag vorzugeben, wenn der Speicher vollständig aufgeladen werden soll („Volltanken”). Der vorgegebene Betrag kann auch eine Zeiteinheit/Zeitvergabe sein.
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Insbesondere für letzteren Fall ist vorgesehen, dass während des Abgabevorgangs wiederholt Freigabe-Anfragen vom D-Server an den M-Server gesendet werden und Freigaben eingeholt werden. Es wird daher insbesondere bei oder kurz vor Erreichen eines definierten Zahlbetrags eine weitere Freigabe-Anfrage an den M-Server gesendet, um die Freigabe für einen weiteren Zahlbetrag zu erhalten. Damit erfolgt also die Sicherstellung, dass auch bei größeren Ladevorgängen ein vom Mobilfunkanbieter dem Endnutzer eingeräumter Kredit nicht überschritten wird.
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Zweckdienlicherweise ist nach Abschluss des Abgabevorgangs vorgesehen, dass von der Abgabeeinrichtung über den D-Server ein Zahlsignal an den Mobilfunk-Server übermittelt wird, welches der tatsächlich abgegebenen Menge an Verbrauchseinheiten entspricht. Auf dieser Grundlage erfolgt dann die eigentliche Abrechnung über das Mobilfunk-Zahlsystem des Mobilfunkanbieters, also die eigentliche Belastung des Kundenkontos. Über die Freigabe-Anforderungen wurden lediglich Beträge „gebucht”. Damit ist gewährleistet, dass lediglich ein der tatsächlichen Menge der abgegebenen Verbrauchseinheiten entsprechender Zahlbetrag dem Kundenkonto belastet wird.
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In bevorzugter Ausgestaltung weist jede Abgabeeinrichtung eine eigene Steuereinrichtung auf, über die der eigentliche Abgabevorgang, also die Abgabe der Verbrauchseinheiten an den Verbraucher/Nutzer (beispielsweise an den Akkumulator des Kraftfahrzeugs) also der Beladungsvorgang gesteuert wird. Alternativ hierzu sind mehrere oder alle Abgabeeinrichtungen einer Abgabestation zu einer Gruppe zusammengefasst, die gemeinsam von einer zentralen Steuereinrichtung angesteuert wird.
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Die Steuereinrichtung übernimmt vorzugsweise einige und insbesondere alle Funktionen gemäß Anspruch 6. Die Steuereinrichtung ist hierbei insbesondere in zwei Funktionseinheiten unterteilt, wobei die eine Funktionseinheit den eigentlichen Beladevorgang steuert und die andere Funktionseinheit für die Kommunikation mit dem D-Server ausgebildet ist. Die erstgenannte Einheit dient hierbei insbesondere zur Abgabe eines Ausgangssignals zum Starten und Stoppen der Abgabe der Verbrauchseinheiten an den Nutzer durch die Abgabeeinrichtung. Sie dient auch zur Überprüfung der Funktionsbereitschaft der Abgabeeinrichtung. Auch erfasst sie die Anzahl der abgegebenen Verbrauchseinheiten, insbesondere über eine so genannte Impulszählung, wobei jeder Impuls einer Verbrauchseinheit entspricht.
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Die zweite Einheit bildet quasi eine Schnittstelle zwischen dem D-Server und der erstgenannten Einheit, die den eigentlichen Beladungsvorgang steuert. Die erstgenannte Einheit wird im Folgenden auch als Grundsteuereinheit und die zweitgenannte Einheit als Kommunikationssteuereinheit bezeichnet. Die Kommunikationssteuereinheit stellt zum einen die Kommunikation mit dem D-Server sicher, ist zum Empfang eines Startsignals durch den D-Server ausgebildet und leitet dieses zum Starten des Abgabevorgangs weiter, entweder direkt an die Abgabeeinrichtung oder über die Grundsteuereinheit. Weiterhin gibt die Kommunikationssteuereinheit vorzugsweise ein Warn- oder Stoppsignal ab, falls der freigegebene Zahlbetrag durch die abgegebenen Verbrauchseinheiten erschöpft ist, d. h. der Beladungsvorgang wird gestoppt. Weiterhin übermittelt diese Kommunikationssteuereinheit nach einem abgeschlossenen Abgabevorgang die Anzahl der tatsächlich abgegebenen Verbrauchseinheiten und/oder einen entsprechenden Zahlbetrag an den D-Server, der diese Information dann an den M-Server weiterleitet. Die Anzahl der tatsächlich abgegebenen Verbrauchseinheiten erhält die Kommunikationssteuereinheit von der Grundsteuereinheit. Alternativ erhält die Kommunikationssteuereinheit ein Zählsignal direkt von der Abgabeeinrichtung und summiert dieses auf.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Kommunikationseinheit dabei als eine eigenständige, separate Baueinheit ausgebildet. Die Kommunikationssteuereinheit stellt daher einen Adapter dar, der als eigenständiges Bauteil an eine mit einer Grundsteuereinheit ausgestattete Abgabeeinrichtung angeordnet werden kann. Dadurch ist eine Nachrüstung und Erweiterung der Funktionalität einer bestehenden Abgabeeinrichtung in einfacher Weise ermöglicht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen in vereinfachten Darstellungen:
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1 eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise des beschriebenen Systems,
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2 ein Ablaufdiagramm am Beispiel eines Aufladevorgangs an einer Stromtankstelle,
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3 ein stark vereinfachtes und ausschnittsweises Schaltbild der Steuereinrichtung mit der Grundsteuereinheit und der Kombinationssteuereinheit, sowie
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4 ein Schaubild mit mehreren Mobilfunk-Anbietern.
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In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das System zur gesteuerten Abgabe von Verbrauchseinheiten an einen Nutzer dient beispielsweise zum Aufladen eines Akkumulators eines Elektrofahrzeuges an einer Abgabeeinrichtung 2. Innerhalb des Systems sind drei Organisationseinheiten miteinander verbunden. Dies sind eine Abgabestation 4, beispielsweise eine Stromtankstelle, die zumindest eine Abgabeeinrichtung 2 in Form einer Ladesäule zur Strombetankung eines Kraftfahrzeugs aufweist. Die zweite Organisationseinheit ist ein Dienstanbieter-Rechenzentrum 6 mit einem Dienstanbieter-Server 8 (D-Server). Die dritte Organisationseinheit ist ein Mobilfunkanbieter 10 mit seiner technischen Ausstattung. Insbesondere umfasst diese Einheit einen Mobilfunk-Server 12 (M-Server), der im Ausführungsbeispiel zwei Einheiten aufweist, nämlich einen so genannten SMS-Controller 12A sowie eine Abrechnungseinheit 12B.
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Schließlich ist noch die Interaktion eines Nutzers erforderlich, der sein Kraftfahrzeug betanken will. Der Nutzer bedient sich hierzu eines ihm zugeordneten Mobilfunkgeräts 14, insbesondere ein Mobilfunk-Telefon. Der Nutzer tritt mit Hilfe der SMS-Funktionalität mit dem Mobilfunkanbieter 10, nämlich dessen M-Server 12, in Kontakt. Der SMS-Controller 12A ist zur Abwicklung des SMS-Verkehrs einerseits mit dem Mobilfunkgerät 14 und andererseits mit dem D-Server 8 ausgebildet. Die Kommunikation zwischen dem M-Server 12 und dem D-Server 8 erfolgt vorzugsweise über eine gesicherte Internetverbindung 16. Auch die Verbindung zwischen dem D-Server 8 und der Abgabeeinrichtung 2 bzw. der Abgabestation 4 erfolgt über vorzugsweise eine gesicherte Internetverbindung 16.
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Die Abgabeeinrichtung 2 weist die eigentliche Ladesäule, sowie eine Steuereinrichtung 18 auf, die im Ausführungsbeispiel der 1 eine Grundsteuereinheit 18A sowie eine Kommunikationssteuereinheit 18B aufweist.
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Das System und Verfahren zur gesteuerten Abgabe von Verbrauchseinheiten an den Nutzer ist im Wesentlichen durch folgende Schritte gekennzeichnet:
- A) Der Kunde sendet im Schritt A eine SMS-Nachricht, die eine Kennung der Ladesäule enthält, die er betätigen möchte, sowie eine Angabe eines Sollbetrags, für den Verbrauchseinheiten abgegeben werden sollen. Die Säulenkennung kann hier beispielsweise eine manuell einzugebende Ziffernfolge sein oder beispielsweise auch bei entsprechend ausgestatteten Mobilfunk-Geräten mit Hilfe eines Bar-Codes eingelesen werden. Als Sollbetrag kann entweder ein fester Betrag eingegeben werden oder ein unbegrenzter Betrag, wenn der Speicher vollkommen aufgeladen werden soll.
Um eine eindeutig Identifizierung der jeweiligen Ladesäule zu gewährleisten und Übermittlungs- und Eingabefehler zu vermeiden, ist die Kennung der Ladesäule geeignet aufgebaut. Insbesondere besteht die Gesamtkennung aus einer ID-Nummer für die Abgabestation 4 sowie einer ID-Nummer für die jeweilige Ladesäule 2. Zweckmäßig wird die Kennung ergänzt um eine Prüfziffer, vorzugsweise in Form eines Buchstabens der jeweiligen Ladesäule. Die Prüfziffer wird dabei beispielsweise berechnet, indem aus der ursprünglichen Säulenkennung mit Hilfe eines definierten Algorithmus, beispielsweise eines so genannten Hashing-Algorithmus eine Zahl zwischen 1 und 26 verwendet wird. Die berechnete Zahl drückt dann die Position des die Prüfziffer darstellenden Buchstaben im Alphabet aus. Zur Überprüfung, ob evtl. ein Eintippfehler vorliegt, wird beim Empfang einer SMS vom D-Server 8 (also von der dort laufenden Anwendung) zunächst die Prüfziffer von der eigentlichen Kennung (Säulenkennung) getrennt und mit dem identischen Algorithmus die Prüfziffer erneut erstellt. Stimmt diese mit der mit der SMS übermittelten Prüfziffer überein, so kann von einer korrekten Eingabe ausgegangen werden.
- B) Die SMS wird vom SMS-Controller 12A weiterverarbeitet. Sie wird mit dem übermittelten Inhalt sowie mit einer Absendernummer, die diese SMS eindeutig identifiziert, an den D-Server 8 de Dienstanbieters übermittelt. Über eine entsprechende Dienstanbieter-Software wird diese SMS weiter verarbeitet und ausgewertet. Anhand der Kennung (ID der Abgabeeinrichtung) ist eine Identifikation der Abgabeeinrichtung möglich.
- C) Der D-Server baut eine Verbindung zu der Abgabestation 4 auf. Dabei kommuniziert der D-Server 8 mit der Kommunikationssteuereinheit 18B. Die Kommunikationssteuereinheit 18B ist insoweit eine dem Dienstanbieter zuzuordnende Komponente, die vor Ort an der Abgabestation 4 installiert ist. Insoweit ist die Kommunikationssteuereinheit 18B als ein Dienstanbieter-Client ausgebildet, der vom D-Server 8 angesteuert wird. Die programmtechnische Ausgestaltung ist daher auf die Dienstanbieteranwendung zur Abwicklung dieses Vorgangs abgestimmt. Im Schritt C fragt nun der D-Server mit Hilfe der Kommunikationssteuereinheit 18B an, ob die gewünschte Abgabeeinrichtung 2 betriebsbereit ist.
- D) Hierzu überprüft die Kommunikationssteuereinheit 18B ein entsprechendes von der Grundsteuereinheit 18A bereitgestelltes Signal und übermittelt im Schritt D die entsprechende Rückantwort an den D-Server 8.
- E) Sofern die Abgabeeinrichtung 2 betriebsbereit ist, bucht im Schritt E der D-Server 8 in der Abrechnungseinheit 12B den Sollbetrag, d. h. der Sollbetrag wird zu Lasten des Nutzers beim Mobilfunkanbieter reserviert.
- F) Auf diese Freigabe-Anfrage erfolgt die Rückantwort der Abrechnungseinheit 12B.
- G) Bei positiver Antwort gibt der D-Server 8 nunmehr im Schritt G ein Startsignal, teilt also mit, dass der Ladevorgang freigegeben ist. Daraufhin startet entweder die Kommunikationssteuereinheit 18B direkt den Ladevorgang, indem beispielsweise an ein entsprechendes Schaltrelais der Ladesäule ein Schaltsignal von der Kommunikationssteuereinheit 18B abgegeben wird. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Kommunikationssteuereinheit 18B ein entsprechendes Signal an die Grundsteuereinheit 18A übermittelt, die dann das Schaltsignal erzeugt.
- H) Sobald der Ladevorgang beendet ist, der über die Grundsteuereinheit 18A gesteuert wird, die beispielsweise erkennt, wenn der Speicher voll ist, übermittelt die Grundsteuereinheit 18A eine entsprechende Information an die Kommunikationssteuereinheit 18B.
- I) Diese übermittelt die Information über die Beendigung des Ladevorgangs sowie die Anzahl der verbrauchten Verbrauchseinheiten bzw. eines korrespondierenden Zahlbetrags.
- I) Im darauf folgenden Schritt I bestätigt der D-Server 8 bei der Abrechnungseinheit 12B die im Schritt E getätigte Reservierung und/oder übermittelt den tatsächlich verbrauchten Zahlbetrag.
- K) Parallel hierzu übermittelt der D-Server 8 eine SMS-Information, die den tatsächlich verbrauchten Zahlbetrag und die Anzahl der Verbrauchseinheiten (geladene Energiemenge) enthält. Hierzu enthält auch der D-Server 8 einen SMS-Controller. Diese SMS wird im Schritt K an den SMS-Controller 12A übermittelt. Die SMS enthält vorzugsweise zusätzlich auch noch eine Transaktionsnummer (PIN-Nummer).
- L) Im Schritt L wird diese SMS an den Kunden, also an das Mobilfunkgerät 14 weitergeleitet.
- M) Im Schritt M bestätigt schließlich der SMS-Controller 12A per Auslieferungsbericht an den D-Server 8, dass der Kunde die generierte SMS erhalten hat.
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Anhand der in den Schritten E und I übermittelten Informationen wird von der Abrechnungseinheit 12B über das normale Abrechnungssystem des Mobilfunkanbieters 10 abgerechnet.
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Vorteilhafterweise ist eine Rechnungserstellung für den Kunden vorgesehen, die insbesondere Browser- und Internet-basierend ist. Nach einer ersten Variante greift der Kunde auf eine spezielle Internetseite (Portal) zu, über die eine Rechnungserstellung ermöglicht ist. Durch Eingabe beispielsweise des Datums und einer persönlichen Kennung, insbesondere die Kennnummer (Telefonnummer) seines Mobilfunkgeräts, sowie der im Schritt K erhaltenen Transaktionsnummer wird dann eine Rechnung erstellt, die der Nutzer lokal speichern und/oder drucken kann.
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Alternativ hierzu kann sich der Kunde auf dem Portal registrieren, bekommt ein Passwort zugeteilt, das ihm beispielsweise per SMS übermittelt wird und mit dem er sich auf dem Portal anmelden kann. Nach Anmeldung erhält er eine Übersicht über seine gesamten Transaktionen, kann sich seine Rechnungen anzeigen lassen und diese drucken/speichern.
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2 zeigt einen detaillierten Ablaufplan, der die eben beschriebenen Schritte A bis M zumindest größtenteils enthält. Der Ablauf beginnt mit Schritt A, dem Absenden einer SMS durch den Kunden. Im Schritt B wird die vom SMS-Controller 12A aufbereitete SMS an den D-Server 8 übermittelt bzw. von diesem abgeholt. Im Schritt B1 wird überprüft, ob das Abholen der SMS erfolgreich war. Für den Fall einer verspäteten Ankunft beim D-Server 8 wird im Schritt B2 überprüft, ob die Ankunft innerhalb eines definierten Zeitintervalls, beispielsweise kleiner 1 Minute, erfolgte. Falls der Zeitversatz (zwischen Absenden und Ankunft beim D-Server) über dem definierten Zeitintervalls liegt, wird im Schritt B3 eine SMS an den Kunden erzeugt, dass er die Anforderung noch einmal wiederholen soll.
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War das Abholen nach der Prüfung in Schritt B1, B2 erfolgreich, erfolgt im Schritt C die Prüfung der Funktionsfähigkeit der Säule. Im Schritt C1 wird hierbei überprüft, ob die Säule anderweitig belegt ist, falls ja, wird im Schritt C2 eine entsprechende SMS an den Kunden übermittelt, dass die Ladesäule blockiert ist. Ist sie nicht blockiert, wird im Schritt C3 überprüft, ob sie fehlerfrei ist. Falls dies nicht der Fall ist, ergeht eine entsprechende Mitteilung im Schritt C4 (per SMS) an den Kunden. Ist die Ladesäule fehlerfrei, so wird im Schritt C5 überprüft, ob die Ladesäule mit dem Speicher (Kraftfahrzeug) verbunden ist. Falls nein, ergeht im Schritt C6 eine entsprechende Aufforderung an den Kunden (per SMS). Im Schritt C7 wird daraufhin erneut überprüft, ob die Säule am Kraftfahrzeug angeschlossen ist. Diese Prüfung wird iterativ für einen gewissen Zeitraum über Schritt C8 beispielsweise für wenige Minuten wiederholt. Falls ein eingestelltes Zeitlimit überschritten wird, ergeht im Schritt C9 eine entsprechende Mitteilung per SMS an den Kunden, dass der Ladevorgang wegen eines fehlenden Anschlusses nicht möglich ist.
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Ist die Prüfung im Schritt C5 oder C7 erfolgreich, so wird im hier nicht näher dargestellten Schritt D von der Kommunikationssteuereinheit 18B eine entsprechende Information an den D-Server 8 übermittelt. Im Schritt E erfolgt schließlich die Freigabe-Anfrage. Im Schritt E1 wird überprüft, ob die Abrechnungseinheit 12B erreichbar ist. Im Fehlerfall erfolgt im Schritt E2 eine Mitteilung an den Kunden, dass der Ladevorgang nicht gestartet werden kann. Ist die Abrechnungseinheit 12B erreichbar, wird im Schritt E3 überprüft, ob der gewünschte Betrag reservierbar ist. Falls dies nicht der Fall ist, ergeht im Schritt E4 eine entsprechende Mitteilung an den Kunden, dass der Dienst/Service gegenwärtig nicht zur Verfügung steht. Ist der Betrag reservierbar, so erfolgt im Schritt F (hier nicht dargestellt) die Bestätigung der Reservierung und schließlich gibt im Schritt G der D-Server 8 den Ladevorgang frei. Im Schritt G1 wird überprüft, ob die Ladesäule erreichbar ist. Falls dies nicht der Fall ist, erfolgen Wiederholungsversuche im Schritt G2 und es wird in Rekursionsschritten G3 und G4 für eine gewisse Zeitspanne überprüft, ob die Säule erreicht wird, ob sie also ansteuerbar ist. Falls die voreingestellte Zeitdauer für diese wiederkehrende Prüfung überschritten wird, so ergeht im Schritt G5 eine entsprechende Mitteilung an den Kunden, dass die Säule nicht zur Verfügung steht.
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Konnte die Säule im Schritt G1 oder G3 erreicht werden, so startet im Schritt X die eigentliche Betankung. Im Schritt X1 wird überprüft, ob der Ladevorgang fehlerfrei war. Trifft dies zu, wird im Schritt X2 weiter überprüft, ob der komplette gewünschte Betrag umgesetzt wurde, falls auch dies zutreffend ist, wird im Schritt I bei der Abrechnungseinheit 12B die Reservierung bestätigt. Wird im Schritt X1 ermittelt, dass der Ladevorgang nicht fehlerfrei war, so wird im Schritt I1 lediglich der wirklich umgesetzte Betrag bei der Abrechnungseinheit 12B bestätigt und im Schritt I3 erfolgt eine entsprechende Mitteilung an den Kunden. Wird im Prüfungsschritt X2 erkannt, dass nur ein Teilbetrag umgesetzt wurde, weil beispielsweise der Speicher bereits voll war, so wird ebenfalls in einem Schritt I2 nur der tatsächlich umgesetzte Betrag bestätigt und es ergeht ebenfalls eine entsprechende Mitteilung im Schritt I3 an den Kunden.
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Nach der Bestätigung im Schritt I wird im Schritt K eine Bestätigungs-SMS an den Kunden gesendet mit einer Fortsetzungsanfrage, ob er gegebenenfalls für einen weiteren Betrag den Betankungsvorgang fortsetzen möchte. Im Schritt K1 wird dabei überprüft, ob der SMS-Controller 12A erreichbar ist. Ist er erreichbar, so wird im Schritt K2 eine entsprechende Bestätigungs-SMS an den Kunden gesendet, die neben dem tatsächlich gebuchten Betrag die geladene Energiemenge und insbesondere eine Transaktionsnummer enthält. Ist der SMS-Controller 12A nicht erreichbar, so werden in den Schritten K3 Wiederholungsversuche für die Verbindung mit dem SMS-Controller 12A vorgenommen und im Schritt K4 wird überprüft, ob diese Versuche erfolgreich waren. Dies wird rekursiv in den Schritten K5 und K4 für eine vorgegebene Zeitdauer vorgenommen bzw. regelmäßig in gewissen Zeitabständen, bis der SMS-Controller 12B wieder erreichbar ist. Dann wird identisch zu dem Schritt K2 die entsprechende SMS an den Kunden abgesandt.
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Durch den hier beschriebenen beispielhaften Ablauf ist eine hohe Zuverlässigkeit gewährleistet, so dass sichergestellt ist, dass tatsächlich nur die verbrauchten Einheiten berechnet werden und zudem der Kunde möglichst optimal informiert ist.
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In 3 ist ergänzend noch in einer grob vereinfachten Darstellung ein rudimentärer Schaltplan für die Steuereinrichtung 18 mit ihrer Grundsteuereinheit 18A und der Kommunikationssteuereinheit 18B dargestellt. Die Grundsteuereinheit 18A wird auch als Energie-Controller bezeichnet. Über diese wird die Abgabeeinrichtung 2 angesprochen, d. h. über die Grundsteuereinheit 18A ist grundsätzlich ein Betrieb der Abgabeeinrichtung 2, also ein Betankungsvorgang in „manueller” Weise ermöglicht, also eine Betankung ohne Nutzung des SMS-Dienstes des Dienstanbieters. Entsprechend gehört die Grundsteuereinheit 18A auch zu der für die Abgabeeinrichtung 2 erforderlichen Ausstattung, um deren Normalbetrieb aufrecht zu erhalten. Im Ausführungsbeispiel werden sowohl über die Grundsteuereinheit 18A als auch über die Kommunikationssteuereinheit 18B insgesamt vier Säulen angesteuert. Im Ausführungsbeispiel weisen beide Steuereinheiten 18A, 18B für jede Säule ein Schaltrelais 20 auf.
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Die Grundsteuereinheit 18A ist zum Datenaustausch mit der Kommunikationssteuereinheit 18B verbunden. Über entsprechende Ausgänge der Grundsteuereinheit 18A übermittelt diese Informationen über den Zustand der einzelnen Säulen, beispielsweise dass sie belegt ist (Kraftfahrzeug mit Säule verbunden), dass sie eine technische Störung aufweist oder dass sie frei ist. Über Eingänge erhält die Grundsteuereinheit 18A vorzugsweise Steuersignale von der Kommunikationssteuereinheit 18B, die auch als SMS-Controller bezeichnet wird.
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Die Kommunikationssteuereinheit 18B weist eine Vielzahl von insbesondere digitalen Eingängen 22 sowie eine Vielzahl von digitalen Ausgängen 24 auf. Die Eingänge 22 sind hierbei mit entsprechenden Ausgängen der Grundsteuereinheit 18A verbunden. Wie aus dem Schaltbild gemäß 3 zu entnehmen ist, stehen an der Kommunikationssteuereinheit 18B für jede Säule ein Eingang bereit, um zu prüfen, ob diese belegt ist. Ein weiterer Eingang pro Säule, um zu überprüfen, ob diese gestört ist, ein Eingang „LIFEBIT_ENERGIEC” zur Kontrolle, ob der Energie-Controller (Grundsteuereinheit 18A) angeschlossen ist, ein Eingang STÖRUNG_ENERGIEC, ob dieser eine Störung aufweist, mehrere Reserveeingänge sowie für jede Säule einen Impulseingang, über den die Energie-Impulse der jeweiligen Säule (Zählimpulse) eingehen, damit sie weiterverarbeitet werden können. Weiterhin stellt die Kommunikationssteuereinheit auf der in 3 dargestellten rechten Seite Anschlüsse für einen Datenbus (Bus_Data: Datenleitung; Bus_CLK: Taktleitung; Bus_GND: Masse) für eine serielle Datenübertragung zur Verfügung. Weiterhin stehen Anschlüsse zur Stromversorgung (GND, +24 V) bereit.
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Auf der in 3 dargestellten linken Seite werden ausschließlich die Ausgänge 24 zur Verfügung gestellt, wobei einem jeweiligen Relais 20 jeweils ein Paar Relaisausgänge zur Freigabe einer jeweiligen Säule zugeordnet sind. Zwei weitere Paare (EXT 1, EXT2) sind als Reserve vorgesehen. Schließlich sind zwei Ausgangspaare Lift bit_SMS_Contr sowie Störung_SMS_Contr vorgesehen, die mit der Grundsteuereinheit 18A verbunden sind und dieser mitteilen, ob eine Kommunikationssteuereinheit 18B angeschlossen ist und/oder ob diese eine Störung aufweist.
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Über den seriellen Datenbus kommuniziert die Kommunikationssteuereinheit 18B mit dem Daten-Server 8, vorzugsweise über eine Internet-Verbindung.
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Sowohl die Eingänge 22 als auch die Ausgänge 24 stehen jeweils mit zugeordneten Ein- und Ausgängen der Grundsteuereinheit 18A in Verbindung. Die Kommunikationssteuereinheit 18B ist eine eigenständige Baueinheit, die vorzugsweise nach Art eines Adapters in einem separaten Gehäuse ausgebildet ist oder gegebenenfalls auch nach Art einer Einsteckkarte vorgesehen ist. Sie bedient sich daher der Funktionalität der Grundsteuereinheit 18A, über die letztendlich die eigentliche Ansteuerung der Ladesäule erfolgt.
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Die Schnittstellen (Ausgänge/Eingänge 22, 24) der Kommunikationssteuereinheit 18B bestehen im Ausführungsbeispiel zusammenfassend aus:
- • 8 potentialfreien Relais 20 (mit jeweils zwei Anschlüssen) für die Ausgänge 24. Diese sind beispielsweise als Print-Relais mit einer Belastbarkeit von jeweils 600 mA ausgelegt.
- • 16 Anschlüsse für die Eingänge 22. Als Signal, das vom Energie-Controller 18A durchgeschaltet werden soll, gibt es zwei weitere Ausgänge 24, welche parallel auf die Relais-Kontakte im Energie-Controller 18A zu legen sind. Ein geschlossenes Relais im Energie-Controller 18A soll also das Signal (DI_SIG1 oder DI_SIG2 im Schaltplan) auf den entsprechenden Eingang 22 durchschalten. Innerhalb des SMS-Controllers 18B werden die Eingänge 22 digital verarbeitet, die entsprechenden (Pull-Up-)Widerstände sind intern in die Schaltung integriert, so dass bei einem offenen Relais ein definierter Wert anliegt.
- • Die Kommunikation mit Hilfe eines GSM-Terminal erfolgt über den seriellen Bus, welcher über drei weitere Kontakte verbunden wird.
- • Die Spannungsversorgung im SMS-Controller 18A ist mit Verpolschutz, interner Sicherung und Überspannungsdiode abgesichert und wird über einen geregelten DC:DC-Konverter auf die intern benötigten beispielsweise 5 V reduziert.
- • SMD-Leuchtdioden zeigen den Zustand aller Ein- und Ausgänge 22, 24 an, was eine evtl. Fehlersuche vereinfachen soll.
- • Das GSM-Terminal ist über eine Fernsteuerung programmierbar, es können also jederzeit Änderungen an der Steuerung vorgenommen werden ohne vor Ort sein zu müssen.
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Aus 4 ist eine Darstellung eines Systems mit mehreren Mobilfunkanbietern 10 zu entnehmen, die mit einem gemeinsamen zentralen Dienstanbieter-Rechenzentrum 6 über das Internet verbunden sind. Im Dienstanbieter-Rechenzentrum 6 ist der D-Server 8 enthalten, auf dem die Anwendung (Programm) für dieses System installiert ist, sowie die Datenbank, in der alle relevanten Informationen enthalten sind. In der 4 ist beispielhaft lediglich eine Abgabestation 4 dargestellt. Es versteht sich von selbst, dass das Dienstanbieter-Rechenzentrum 6 mit einer Vielzahl von derartigen Abgabestationen 4 verbunden ist. Die Verbindung erfolgt beispielsweise über eine verschlüsselte Funknetzverbindung. Die Kommunikation zwischen dem Dienstanbieter-Rechenzentrum 6 und der Abgabestation 4 erfolgt über die Kommunikationssteuereinheit 18B (dem zum D-Server 8 zugehörigen jeweiligen Client bei der jeweiligen Abgabestation 4, auch als SMS-Controller bezeichnet). Die Kommunikationssteuereinheit 18B steht insbesondere über eine direkte Kabelverbindung mit der Grundsteuereinheit 18A des Stromtankstellenbetreibers (Energie-Controller) in Verbindung. Im Ausführungsbeispiel der 4 ist dies ein zentraler Controller, der wiederum vorzugsweise über direkte Kabelverbindungen mit mehreren Ladesäulen 2 in Verbindung steht, um diese anzusteuern.
