DE102017212904A1 - Ladesystem zum schnellen und sicheren Laden von Elektrofahrzeugen - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung umfasst ein Ladesystem und ein Verfahren zum schnellen und sicheren Durchführen von Ladevorgängen von Elektrofahrzeugen. Das Ladesystem umfasst zumindest ein Elektrofahrzeug umfassend zumindest einen elektrischen Energiespeicher. Das Ladesystem umfasst zudem zumindest eine Stromquelle, mit der der Energiespeicher geladen werden kann und zumindest einen Smart Contract. Mithilfe des Smart Contracts kann ein Aushandeln der Ladeparameter für einen Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers zwischen dem Elektrofahrzeug und der Stromquelle, und das Durchführen des Ladevorgangs des elektrischen Energiespeichers durchgeführt werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ladesystem zum schnellen und sicheren Laden von Elektrofahrzeugen bzw. zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen.
  • Elektrofahrzeuge, beispielsweise zumindest teilweise elektrisch betriebenen Zweiräder und Roller, insbesondere aber auch rein elektrisch betriebene Elektroautos (Battery Electric Vehicle, BEV) sowie Elektroautos mit zumindest unterstützendem Elektroantrieb, sind bekannt. So sind Mikro-, Mild- und Vollhybridfahrzeuge bekannt, die parallele, leistungsverzweigte oder serielle Hybridantriebskonzepte realisieren. Insbesondere sind neben rein elektrischen Antriebskonzepten insbesondere Plug-in-Hybride (Plug-In Hybrid Electric Vehicle, PHEV) bekannt. Fahrzeuge mit solchen Antriebskonzepten werden im Folgenden Elektrofahrzeuge genannt. Elektrofahrzeuge zeichnen sich dadurch aus, dass sie zumindest einen elektrischen Energiespeicher umfassen. Der zumindest eine elektrische Energiespeicher von Elektrofahrzeugen kann über eine Stromquelle aufgeladen werden.
  • Nutzer von Elektrofahrzeugen (z.B. deren Besitzer und/oder Fahrer) werden mit einer längst nicht zufriedenstellenden, heterogenen Infrastruktur von Stromquellen, z.B. Stromtankstellen, konfrontiert. Insbesondere werden Stromquellen häufig von einer Vielzahl unterschiedlicher Anbieter bereitgestellt, wobei jeder Anbieter unterschiedliche Abläufe hinsichtlich der Durchführung und den Bezahlvorgang eines Ladevorgangs des elektrischen Energiespeichers erheblich erschwert. Darüber hinaus erfordert die Nutzung der Stromquelle in der Regel eine vorherige Registrierung des Nutzers bei dem Anbieter, so dass ein spontanes Laden des elektrischen Energiespeichers bei einem unbekannten Anbieter (z.B. in einer fremden Stadt) nicht möglich ist. So kann es sein, dass der Nutzer eines Elektrofahrzeugs bereits eine Vielzahl von Bezahlkarten und/oder heterogenen Bezahlkonten unterschiedlicher Anbieter besitzt. Für nahezu jeden Anbieter ist ein separates Bezahlverfahren realisiert. Dies kann bedeuten, dass der Nutzer vor jedem Laden des elektrischen Energiespeichers des Elektroautos an einer Stromtankstelle eines neuen Anbieters nur mit unverhältnismäßigem Aufwand (vorherige Registrierung, etc.) laden kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und eine Lösung zu schaffen, die ein schnelles, unkompliziertes und sicheres Laden von Elektrofahrzeugen 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 schnellen und sicheren Durchführen von Ladevorgängen von Elektrofahrzeugen bereitgestellt, umfassend:
    • zumindest ein Elektrofahrzeug umfassend zumindest einen elektrischen Energiespeicher,
    • zumindest Stromquelle, mit der der Energiespeicher geladen werden kann,
    • zumindest ein Smart Contract, wobei
      • - ein Aushandeln der Ladeparameter für einen Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers zwischen dem Elektrofahrzeug und der Stromquelle; und
      • - das Durchführen des Ladevorgangs des elektrischen Energiespeichers
    • mithilfe eines Smart Contracts durchgeführt werden kann.
  • Das Elektrofahrzeug kann insbesondere ein Elektroauto bzw. ein Plug-in-Hybrid, aber auch jedes andere zumindest teilweise elektrisch betriebene Fahrzeug, wie z.B. ein zumindest teilweise elektrisch betriebener Lastkraftwagen oder Bus, ein elektrisch betriebenes Zweirad oder ein elektrisch betriebener Roller sein. Im Folgenden wird das Elektrofahrzeug auch Fahrzeug genannt. Das Elektrofahrzeug kann ein autonom fahrendes Elektrofahrzeug sein.
  • Die Stromquelle, mit der der Energiespeicher des Fahrzeugs geladen werden kann, kann eine beliebige Stromquelle sein, z.B. eine Ladesäule bzw. Stromtankstelle, eine gewöhnliche Haushaltssteckdose, Haushalts-Wandladestationen bzw. Wallboxes, ein weiteres Elektrofahrzeug, dessen elektrischer Energiespeicher geladen ist, die elektrische Energie aber nicht benötigt (z.B. Besitzer ist nicht im Land), eine Straßenlaterne, ein Photovoltaikspeicher, eine induktive Ladestation bzw. Charging Pad, etc.
  • Das Elektrofahrzeug und die Stromquelle können jeweils ein Blockchain-Modul umfassen, mit dem diese an einer Blockchain teilnehmen können. Beispielsweise kann auf dem Blockchain-Modul ein Blockchain-Knoten bzw. Node ausgeführt werden. In einem anderen Beispiel kann auf dem Blockchain-Modul ein light client zur Teilnahme an der Blockchain ausgeführt werden. Insbesondere kann das Blockchain-Modul eine Laufzeitumgebung zur Ausführung eines Blockchain-Knotens umfassen.
  • Der Begriff Blockchain umfasst hierin eine verteilte Datenbank, deren Integrität durch kryptographische Verkettung gesichert ist. Die Einträge (z.B. Transaktionen) in der Blockchain werden in Blöcken gruppiert. Die Blöcke werden in chronologischer Reihenfolge mithilfe einer kryptographischen Signatur miteinander verknüpft. Die Blockchain ist ein verteiltes System, in dem Netzteilnehmer Hardware-Ressourcen zur Verfügung stellen, um Inhalte und/oder Leistungen der Blockchain bereitzustellen. So entsteht ein Netzwerk umfassend mehrere unabhängige Rechner bzw. Netzknoten, die miteinander kommunizieren und sich synchronisieren. Beispielsweise können dabei die Daten der Blockchain in jedem Netzknoten gespeichert werden. Die Kommunikation zwischen den Netzknoten erfolgt direkt, (Peer-2-Peer, P2P). Durch die Verwendung der kryptografischen Signaturen ermöglicht die Blockchain Transaktionen, die ohne eine zentrale Instanz zwischen den Teilnehmern durchgeführt werden. Somit können beispielsweise Kryptowährungen wie z.B. Bitcoin und Ethereum über eine Blockchain, also ein dezentrales P2P-Rechnernetz erstellt und verwaltet werden, indem sämtliche Transaktionen der Kryptowährung innerhalb des Netzwerk erstellt und verifiziert werden können. Der Begriff Blockchain umfasst zudem sämtliche Weiterentwicklungen der aktuellen Blockchain-Technologie sowie weitere gängige und künftige P2P-Datenbanken mit kryptographischer Absicherung, die sich zum Realisieren von Krypto-Währungssystemen eignen. Der Begriff Blockchain umfasst sämtliche Systeme, die die Distributed Ledger Technologie - d.h. einen Konsensus von replizierten, geteilten und synchronisierten digitalen Daten, die auf geographisch verteilten Datenbanken gespeichert werden - umfassen bzw. realisieren.
  • Ein Smart Contract ist ein computerbasiertes Transaktionsprotokoll, das Bedingungen eines Vertrages implementiert. Der Smart Contract ist ein ausführbares Computerprogramm, welches Entscheidungen treffen kann, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt werden. Beispielsweise können externe Daten als Input verwendet werden, die über vordefinierte, implementierte Vertragsregeln (die Bedingungen) eine bestimmte Aktion hervorrufen. In einer Blockchain kann ein Smart Contract als ausführbares Skript in einer bestimmten Adresse der Blockchain gespeichert werden. Treten die im Smart Contract festgelegten Bedingungen ein, wird eine Transaktion an diese bestimmte Adresse der Blockchain gesendet. Der Smart Contract überprüft die Bedingungen und kann bei erfolgreicher Prüfung die bestimmte Aktion hervorrufen bzw. durchführen. In einem Beispiel kann ein Smart Contract auch durch eine digitale Signatur von einem bestimmten Anbieter zertifiziert sein, um die Vertrauenswürdigkeit noch weiter zu erhöhen.
  • Vorteilhafter Weise wird dadurch ein Ladesystem bereitgestellt, welches über Machine-to-Machine (M2M)-Kommunikation auf einfache Weise Ladevorgänge von elektrischen Energiespeichern durchführen kann, wobei die Notwendigkeit von vorherigen aufwändigen Registrierungen bei den verschiedenen Anbietern zur Durchführung der Lade- und Bezahlvorgängen entfällt.
  • Vorzugsweise umfassen das Elektrofahrzeug, die Stromquelle und der Smart Contract jeweils zumindest ein Cyberwallet zum Aushandeln der Ladeparameter und/oder zum sicheren und einfachen Durchführen des Ladevorgangs.
  • Ein Cyberwallet bzw. E-Wallet ist eine digitale, virtuelle Geldbörse, die an keinen materiellen Träger wie z.B. eine Bezahlkarte gebunden ist. Sie ermöglicht es dem Nutzer, Guthaben auf elektronischen Plattformen zu verwalten und für Zahlungen beispielsweise von Waren und/oder Dienstleistungen zu nutzen. Durch die Verwendung von Cyberwallets können vorteilhafter Weise das Elektrofahrzeug und die Stromquelle unter Zuhilfenahme des Smart Contracts Ladeparameter aushandeln und den Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers des Elektrofahrzeugs sicher und effizient durchführen. Mit anderen Worten ist kein Eingreifen durch den Nutzer des Fahrzeugs erforderlich.
  • Vorzugsweise umfasst das Aushandeln der Ladeparameter für den Ladevorgang:
    • Erfassen, durch den Smart Contract, eines Ladepreises; und
    • Akzeptieren des Ladepreises durch das Elektrofahrzeug.
  • Beispielsweise kann im Smart Contract als Bedingung implementiert sein, dass jede Stromquelle einen Ladepreis vorgibt. In diesem Fall kann der Smart Contract derart eingerichtet bzw. implementiert sein, dass die Stromquelle den Ladepreis als Parameter setzen kann. In diesem Fall kann der Smart Contract den Ladepreis der Stromquelle erfassen bzw. von der Stromquelle gesetzt bekommen und an das Elektrofahrzeug weiterleiten. In einem anderen Beispiel kann eine entsprechende Anwendung bzw. App fahrzeugseitig eingerichtet sein, den Ladepreis und ggf. weitere Informationen aus dem Smart Contract auszulesen. Das Elektrofahrzeug kann den Ladepreis akzeptieren, indem es beispielsweise der Teilnahme am Smart Contract zustimmt. Grundsätzlich kann im Smart Contract die Erfassung des Ladepreises beliebig realisiert bzw. implementiert werden und entsprechend der Realisierung durchgeführt werden. Beispielsweise kann auch ein vorheriges Aushandeln des Ladepreises zwischen dem Elektrofahrzeug und einer oder mehrere Stromquellen durchgeführt werden.
  • Darüber hinaus kann das Aushandeln der Ladeparameter weitere Aspekte umfassen, beispielsweise die Reservierung einer Uhrzeit zum Laden des Energiespeichers an der Stromquelle, etc.
  • Vorzugsweise umfasst das Durchführen des Ladevorgangs mithilfe des Smart Contracts:
    • Blocken und Verwalten eines Ladebetrags mithilfe des Cyberwallets des Smart Contracts;
    • Laden, durch die Stromquelle, des Energiespeichers entsprechend dem Ladebetrag;
    • Empfangen einer Ladebestätigung am Smart Contract bei Beendigung des Ladens durch die Stromquelle; und
    • Freigeben, durch den Smart Contract, des geblockten Ladebetrags.
  • Beispielsweise kann das Elektrofahrzeug einen Ladebedarf des elektrischen Energiespeichers ermitteln, einen Ladebetrag für den Ladebedarf entsprechend dem Ladepreis berechnen und den berechneten Ladebetrag setzen. Der Ladebedarf des elektrischen Energiespeichers kann beispielsweise ein Ladebedarf sein, der für das Elektrofahrzeug erforderlich ist, um ein nächstes Fahrziel zu erreichen. In einem anderen Beispiel kann der Ladebedarf die benötigte Lademenge sein, um den elektrischen Energiespeicher vollständig zu laden. In einem weiteren Beispiel kann der Ladebedarf eine vordefinierbare bzw. vordefinierte Ladegröße sein, die einem Mikro-Ladeschritt entspricht. In diesem Beispiel kann eine Vielzahl einander folgenden Mikro-Ladeschritten realisiert bzw. durchgeführt werden.
  • Der gesetzte Ladebetrag kann durch den Smart Contract geblockt und verwaltet werden.
  • Nach dem Blocken des Ladebetrags durch den Smart Contract kann das Laden des Energiespeichers entsprechend dem Ladebetrag erfolgen. Beispielsweise kann der Smart Contract die Stromquelle auffordern, den elektrischen Energiespeicher des Elektrofahrzeugs entsprechend dem Ladebetrag zu Laden. In einem anderen Beispiel kann eine entsprechende Anwendung bzw. App in der Stromquelle geladen und ausgeführt werden, die eingerichtet ist, das Blocken des Ladebetrags durch den Smart Contract aus dem Smart Contract auszulesen (z.B. in regelmäßigen zeitlichen Abständen) und den Energiespeicher des Fahrzeugs entsprechend dem geblockten Ladebetrag zu laden. Nach abgeschlossenem Ladevorgang kann am Smart Contract eine Ladebestätigung gesetzt und/oder empfangen werden. Beispielsweise kann das Fahrzeug nach dem abgeschlossenen Ladevorgang einen entsprechenden Ladebestätigungsparameter setzen. Darüber hinaus oder alternativ dazu kann die Stromquelle nach abgeschlossenem Ladevorgang einen entsprechenden Ladebestätigungsparameter setzen. Nachdem der Smart Contract die Ladebestätigung erkennt und/oder empfängt, kann dieser das Blocken des Ladebetrags beenden, so dass der Ladebetrag an das Cyberwallet der Stromquelle transferiert werden kann.
  • Falls nicht die gesamte dem Ladebetrag entsprechende Lademenge geladen werden kann (z.B. Störung der Stromquelle), kann vorgesehen sein, dass lediglich der Geldbetrag für die tatsächlich erbrachte Lademenge durch den Smart Contract freigegeben wird, wohingegen der Restbetrag an die Cyberwallet des Elektrofahrzeugs rückerstattet wird.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die zugrunde liegende Aufgabe durch ein Verfahren zum schnellen und sicheren Durchführen von Ladevorgängen von Elektrofahrzeugen umfassend einen elektrischen Energiespeicher gelöst, umfassend:
    • Aushandeln der Ladeparameter für einen Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers eines Elektrofahrzeugs zwischen dem Elektrofahrzeug und einer Stromquelle; und
    • Durchführen des Ladevorgangs des elektrischen Energiespeichers mithilfe eines Smart Contracts.
  • Vorzugsweise umfassen das Elektrofahrzeug, die Stromquelle und der Smart Contract jeweils zumindest ein Cyberwallet bzw. E-Wallet zum Aushandeln der Ladeparameter und/oder zum sicheren und einfachen Durchführen des Ladevorgangs.
  • Vorzugsweise umfasst das Aushandeln der Ladeparameter für den Ladevorgang:
    • Erfassen, durch den Smart Contract, eines Ladepreises; und
    • Akzeptieren des Ladepreises durch das Elektrofahrzeug.
  • Vorzugsweise umfasst das Durchführen des Ladevorgangs mithilfe des Smart Contracts:
    • Blocken und Verwalten eines Ladebetrags mithilfe des Cyberwallets des Smart Contracts;
    • Laden, durch die Stromquelle, des Energiespeichers entsprechend dem Ladebetrag;
    • Empfangen einer Ladebestätigung am Smart Contract bei Beendigung des Ladens durch die Stromquelle; und
    • Freigeben, durch den Smart Contract, des geblockten Ladebetrags.
  • Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der beiliegenden Figuren verdeutlicht. Es ist ersichtlich, dass - obwohl Ausführungsformen separat beschrieben werden - einzelne Merkmale daraus zu zusätzlichen Ausführungsformen kombiniert werden können.
    • 1 zeigt ein beispielhaftes System zum schnellen und sicheren Durchführen von Ladevorgängen;
    • 2 zeigt beispielhafte Schritte, die beim Aushandeln der Ladeparameter für einen Ladevorgang durchgeführt werden;
    • 3 zeigt eine beispielhafte Schritte, die beim Ausführen des Ladevorgangs durchgeführt werden;
    • 4 zeigt ein beispielhaftes Schritte, die zum Beenden des Ladevorgangs durchgeführt werden;
    • 5 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum schnellen und sicheren Durchführen von Ladevorgängen.
  • 1 zeigt ein beispielhaftes System 100 zum schnellen und sicheren Durchführen von Ladevorgängen zumindest teilweise elektrisch betriebener Fahrzeuge 110A ... 110N (nachfolgend auch Elektrofahrzeuge 110A ... 110N genannt). Jedes Elektrofahrzeug 110A ... 110N kann insbesondere ein Elektroauto bzw. ein Plug-in-Hybrid, aber auch jedes andere zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeug (z.B. Lastkraftwagen, Bus, Zweirad, Roller, etc.) sein. Jedes Elektrofahrzeug 110A ... 110N umfasst zumindest einen elektrischen Energiespeicher 150. Das System 100 umfasst zudem zumindest eine Stromquelle 120A ... 120M. Mit der Stromquelle 120A ... 120M kann der elektrische Energiespeicher 150 des Elektrofahrzeugs 110A ... 110N geladen werden. Beispielsweise kann der Energiespeicher 150 mit der Stromquelle 120A ... 120M über ein geeignetes Ladekabel (z.B. Mode 1, Mode 2 oder Mode 3-Ladekabel nach IEC 62196 bzw. DIN-Norm DIN EN 62196) verbunden und geladen werden. Alternativ dazu kann der Energiespeicher 150 zum induktiven Laden elektromagnetisch mit der Stromquelle 120A ... 120M verbunden werden. Insbesondere kann beim induktiven Laden der Ladestrom elektromagnetisch von einer Spule, die über ein Netzteil an die Stromquelle 120A ... 120M angeschlossen werden kann, auf eine weitere Spule, die im Elektrofahrzeug 110A ... 110N entsprechend positioniert sein kann, erfolgen. Dabei kann auf der Primärseite, d.h. Stromquellen-Seite, die einzuspeisende elektrische Lademenge als induktiver Blindstrom der Sekundärseite, d.h. der Elektrofahrzeug-Seite zur Verfügung gestellt werden.
  • Die Stromquelle 120A ... 120M, mit der der Energiespeicher 150 des Fahrzeugs 110A ... 110N geladen werden kann, kann eine beliebige Stromquelle 120A ... 120M sein, z.B. eine Ladesäule, eine gewöhnliche Haushaltssteckdose, Haushalts-Wandladestationen bzw. Wallboxes, ein weiteres Elektrofahrzeug, dessen elektrischer Energiespeicher geladen ist, die elektrische Energie aber nicht benötigt (z.B. Besitzer ist nicht im Land), eine Straßenlaterne, ein Photovoltaikspeicher, eine induktive Ladestation bzw. Charging Pad, etc.
  • Das Elektrofahrzeug 110A ... 110N und die Stromquelle 120A ... 120M können jeweils ein Blockchain-Modul (nicht gezeigt) umfassen, mit dem diese an einer Blockchain teilnehmen können. Beispielsweise kann auf dem Blockchain-Modul ein Blockchain-Knoten bzw. Node ausgeführt werden. In einem anderen Beispiel kann auf dem Blockchain-Modul ein light client zur Teilnahme an der Blockchain 130 ausgeführt werden. Insbesondere kann das Blockchain-Modul eine Laufzeitumgebung zur Ausführung eines Blockchain-Knotens umfassen.
  • Das System 100 umfasst zudem zumindest einen Smart Contract 140, der in der Blockchain 130 beispielsweise als ausführbares Skript in einer bestimmten Adresse gespeichert bzw. hinterlegt ist. Die Verwendung der Blockchain-Technologie ermöglicht vorteilhafter Weise eine besonders sichere, fälschungssichere Durchführung des Ladevorgangs.
  • Mithilfe des Smart Contracts 140 werden Ladeparameter für einen Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers 150 zwischen einem Elektrofahrzeug 110A ... 110N und einer Stromquelle 120A ... 120M ausgehandelt. Das Aushandeln 210 der Ladeparameter für den Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers 150 des Elektrofahrzeugs 110A ... 110N kann dabei umfassen:
    • Erfassen 212, durch den Smart Contract 150, eines Ladepreises 160; und
    • Akzeptieren 214, des Ladepreises 160 durch das Elektrofahrzeug 110A ... 110N.
  • Der Smart Contract 140, das Elektrofahrzeug 110A ... 110N und die Stromquelle 120A ... 120M können jeweils zumindest ein Cyberwallet 115, 125, 145 (im Folgenden auch Wallet 115, 125, 145 genannt) zum Aushandeln 210 der Ladeparameter und/oder zum sicheren und einfachen Durchführen 220 des Ladevorgangs des elektrischen Energiespeichers 150 umfassen. Durch die Verwendung der Cyberwallets 115, 125, 145 können vorteilhafter Weise das Elektrofahrzeug 110A ... 110N und die Stromquelle 120A ... 120M unter Zuhilfenahme des Smart Contracts 140 Ladeparameter aushandeln und den Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers 150 des Elektrofahrzeugs 110A ... 110N sicher und effizient durchführen.
  • Beispielsweise kann im Smart Contract 140 als Bedingung implementiert sein, dass jede Stromquelle 120A ... 120M einen Ladepreis 160 vorgibt, also den Ladepreis 160 als Parameter im Smart Contract 140 setzen kann. Der Smart Contract 140 kann also den Ladepreis 160 der Stromquelle 120 erfassen bzw. von der Stromquelle 120 übermittelt bekommen und an das Elektrofahrzeug 110A ... N weiterleiten. In einem anderen Beispiel kann eine entsprechende Anwendung bzw. App fahrzeugseitig (im Elektrofahrzeug 110A ... 110M geladen und ausgeführt) eingerichtet sein, den Ladepreis 160 und ggf. weitere Informationen aus dem Smart Contract 140 auszulesen. Das Elektrofahrzeug 110A ... 110M kann den Ladepreis 160 akzeptieren, indem es beispielsweise der Teilnahme am Smart Contract zustimmt. In einem anderen Beispiel kann die Ermittlung des Ladepreises 160 ein vorheriges Aushandeln des Ladepreises zwischen dem Elektrofahrzeug 110A ... 110N und einer oder mehrerer Stromquellen 120A ... 120M umfassen. Grundsätzlich kann im Smart Contract 140 die Erfassung des Ladepreises beliebig realisiert bzw. implementiert und entsprechend der Realisierung durchgeführt werden.
  • Darüber hinaus wird mithilfe des Smart Contracts 140 der zuvor ausgehandelte Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers 150 einfach und sicher durchgeführt. Das Durchführen 220 des Ladevorgangs mithilfe des Smart Contracts 140 kann umfassen:
    • Blocken und Verwalten 222 eines Ladebetrags mithilfe des Cyberwallets 145 des Smart Contracts 140;
    • Laden 224, durch die Stromquelle 120A ... 120M des Energiespeichers 150 entsprechend dem Ladebetrag;
    • Empfangen 226 einer Ladebestätigung am Smart Contract 140; und
    • Freigeben 228, durch den Smart Contract 140, des geblockten Ladebetrags.
  • Beispielsweise kann das Elektrofahrzeug 110A ... 110N einen Ladebedarf des elektrischen Energiespeichers 150 ermitteln, einen Ladebetrag für den Ladebedarf entsprechend dem Ladepreis 160 berechnen und den berechneten Ladebetrag setzen. Der Ladebedarf des elektrischen Energiespeichers 150 kann beispielsweise ein Ladebedarf sein, der für das Elektrofahrzeug 110A ... 110N erforderlich ist, um ein nächstes Fahrziel zu erreichen. In einem anderen Beispiel kann der Ladebedarf die benötigte Lademenge sein, um den elektrischen Energiespeicher 150 vollständig zu laden. In einem weiteren Beispiel kann der Ladebedarf eine vordefinierbare bzw. vordefinierte Ladegröße sein, die einem Mikro-Ladeschritt entspricht. In diesem Beispiel findet eine Vielzahl einander folgenden Mikro-Ladeschritten realisiert bzw. durchgeführt werden.
  • Der gesetzte Ladebetrag kann durch den Smart Contract 140 geblockt und verwaltet werden.
  • Nach dem Blocken des Ladebetrags durch den Smart Contract 140 kann das Laden des Energiespeichers 150 entsprechend dem Ladebetrag erfolgen. Beispielsweise kann der Smart Contract 140 die Stromquelle 120A ... 120M auffordern, den elektrischen Energiespeicher 150 des Elektrofahrzeugs 110A ... 110N entsprechend dem Ladebetrag zu Laden. In einem anderen Beispiel kann eine entsprechende Anwendung bzw. App durch ein geeignetes Modul der Stromquelle 120A ... 120M geladen und ausgeführt werden, die eingerichtet ist, das Blocken des Ladebetrags durch den Smart Contract 140 aus dem Smart Contract 140 auszulesen (z.B. in regelmäßigen zeitlichen Abständen, etc.). Nach abgeschlossenem Ladevorgang kann am Smart Contract 140 eine Ladebestätigung gesetzt und/oder empfangen werden. Beispielsweise kann das Fahrzeug 110A ... 110N nach dem abgeschlossenen Ladevorgang einen entsprechenden Ladebestätigungsparameter setzen. Darüber hinaus oder alternativ dazu kann die Stromquelle 120A ... 120M nach abgeschlossenem Ladevorgang einen entsprechenden Ladebestätigungsparameter setzen. Nachdem der Smart Contract 140 die zumindest eine Ladebestätigung erkennt und/oder empfängt, kann dieser das Blocken des Ladebetrags freigeben, so dass der Ladebetrag an das Cyberwallet 125 der Stromquelle 120 A ... 120M transferiert werden kann.
  • Falls nicht die gesamte dem Ladebetrag entsprechende Lademenge geladen werden kann (z.B. Störung der Stromquelle 120A ... 120M), kann vorgesehen sein, dass lediglich der Geldbetrag für die tatsächlich erbrachte Lademenge durch den Smart Contract 140 freigegeben wird, wohingegen der Restbetrag an die Cyberwallet 115 des Elektrofahrzeugs 110A ... 110N rückerstattet wird.
  • Vorteilhafter Weise wird dadurch ein Ladesystem bereitgestellt, welches über Machine-to-Machine (M2M)-Kommunikation auf einfache Weise automatisch Ladeparameter aushandeln und Ladevorgänge von elektrischen Energiespeichern durchführen kann, wobei die Notwendigkeit von vorherigen aufwändigen Registrierungen bei den verschiedenen Anbietern von Ladestationen zur Durchführung der Lade- und Bezahlvorgängen entfällt.
  • 2 bis 4 zeigen an einem Beispiel die Schritte, die beim Aushandeln 210 der Ladeparameter für einen Ladevorgang sowie beim Durchführen 220 und Beenden des Ladevorgangs durchgeführt werden können. Bei diesen Schritten handelt es sich lediglich um eine beispielhafte Implementierung einiger der mit Bezug auf 1 aufgezeigten Aspekte.
  • 2 zeigt beispielhaft an, wie der Ladepreis durch den Smart Contract 140 erfasst 212 werden kann. In Diesem Beispiel ist es möglich, dass die Stromquelle 120 den Ladepreis 126 als Parameter im Smart Contract 140 setzt. In diesem Beispiel kann im Smart Contract 140 eine Berechtigung hinterlegt sein, die die Stromquelle 120 berechtigt, den Ladepreis 126 zu setzen. Beispielsweise kann der Ladepreis 126 in Euro (€) / Kilowattstunde (kWh) gesetzt werden.
  • Die tatsächlich verwendete Währung ist irrelevant. In einem anderen Beispiel kann der Smart Contract durch Ethereum realisiert werden. Ethereum ist ein verteiltes System, das eine Plattform zum Ausführen von Smart Contracts bietet und auf einer eigenen öffentlichen Blockchain basiert. In diesem Fall kann der Ladepreis 126 beispielsweise in der entsprechenden Kryptowährung Ether/kWh gesetzt werden.
  • Nach dem Setzen des Ladepreises 160 durch die Stromquelle 120 steht dieser dem Smart Contract 140 zur Verfügung. Nun kann der Ladepreis 160 durch das Fahrzeug 110 erfasst werden. Beispielsweise kann der Ladepreis 160 vom Smart Contract 140 an das Fahrzeug 110 weitergeleitet werden. In einem anderen Beispiel kann im Fahrzeug 110 eine App geladen und ausgeführt werden, die eingerichtet ist, den Ladepreis 160 und ggf. weitere Informationen aus dem Smart Contract auszulesen.
  • 3 zeigt beispielhafte Schritte, die beim Akzeptieren 214 des Ladepreises 160 und beim Durchführen 220 des Ladevorgangs erfolgen können. In einem nächsten Schritt 214 kann das Elektrofahrzeug 110 den Ladepreis akzeptieren, indem dieser der Teilnahme am Smart Contract 140 bzw. an einem Ladevorgang mithilfe des Smart Contracts 140 zustimmt. In diesem Beispiel ermittelt das Elektrofahrzeug 110 einen Ladebedarf 128 bzw. eine in den Energiespeicher 150 einzuspeisende elektrische Lademenge 128 und berechnet einen Ladebetrag dem Ladepreis 160 entsprechend (Ladebedarf × Ladepreis 160). Beispielsweise kann der Parameter Ladebedarf 128 aus einem geeigneten Modul 116 (Ladezustand Energiespeicher 116) im Elektrofahrzeug 120 ausgelesen werden. In diesem Beispiel liegt der Ladezustand des Energiespeichers bei 0 kWh von maximal 22 kWh und das Fahrzeug ermittelt einen Ladebedarf von 20 kWh, beispielsweise weil dieser Ladezustand des Energiespeichers 150 für das Zurücklegen einer nächsten geplanten Fahrstrecke erforderlich ist. Das Elektrofahrzeug 110 berechnet Ladebetrag für den Ladebedarf entsprechend dem Ladepreis 160 der Stromquelle 120, bei 1€/kWh liegt der Ladebetrag bei 20 €. Dieser Ladebetrag kann aus der Cyberwallet 115 des Fahrzeugs 110 durch die Cyberwallet 125 des Smart Contracts 140 geblockt werden. Nach erfolgtem Blocken des Ladebetrags durch den Smart Contract 140 kann der Ladevorgang wie mit Bezug auf 1 erläutert initiiert werden.
  • 4 zeigt beispielhafte Schritte, die beim Beenden des Ladevorgangs durchgeführt werden können. Beispielsweise kann das Fahrzeug 110 nach erfolgter Einspeisung der Lademenge (Ladezustand des Energiespeichers entspricht der Lademenge) eine Ladebestätigung an den Smart Contract 140 senden bzw. setzen. Darüber hinaus oder alternativ dazu kann die Ladebestätigung auch durch die Stromquelle 120 erfolgen (vgl. 1). Nach erfolgter Ladebestätigung durch das Elektrofahrzeug 110 und/oder durch die Stromquelle 120 kann der Smart Contract 140 die Blockade des Ladebetrags aufheben bzw. freigeben, so dass der Ladebetrag an die Cyberwallet 125 der Stromquelle 120A ... 120M transferiert werden kann.
  • Falls nicht die gesamte dem Ladebetrag entsprechende Lademenge geladen werden kann (z.B. Störung der Stromquelle 120), kann vorgesehen sein, dass lediglich der Geldbetrag für die tatsächlich erbrachte Lademenge durch den Smart Contract 140 freigegeben wird, wohingegen der Restbetrag an die Cyberwallet 115 des Elektrofahrzeugs 110 rückerstattet wird.
  • 5 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 200 zum schnellen und sicheren Durchführen von Ladevorgängen elektrischer Energiespeicher 150 von Elektrofahrzeugen 110A ... 110N. Das Verfahren 200 kann wie mit Bezug auf 1 erläutert realisiert werden und kann die beispielhaften Schritte, die mit Bezug auf 2 bis 4 erläutert wurden, umfassen.
  • Das Verfahren 200 umfasst ein Aushandeln 210 der Ladeparameter für den Ladevorgang zwischen dem Elektrofahrzeug 110A ... 110N und einer Stromquelle 120A ... 120M mithilfe eines Smart Contracts 140. Das Aushandeln 210 der Ladeparameter für den Ladevorgang kann folgende Schritte umfassen:
    • Erfassen 212, durch den Smart Contract 140, eines Ladepreises 160;
    • Akzeptieren 214, des Ladepreises 160 durch das Elektrofahrzeug 110A ... 110N.
  • Das Verfahren umfasst zudem das Durchführen 220 des Ladevorgangs des elektrischen Energiespeichers 150 mithilfe des Smart Contracts 140. Das Durchführen 220 des Ladevorgangs mithilfe des Smart Contracts 140 kann dabei umfassen:
    • Blocken und Verwalten 222 eines Ladebetrags mithilfe des Cyberwallets 145 des Smart Contracts 145;
    • Laden 224, durch die Stromquelle 120A ... 120M, des Energiespeichers 150 entsprechend dem Ladebetrag;
    • Empfangen 226 einer Ladebestätigung am Smart Contract 140 bei Beendigung des Ladens durch die Stromquelle 120A ... 120M; und
    Freigeben 228, durch den Smart Contract 140, des geblockten Ladebetrags.

Claims (8)

  1. Ladesystem (100) zum schnellen und sicheren Durchführen von Ladevorgängen von Elektrofahrzeugen (110A ... 110N), umfassend: zumindest ein Elektrofahrzeug (110A ... 110N) umfassend zumindest einen elektrischen Energiespeicher (150), zumindest Stromquelle (120A ... 120M), mit der der Energiespeicher (150) geladen werden kann, zumindest ein Smart Contract (140), wobei - ein Aushandeln (210) der Ladeparameter für einen Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers (150) zwischen dem Elektrofahrzeug (110A ... 110N) und der Stromquelle (120A ... 120M); und - das Durchführen (220) des Ladevorgangs des elektrischen Energiespeichers (150) mithilfe eines Smart Contracts (140) durchgeführt werden kann.
  2. Ladesystem (100) gemäß Anspruch 1, wobei das Elektrofahrzeug (110A ... 110N), die Stromquelle (120A ... 120M) und der Smart Contract (140) jeweils zumindest ein Cyberwallet (115, 125, 145) zum Aushandeln (210) der Ladeparameter sowie zum sicheren und einfachen Durchführen (220) des Ladevorgangs umfassen.
  3. Ladesystem (100) gemäß Anspruch 2, wobei das Aushandeln (210) der Ladeparameter für den Ladevorgang umfasst: Erfassen (212), durch den Smart Contract (140), eines Ladepreises (160); und Akzeptieren (214), des Ladepreises (160) durch das Elektrofahrzeug (110A ... 110N).
  4. Ladesystem (100) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei das Durchführen (220) des Ladevorgangs mithilfe des Smart Contracts (140) umfasst: Blocken und Verwalten (222) eines Ladebetrags mithilfe des Cyberwallets (145) des Smart Contracts (140); Laden (224), durch die Stromquelle (120A ... 120M), des Energiespeichers (150) entsprechend dem Ladebetrag; Empfangen (226) einer Ladebestätigung am Smart Contract (140) bei Beendigung des Ladens (224) durch die Stromquelle (120A ... 120M); und Freigeben (228), durch den Smart Contract (140), des geblockten Ladebetrags.
  5. Verfahren (200) zum schnellen und sicheren Durchführen von Ladevorgängen von Elektrofahrzeugen (110A ... 110N), umfassend: Aushandeln (210) der Ladeparameter für einen Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers (150) eines Elektrofahrzeugs (110A ... 110N) zwischen dem Elektrofahrzeug (110A ... 110N) und einer Stromquelle (120A ... 120M); und Durchführen (220) des Ladevorgangs des elektrischen Energiespeichers (150) mithilfe eines Smart Contracts (140).
  6. Verfahren (200) gemäß Anspruch 5, wobei das Elektrofahrzeug (110A ... 110N), die Stromquelle (120A ... 120M) und der Smart Contract (140) jeweils zumindest ein Cyberwallet (115, 125, 145) zum Aushandeln (210) der Ladeparameter sowie zum sicheren und einfachen Durchführen (220) des Ladevorgangs umfasst.
  7. Verfahren (200) gemäß Anspruch 6, wobei das Aushandeln (210) der Ladeparameter für den Ladevorgang umfasst: Erfassen (212), durch den Smart Contract (140), eines Ladepreises (160); und Akzeptieren (214), des Ladepreises (160) durch das Elektrofahrzeug (110A ... 110N).
  8. Verfahren (200) gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei das Durchführen (220) des Ladevorgangs mithilfe des Smart Contracts (140) umfasst: Blocken und Verwalten (222) eines Ladebetrags mithilfe des Cyberwallets (145) des Smart Contracts (140); Laden (224), durch die Stromquelle (120A ... 120M), des Energiespeichers (150) entsprechend dem Ladebetrag; Empfangen (226) einer Ladebestätigung am Smart Contract (140) bei Beendigung des Ladens (224) durch die Stromquelle (120A ... 120M); und Freigeben (228), durch den Smart Contract (140), des geblockten Ladebetrags.
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