DE102014206381A1 - Ladesystem für Elektro-Fahrzeuge - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Laden der elektrischen Speicher einer Vielzahl von Fahrzeugen mit Elektroantrieb. Es wird eine Steuereinheit (101) zur Koordinierung von Ladevorgängen einer Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) durch eine entsprechende Vielzahl von Ladestationen (400) beschrieben. Die Steuereinheit (101) ist eingerichtet, Ladeinformationen (224-1, ..., 224-N) bzgl. der Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) zu ermitteln. Die Ladeinformationen (224-n) bzgl. eines ersten Fahrzeugs (102-n) der Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) können Informationen über einen Lade-Istzustand (511), einen Lade-Sollzustand (513) und über einen Ladeendzeitpunkt (503) des ersten Fahrzeugs (102-n) umfassen. Die Steuereinheit (101) ist weiter eingerichtet, Netzinformationen (126) von einem elektrischen Versorgungsnetz (401) zu ermitteln. Die Netzinformationen (126) umfassen Informationen bzgl. einer Sollleistung (121), die durch die Ladevorgänge der Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) vom elektrischen Versorgungsnetz (401) abzunehmen ist. Die Steuereinheit (101) ist weiter eingerichtet, auf Basis der Ladeinformationen (224-1, ..., 224-N) und auf Basis der Netzinformationen (126), eine Vielzahl von Ladefahrplänen (124- 1, ..., 124-N) für die entsprechende Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) zu bestimmen. Ein erster Ladefahrplan (124-n) für das erste Fahrzeug (102-n) umfasst Informationen, die es der entsprechenden ersten Ladestation (400) aus der Vielzahl von Ladestationen (400) ermöglichen, den Ladevorgang des ersten Fahrzeugs (102-n) autark durchzuführen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Laden der elektrischen Speicher einer Vielzahl von Fahrzeugen mit Elektroantrieb.
  • Mit steigender Anzahl von Fahrzeugen mit Elektroantrieben und/oder von Elektro-Fahrzeugen (auch als EV, d.h. Electrical Vehicle, bezeichnet) können unerwünschte Lastspitzen auftreten, welche zu Überlastungen in einem elektrischen Versorgungsnetz (bzw. Stromnetz) führen können bzw. welche die Regelung der elektrischen Versorgungsnetze erschweren. Desweiteren verursacht der wachsende Anteil von volatilen Einspeisern in elektrische Versorgungsnetze zunehmend kritische Zustände (Angebotsspitzen bzw. Einbrüche) in den Versorgungsnetzen, durch die Investitionen in Netzausbau und Speicherausbau erforderlich werden und durch die ein zunehmender Regelleistungsbedarf entsteht.
  • Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, die durch EVs verursachte Belastung eines elektrischen Versorgungsnetzes zu reduzieren, und dadurch die Kosten für das elektrische Versorgungsnetz zu reduzieren. Desweiteren befasst sich das vorliegende Dokument mit der technischen Aufgabe, die durch EVs erzeugte Last zu nutzen, um nach Möglichkeit einen Beitrag zur Netzstabilisierung zu leisten. Dabei sollte weiterhin ein zuverlässiges Laden der EVs gewährleistet werden.
  • Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Gemäß einem Aspekt wird eine Steuereinheit zur Koordinierung von Ladevorgängen einer Vielzahl von Fahrzeugen durch eine entsprechende Vielzahl von Ladestationen beschrieben. Die Steuerung der einzelnen Ladevorgänge zwischen einem Fahrzeug und einer entsprechenden Ladestation kann durch das Fahrzeug und/oder durch die entsprechende Ladestation erfolgen (ggf. ohne Eingriff durch die Steuereinheit zur Koordinierung von Ladevorgängen).
  • Die Steuereinheit kann mit der Vielzahl von Ladestationen über ein Kommunikationsnetz kommunizieren. Die Steuereinheit kann z.B. auf einem Server implementiert sein. Die Fahrzeuge können Elektrofahrzeuge (EVs) umfassen. Insbesondere können die Fahrzeuge jeweils einen elektrischen Energiespeicher (z.B. eine Batterie) umfassen, aus der die Fahrzeuge elektrische Energie für den Antrieb beziehen können. Die Fahrzeuge können Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder Motorräder umfassen.
  • Die Steuereinheit ist eingerichtet, Ladeinformationen bzgl. der Vielzahl von Fahrzeugen zu ermitteln. Die Ladeinformationen bzgl. eines beliebigen ersten Fahrzeugs der Vielzahl von Fahrzeugen (sowie ggf. in entsprechender Weise die Ladeinformationen bzgl. der anderen der Vielzahl von Fahrzeugen) können Informationen über einen Lade-Istzustand, einen Lade-Sollzustand und über einen Ladeendzeitpunkt des ersten Fahrzeugs umfassen.
  • Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, Netzinformationen von einem elektrischen Versorgungsnetz zu ermitteln. Die Netzinformationen können Informationen bzgl. einer Sollleistung umfassen, die durch die Ladevorgänge der Vielzahl von Fahrzeugen vom elektrischen Versorgungsnetz abzunehmen und/oder zu erbringen ist. Dabei kann es sich um eine momentane Sollleistung handeln und/oder um einen zeitlichen Verlauf der abzunehmenden Sollleistung. Die Sollleistung kann positiv oder negativ sein.
  • Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, auf Basis der Ladeinformationen und auf Basis der Netzinformationen, eine Vielzahl von Ladefahrplänen für die entsprechende Vielzahl von Fahrzeugen zu bestimmen. Ein erster Ladefahrplan für das erste Fahrzeug (sowie ggf. die Ladefahrpläne für die anderen der Vielzahl von Fahrzeugen) können Informationen umfassen, die es der entsprechenden ersten Ladestation aus der Vielzahl von Ladestationen ermöglichen, den Ladevorgang des ersten Fahrzeugs autark (d.h. insbesondere ohne weitere Eingriffe durch die Steuereinheit) durchzuführen.
  • Die Steuereinheit ermöglicht somit die Ermittlung von Ladefahrplänen, die eine sichere Durchführung der Ladevorgänge der Vielzahl von Fahrzeugen ermöglichen (auch bei Unterbrechung einer Kommunikationsverbindung zwischen den Ladestationen und der Steuereinheit). Gleichzeitig wird es durch die zentrale Ermittlung der Ladefahrpläne ermöglicht, die Belastung des Versorgungsnetzes durch die Ladevorgänge zu reduzieren.
  • Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Vielzahl von Ladefahrplänen derart zu bestimmen, dass es der erste Ladefahrplan der ersten Ladestation (sowie ggf. die anderen Ladefahrpläne den anderen Ladestationen in entsprechender Weise) ermöglicht, den Lade-Sollzustand des ersten Fahrzeugs spätestens zum Ladeendzeitpunkt des ersten Fahrzeugs zu erreichen. Dazu kann der erste Ladefahrplan insbesondere einen Zeitpunkt anzeigen, zu dem spätestens mit dem Ladevorgang begonnen werden soll. Somit kann gewährleistet werden, dass die durch die Ladeinformationen angezeigten Randbedingungen der Ladevorgänge zuverlässig erfüllt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die Vielzahl von Ladefahrplänen derart zu bestimmen, dass eine Durchführung der Ladevorgänge gemäß der Vielzahl von Ladefahrplänen zur Abnahme der Sollleistung vom elektrischen Versorgungsnetz führt. So kann gewährleistet werden, dass die Belastung des Versorgungsnetzes durch die Ladevorgänge insgesamt reduziert wird.
  • Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, in Reaktion auf eine Änderung der Netzinformationen, zumindest eine der Vielzahl von Ladefahrplänen anzupassen. Beispielweise können die Netzinformationen eine Erhöhung oder Absenkung der Sollleistung (z.B. ein Abrufen von negativer oder positiver Regelleistung) anzeigen. Daraufhin kann die Steuereinheit ein oder mehrere der Ladefahrpläne überarbeiten, um die erhöhte oder abgesenkte Sollleistung durch die Ladevorgänge der Vielzahl von Fahrzeugen zu erbringen. Somit kann die Vielzahl von Fahrzeugen in flexibler Weise dazu verwendet werden, den Zustand des Versorgungsnetzes zu stabilisieren.
  • Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, den ersten Ladefahrplan an die erste Ladestation zu übermitteln. Diese Übermittlung kann insbesondere mittels eines Kommunikationsnetzes erfolgen. Wie bereits oben dargelegt, kann der erste Ladefahrplan alle erforderlichen Informationen umfassen, die es der ersten Ladestation ermöglichen, ohne weitere Steuerung durch die Steuereinheit, den Ladevorgang des ersten Fahrzeugs durchzuführen. Somit wird auch bei Verwendung eines Kommunikationsnetzes, ein zuverlässiges Laden der Fahrzeuge gewährleistet.
  • Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, eine Vielzahl von tatsächlich aufgenommenen Ladeleistungen der Vielzahl von Fahrzeugen zu ermitteln. Die tatsächlich aufgenommenen Ladeleistungen können beispielsweise als Ladeinformationen von der Vielzahl von Ladestationen an die Steuereinheit übermittelt werden. Desweitere kann die Steuereinheit eingerichtet sein, in Abhängigkeit von der Vielzahl von tatsächlich aufgenommenen Ladeleistungen, zumindest eine der Vielzahl von Ladefahrplänen anzupassen. Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet sein, auf Basis der Vielzahl von tatsächlich aufgenommenen Ladeleistungen, zumindest eine der Vielzahl von Ladefahrplänen derart anzupassen, dass eine Summe der Vielzahl von tatsächlich aufgenommenen Ladeleistungen der Sollleistung entspricht. Somit kann die Steuereinheit über einen Feedback-Mechanismus sicher stellen, dass die vorgegebene Sollleistung auch tatsächlich von den Ladestationen abgenommen wird. Insbesondere kann anhand des Feedback-Mechanismus eine Regelung der tatsächlich aufgenommenen Ladeleistungen vorgenommen werden. So wird gewährleistet, dass die Belastung des Versorgungsnetzes durch die Ladevorgänge reduziert wird.
  • Die Ladeinformationen bzgl. des ersten Fahrzeugs kann weiter umfassen, Informationen bzgl. einer lokalen Energieerzeugungseinheit (z.B. bzgl. einer Photovoltaik-Anlage) aus der die erste Ladestation elektrische Energie für den Ladevorgang des ersten Fahrzeugs beziehen kann. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Informationen bzgl. der lokalen Energieerzeugungseinheit bei der Bestimmung der Vielzahl von Ladefahrplänen zu berücksichtigen. Insbesondere kann in dem ersten Ladefahrplan angezeigt werden, welcher Anteil der elektrischen Energie zum Laden des ersten Fahrzeugs aus der lokalen Energieerzeugungseinheit bezogen werden soll und welcher Anteil der elektrischen Energie zum Laden des ersten Fahrzeugs aus dem Versorgungsnetz bezogen werden soll. Dabei können ggf. auch weitere lokale Verbraucher und/oder weitere lokale Energiespeicher berücksichtigt werden. So kann sichergestellt werden, dass die Kosten für den Ladevorgang für die jeweiligen Fahrzeuge reduziert werden können. Desweiteren kann durch die Berücksichtigung von lokalen Energieerzeugungseinheiten bei der Ermittlung der Ladefahrpläne, die Zuverlässigkeit der Ladefahrpläne in Bezug auf die abzunehmende Sollleistung aus dem Versorgungsnetz erhöht werden.
  • Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, historische Daten bzgl. der durch die Ladevorgänge der Vielzahl von Fahrzeugen vom elektrischen Versorgungsnetz (401) abgenommenen Leistung zu ermitteln (z.B. mittels einer Datenbank). Desweiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, aus den historischen Daten eine Basis-Leistung für die Vielzahl von Fahrzeugen zu bestimmen. Außerdem kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die Vielzahl von Ladefahrplänen unter Berücksichtigung der Basis-Leistung zu bestimmen. Bei der Basisleistung kann es sich z.B. um eine mittlere Leistung handeln, die zum Laden der Fahrzeuge benötigt wird. Die Sollleistung kann in Abhängigkeit von der Basis-Leistung bestimmt werden. Durch die Berücksichtigung von historischen Daten kann die Zuverlässigkeit der Abnahme der Sollleistung erhöht werden, und damit die Belastungen für das Versorgungsnetz reduziert werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Ladestation beschrieben, die eingerichtet ist, einen Ladevorgang eines Fahrzeugs durchzuführen. Die Ladestation ist eingerichtet, Ladeinformationen bzgl. des Fahrzeugs an eine zentrale Steuereinheit zur Koordinierung von Ladevorgängen einer Vielzahl von Fahrzeugen zu übermitteln. Bei der zentralen Steuereinheit kann es sich um die in diesem Dokument beschrieben Steuereinheit handeln. Die Ladeinformationen können Informationen über einen Lade-Istzustand, einen Lade-Sollzustand und über einen Ladeendzeitpunkt des Fahrzeugs umfassen. Die Ladestation ist weiter eingerichtet, einen Ladefahrplan von der zentralen Steuereinheit zu empfangen. Dabei kann der Ladefahrplan Informationen umfassen, die es der Ladestation ermöglichen, den Ladevorgang des Fahrzeugs autark durchzuführen. Somit ist die Ladestation eingerichtet, in zuverlässiger Weise das Fahrzeug zu laden, und dabei das elektrische Versorgungsnetz möglichst wenig zu belasten.
  • In analoger Weise wird gemäß einem weiteren Aspekt ein Fahrzeug beschrieben, das eingerichtet ist, einen Ladevorgang des Fahrzeugs (z.B. über eine Ladestation) durchzuführen. Das Fahrzeug ist eingerichtet, Ladeinformationen bzgl. des Fahrzeugs an eine zentrale Steuereinheit zur Koordinierung von Ladevorgängen einer Vielzahl von Fahrzeugen zu übermitteln. Bei der zentralen Steuereinheit kann es sich um die in diesem Dokument beschrieben Steuereinheit handeln. Die Ladeinformationen können Informationen über einen Lade-Istzustand, einen Lade-Sollzustand und über einen Ladeendzeitpunkt des Fahrzeugs umfassen. Das Fahrzeug ist weiter eingerichtet, einen Ladefahrplan von der zentralen Steuereinheit zu empfangen. Dabei kann der Ladefahrplan Informationen umfassen, die es dem Fahrzeug ermöglichen, den Ladevorgang des Fahrzeugs autark durchzuführen. Somit ist das Fahrzeug eingerichtet, in zuverlässiger Weise eine Batterie des Fahrzeugs zu laden, und dabei das elektrische Versorgungsnetz möglichst wenig zu belasten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Koordinierung von Ladevorgängen einer Vielzahl von Fahrzeugen durch eine entsprechende Vielzahl von Ladestationen beschrieben. Das Verfahren umfasst das Ermitteln von Ladeinformationen bzgl. der Vielzahl von Fahrzeugen. Die Ladeinformationen bzgl. eines ersten Fahrzeugs der Vielzahl von Fahrzeugen können z.B. Informationen über einen Lade-Istzustand, einen Lade-Sollzustand und über einen Ladeendzeitpunkt des ersten Fahrzeugs umfassen. Das Verfahren umfasst weiter das Ermitteln von Netzinformationen von einem elektrischen Versorgungsnetz. Die Netzinformationen können Informationen bzgl. einer Sollleistung umfassen, die durch die Ladevorgänge der Vielzahl von Fahrzeugen vom elektrischen Versorgungsnetz abzunehmen ist. Das Verfahren umfasst weiter das Bestimmen, auf Basis der Ladeinformationen und auf Basis der Netzinformationen, einer Vielzahl von Ladefahrplänen für die entsprechende Vielzahl von Fahrzeugen. Ein erster Ladefahrplan für das erste Fahrzeug kann Informationen umfassen, die es der entsprechenden ersten Ladestation aus der Vielzahl von Ladestationen ermöglichen, den Ladevorgang des ersten Fahrzeugs autark durchzuführen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
  • Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
  • Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigt
  • 1 ein Blockdiagram eines beispielhaften Systems zur Regelung der Ladevorgänge einer Vielzahl von EVs;
  • 2 ein Blockdiagram von beispielhaften Informationen, die bei einer übergeordneten Steuerung bzw. Regelung der Ladevorgänge einer Vielzahl von EVs berücksichtigt werden können;
  • 3 ein Flussdiagram eines beispielhaften Verfahrens zur Koordinierung oder Regelung der Ladevorgänge einer Vielzahl von EVs;
  • 4 ein Blockdiagram einer beispielhaften Ladestation für ein EV; und
  • 5 eine beispielhafte Abfolge von Ladefahrplänen für den Ladevorgang eines EVs.
  • Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Reduzierung der, durch das Laden von Elektro-Fahrzeugen (EVs) verursachten, Belastung von elektrischen Versorgungsnetzen. Zu diesem Zweck wird in diesem Dokument eine übergeordnete Ladesteuerung bzw. eine übergeordnete Laderegelung für ein Pool von EVs beschrieben, durch die eine bedarfsgerechte Durchführung der Ladevorgänge der Vielzahl von EVs ermöglicht wird. Desweiteren können externe Steuerungsvorgaben (z.B. Regelleistungsabrufe, Netzrestriktionen, etc.) aus dem elektrischen Versorgungsnetz bei der Ladesteuerung bzw. Laderegelung der Vielzahl von EVs berücksichtigt werden.
  • Insbesondere können die einzelnen Ladevorgänge des einzelnen EVs derart aufeinander abgestimmt werden, dass die externen Steuerungsvorgaben des Versorgungsnetzes in Summe durch das Pool von EVs erfüllt werden können, und gleichzeitig die Ladevorgänge für die Vielzahl von EVs in verlässlicher Weise durchgeführt werden können.
  • 2 zeigt ein Blockdiagram von beispielhaften Informationen, die bei der übergeordneten Ladesteuerung für eine Vielzahl von EVs berücksichtigt werden können. Insbesondere zeigt 2 eine Steuereinheit 101, die eingerichtet ist, zentral die Ladevorgänge für eine Vielzahl von EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N zu steuern. Dabei ist N eine ganze Zahl größer 1. Die Vielzahl von EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N und/oder entsprechende Ladestationen der Vielzahl von EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N können der Steuereinheit 101 jeweils Ladeinformationen 224-1, 224-2, ..., 224-N zu Verfügung stellen. Die Ladeinformationen 224-n eines EVs 102-n, mit n = 1, ..., N, können ein oder mehrere der folgenden Informationen umfassen
    • • aktueller Ladezustand einer Batterie des EVs 102-n (auch als SOC, d.h. State of Charge, bezeichnet);
    • • Zeitintervall, in dem die Batterie des EVs 102-n aufgeladen werden soll (z.B. Zeitpunkt an dem die Batterie des EVs 102-n voll aufgeladen sein soll);
    • • Ziel-Ladezustand (Ziel-SOC) einer Batterie des EVs 102-n nach Abschluss des Ladevorgangs;
    • • Position des EVs 102-n im Versorgungsnetz; und/oder
    • • Begrenzungen bzgl. der Ladeleistung der Batterie des EVs 102-n und/oder der entsprechenden Ladeleistung (z.B. maximal mögliche Ladeleistung).
  • 4 zeigt ein Blockdiagram einer Ladestation 400 für ein Fahrzeug 102. Die Ladestation 400 umfasst typischerweise eine Benutzer-Schnittstelle 202 (z.B. ein Web-Interface oder eine Applikation auf einem elektronischen Geräte, etwa einem Smartphone), über die ein Benutzer Ladeinformationen 224 (z.B. einen gewünschten Zeitpunkt, an dem das Fahrzeug 102 voll aufgeladen sein soll) eingeben kann. Die Ladestation 400 kann mit dem elektrischen Versorgungsnetz 401 verbunden sein, um elektrische Energie zur Ladung eines elektrischen Speichers (z.B. der Batterie) des Fahrzeugs 102 direkt aus dem Versorgungsnetz 401 zu beziehen. Desweiteren kann die Ladestation 400 mit einer lokalen Energieerzeugungseinrichtung 402 (z.B. mit einer lokalen Photovoltaik-Anlage und/oder mit einer lokalen Windkraft-Anlage und/oder mit einer lokalen Brennstoffzelle) verbunden sein. Die von der lokalen Energieerzeugungseinrichtung 402 bereitstellte elektrische Energie kann alternativ und/oder ergänzend zu der vom Versorgungsnetz 401 bereitgestellten elektrischen Energie zum Laden des Fahrzeugs 102 verwendet werden.
  • Darüber hinaus kann die Ladestation 400 mit einem lokalen Energiespeicher 403 verbunden sein. Der lokale Energiespeicher 403 kann dazu verwendet werden, elektrische Energie zu speichern und bei Bedarf bereitzustellen. Außerdem kann die Ladestation 400 auf Informationen bzgl. weiterer lokaler Verbraucher (z.B. weiterer Verbraucher im Haushalt des Halters des Fahrzeugs 102) zugreifen.
  • Die Ladestation 400 kann eingerichtet sein, auf Basis von Informationen bzgl. der lokalen Energieerzeugungseinrichtung 402, der lokalen Energiespeicher 403 und/oder der lokalen Verbraucher 404, Informationen darüber zu ermitteln, welcher Anteil von elektrischer Energie zum Laden des Fahrzeugs 102 lokal bereitgestellt werden kann, und welcher Anteil der elektrischen Energie aus dem Versorgungsnetz 401 bezogen werden muss. Dazu können ggf. historische Informationen über die lokale Energieerzeugung und/oder über den lokalen Energieverbrauch in der Vergangenheit verwendet werden. Desweiteren können Prognosen darüber ermittelt werden, wie viel elektrische Energie lokal erzeugt werden kann und/oder wie viel elektrische Energie von den anderen lokalen Verbrauchern 404 benötigt werden wird. Die Information über den Energiebedarf zum Laden des Fahrzeugs 102, der aus dem Versorgungsnetz 401 bezogen werden muss, kann einer zentralen Steuereinheit 101 als Ladeinformation 224 für die Koordination der Vielzahl von Ladevorgängen zu Verfügung gestellt werden.
  • Desweiteren kann die Steuereinheit 101 Netzinformationen 226 von dem elektrischen Versorgungsnetz empfangen. Die Netzinformationen 226 können ein oder mehrere der folgenden Informationen umfassen
    • • benötigte Regelleistung des elektrischen Netzes;
    • • Vorgaben bzgl. der Generierung von positiver und/oder negativer Regelleistung durch die Vielzahl von EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N zu einem bestimmten Zeitpunkt;
    • • Informationen über Kosten von bereitgestellter elektrischer Energie; und/oder
    • • Netzrestriktionen.
  • Desweiteren kann die Steuereinheit 101 Prognoseinformationen 126 empfangen. Die Prognoseinformationen 126 können auf Basis von historischen Daten der Ladevorgänge der Vielzahl von EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N ermittelt werden. Die Prognoseinformationen 126 können eine Prognose des Leistungsverlaufs der Ladevorgänge der Vielzahl von EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N umfassen.
  • Die Steuereinheit 101 ist eingerichtet, auf Basis der Ladeinformationen 224-1, 224-2, ..., 224-N, auf Basis der Netzinformationen und/oder auf Basis der Prognoseinformationen 126 Ladeanweisungen und/oder Ladefahrpläne 124-1, 124-2, ..., 124-N (siehe 1) für die einzelnen EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N zu ermitteln. Die Ladeanweisung und/oder der Ladefahrplan 124-n für ein EV 102-n kann ein oder mehrere der folgenden Informationen umfassen
    • • aktuelle Ladeleistung mit der die Batterie des EVs 102-n geladen werden soll;
    • • zeitlicher Verlauf der Ladeleistung mit der die Batterie des EVs 102-n geladen werden soll;
    • • Zeitpunkt, an dem mit dem Ladevorgang begonnen werden soll; und/oder
    • • Ladeleistung mit dem das Fahrzeug 102-n geladen werden soll.
  • Es wird somit in diesem Dokument vorgeschlagen, die Ladevorgänge relativ großer EV-Populationen und/oder EV-Flotten zu poolen, um so die Belastungen eines elektrischen Versorgungsnetzes durch die einzelnen Ladevorgänge zu reduzieren. Zu diesem Zweck können die einzelnen Fahrzeuge 102-1, 102-2, ..., 102-N eingerichtet sein, über eine geeignete IKT (Information, Kommunikation, Telekommunikation)-Architektur, d.h. über eine geeignete Kommunikations-Infrastruktur mit einem zentralen Steuerungssystem 101, d.h. mit der Steuereinheit 101, zu interagieren. Insbesondere können die einzelnen Fahrzeuge 102-1, 102-2, ..., 102-N über ein Kommunikationsnetzwerk Ladeinformationen 224-1, 224-2, ..., 224-N an die Steuereinheit 101 senden und/oder Ladeanweisungen bzw. Ladefahrpläne 124-1, 124-2, ..., 124-N von der Steuereinheit 101 zu empfangen.
  • Die einzelnen Fahrzeuge 102-1, 102-2, ..., 102-N und/oder die entsprechenden Ladestationen 400 für die einzelnen Fahrzeuge 102-1, 102-2, ..., 102-N können jeweils eine Nutzerschnittstelle 202-1, 202-2, ..., 202-N (z.B. eine Software-Applikation auf einem persönlichen elektronischen Gerät und/oder eine Web-Schnittstelle) umfassen. Anhand der Nutzerschnittstellen 202-1, 202-2, ..., 202-N können z.B. die Ladeinformationen 224-1, 224-2, ..., 224-N editiert werden und/oder Informationen bzgl. der Ladeanweisungen 124-1, 124-2, ..., 124-N ausgegeben werden. Mit anderen Worten, über Nutzerschnittstellen 202-1, 202-2, ..., 202-N der Fahrzeuge und/oder der Ladestationen können Ladeinformationen editiert und/oder Informationen bzgl. der Ladeanweisungen ausgegeben werden.
  • Die Interaktion zwischen den einzelnen Fahrzeugen 102-1, 102-2, ..., 102-N und/oder den entsprechenden Ladestationen 400 für die einzelnen Fahrzeuge 102-1, 102-2, ..., 102-N mit der zentralen Steuereinheit 101 ermöglicht eine kontinuierliche Steuerung und/oder Regelung eines gesamthaften Leistungsverlaufes des Pools von Fahrzeugen 102-1, 102-2, ..., 102-N über einen definierbaren Zeitraum.
  • Wie oben dargelegt können bei der Steuerung des Leistungsverlaufs, d.h. bei der Generierung der Ladeanforderungen, externe Steuerungsvorgaben 126 (z.B. Regelleistungsabrufe, Netzrestriktionen, etc.) berücksichtigt werden. Desweiteren kann das gesteuerte Laden unabhängig von bestimmten Ladestellen erfolgen. Mit anderen Worten, die Vielzahl von Fahrzeugen 102-1, 102-2, ..., 102-N, die bei der zentralen Steuerung der Ladevorgänge berücksichtigt werden, kann an unterschiedlichen Stellen auf das elektrische Versorgungsnetz 401 zugreifen. Die Positionen der einzelnen Fahrzeuge 102-1, 102-2, ..., 102-N relativ zum Versorgungsnetz 401 können im Rahmen der Ladeinformationen 224-1, 224-2, ..., 224-N bei der zentralen Steuerung der Ladevorgänge berücksichtigt werden.
  • Die zentrale Steuerung der Ladevorgänge kann dazu verwendet werden, signifikante positive Regelleistung bereitzustellen. Dies kann insbesondere durch koordinierte Unterbrechung der Ladevorgänge oder durch koordiniertes Absenken der Ladeleistungen oder durch Rückspeisung von Leistung aus den Batterien der Fahrzeuge 102-1, 102-2, ..., 102-N realisiert werden. Alternativ oder ergänzend kann die zentrale Steuerung der Ladevorgänge dazu verwendet werden, signifikante negative Regelleistung bereitzustellen. Dies kann durch gezieltes Starten der Ladevorgänge bzw. durch gezieltes Erhöhen der Ladeleistungen realisiert werden.
  • 5 zeigt eine beispielhafte Abfolge von Ladeanweisungen oder Ladefahrplänen 520, 521, 522 für den Ladevorgang eines Fahrzeugs 102. Aus den Ladeinformationen 224 des Fahrzeugs 102 geht hervor, dass die Batterie des Fahrzeugs 102 den aktuellen Ladezustand 511 aufweist und ab dem Zeitpunkt 501 an die Ladestation 400 zum Laden angeschlossen ist. Desweiteren geht aus den Ladeinformationen 224 hervor, dass die Batterie des Fahrzeugs 102 zum Zeitpunkt 503 aufgeladen sein soll, d.h. auf den erhöhten Ladezustand 513 gebracht worden sein soll.
  • Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, auf Basis der oben genannten Ladeinformationen 224 eine erste Ladeanweisung bzw. einen ersten Ladefahrplan 520 für das Fahrzeug 102 zu ermitteln und an die Ladestation 400 des Fahrzeugs 102 zu senden. Der erste Ladefahrplan 520 sieht vor, dass zum Zeitpunkt 502 mit dem Ladevorgang begonnen werden soll (z.B. mit maximaler Ladeleistung), um zu gewährleisten, dass der Zielladezustand 513 zum spät-möglichsten Zeitpunkt 503 (d.h. zum Abfahrzeitpunkt) erreicht wird. Der in 5 dargestellte erste Ladefahrplan 520 stellt sicher, dass das Fahrzeug 102 für einen größtmöglichen Zeitraum zur Erzeugung einer punktuellen negativen Regelleistung zu Verfügung steht.
  • Der erste Ladefahrplan 520 umfasst alle erforderlichen Informationen, um ein zuverlässiges Laden des Fahrzeugs 102 zum Abfahrzeitpunkt 503 zu gewährleisten. Dadurch wird sichergestellt, dass auch bei einer Unterbrechung der Kommunikationsverbindung zwischen der zentralen Steuereinheit 101 und der Ladestation 400 des Fahrzeugs 102 das Fahrzeug 102 zum Zeitpunkt 503 aufgeladen ist. Mit anderen Worten, ein an ein Fahrzeug 102 gesendeter Ladefahrplan 224 kann alle erforderlichen Informationen für den Ladevorgang des Fahrzeugs 102 umfassen, so dass der Ladevorgang des Fahrzeugs 102 durchgeführt werden kann, auch wenn eine Kommunikationsverbindung zwischen Steuereinheit 101 und Ladestation 400 unterbrochen wird.
  • In dem in 5 dargestellten Beispiel empfängt die Steuereinheit 101 zu einem späteren Zeitpunkt (nach Versenden des ersten Ladefahrplans 520) eine Anforderung 126 zur Bereitstellung von negativer Regelleistung. Die Steuereinheit 101 kann daraufhin ein oder mehrere der Ladefahrpläne 124-1, 124-2, ..., 124-N für die Vielzahl von Fahrzeugen 102-1, 102-2, ..., 102-N überarbeiten, um die negative Regelleistung bereitzustellen. Insbesondere kann die Steuereinheit 101 für das Fahrzeug 102 einen zweiten Ladefahrplan 521 ermitteln und verwenden, der anzeigt, dass nicht erst zum Zeitpunkt 502 sondern bereits zum Zeitpunkt 504 mit dem Ladevorgang begonnen werden soll. Der Ladevorgang soll in dem dargestellten Beispiel ab dem Zeitpunkt 504 aktiv bleiben (bis die Batterie des Fahrzeugs 102 den Ladezustand 513 erreicht hat).
  • Zu einem weiteren Zeitpunkt erhält die Steuereinheit 101 die Information 126, dass keine negative Regelleistung mehr bereitgestellt werden soll. Daraufhin ermittelt die Steuereinheit 101 überarbeitete Ladefahrpläne 124-1, 124-2, ..., 124-N und sendet diese an die Fahrzeuge 102-1, 102-2, ..., 102-N. Insbesondere stellt die Steuereinheit für das Fahrzeug 102 den dritten Ladefahrplan 522 bereit, der anzeigt, dass der Ladevorgang zum Zeitpunkt 505 unterbrochen werden soll (die Batterie des Fahrzeugs 102 hat zu diesem Zeitpunkt 505 den Ladezustand 515 erreicht) und dass der Ladevorgang erst wieder zum Zeitpunkt 506 aufgenommen werden soll, damit die Batterie des Fahrzeugs 102 zum Zeitpunkt 503 den gewünschten Ladezustand 513 erreicht.
  • Das in 5 dargestellte Beispiel zeigt an, dass durch die Koordinierung einer Vielzahl von Ladevorgängen gezielt negative und/oder positive Regelleistung bereitgestellt werden kann. Durch das Ermitteln und Übersenden von vollständigen Ladefahrplänen 520, 521, 522 kann ein zuverlässiges Laden der Fahrzeuge 102 gewährleistet werden, auch bei Unterbrechung einer Kommunikationsverbindung zwischen Steuereinheit 101 und Fahrzeug 102.
  • Wie bereits oben dargelegt, kann auch eine Prognose des Leistungsverlaufes des Ladeverhaltens eines Pools von EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N aus historischen Daten des EV-Pools bei der zentralen Steuerung der Ladevorgänge berücksichtigt werden.
  • Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, auf Basis der Ladeinformationen 224-1, 224-2, ..., 224-N und/oder auf Basis der Prognoseinformationen 127 einen Basis-Leistungswert (z. B. einen Arbeitspunkt) für das Laden der Vielzahl von EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N und einen Regelungsspielraum (z.B. einen Regelleistungsangebotswert) zu ermitteln. Die Laderegelung des EV-Pools, d.h. die Ermittlung der Ladefahrpläne 124-1, 124-2, ..., 124-N, kann dann anhand der Größen: Basis-Leistungswert, Regelungsspielraum und externe Steuerungsvorgaben 226 erfolgen.
  • 1 zeigt ein Blockdiagram eines beispielhaften Regelungssystems 100 für das Laden eines Pools von EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N. Wie oben dargelegt, ist die Steuereinheit 101 eingerichtet, Ladeanweisungen oder Ladefahrpläne 124-1, 124-2, ..., 124-N für die einzelnen EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N zu erzeugen. Die Ladefahrpläne 124-1, 124-2, ..., 124-N können derart ermittelt werden, dass die tatsächlich aufgenommene Ladeleistung 122 des gesamten Pools von EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N einer vorgegebenen Sollleistung 121 entspricht. Die tatsächlich aufgenommene Ladeleistung 122 des gesamten Pools von EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N kann in einer Summierungseinheit 103 auf Basis der tatsächlich aufgenommenen Ladeleistungen 125-1, 125-2, ..., 125-N der einzelnen EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N ermittelt werden. Aus der tatsächlich aufgenommenen Ladeleistung 122 und der vorgegebenen Sollleistung 121 kann zu einem bestimmten Zeitpunkt t eine Abweichung 123 ermittelt werden. Die Ladefahrpläne 124-1, 124-2, ..., 124-N können derart ermittelt oder überarbeitet werden, dass die Abweichung 123 (z.B. zu einem Zeitpunkt, und/oder für eine Sequenz von Zeitpunkten und/oder im Mittel) reduziert bzw. minimiert wird. Dazu kann die Steuereinheit 101 einen Regelungsalgorithmus, z.B. einen PID Regler, verwenden.
  • Die Rückmeldung der tatsächlich aufgenommenen Ladeleistungen 125-1, 125-2, ..., 125-N der einzelnen EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N ermöglicht es, die Ladefahrpläne 124-1, 124-2, ..., 124-N für die einzelnen EVs 102-1, 102-2, .., 102-N zu überprüfen. Insbesondere kann überprüft werden, ob ein Fahrzeug 102-n tatsächlich die in dem entsprechenden Ladefahrplan 124-n vorgegebene Ladeleistung abruft oder nicht. Beispielsweise kann das Fahrzeug 102-n entgegen der Erwartungen von der entsprechenden Ladestation 400 abgekoppelt worden sein und daher keine Ladeleistung abrufen. Alternativ oder ergänzend kann das Fahrzeug 102-n einen erhöhten Anteil von elektrischer Energie aus einer lokalen Energieerzeugungseinheit 402 beziehen, wodurch sich eine verminderte Leistungsabnahme 125-n aus dem Versorgungsnetz 401 ergibt. Das kann dazu führen, dass ein oder mehrere Ladefahrpläne 124-1, 124-2, ..., 124-N für andere Fahrzeuge 102-1, 102-2, ..., 102-N angepasst werden müssen, um in Summe die vorgegebene Sollleistung 121 ggü. dem Versorgungsnetz 401 zu erbringen.
  • Durch den in 1 dargestellten Regelkreis kann somit sichergestellt und nachgewiesen werden, dass vorgegebene Solleistungen 121 erbracht werden. Dadurch wird die Stabilität des Versorgungsnetzes 401 gewährleistet.
  • Die vorgegebene Sollleistung 121 zu einem bestimmten Zeitpunkt t kann unter Berücksichtigung der Prognoseinformationen 127 und/oder unter Berücksichtigung von externen Leistungsabrufen 126 ermittelt werden (in einer Sollleitungs-Ermittlungseinheit 105). Die Prognoseinformationen 127 können in einer Prognoseeinheit 104 auf Basis von historischen Daten bzgl. der Leistungsverläufe für das Laden des Pools von EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N ermittelt werden. Die historischen Daten können von der Steuereinheit 101 bereitstellt werden.
  • Die Zusammensetzung des Pools von EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N, deren Ladevorgang durch die zentrale Steuereinheit 101 gesteuert wird, kann sich dynamisch verändern. Mit anderen Worten, einzelne EVs 102-n können während des Regelungsvorgangs in das Pool eintreten und/oder aus dem Pool austreten. Dies kann über die Ladeinformationen 224-1, 224-2, ..., 224-N und/oder über die tatsächlich aufgenommenen Ladeleistungen 125-1, 125-2, ..., 125-N der einzelnen EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N detektiert werden. Der in 1 dargestellte Regelkreis ermöglicht es, die wechselnde Zusammensetzung eines Pools von Fahrzeugen 102-1, 102-2, ..., 102-N zu berücksichtigen. Insbesondere können die Ladefahrpläne 124-1, 124-2, ..., 124-N der Fahrzeuge 102-1, 102-2, ..., 102-N derart angepasst werden, dass eine vorgegebene Sollleistung 121 von dem Pool von Fahrzeugen 102-1, 102-2, ..., 102-N erbracht wird.
  • Wie oben dargelegt, kann durch die Steuereinheit 101 ein Basis Leistungs-Wert und/oder eine Basis-Ladefahrplan/Ladeverlauf ermittelt werden. Anhand eines Basis-Ladefahrplans kann sichergestellt werden, dass die Ladeanforderungen der einzelnen EVs 102-1, 102-2, ..., 102-N erfüllt werden (z.B. dass die Fahrzeuge 102 zu jeweils wählbaren Abfahrtszeitpunkten 503 auf wählbare SOC 513 – oder Reichweiten-Sollwerte geladen sind). Darüber hinaus können die Fahrzeuge 102-1, 102-2, ..., 102-N Ladefahrpläne 124-1, 124-2, ..., 124-N von dem übergeordneten Steuerungssystem 101 empfangen und ggf. abweichend vom Basis-Ladefahrplan in Form von überarbeiteten Ladefahrplänen 124-1, 124-2, ..., 124-N umsetzen. Solche Ladefahrpläne 124-1, 124-2, ..., 124-N (welche z.B. die Anweisungen Laden starten, Laden unterbrechen umfassen) können stochastisch auftreten. Durch die auftretenden Änderungen der Basis-Ladefahrpläne kann die bis zum Abfahrtszeitpunkt verbleibende Energiemenge reduziert werden. Ein Fahrzeug kann typischerweise solange übergeordneten Ladeanforderungen Folge leisten, bis die Fahrzeug-Batterie vollgeladen oder der wählbare Lade-Sollwert 513 erreicht ist. Mit anderen Worten, ein Fahrzeug 102 kann so lange negative Regelleistung abrufen, bis der gewünschte Ladezustand 513 erreicht ist. Andererseits kann ein Fahrzeug 102 so lange positive Regelleistung bereitstellen, bis ein minimaler Ladezustand 511 erreicht oder unterschritten wird.
  • Der Pool von mehreren Fahrzeugen 102-1, 102-2, ..., 102-N kann durch das übergeordnete Steuerungssystem 101 auf einen Summenleistungswert 121 als Summe der Ladeleistungen der einzelnen Fahrzeuge 102-1, 102-2, ..., 102-N in dem Pool geregelt werden. Dies kann insbesondere dadurch ermöglicht werden, dass das übergeordnete Steuerungssystem 101 Ladefahrpläne 124-1, 124-2, ..., 124-N für die einzelnen Fahrzeuge 102-1, 102-2, ..., 102-N aus den Ladeinformationen, wie z.B. wählbarer Abfahrtszeitpunkt 503, wählbarer SOC 513 – oder Reichweiten-Sollwert, SOC-Istwert 511 für die einzelnen Fahrzeuge 102-1, 102-2, ..., 102-N, sowie aus einen Sollwert für den Summenleistungswert 121 errechnet. Der Summenleistungswert 121 kann variabel sein und dem übergeordnete Steuerungssystem 101 von außen vorgegeben werden (z.B. als Netzinformationen 226).
  • Wie in 1 dargestellt, können die Ladevorgänge der einzelnen Fahrzeuge 102-1, 102-2, ..., 102-N über die zentrale Steuereinheit 101 und anhand eines Regelkreislaufs geregelt werden. Insbesondere können über Historiendaten Prognosen 127 (P_Flotte_Prog(t)) für den Pool-Leistungsverlauf berechnet und mit externen Leistungsabrufen 126 überlagert werden. Hieraus kann die Sollwertvorgabe 121 (P_Flotte_Delta(t)) für das Pool der Elektrofahrzeuge (EV) bestimmt werden. Die zentrale Steuereinheit 101 (bzw. ein Regler der zentralen Steuereinheit) kann Ladefahrpläne 124-1, 124-2, ..., 124-N (P_EV_n(t)) für die einzelnen Fahrzeuge 102-1, 102-2, ..., 102-N (EV_n) ermitteln oder überarbeiten. Die tatsächliche Ladeleistung 122 des Pools (bzw. der Flotte) P_Flotte_IST(t) ergibt sich als Summe über N der tatsächlichen Ladeleistungen 125-1, 125-2, ..., 125-N (P_EV_n(t)) der einzelnen Fahrzeuge 102-1, 102-2, ..., 102-N. P_Flotte_IST(t) 122 wird von P_Flotte_Soll(t) 121 abgezogen, damit ergibt sich eine Abweichung 123 P_Flotte_Delta(t), anhand der die Ladefahrpläne 124-1, 124-2, ..., 124-N (P_EV_n(t + 1)) berechnet oder überarbeitet werden können.
  • Beispielsweise kann ein Ladeplan 520 für ein Fahrzeug 102, das möglichst spät geladen werden soll auf Basis der Inputgrößen: Abfahrtszeitpunkt 503 (T(abfahrt)), Energiebedarf(Q), max. Ladeleistung(P), Information darüber, dass das Fahrzeug angesteckt ist, und/oder Leistungsvorgabe für den Pool von Fahrzeugs (Ppool(t)) berechnet werden. Beispielweise kann der spätest-mögliche Startzeitpunkt 502 T(start) für das Laden des Fahrzeugs mit T(start) = T(abfahrt) – Q/P berechnet werden. Dieses Vorgehen ist durch den Ladefahrplan 520 in 5 veranschaulicht. Durch dieses Vorgehen wird sichergestellt, dass das Fahrzeug 102 möglichst lange zur Bereitstellung einer negativen Regelleistung zu Verfügung steht.
  • 3 zeigt ein Flussdiagram eines beispielhaften Verfahrens 300 zur Koordinierung (z.B. zur Steuerung oder Regelung) von Ladevorgängen einer Vielzahl von Fahrzeugen 102-1, ..., 102-N durch eine entsprechende Vielzahl von Ladestationen 400. Das Verfahren 300 umfasst das Ermitteln 301 von Ladeinformationen 224-1, ..., 224-N bzgl. der Vielzahl von Fahrzeugen 102-1, ..., 102-N. Dabei können die Ladeinformationen 224-n bzgl. eines beliebigen ersten Fahrzeugs 102-n der Vielzahl von Fahrzeugen 102-1, ..., 102-N Informationen über einen Lade-Istzustand (oder SOC) 511, einen Lade-Sollzustand 513 und über einen Ladeendzeitpunkt 503 des ersten Fahrzeugs 102-n umfassen. Die Ladeinformationen 224-n können auch Informationen bzgl. einer „sofort zu ladenden Reserve“ als Sicherheitsreichweite umfassen. Diese Ladeinformationen können für alle der Vielzahl von Fahrzeugen 102-1, ..., 102-N bereitgestellt werden.
  • Das Verfahren 300 umfasst weiter das Ermitteln 302 von Netzinformationen 126 von einem elektrischen Versorgungsnetz 401. Die Netzinformationen 126 können Informationen bzgl. einer Sollleistung 121 umfassen, die durch die Ladevorgänge der Vielzahl von Fahrzeugen 102-1, ..., 102-N vom elektrischen Versorgungsnetz 401 abzunehmen ist. Das Verfahren 300 umfasst weiter das Bestimmen 303, auf Basis der Ladeinformationen 224-1, ..., 224-N und auf Basis der Netzinformationen 126, einer Vielzahl von Ladefahrplänen 124-1, ..., 124-N für die entsprechende Vielzahl von Fahrzeugen 102-1, ..., 102-N. Dabei kann ein erster Ladefahrplan 124-n für das erste Fahrzeug 102-n Informationen umfassen, die es der entsprechenden ersten Ladestation 400 aus der Vielzahl von Ladestationen 400 ermöglichen, den Ladevorgang des ersten Fahrzeugs 102-n autark durchzuführen, so dass die in den Ladeinformationen des ersten Fahrzeugs 102-n wiedergegebenen Randbedingungen des Ladevorgangs des ersten Fahrzeugs 102-n erfüllt werden, und gleichzeitig die in den Netzinformationen 126 wiedergegebenen Anforderungen des Versorgungsnetzes 401 erfüllt sind. Die erste Ladestation 400 (sowie ggf. alle anderen Ladestationen 400) benötigen somit keine weitere Kommunikationsverbindung zur zentralen Steuereinheit 101 um den Ladevorgang durchzuführen. Dadurch wird eine zuverlässige Durchführung der Ladevorgänge ermöglicht, bei gleichzeitiger Reduzierung der Belastung des Versorgungsnetzes 401 durch die Ladevorgänge.
  • Das in diesem Dokument beschriebene Verfahren und die entsprechende Steuereinheit für das koordinierte Laden von einer Vielzahl von Fahrzeugen ermöglicht es, Lastspitzen im Stromnetz zu vermeiden und Angebotsspitzen besser zu nutzen. Desweiteren können Pools von Fahrzeugen zur Netzstabilisierung herangezogen werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims (11)

  1. Steuereinheit (101) zur Koordinierung von Ladevorgängen einer Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) durch eine entsprechende Vielzahl von Ladestationen (400), wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, – Ladeinformationen (224-1, ..., 224-N) bzgl. der Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) zu ermitteln; – Netzinformationen (126) von einem elektrischen Versorgungsnetz (401) zu ermitteln; wobei die Netzinformationen (126) Informationen bzgl. einer Sollleistung (121) umfassen, die durch die Ladevorgänge der Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) vom elektrischen Versorgungsnetz (401) abzunehmen ist; und – auf Basis der Ladeinformationen (224-1, ..., 224-N) und auf Basis der Netzinformationen (126), eine Vielzahl von Ladefahrplänen (124-1, ..., 124-N) für die entsprechende Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) zu bestimmen; wobei ein erster Ladefahrplan (124-n) für ein erstes Fahrzeug (102-n) der Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) Informationen umfasst, die es der entsprechenden ersten Ladestation (400) aus der Vielzahl von Ladestationen (400) ermöglichen, den Ladevorgang des ersten Fahrzeugs (102-n) autark durchzuführen.
  2. Steuereinheit (101) gemäß Anspruch 1, wobei – wobei die Ladeinformationen (224-n) bzgl. des ersten Fahrzeugs (102-n) der Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) Informationen über einen Lade-Istzustand (511), einen Lade-Sollzustand (513) und über einen Ladeendzeitpunkt (503) des ersten Fahrzeugs (102-n) umfassen; und – die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, die Vielzahl von Ladefahrplänen (124-1, ..., 124-N) derart zu bestimmen, dass es der erste Ladefahrplan (124-n) der ersten Ladestation (400) ermöglicht, den Lade-Sollzustand (513) des ersten Fahrzeugs (102-n) spätestens zum Ladeendzeitpunkt (503) des ersten Fahrzeugs (102-n) zu erreichen; und/oder – die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, die Vielzahl von Ladefahrplänen (124-1, ..., 124-N) derart zu bestimmen, dass eine Durchführung der Ladevorgänge gemäß der Vielzahl von Ladefahrplänen (124-1, ..., 124-N) zur Abnahme der Sollleistung (121) vom elektrischen Versorgungsnetz (401) führt.
  3. Steuereinheit (101) gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, in Reaktion auf eine Änderung der Netzinformationen (126), zumindest eine der Vielzahl von Ladefahrplänen (124-1, ..., 124-N) anzupassen.
  4. Steuereinheit (101) gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, den ersten Ladefahrplan (124-n) an die erste Ladestation (400) zu übermitteln.
  5. Steuereinheit (101) gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, – eine Vielzahl von tatsächlich aufgenommenen Ladeleistungen (125-1, ..., 125-N) der Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) zu ermitteln; – in Abhängigkeit von der Vielzahl von tatsächlich aufgenommenen Ladeleistungen (125-1, ..., 125-N) zumindest eine der Vielzahl von Ladefahrplänen (124-1, ..., 124-N) anzupassen.
  6. Steuereinheit (101) gemäß Anspruch 5, wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, auf Basis der Vielzahl von tatsächlich aufgenommenen Ladeleistungen (125-1, ..., 125-N) zumindest eine der Vielzahl von Ladefahrplänen (124-1, ..., 124-N) derart anzupassen, dass eine Summe (122) der Vielzahl von tatsächlich aufgenommenen Ladeleistungen (125-1, ..., 125-N) der Sollleistung (121) entspricht.
  7. Steuereinheit (101) gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei – die Ladeinformationen (224-n) bzgl. des ersten Fahrzeugs (102-n) weiter umfassen, Informationen bzgl. einer lokalen Energieerzeugungseinheit (402) aus der die erste Ladestation (400) elektrische Energie für den Ladevorgang des ersten Fahrzeugs (102-n) beziehen kann; und – die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, die Informationen bzgl. der lokalen Energieerzeugungseinheit (402) bei der Bestimmung der Vielzahl von Ladefahrplänen (124-1, ..., 124-N) zu berücksichtigen.
  8. Steuereinheit (101) gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, – historische Daten bzgl. der durch die Ladevorgänge der Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) vom elektrischen Versorgungsnetz (401) abgenommenen Leistung zu ermitteln; – aus den historischen Daten eine Basis-Leistung für die Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) zu bestimmen; und − die Vielzahl von Ladefahrplänen (124-1, ..., 124-N) unter Berücksichtigung der Basis-Leistung zu bestimmen.
  9. Ladestation (400), die eingerichtet ist, einen Ladevorgang eines Fahrzeugs (102-n) durchzuführen, wobei die Ladestation (400) eingerichtet ist, – Ladeinformationen (224-1, ..., 224-N) bzgl. des Fahrzeugs (102-n) an eine zentrale Steuereinheit (101) zur Koordinierung von Ladevorgängen einer Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) zu übermitteln; und – einen Ladefahrplan (124-n) von der zentralen Steuereinheit (101) zu empfangen; wobei der Ladefahrplan (124-n) Informationen umfasst, die es der Ladestation (400) ermöglichen, den Ladevorgang des Fahrzeugs (102-n) autark durchzuführen.
  10. Fahrzeug (102-n), das eingerichtet ist, einen Ladevorgang über eine Ladestation (400) durchzuführen, wobei das Fahrzeug (102-n) eingerichtet ist, – Ladeinformationen (224-1, ..., 224-N) bzgl. des Fahrzeugs (102-n) an eine zentrale Steuereinheit (101) zur Koordinierung von Ladevorgängen einer Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) zu übermitteln; und – einen Ladefahrplan (124-n) von der zentralen Steuereinheit (101) zu empfangen; wobei der Ladefahrplan (124-n) Informationen umfasst, die es dem Fahrzeug (102-n) ermöglichen, den Ladevorgang des Fahrzeugs (102-n) autark durchzuführen.
  11. Verfahren (300) zur Koordinierung von Ladevorgängen einer Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) durch eine entsprechende Vielzahl von Ladestationen (400), wobei das Verfahren (300) umfasst, – Ermitteln (301) von Ladeinformationen (224-1, ..., 224-N) bzgl. der Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N); – Ermitteln (302) von Netzinformationen (126) von einem elektrischen Versorgungsnetz (401); wobei die Netzinformationen (126) Informationen bzgl. einer Sollleistung (121) umfassen, die durch die Ladevorgänge der Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) vom elektrischen Versorgungsnetz (401) abzunehmen ist; und – Bestimmen (303), auf Basis der Ladeinformationen (224-1, ..., 224-N) und auf Basis der Netzinformationen (126), einer Vielzahl von Ladefahrplänen (124-1, ..., 124-N) für die entsprechende Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N); wobei ein erster Ladefahrplan (124-n) für ein erstes Fahrzeug (102-n) der Vielzahl von Fahrzeugen (102-1, ..., 102-N) Informationen umfasst, die es der entsprechenden ersten Ladestation (400) aus der Vielzahl von Ladestationen (400) ermöglichen, den Ladevorgang des ersten Fahrzeugs (102-n) autark durchzuführen.
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