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Der Gegenstand betrifft eine Ladestation für Elektrofahrzeuge. Darüber hinaus betrifft der Gegenstand eine Schnittstelleneinrichtung in einer solchen Ladestation als auch ein Verfahren zum Betreiben einer Ladestation.
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Ladestationen kommunizieren heutzutage über eine Datenverbindung mit einer Steuerzentrale. Eine solche Zentrale bildet ein sogenanntes Backend, mit dessen Hilfe über die Datenverbindung mit der Ladestation Ladevorgänge gestartet und gestoppt werden können. Außerdem können Fehleranalysen als auch Fernwartungen über das Backend in den Ladestationen durchgeführt werden.
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Im Rahmen des Aufbaus einer Ladeinfrastruktur wird von jedem Anbieter von Ladestationen zunächst ein proprietäres Protokoll implementiert. Die Protokollimplementierung ist dergestalt, dass die Ladestation mit dem Backend über das entsprechende Protokoll kommuniziert und hierüber Ladevorgänge steuern kann. Außerdem ermöglichen die Protokolle Fernwartung und Fehleranalyse als auch Freischaltung von Kunden. Darüber hinaus sind einige Protokolle auch eichrechtskonform, dergestalt, dass auch Messdaten von der Ladestation an das Backend gesichert übertragen werden können.
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Durch den fortschreitenden Ausbau der Ladeinfrastruktur besteht jedoch ein Bedarf nach Vereinheitlichung der Kommunikation zwischen Ladestationen und Backend Systemen. Problematisch ist jedoch, dass es noch kein ausreichend spezifiziertes Protokoll gibt, welches eine standardisierte Kommunikation zwischen Ladestationen bzw. Ladereglern unterschiedlicher Hersteller mit Backend-Systemen sicherstellt. Problematisch ist ferner, dass durch die verteilte Infrastruktur ein Austausch von Kommunikationsmodulen, welche zur Kommunikation mit Backend-Systemen in den Ladestationen eingebaut sind, extrem aufwendig ist.
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Aus diesem Grunde lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, die Interoperabilität zwischen Ladestationen und Backend-Systemen zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch eine Ladestation nach Anspruch 1, eine Schnittstelleneinrichtung nach Anspruch 10 sowie ein Verfahren nach Anspruch 11 gelöst.
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Zunächst kann festgehalten werden, dass in der Ladestation stets eine Ladesteuerschaltung, beispielsweise ein Ladecontroller, angeordnet ist. Diese Ladesteuerschaltung ist dafür eingerichtet, einen Ladevorgang mit einer Ladesteuerschaltung, welche einem Fahrzeug zugeordnet ist, auszuhandeln. Mit Hilfe der Ladesteuerschaltung kann der Ladevorgang eines Energiespeichers eines Elektrofahrzeugs in der Ladestation überwacht werden.
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Darüber hinaus kann die Ladesteuerschaltung zusammen mit geeigneten Messeinrichtungen (Zählern) Verbrauchsmengen erfassen und zu Abrechnungszwecken zur Verfügung stellen.
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Zur Kommunikation mit einem Backend-System verfügt eine Ladestation in der Regel auch über ein Kommunikationsmodul. Ein Kommunikationsmodul verfügt auf der einen Seite zumindest über eine Ladesteuerschnittstelle. Über diese Ladesteuerschnittstelle kommuniziert das Kommunikationsmodul mit der Ladesteuerschaltung und gegebenenfalls mit Messeinrichtungen innerhalb der Ladestation um den Ladevorgang entsprechend den Vorgaben vom Backend zu steuern und Informationen zum Ladevorgang zu erfassen. Somit ist die Ladesteuerschnittstelle zur Kommunikation mit zumindest der Ladesteuerschaltung eingerichtet.
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Auf der anderen Seite verfügt das Kommunikationsmodul über eine Betreiberschnittstelle. Diese Betreiberschnittstelle ist dazu gedacht, die Kommunikation zwischen der Ladestation und dem Backend über das Datennetz zu etablieren. Über die Betreiberschnittstelle empfängt das Kommunikationsmodul Informationen von dem Backend und gibt Informationen über den Ladevorgang für das Backend aus. Somit ist die Betreiberschnittstelle zur Kommunikation mit einer von der Ladestation räumlich entfernten Zentrale eingerichtet.
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Wie bereits erläutert, hat jeder Betreiber einer Ladestation vorzugsweise ein für ihn geeignetes Protokoll etabliert. Dieses Protokoll ist in der Betreiberschnittstelle des Kommunikationsmoduls implementiert, so dass die Betreiberschnittstelle zu der jeweiligen Zentrale konform operiert. Die Befehle und Signale, die zwischen Betreiberschnittstelle und Zentrale ausgetauscht werden, sind gemäß diesem ersten Protokoll spezifiziert.
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Es ist nun erkannt worden, dass eine Interoperabilität zwischen verschiedenen Ladestationen und Backend-Systemen in bereits bestehenden Ladeinfrastrukturen mit vertretbarem technischen Aufwand nur dadurch realisiert werden kann, dass in der Ladestation eine an der Betreiberschnittstelle angeordnete Schnittstelleneinrichtung vorgesehen ist. Die Schnittstelleneinrichtung ist vorzugsweise zwischen die Betreiberschnittstelle und die Zentrale geschaltet und innerhalb der Ladestation bzw. an der Ladestation angeordnet. Die Schnittstelleneinrichtung kommuniziert mit der Betreiberschnittstelle mit Hilfe des ersten Protokolls. Für die Betreiberschnittstelle stellt sich somit die Schnittstelleneinrichtung wie die Zentrale dar. Für die Betreiberschnittstelle ist die Schnittstelleneinrichtung transparent, d. h. die Betreiberschnittstelle erkennt nicht, dass zwischen ihr und der Zentrale die Schnittstelleneinrichtung vorgesehen ist.
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Auf der anderen Seite ist die Schnittstelleneinrichtung zur Kommunikation mit der Zentrale mit Hilfe eines zweiten von dem ersten Protokoll verschiedenen Protokolls eingerichtet. Die Schnittstelleneinrichtung setzt die Signale und Informationen, die mit der Betreiberschnittstelle ausgetauscht werden um, in Signale und Informationen die mit der Zentrale ausgetauscht werden. Hierbei erfolgt eine Protokollumsetzung, welche an die jeweiligen Gegebenheiten in einer Ladestation bzw. einem Backend-System angepasst sein können. Auch für die Zentrale stellt sich die Schnittstelleneinrichtung transparent dar. Die Zentrale stellt auch nicht fest, dass in der Ladestation die Schnittstelleneinrichtung vorgesehen ist, sondern vielmehr kommuniziert die Zentrale mit dem in der Zentrale implementierten zweiten Protokoll mit der Ladestation, ohne dass darauf geachtet werden muss, welches erste Protokoll in der Ladestation durch das Kommunikationsmodul implementiert ist.
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Die Schnittstelleneinrichtung stellt somit sicher, dass Ladestationen verschiedenster Hersteller mit verschiedensten Protokollen mit einem Backend-System kommunizieren können, als auch umgekehrt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Schnittstelleneinrichtung zumindest zwei Sätze von Protokollparametern aufweist. Ein Protokoll kann sich insbesondere dadurch auszeichnen, dass bestimmte Befehle zu bestimmen Zeiten versandt werden. Das Timing als auch die Benennung der Befehle sowie die Datenstruktur der Befehlsköpfe als auch der Befehlskörper kann in einem Parametersatz gespeichert sein. In der Schnittstelleneinrichtung können nun zumindest zwei Sätze Protokollparameter vorgesehen sein. Mit Hilfe dieser zwei Sätze lassen sich in der Schnittstelleneinrichtung zwei unterschiedliche erste oder zweite Protokolle abbilden.
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Eine Schnittstelleneinrichtung kann multifunktional sein, wenn diese mit verschiedenen Betreiberschnittstellen kommunizieren kann. Um diese Multifunktionalität zum Auslieferungszeitpunkt einer Schnittstelleneinrichtung bereits zur Verfügung zu stellen, können die Sätze von Protokollparametern für das erste Protokoll eingerichtet sein. Somit kann bei zwei Sätzen von Protokollparametern die Schnittstelleneinrichtung mit zwei verschiedenen Betreiberschnittstellen kommunizieren. Die Auswahl der Betreiberschnittstelle kann beispielsweise automatisch erfolgen, in dem die Betreiberschnittstelle während der ersten Kommunikation mit der Schnittstelleneinrichtung aufgrund der Art des Signals zu erkennen gibt, welches Protokoll sie implementiert hat. In der Schnittstelleneinrichtung kann aus dem von der Schnittstelleneinrichtung empfangenen Signals ermittelt werden, welcher der beiden Sätze an Protokollparametern passend ist und die nachfolgende Kommunikation kann basierend auf einem ausgewählten ersten der zumindest zwei Sätzen an Protokollparametern durchgeführt werden.
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Auf der anderen Seite kann es auch notwendig sein, dass eine Ladestation mit unterschiedlichen Backend-Systemen kommunizieren können soll. Dies kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn eine Ladestation multioperatorfähig sein soll, also eine aufgestellte Ladestation von verschiedenen Betreibern betrieben werden kann. Je nachdem, welches Protokoll der Betreiber implementiert hat, spricht das jeweilige Backend-System mit der Ladestation über das entsprechende Protokoll. Auch hierzu kann in der Schnittstelleneinrichtung für jeweils eines der zweiten Protokolle einen Satz Protokollparameter hinterlegt sein und in der Schnittstelleneinrichtung können zumindest zwei Sätze von Protokollparametern vorgesehen sein.
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Insbesondere kann in der Schnittstelleneinrichtung die Möglichkeit bestehen, bestehende Sätze von Protokollparametern zu verändern, als auch neue Sätze an Protokollparametern zu speichern. Somit kann im Nachhinein, insbesondere über eine Fernwartung ein neuer Satz an Protokollparametern auf die Schnittstelleneinrichtung geladen werden, so dass diese im Anschluss mit neuer Hardware innerhalb der Ladestation, insbesondere mit veränderten Betreiberschnittstellen oder mit neuen Backend-Systemen interagieren kann.
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Um neue Sätze von Protokollparametern in die Schnittstelleneinrichtung laden zu können, wird vorgeschlagen, dass die Schnittstelleneinrichtung zum Empfangen eines Satzes von Protokollparametern, insbesondere von der Zentrale eingerichtet ist.
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Hierdurch kann eine Ladestation beispielsweise derart angepasst werden, dass sie von einem neuen Ladestationsbetreiber mit einem anderen Backend-System als dem bisherigen betrieben werden kann. Ein manueller Austausch der Hardware innerhalb der Ladestation kann entfallen. Auch ist es nicht notwendig, einen Techniker zur Ladestation zu schicken, um die Ladestation für das neue Backend-System einzurichten.
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Auf der anderen Seite kann eine sogenannte „White Label” Schnittstelleneinrichtung zur Verfügung gestellt werden. In dieser sind keine Protokollparameter gespeichert. Diese kann in Ladestationen unterschiedlichster Hersteller, insbesondere mit unterschiedlichsten Betreiberschnittstellen, eingebaut werden kann. Abhängig von der jeweilig implementierten Betreiberschnittstelle kann die Schnittstelleneinrichtung dann entsprechend programmiert werden.
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In diesem Zusammenhang sei auch erwähnt, dass die Schnittstelleneinrichtung gegebenenfalls auch in der Art eines Kommunikationstunnels agieren kann. Hierzu kann die Schnittstelleneinrichtung einen entsprechenden Befehl entweder von der Betreiberschnittstelle oder der Zentrale empfangen. In diesem Fall findet keinerlei Protokollumsetzung statt. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die Betreiberschnittstelle mit dem aktuell betriebenen Backend-System kompatibel ist, so dass eine Protokollumsetzung nicht notwendig ist. Die Schnittstelleneinrichtung ist somit multifunktional und kann bei Bedarf als Protokollumsetzer fungieren und in anderen Fällen die Befehle lediglich durchleiten, ohne die Signale zu verändern.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Schnittstelleneinrichtung updatefähig ist. Dies bedeutet, dass beispielsweise über eine veränderte Firmware die Schnittstelleneinrichtung unterschiedlichste Protokolle unterstützen kann, wobei jeweils ein erstes und/oder ein zweites Protokoll in einem Speicher der Schnittstelleneinrichtung gespeichert sein kann. Durch entsprechende Konfiguration des Speichers lässt sich die Schnittstelleneinrichtung an verschiedenste Betreiberschnittstellen und Backend-Systeme anpassen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Schnittstelleneinrichtung eine Funkschnittstelle aufweist. Über die Funkschnittstelle kann die Schnittstelleneinrichtung in eine drahtlose Kommunikation mit der Zentrale treten. Insbesondere kann dies vorteilhaft sein, wenn das Kommunikationsmodul der Ladestation nur eine drahtgebundene Kommunikation unterstützt. Somit wird durch den Einbau der Schnittstelleneinrichtung eine zusätzliche Funktionalität der Ladestation zur Verfügung gestellt, insbesondere zur drahtlosen Kommunikation mit einer Zentrale. Die Funkschnittstelle eignet sich zur Kommunikation über ein Mobilfunknetz, vorzugsweise ein zellulares Mobilfunknetz. Auch kann ein anderes drahtloses Kommunikationsnetz unterstützt werden, beispielsweise eine Kommunikation über WLAN oder dergleichen. Mit Hilfe der Funkschnittstelle in der Schnittstelleneinrichtung ist somit stets eine Kommunikation zwischen Ladestation und Zentrale gewährleistet, ohne dass ein entsprechendes Kabel verlegt werden muss.
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Auch wird vorgeschlagen, dass die Schnittstelleneinrichtung zur Aufnahme eines Identifikationsmoduls für ein drahtloses Kommunikationsnetz eingerichtet ist. Insbesondere ist das Kommunikationsmodul geeignet, eine Identifikation innerhalb eines Kommunikationsnetzes vorzunehmen. Das Kommunikationsnetz ist vorzugsweise ein zellulares Mobilfunknetz. Das Identifikationsmodul ist vorzugsweise ein Subscriber Identity Module (SIM), wie es in Mobilfunknetzen üblicherweise eingesetzt wird. Dieses Identifikationsmodul ermöglicht auch eine verschlüsselte Kommunikation zwischen der Schnittstelleneinrichtung und der Zentrale. Darüber hinaus ist es möglich, dass mit Hilfe des Identifikationsmoduls eine geschlossene Benutzergruppe in dem Mobilfunknetz angesprochen werden kann, insbesondere im Rahmen eines sogenannten Virtual Private Network (VPN). Hierbei kann die Kommunikation zwischen der Schnittstelleneinrichtung und der Zentrale über einen sogenannten VPN Tunnel aufgebaut werden, so dass die Kommunikation gesichert über ein ansonsten öffentliches Kommunikationsnetz durchgeführt werden kann.
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Insbesondere können Messdaten eines Verbrauchsmengenzählers durch die Schnittstelleneinrichtung an die Zentrale übermittelt werden. Gerade diese Kommunikation wird vorzugsweise gesichert durchgeführt, um Manipulationen an Messdaten zu gemessenen Verbrauchsmengen zu vermeiden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Schnittstelleneinrichtung derart eingerichtet ist, dass sie mit der Betreiberschnittstelle über das Open Charge Point Protocol (OCPP) kommuniziert. Dieses OCPP Protokoll definiert in Grundzügen, wie eine Kommunikation an einer Betreiberschnittstelle auszusehen hat. Es ist jedoch erkannt worden, dass das OCPP Protokoll in verschiedenen Implementierungen mit teilweise verschiedenen Befehlen und verschiedenen Befehlstimings möglich ist, so dass in der Betreiberschnittstelleneinrichtung verschiedene Sätze von Protokollparametern für das OCPP Protokoll hinterlegt sein können. Hierdurch können unterschiedliche Implementierungen des OCPP Protokolls durch die Schnittstelleneinrichtung unterstützt werden.
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Auf der anderen Seite kann die Schnittstelleneinrichtung mit der Zentrale über ein betreiberspezifisches Protokoll, beispielsweise das LG2WAN Protokoll der Anmelderin kommunizieren. Insbesondere ist das betreiberspezifische Protokoll dergestalt, dass es eichrechtlich zulässig ist und hinsichtlich der Übertragung von Messdaten eine vollständige Authentifizierung, Autorisierung und/oder Verschlüsselung ermöglicht. Dies ist beispielsweise mit dem auf der Betreiberschnittstelle betriebenen Protokoll nicht zwingend notwendig. Somit kann die Schnittstelleneinrichtung die Übertragung von Messdaten sicherstellen, welche mit dem Protokoll auf der Betreiberschnittstelle beispielsweise nicht ermöglicht ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass mit der Betreiberschnittstelle über ein betreiberspezifisches Protokoll kommuniziert wird und dass die Schnittstelleneinrichtung mit der Zentrale über das Open Charge Point Protocol kommuniziert. Die Schnittstelleneinrichtung kann somit so eingerichtet werden, dass sie beispielsweise mit einem betreiberspezifischen Protokoll über die Betreiberschnittstelle kommunizieren kann. Zur Unterstützung unterschiedlichster Betreiber kann auf der der Zentrale zugewandten Seite der Schnittstelleneinrichtung das OCPP Protokoll implementiert sein, wobei auch hier verschiedenste Ausprägungen möglich sind und in der Schnittstelleneinrichtung Parametersätze für die jeweiligen Ausprägungen des OCPP Protokolls hinterlegt sein können.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die zeitliche Reihenfolge von eingehenden zu ausgehenden Befehlen durch die Schnittstelleneinrichtung variiert wird. Hierzu ist die Schnittstelleneinrichtung so eingerichtet, dass sie einen Befehlsspeicher aufweist, der einlangende Befehle zunächst zwischenspeichert. Abhängig vom unterstützten Protokoll kann dann in der Schnittstelleneinrichtung entschieden werden, dass ein zeitlich nachfolgend einlaufender Befehl zeitlich vor einem zuvor eingelangten Befehl ausgesendet wird. Diese zeitliche Umstellung der kommunizierten Befehle ist in beide Richtungen möglich. Insbesondere können von der Betreiberschnittstelle des Kommunikationsmoduls empfangene Befehle hinsichtlich ihrer zeitlichen Reihenfolge verändert werden und in veränderter Reihenfolge an die Zentrale ausgesendet werden oder umgekehrt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Schnittstelleneinrichtung einen Anschluss an einen Bezahlterminal aufweist. Mit Hilfe eines solchen Anschlusses für ein Bezahlterminal bietet die Schnittstelleneinrichtung eine weitere Funktionalität, welche in einer Ladestation nicht zwingend gegeben ist. Dieser Anschluss ermöglicht es, einen Bezahlvorgang innerhalb der Ladestation unmittelbar abzubilden, indem ein Bezahlterminal mit der Ladestation über die Schnittstelleneinrichtung verbunden wird. Auch hierbei können beispielsweise verschiedene Protokolle zur Kommunikation zwischen der Schnittstelleneinrichtung und einem Bezahlterminal in der Schnittstelleneinrichtung implementiert sein, insbesondere das EP2 Protokoll, das ZFT Protokoll das ISO 8583 Protokoll oder das APACS Protokoll. Auch können das ZVT Protokoll, das OPI Protokoll oder das MDB Protokoll umgesetzt werden.
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Mit Hilfe des Anschlusses für ein Bezahlterminal kann ein Bezahlvorgang innerhalb der Ladestation ausgelöst und abgeschlossen werden, welcher bei erfolgreichem Abschluss einen Ladevorgang initiieren kann. Aus diesem Grunde kann die Schnittstelleneinrichtung über den Anschluss von dem Bezahlterminal ein Zahlungssignal empfangen. Empfängt die Schnittstelleneinrichtung ein Zahlungssignal, kann eine Ladefreischaltung von der Zentrale durch die Schnittstelleneinrichtung angefordert bzw. ausgehandelt werden und gegebenenfalls von der Schnittstelleneinrichtung im Anschluss an eine Ladefreischaltung von der Zentrale das Freigabesignal an die Betreiberschnittstelle übermittelt werden.
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Ein weiterer Aspekt ist eine Schnittstelleneinrichtung mit einem ersten Anschluss eingerichtet zur Kommunikation mit einer zur Kommunikation mit einer von der Ladestation externen Zentrale eingerichteten Betreiberschnittstelle eines Kommunikationsmoduls einer Ladestation, wobei in der Betreiberschnittstelle ein erstes Protokoll implementiert ist sowie mit einem zweiten Anschluss eingerichtet zur Kommunikation mit der externen Zentrale über ein zweites von dem ersten Protokoll verschiedenen Protokoll. Die zur vorigen Ausführung gelten natürlich allesamt auch für die Schnittstelleneinrichtung, soweit anwendbar.
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Ein weiterer Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben einer Ladestation bei dem ein Ladevorgang eines Elektrofahrzeug an der Ladestation gesteuert wird, wobei zur Steuerung des Ladevorgangs Ladesteuerbefehle mit einer Ladesteuerschnittstelle eines Kommunikationsmoduls ausgetauscht werden und von dem Kommunikationsmodul Ladesteuerbefehle an einer Betreiberschnittstelle in einem ersten Protokoll empfangen werden. Eine Interoperabilität der Ladestation mit verschiedenen Backend Systemen bzw. umgekehrt wird dadurch gewährleistet, dass die Ladesteuerbefehle der Betreiberschnittstelle mit einer in der Ladestation angeordneten Schnittstelleneinrichtung in dem ersten Protokoll ausgetauscht werden und das Ladesteuerbefehle von der Schnittstelleneinrichtung mit einer externen Zentrale in einem zweiten, von dem ersten Protokoll verschiedenen Protokolle ausgetauscht werden. Die Befehle werden in der Schnittstelleneinrichtung von dem ersten Protokoll in das zweite Protokoll sowie von dem zweiten Protokoll in das erste Protokoll umgesetzt. Die zur vorigen Ausführung gelten natürlich allesamt auch für das Verfahren, soweit anwendbar.
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Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine Ladestation;
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2 eine Ladestation gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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3 eine Ladestation gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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4 eine Schnittstelleneinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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5 ein Speicher mit Sätzen von Protokollparametern gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine Ladestation 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Ladestation 2 verfügt über einen Anschluss an ein Energieversorgungsnetz 4. Über eine geeignete Sicherung 6 ist ein Energiemengenzähler 8 mit dem Energieversorgungsnetz 4 innerhalb der Ladestation 2 verbunden. Der Zähler 8 misst die durch einen Laderegler 10 über einen Anschluss 12 an einen Verbraucher abgegebene elektrische Energie.
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Ein Elektrofahrzeug (nicht dargestellt) kann kabelgebunden an den Anschluss 12 angeschlossen werden. Im Anschluss an das Anschließen kommuniziert der Laderegler 10 mit einem in dem Elektrofahrzeug verbauten Laderegler (kabelgebunden oder kabellos) und handelt Ladeparameter aus. Die ausgehandelten Ladeparameter werden anschließend entsprechend eingestellt und die Ladestation 2 stellt dem Elektrofahrzeug elektrische Energie aus dem Energieversorgungsnetz 4 zur Verfügung. Die zur Verfügung gestellte Energie wird durch den Zähler 8 erfasst.
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Sowohl beim Aushandeln der Ladeparameter, als auch beim Freigeben des Ladestroms kommuniziert der Laderegler 10 zusätzlich mit einem Kommunikationsmodul 14, welches eine Ladereglerschnittstelle 14a und eine Betreiberschnittstelle 14b aufweist.
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Darüber hinaus empfängt das Kommunikationsmodul 14 über die Ladereglerschnittstelle 14a oder eine sonstige Schnittstelle Messdaten von dem Zähler 8. Über die Betreiberschnittstelle 14b kommuniziert das Kommunikationsmodul 14 mit einer nicht dargestellten Zentrale. Insbesondere kann die Betreiberschnittstelle 14b eine drahtgebundene Netzwerkschnittstelle, beispielsweise eine LAN-Schnittstelle sein. Über eine solche Schnittstelle kann beispielsweise ein DSL-Splitter, welcher an ein Weitverkehrsnetz angeschlossen ist, an das Kommunikationsmodul 14 angeschlossen werden.
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Der Vorgang des Ladens eines Elektrofahrzeugs ist hinlänglich bekannt und wird aus diesem Grunde nicht näher beschrieben.
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2 zeigt eine entsprechend der 1 aufgebaute Ladestation 2 mit einem Kommunikationsmodul 14, welches über die Ladereglerschnittstelle 14a mit dem Laderegler 10 und dem Zähler 8 verbunden ist, als auch die Betreiberschnittstelle 14b aufweist.
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In Ergänzung zu der Ladestation 2 gemäß der 1 weist die Ladestation 2 gemäß der 2 eine zusätzliche Schnittstelleneinrichtung 16 auf. Die Schnittstelleneinrichtung 16 ist mit der Betreiberschnittstelle 14b des Kommunikationsmoduls 14 verbunden. Über die Betreiberschnittstelle 14b tauscht die Schnittstelleneinrichtung 16 Ladesteuerbefehle mit dem Kommunikationsmodul 14 aus. Diese Kommunikation kann bidirektional sein. Die Betreiberschnittstelle 14b ist derart implementiert, dass sie mit einem betreiberspezifischen Protokoll operiert. Die Befehle entsprechen somit dem betreiberspezifischen Protokoll.
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Die Schnittstelleneinrichtung verfügt über Mittel, das von der Betreiberschnittstelle 14 betriebene Protokoll autark zu ermitteln. Dies kann beispielsweise durch Auswertung von Datentelegrammen sein, die die Schnittstelleneinrichtung 16 von der Betreiberschnittstelle 14b empfängt. Auch ist es möglich, dass in der Schnittstelleneinrichtung 16 vorgegeben ist, welches Protokoll die Betreiberschnittstelle 14 unterstützt.
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Entsprechend dem Protokoll der Betreiberschnittstelle 14b kann ein Satz Protokollparameter in der Schnittstelleneinrichtung 16 angesprochen werden, mit denen eine Umsetzung in ein zweites Protokoll erfolgt, welches mit einer Zentrale 18 vereinbart wurde.
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Befehle, die von der Zentrale 18 empfangen werden, als auch Befehle, die an die Zentrale 18 übermittelt werden, können gemäß einem zweiten Protokoll definiert sein. Mit Hilfe des Satzes der Protokollparameter können die Befehle in dem zweiten Protokoll in die Befehle, welche die Betreiberschnittstelle 14b versteht umgesetzt werden und umgekehrt.
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In der Schnittstelleneinrichtung 16 ist eine Funkschnittstelle vorgesehen, mit deren Hilfe eine drahtlose Kommunikation über ein Weitverkehrsnetz 20 mit einer Zentrale 18 möglich ist.
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3 zeigt eine Ladestation 2 im Sinne der 2. Zusätzlich zu der Anbindung der Schnittstelleneinrichtung 16 an die Betreiberschnittstelle 14b verfügt die Schnittstelleneinrichtung 16 über einen Anschluss für ein Bezahlterminal 22. Ein Bezahlterminal 22 kann aus einem Kryptoprozessor 22a sowie einer Benutzerschnittstelle 22b gebildet sein. Über das Bezahlterminal 22 kann ein Bezahlungsvorgang, beispielsweise mit einer Kreditkarte oder eine EC-Karte abgewickelt werden. Hierzu kann über die Nutzerschnittstelle die Kartennummer oder andere Kartendaten als auch eine persönliche Identifikationsnummer des Nutzers abgefragt werden. In dem Kryptochip 22a kann die Zulässigkeit der Transaktion überprüft werden und bei einer erfolgreichen Transaktion kann der Kryptochip 22a ein Bezahlsignal an die Schnittstelleneinrichtung 16 übermitteln.
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Beim Empfang einer solchen Information kann die Schnittstelleneinrichtung 16 unter Vermittlung zwischen der Zentrale 18 und dem Kommunikationsmodul 14 einen Ladevorgang anstoßen. Insbesondere kann die Dauer eines Ladevorgangs, der Umfang eines Ladevorgangs als auch der Ladevorgang selbst, also dessen Start und Ende entsprechend der Information von dem Kryptochip 22a bzw. dem Bezahlsignal durch die Schnittstelleneinrichtung 16 etabliert werden. Die Kommunikation zwischen der Zentrale 18 und dem Kommunikationsmodul 14 wird dabei durch die Schnittstelleneinrichtung 16 entsprechend der vorgegebenen Protokolle angepasst.
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Eine Schnittstelleneinrichtung 16 ist in der 4 dargestellt. Die Schnittstelleneinrichtung 16 verfügt über einen Mikroprozessor 16a, welcher die Funktionalität der Schnittstelleneinrichtung 16 zur Verfügung stellt.
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Der Mikroprozessor 16a ist mit den Schnittstellen 16b und 16c verbunden. Die Schnittstelle 16b operiert in einem ersten Protokoll, um mit der Betreiberschnittstelle 14b zu kommunizieren. Die Schnittstelle 16c operiert in einem zweiten Protokoll, um mit der Zentrale 18 zu kommunizieren. Die zwischen den Schnittstellen 16b und 16c ausgetauschten Signale werden durch den Mikroprozessor 16a hinsichtlich ihres Protokolls umgesetzt. Hierzu kann der Mikroprozessor 16a insbesondere auf einen Speicher 16d zugreifen, in dem Sätze von Protokollparametern hinterlegt sind.
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Die Schnittstelle 16c ist vorzugsweise eine Funkschnittstelle, welche eine Kommunikation mit einem Mobilfunknetz ermöglicht. Für diese Kommunikation ist eine Authentifizierung und Autorisierung in dem Mobilfunknetz notwendig, welche über ein in der Schnittstelleneinrichtung 16 angeordnetes Subscriber Identity Module (SIM) 24 ermöglicht wird. Auf diesem SIM 16 können Nutzerdaten, Kryptodaten, Zugangsdaten und dergleichen hinterlegt sein, mit denen der Mikroprozessor 16a über die Schnittstelle 16c eine Kommunikation mit dem Mobilfunknetz etablieren kann.
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Neben den Schnittstellen 16b und 16c verfügt die Schnittstelleneinrichtung 16 über einen Anschluss 16e zum Anschluss an ein Bezahlterminal 22. Die Kommunikation zwischen dem Bezahlterminal 22 und der Schnittstelleneinrichtung 16 wird auch durch den Mikroprozessor 16a gesteuert, wobei auch hier auf einen nicht dargestellten Speicher mit verschiedenen Protokollparametern zugegriffen werden kann, um unterschiedlichste Protokolle für verschiedenste Bezahlterminals zu unterstützen.
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5 zeigt einen Speicher 16d mit unterschiedlichen Protokollparametersätzen. Zunächst sind für die zwei zu unterstützenden Protokolle jeweils Spalten P1 und P2 vorgesehen. Das Protokoll P1 dient beispielsweise zur Kommunikation mit der Betreiberschnittstelle 14b und das Protokoll P2 dient zur Kommunikation mit der Zentrale 18.
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Es ist denkbar, dass verschiedene Betreiberschnittstellen 14b jeweils mit dem OCPP Protokoll implementiert sind, wobei das OCPP Protokoll gegebenenfalls in unterschiedlichen Ausgestaltungen implementiert sein kann. Die unterschiedlichen Ausgestaltungen des OCPP Protokolls sind in der 5 durch die Protokollparametersätze A, A' und A'' dargestellt. Somit ist für ein gleiches Protokoll eine Mehrzahl von Protokollparametersätzen in dem Speicher 16d hinterlegt. Zu erkennen ist, dass für jeden hinterlegten Protokollparametersatz A, A', A'' jeweils ein korrespondierender Protokollparametersatz B hinterlegt ist, mit dem die Signale in einem der Protokolle A, A', A'' in Signale in ein Protokoll B für die Zentrale 18 umgewandelt werden. Dabei ist ausgangsseitig, d. h. auf der Kommunikationsstrecke zwischen der Zentrale 18 und der Schnittstelleneinrichtung 16 stets das gleiche Protokoll durch einen Protokollparametersatz B implementiert, wohingegen eingangsseitig für ein Protokoll unterschiedlichste Protokollparametersätze A, A', A'' hinterlegt sein können.
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Auch gezeigt ist, dass ein zusätzliches Protokoll A2 unterstützt sein kann, welches gegebenenfalls anders ist, als das OPCC Protokoll. Auch dieses Protokoll kann umgesetzt werden in ein Protokoll gemäß dem Protokollparametersatz B zur Kommunikation mit der Zentrale 18.
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In dem Speicher 16d können auch weitere Speicherplätze vorgesehen sein, um weitere Implementierung anderer oder ähnlicher Protokolle zu ermöglichen.
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Wie eingangs bereits erläutert, kann eine Protokollumsetzung auch dergestalt sein, dass unterschiedliche Protokollparametersätze B vorgesehen sind, so dass auch unterschiedlichste Betreiber mit verschiedenen Protokollen unterstützt werden. Über ein Firmware-Update oder eine Aktualisierung von Zeilen in dem Speicher 16d können unterschiedlichste Protokolle auch nachträglich unterstützt werden.
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Mit Hilfe der gegenständlichen Ladestation bzw. des gegenständlichen Verfahrens als auch der gegenständlichen Schnittstelle ist es möglich, die Interoperabilität zwischen verschiedenen Zentralen und verschiedenen Ladestationen zu erhöhen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Ladestation
- 4
- Energieversorgungsnetz
- 6
- Sicherung
- 8
- Zähler
- 10
- Laderegler
- 12
- Anschluss
- 14
- Kommunikationsmodul
- 14a
- Ladereglerschnittstelle
- 14b
- Betreiberschnittstelle
- 16
- Schnittstelleneinrichtung
- 16a
- Mikroprozessor
- 16b
- Schnittstelle
- 16c
- Schnittstelle
- 16d
- Speicher
- 16e
- Anschluss
- 18
- Zentrale
- 20
- Weitverkehrsnetz
- 22
- Bezahlterminal
- 24
- Subscriber Identity Module
- P1
- erstes Protokoll
- P2
- zweites Protokoll
- A, A', A'', A2
- Protokollparametersatz
- B
- Protokollparametersatz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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