DE102016220848A1

DE102016220848A1 - Ladesystem und Verfahren zum automatisierten Laden von Elektrofahrzeugen

Info

Publication number: DE102016220848A1
Application number: DE102016220848.9A
Authority: DE
Inventors: Caglayan Erdem; Robert Stangl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2018-04-26

Abstract

Die vorliegende Erfindung umfasst ein Ladesystem zum automatisierten Laden eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs in einer Parkeinrichtung, wobei das zumindest teilweise elektrisch betriebene Fahrzeug einen elektrischen Energiespeicher aufweist. Das Ladesystem umfasst zumindest eine Stromquelle, mit welcher der Energiespeicher verbunden und geladen werden kann, sowie zumindest einen Roboter, der dazu ausgebildet ist, den Energiespeicher automatisch mit der Stromquelle zu verbinden. Zudem umfasst das Ladesystem zumindest einen Backend-Server, der ausgebildet ist, den Roboter aufzufordern, den Energiespeicher automatisch mit der Stromquelle zu verbinden um einen Ladevorgang des Energiespeichers einzuleiten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ladesystem und ein Verfahren zum automatisierten Laden von zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen.
Elektrofahrzeuge, beispielsweise elektrisch betriebene Zweiräder und Roller, insbesondere aber auch Elektroautos mit zumindest unterstützendem Elektroantrieb sind bekannt. So sind Mikro-Mild- und Vollhybridfahrzeuge bekannt, die parallele, leistungsverzweigte, serielle Hybridantriebskonzepte realisieren. Insbesondere sind Plug-In-Hybride bekannt, bei denen die elektrischen Energiespeicher - wie bei rein elektrischen Antriebskonzepten - über das Stromnetz aufgeladen werden können.
Die zunehmende Elektrifizierung der Mobilität bezogen auf Elektrofahrzeuge, deren Energiespeicher zumindest teilweise über das Stromnetz aufgeladen werden können, sowie die Tatsache, dass längst keine zufriedenstellende Infrastruktur von Stromtankstellen zur Verfügung steht, bedeutet für die Nutzer von Elektrofahrzeugen, insbesondere von rein elektrisch betriebenen Elektroautos (Battery Electric Vehicle, BEV) sowie von Plug-In-Hybriden (Plug-In Hybrid Electric Vehicle, PHEV), dass sich diese stets mit dem Ladezustand des Fahrzeugs sowie anstehenden Fahrten auseinandersetzen müssen und sich in ihrem persönlichen Umfeld um ein rechtzeitiges Beladen kümmern müssen. Insbesondere kann es vorkommen, dass zwischen einer Hin- und Rückfahrt zu einem Fahrziel das Fahrzeug geladen werden muss. Einige öffentliche wie private Parkanlagen wie z.B. Parkhäuser, größere Parkplätze, etc. bieten mittlerweile ein oder mehrere Stromquellen, beispielsweise Stromtankstellen, an. Allerdings kann es mit zunehmender Anzahl an Elektrofahrzeugen vorkommen, dass die Stromtankstellen besetzt sind und/oder nur bestimmte Ladekabelanschlüsse unterstützen. Sind die Stromtankstellen besetzt, kann das Laden des Fahrzeugs vergessen werden und somit kann der Fahrer des Fahrzeugs im schlechtesten Fall die nächste geplante Fahrt nicht aufnehmen. Stehen keine Stromtankstellen mit passendem Ladekabelanschluss zur Verfügung, muss auf ein Ladekabel zurückgegriffen werden, welches sich für Haushaltssteckdosen eignet, d.h. für 230 V /16 A Haushaltsnetze (z.B. ein Mode 1-Ladekabel), da dieser Anschluss i.d.R. von jeder Stromtankstelle zur Verfügung gestellt wird. Allerdings dauert ein Laden des Energiespeichers bei einem solchen Anschluss sehr lange, so dass es passieren kann, dass das Fahrzeug zu einem Abfahrtszeitpunkt nicht ausreichend geladen ist, um die nächste Fahrt ohne einen zwischenzeitlichen Ladestopp anzutreten. Dies ist umständlich und von der Bedienung unkomfortabel.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und eine Lösung zu schaffen, die insbesondere eine automatische Durchführung von Ladevorgängen von zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen auf Parkanlagen mit zumindest einer Stromquelle ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Ladesystem zum automatisierten Laden eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs in einer Parkeinrichtung bereitgestellt, wobei das zumindest teilweise elektrisch betriebene Fahrzeug einen elektrischen Energiespeicher aufweist. Das Ladesystem umfasst zumindest eine Stromquelle, mit welcher der Energiespeicher verbunden und geladen werden kann, sowie zumindest einen Roboter, der dazu ausgebildet ist, den Energiespeicher automatisch mit der Stromquelle zu verbinden. Zudem umfasst das Ladesystem zumindest einen Backend-Server, der ausgebildet ist, den Roboter aufzufordern, den Energiespeicher automatisch mit der Stromquelle zu verbinden um einen Ladevorgang des Energiespeichers einzuleiten.
Bei der Parkeinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Tiefgarage, ein Parkhaus, einen Parkplatz, oder sonstige Parkmöglichkeiten (jeweils öffentliche oder private) oder eine beliebige Kombination daraus handeln.
Bei der Stromquelle kann es sich um eine handelsübliche Haushaltssteckdose bzw. Schuko-Steckdose, um eine Wand-Ladestation bzw. Wallbox, oder um eine Ladesäule bzw. Ladestation handeln.
Der Backend-Server über eine geeignete Kommunikationsschnittstelle wie z.B. ein mobiles Netzwerk, lokale Netzwerke bzw. Local Area Networks (LANs), wie z.B. Wireless Fidelity (WiFi), oder über Weitverkehrsnetze bzw. Wide Area Networks (WANs) wie z.B. Global System for Mobile Communication (GSM), General Package Radio Service (GPRS), Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), High Speed Downlink/Uplink Packet Access (HSDPA, HSUPA), Long-Term Evolution (LTE), oder World Wide Interoperability for Microwave Access (WIMAX) mit dem Roboter, mit einer Kommunikationseinheit des Fahrzeugs und/oder mit einem externen Gerät des Fahrers des Fahrzeugs kommunizieren. Bei dem externen Gerät kann es sich insbesondere um ein mobiles Endgerät (z.B. Smartphone, aber auch andere mobile Telefone bzw. Handys, Personal Digital Assistants (PDAs), Tablet PCs etc. handeln, welches mit einer Technologie zum Laden und Ausführen von Apps bzw. Applikationen bzw. Anwendungen ausgestattet ist. Insbesondere kann die Kommunikation des Fahrers des Fahrzeugs mit dem Backend-Server über eine vorher heruntergeladene und auf dem mobilen Endgerät installierte, die entsprechende Funktionalität bereitstellende App handeln.
Bei dem Roboter kann es sich um einen selbstfahrenden Roboter handeln, der ausgebildet ist, sich selbsttätig in der Parkeinheit zu bewegen. Der selbstfahrende Roboter kann beispielsweise als Knickarm-Roboter ausgestaltet sein. Der Roboter kann eine Kommunikationseinheit umfassen, die in der Lage ist, Daten mit dem Backend-Server über eine geeignete Kommunikationsschnittstelle (s.o.) auszutauschen. So kann der Backend-Server an den Roboter über die Kommunikationsschnittstelle eine Nachricht bzw. Aufforderung senden, den Energiespeicher des Fahrzeugs automatisch mit der Stromquelle zu verbinden. Die Aufforderung kann eine Position des Fahrzeugs und/oder eine Position der Stromquelle umfassen. Bei der (den) Position(en) kann es sich beispielsweise um Global Positioning System (GPS)-Koordinaten bzw. eine GPS-Position handeln. In einem weiteren Beispiel kann der Roboter eine digitale Karte der Parkeinrichtung in einer Speichereinheit hinterlegt haben, und die Aufforderung kann eine eindeutige Position des Fahrzeugs und/oder der Stromquelle auf dieser digitalen Karte umfassen. Dies ist besonders vorteilhaft in Parkhäusern und Parkgaragen, in denen ein GPS-Empfang nicht bzw. nicht flächendeckend möglich ist. In einem anderen Beispiel kann der Roboter eine digitale Karte der Parkanlage in einer Speichereinheit hinterlegt haben und die Aufforderung kann eine eindeutige Position des Fahrzeugs und/oder der Stromquelle auf dieser digitalen Karte umfassen. In einem weiteren Beispiel kann die Aufforderung eine eindeutige Identifikation der Stromquelle umfassen, und der Roboter kann die Positionen aller Stromquellen in einer digitalen Karte in der Speichereinheit hinterlegt haben. Auch dies ist besonders vorteilhaft in Parkhäusern und Parkgaragen. Die Verwendung von sich selbsttätig in der Parkeinheit bewegbaren Robotern hat den Vorteil, dass nicht zu jeder Stromquelle in der Parkeinrichtung ein eigener Roboter bereitgestellt werden muss.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Parkeinrichtung ein oder mehrere fest stationierte Roboter umfassen. Auch der fest stationierte Roboter kann als Knickarm-Roboter ausgebildet sein. Der fest stationierten Roboter kann räumlich in einer angemessenen Reichweite zu jeweils einer Stromquelle stationiert sein. In diesem Fall muss die Aufforderung des Backend-Servers nicht die Position des Fahrzeugs umfassen und auch ein Begeben des Roboters zur Stromquelle entfällt, falls ein fest positionierter Roboter an der Stromquelle positioniert ist. Die Verwendung von fest stationierten Robotern ist vorteilhaft, da sie sich nicht erst zur entsprechenden Stromquelle begeben müssen, sondern bereits vor Ort sind, so dass der Ladevorgang schneller initiiert werden kann. Eine Kombination von fest stationierten Robotern sowie von selbstfahrenden Robotern ist möglich.
Empfängt der Roboter eine Aufforderung vom Backend-Server, so kann er diese beispielsweise über die Kommunikationseinheit verarbeiten. Insbesondere kann in der Kommunikationseinheit die mit der Aufforderung übermittelte Position des Fahrzeugs und/oder der Stromquelle in der Parkeinrichtung extrahiert und an eine Steuereinheit gesendet werden. Die Steuereinheit kann den Roboter derart steuern, dass sich dieser an die entsprechende Position begibt. Die Steuereinheit kann hardware- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein und zumindest einen Speicher umfassen. Zudem kann Sie ein Bussystem zum Daten- und Signalaustausch umfassen, sowie eine Mikroprozessoreinheit zur Daten- und Signalverarbeitung, sowie ein oder mehrere Programme und/oder Programmmodule umfassen, um den Roboter Entsprechend des Programms/Programmmoduls zu steuern.
Darüber hinaus ist der Roboter in der Lage, mittels der Kommunikationseinheit über eine geeignete Kommunikationsschnittstelle (siehe oben) mit dem Fahrzeug zu kommunizieren. Beispielsweise kann der Roboter an das Fahrzeug eine Anfrage zum Entriegeln des Tankverschlusses senden.
Das Fahrzeug kann die Anfrage zum Entriegeln des Tankverschlusses über eine fahrzeugseitige Kommunikationseinheit empfangen und über ein die entsprechende Funktionalität bereitstellendes Steuergerät den Tankverschluss entriegeln. Falls das Fahrzeug technisch ausgestaltet ist, den Ladeanschluss des Energiespeichers automatisch freizugeben bzw. den Tank-/Ladeverschluss bzw. Tank-/Ladeklappe automatisch zu öffnen, kann das Steuergerät (oder ein anderes, die entsprechende Funktionalität bereitstellendes Steuergerät) zudem den Ladeanschluss des Energiespeichers freigeben bzw. den Tankverschluss öffnen.
Das Fahrzeug kann über die Kommunikationseinheit eine Nachricht an den Roboter senden, dass der Tankverschluss entriegelt ist und, falls anwendbar, der Tankverschluss geöffnet bzw. der Ladeanschluss des Energiespeichers freigegeben ist.
Für den Fall, dass das Fahrzeug technisch nicht ausgestaltet ist, lediglich den Tankverschluss automatisch zu entriegeln, kann stattdessen das Fahrzeug vollständig entriegelt werden. Für den Fall, dass das Fahrzeug technisch nicht ausgestaltet ist, automatisch den Ladeanschluss des Energiespeicher freizugeben bzw. den Tankverschluss zu öffnen, kann der Roboter zusätzlich eine Greifeinheit umfassen. Die Greifeinheit kann von der Steuereinheit derart gesteuert werden, dass Sie den Tankdeckel je nach Bedarf öffnen und wieder schließen kann. Beispielsweise kann die Greifeinheit einen Magnetgreifer und/oder einen Vakuumgreifer umfassen.
Nachdem der Ladeanschluss des Energiespeichers freigelegt ist, kann der Roboter automatisch den Energiespeicher mit der Stromquelle verbinden. Der Roboter kann ein oder mehrere Sensoren umfassen, die es dem Roboter ermöglichen, den Stecker Kraftgeregelt in den Gegenstecker einzuführen. Bei den Sensoren kann es sich um einen oder mehrere Kraftsensoren und/oder einen oder mehrere Kraftmomentsensoren handeln. Falls erforderlich, können die Sensoren an Drehachsen des Roboters angebracht sein, um den Energiespeicher mit der Stromquelle zu verbinden. Insbesondere kann der Roboter über die Steuereinrichtung derart gesteuert werden, dass er mittels geeigneter Sensoren einen zum Ladeanschluss des Energiespeichers (Gegenstecker) passenden Stecker zum Aufladen des Energiespeichers lösbar anbringt. Dabei kann der Stecker beispielsweise lösbar oder dauerhaft an der Stromquelle angebracht sein. In einem anderen Beispiel kann der Stecker lösbar oder dauerhaft an dem Roboter angebracht sein. Dazu kann die Steuereinheit kann ein Programm bzw. ein Programmmodul starten, welches Anweisungen zum Verbinden des verwendeten Steckers an den Gegenstecker beinhaltet, die vom Roboter ausgeführt werden.
Vor einer ersten Kommunikation bzw. Datenaustausch zwischen dem Roboter und dem Fahrzeug kann zunächst eine Überprüfung der Vertrauenswürdigkeit des Roboters stattfinden. Beispielsweise kann der Roboter ein digitales Zertifikat 123 besitzen. Mittels einer Public-Key-Infrastruktur bzw. Public-Key-Infrastructure (PKI) kann das Zertifikat 123 als Nachweis eines vertrauenswürdigen Roboters dienen. Das Zertifikat 123 kann vom Fahrzeug überprüft werden. Alternativ dazu oder zusätzlich dazu kann die Parkeinrichtung ein digitales Zertifikat (nicht gezeigt) zum Nachweis, eine vertrauenswürdige Einrichtung zu sein, besitzen. Vor einer ersten Kommunikation bzw. Datenaustausch zwischen dem Parkhaus und dem Fahrzeug kann das Fahrzeug die Vertrauenswürdigkeit des Parkhauses über eine entsprechende PKI überprüfen. Die Überprüfung der Vertrauenswürdigkeit hat den Vorteil, dass die Sicherheit des Fahrzeugs erhöht wird, beispielsweise indem nur eine Kommunikation mit vorher geprüften, vertrauenswürdigen Entitäten bzw. potentiellen Kommunikationspartnern zugelassen wird bzw. zugelassen werden kann.
Vorzugsweise kann ein Fahrer des Fahrzeugs eine Lade-Anfrage an den Backendserver senden. Die Ladeanfrage kann technische Ladedaten des Fahrzeugs umfassen. Der Backend-Server kann den Roboter entsprechend der technischen Ladedaten des Fahrzeugs auffordern, den Energiespeicher automatisch mit der Stromquelle zu verbinden.
Vorzugsweise umfassen die technischen Ladedaten des Fahrzeugs zumindest eine Art des Ladekabels, mit dem der Energiespeicher mit der Stromquelle verbunden werden kann. Zudem können die technischen Ladedaten eine Ladekapazität des Energiespeichers und/oder einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers umfassen.
Beispielsweise kann der Fahrer vor oder unmittelbar nach dem Einfahren in die Parkeinheit des Fahrzeugs über eine Kommunikationseinheit im Fahrzeug (z.B. über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle eines Boardcomputers des Fahrzeugs) oder über ein mobiles Endgerät, das mit dem Fahrzeug gekoppelt sein kann, die Ladeanfrage (Request) an den Backend-Server senden, dass der elektrische Energiespeicher geladen werden soll. Dabei kann die Ladeanfrage technische Ladedaten des Fahrzeugs umfassen. Teil der technischen Ladedaten des Fahrzeugs umfassen zumindest eine Art von Ladekabel (z.B. nach IEC 62196 bzw. DIN-Norm DIN EN 62196), der für das Laden des Energiespeichers verwendet werden kann. Zum Beispiel eignet sich ein Mode 1-Ladekabel für den Anschluss an Haushaltssteckdosen. Alle Fahrzeuge ermöglichen ein Laden des elektrischen Energiespeichers an gewöhnlichen Haushaltssteckdosen bzw. Schüko-Steckdosen. Diesen Anschluss unterstützen in der Regel auch alle Ladesäulen bzw. Ladestationen. Darüber hinaus steht jedem Elektroauto die Möglichkeit zur Verfügung, über einen bestimmten Stecker (z.B. IEC Typ 2-Ladekabel, 400V, 32A), um das Fahrzeug schneller laden zu können. Wallboxes und Ladesäulen können schnelleres Laden entsprechend unterstützen.
Vorzugsweise kann der Backend-Server die Stromquelle als mit der Art des Ladekabels kompatible Stromquelle identifizieren.
Beispielsweise können in der Parkeinrichtung verschiedene Stromquellen zur Verfügung stehen, die entsprechend Ihrer Anschlussmöglichkeiten in einer Speichereinheit, z.B. einer Datenbank, auf welche der Backend-Server zugreifen kann, hinterlegt sind. Basierend auf der über die Ladeanfrage übermittelten Art des Ladekabels kann der Backend-Server eine passende, die Lademöglichkeit mit jener Art des Ladekabels zur Verfügung stellende Stromquelle identifizieren.
Darüber hinaus können die technischen Ladedaten eine maximale Ladekapazität des Energiespeichers und/oder einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers umfassen. Beispielsweise kann das Steuergerät (oder jedes andere die entsprechende Funktionalität bereitstellende Steuergerät) diese Größen aus ein oder mehreren im Fahrzeug befindlichen Speichereinheiten auslesen und an das Kommunikationsmodul übermitteln. In diesem Fall kann der Backend-Server zudem eine voraussichtliche Ladezeit für das Ladevorgang berechnen.
Vorzugsweise kann der Fahrer des Fahrzeugs einen gewünschten Abfahrtszeitpunkt und/oder eine gewünschten Ladezustand des Energiespeichers am Ende des Ladevorgangs festlegen. Bei dem gewünschten Ladezustand des Energiespeichers kann es sich um eine Mindestreichweite handeln, die der Energiespeicher am Ende des Ladevorgangs aufweisen soll. Die Eingabe des Abfahrtszeitpunkts kann über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle des Fahrzeugs bzw. über eine Bedieneinheit im Fahrzeug oder über das Endgerät des Fahrers erfolgen und zusammen mit der Lade-Anfrage oder als separate Nachricht an den Backend-Server übermittelt werden. Falls die technischen Ladedaten nicht einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers umfassen, kann mit dieser Nachricht auch der aktuelle Ladezustand des Energiespeichers übermittelt werden. Basierend darauf kann der Backend-Server eine voraussichtliche Ladezeit für den Ladevorgang berechnen und entsprechend der verfügbaren Kapazitäten von Stromquellen sowie möglicher weiterer stattfindender Ladevorgänge anderer Energiespeicher ermitteln, ob der gewünschte Ladezustand am gewünschten Abfahrtszeitpunkt erreicht werden kann. Der Backend-Server kann eine entsprechende Nachricht an das Fahrzeug bzw. das mobile Endgerät senden, so dass dem Fahrer z.B. über eine Anzeigeeinheit im Fahrzeug oder über die Anzeigeeinheit des mobilen Endgeräts angezeigt werden kann, ob der Energiespeicher zum gewünschten Abfahrtszeitpunkt vollgeladen sein wird bzw. den gewünschten Ladezustand des Energiespeichers erreicht.
Vorzugsweise kann der Backend-Server nach Empfangen der Lade-Anfrage in der Parkeinrichtung die Stromquelle als verfügbare Stromquelle identifizieren.
Der Backend-Server kann für jede Stromquelle, die sich in der Parkeinrichtung befindet, festhalten, ob diese zum gegenwärtigen Zeitpunkt ein Fahrzeug lädt oder frei ist. So kann der Backend-Server nach Empfangen der Ladeanfrage eine Stromquelle ermitteln, die für den Ladevorgang des Energiespeichers zur Verfügung steht.
Dies hat den Vorteil, dass der Backend-Server die Ladevorgänge einer Vielzahl von zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen in der Parkeinrichtung optimal steuern kann.
Vorzugsweise kann der Backend-Server nach Identifikation der verfügbaren Stromquelle eine Lade-Antwort umfassend eine Position der verfügbaren Stromquelle in der Parkeinrichtung an den Fahrer des Fahrzeugs senden, so dass der Fahrer das Fahrzeug zu der Position der verfügbaren Stromquelle bewegen kann. Beispielsweise kann der Backend-Server die Lade-Antwort bzw. Response an die Kommunikationseinheit des Fahrzeugs bzw. an das mobile Endgerät senden. Die Lade-Antwort kann eine digitale Karte der Parkeinrichtung beinhalten sowie eine Position auf der digitalen Karte, an der sich die identifizierte und freie Stromquelle befindet. Die digitale Karte sowie die Position auf der digitalen Karte können auf einer Ausgabeeinheit im Fahrzeug bzw. auf der Ausgabeeinheit des mobilen Endgeräts angezeigt werden. So kann der Fahrer des Fahrzeugs das Fahrzeug zur Stromquelle bewegen. Dies ist vorteilhaft, wenn es sich um ein Fahrzeug handelt, dass sich nicht autonom bewegen kann.
Zudem oder alternativ dazu kann der Backend-Server nach Identifikation der verfügbaren Stromquelle eine Lade-Antwort umfassend eine Position der verfügbaren Stromquelle in der Parkeinrichtung an das Fahrzeug senden, so dass sich das Fahrzeug autonom zu der Position der verfügbaren Stromquelle bewegen kann. Die Lade-Antwort kann eine digitale Karte der Parkeinrichtung zusätzlich zur Position der Stromquelle beinhalten. Dies ist besonders vorteilhaft in Parkhäusern und Park-bzw. Tiefgaragen, in denen eine Vielzahl von Kommunikationsschnittstellen nur beschränkt verfügbar sein können. In diesem Fall kann sich das Fahrzeug autonom zur identifizierten und freien Stromquelle bewegen. Dies ist vorteilhaft, wenn es sich um ein Fahrzeug handelt, dass sich zumindest teil-autonom bewegen kann. Weiter vorteilhaft ist, dass sich der Fahrer des Fahrzeugs nicht mehr um den Parkvorgang selbst in der Parkeinrichtung bemühen muss. Darüber hinaus kann die Möglichkeit vorhanden sein, nach einem beendeten Ladevorgang des Energiespeichers das Fahrzeug (über den Backend-Server) aufzufordern, sich autonom an eine andere Position in der Parkeinrichtung zu begeben, so dass die entsprechende Stromquelle weiteren Fahrzeugen für weitere Ladevorgänge zur Verfügung steht.
Zudem oder alternativ dazu kann der Backend-Server nach Identifikation der verfügbaren Stromquelle eine Lade-Antwort umfassend eine Position der verfügbaren Stromquelle in der Parkeinrichtung und eine aktuelle Position des Fahrzeugs an den zumindest eine Roboter senden. Der zumindest eine Roboter kann zudem ausgebildet sein, das Fahrzeug vor dem Ladevorgang automatisch und autonom zu der identifizierten Stromquelle zu transportieren. Bei dem Roboter kann es sich um denselben Roboter handeln, der automatisch den Energiespeicher mit der Stromquelle verbindet (s.o. sich autonom bewegender Roboter, beispielsweise Knickarmroboter). Alternativ dazu kann es sich um einen speziellen Roboter handeln, der ausgestaltet ist, Fahrzeuge in einer Parkeinrichtung autonom einzulagern. Dies ist besonders vorteilhaft bei Parkeinrichtungen, in denen Fahrzeuge Parken, die nicht alle in der Lage sind, sich autonom zu bewegen. Beispielsweise kann die Lade-Anfrage zudem einen Hinweis beinhalten, ob das Fahrzeug in der Lage ist, sich autonom zu bewegen. Falls nicht, kann der Roboter aufgefordert werden, das Fahrzeug an die identifizierte und freie Stromquelle zu transportieren. Dies hat den Vorteil, dass kein Fahrer selbst den Parkvorgang in der Parkeinrichtung durchführen muss. Vielmehr kann eine solche Parkeinrichtung den Parkvorgang aller Fahrzeuge (d.h. auch der Fahrzeuge, die keinen Ladevorgang wünschen, sondern nur geparkt werden sollen), dem Fahrer abgenommen werden kann.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum automatisierten Laden eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs in einer Parkeinrichtung gelöst, wobei das zumindest teilweise elektrisch betriebene Fahrzeug einen Energiespeicher aufweist. Das Verfahren umfasst:
Auffordern, mittels eines Backend-Servers, eines Roboters, den Energiespeicher mit einer Stromquelle zu verbinden um einen Ladevorgang des Energiespeichers zu initiieren, wobei der zumindest einen Roboter dazu ausgebildet ist, den Energiespeicher automatisch mit der Stromquelle zu verbinden.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der beiliegenden Zeichnungen verdeutlich. Es ist ersichtlich, dass - obwohl Ausführungsformen separat beschrieben werden - einzelne Merkmale daraus zu zusätzlichen Ausführungsformen kombiniert werden können.

1 zeigt ein Ladesystem zum automatisierten Laden eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs;
2 zeigt zwei beispielhafte Transportmöglichkeiten des Fahrzeugs zur Stromquelle;
3 zeigt eine weitere beispielhafte Transportmöglichkeit des Fahrzeugs zur Stromquelle.

1 zeigt ein Ladesystem 100 zum automatisierten Laden eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs 110 in einer Parkeinrichtung (nicht gezeigt), wobei das zumindest teilweise elektrisch betriebene Fahrzeug 110 einen elektrischen Energiespeicher 112 aufweist. Das Ladesystem 100 umfasst zumindest eine Stromquelle 140, mit welcher der Energiespeicher 112 verbunden und geladen werden kann, sowie zumindest einen Roboter 120, der dazu ausgebildet ist, den Energiespeicher 112 automatisch mit der Stromquelle 140 zu verbinden. Zudem umfasst das Ladesystem 100 zumindest einen Backend-Server 130, der ausgebildet ist, den Roboter 120 aufzufordern, den Energiespeicher 112 automatisch mit der Stromquelle 140 zu verbinden um einen Ladevorgang des Energiespeichers 112 einzuleiten.
Der Backend-Server 130 kann über eine geeignete Kommunikationsschnittstelle mit einer Kommunikationseinheit 122 des Roboters 120, mit einer Kommunikationseinheit 118 des Fahrzeugs 110 und/oder mit einem externen Gerät 152 des Fahrers 150 des Fahrzeugs 110 kommunizieren.
Bei dem Roboter 120 kann es sich um einen selbstfahrenden Roboter 120 handeln, beispielsweise einen Knickarmroboter, der ausgebildet ist, sich selbsttätig in der Parkeinheit zu bewegen. Der Roboter 120 kann eine Kommunikationseinheit 122 umfassen, die in der Lage ist, Daten mit dem Backend-Server 130 über eine geeignete Kommunikationsschnittstelle auszutauschen. So kann der Backend-Server 130 an den Roboter 120 über die Kommunikationsschnittstelle eine Nachricht bzw. Aufforderung senden, den Energiespeicher 112 des Fahrzeugs 110 automatisch bzw. autonom mit der Stromquelle 140 zu verbinden. Die die Aufforderung kann eine Position des Fahrzeugs 110 und/oder eine Position der Stromquelle 140 umfassen. Bei der (den) Position(en) kann es sich beispielsweise um Global Positioning System (GPS)-Koordinaten bzw. eine GPS-Position handeln. In einem weiteren Beispiel kann in einer im Roboter befindlichen Speichereinheit (nicht gezeigt) eine digitale Karte der Parkeinrichtung hinterlegt sein. In diesem Fall kann die Aufforderung kann eine eindeutige Position des Fahrzeugs 110 und/oder der Stromquelle 140 auf dieser digitalen Karte umfassen. Dies ist besonders vorteilhaft in Parkhäusern und Parkgaragen, in denen ein GPS-Empfang nicht bzw. nicht flächendeckend verfügbar ist. In einem weiteren Beispiel kann die Aufforderung eine eindeutige Identifikation der Stromquelle 140 umfassen, und in einer im Roboter 120 befindlichen Speichereinheit kann die Positionen aller Stromquellen 140 der Parkeinrichtung in einer digitalen Karte der Speichereinheit hinterlegt sein. Auch dies ist aus vorgenannten Gründen besonders vorteilhaft in Parkhäusern und Parkgaragen (d.h. bei nur begrenzter Verfügbarkeit der Kommunikationsschnittstellen).
Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Parkeinrichtung ein oder mehrere, fest stationierte Roboter 120, beispielsweise Knickarm-Roboter, umfassen, wobei die fest stationierten Roboter 120 räumlich in einer angemessenen Reichweite zu jeweils zumindest einer Stromquelle 140 stationiert sind. Vorteilhafter Weise muss in diesem Fall die Aufforderung des Backend-Servers 130 nicht die Position des Fahrzeugs 110 umfassen und auch ein Begeben des Roboters 120 zur Stromquelle 140 entfällt, falls ein fest positionierter Roboter 120 an der Stromquelle 140 positioniert ist. Dadurch kann der Ladevorgang schneller initiiert werden. Eine beliebige Kombination von fest stationierten Robotern sowie von selbstfahrenden Robotern ist möglich.
Ein Fahrer 150 des Fahrzeugs 110 kann eine Ladeanfrage (Request) an den Backend-Server 130 senden. Die Ladeanfrage kann technische Ladedaten des Fahrzeugs 110 umfassen. Die technischen Ladedaten des Fahrzeugs 110 umfassen zumindest eine Art des Ladekabels, mit dem der Energiespeicher 112 mit der Stromquelle 140 verbunden werden kann. Zudem können die technischen Ladedaten eine Ladekapazität des Energiespeichers 112 und/oder einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers 112 umfassen. Der Backend-Server 130 kann den Roboter 120 entsprechend der technischen Ladedaten des Fahrzeugs 110 auffordern den Energiespeicher 112 automatisch bzw. autonom mit der Stromquelle 140 zu verbinden.
Beispielsweise kann der Fahrer 150 des Fahrzeugs 110 vor oder unmittelbar nach dem Einfahren in die Parkeinheit die Kommunikationseinheit 118 im Fahrzeug 110 (z.B. über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle eines Boardcomputers des Fahrzeugs 110, nicht gezeigt) oder über ein mobiles Endgerät 152, das mit dem Fahrzeug 110 gekoppelt sein kann, die Ladeanfrage (Request) an den Backend-Server 130 senden. Die Ladeanfrage umfasst die Information, dass der elektrische Energiespeicher 112 geladen werden soll. Zudem kann die Ladeanfrage technische Ladedaten des Fahrzeugs 110 umfassen. Teil der technischen Ladedaten des Fahrzeugs umfassen zumindest eine Art zumindest eines Ladekabels (z.B. nach IEC 62196 bzw. DIN-Norm DIN EN 62196), welches für das Laden des Energiespeichers 112 verwendet werden kann. Daraufhin kann der Backend-Server 130 die Stromquelle 140 als mit der Art des Ladekabels kompatible Stromquelle 140 identifizieren.
In der Parkeinrichtung kann eine Vielzahl verschiedener Stromquellen 140 zur Verfügung stehen. Die Stromquellen 140 können entsprechend Ihrer Anschlussmöglichkeiten in einer Speichereinheit 132, z.B. einer Datenbank 132, auf welche der Backend-Server 130 zugreifen kann, hinterlegt sein. Basierend auf der Art des Ladekabels (wie mit dem Request übermittelt) kann der Backend-Server 130 eine passende Stromquelle 140 identifizieren, die mit der übermittelten Art des Ladekabels (mit der Ladeanforderung übermittelt) kompatibel ist.
Darüber hinaus können die technischen Ladedaten eine maximale Ladekapazität des Energiespeichers 112 und/oder einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers 112 umfassen. Beispielsweise kann das Steuergerät 114 diese Größen aus einer oder mehreren im Fahrzeug 110 befindlichen Speichereinheiten (nicht gezeigt) auslesen und über die Kommunikationseinheit 118 an den Backend-Server 130 übermitteln. In diesem Fall kann der Backend-Server 130 eine voraussichtliche Ladezeit für das Ladevorgang berechnen.
Optional kann der Fahrer 150 des Fahrzeugs 110 einen gewünschten Abfahrtszeitpunkt und/oder einen gewünschten Ladezustand des Energiespeichers 112 am Ende des Ladevorgangs festlegen. Bei dem gewünschten Ladezustand des Energiespeichers 112 kann es sich um eine Mindestreichweite handeln, die der Energiespeicher 112 am Ende des Ladevorgangs aufweisen soll. Die Eingabe des Abfahrtszeitpunkts kann über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle des Fahrzeugs 110 bzw. über eine Bedieneinheit im Fahrzeug 110 oder über das Endgerät 152 des Fahrers 150 erfolgen und zusammen mit der Lade-Anfrage (Request) oder als separate Nachricht an den Backend-Server 130 übermittelt werden. Falls die technischen Ladedaten nicht einen aktuellen Ladezustand umfassen, kann mit dieser Nachricht auch der aktuelle Ladezustand des Energiespeichers 112 übermittelt werden.
Basierend darauf kann der Backend-Server 130 eine voraussichtliche Ladezeit für den Ladevorgang berechnen und entsprechend der verfügbaren Kapazitäten der Stromquellen sowie möglicher weiterer stattfindender Ladevorgänge anderer Energiespeicher ermitteln, ob der gewünschte Ladezustand am gewünschten Abfahrtszeitpunkt erreicht werden kann. Der Backend-Server 130 kann eine entsprechende Nachricht an das Fahrzeug 110 bzw. das mobile Endgerät 152 senden, so dass dem Fahrer 150 z.B. über einen Anzeigeeinheit im Fahrzeug 110 oder über die Anzeigeeinheit des mobilen Endgeräts 150 angezeigt werden kann, ob der Energiespeicher 112 zum gewünschten Abfahrtszeitpunkt vollgeladen sein wird bzw. den gewünschten Ladezustand erreichen wird.
Nach Empfangen der Lade-Anfrage in der Parkeinrichtung kann die Stromquelle 140 vom Backend-Server 130 als verfügbare Stromquelle 140 identifiziert werden. Der Backend-Server 130 kann für jede Stromquelle 140, die sich in der Parkeinrichtung befindet, festhalten, ob diese zum gegenwärtigen Zeitpunkt ein Fahrzeug lädt oder frei ist. So kann nach Empfangen der Ladeanfrage der Backend-Server 130 eine Stromquelle ermitteln, die für den Ladevorgang des Energiespeichers 112 zur Verfügung steht. Vorteilhafter Weise kann der Backend-Server 130 die Ladevorgänge einer Vielzahl von zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeug in der Parkeinrichtung optimal steuern.
Empfängt der Roboter 120 eine Aufforderung vom Backend-Server 110, so kann diese beispielsweise in der Kommunikationseinheit 122 verarbeitet werden. Insbesondere kann die mit der Aufforderung übermittelte Position des Fahrzeugs 110 und/oder der Stromquelle 140 in der Parkeinrichtung extrahiert und an eine Steuereinheit 124 des Roboters 120 übermittelt werden.
Dabei umfasst die Aufforderung für Roboter 120, die in der Lage sind, Fahrzeuge autonom zur Ladestation zu transportieren (wie weiter unten mit Bezug auf 3 beschrieben), zwingend die Position des Fahrzeugs 110 und die Position der Stromquelle 140. In diesem Fall kann die Steuereinheit 124 den Roboter 120 derart steuern, dass sich dieser an die übermittelte Position des Fahrzeugs 110 begibt und diesen autonom an die übermittelte Position der Stromquelle 140 transportiert.
Falls der Roboter 120 nicht in der Lage ist, Fahrzeuge autonom zur identifizierten Stromquelle 140 zu transportieren, findet der Transport des Fahrzeugs 110 zur identifizierten Stromquelle 140 wie weiter unten mit Bezug auf 2 beschrieben statt.
Darüber hinaus ist der Roboter 120 in der Lage, mittels der Kommunikationseinheit 122 über eine geeignete Kommunikationsschnittstelle (siehe oben) mit einer Kommunikationseinheit 118 des Fahrzeugs 110 zu kommunizieren. Beispielsweise kann der Roboter 120 an das Fahrzeug 110 eine Anfrage bzw. Anforderung zum Entriegeln der Lade-/Tankklappe bzw. Lade-/Tankverschlusses 115 senden.
Das Fahrzeug 110 kann die Anfrage zum Entriegeln des Tankverschlusses 115 in der fahrzeugseitigen Kommunikationseinheit 118 empfangen und über ein die entsprechende Funktionalität bereitstellendes Steuergerät 114 den Tankverschluss 115 entriegeln. Falls das Fahrzeug 110 technisch ausgestaltet ist, den Ladeanschluss des Energiespeichers 112 automatisch freizugeben bzw. den Tankverschluss 115 automatisch zu öffnen, kann das Steuergerät 114 (oder ein anderes, die entsprechende Funktionalität bereitstellendes Steuergerät, nicht gezeigt) zudem den Ladeanschluss des Energiespeichers 112 freigeben bzw. den Tankverschluss 115 öffnen. Das Fahrzeug 110 kann über die Kommunikationseinheit 118 eine Nachricht an die Kommunikationseinheit 122 des Roboters 120 senden, dass der Tankverschluss 115 entriegelt ist und, falls anwendbar, der Tankverschluss 115 geöffnet bzw. der Ladeanschluss des Energiespeichers 122 freigegeben ist.
Für den Fall, dass das Fahrzeug 110 technisch nicht ausgestaltet ist, nur den Tankverschluss 115 automatisch zu entriegeln (sondern nur eine zentrale Ver- und Entriegelung zusammen mit der Ver- und Entriegelung der Fahrzeugtüren zur Verfügung steht), kann stattdessen das Fahrzeug 110 vollständig (zentral) entriegelt werden. Für den Fall, dass das Fahrzeug 110 technisch nicht ausgestaltet ist, automatisch den Ladeanschluss des Energiespeichers 112 freizugeben bzw. den Tankverschluss 115 zu öffnen, kann der Roboter 120 zusätzlich eine Greifeinheit bzw. einen Aktuator 128 umfassen. Die Greifeinheit (nicht gezeigt) kann von der Steuereinheit 124 derart gesteuert werden, dass sie den Tankdeckel je nach Bedarf öffnen und wieder schließen kann. Beispielsweise kann die Greifeinheit einen Magnetgreifer und/oder einen Vakuumgreifer umfassen.
Nachdem der Ladeanschluss des Energiespeichers 112 (Gegenstecker) freigelegt ist, kann der Roboter 120 automatisch bzw. autonom den Energiespeicher 112 mit der Stromquelle 140 mit dem passenden Stecker (wie über die Ladeanfrage übermittelt) verbinden. Der Roboter 120 kann ein oder mehrere Sensoren 126 umfassen, die es dem Roboter 120 ermöglichen, den Stecker (des Ladekabels) Kraftgeregelt in den Gegenstecker (Ladeanschluss des Energiespeichers 112) einzuführen. Bei den Sensoren 126 kann es sich beispielsweise um einen oder mehrere Kraftsensoren und/oder einen oder mehrere Kraftmomentsensoren handeln. Falls erforderlich, können die Sensoren 128 an Drehachsen (Aktuatoren, 128) des Roboters 120 angebracht sein, um die Verbindung herzustellen. Insbesondere kann der Roboter 120 über die Steuereinheit 124 derart gesteuert werden, dass er einen zum Ladeanschluss des Energiespeichers 124 (Gegenstecker) passenden Stecker (nicht gezeigt) zum Aufladen des Energiespeichers 112 lösbar anbringt. Dabei kann der Stecker beispielsweise lösbar oder dauerhaft an der Stromquelle 140 angebracht sein. In einem anderen Beispiel kann der Stecker lösbar oder dauerhaft an dem Roboter 120 angebracht sein. Dazu kann die Steuereinheit 124 beispielsweise ein Programm bzw. ein Programmmodul starten, welches Anweisungen zum Verbinden des verwendeten Steckers an den Gegenstecker beinhaltet, die vom Roboter 120 bzw. seinen Aktuatoren 128 ausgeführt werden. Für jede unterschiedliche Stecker-Art kann dabei ein separates Programm- bzw. Programmmodul gespeichert und bei Bedarf gestartet werden.
Vor einer ersten Kommunikation bzw. Datenaustausch zwischen dem Roboter 120 und dem Fahrzeug 110 kann Überprüfung der Vertrauenswürdigkeit des Roboters stattfinden.
Beispielsweise kann der Roboter ein digitales Zertifikat 123 besitzen, welches das Fahrzeug 110 mittels einer Public-Key-Infrastruktur bzw. Public-Key-Infrastructure (PKI) 150 zum Nachweis eines vertrauenswürdigen Roboters überprüfen kann. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Parkeinrichtung ein digitales Zertifikat 123 zum Nachweis, eine vertrauenswürdige Einrichtung zu sein, besitzen. Vor einer ersten Kommunikation bzw. vor einem ersten Datenaustausch zwischen dem Parkhaus und dem Fahrzeug 110 kann die Kommunikationseinheit 118 des Fahrzeugs 110 die Vertrauenswürdigkeit des Roboters und/oder des Parkhauses mittels einer dazugehörigen PKI 150 überprüfen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Fahrzeug 110 ein digitales Zertifikat 113 besitzen, welches beispielsweise der Backend-Server 130 und/oder der Roboter 123 unter Verwendung der PKI 150 zum Nachweis eines vertrauenswürdigen Fahrzeugs überprüfen kann.
Anstelle einer Lösung mit einer PKI 150 kann die Sicherstellung der Echtheit der Teilnehmer bzw. die Überprüfung der Vertrauenswürdigkeit unter Verwendung jeder anderen geeigneten Technologie wie z.B. einer Blockchain erfolgen.
Die Überprüfung der Vertrauenswürdigkeit hat den Vorteil, dass die Sicherheit des Fahrzeugs 110 erhöht wird, beispielsweise indem nur eine Kommunikation mir vorher geprüften, vertrauenswürdigen Entitäten bzw. potentiellen Kommunikationspartnern zugelassen wird bzw. zugelassen werden kann.
2 zeigt Schritte, die beim automatisierten Laden des Fahrzeugs 110 durchgeführt werden, in dem Fall, in dem kein Transportroboter (also kein Roboter, der in der Lage ist, Fahrzeuge in der Parkeinrichtung autonom zu transportieren) zur Verfügung steht. Hier gilt es zu unterscheiden, ob das Fahrzeug autonomes Fahren unterstützt oder nicht. Es ist zu beachten, dass die in den Schritten beschriebenen Funktionen wie oben mit Bezug auf 1 erläutert, durchgeführt werden.
Fahrzeug unterstützt kein autonomes Fahren
Wie bereits oben aufgeführt, kann der Fahrer 150 in Schritt 210 eine Ladeanforderung an den Backend-Server 130 senden. In Schritt 220 identifiziert der Backend-Server 130 die passende und verfügbare Stromquelle 140 für den Ladevorgang. In Schritt 225 kann der Backend-Server bereits den Roboter 120, der für den automatischen Anschluss des Energiespeichers 112 an die Stromquelle 140 verantwortlich ist, anfordern (falls es sich nicht um einen stationären Roboter 120 handelt). Alternativ dazu kann die Anforderung des Ladevorgangs in Schritt 260 (siehe unten) erfolgen.
In Schritt 230 kann der Backend-Server 130 nach Identifikation der verfügbaren Stromquelle 140 eine Lade-Antwort umfassend eine Position der verfügbaren Stromquelle 140 in der Parkeinrichtung an den Fahrer 150 des Fahrzeugs 110 senden. Beispielsweise kann der Backend-Server 130 die Lade-Antwort bzw. Response an die Kommunikationseinheit 118 des Fahrzeugs 110 bzw. an das mobile Endgerät 152 senden. Die Lade-Antwort kann eine digitale Karte der Parkeinrichtung beinhalten sowie eine Position auf der digitalen Karte, an der sich die identifizierte und freie Stromquelle 140 befindet. Die digitale Karte sowie die Position auf der digitalen Karte können auf einer Ausgabeeinheit im Fahrzeug 110 bzw. auf der Ausgabeeinheit des mobilen Endgeräts 152 angezeigt werden. In Schritt 240 kann nun der Fahrer 150 das Fahrzeug 110 zu der Position der verfügbaren Stromquelle 140 bewegen. Dies ist vorteilhaft, wenn es sich um ein Fahrzeug 110 handelt, dass sich nicht autonom bewegen kann. In Schritt 250 kann der Fahrer 150 über die Kommunikationseinheit 118 im Fahrzeug 110 oder über das Endgerät 152 eine Anfrage an den Backend-Server 130 übermitteln, den Ladevorgang zu starten. Alternativ dazu kann die Anfrage an die Kommunikationseinheit 122 des Roboters 120 übermittelt werden. Der Backend-Server 130 kann in Schritt 260 (falls nicht in Schritt 225 geschehen), den Roboter 120 (falls erforderlich) auffordern, sich zur Position der Stromquelle 140 zu begeben und den Energiespeicher 112 mit der Stromquelle 140 zu verbinden. Falls Schritt 225 durchgeführt wurde, kann die Anfrage an die Kommunikationseinheit 122 des Roboters 120 übermittelt werden und der Roboter 120 kann sofort den Energiespeicher 112 automatisch mit der Stromquelle 140 verbinden. Vorteilhafter Weise muss sich der Fahrer 150 nicht weiter um die Anbindung des Energiespeichers 112 mit der Stromquelle 140 kümmern und kann sich direkt von der Position entfernen.
Fahrzeug unterstützt autonomes Fahren
Auch in diesem Fall, kann der Fahrer 150 in Schritt 210 eine Ladeanforderung an den Backend-Server 130 senden. In Schritt 220 identifiziert der Backend-Server 130 die passende und verfügbare Stromquelle 140 für den Ladevorgang. In Schritt 225 kann der Backend-Server 130 bereits den Roboter 120, der für den automatischen Anschluss des Energiespeichers 112 an die Stromquelle 140 verantwortlich ist, anfordern (falls es sich nicht um einen stationären Roboter handelt). Die Alternative der Anforderung des Laderoboters in Schritt 260 (falls erforderlich) entfällt.
In Schritt 230 kann der Backend-Server 130 nach Identifikation der verfügbaren Stromquelle 140 eine Lade-Antwort umfassend eine Position der verfügbaren Stromquelle 140 in der Parkeinrichtung an die Kommunikationseinheit 118 des Fahrzeugs 110 senden. Die Lade-Antwort kann eine digitale Karte der Parkeinrichtung zusätzlich zur Position der Stromquelle 140 beinhalten. Dies ist besonders vorteilhaft in Parkhäusern und Park-bzw. Tiefgaragen, in denen eine Vielzahl von Kommunikationsschnittstellen nur beschränkt verfügbar sein können. In diesem Fall kann sich das Fahrzeug 110 autonom zur Position der identifizierten und freien Stromquelle 112 bewegen. Dies ist besonders vorteilhaft, da sich der Fahrer 150 des Fahrzeugs 110 nicht mehr um den Parkvorgang selbst in der Parkeinrichtung bemühen muss. Darüber hinaus kann die Möglichkeit vorhanden sein, nach einem beendigten Ladevorgang des Energiespeichers 112 das Fahrzeug über den Backend-Server 130 aufzufordern, sich autonom an eine andere Position in der Parkeinrichtung zu begeben, so dass die entsprechende Stromquelle 140 weiteren Fahrzeugen für weitere Ladevorgänge zur Verfügung steht.
Beide Transportmöglichkeiten können parallel angeboten werden und je nachdem, ob das Fahrzeug 110 autonomes Fahren unterstützt oder nicht, ausgewählt werden. Optional kann auch der Fahrer 150 des Fahrzeugs 110, wenn es autonomes Fahren unterstützt, über eine entsprechende Eingabe entscheiden, welche Transportmöglichkeit er bevorzugt.
3 zeigt Schritte, die beim automatisierten Laden des Fahrzeugs 110 durchgeführt werden, in dem Fall, in dem zumindest ein Transportroboter zur Verfügung steht. Diese Möglichkeit kann zusätzlich zu oder alternativ zu den Transportmöglichkeiten wie mit Bezug auf 2 beschrieben, zur Verfügung stehen. Auch hier gilt es zu beachten, dass die in den Schritten beschriebenen Funktionen wie oben mit Bezug auf 1 erläutert, durchgeführt werden.
In Schritt 310 kann der Fahrer eine Ladeanforderung an den Backend-Server 130 senden. In Schritt 320 kann der Backend-Server 130 die passende und verfügbare Stromquelle 140 für den Ladevorgang identifizieren. In Schritt 330 fordert der Backend-Server bereits den Roboter 120, der ausgebildet ist, das Fahrzeug 110 vor dem Ladevorgang automatisch zu der identifizierten Stromquelle 140 zu transportieren. Bei dem Roboter 120 kann es sich um denselben Roboter handeln, der für den automatischen Anschluss des Energiespeichers 112 mit der Stromquelle 140 verantwortlich ist. Alternativ dazu kann es sich um einen speziellen Roboter handeln, der lediglich ausgestaltet ist, Fahrzeuge in einer Parkeinrichtung autonom einzulagern. In Schritt 340 findet der Transport des Fahrzeugs 110 zur Stromquelle 140 statt. Dies ist besonders vorteilhaft bei Parkeinrichtungen, in denen Fahrzeuge Parken, die nicht alle autonomes Fahren unterstützen. Beispielsweise kann die Lade-Anfrage zudem einen Hinweis beinhalten, ob das Fahrzeug in der Lage ist, sich autonom zu bewegen. Falls nicht, kann der Backend-Server 130 diese Transportvariante auswählen und der Roboter 120 wird aufgefordert, das Fahrzeug 110 an die identifizierte und freie Stromquelle 140 zu transportieren. Dies hat den Vorteil, dass kein Fahrer 150 selbst den Parkvorgang in der Parkeinrichtung durchführen muss. Vielmehr kann eine solche Parkeinrichtung den Parkvorgang aller Fahrzeuge (d.h. auch der Fahrzeuge, die keinen Ladevorgang wünschen sondern nur geparkt werden allen) den entsprechenden Fahrern abnehmen. Nach dem Transportvorgang kann in dem Fall, dass der Transportroboter nicht für das automatische Anschließen des Energiespeichers 112 mit der Stromquelle 140 ausgebildet ist, und falls kein stationärer „Anschluss“-Roboter an der Stromquelle 140 vorhanden ist, ein die entsprechende Funktionalität bereitstellender, selbstfahrender Roboter 120 angefordert werden. Diese Anforderung kann bereits früher erfolgen. Nach dem automatischen Anschluss des Energiespeichers 112 mit der Stromquelle 140 wird in Schritt 360 der Ladevorgang durchgeführt.

Claims

Ladesystem (100) zum automatisierten Laden eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs (110) in einer Parkeinrichtung, wobei das zumindest teilweise elektrisch betriebene Fahrzeug (110) einen elektrischen Energiespeicher (112) aufweist, umfassend: zumindest eine Stromquelle (140), mit welcher der Energiespeicher (112) verbunden und geladen werden kann; zumindest einen Roboter (120), der dazu ausgebildet ist, den Energiespeicher (112) automatisch mit der Stromquelle (140) zu verbinden; und zumindest einen Backend-Server (130), der ausgebildet ist, den Roboter (120) aufzufordern, den Energiespeicher (112) automatisch mit der Stromquelle (140) zu verbinden um einen Ladevorgang (270, 360) des Energiespeichers (112) einzuleiten.
Ladesystem (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Fahrer (150) des Fahrzeugs (110) eine Lade-Anfrage (210, 310) umfassend technische Ladedaten des Fahrzeugs (110) an den Backend-Server (130) senden kann, und wobei der Backend-Server (130) den Roboter (120) entsprechend der technischen Ladedaten des Fahrzeugs (110) auffordern kann, den Energiespeicher (112) automatisch mit der Stromquelle (140) zu verbinden.
Ladesystem (100) gemäß Anspruch 2, wobei die technischen Ladedaten des Fahrzeugs (110) zumindest eine Art des Ladekabels, mit dem der Energiespeicher (112) mit der Stromquelle (140) verbunden werden kann, und optional eine Ladekapazität des Energiespeichers (112); und/oder einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers (112) umfasst.
Ladesystem (100) gemäß Anspruch 3, wobei der Backend-Server (130) die Stromquelle (140) als mit der Art des Ladekabels kompatible Stromquelle (140) identifizieren kann.
Ladesystem (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Fahrer (150) des Fahrzeugs (110) einen gewünschten Abfahrtszeitpunkt und/oder eine gewünschten Ladezustand des Energiespeichers (112) am Ende des Ladevorgangs (270, 360) festlegen kann.
Ladesystem (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Backend-Server nach Empfangen der Lade-Anfrage (210, 310) in der Parkeinrichtung die Stromquelle (140) als verfügbare Stromquelle (140) identifizieren kann.
Ladesystem (100) gemäß Anspruch 6, wobei der Backend-Server (130) nach Identifikation der verfügbaren Stromquelle (140) eine Lade-Antwort (230) umfassend eine Position der verfügbaren Stromquelle (140) in der Parkeinrichtung an den Fahrer (150) des Fahrzeugs (110) senden kann, so dass der Fahrer (150) das Fahrzeug (110) zu der Position der verfügbaren Stromquelle (140) bewegen kann.
Ladesystem (100) gemäß Anspruch 6, wobei der Backend-Server nach Identifikation der verfügbaren Stromquelle (140) eine Lade-Antwort (230) umfassend eine Position der verfügbaren Stromquelle (140) in der Parkeinrichtung an das Fahrzeug (110) senden kann, so dass sich das Fahrzeug (110) autonom zu der Position der verfügbaren Stromquelle (140) bewegen kann.
Ladesystem (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Backend-Server nach Identifikation der verfügbaren Stromquelle (140) eine Lade-Antwort (230) umfassend eine Position der verfügbaren Stromquelle (140) in der Parkeinrichtung und eine aktuelle Position des Fahrzeugs (110) an den zumindest eine Roboter (120) senden kann, und wobei der zumindest eine Roboter (120) ausgebildet ist, das Fahrzeug (110) vor dem Ladevorgang (270, 360) automatisch zu der identifizierten Stromquelle (140) zu transportieren (340).
Verfahren zum automatisierten Laden eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs (110) in einer Parkeinrichtung, wobei das zumindest teilweise elektrisch betriebene Fahrzeug (110) einen elektrischen Energiespeicher (112) aufweist, umfassend: Auffordern, mittels eines Backend-Servers (130), eines Roboters (120), den Energiespeicher (112) mit einer Stromquelle (140) zu verbinden um einen Ladevorgang (270, 360) des Energiespeichers (112) zu initiieren, wobei der zumindest einen Roboter (120) dazu ausgebildet ist, den Energiespeicher (112) automatisch mit der Stromquelle (140) zu verbinden.