-
Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf ein Verfahren zum effizienten elektrischen Laden von mehreren Fahrzeugen an jeweils einer Ladestation sowie eine entsprechend eingerichtete Systemanordnung aufweisend eine Ladestation. Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren beziehungsweise der vorgeschlagenen Systemanordnung ist es möglich beispielsweise Autobatterien batterieschonend und dennoch effizient zu laden. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass der bereitgestellte elektrische Strom optimal auf die einzelnen Fahrzeuge verteilt werden kann und zudem beispielsweise zu Zeiten abgegeben werden kann, an denen Strom besonders billig beziehungsweise CO2-effizient erzeugt werden kann.
-
DE 10 2012 014 456 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Aufladestation, die zum elektrischen Laden eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs ausgelegt ist, wobei das Fahrzeug zum Laden an die Aufladestation angekoppelt wird, wobei von dem Fahrzeug wenigstens ein erster Ankoppelzeitpunkt des Fahrzeugs an die Aufladestation, und von der Aufladestation wenigstens ein zweiter Ankoppelzeitpunkt des Fahrzeugs an die Aufladestation erfasst und dokumentiert wird.
-
DE 10 2010 018 577 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Aufladestation mit einem bekannten geographischen Ort, die zum elektrischen Aufladen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs ausgestaltet ist, welche umfasst, dass eine erste Botschaft von einem betreffenden Fahrzeug an einen Fernzugriffsserver übermittelt wird, wobei die erste Botschaft geographische Ortsinformationen enthält.
-
Gemäß herkömmlicher Verfahren ist es bekannt elektrische Autos an Ladestationen derart zu beladen, dass ein vorhandener elektrischer Strom beziehungsweise elektrische Energie auf mehrere Autos aufgeteilt werden kann. So ist es beispielsweise möglich mehrere Fahrzeuge an Ladestationen elektrisch mittels eines Ladekabels an der jeweiligen Ladesäule anzukoppeln und Strom abzugreifen. Hierbei ist es bekannt, dass es während dem Aufladen zu sogenannten Ladepausen kommen kann. Hierbei ist es jedoch besonders nachteilig, dass mittels willkürlicher Ladezeiten das effiziente Aufladen der Autobatterie verhindert wird. Ferner ist ein erhöhter Verschleiß der Autobatterie möglich, da die abwechselnden Aufladezyklen und Ladepausen die Leistungsfähigkeit des Akkus beziehungsweise der Autobatterie mit der Zeit verringern. Dies ist insbesondere deshalb zu vermeiden, da bei Autobatterien ein erheblicher technischer Aufwand betrieben werden muss, um eine solche Batterie bereitzustellen.
-
Weiterhin ist es bekannt einen Ladevorgang nach einem Anstecken des Autos mittels des Ladekabels an einer Ladesäule unmittelbar auf zu laden. Hierbei ist es jedoch möglich, dass vorab bereits Ladephasen bekannt sind und somit nicht auf eine verfügbare Energiemenge Rücksicht genommen wird, sondern es erfolgt ein sofortiges Laden bis zu einem aufgeladenen Zustand der Batterie. Daraufhin erfolgt ein Abbrechen des Ladevorgangs. Dies ist insbesondere deshalb nachteilig, da die Verfügbarkeit einer vorhandenen Energiemenge variieren kann und somit nicht der gesamte Ladezyklus ausgeschöpft wird, sondern vielmehr wird stets lediglich nur zu Beginn des Ladezyklus geladen und die Zeit nach einem vollständigen Aufladen der Autobatterie verrinnt ungenutzt, obwohl das Auto noch mit der Ladesäule verbunden wäre.
-
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren beziehungsweise eine Ladestationsanordnung bereitzustellen, welche es ermöglicht beispielsweise eine Autobatterie sowohl energieeffizient als auch batterieschonend zu laden. Insbesondere soll ein entsprechendes Verfahren bereitgestellt werden, welches nicht lediglich ein einzelnes Fahrzeug bei einem Ladevorgang berücksichtigt, sondern vielmehr mehrere Fahrzeuge in Abhängigkeit einer zur Verfügung stehenden Energiemenge auflädt. Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein entsprechend eingerichtetes Computerprogrammprodukt bereitzustellen, das Steuerbefehle aufweist, welche das vorgeschlagene Verfahren implementieren beziehungsweise die vorgeschlagene Systemanordnung betreiben.
-
Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Demgemäß wird ein Verfahren zum effizienten elektrischen Laden von mehreren Fahrzeugen an jeweils einer Ladestation vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte eines Unterteilens mindestens einer vorbestimmten zeitlichen Ladephase in disjunkte, diskrete Zeiteinheiten. Ferner erfolgt eine Zuweisung jeweils eines Ladevorgangs an die jeweils einzelnen diskreten Zeiteinheiten. Ferner ist ein Bereitstellen eines Ladeplans vorgesehen, der die Zeiteinheiten mitsamt jeweiligen Ladevorgängen spezifiziert.
-
Somit wird erfindungsgemäß eine effiziente Zuordnung von Fahrzeug zu Ladesäule bewerkstelligt. Die mehreren Fahrzeugen sind jeweils einer Ladestation zuzuordnen und sind einer Ladesäule zuzuordnen, falls die Ladestation mehrere Ladesäulen betreibt.
-
Bei einem elektrischen Laden von mehreren Fahrzeugen handelt es sich um ein elektrisches Laden jeweils der Batterie beispielsweise eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs. Somit werden ein oder mehrere Elektrofahrzeuge, vorzugsweise Elektroautos, an jeweils einer Ladestation aufgeladen. Somit wird eine Mehrzahl an Ladestationen bereitgestellt, wobei jede einzelne Ladestation eingerichtet ist, eines der Fahrzeuge elektrisch zu beladen. Hierbei erkennt der Fachmann weitere technische Vorrichtungen, welche zur Implementierung der vorgeschlagenen Erfindung notwendig sind. Dies sind beispielsweise typische Ladekabel wie sie gemäß bekannter Verfahren implementiert sind. Insbesondere können bereits bestehende Standards für Ladestecker erfindungsgemäß weiter verwendet werden.
-
Insbesondere ist es vorteilhaft, dass erfindungsgemäß auch ein einzelnes Fahrzeug besonders vorteilhaft aufgeladen werden kann. Ist nur ein einziges Fahrzeug aufzuladen, so besteht auch lediglich eine einzige Ladephase. Eine Ladephase beschreibt typischerweise den Vorgang eines elektrischen Koppelns der Autobatterie mit der Ladestation. Somit soll erfindungsgemäß mit der Ladephase nicht lediglich diejenige Phase bezeichnet werden, die tatsächlich ein Laden der Autobatterie mit sich führt. Vielmehr kann eine Ladephase auch in eine Aufladephase, eine Ladepause sowie eine Abladephase beziehungsweise ein Zurückspeisen unterteilt werden. Wird beispielsweise ein elektrisches Fahrzeug, also ein Elektromobil, über Nacht an eine Steckdose angeschlossen, so wird die Ladephase als diejenige Phase bezeichnet, zwischen dem Anstecken und dem Abkoppeln beziehungsweise Abstecken des Fahrzeugs am nächsten Morgen. Wird beispielsweise ein Elektromobil um 8 Uhr am Abend an eine Steckdose angesteckt und um 8 Uhr am Morgen wieder abgekoppelt, so dauert die Ladephase 12 Stunden. Hierbei ist es jedoch typischerweise nicht notwendig, dass während der ganzen Ladephase ein Aufladen erfolgt. Typischerweise besteht die Ladephase auch aus Ladepausen oder gar aus Rückspeisungsvorgängen.
-
Somit ist auch die zeitliche Ladephase vorbestimmt. So kann beispielsweise erkannt werden, dass stets das Auto um 8 Uhr abends abgestellt wird und um 8 Uhr morgens fortbewegt wird. Somit ist auch die zeitliche Ladephase vorbestimmt. Insbesondere ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, dass Abweichungen ebenfalls toleriert werden können. Somit handelt es sich um eine im Wesentlichen vorbestimmte zeitliche Ladephase. Auch kann die vorbestimmte zeitliche Ladephase als eine zu erwartende Ladephase beschrieben werden. So ist es beispielsweise möglich, dass in einem Auto bereits eine Abfahrtszeit einprogrammiert ist. Dies kann beispielsweise durch eine Nutzereingabe erfolgen. Ferner kann beispielsweise mittels einer Benutzerschnittstelle vorab eingestellt werden, wie lang die Ladephase dauern soll. Somit ist also im Wesentlichen bekannt, wie lang eine Kopplung zwischen dem Elektrofahrzeug und der Ladestation besteht.
-
Die zeitliche Ladephase wird in disjunkte, diskrete Zeiteinheiten unterteilt. Dies heißt also, dass die Ladephase in eine bestimmte Anzahl von Zeitintervall- beziehungsweise Zeitspannen unterteilt wird, welche sich gegenseitig nicht überlappen. Disjunkt heißt also, dass weder Überlappungen, noch Zwischenräume zwischen den Zeiteinheiten bestehen. So ist es beispielsweise möglich äquidistante Zeiteinheiten zu generieren. Dauert die Ladephase beispielsweise 12 Stunden, so kann die Ladephase auch in zwölf disjunkte, diskrete Zeiteinheiten von jeweils einer Stunde unterteilt werden. Liegen nunmehr die einzelnen disjunkten, diskreten Zeiteinheiten vor, so werden diesen jeweils ein Ladevorgang beziehungsweise eine Ladeoperation zugewiesen. Ein Ladevorgang beziehungsweise eine Ladeoperation kann beispielsweise ein Aufladen, eine Ladepause oder ein Rückspeisen umfassen. Das Zuweisen jeweils eines Ladevorgangs kann derart erfolgen, dass der Ladesäule beziehungsweise der Ladestation der jeweilige Ladevorgang zugewiesen wird oder aber auch dem Fahrzeug kann ein solcher Ladevorgang zugewiesen werden. Beispielsweise wird einer Ladestation mitgeteilt, wann diese das angeschlossene Fahrzeug aufladen soll beziehungsweise wann kein Aufladen erfolgen soll oder aber auch wann ein Rückspeisen von Energie aus dem Fahrzeug in die Ladestation erfolgen soll. Bezüglich dem Fahrzeug kann analog hierzu spezifiziert werden, wann das Fahrzeug beziehungsweise die Fahrzeugbatterie elektrische Energie von der Ladestation beziehen soll, wann keine Energie bezogen werden soll beziehungsweise wann Energie von der Autobatterie an die Ladestation übermittelt werden soll.
-
Erfindungsgemäß ist es besonders vorteilhaft, dass das vorgeschlagene Verfahren sowohl auf die Ladestation als auch an das jeweils angeschlossene Fahrzeug angewendet werden kann. Dies ist deshalb der Fall, da ein Ladevorgang immer von den beiden Teilnehmern, Ladestation und Fahrzeug, initiiert und durchgeführt werden muss. So kann das Verfahren beispielsweise derart durchgeführt werden, dass die Ladestation die Ladevorgänge bestimmt beziehungsweise, dass das Fahrzeug die Ladevorgänge bestimmt. Hierzu ist es lediglich erforderlich, dass die Ladestation Energie vorrätig hält und das Fahrzeug auch eingerichtet ist diese aufzunehmen. Ferner ist es auch möglich eine zentrale Steuereinheit vorzusehen, welche die jeweiligen Ladevorgänge bei der Ladestation und/oder dem Fahrzeug initiiert, durchführt und beendet.
-
Bei dem Bereitstellen des Ladeplans erfolgt ein Zuweisen der Ladevorgänge an die jeweilige Ladestation beziehungsweise das Fahrzeug in Abhängigkeit eines bereitgestellten Ladeplans. Somit werden also erfindungsgemäß bekannte Ladestationen beziehungsweise Ladeanordnungen mit einem intelligenten Steuersystem derart aufgerüstet, dass in vorteilhafter Weise das Aufladen, Entladen und Pausieren durchgeführt werden kann. Insbesondere ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich bekannte Ladestationen beziehungsweise Ladeanordnungen weiter zu verwenden und diese lediglich gemäß dem vorgeschlagenen Ladeplan anzusteuern.
-
Der Ladeplan kann beispielsweise vorsehen, dass bei einer bestimmten Anzahl von Zeiteinheiten ebenfalls eine gewisse Anzahl bestimmter Ladevorgänge vorgesehen sein müssen. So ist es beispielsweise möglich, den Ladeplan mittels einer Tabelle bereitzustellen, welche spezifiziert, wie lang die einzelnen Zeiteinheiten sind beziehungsweise in welcher Abfolge die einzelnen Ladevorgänge zugewiesen werden. Beispielsweise kann definiert werden, dass eine vorhandene Ladephase einfach äquidistant in zehn Zeiteinheiten unterteilt wird. Ferner kann auch berechnet werden, wie lang die angeschlossene Fahrzeugbatterie benötigt, um voll aufgeladen zu werden. Hierbei kann dann die Menge der Zeiteinheiten derart bestimmt werden, dass diese aus einer einzelnen Ladepausephase bestehen und die restlichen Zeiteinheiten jeweils Aufladephasen bilden. Entsprechende Beispiele sind in den Figuren gezeigt.
-
Wird der Ladeplan nicht dynamisch zur Laufzeit, das heißt bei einem Einstecken des Fahrzeugs an der Ladestation errechnet, so kann dieser statisch mit vorbestimmten Werten bereitgestellt werden. Hierbei ist es möglich, anhand allen möglichen zeitlichen Ladephasen und Batterieladeständen empirisch zu ermitteln, wie ein Ladeplan zu erstellen ist. Beispielsweise kann bereits vor einem Laden spezifiziert werden, wie lange die einzelnen Zeiteinheiten bei einer gewissen zeitlichen Ladephase ausgestaltet sein müssen. Ferner können vorbestimmte Lademuster, also Abfolgen von Ladevorgängen, mittels des Ladeplans bereitgestellt werden. Somit ist es möglich, empirisch ermittelte und bereits vor dem Laden getestete Ladepläne anzuwenden.
-
Das Bereitstellen des Ladeplans kann entweder an mindestens einer Ladestation oder an mindestens einem Fahrzeug erfolgen. Hierbei kann bereits berücksichtigt werden, ob ein oder mehrere Ladestationen in dem Ladeplan berücksichtigt werden beziehungsweise ein oder mehrere Fahrzeuge. So kann beispielsweise vorab bestimmt werden, dass an mehrere Ladestationen, welche eine Ladeanlage bilden, der Ladeplan übermittelt wird. Ferner kann auch geographisch ermittelt werden, welche Fahrzeuge sich an bestimmten Ladestationen befinden und diese können dann mittels des übermittelten Ladeplans angesteuert werden. Besonders vorteilhaft ist es den Ladeplan mittels einer Luftschnittstelle bereitzustellen oder aber auch im Falle eines Bereitstellens an die Ladestation mittels einer Kabelverbindung. Ferner ist es möglich, dass die Ladestationen untereinander kommunizieren, dass die Autos untereinander kommunizieren und insbesondere, dass Autos und Ladestationen miteinander kommunizieren. Somit ist es erfindungsgemäß möglich, dass die Ladestationen in einem Zusammenwirken mit den aufzuladenden Fahrzeugen den Ladeplan erstellen.
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Ladevorgang als ein Aufladen, eine Ladepause oder ein Rückspeisen durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass je Ladephase eine Abfolge von Aufladen, Pause oder Rückspeisen erzeugt werden kann. Somit ist es besonders vorteilhaft, dass jede Ladephase in Abhängigkeit beispielsweise eines vorhandenen Energiespeichers beziehungsweise eines Ladestands eines Fahrzeugs die jeweils benötigten Ladevorgänge zugewiesen bekommt. Somit kann eine Ladephase jeweils eine bestimmte Anzahl an Ladevorgängen aufweisen. Hierbei sind jegliche Kombinationen denkbar, da beispielsweise ein Fahrzeug aufgeladen werden kann, wenn der bereitzustellende Strom besonders günstig, das heißt mit wenig technischem Aufwand bereitgestellt werden kann und ein Rückspeisen in der gleichen Ladephase derart erfolgt, dass bei teuren Verbrauchspreisen ein Bereitstellen des aufgeladenen Stroms mittels Rückspeisung in die Ladestation bereitgestellt werden kann. Somit können auch Energiespitzen gemindert werden. Ferner ist es besonders vorteilhaft, dass eine Ladepause dann vorgesehen werden kann, wenn der Strom besonders teuer ist. Wird der Strom zu einer späteren Zeiteinheit wieder günstiger, so kann die Ladepause beendet werden und es erfolgt wiederum ein Aufladen.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zwischen zwei Ladepausen je Ladephase eine oder mehrere Zeiteinheiten vorgesehen, die ein Laden vorsehen. Dies hat den Vorteil, dass auch mehrere Zeiteinheiten zwischen Ladepausen vorzusehen sind, derart dass kein stetiges Wechseln von Ladepause zu Aufladephase erfolgt. Somit ist es möglich, eine Lebensdauer eines Akkus beziehungsweise einer Fahrzeugbatterie derart zu erhöhen, dass diese längere Verwendung finden kann. Ein stetiges Wechseln von Ladepausen und Rückspeisungs- beziehungsweise Aufladevorgängen verkürzt hingegen womöglich (je nach verwendeter Batterietechnologie) die Lebensdauer.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird je Ladephase nur eine Ladepause zugewiesen. Dies hat den Vorteil, dass die Ladepause derart ausgestaltet werden kann, dass lediglich eine einzige Ladepause vorzusehen ist und wiederum die Lebensdauer des Energiespeichers erhöht wird. Insbesondere ist es vorteilhaft die Ladepausen mehrerer Fahrzeuge derart abzugleichen, dass diese beispielsweise sehr homogen Energie benötigen. Auch muss die Ladepause nicht zwingendermaßen nach einem Aufladevorgang angeordnet sein. Beispielsweise kann sich die Ladepause auch zwischen zwei Aufladevorgängen befinden oder aber auch am Anfang. Somit kann wiederum zielgerichtet Energie angefragt beziehungsweise bereitgestellt werden.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Zeiteinheiten derart bestimmt, dass eine entladene Energiemenge der mindestens einen Ladestation einer rückgespeisten Energiemenge entspricht. Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass falls eine Zuweisung vom Fahrzeug an die Ladestation nicht möglich war, dadurch keine Energiemenge abgegeben wurde, dass bereits kleine unvermeidbar geflossene Energiemengen wieder zurückgeladen werden. Typischerweise bedarf es der Ladestation eine gewisse Zeit das Fahrzeug zu erkennen, um einen Abbuchungsvorgang starten zu können, bei dem der entnommene Strom dem Fahrzeughalter berechnet wird. Wird jedoch vor einem Identifizieren die Verbindung gekappt, so ist bereits Strom geflossen, der im Nachhinein nicht zuordenbar ist und somit auch nicht bezahlt wird. Somit ist es erfindungsgemäß möglich auch Strom der entnommen wurde, auch wieder zurück zu speisen. Gemäß einem weiteren Anwendungsszenario möchte ein Fahrer sein Fahrzeug gar nicht laden, sondern kann dadurch Geld verdienen beziehungsweise die Umwelt schonen, dass er zu teureren Zeiten, das heißt, wenn der Energiepreis hoch ist, Energie bereitstellt und im Nachhinein zu billigeren Zeiten, das heißt wenn der Energiepreis niedrig ist, wieder Energie bezieht. Somit ist der Batteriestand bei einem Anstecken des Fahrzeugs an die Ladestation gleich dem Batteriestand bei einem Abkoppeln des Fahrzeugs an der Ladestation. Vorteil hierbei ist wiederum, dass zu Bedarfsspitzen Energie in ein Energienetz bereitgestellt werden kann.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Zeiteinheiten in Abhängigkeit einer Anzahl zu ladender Fahrzeuge zugewiesen. Dies hat den Vorteil, dass falls besonders viele Fahrzeuge an den Ladestationen angekoppelt werden, keine Entnahmen erfolgen, das heißt also, kein Aufladen aller Fahrzeuge, sondern dass vielmehr diejenigen Fahrzeuge, welche einen hohen Batteriestand haben, Energie in das Netz einspeisen, damit die diejenigen mit niedrigem Batteriestand Strom entnehmen können.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Zeiteinheiten in Abhängigkeit eines technischen Aufwands der Energieerzeugung zugewiesen. Dies hat den Vorteil, dass falls der Strom besonders teuer ist beziehungsweise besonders viel CO2 erzeugt werden muss, vorzugsweise Rückspeisungen stattfinden, und falls viel Energie, beispielsweise aus erneuerbaren Energiequellen vorliegt Strom entnommen werden kann.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt die Ladephase die zeitliche Bereitstellung elektrischer Energie durch mindestens eine Ladestation und/oder die Energieaufnahme durch mindestens ein Fahrzeug an. Dies hat den Vorteil, dass das vorgeschlagene Verfahren sowohl auf eine oder mehrere Ladestationen als auch ein oder mehrere Fahrzeuge angewendet werden kann. Somit lassen sich auch erfindungsgemäß bekannte Elektrofahrzeuge beziehungsweise bekannte Ladestationen in besonders vorteilhafter Weise ansteuern.
-
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Ladeanordnung zum effizienten elektrischen Laden von mehreren Fahrzeugen an jeweils einer Ladestation, aufweisend eine Unterteilungseinheit, die eingerichtet ist zum Unterteilen mindestens einer vorbestimmten zeitlichen Ladephase in disjunkte, diskrete Zeiteinheiten. Ferner ist eine Steuereinheit vorgeschlagen, welche eingerichtet ist zum Zuweisen jeweils eines Ladevorgangs an die jeweils einzelnen diskreten Zeiteinheiten. Ferner wird eine Schnittstelleneinheit vorgeschlagen, welche eingerichtet ist zum Bereitstellen eines Ladeplans, der die Zeiteinheiten mitsamt jeweiligen Ladevorgängen spezifiziert.
-
Die vorgeschlagene Ladeanordnung kann derart implementiert werden, dass ein oder mehrere Ladestationen vorgesehen sind, an denen Fahrzeuge aufgeladen werden können. Ferner ist eine zentrale Steuereinheit, beispielsweise ein Server, vorzuhalten, welcher die Unterteilungseinheit, die Steuereinheit und die Schnittstelleneinheit bereitstellt. Ferner ist es jedoch auch möglich die vorgeschlagenen Einheiten in der Ladestation beziehungsweise in einem Fahrzeug anzuordnen. Der Fachmann erkennt hier weitere notwendige Komponenten, welche notwendig sind, um die Erfindung zu implementieren. Beispielsweise sind entsprechende Datenspeicher vorzuhalten sowie Kommunikationseinrichtungen.
-
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Computerprogrammprodukt mit Steuerbefehlen, welche das Verfahren nach einem der vorgenannten Aspekte implementieren.
-
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der beigefügten Figuren erläutert. Es zeigt:
-
1: einen Ladeplan mit jeweils einer Ladepause gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
-
2: einen Ladeplan mit jeweils einer Ladepause gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung;
-
3: einen bereitgestellten Ladeplan mit einer Abfolge von Aufladevorgängen und Rückspeisungsvorgängen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
-
4: einen bereitgestellten Ladeplan mit einer Abfolge von Aufladevorgängen und Rückspeisungsvorgängen gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung;
-
5: einen Ladeplan mit Aufladevorgängen, Ladepausen und Rückspeisungsvorgängen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
-
6: ein Gruppieren von aufzuladenden Fahrzeugen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung; und
-
7: eine parallele Stimulation einzelner Fahrzeuggruppen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
-
In den vorliegenden Figuren sind diverse Ladepläne gezeigt, welche sich beispielsweise für Ladesäulen L1, L2 oder L3 eignen. Ferner eignen sich diese für entsprechende Fahrzeuge, wie sie beispielsweise in 3 als F1, F2 und F3 angezeigt sind. Ferner sind Zeiteinheiten gezeigt, welche mit T abgekürzt sind.
-
Beispielsweise zeigt 7 acht Fahrzeuge und neun Zeiteinheiten T0–T8. Ferner sind in den Ladeplänen Ladevorgänge eingetragen wie beispielsweise eine Ladepause 1, einen Aufladevorgang 2 sowie einen Rückspeisevorgang 3.
-
Die vorgeschlagene Erfindung ist gegenüber dem Stand der Technik besonders vorteilhaft, der ein bestimmtes Muster beziehungsweise eine gewisse Signalfolge vorsieht. Diese dient der Stimulation einer zu erwartenden Reaktion anhand welcher eine eindeutige Zuordnung möglich ist. Der Stand der Technik geht jedoch nicht auf die Bestimmung des Signal-Musters ein. Ungeeignete Signal-Muster können hierbei jedoch zu einem schnelleren Defekt von Ladeelektronik beziehungsweise kürzeren Lebensdauern von Batterien führen.
-
Erfindungsgemäß werden Ladepläne derart erstellt, dass es höchstens eine Ladepause pro Fahrzeug gibt, sodass die Ladeelektronik eines Fahrzeugs möglichst geschont wird. Im einfachsten Fall werden die Ladeslots versetzt eingeplant. Dies wird in einem ausreichenden Abstand gemacht, sodass eine eindeutige Zuweisung möglich ist. Eine Möglichkeit zur Planung von Signal-Mustern ist in 1 gezeigt.
-
Auch in 2 ist ein Ladeplan gezeigt, der gewährleistet, dass lediglich eine Ladepause pro Ladephase stattfindet. Alternativ können auch andere Arten von Ladeplänen generiert werden, bei denen mehr Ladepausen erlaubt sind, die jedoch eine gewisse maximale Anzahl von Ladepausen pro Ladevorgang vorsehen, sodass die Ladeelektronik beziehungsweise Batterie möglichst geschont wird.
-
3 zeigt einen Ladeplan, der sowohl Aufladevorgänge 2 vorsieht als auch Rückspeisungsvorgänge 3. Sofern eine Stimulation mittels Ladeleistung hervorgerufen wird beziehungsweise hervorgerufen werden soll, welche am Anfang ohne eindeutige Assoziation nicht verrechnet werden kann, so ist es denkbar die aufgenommene Energie wieder einzuspeisen. Hierbei könnte beziehungsweise sollte die aufgenommene Leistung der abgegebenen Leistung entsprechen. Hierbei sollte oder könnte eine Mechanismus auf der Fahrzeugseite oder auf Seite der Ladesäule dafür sorgen, dass entweder
- 1. Das Fahrzeug keinesfalls oder nur minimal weniger Energie hat als es vor dem Anstecken des Ladekabels hatte, selbst wenn das Fahrzeug plötzlich abgesteckt wird, oder
- 2. Aus Sicht des Ladesäulenbetreibers könnte es aber auch erforderlich sein, dass die Ladesäule keinesfalls oder nur minimal mehr Ladeleistung hergibt, als sie aufgenommen hat. Des Weiteren kann gerade dann eine primäre Einspeisung notwendig sein, falls das Fahrzeug beispielsweise bereits vollgeladen ist.
-
Somit können mit diesem Mechanismus auch mit voller Batterie angeschlossene Fahrzeuge eindeutig einer Ladesäule zugewiesen werden. Ein solches Szenario ist beispielsweise in 4 gezeigt. Des Weiteren können auf diese Art und Weise erleichtert mehrere unterschiedliche Ladeleistungen parallel genutzt werden.
-
5 zeigt einen Ladeplan, in dem die Rückspeisungsvorgänge der Anzahl nach den Ladepausen entsprechen, damit während Assoziationsprozessen die Gesamtenergiebilanz innerhalb eines Netzes gleich bleibt und beispielsweise nicht zwingend Energie teurer gewonnen oder Energie billig eingespeist wird, kann die Einplanung von Fahrzeugen beziehungsweise Ladestationen derart gemacht werden, dass die Energiebilanz plus minus Null ist.
-
6 zeigt ein Einteilen von Fahrzeugen in Fahrzeuggruppen. Die Performance eines Assoziationsverfahrens kann derart verbessert werden, dass möglichst früh nach Gruppen unterteilt wird. Die Gruppen können dann unabhängig voneinander stimuliert werden, wobei Schnittmengen der Gruppen zu berücksichtigen sind. In der vorliegenden 6 sind beispielsweise Fahrzeuge F1–F8 gezeigt, die zu einem gewissen Zeitpunkt zu laden sind, zu entladen sind beziehungsweise pausiert werden sollen. Hierbei kann es jedoch auch Überschneidungen geben, wie beispielsweise bei F3. Dieser kann entweder entladen oder pausiert werden.
-
7 zeigt eine parallele Stimulation beziehungsweise einen entsprechenden Ladeplan. Zum Zeitpunkt T3 sollen beispielsweise eindeutige Zuordnungen vorhanden sein: F1, F2, F4, F5, F7, F8. Die verbleibenden Gruppen F3 und F6 können wahlweise einem Ladevorgang, einem Entladevorgang beziehungsweise einer Pause zugeordnet werden. Hierbei ist es denkbar mit weiteren Leistungsstufen zu arbeiten, sodass bei n-Assoziierungsschritten der Aufwand auf O (1) reduziert werden kann. Die vorliegende Erfindung erweitert den Stand der Technik dahin gehend, dass eine hohe Lebensdauer der Ladeelektronik und der Batterie gewährleistet wird. Bei der Berechnung eines Ladeplans werden verschiedene Kriterien berücksichtigt, wie zum Beispiel die folgenden Fahrzeugeinstellungen:
- – „Sofort-Laden“
- – „ToU-Laden“; dies sorgt für ein günstiges Ladefenster mit Start- und Endzeit für unterschiedliche Tage
- – „Abfahrts-SoC“, welcher zur Abfahrtszeit erreicht sein muss
- – „Safety-SoC“, der sofort geladen werden soll, damit so schnell wie möglich eine Mindestreichweite gegeben ist.
-
Die intelligente Steuerung und Erstellung von Ladeplänen kann beispielsweise monetäre oder CO2-Kosten berücksichtigen. Eine intelligente Ladesteuerung kann auch notwendig sein, um beispielsweise Schieflasten zu vermeiden.
-
Somit wird erfindungsgemäß ein Verfahren beziehungsweise eine Systemanordnung vorgeschlagen, die beispielsweise eine Autobatterie besonders effizient lädt und hierbei die Ladeelektronik schont. Ferner wird ein entsprechendes Computerprogrammprodukt zum Ausführen der Verfahrensschritte beziehungsweise zum Betreiben der Systemanordnung vorgeschlagen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102012014456 A1 [0002]
- DE 102010018577 A1 [0003]
