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Die Erfindung betrifft eine Ladestation für ein Kraftfahrzeug, welches einen elektrischen Energiespeicher aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Ermöglichen einer Zugangskontrolle zu einer solchen Ladestation für ein Kraftfahrzeug.
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Kraftfahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb, insbesondere Elektrofahrzeuge oder Hybrid-Fahrzeuge, benötigen aufgrund ihrer begrenzten Reichweite eine gut ausgebaute Ladeinfrastruktur, um eine regelmäßige Aufladung eines eingebauten elektrischen Energiespeichers gewährleisten zu können. Beispielsweise bietet die Ladeinfrastruktur eine Vielzahl von Ladestationen, welche in einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordnet sind, sodass diese mit der begrenzten Reichweite des Kraftfahrzeugs mit elektrischem Antrieb problemlos erreicht werden können.
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Problematisch ist jedoch, wenn eine der Ladestationen durch Kraftfahrzeuge blockiert werden, sodass ein Aufladen des Kraftfahrzeugs mit elektrischem Antrieb nicht möglich ist. Das Blockieren der Ladestation ist beispielsweise möglich durch Elektrofahrzeuge, welche bereits vollständig aufgeladen sind, oder durch Kraftfahrzeuge ohne elektrischen Antrieb, welche einen oder mehrere Stellplätze der Ladestation als Parkplatz nutzen.
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Darüber hinaus ist es auch problematisch, wenn ein weiteres Elektrofahrzeug mit einer geringen Ladeleistung, wie sie beispielsweise durch die Ausführung oder den Ladezustand deren Energiespeichers bedingt sein kann, eine Ladestation blockiert, welche für deutlich höhere Leistungen ausgelegt ist, obwohl ein Laden ohne infrastrukturseitig bedingte Einschränkungen, insbesondere hinsichtlich der Leistung, in unmittelbarer Nähe möglich wäre.
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Zum Identifizieren des Kraftfahrzeugs an der Ladestation ist beispielsweise vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug zunächst auf dem Stellplatz der Ladestation geparkt wird und anschließend das Kraftfahrzeug und/oder ein Nutzer des Kraftfahrzeugs identifiziert werden. Anschließend kann der Ladestation elektrische Energie zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs entnommen werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zu bieten, einem Blockieren einer Ladestation durch nicht berechtigte Kraftfahrzeuge entgegenzuwirken.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Ladestation für ein Kraftfahrzeug, welches einen elektrischen Energiespeicher aufweist, mit
- - einem Stellplatz für das Kraftfahrzeug, und
- - einer Ladeeinheit zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers, wenn das Kraftfahrzeug auf dem Stellplatz abgestellt ist. Beispielsweise ist die Ladeeinheit als Ladesäule ausgeführt, welche dem Stellplatz zugeordnet und benachbart zu diesem innerhalb der Ladestation angeordnet ist. Beispielsweise stellt die Ladeeinheit einen Ladeanschluss und/oder ein Ladekabel zum Aufladen des Kraftfahrzeugs bereit. Außerdem kann die Ladeeinheit einen Spannungswandler sowie einen Netzanschluss an ein Stromnetz aufweisen. Selbstverständlich kann die Ladestation mehrere Stellplätze umfassen, wobei die Ladeeinheit und optional weitere Ladeeinheiten zusammen für jeden der Stellplätze einen jeweiligen Ladeanschluss und/ein jeweiliges Ladekabel bereitstellen. Beispielsweise weist die Ladestation eine Einfahrt auf, über welche alle Stellplätze der Ladestation für Kraftfahrzeuge erreichbar sind.
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Insbesondere ist die Ladestation dazu ausgebildet, ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antrieb, welcher durch den elektrischen Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgt wird, aufzuladen. Zum Aufladen des Kraftfahrzeugs kann die Ladestation dazu ausgebildet sein, Energie an das Kraftfahrzeug übertragen und in dem elektrischen Energiespeicher zu speichern.
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Um nun eine Möglichkeit zu bieten, dem Blockieren der Ladestation durch nicht berechtigte Kraftfahrzeuge entgegenzuwirken, basiert die Erfindung auf der Idee, dass das Kraftfahrzeug bereits identifiziert wird, bevor diesen der Zugang zu der Ladestation gewährt wird. Mit anderen Worten ist der Zugang zur Ladestation in einem Normalzustand gesperrt und wird nur freigegeben, wenn das Kraftfahrzeug als berechtigt identifiziert ist.
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Im Allgemeinen weist die Ladestation eine Identifizierungseinheit zum Identifizieren des Kraftfahrzeugs vor dem Abstellen des Kraftfahrzeugs auf dem Stellplatz auf, sowie eine Zugangssperre zum Sperren des Zugangs zum Stellplatz in Abhängigkeit von einem Ergebnis beim Identifizieren des Kraftfahrzeugs. Wie oben bereits beschrieben ist durch die Zugangssperre vorzugsweise nicht nur der Zugang zu dem Stellplatz sondern zu der gesamten Ladestation absperrbar. Beispielsweise kann die Zugangssperre mehrere Teilelemente umfassen, wobei ein erstes Teilelement nur zum Sperren des Stellplatzes ausgeführt ist und ein zweites Teilelement zum Sperren des Zugangs zur gesamten Ladestation ausgebildet ist. Weißt die Ladestation mehrere Stellplätze auf, kann jedem der Stellplätze ein jeweiliges erstes Teilelement zum Sperren des jeweiligen Stellplatz zugeordnet sein.
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Die Identifizierungseinheit kann beispielsweise eine Kamera umfassen. In diesem Fall kann die Identifizierungseinheit dazu eingerichtet sein, das Kraftfahrzeug als Teil eines Kamerabildes zu erfassen. Beispielsweise ist die Identifizierungseinheit dazu eingerichtet, ein Nummernschild des Kraftfahrzeugs als Teil des Kamerabildes zu erkennen. Die Identifizierungseinheit kann demnach zum Identifizieren des Kraftfahrzeugs anhand des Nummernschildes des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Alternativ kann an dem Kraftfahrzeug ein Symbol zur Identifikation, beispielsweise eine Nummer, ein Zeichen oder ein QR-Code, angeordnet sein. In diesem Fall kann die Identifizierung einer dazu eingerichtet sein, das Kraftfahrzeug anhand des Symbols zu identifizieren. Die Identifizierungseinheit kann zum Zugriff auf eine Datenbank eingerichtet sein, wobei in der Datenbank Symbole und/oder Nummernschilder berechtigter Kraftfahrzeuge hinterlegt sind. Ist das Symbol und/oder das Nummernschild des Zugangs begehrenden Kraftfahrzeugs in der Datenbank hinterlegt, so kann das Kraftfahrzeug als zugangsberechtigt identifiziert werden.
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Alternativ oder zusätzlich ist die Identifizierungseinheit zur Kommunikation mit einer Kommunikationseinheit des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Die Kommunikationseinheit kann zum Aufbau einer digitalen oder analogen Datenverbindung mit dem Kraftfahrzeug ausgebildet sein. Die Datenverbindung kann beispielsweise mittels Bluetooth oder WiFi bereitgestellt sein. Beispielsweise wird im Rahmen der Kommunikation die analoge oder digitale Datenverbindung zwischen der Kommunikationseinheit und der Kommunikationseinheit des Kraftfahrzeugs aufgebaut. In diesem Fall kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Identifizierungseinheit durch die Kommunikation beziehungsweise über die Datenverbindung eine Kennung des Kraftfahrzeugs empfängt. Anhand der Kennung kann das Kraftfahrzeug analog zu dem Symbol oder dem Nummernschild als zugangsberechtigt identifiziert werden. Insbesondere ist die Identifizierungseinheit dazu ausgebildet, die Kennung aus dem Kraftfahrzeug zu empfangen und zu überprüfen, ob die Kennung in der Datenbank hinterlegt ist. Ist die Kennung in der Datenbank hinterlegt, so kann das Kraftfahrzeug als zugangsberechtigt identifiziert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Identifizierungseinheit dazu eingerichtet sein, eine Eigenschaft des Kraftfahrzeugs mittels der Datenverbindung zu empfangen. Beispielsweise betrifft die Eigenschaft des Kraftfahrzeugs das Vorhandensein des elektrischen Energiespeichers, einen Ladezustand des elektrischen Energiespeichers oder eine Ladetechnologie (beispielsweise Norm des gewünschten Ladeprotokolls, Ladespannung, Ladestrom und/oder Steckertyp) des Kraftfahrzeugs.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Zugangssperre als im Boden versenkbarem Poller oder als Schranke ausgeführt ist. Insbesondere kann der im Boden versenkbarem Poller direkt an dem Stellplatz angeordnet sein. Insbesondere verhindert der Poller ein Befahren des Stellplatzes, während der Zugang zu dem Stellplatz gesperrt ist. Wenn die Ladestation mehrere Stellplätze aufweist, kann jedem der Stellplätze ein jeweiliger Poller als erstes Teilelement der Zugangssperre zugeordnet sein. Die Schranke kann insbesondere einer Einfahrt zu der Ladestation angeordnet sein. Bevorzugt weist die Zugangssperre den Poller als erstes Teilelement und die Schranke als zweites Teilelement auf.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Ladeeinheit zum induktiven Laden des Kraftfahrzeugs eingerichtet ist, wobei die Ladeeinheit in oder an einer Fahrbahnoberfläche des Stellplatzes angeordnet ist und vertikal bewegbar ist, wobei durch die vertikale Bewegbarkeit gleichzeitig die Zugangssperre bereitstellbar ist. Die vertikale Bewegbarkeit der Ladeeinheit zum induktiven Laden kann zusätzlich dazu dienen, einen Luftspalt zwischen der Ladeeinheit und dem Kraftfahrzeug zu verringern. Die induktive Ladeeinheit weist eine Spule, insbesondere aus einem elektrischen Leiter, auf, welche als Primärspule ein Magnetfeld erzeugen kann. Dieses Magnetfeld kann in einer Spule, insbesondere aus einem elektrischen Leiter, des Kraftfahrzeugs eine elektrische Spannung induzieren. Somit ermöglicht die induktive Ladeeinheit eine berührungslose Leistungsübertragung auf das Kraftfahrzeug per Induktion. Durch Verringerung des Luftspalts zwischen induktiver Ladeeinheit und Kraftfahrzeug kann die Leistungsübertragung maximiert werden. Die vorliegende Weiterbildung sieht vor, dass die vertikale Bewegbarkeit der induktiven Ladeeinheit einem Doppelnutzen zugeführt wird, nämlich sowohl der Verringerung des Luftspalt als auch der Zugangssperre. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Ladeeinheit eine Fahrbahnoberfläche des Stellplatzes in einer Sperrstellung zumindest um 10 cm, 20 cm, 30 cm, 40 cm oder 50 cm überragt. Mit anderen Worten ist die induktive Ladeeinheit zusätzlich zur Nutzung als die Zugangssperre beziehungsweise der Poller eingerichtet.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermöglichen einer Zugangskontrolle zu einer Ladestation für ein Kraftfahrzeug, den elektrischen Energiespeicher aufweist. Das Verfahren wird insbesondere durch die oben beschriebene Ladestation durchgeführt. Demnach gelten die oben beschriebenen Weiterbildungen und Vorteile der erfindungsgemäßen Ladestation analog auch für das erfindungsgemäße Verfahren. Das Verfahren wird somit auch durch Merkmale weitergebildet, die im Zusammenhang mit der Ladestation offenbart sind.
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Das Verfahren sieht folgende Schritte vor:
- - Identifizieren des Kraftfahrzeugs vor dem Abstellen des Kraftfahrzeugs auf einem Stellplatz der Ladestation,
- - in Abhängigkeit von einem Ergebnis beim Identifizieren des Kraftfahrzeugs, Zuweisen eines Stellplatzes der Ladestation zum Abstellen des Kraftfahrzeugs und zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers, und
- - Freigeben eines zuvor gesperrten Zugangs zu dem zugewiesenen Stellplatz der Ladestation.
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Das Identifizieren des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise wie oben beschrieben durch Erfassen eines Nummernschildes oder Symbols und/oder mittels der Datenverbindung durch Empfangen einer Kennung und/oder einer Eigenschaft des Kraftfahrzeugs erfolgen. Dabei erfolgt das Identifizieren bevor das Kraftfahrzeug auf dem Stellplatz der Ladestation abgestellt ist. Insbesondere erfolgt das Identifizieren des Kraftfahrzeugs bereits bevor dem Kraftfahrzeug ein Zugang zu der Ladestation gewährt wird. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass nur identifizierte beziehungsweise berechtigte Kraftfahrzeuge Zugang zu der Ladestation erhalten. Beispielsweise erfolgt das Identifizieren an einer Einfahrt zu der Ladestation.
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Abhängig von dem Ergebnis beim Identifizieren des Kraftfahrzeugs wird dem Kraftfahrzeug ein Stellplatz der Ladestation zugeordnet. Beispielsweise wird dem Kraftfahrzeug nur dann der Stellplatz der Ladestation zugeordnet, wenn das Kraftfahrzeug als berechtigt identifiziert wird. Beispielsweise wird dem Kraftfahrzeug dann kein Stellplatz der Ladestation zugeordnet, wenn das Kraftfahrzeug nicht als berechtigt identifiziert wird. Unter dem Zuordnen des Stellplatzes kann verstanden werden, dass der Stellplatz für das Kraftfahrzeug reserviert wird. Alternativ oder zusätzlich kann beim Zuordnen dem Kraftfahrzeug und/oder einem Nutzer des Kraftfahrzeugs mitgeteilt werden, welcher Stellplatz aus einer Mehrzahl an Stellplätzen für das Kraftfahrzeug reserviert wird. Es ist möglich, dass dem Kraftfahrzeug oder dem Nutzer eine Route oder Fahrttrajektorie von der Einfahrt der Ladestation bereitgestellt wird. Das Bereitstellen kann durch Übermitteln mittels der Datenverbindung oder durch visuelle Zeichen erfolgen.
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Das Freigeben des zuvor gesperrten Zugangs erfolgt durch Freigeben einer Zugangssperre. Beispielsweise erfolgt das Freigeben durch Öffnen einer Schranke und/oder Versenken eines Pollers. Weist die Zugangssperre mehrere Teilelemente auf, wird beim Freigeben des zuvor gesperrten Zustands beispielsweise die Schranke, welche sich am Eingang der Ladestation befindet, geöffnet und der Poller, welcher sich direkt an dem Stellplatz befindet, versenkt.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass beim Identifizieren eine Eigenschaft des Kraftfahrzeugs, insbesondere eine Ladetechnik, eine Speicherkapazität des elektrischen Energiespeichers, einen Ladezustand und/oder eine voraussichtliche Ladedauer, ermittelt wird. Die Ladetechnik betrifft beispielsweise Ladespannung, Ladestrom und/oder Steckertyp des Kraftfahrzeugs zum Laden des elektrischen Energiespeichers. Die voraussichtliche Ladedauer kann beispielsweise eine Zeitvorgabe eines Nutzers des Kraftfahrzeugs betreffen. Die Zeitvorgabe kann vorgeben, wie lange der Nutzer vorhat, das Kraftfahrzeug auf dem Stellplatz abzustellen. Alternativ kann die voraussichtliche Ladedauer angeben, wie lange das Aufladen des elektrischen Energiespeichers von dem momentanen Ladezustand bis zu einem vorbestimmten Ladezustandswert (beispielsweise 80 %) voraussichtlich dauern wird.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Zuweisen des Stellplatzes zumindest teilweise in Abhängigkeit von der ermittelten Eigenschaft des Kraftfahrzeugs erfolgt. Insbesondere wird der Stellplatz aus der Mehrzahl an Stellplätzen in Abhängigkeit von der ermittelten Eigenschaft ausgewählt. Beispielsweise wird der Stellplatz derart gewählt, dass die Ladetechnik der Ladeeinheit, welche dem Stellplatz zugeordnet ist, zu dem Kraftfahrzeug passt. Alternativ oder zusätzlich kann der Stellplatz in Abhängigkeit von der voraussichtlichen Ladedauer oder dem momentanen Ladezustand des elektrischen Energiespeichers gewählt werden. Beispielsweise wird der Stellplatz gewählt, dessen Ladeeinheit die geringste Ladeleistung bereitstellt mit welcher dennoch das Aufladen des elektrischen Energiespeichers auf den vorbestimmten Ladezustandswert ermöglicht. Mit anderen Worten wird der Stellplatz mit der Ladeeinheit gewählt, der mit der geringsten möglichen Leistung dennoch ein Aufladen des elektrischen Energiespeichers innerhalb der Zeitvorgabe des Nutzers ermöglicht. Auf diese Weise können Stellplätze, welche eine höhere Ladeleistung bereitstellen, für nachfolgende Kraftfahrzeuge aufgespart werden.
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Beispielsweise kann die Eigenschaft durch Abrufen der Eigenschaft aus der Servereinrichtung ermittelt werden. Wie oben beschrieben kann das Kraftfahrzeug anhand der Kennung, des Nummernschildes oder des Symbols identifiziert werden. Die Datenbank, in welcher die Kennung, das Nummernschild oder das Symbol des Kraftfahrzeugs gespeichert ist, kann durch die Servereinrichtung bereitgestellt werden. In der Servereinrichtung beziehungsweise der Datenbank kann zusätzlich zu dem Nummernschild, dem Symbol oder der Kennung des Kraftfahrzeugs auch die Eigenschaft des Kraftfahrzeugs hinterlegt sein. Die in der Datenbank hinterlegte Eigenschaft des Kraftfahrzeugs betrifft insbesondere eine statische Eigenschaft des Kraftfahrzeugs, insbesondere dessen maximale Ladespannung, dessen maximalen Ladestrom, dessen Steckertyp und/oder die Kapazität des elektrischen Energiespeichers.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Eigenschaft des Kraftfahrzeugs durch Abrufen der Eigenschaft aus dem Kraftfahrzeug mittels der Datenverbindung ermittelt werden. Auf diese Art und Weise können sowohl statische als auch zeitlich veränderbare Eigenschaften des Kraftfahrzeugs ermittelt werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile sind der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Figuren zu entnehmen. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale und Funktionen. Die Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und sollen diese nicht beschränken.
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Es zeigen:
- 1 eine Ladestation mit mehreren Stellplätzen sowie einige Kraftfahrzeug aus einer Vogelperspektive; und
- 2 das Kraftfahrzeug sowie den Haltepunkt in einer schematischen Draufsicht.
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Die 1 und die 2 zeigen in einer schematischen Darstellung ein Kraftfahrzeug 1. Das Kraftfahrzeug 1 kann als Kraftwagen ausgeführt sein, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen. Das Kraftfahrzeug 1 weist einen elektrischen Antrieb, insbesondere eine elektrische Maschine, beispielsweise eine Synchronmaschine oder eine Asynchronmaschine auf. Der elektrische Antrieb des Kraftfahrzeugs 1 benötigt elektrische Energie zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 1. Aus diesem Grund weist das Kraftfahrzeug 1 einen elektrischen Energiespeicher 15, beispielsweise ein Akkumulator oder eine Batterie, insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie, auf. Der elektrische Energiespeicher 15 es bevorzugt als Hochvolt-Energiespeicher ausgeführt und ist ausgelegt, eine Spannung von mehr als 80 V, vorzugsweise mehr als 200 V, bereitzustellen. Beispielsweise versorgt der elektrische Energiespeicher 15 den elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs 1 über einen Umrichter oder Wechselrichter mit elektrischer Energie. Bei dem Kraftfahrzeug 1 kann es sich um ein Hybrid-Fahrzeug oder ein Elektrofahrzeug handeln.
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1 zeigt außerdem eine Ladestation 2 zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers 15 des Kraftfahrzeugs 1. Die Ladestation 2 umfasst mehrere Stellplätze 4, 40, 43. Zudem umfasst die Ladestation 2 Ladeeinheiten 5, 50. Die Ladeeinheiten 5, 50 weisen jeweilige Ladeanschlüsse 51, 52, 53, 54 auf. Die Ladeanschlüsse 51, 52, 53, 54 können beispielsweise als Steckdosen oder als Kabel ausgeführt sein. Jeder der Ladeanschlüsse 51, 52, 53, 54 ist einem der Stellplätze 4, 40, 43 zugeordnet. Vorliegend weisen die Ladeanschlüsse 51, 52, 53, 54 unterschiedliche Ladetechniken auf. Beispielsweise sind die Ladeanschlüsse 54 ausgebildet, jeweils 200 A bei 400 V oder 800 V per CCS (combined charging system, ein internationaler Standard für Ladesysteme) bereitzustellen. Beispielsweise sind die Ladeanschlüsse 53 ausgebildet, jeweils 200 A bei 400 V oder 800 V per CCS oder CHAdeMO (ebenfalls ein internationaler Standard für Ladesysteme) bereitzustellen. Beispielsweise sind die Ladeanschlüsse 52 ausgebildet, jeweils 100 A bei 400 V oder 800 V per CCS oder CHAdeMO bereitzustellen. Beispielsweise sind die Ladeanschlüsse 51 ausgebildet, jeweils 100 A bei 400 V per CCS bereitzustellen.
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Jede der Stellplätze 4, 42, 43 weist eine jeweilige Zugangssperre 3 auf. Gemäß 1 sind die Zugangssperren 3 als im Boden versenkbarer Poller ausgeführt. Die Zugangssperren 3 sind dazu eingerichtet, den Zugang zu dem jeweiligen der Stellplätze 4, 42, 43 zu sperren und freizugeben. Insbesondere weisen die Zugangssperren 3 jeweils eine Sperrstellung und eine Freigabestellung auf, wobei der jeweilige Stellplatz 4, 42, 43 in der Sperrstellung für Kraftfahrzeuge gesperrt ist. Um die Sperrwirkung zu gewährleisten kann es vorgesehen sein, dass der Poller in der Sperrstellung zumindest 20 cm, 30 cm, 40 cm, 50 cm oder 60 cm über eine Oberfläche des jeweiligen Stellplatzes 4, 42, 43 herausragt. Die Zugangssperre 3 kann beispielsweise durch eine Identifizierungseinrichtung 6 zwischen ihrer Sperrstellungen ihrer Freigabestellung überführbar sein. Hierzu kann ein Stellmotor der Zugangssperre 3, welcher eingerichtet ist, die Zugangssperre 3 zwischen der Sperrstellung und der Freigabestellung zu überführen, durch die Identifizierungseinrichtung 6 an steuerbar sein. Beispielsweise weist Identifizierungseinrichtung 6 hierzu einen Kontrollrechner 65 auf.
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Die Stellplätze 42 der Ladestation 2 sind durch weitere Kraftfahrzeuge 7 belegt. Die Stellplätze 43 der Ladestation 2 sind frei. Die Zugangssperren 33 der freien Stellplätze 43 befinden sich standardmäßig in ihrer Sperrstellung. Auf diese Weise wird vermieden, dass unberechtigte Kraftfahrzeuge auf den freien Stellplätzen 43 parken. Die Zugangssperren 32 der belegten Stellplätze 42 befinden sich in ihrer Freigabestellung, um das Abstellen der weiteren Kraftfahrzeuge 7 zu ermöglichen.
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Die Identifizierungseinrichtung 6 ist dazu eingerichtet, das Kraftfahrzeug 1 bei der Einfahrt in die Ladestation 2 zu identifizieren. Die Identifizierungseinrichtung 6 kann hierzu eine Kamera 61 aufweisen. Die Kamera 61 ist dazu eingerichtet, ein Nummernschild 10 und/oder ein Symbol 11 des Kraftfahrzeugs 1 zu erfassen. Das Nummernschild 10 und/oder das Symbol 11 können in einer Datenbank 8 hinterlegt sein. Die Datenbank 8 kann lokal an der Ladestation 2 verortet sein oder in einer von der Ladestation 2 entfernten Servereinrichtung gespeichert sein. Beispielsweise wird das Kraftfahrzeug 1 genau dann als berechtigt identifiziert, wenn das Nummernschild 10 und/oder Symbol 11 des Kraftfahrzeugs 1 in der Datenbank 8 gespeichert ist. Das Symbol 11 kann beispielsweise eine an dem Kraftfahrzeug 1 angeordnete Seriennummer oder ein QR-Code sein. Das Nummernschild 10 und/oder das Symbol 11 sind vorzugsweise für das Kraftwerk ein spezifisch.
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Vorliegend umfasst Identifizierungseinrichtung 6 eine Kommunikationseinheit 62. Die Kommunikationseinheit 62 ist dazu ausgebildet, mit einer Kommunikationseinheit 12 des Kraftfahrzeugs 1 zu kommunizieren. Insbesondere wird zwischen der Kommunikationseinheit 62 der Identifizierungseinrichtung 6 und der Kommunikationseinheit 12 des Kraftfahrzeugs 1 eine Datenverbindung 63, insbesondere über WiFi oder Bluetooth aufgebaut. Über diese Datenverbindung 63 kann die Identifizierungseinrichtung 6 eine Kennung des Kraftfahrzeugs 1 empfangen. Die Kennung kann eine für das Kraftfahrzeug 1 spezifische Zeichenkette, beispielsweise eine Registrierungsnummer, sein. Ist die Kennung in der Datenbank 8 gespeichert, so kann das Kraftfahrzeug 1 als berechtigt identifiziert werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Kraftfahrzeug 1 direkt über die Datenverbindung 63 als berechtigt identifiziert werden. Beispielsweise tauschen das Kraftfahrzeug 1 und Identifizierungseinrichtungen 6 geheime und/oder öffentliche digitale Schlüssel beziehungsweise Zertifikate aus, durch welche sich das Kraftfahrzeug 1 als berechtigt ausweist. In diesem Fall kann das Kraftfahrzeug 1 durch identifizieren des digitalen Schlüssels beziehungsweise digitalen Zertifikat als berechtigt identifiziert werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann mittels der Datenverbindung 63 eine Eigenschaft des Kraftfahrzeugs 1 ermittelt werden. Beispielsweise wird als Eigenschaft des Kraftfahrzeugs 1 ein Ladestandard des Kraftfahrzeugs 1 (beispielsweise CCS oder CHAdeMO), eine Ladespannung, ein Ladestrom, ein Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 15 sowie eine voraussichtliche Parkdauer erfasst. Die voraussichtliche Parkdauer wird vorzugsweise aus einer Nutzereingabe eines Nutzers des Kraftfahrzeugs 1 empfangen. Die voraussichtliche Parkdauer kann angeben, wie lange der Nutzer plant das Kraftfahrzeug 1 an der Ladestation 2 abzustellen.
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Dem Kraftfahrzeug 1 wird nach erfolgter Identifizierung der Stellplatz 4 zugewiesen. Dabei wird der Stellplatz 4 dem Kraftfahrzeug 1 insbesondere nur dann zugewiesen, wenn das Kraftfahrzeug 1 als berechtigt identifiziert wird. Das Zuweisen des Stellplatzes 4 erfolgt beispielsweise durch die Identifizierungseinrichtung 6. Das Kraftfahrzeug 1 kann zu dem zugewiesenen Stellplatz 4 geleitet werden. Beispielsweise werden dem Kraftfahrzeug 1 mittels der Datenverbindung 63 Navigationshinweise zum Erreichen des zugewiesenen Stellplatzes 4 übermittelt. Die Navigationshinweise können dem Nutzer des Kraftfahrzeugs 1 beispielsweise über ein Navigationssystem oder einen Bildschirm dargestellt werden. Alternativ oder zusätzlich wird dem Kraftfahrzeug 1 eine Trajektorie zum autonomen Fahren zu dem Stellplatz 4 übermittelt. Vorliegend umfasst die Ladestation 2 ein Verkehrszeichen 20. Das Verkehrszeichen 20 kann als statisches Verkehrsschild oder als Bildschirm ausgeführt sein. Durch das Verkehrszeichen 20 wird ein Verkehrssymbol 21, statisch oder dynamisch, angezeigt. Durch das Verkehrssymbol kann das Kraftfahrzeug 1 beziehungsweise der Nutzer des Kraftfahrzeug 1 zu dem zugewiesenen Stellplatz 4 geleitet werden.
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Das Zuweisen des Stellplatzes 4 erfolgt insbesondere anhand der mittels der Datenverbindung 63 empfangenen Eigenschaft des Kraftfahrzeugs 1. Im vorliegenden Beispiel ist beispielsweise eine voraussichtliche Parkdauer so gewählt, dass das Aufladen des elektrischen Energiespeichers 15 bis zu einem vorbestimmten Ladezustandswert (beispielsweise 90 % aufgeladen) auch mit der geringsten Ladeleistung der Ladeanschlüsse 51, 52, 53, 54 gewährleistet werden kann. Zudem wurde als Ladestandard des Kraftfahrzeugs 1 empfangen, dass das Kraftfahrzeug 1 mittels CCS aufladbar ist. Aus diesem Grund wird dem Kraftfahrzeug 1 vorliegend der Stellplatz 4 zugewiesen, da dieser die geringste Ladeleistung der Ladeanschlüsse 51, 52, 53, 54 bereitstellt. Außerdem ermöglicht der Stellplatz 4 das Aufladen mittels CCS. Durch diese Wahl des Stellplatzes 4 können die Ladeanschlüsse 52, 53, welche das Aufladen sowohl mittels CCS als auch mittels CHAdeMO ermöglichen, für nachfolgende Kraftfahrzeuge aufgespart werden. Auf diese Weise wird eine höhere Flexibilität der Ladestation 2 gewährleistet. Die Ladestation 54 welche das Aufladen mittels CCS und mittels höherer Ladeleistung ermöglicht, wird ebenfalls für nachfolgende Kraftfahrzeuge aufgespart, deren elektrische Energiespeicher entweder einen geringeren Füllungsstand aufweist und/oder die eine geringere voraussichtliche Parkdauer aufweisen.
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Die Zugangssperre 31 des zugewiesenen Stellplatzes 4 wird insbesondere erst dann von der Sperrstellung in die Freigabestellung überführt, wenn das Kraftfahrzeug 1 ist im Begriff ist einzuparken. Auf diese Weise wird vermieden, dass ein anderes, nicht berechtigtes Kraftfahrzeug den Stellplatz 4 belegt. Vorzugsweise ist an einem Eingang der Ladestation 2 ebenfalls eine Zugangssperre 3 angeordnet. Die Zugangssperre 3 am Eingang der Ladestation 2 ist vorliegend als Schranke 30 ausgeführt. Auf diese Weise finden eine doppelte Kontrolle der Belegung der Stellplätze 4, 42, 43 statt. Zunächst wird nur berechtigten Kraftfahrzeugen 1 Zugang zu der Ladestation 2 mittels der Schranke 30 gewährt, anschließend wird gewährleistet, dass das berechtigte Kraftfahrzeug 1 auf dem zugewiesenen Stellplatz 4 abgestellt wird.
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Nach Erreichen des Stellplatzes 4 erfolgt der Start des eigentlichen Ladevorgangs beispielsweise über bekannte Authentifizierungsverfahren, beispielsweise Plug&Charge, Smartcards oder das Scannen von QR-Codes. Zusätzlich kann der Ladevorgang am Kraftfahrzeugs 1 oder einem persönlichen Gerät des Nutzers des Kraftfahrzeugs 1 bestätigt werden. Beispielsweise wird durch ein kryptographisches Verfahren eine Signatur erzeugt, mit welche die Übernahme der Kosten für den Ladevorgang zugesichert werden kann. Zur weiteren Erhöhung des Komforts kann die Bestätigung für den Ladevorgang so ausgeführt sein, dass diese nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne erfolgt. Es ist möglich, dass der Nutzer des Kraftfahrzeugs 1 dieses verlässt und eine elektrische Verbindung zwischen Kraftfahrzeug 1 und Ladeanschluss 51 in für durch eine automatische Vorrichtung oder durch Bedienstete der Ladestation 2 hergestellt wird.
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2 zeigt eine alternative Ausführungsform für die Zugangssperre 3 sowie Ladeeinheit 5. Hierbei ist die Ladeeinheit 5 als induktive Ladeeinheit 57 ausgeführt. Zum Übertragen einer Ladeleistung auf das Kraftfahrzeug 1 weist die induktive Ladeeinheit 57 eine Spule 56 auf. Die Spule 56 ist beispielsweise durch einen gewickelten Leiter bereitgestellt. Dadurch weist die Spule 56 eine Induktivität auf. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine korrespondierende Spule auf und ist hierdurch zur induktiven Aufladung eingerichtet. Beim Aufladen kann eine elektrische Spannung zur Übertragung der Ladeleistung durch die Spule 56 in die Spule des Kraftfahrzeugs 1 induziert werden. Die induktive Ladeeinheit 57 ist zur Verringerung eines Luftspalts 58 zwischen Kraftfahrzeug 1 und der Spule 56 vertikal bewegbar. Vertikal bedeutet insbesondere senkrecht zu einer Fahrbahnoberfläche 40 des Stellplatzes 4. Durch die vertikale Bewegbarkeit 59 der induktiven Ladeeinheit 57 kann gleichzeitig auch die Zugangssperre 3 bereitgestellt sein. Die induktive Ladeeinheit 57 weist in diesem Fall eine Sperrstellung S auf, in welcher der Zugang zu dem Stellplatz 4 gesperrt ist. In dieser ragt die induktive Ladeeinheit 57 zumindest um 20 cm, 30 cm, 40 cm, 50 cm oder 60 cm über die Fahrbahnoberfläche 40 hinaus. Da ist ein Befahren des Stellplatzes 4 in diesem Fall nicht möglich.
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Wird der Zugang zu dem Stellplatz 4 für das Kraftfahrzeug 1 freigegeben, so fährt die induktive Ladeeinheit 57 in Richtung des Höhenniveaus der Fahrbahnoberfläche 40 herab. Dies entspricht der Freigabestellung F. Der Freigabestellung F ragt die induktive Ladeeinheit 57 maximal um 1 cm, 5 cm, 10 cm, 20 cm oder 30 cm über die Fahrbahnoberfläche 40 hinaus. Dadurch ist das Befahren des Stellplatzes 4 durch das Kraftfahrzeug 1 möglich.
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Nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs 1 auf dem Stellplatz 4 fährt die induktive Ladeeinheit 57 wieder vertikal nach oben, um den Luftspalt 58 zwischen Spule 56 und Kraftfahrzeug 1 zu reduzieren. Hierdurch kann die Ladeleistung maximiert und Übertragungsverluste reduziert werden. Dies entspricht einer Ladestellung L der Ladeeinheit 57. Wie weit die induktive Ladeeinheit 57 über die Fahrbahnoberfläche 40 hinausragt, ist vorzugsweise von Abmessungen, insbesondere einer Bodenfreiheit, des Kraftfahrzeugs 1 anhängig.
