DE102018123613A1 - Firmwareupdate durch zentrales Steuermodul einer Ladestation - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladestation (2, 2', 2") zum Laden elektrisch betriebener Fahrzeuge (4), insbesondere Ladesäule, mit einem zentralen Steuermodul (18) und mit mindestens einem Nebenmodul (20, 22, 24), wobei das Nebenmodul (20,22,24) einen eigenen Firmware-Speicher (52) aufweist und über eine Kommunikationsverbindung (26, 28, 30) mit dem zentralen Steuermodul (18) verbunden ist, wobei das zentrale Steuermodul (18) dazu eingerichtet ist, ein Firmware-Update für das mindestens eine Nebenmodul (20, 22, 24) zu erhalten und ein Aufspielen des erhaltenen Firmware-Updates auf den Firmware-Speicher (52) des Nebenmoduls (20, 22, 24) zu bewirken. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Steuerung einer Ladestation (2, 2', 2"), ausgeführt auf einem zentralen Steuermodul (18) einer Ladestation, bei dem ein Firmware-Update für ein Nebenmodul (20, 22, 24) der Ladestation (2) erhalten, insbesondere über eine Kommunikationsverbindung (45) mit einem externen Server (48) empfangen wird und bei dem das Aufspielen des erhaltenen Firmware-Updates auf den Firmware-Speicher des Nebenmoduls (20, 22, 24) bewirkt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ladestation zum Laden elektrisch betriebener Farbzeuge, insbesondere eine Ladesäule, mit einem zentralen Steuermodul und mit mindestens einem Nebenmodul, wobei das Nebenmodul einen eigenen Firmware-Speicher aufweist und über eine Kommunikationsverbindung mit dem zentralen Steuermodul verbunden ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein auf einem zentralen Steuermodul einer Ladestation, insbesondere der zuvor genannten Ladestation, ausgeführtes Verfahren.
  • Eine Ladestation umfasst eine Reihe verschiedener elektronischer Module, zum Beispiel ein Ladevorgangsmodul zur Steuerung eines Ladevorgangs, ein Messmodul zur Messung des Ladestroms beim Ladevorgang, ein Displaymodul zur Steuerung eines Displays für die Nutzerkommunikation und ein zentrales Steuermodul zur Koordination der einzelnen Module.
  • Die einzelnen Module einer Ladestation weisen typischerweise jeweils eigene Firmware-Speicher mit eigenen Firmwares zur Steuerung des jeweiligen Moduls auf. Da die einzelnen Module häufig von verschiedenen Herstellern produziert werden und unabhängigen Entwicklungszyklen unterliegen, stehen zu unterschiedlichen Zeiten jeweilige Firmware-Updates für die einzelnen Module zur Verfügung, die nicht notwendigerweise aufeinander abgestimmt sind. Auch das Aufspielen der Firmware-Updates kann sich von Modul zu Modul unterscheiden, da die verwendeten Verfahren oder Protokolle herstellerspezifisch sind.
  • Derzeit werden Firmware-Updates an den einzelnen Modulen durch einen Servicemitarbeiter vor Ort durchgeführt, da eine automatisierte Updateinstallation in der Regel nicht möglich ist.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Ladestation sowie ein Verfahren zur Steuerung einer Ladestation zur Verfügung zu stellen, mit denen sich Firmware-Updates einfacher durchführen lassen.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Ladestation zum Laden elektrisch betriebener Fahrzeuge, insbesondere Ladesäule, mit einem zentralen Steuermodul und mit mindestens einem Nebenmodul, wobei das Nebenmodul einen eigenen Firmware-Speicher aufweist und über eine Kommunikationsverbindung mit dem zentralen Steuermodul verbunden ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das zentrale Steuermodul dazu eingerichtet ist, ein Firmware-Update für das mindestens eine Nebenmodul zu erhalten und ein Aufspielen des erhaltenen Firmware-Updates auf den Firmware-Speicher des Nebenmoduls zu bewirken.
  • Auf diese Weise kann ein Update der Firmware eines Nebenmoduls durch das zentrale Steuermodul bewirkt und dadurch automatisiert werden, so dass die Durchführung des Updates durch einen Servicetechniker vor Ort entbehrlich ist.
  • Die Ladestation dient zum Laden elektrisch betriebener Fahrzeuge und weist entsprechend die hierfür erforderlichen Komponenten auf. Insbesondere kann die Ladestation ein Gehäuse, einen Netzanschluss an das örtliche Stromversorgungsnetz, einen Stromwandler zur Transformation des aus dem Stromversorgungsnetz bereitgestellten Stroms in den bereitzustellenden Ladestrom, eine Steckdose zum Einstecken eines Ladekabels oder ein direkt an der Ladestation montiertes Ladekabel, eine Nutzerschnittstelle wie zum Beispiel einen Touchscreen und/oder ein Messgerät zur Bestimmung des Ladestroms aufweisen.
  • Die Ladestation weist ein zentrales Steuermodul auf. Bei dem zentralen Steuermodul kann es sich insbesondere um ein Hauptsteuermodul der Ladestation handeln, auf dem im Betrieb eine Software zum Betrieb der Ladesäule ausgeführt wird und die zur Ansteuerung weiterer Komponenten der Ladestation eingerichtet ist. Das zentrale Steuermodul weist vorzugsweise einen eigenen Firmware-Speicher mit einer eigenen Firmware zum Betrieb des zentralen Steuermoduls auf.
  • Weiterhin weist die Ladestation mindestens ein Nebenmodul mit eigenem Firmware-Speicher, zum Beispiel einem Firmware-Flash-Speicher, auf. Bei dem Nebenmodul kann es sich insbesondere um einen Controller für den Netzanschluss und/oder den Stromwandler, um den Controller der Nutzerschnittstelle oder um den Controller des Messgeräts handeln.
  • Das zentrale Steuermodul ist dazu eingerichtet, ein Aufspielen des erhaltenen Firmware-Updates auf dem Firmware-Speicher des Nebenmoduls zu bewirken. Zu diesem Zweck kann insbesondere eine Kommunikationsverbindung zwischen dem zentralen Steuermodul und einer Schnittstelle des Nebenmoduls zum Aufspielen von Firmware-Updates auf den Firmware-Speicher vorgesehen. Alternativ kann auch eine Kommunikationsverbindung zwischen dem zentrale Steuermodul und einer Kommunikationsschnittstelle des Nebenmoduls vorgesehen sein, über die das zentrale Steuermodul das erhaltene Firmware-Update an das Nebenmodul übermitteln und das Nebenmodul anweisen kann, das Aufspielen des Firmware-Updates auf den Firmware-Speicher durchzuführen.
  • Weiterhin ist das zentrale Steuermodul vorzugsweise dazu eingerichtet, einen Neustart des Nebenmoduls nach dem Aufspielen des Firmware-Updates zu veranlassen, damit die neue Firmware geladen wird.
  • Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch ein Verfahren, ausgeführt auf einem zentralen Steuermodul einer Ladestation, insbesondere der zuvor beschriebenen Ladestation, bei dem ein Firmware-Update für ein Nebenmodul der Ladestation erhalten, insbesondere über eine Kommunikationsverbindung mit einem externen Server empfangen wird und bei dem das Aufspielen des erhaltenen Firmware-Updates auf den Firmware-Speicher des Nebenmoduls bewirkt wird.
  • Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der Ladestation und des Verfahrens beschrieben, wobei die einzelnen Ausführungsformen jeweils unabhängig voneinander sowohl für die Ladestation als auch für das Verfahren gelten. Zudem können die Ausführungsformen miteinander kombiniert werden.
  • Bei einer ersten Ausführungsform ist das zentrale Steuermodul in Form einer zentralen Steuerplatine ausgebildet ist und/oder das mindestens eine Nebenmodul ist in Form einer Nebenplatine mit Firmware-Speicher ausgebildet Die für Ladestationen verwendeten Module weisen häufig Platinenform auf, wobei die elektronischen Komponenten des Moduls auf einer Platine zusammengesteckt sind. Die Firmware ist bei einer solchen Platine typischerweise auf einem Speicherchip, beispielsweise auf einem Flash-Speicher, gespeichert. Teile der Firmware können auch auf einem EEPROM gespeichert sein. Insbesondere können bei einem Update der Firmware auch nur Teile der Firmware, beispielsweise die auf einem Flashspeicher gespeicherten Teile der Firmware, überschrieben werden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Ladestation mehrere Nebenmodule mit jeweils eigenem Firmware-Speicher auf, wobei die Nebenmodule über Kommunikationsverbindungen mit dem zentralen Steuermodul verbunden sind, und das zentrale Steuermodul ist dazu eingerichtet, für die einzelnen Nebenmodule ein jeweiliges Firmware-Update zu erhalten und ein Aufspielen des jeweiligen erhaltenen Firmware-Updates auf den Firmware-Speicher des jeweiligen Nebenmoduls zu bewirken. Auf diese Weise kann die Aktualisierung der jeweiligen Firmware mehrerer Nebenmodule zentral von dem zentralen Steuermodul gesteuert werden. Dies erleichtert die Aktualisierung von Firmwares der Ladestation erheblich. Die Nebenmodule können sternförmig, über einen Datenbus und/oder in Reihe mit dem zentralen Steuermodul verbunden sein. Für die Aktualisierung der Firmwares weist das zentrale Steuermodul vorzugsweise eine jeweilige Kommunikationsverbindung zu einer Schnittstelle eines jeweiligen Nebenmoduls zum Aufspielen eines Firmware-Updates oder zum Übermitteln eines Firmware-Updates und Veranlassen des Aufspielens dieses Firmware-Updates auf.
  • Die Kommunikationsverbindungen zwischen dem zentralen Steuermodul und den einzelnen Nebenmodulen können, je nach Art des Nebenmoduls, verschiedenartige Verbindungstypen sein, beispielsweise über einen I2C-Datenbus oder über eine RS-422-Schnittstelle.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist eine Kommunikationsschnittstelle für eine Kommunikationsverbindung zwischen dem zentralen Steuermodul und einem externen Server vorgesehen und das zentrale Steuermodul ist dazu eingerichtet, ein Firmware-Update für ein Nebenmodul über die Kommunikationsverbindung zu empfangen. Auf diese Weise ist die Ladestation in der Lage, Firmware-Updates für die einzelnen Module der Ladestation von einem externen Server zu empfangen. Dies ermöglicht die externe und zentrale Bereitstellung von Firmware-Updates zum Beispiel auf einem Server, von dem die entsprechend eingerichteten Ladestationen die aktuellen Firmware-Updates der einzelnen Module empfangen können.
  • Die Kommunikationsschnittstelle kann für eine kabelgebundene Kommunikationsverbindung eingerichtet sein, zum Beispiel als Netzwerkschnittstelle in ein LAN- oder WAN-Netzwerk. Weiterhin kann die Kommunikationsschnittstelle auch für eine kabellose Kommunikationsverbindung eingerichtet sein, wie zum Beispiel in ein lokales WLAN oder in ein Mobilfunknetz. Beispielsweise kann die Kommunikationsschnittstelle dazu eingerichtet sein, um über das Internet oder über ein anderes Kommunikationsnetzwerk eine Kommunikationsverbindung zu einem externen Server herzustellen. Bei der Kommunikationsverbindung kann es sich auch um eine Peer-to-peer-Verbindung handeln.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist das zentrale Steuermodul dazu eingerichtet, den aktuellen Firmwarestand des mindestens einen Nebenmoduls auf einem Speicher des zentralen Steuermoduls zu speichern. Auf diese Weise ist im zentralen Steuermodul die Information über den bzw. die aktuellen Firmwarestände des oder der Nebenmodule der Ladestation verfügbar, so dass das zentrale Steuermodul die Verfügbarkeit von Updates für das oder die Nebenmodule überprüfen kann.
  • Der Firmwarestand kann insbesondere die Firmwareversionsnummer und/oder einen Zeitstempel, z.B. den Zeitpunkt des letzten Aufspielens eines Firmware-Updates, enthalten. Der auf einem Speicher des zentralen Steuermoduls gespeicherte aktuelle Firmwarestand eines Nebenmoduls kann insbesondere bei einem von dem zentralen Steuermodul bewirkten Firmware-Update an dem Nebenmodul aktualisiert werden. Auf diese Weise wird die Änderung eines Firmwarestands im zentralen Steuermodul automatisch mitprotokolliert. Alternativ oder zusätzlich kann der Firmwarestand eines Nebenmoduls auch durch Abrufen über eine Kommunikationsverbindung mit dem Nebenmodul bestimmt und im zentralen Steuermodul gespeichert werden. Auf diese Weise können von dem zentralen Steuermodul auch Firmwarestandsänderungen durch einen Austausch von Modulen oder durch ein manuelles Aufspielen eines Fimware-Updates durch einen Servicetechniker vor Ort erfasst werden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist das zentrale Steuermodul dazu eingerichtet, über eine Kommunikationsverbindung mit einem externen Server die Verfügbarkeit eines Firmware-Updates für ein Nebenmodul zu prüfen, insbesondere durch Vergleich eines über die Kommunikationsverbindung erhaltenen verfügbaren Firmwarestands mit einem aktuellen Firmwarestand eines Nebenmoduls. Bei einer entsprechenden Ausführungsform des Verfahrens wird über eine Kommunikationsverbindung mit einem externen Server die Verfügbarkeit eines Firmware-Updates für ein Nebenmodul der Ladestation geprüft, wobei insbesondere ein verfügbarer Firmwarestand über die Kommunikationsverbindung erhaltenen und mit einem aktuellen Firmwarestand des Nebenmoduls verglichen wird. Auf diese Weise kann die zentrale Steuereinheit automatisch feststellen, wenn ein neuer Firmwarestand für ein Modul der Ladestation zur Verfügung steht
  • Beispielsweise kann das zentrale Steuermodul dazu eingerichtet sein, zu vorgegebenen Zeiten oder in regelmäßigen Zeitabständen die Verfügbarkeit eines Firmware-Updates für ein Nebenmodul zu prüfen. Auf diese Weise hält das zentrale Steuermodul die Ladestation automatisch auf einem aktuellen Firmwarestand, so dass zum Beispiel Sicherheitslücken durch Aufspielen eines Firmware-Updates schneller geschlossen werden können.
  • Bei der Prüfung, ob für ein Nebenmodul ein neues Firmware-Update zur Verfügung steht, erfolgt vorzugsweise ein Vergleich eines verfügbaren Firmwarestands mit dem aktuellen Firmwarestand eines Nebenmoduls. Insbesondere kann die Firmwareversionsnummer einer verfügbaren Firmware mit der aktuellen Firmwareversionsnummer der auf einem Nebenmodul gespeicherten Firmware verglichen werden. Zu diesem Zweck ist der Firmwarestand des Nebenmoduls, insbesondere die Firmwareversionssnummer, vorzugsweise auf einem Speicher des zentralen Steuermoduls gespeichert.
  • Der Vergleich erfolgt vorzugsweise auf dem zentralen Steuermodul. Alternativ kann das zentrale Steuermodul auch dazu eingerichtet sein, den aktuellen Firmwarestand eines Nebenmoduls über eine Kommunikationsverbindung an den Server zu senden und eine Serverantwort über die Verfügbarkeit eines Firmware-Updates zu diesem Firmwarestand zu empfangen. Die Prüfung kann damit auch auf dem Server erfolgen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist das zentrale Steuermodul dazu eingerichtet, das Erhalten eines verfügbaren Firmware-Updates für ein Nebenmodul oder das Bewirken des Aufspielens des verfügbaren Firmware-Updates auf den Firmware-Speicher des Nebenmoduls abhängig vom Ergebnis einer Firmware-Kompatibilitätsprüfung durchzuführen. Bei einer entsprechenden Ausführungsform des Verfahrens wird das Erhalten eines verfügbaren Firmware-Updates für ein Nebenmodul oder das Bewirken des Aufspielens des verfügbaren Firmware-Updates auf den Firmware-Speicher des Nebenmoduls abhängig vom Ergebnis einer Firmware-Kompatibilitätsprüfung durchgeführt. Es hat sich herausgestellt, dass es problematisch sein kann, ein Firmware-Update eines Nebenmoduls direkt bei dessen Verfügbarkeit aufzuspielen, da die neue Firmwareversion des Nebenmoduls mit den aktuellen Firmwareständen der übrigen Module der Ladestation ggf. nicht kompatibel ist. Indem ein Firmware-Update abhängig vom Ergebnis einer Firmware-Kompatibilitätsprüfung erhalten und/oder aufgespielt wird, kann sichergestellt werden, dass auf den Modulen einer Ladestation ein Satz zueinander kompatibler Firmwarestände gespeichert ist.
  • Die Firmware-Kompatibilitätsprüfung erfolgt vorzugsweise auf dem zentralen Steuermodul. Zu diesem Zweck ist die zentrale Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, einen Kompatibilitätsdatensatz über die Kompatibilität des auf dem externen Server für das eine Nebenmodul verfügbaren Firmware-Updates mit Firmwareständen anderer Module zu empfangen und die Kompatibiltät der verfügbaren Firmware-Updates abhängig von dem Kompatibilitätsdatensatz und den Firmwareständen der anderen Module zu prüfen.
  • Alternativ kann die Firmware-Kompatibilitätsprüfung auch auf dem externen Server erfolgen. Zu diesem Zweck ist das zentrale Steuermodul insbesondere dazu eingerichtet, die Firmwarestände der anderen Module über die Kommunikationsverbindung an den externen Server zu senden und eine Serverantwort über die Kompatibilität der verfügbaren Firmwareversion für das eine Nebenmodul mit den Firmwareständen der übrigen Module zu erhalten.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Firmware-Kompatibilitätsprüfung eine Prüfung der Kompatibilität des für das eine Nebenmodul verfügbaren Firmware-Updates zu dem Firmwarestand eines anderen Nebenmoduls oder zu dem Firmwarestand des zentralen Steuermoduls. Bei einer entsprechenden Ausführungsform des Verfahrens wird bei der Firmware-Kompatibilitätsprüfung die Kompatibilität des für das eine Nebenmodul verfügbaren Firmware-Updates zu dem Firmwarestand eines anderen Nebenmoduls oder des zentralen Steuermoduls geprüft. Auf diese Weise kann festgestellt werden, ob ein verfügbares Firmware-Updates zum aktuellen Firmwarestand eines anderen Moduls kompatibel ist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Firmware-Kompatibilitätsprüfung zusätzlich oder alternativ eine Prüfung der Kompatibilität des für das eine Nebenmodul verfügbaren Firmware-Updates zu einem für ein anderes Nebenmodul oder das zentrale Steuermodul verfügbaren Firmware-Update. Bei einer entsprechenden Ausführungsform des Verfahrens wird bei der Firmware-Kompatibilitätsprüfung zusätzlich oder alternativ die Kompatibilität des für das eine Nebenmodul verfügbaren Firmware-Updates zu einem für ein anderes Nebenmodul oder das zentrale Steuermodul verfügbaren Firmware-Update geprüft. Auf diese Weise kann festgestellt werden, ob das verfügbare Firmware-Update zu einem verfügbaren Firmware-Update eines anderen Moduls kompatibel ist.
  • Wird beispielsweise festgestellt, dass ein für ein erstes Nebenmodul verfügbares Firmware-Update zwar nicht zum aktuellen Firmwarestand eines zweiten Nebenmoduls, jedoch zu einem inzwischen verfügbaren Firmware-Update für das zweite Nebenmodul kompatibel ist, so kann die Kompatibilität der Firmwarestände ggf. durch ein Update der Firmware beider Nebenmodule erreicht werden. Auf diese Weise kann das zentrale Steuermodul nicht nur die Installation von Firmware-Updates einzelner Nebenmodule bewirken sondern auch die Installation von Firmware-Updates mehrerer Nebenmodule so koordinieren, dass ein Satz kompatibler Firmwares auf den einzelnen Modulen installiert ist.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Ladestation und des Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird.
  • In der Zeichnung zeigen:
    • 1 ein Ausführungsbeispiel der Ladestation in Form einer Ladesäule in schematischer Darstellung,
    • 2 - 3 alternative Ausführungsbeispiele der Ladestation in schematischer Darstellung,
    • 4 das zentrale Steuermodul der Ladestation aus 1 in schematischer Darstellung,
    • 5 ein Nebenmodul der Ladestation aus 1 in schematischer Darstellung,
    • 6 ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Steuerung einer Ladestation als Flussdiagramm,
    • 7a-b Beispiele für verfügbare Firmwarestände,
    • 8 ein Beispiel für gespeicherte Firmwarestände und
    • 9a-c Beispiele für Kompatibilitätsdatensätze.
  • 1 zeigt eine Ladestation 2 in Form einer Ladesäule zur Bereitstellung einer elektrischen Leistung zum Laden eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 4. Zu diesem Zweck weist die Ladesäule 2 einen netzseitigen Stromanschluss 6 auf, mit dem die Ladestation 2 zur Stromversorgung an ein lokales Verteilnetz 8 angeschlossen werden kann, von dem in 1 schematisch ein Erdkabel 10 dargestellt ist.
  • Zum Laden des Fahrzeugs 4 ist die Ladesäule 2 dazu eingerichtet, einen Ladestrom über eine Ladesteckdose 12 auszugeben, an der über ein Ladekabel 14 das zu ladende Fahrzeug 4 angeschlossen werden kann. Alternativ kann der Ladestrom auch direkt über ein fest an der Ladesäule 2 angeschlossenes Ladekabel ausgegeben werden. In diesem Fall ist die Ladesteckdose 12 entbehrlich.
  • Zur Steuerung der Ladestation 2, insbesondere zur Steuerung eines Ladevorgangs, weist die Ladestation 2 Ladestationselektronik 16 auf. Die Ladestationselektronik 16 umfasst ein zentrales Steuermodul 18 sowie mehrere damit verbundene Nebenmodule, von denen in 1 exemplarisch drei Nebenmodule 20, 22 und 24 dargestellt sind.
  • Bei dem zentralen Steuermodul 18 kann es sich insbesondere um eine zentrale Steuerplatine handeln. Auf dem zentralen Steuermodul 18 läuft im Betrieb eine Software zum Betrieb der Ladestation 2, insbesondere zur Durchführung und zur Überwachung von Ladevorgängen über die Ladesteckdose 12.
  • Die einzelnen Nebenmodule 20, 22, 24 können ebenfalls in Form jeweiliger Nebenplatinen ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die einzelnen Nebenmodule zur Steuerung bestimmter Funktionen der Ladestation eingerichtet. Bei dem Nebenmodul 20 kann es sich beispielsweise um eine Steuereinheit zur Steuerung eines Stromwandlers 21 handeln, der die Umwandlung des über den Netzanschluss 6 bereitgestellten Stroms in den über die Ladesteckdose 12 ausgegebenen Ladestroms bewirkt Bei dem Nebenmodul 22 kann es sich beispielsweise um eine Steuereinheit für eine Messeinheit handeln, die während eines Ladevorgangs den über die Ladesteckdose 12 abgegebenen Strom misst. Bei dem Nebenmodul 24 kann es sich beispielsweise um eine Steuereinheit für eine Benutzerschnittstelle, zum Beispiel einen Touchscreen 25, handeln, über die ein Benutzer durch entsprechende Nutzereingaben sich an der Ladestation anmelden, den Start eines Ladevorgangs bewirken und/oder einen Bezahlvorgang abwickeln kann.
  • Die einzelnen Nebenmodule 20, 22, 24 sind über jeweilige Kommunikationsverbindungen 26, 28, 30 mit dem zentralen Steuermodul 18 verbunden. Die Kommunikationsverbindungen können wie in 1 dargestellt direkt zwischen den jeweiligen Nebenmodulen und dem zentralen Steuermodul 18 ausgebildet sein. Alternativ ist es denkbar, die Kommunikationsverbindungen zwischen den einzelnen Nebenmodulen, 20, 22, 24 und dem zentralen Steuermodul 18 wie bei der Ladestation 2' in 2 über eine zentrale Datenbusverbindung 32 zu erreichen, an dem die einzelnen Nebenmodule angeschlossen sind. Eine weitere Möglichkeit zur Verbindung der Nebenmodule 20, 22, 24 mit dem zentralen Steuermodul 18 ist in 3 bei der dort dargestellten Ladestation 2" gezeigt. Bei diesem Beispiel ist das Nebenmodul 22 über das Nebenmodul 20 mit dem zentralen Steuermodul 18 verbunden, die Nebenmodule sind also zum Teil in Serie geschaltet. Weiterhin sind Kombinationen der zuvor genannten Anschlussvarianten ebenfalls möglich.
  • Bevorzugt ist eine jeweilige direkte Kommunikationsverbindung zwischen dem zentralen Steuermodul 18 und den einzelnen Nebenmodulen 20, 22, 24 (vgl. 1), da diese Bauweise eine direkte Ansteuerung der Nebenmodule 20, 22, 24 durch das zentrale Steuermodul 18 ermöglicht und verschiedene Kommunikationsverbindungen bzw. Protokolle zulässt (z.B. I2C-Datenbus, RS-422 etc.).
  • Ein beispielhafter Aufbau des Steuermoduls 18 wird im Folgenden anhand der 4 erläutert.
  • Das zentrale Steuermodul 18 weist eine Steuereinheit 36, insbesondere einen Mikroprozessor, einen Firmware- Speicher 38 in Form eines Flash-Speichers und einen Speicher 40 in Form eines RAM-Chips auf, die jeweils mit der Steuereinheit 36 verbundenen sind. Weiterhin ist eine interne Schnittstelle 42 vorgesehen für die Kommunikationsverbindungen des zentralen Steuermoduls 18 mit den Nebenmodulen 20, 22, 24. In 4 umfasst die interne Schnittstelle 42 drei Einzelschnittstellen für die Kommunikationsverbindungen 26, 28, 30, die je nach Schnittstelle des betreffenden Nebenmoduls für verschiedene Übertragungswege und Protokolle eingerichtet sein können (zum Beispiel für einen I2C-Bus oder eine RS-422-Schnittstelle). Alternativ können mehrere oder alle der Einzelschnittstellen auch zu einer Bus-Schnittstelle (zum Beispiel für einen I2C-Bus) zusammengefasst sein wie im Fall der in 2 dargestellten Ladestation 2'.
  • Das zentrale Steuermodul 18 weist weiterhin eine externe Schnittstelle 44 auf, die zur Herstellung einer Kommunikationsverbindung 45 mit einem externen Server 48 eingerichtet ist, beispielsweise über ein externes Netzwerk 46 wie dem Internet, an das der externe Server 48 angeschlossen ist. Bei der externen Schnittstelle 44 kann es sich beispielsweise um eine LAN-Schnittstelle oder um einen Internetanschluss handeln.
  • 5 zeigt schematisch einen möglichen Aufbau eines Nebenmoduls anhand des Nebenmoduls 20. Das Nebenmodul 20 verfügt über eine eigene Steuereinheit 50, insbesondere einen Mikroprozessor, und über einen eigenen damit verbundenen Firmware-Speicher 52. Weiterhin weist das Nebenmodul eine Schnittstelle 54 für die Kommunikationsverbindung 26 mit dem zentralen Steuermodul 18 auf. Das Nebenmodul 20 kann noch weitere Komponenten aufweisen, die für die Funktionalität des Nebenmoduls 20 erforderlich sind, insbesondere eine Schnittstelle zum Anschluss an den Stromwandler 21, wenn das Nebenmodul 20 zu dessen Steuerung vorgesehen ist. Diese weiteren Komponenten sind in 5 der Übersicht halber nicht dargestellt.
  • Das zentrale Steuermodul 18 und die einzelnen Nebenmodule 20, 22, 24 zur Steuerung verschiedener Funktionen der Ladestation 2 werden typischerweise von verschiedenen Herstellern hergestellt. Die Hersteller rüsten die von ihnen hergestellten Module werkseitig jeweils mit einer eigenen Firmware aus, die typischerweise Befehle für Grundfunktionen der Module enthalten. Um die Firmware der einzelnen Module aktuell zu halten, wurden Firmware-Updates bisher durch einen Service-Techniker vor Ort auf die einzelnen Module aufgespielt.
  • Um diese aufwändige Verfahrensweise entbehrlich zu machen und Firmware-Updates unabhängig von der Verfügbarkeit von Service-Technikern auf die Module einer Ladestationen aufspielen zu können, ist das zentrale Steuermodul 18 der Ladestation 2 vorliegend dazu eingerichtet, über die externe Schnittstelle 44 Firmware-Updates für die jeweiligen Nebenmodule 20, 22 und 24 zu erhalten und ein Aufspielen der jeweiligen Firmware-Updates auf die jeweiligen Firmware-Speicher (z.B. Firmware-Speicher 52 im Fall des Nebenmoduls 20) zu bewirken. Auf diese Weise kann die Durchführung von Firmware-Updates zentral über das zentrale Steuermodul 18 der Ladestation 2 erreicht werden.
  • Zu diesem Zweck ist auf einem Speicher des zentralen Steuermoduls 18, insbesondere auf dem Firmware-Speicher 38, vorzugsweise als Teil der darauf gespeicherten Firmware, oder auf dem Speicher 40 ein Computerprogramm mit Befehlen gespeichert, deren Ausführung auf der Steuereinheit 36 die Durchführung eines im Folgenden anhand der 6 beschriebenen Verfahrens zur Steuerung der Ladestation 2 bewirkt.
  • 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Steuerung der Ladestation 2 als Workflow. Das Verfahren wird auf dem zentralen Steuermodul 18 der Ladestation 2 ausgeführt.
  • Das Verfahren beginnt mit dem Aufruf des Programms am Startpunkt 60. Dieser Aufruf kann beispielsweise zu vorgegebenen Zeiten, insbesondere in regelmäßigen Zeitabständen, oder an einem Zeitpunkt ausgelöst werden, der von dem externen Server 48 über das Netzwerk 46 an das zentrale Steuermodul übermittelt wird.
  • Im ersten Schritt 62 des Verfahrens werden die auf dem Server 48 für das zentrale Steuermodel 18 und die Nebenmodule 20, 22 und 24 verfügbaren Firmwarestände abgerufen. Zu diesem Zwecke ist das zentrale Steuermodul 18 dazu eingerichtet, über die externe Schnittstelle 44 eine entsprechende Anfrage zu senden und eine Antwort des Servers 48 über die verfügbaren Firmwarestände zu empfangen.
  • 7a zeigt eine mögliche Antwort 66 des Servers 48 auf die Anfrage des zentralen Steuermoduls 18 über die aktuell verfügbaren Firmware-Updates. In der Tabelle sind in der linken Spalte das jeweilige Modul („Hauptmodul“ = zentrales Steuermodul 18, „Modul1“ = Nebenmodul 20, „Modul2“ = Nebenmodul 22, „Modul3“ = Nebenmodul 24) und in der rechten Spalte die auf dem Server 48 verfügbare Version der jeweils zugehörigen Firmware-Updates angegeben. Die jeweils angegebenen verfügbaren Firmwareversionen der einzelnen Module beziehen sich typischerweise auf verschiedene Firmwares verschiedener Hersteller, denn die einzelnen Module einer Ladestation sind typischerweise verschiedenartig und wurden in der Regel von verschiedenen Herstellern produziert. Für die Firmware des Hauptmoduls ist gemäß der Server-Antwort aus 7a beispielsweise die Firmware-Version 1.3 verfügbar, für das „Modul1“ (Nebenmodul 20) die Firmware-Version 2.6 etc.
  • 7b zeigt eine andere mögliche Antwort 68 des Servers 48 zu einem späteren Zeitpunkt, zu dem für das „Modul1“ bereits die Firmware-Version 2.7 verfügbar ist.
  • Im Schritt 63 erhält das zentrale Steuermodul die aktuellen Firmwarestände des zentralen Steuermoduls 18 und der jeweiligen Nebenmodule 20, 22, 24. Zu diesem Zweck kann das zentrale Steuermodul 18 dazu eingerichtet sein, über die Kommunikationsverbindungen 26, 28, 30 jeweilige Anfragen an die einzelnen Nebenmodule 20, 22, 24 zu senden und die jeweiligen aktuellen Firmwarestände der einzelnen Module zu empfangen. Alternativ können die aktuellen Firmwarestände der einzelnen Nebenmodule 20, 22, 24 auch in einem Speicher, insbesondere im Speicher 40, des zentralen Steuermoduls 18 gespeichert sein, zum Beispiel in Form einer Tabelle wie sie exemplarisch in 8 dargestellt ist.
  • 8 zeigt - analog zur Darstellung in den 7a-b - die auf den jeweiligen Firmware-Speichern der jeweiligen Module (z.B. Firmware-Speicher 38 des zentralen Steuermoduls, Firmware-Speicher 52 des Nebenmoduls 20) installierten Firmenware-Versionen, d.h. die aktuellen Firmwarestände.
  • In Schritt 64 vergleicht die zentrale Steuereinheit die von dem Server 48 empfangenen verfügbaren Firmwarestände (Tabelle 68 bzw. 70) mit den aktuellen Firmwareständen auf den jeweiligen Firmware-Speichern (Tabelle 66). Der Vergleich der gemäß 8 gespeicherten Firmwarestände mit den gemäß 7a verfügbaren Firmwareständen zeigt beispielweise, dass Firmware-Updates für die Nebenmodule 22, 24 („Modul2“, „Modul3“) zur Verfügung stehen, während für das zentrale Steuermodul 18 („Hauptmodul“) und das Nebenmodul 20 („Modul1“) bereits die aktuellsten Firmwares installiert sind.
  • Im Schritt 72 erfolgt eine Fallunterscheidung, je nachdem ob ein oder mehrere neuere Firmware-Update(s) verfügbar sind oder nicht. Sind keine neueren Updates verfügbar, so endet das Verfahren am Endpunkt 74. Ist mindestens ein neueres Update verfügbar, wird das Verfahren mit dem Schritt 76 fortgesetzt.
  • Es wurde festgestellt, dass es nicht sinnvoll ist, jedes für ein Modul verfügbare Firmware-Update sofort zu installieren, da typischerweise nicht alle Firmware-Versionen der einzelnen Module einer Ladestation 2 untereinander kompatibel sind.
  • Um die Kompatibilität der einzelnen auf den Modulen der Ladestation 2 installierten Firmwares sicherzustellen, werden im Schritt 76 zu den verfügbaren Firmware-Updates daher zugehörige Kompatibilitätsdatensätze abgerufen. Zu diesem Zweck sendet das zentrale Steuermodul 18 über die externe Schnittstelle 44 entsprechende Anfragen an den Server 48 und empfängt die übermittelten Komptabilitätsdatensätze. Alternativ können die Kompatibilitätsdatensätze auch direkt in Schritt 62 zusammen mit dem Datensatz über die verfügbaren Firmwarestände empfangen werden.
  • Die 9a-c zeigen Beispiele für Kompatibilitätsdatensätze. 9a-b zeigen einen jeweiligen Kompatibilitätsdatensatz 78, 80 für die gemäß der Tabelle in 7a verfügbaren Firmware-Updates für die Nebenmodule 22, 24 (Version „12.6“ für „Modul2“ und Version „1.26“ für „Modul3“). 9c zeigt einen Kompatibilitätsdatensatz 82 für das gemäß der Tabelle in 7b zu einem späteren Zeitpunkt verfügbare weitere Firmware-Update für das Nebenmodul 22 (Version „12.7“ für „Modul2“).
  • Die Kompatibilitätsdatensätze 78, 80 und 82 für die Firmware-Updates der einzelnen Module sind in den 9a-c als Tabelle dargestellt, die in der linken Spalte die jeweils anderen Module der Ladestation 2 und in der rechten Spalte die zugehörigen Firmwarestände dieser anderen Module aufführt, zu denen das betreffende Firmware-Update kompatibel ist. So ist zur Installation der Firmware-Version „12.6“ für das Nebenmodul 22 („Modul2“) erforderlich, dass auf dem zentralen Steuermodul 18 die Firmware-Version „1.3“, auf dem Nebenmodul 20 eine Firmware-Version von „2.6“ bis „2.7“ und auf dem Nebenmodul 24 eine Firmware-Version von „1.25“ bis „1.28“ installiert sind.
  • Im nächsten Schritt 84 des Verfahrens erfolgt die Prüfung der Kompatibilität der für die einzelnen Module verfügbaren Firmware-Updates mit den aktuellen und verfügbaren Firmwareständen der jeweils übrigen Module anhand der empfangenen Kompatibilitätsdatensätze.
  • Im Fall der gemäß 7a verfügbaren und gemäß 8 aktuellen Firmwarestände ergibt sich aus dieser Prüfung, dass das für „Modul2“ verfügbare Update auf Version „12.6“ gemäß dem Kompatibilitätsdatensatz 78 (8a) mit den gespeicherten und verfügbaren Firmwareständen (8) der übrigen Module kompatibel ist. Demgegenüber ist das für „Modul3“ verfügbare Update auf Version „1.26“ gemäß dem Kompatibilitätsdatensatz 80 (8b) weder mit dem gespeicherten Firmwarestand „12.5“ für „Modul2“, noch mit dem für dieses Modul verfügbaren Firmware-Update „12.6“ kompatibel.
  • Im Fall der gemäß 7b verfügbaren und gemäß 8 gespeicherten Firmwarestände ergibt sich aus dieser Prüfung, dass sowohl das für „Modul2“ verfügbare Firmware-Update auf Version „12.7“ (Kompatibilitätsdatensatz 82 in 8c) als auch das für „Modul3“ verfügbare Update auf Version „1.26“ (Kompatibilitätsdatensatz 80 in 8b) mit den aktuellen bzw. den verfügbaren Firmwareständen der übrigen Module kompatibel ist.
  • Im Schritt 88 werden die zu installierenden Firmware-Updates auf Basis der zuvor erfolgten Prüfung ausgewählt. Ausgewählt werden die Firmware-Updates die zusammen mit den aktuellen Firmwareständen bzw. den übrigen zu installierenden Firmware-Updates der anderen Module kompatibel sind, so dass sich ein Satz zueinander kompatibler Firmwarestände ergibt.
  • Im Fall der 7a würde nur das Firmware-Update auf Version „12.6“ für „Modul2“ ausgewählt. Im Fall der 7b würden sowohl das Firmware-Update auf Version „12.7“ für „Modul2“ als auch das Firmware-Update auf Version „1.26“ für „Modul3“ ausgewählt.
  • Bei der nachfolgenden Fallunterscheidung 90 endet das Verfahren in Endpunkt 92, wenn keine Firmware-Updates zur Installation ausgewählt wurden. Andernfalls werden die ausgewählten Firmware-Updates im nächsten Schritt 94 vom Server 48 empfangen. Zu diesem Zweck sendet das zentrale Steuereinmodul 18 entsprechende Anfragen über die externe Schnittstelle 44 und empfängt die vom Server 48 gesendeten Firmware-Updates.
  • Die erhaltenen Firmware-Updates werden im Schritt 96 auf die entsprechenden Module aufgespielt. Zu diesem Zweck übermittelt das zentrale Steuermodul 18 das Firmware-Update für ein Nebenmodul über die entsprechende Kommunikationsverbindung (z.B. Kommunikationsverbindung 26 für das Nebenmodul 20) an das jeweilige Nebenmodul, so dass das Firmware-Update auf den Firmware-Speicher des entsprechenden Nebenmoduls aufgespielt wird. Nach erfolgter Installation der jeweils ausgewählten und empfangenen Firmware-Updates veranlasst das zentrale Steuermodul im Schritt 98 einen Neustart der jeweiligen Nebenmodule, indem eine entsprechende Anweisung über die zugehörige Kommunikationsverbindung gesandt wird. Das Verfahren endet dann in Endpunkt 100.
  • Mit dem anhand der 6 beschriebenen Verfahren können Firmware-Updates der einzelnen Nebenmodule 20, 22, 24 und des zentralen Steuermoduls 18 zentral durch das zentrale Steuermodul 18 durchgeführt werden. Auf diese Weise wird eine manuelle Installation von Firmware-Updates auf den einzelnen Modulen einer Ladestation 2 durch einen Service-Techniker vor Ort entbehrlich. Weiterhin trägt das Verfahren automatisch dafür Sorge, dass ein Satz kompatibler Firmware-Versionen auf den einzelnen Modulen installiert ist, wodurch der ordnungsgemäße Betrieb der Ladestation 2 sichergestellt wird.

Claims (14)

  1. Ladestation (2, 2', 2") zum Laden elektrisch betriebener Fahrzeuge (4), insbesondere Ladesäule, - mit einem zentralen Steuermodul (18) und mit mindestens einem Nebenmodul (20, 22, 24), wobei das Nebenmodul (20, 22, 24) einen eigenen Firmware-Speicher (52) aufweist und über eine Kommunikationsverbindung (26, 28, 30) mit dem zentralen Steuermodul (18) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, - dass das zentrale Steuermodul (18) dazu eingerichtet ist, ein Firmware-Update für das mindestens eine Nebenmodul (20, 22, 24) zu erhalten und ein Aufspielen des erhaltenen Firmware-Updates auf den Firmware-Speicher (52) des Nebenmoduls (20, 22, 24) zu bewirken.
  2. Ladestation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Steuermodul (18) in Form einer zentralen Steuerplatine ausgebildet ist und/oder dass die mindestens ein Nebenmodul (20, 22, 24) in Form einer Nebenplatine mit Firmware-Speicher (52) ausgebildet ist.
  3. Ladestation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (2, 2', 2") mehrere Nebenmodule (20, 22, 24) mit jeweils eigenem Firmware-Speicher (52) aufweist, wobei die Nebenmodule (20, 22, 24) über Kommunikationsverbindungen (26, 28, 30) mit dem zentralen Steuermodul (18) verbunden sind, und dass das zentrale Steuermodul (18) dazu eingerichtet ist, für die einzelnen Nebenmodule (20, 22, 24) ein jeweiliges Firmware-Update zu erhalten und ein Aufspielen des jeweiligen erhaltenen Firmware-Updates auf den Firmware-Speicher (52) des jeweiligen Nebenmoduls (20, 22, 24) zu bewirken.
  4. Ladestation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kommunikationsschnittstelle (44) für eine Kommunikationsverbindung (45) zwischen dem zentralen Steuermodul (18) und einem externen Server (48) vorgesehen ist und das zentrale Steuermodul (18) dazu eingerichtet ist, ein Firmware-Update für ein Nebenmodul (20, 22, 24) über die Kommunikationsverbindung (45) zu empfangen.
  5. Ladestation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Steuermodul (18) dazu eingerichtet ist, den aktuellen Firmwarestand des mindestens einen Nebenmoduls (20, 22, 24) auf einem Speicher (40) des zentralen Steuermoduls (18) zu speichern.
  6. Ladestation nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Steuermodul (18) dazu eingerichtet ist, über eine Kommunikationsverbindung (45) mit einem externen Server (48) die Verfügbarkeit eines Firmware-Updates für ein Nebenmodul (20, 22, 24) zu prüfen, insbesondere durch Vergleich eines über die Kommunikationsverbindung (45) erhaltenen verfügbaren Firmwarestands mit einem aktuellen Firmwarestand eines Nebenmoduls (20, 22, 24).
  7. Ladestation nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Steuermodul (18) dazu eingerichtet ist, das Erhalten eines verfügbaren Firmwareupdates für ein Nebenmodul (20, 22, 24) oder das Bewirken des Aufspielens des verfügbaren Firmwareupdates auf den Firmware-Speicher (52) des Nebenmoduls (20, 22, 24) abhängig vom Ergebnis einer Firmware-Kompatibilitätsprüfung durchzuführen.
  8. Ladestation nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Firmware-Kompatibilitätsprüfung eine Prüfung der Kompatibilität des für die ein Nebenmodul (20, 22, 24) verfügbaren Firmware-Updates zu dem Firmwarestand eines anderen Nebenmoduls ((22, 24), (20, 24), (20, 22)) oder des zentralen Steuermoduls (18) umfasst.
  9. Ladestation nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Firmware-Kompatibilitätsprüfung eine Prüfung der Kompatibilität des für ein Nebenmodul (20, 22, 24) verfügbaren Firmware-Updates zu einem für ein anderes Nebenmodul ((22, 24), (20, 24), (20, 22)) oder für das zentrale Steuermodul (18) verfügbaren Firmware-Updates umfasst.
  10. Verfahren zur Steuerung einer Ladestation (2, 2', 2"), ausgeführt auf einem zentralen Steuermodul (18) einer Ladestation, insbesondere einer Ladestation nach einem der Ansprüche 1 bis 9, - bei dem ein Firmware-Update für ein Nebenmodul (20, 22, 24) der Ladestation (2) erhalten, insbesondere über eine Kommunikationsverbindung (45) mit einem externen Server (48) empfangen wird und - bei dem das Aufspielen des erhaltenen Firmware-Updates auf den Firmware-Speicher des Nebenmoduls (20, 22, 24) bewirkt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Kommunikationsverbindung (45) mit einem externen Server (48) die Verfügbarkeit eines Firmware-Updates für ein Nebenmodul (20, 22, 24) der Ladestation (2, 2', 2") geprüft wird, wobei insbesondere ein verfügbarer Firmwarestand über die Kommunikationsverbindung (45) erhaltenen und mit einem aktuellen Firmwarestand des Nebenmoduls (20, 22, 24) verglichen wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhalten eines verfügbaren Firmware-Updates für ein Nebenmodul (20, 22, 24) oder das Bewirken des Aufspielens des verfügbaren Firmware-Updates auf den Firmware-Speicher (52) des Nebenmoduls (20, 22, 24) abhängig vom Ergebnis einer Firmware-Kompatibilitätsprüfung durchgeführt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Firmware-Kompatibilitätsprüfung die Kompatibilität des für das eine Nebenmodul (20, 22, 24) verfügbaren Firmware-Updates zu dem Firmwarestand eines anderen Nebenmoduls ((22, 24), (20, 24), (20, 22)) oder dem zentralen Steuermodul (18) geprüft wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Firmware-Kompatibilitätsprüfung die Kompatibilität des für das eine Nebenmodul (20, 22, 24) verfügbaren Firmware-Updates zu einem für ein anderes Nebenmodul ((22, 24), (20, 24), (20, 22)) oder das zentrale Steuermodul (18) verfügbaren Firmware-Update geprüft wird.
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