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Die Anmeldung betrifft ein Ladesystem für Elektrofahrzeuge, wobei das Ladesystem mindestens ein Backend-System und mindestens eine Ladestation umfasst. Darüber hinaus betrifft die Anmeldung ein Verfahren zum Betreiben eines Ladesystems.
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Elektrische Ladestationen zum Laden von Elektrofahrzeugen sind bekannt. Eine Ladestation umfasst in der Regel mindestens einen Ladepunkt, der mit einer Energiequelle, beispielsweise einem Energieversorgungsnetz und/oder einem Erzeuger, elektrisch gekoppelt ist.
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Der Ladepunkt kann einen elektrischen Anschluss aufweisen, um den Ladepunkt mit einem Elektrofahrzeug über ein Ladekabel zu verbinden. Der Ladevorgang wird durch ein Ladesteuermodul der Ladestation gesteuert, d.h. die Steuerung eines Authentifizierungsprozesses, die Steuerung einer evtl. anschließenden Freigabe eines Stromflusses, die Steuerung des während des Ladevorgangs fließenden Ladestroms, die Steuerung der während des Ladevorgangs übertragenen Energiemenge, die Steuerung der Beendigung der Energieübertragung bzw. des Stromflusses und/oder die Steuerung der anschließenden Abrechnung.
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Für eine bestimmte Steuerung ist ein bekanntes Ladesteuermodul fest konfiguriert. Beispielsweise ist ein Konfigurationsdatensatz mit einer Mehrzahl von Konfigurationsparametern in der Ladestation gespeichert. Basierend auf dieser festen Konfiguration steuert das Ladesteuermodul jeden Ladevorgang.
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Nachteilig hieran ist die Inflexibilität der Ladestation aufgrund der fest vorgegebenen Ladekonfiguration. Dies führt zu einer beschränkten Verwendungsmöglichkeit und Einsetzbarkeit der Ladestation.
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Daher liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, ein Ladesystem mit mindestens einer Ladestation bereitzustellen, welche eine erhöhte Flexibilität aufweist.
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Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Anmeldung durch ein Ladesystem für Elektrofahrzeuge nach Anspruch 1 gelöst. Das Ladesystem umfasst mindestens ein Backend-System. Das Ladesystem umfasst mindestens eine Ladestation, aufweisend mindestens ein Ladesteuermodul, eingerichtet zum Steuern eines Ladevorgangs zwischen mindestens einem Ladepunkt der Ladestation und eines an dem Ladepunkt anschließbaren Elektrofahrzeugs, zumindest basierend auf einem Konfigurationsdatensatz mit mindestens einem Ladekonfigurationsparameter. Das Backend-System weist mindestens ein mit einem Konfigurationsspeichermodul verbindbares Multiplexmodul auf, wobei in dem Konfigurationsspeichermodul eine Mehrzahl von zeitabhängigen Konfigurationsdatensätzen gespeichert ist. Das Multiplexmodul ist eingerichtet zum Bestimmen eines zeitabhängigen Konfigurationsdatensatzes, bei Empfang einer durch die Ladestation ausgesendeten Konfigurationsanfragenachricht, basierend auf mindestens einer Zeitinformation der Konfigurationsanfragenachricht. Das Multiplexmodul ist eingerichtet, zum Bewirken eines Übertragens des bestimmten Konfigurationsdatensatzes an die Ladestation. Das Ladesteuermodul ist eingerichtet zum Steuern des Ladevorgangs, basierend auf dem empfangenen Konfigurationsdatensatz.
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Im Gegensatz zum Stand der Technik wird anmeldungsgemäß ein Ladesystem mit einer flexibel betreibbaren Ladestation bereitgestellt, indem eine zeitabhängige Konfiguration der Ladestation und eine Steuerung der Ladevorgänge entsprechend der jeweilige Konfiguration durch das Ladesteuermodul der Ladestation durchgeführt wird.
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Das Ladesystem umfasst insbesondere ein Backend-System, beispielsweise ein aus einem oder mehreren Server/n gebildetes Backend-System, und mindestens eine mit dem Backend-System in Kommunikation stehende Ladestation. Beispielsweise kann die Ladestation über ein drahtgebundenes und/oder drahtloses Kommunikationsmodul verfügen, um mit dem Backend-System insbesondere bidirektional zu kommunizieren.
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Die Ladestation weist mindestens einen Ladepunkt auf, beispielsweise in Form eines elektrischen Anschlusses, der mit einer Energiequelle verbunden ist. Der Anschluss kann über ein Ladekabel mit einem Anschluss eines Elektrofahrzeugs verbunden bzw. gekoppelt werden, um elektrische Energie mit dem Elektrofahrzeug bzw. dessen Energiespeicher auszutauschen.
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Unter einem Elektrofahrzeug ist vorliegend ein Fahrzeug zu verstehen, das zumindest teilweise elektrisch betrieben werden kann und einen wiederaufladbaren elektrischen Speicher aufweist.
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Ein Ladesteuermodul ist eingerichtet, einen Ladevorgang entsprechend einem aktualisierbaren Konfigurationsdatensatz bzw. den in dem Konfigurationsdatensatz festgelegten Ladekonfigurationsparameter zu steuern. Beispielhafte und nicht abschließende Ladekonfigurationsparameter sind zulässige Nutzergruppen, nicht zulässige Nutzergruppen, maximal zulässiger Ladestrom, maximal zulässige Energiemenge, die pro Ladevorgang und/oder pro Zeiteinheit übertragen werden darf, der zu verwendende Stromlieferant, der zuständige Ladestationsbetreiber, der Endkunden-Preis und dergleichen.
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Abhängig von dem jeweils zeitabhängigen Parameterwert von mindestens einem der vorgenannten Ladekonfigurationsparameter kann der Ladevorgang durch das Ladesteuermodul der Ladestation gesteuert werden. Insbesondere kann das Ladesteuermodul mindestens eine Steuerung aus der nachfolgenden Gruppe durchführen: Steuerung eines Authentifizierungsprozesses, beispielsweise abhängig von der aktuell gültigen Nutzergruppe, Steuerung einer evtl. anschließenden Freigabe eines Stromflusses, Steuerung des während des Ladevorgangs fließenden Ladestroms, beispielsweise abhängig von dem aktuell gültigen maximalen Ladestrom, Steuerung der während des Ladevorgangs übertragenen Energiemenge, beispielsweise abhängig von der aktuell gültigen Energiemenge, Steuerung der Beendigung der Energieübertragung bzw. des Stromflusses und/oder Steuerung der anschließenden Abrechnung, beispielsweise abhängig von dem aktuell gültigen Endkunden-Preis und/oder dem aktuell gültigen Ladestationsbetreiber.
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Anmeldungsgemäß ist vorgesehen, dass der von dem Ladesteuermodul zu verwendende Konfigurationsdatensatz zeitabhängig ist. Anders ausgedrückt ändern sich die gültigen Ladekonfigurationsparameter bzw. -werte einer Ladestation abhängig von einer augenblicklichen Zeitangabe, wie der augenblicklichen Uhr- bzw. Tageszeit, dem augenblicklichen Wochentag, dem augenblicklichen Monat, der augenblicklichen Jahreszeit und/oder dergleichen.
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Um die mindestens eine Ladestation derart flexibel zu betreiben, weist das Backend-System mindestens ein Multiplexmodul und mindestens ein Konfigurationsspeichermodul auf. In dem Konfigurationsspeichermodul ist eine Mehrzahl von zeitabhängigen Konfigurationsdatensätzen mittelbar und/oder unmittelbar gespeichert.
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Unter unmittelbar ist zu verstehen, dass die jeweiligen Ladekonfigurationsparameter in dem Konfigurationsspeichermodul (tatsächlich) gespeichert sind. Unter einer mittelbaren Speicherung ist zu verstehen, dass für einen Ladekonfigurationsparameter(wert) in dem Konfigurationsspeichermodul nur eine Speicheradresse eines weiteren Speicherorts gespeichert ist, in dem der Ladekonfigurationsparameter(wert) (tatsächlich) gespeichert ist.
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Bei Empfang einer Konfigurationsanfragenachricht einer Ladestation prüft das Multiplexmodul eine Zeitinformation der Konfigurationsanfragenachricht, also eine mit der Konfigurationsanfragenachricht verknüpfte Zeitinformation, und wertet diese und die Zeitabhängigkeit der gespeicherten Ladekonfigurationsdatensätze aus. Basierend auf der Zeitinformation bestimmt das Multiplexmodul dann den zugehörigen, in dem Konfigurationsspeichermodul gespeicherten, zeitabhängigen Konfigurationsdatensatz aus der Mehrzahl von gespeicherten Konfigurationsdatensätzen.
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Nachdem ein Konfigurationsdatensatz bestimmt ist, veranlasst das Multiplexmodul eine Aussendung des bestimmten Konfigurationsdatensatzes. Beispielsweise bewirkt das Multiplexmodul, dass ein Kommunikationsmodul des Backend-Systems mindestens eine den bestimmten Konfigurationsdatensatz zumindest teilweise enthaltene Nachricht an die anfragende Ladestation aussendet, insbesondere an diese überträgt.
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Anschließend steuert das Ladesteuermodul der Ladestation den Ladevorgang mit dem Elektrofahrzeug entsprechend dem mindestens einen Ladekonfigurationsparameter des empfangenen Konfigurationsdatensatzes, wie zuvor beschrieben wurde. Beispielsweise kann der empfangene Konfigurationsdatensatz temporär in einem Speichermodul der Ladestation gespeichert werden, auf den das Ladesteuermodul zugreifen kann. Der vorherige Konfigurationsdatensatz kann beispielsweise gelöscht und/oder deaktiviert bzw. als ungültig markiert werden.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Ladesystems kann die Ladestation ein Anfragemodul aufweisen, eingerichtet zum Bewirken eines Aussendens einer Konfigurationsanfragenachricht bei Detektion einer Triggerinformation. Die Triggerinformation kann eine durch die Ladestation erhaltene Ladevorgangsanfrage eines zu ladenden Elektrofahrzeugs aufweisen.
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Beispielsweise kann bei Detektion einer elektrischen Verbindung zu einem zu ladenden Elektrofahrzeug, beispielsweise aufgrund eines durch das Elektrofahrzeug ausgesendeten Ladeanforderungssignals, das Anfragemodul eine Konfigurationsanfragenachricht generieren und insbesondere dessen Aussendung durch ein Kommunikationsmodul der Ladestation bewirken. Insbesondere überträgt das Kommunikationsmodul der Ladestation die mindestens eine Konfigurationsanfragenachricht über ein Kommunikationsnetz (z.B. Mobilfunknetz etc.) an das Backend-System. Auch kann die Ladevorgangsanfrage eine an einem Nutzerschnittstellenmodul der Ladestation detektierte Nutzeraktion oder ein von einem Nutzerendgerät erhaltene Ladeanfragenachricht sein.
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Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Anmeldung die Triggerinformation ein Ablauf einer bestimmten Zeitdauer (z.B. x min) sein kann und die Ladestation bei Ablauf dieser Zeitdauer eine Konfigurationsanfragenachricht (automatisch) aussendet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Ladesystems kann das Backend-System ein erstes Zeitmodul aufweisen, eingerichtet zum Bereitstellen einer augenblicklichen Zeitangabe, wobei als Zeitinformation der Konfigurationsanfragenachricht der Empfangszeitpunkt der Konfigurationsanfragenachricht unter Nutzung des ersten Zeitmoduls bestimmt werden kann. Anders ausgedrückt kann, unter Nutzung des ersten Zeitmoduls, insbesondere in Form einer ersten Uhr, der Empfangszeitpunkt der Konfigurationsanfragenachricht bestimmt werden. Auf dieser Zeitinformation kann anschließend, in oben beschriebener Weise, der zugehörige Konfigurationsdatensatz bestimmt werden.
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Um insbesondere eine Manipulation des Betriebs des Ladesystems zumindest zu erschweren und/oder fehlerhafte Konfigurationen zu reduzieren, kann, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Ladesystems, das Ladesystem mindestens eine zumindest mit dem Backend-System verbindbare Mastervorrichtung umfassen. Beispielsweise kann die Mastervorrichtung ein Kommunikationsmodul aufweisen, um mit dem Backend-System zu kommunizieren. Die Mastervorrichtung kann eingerichtet sein zum (zeitlichen) Synchronisieren des ersten Zeitmoduls mit einem Masterzeitmodul der Mastervorrichtung. Anders ausgedrückt kann das Masterzeitmodul eine Aussendung einer Synchronisierungsnachricht mit Zeitdaten an das Backend-System bewirken, um ggf. eine Korrektur einer Abweichung zwischen der von dem Masterzeitmodul augenblicklich bereitgestellten Zeitangabe (z.B. augenblickliche Tageszeit und/oder augenblickliches Datum und/oder augenblicklicher Wochentag etc.) und der von dem ersten Zeitmodul augenblicklich bereitgestellten Zeitangabe (z.B. augenblickliche Tageszeit und/oder augenblickliches Datum und/oder augenblicklicher Wochentag etc.) zu bewirken. Stellt das Backend-System eine Abweichung fest, werden eine entsprechende Korrektur und damit eine Synchronisation durchgeführt. Es versteht sich, dass hierbei Laufzeiteffekte berücksichtigt werden können.
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Die Mastervorrichtung kann insbesondere eingerichtet sein zum Synchronisieren des ersten Zeitmoduls zu vorgebbaren (regelmäßig wiederholenden) Zeitpunkten, wie zu einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb jeder Stunde, jeden Tages und/oder jeder Woche etc.
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Darüber hinaus kann, gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Ladesystems, die Ladestation mindestens ein zweites Zeitmodul aufweisen. Die Ladestation kann ein Anfragemodul aufweisen, eingerichtet zum Integrieren der augenblicklich von dem zweiten Zeitmodul bereitgestellten Zeitangabe in eine Konfigurationsanfragenachricht als Zeitinformation der Konfigurationsanfragenachricht. Das Anfragemodul kann, insbesondere entsprechend den obigen Ausführungen, zum Generieren einer Konfigurationsanfragenachricht bei Detektion einer Triggerinformation eingerichtet sein. Die Generierung umfasst vorliegend das Einfügen einer Zeitinformation in Form der von dem zweiten Zeitmodul augenblicklich bereitgestellten Zeitangabe (z.B. augenblickliche Tageszeit und/oder augenblickliches Datum und/oder augenblicklicher Wochentag etc.). Diese Zeitinformation kann alternativ oder zusätzlich von dem Multiplexmodul des Backend-Systems bei der Bestimmung des Konfigurationsdatensatzes berücksichtigt werden.
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Um insbesondere eine Manipulation des Betriebs des Ladesystems zumindest zu erschweren und/oder fehlerhafte Konfiguration zu reduzierten, kann, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Ladesystems, das Ladesystem mindestens eine zumindest mit der Ladestation verbindbare (zuvor beschriebene) Mastervorrichtung umfassen. Beispielsweise kann die Mastervorrichtung ein Kommunikationsmodul aufweisen, um mit der Ladestation zu kommunizieren. Die Mastervorrichtung kann eingerichtet sein zum (zeitlichen) Synchronisieren des zweiten Zeitmoduls mit einem Masterzeitmodul der Mastervorrichtung. Anders ausgedrückt kann das Masterzeitmodul eine Aussendung einer Synchronisierungsnachricht an die Ladestation bewirken, um ggf. eine Korrektur einer Abweichung zwischen der von dem Masterzeitmodul augenblicklich bereitgestellten Zeitangabe (z.B. augenblickliche Tageszeit und/oder augenblickliches Datum und/oder augenblicklicher Wochentag etc.) und der von dem zweiten Zeitmodul augenblicklich bereitgestellten Zeitangabe (z.B. augenblickliche Tageszeit und/oder augenblickliches Datum und/oder augenblicklicher Wochentag etc.) bewirken. Stellt die Ladestation eine Abweichung fest, werden eine entsprechende Korrektur und damit eine Synchronisation durchgeführt. Es versteht sich, dass hierbei Laufzeiteffekte berücksichtigt werden können.
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Die Mastervorrichtung kann insbesondere eingerichtet sein zum Synchronisieren des zweiten Zeitmoduls zu vorgebbaren (regelmäßig wiederholenden) Zeitpunkten, wie zu einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb jeder Stunde, jeden Tages und/oder jeder Woche etc.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann das Konfigurationsspeichermodul eingerichtet sein zum Speichern einer Konfigurationszuordnungstabelle. In der Konfigurationszuordnungstabelle kann jedem Konfigurationsdatensatz ein bestimmter Zeitbereich, insbesondere Tageszeitbereich, zugeordnet sein, so dass zeitabhängige Konfigurationsdatensätze bereitgestellt werden können.
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Die Nutzung einer Konfigurationszuordnungstabelle erlaubt eine Bestimmung des Konfigurationsdatensatzes in besonders effizienter Weise. Insbesondere kann in nahezu Echtzeit der augenblicklich von einer Ladestation zu verwendende Konfigurationsdatensatz bestimmt und dessen Aussendung bewirkt werden. Eine Zeitverzögerung des Starts des Ladevorgangs ist für den Nutzer insbesondere nicht bemerkbar.
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Vorzugsweise kann das Multiplexmodul eingerichtet sein zum Bestimmen eines einem bestimmten Zeitbereich zugeordneten Konfigurationsdatensatzes durch Vergleichen der (zuvor beschriebenen) Zeitinformation der Konfigurationsanfragenachricht mit den in der Konfigurationszuordnungstabelle vorhandenen Zeitbereichen, derart, dass der Konfigurationsdatensatz bestimmt wird, der dem Zeitbereich zugeordnet ist, der zu der Zeitinformation korrespondiert.
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Beispielsweise können in einer Konfigurationszuordnungstabelle für verschiedene Tageszeitbereiche verschiedene Ladekonfigurationsparameter(werte) gespeichert sein. Wenn als Zeitinformation der Konfigurationsanfragenachricht eine bestimmte Tageszeit vorgesehen ist, liegt insbesondere dann eine Korrespondenz zu einem Tageszeitbereich vor, wenn diese Tageszeit in einen bestimmten Tageszeitbereich der Konfigurationszuordnungstabelle fällt. Als Konfigurationsdatensatz kann dann der diesem Zeitbereich zugeordnete bzw. zugehörige Konfigurationsdatensatz mit den entsprechenden Parameterwerten bestimmt werden.
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Eine beispielhafte Konfigurationszuordnungstabelle ist in nachfolgender Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
| Parameter\Zeit | Zul. Nutzergruppe | Stromlieferant | Max. zul. Ladestr. | Max. zul. Energiemenge pro Zeiteinheit | Ladestationsbetreiber | Endkunden-preis |
| 0:00-9:59 | Adr. A | Adr. B | Adr. C | Adr. D | Adr. E | Adr. F |
| 10:00-15:59 | Adr. G | Adr. H | Adr. I | Adr. J | Adr. K | Adr. L |
| 16:00-23:59 | Adr. M | Adr. N | Adr. 0 | Adr. P | Adr. Q | Adr. R |
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Vorzugsweise können die Parameterwerte in der Konfigurationszuordnungstabelle nur mittelbar gespeichert sein, in dem nur die Speicheradresse (Adr. A etc.) in der Konfigurationszuordnungstabelle gespeichert ist. Ferner versteht es sich, dass eine Konfigurationszuordnungstabelle weitere Parameter, andere Parameter und/oder weniger Parameter umfassen kann.
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Ferner können zwei oder mehr Konfigurationszuordnungstabellen, beispielsweise für unterschiedliche Wochentage, hinterlegt sein. Vorzugsweise kann die Zeitinformation sowohl eine Wochentagsinformation als auch eine Uhrzeitinformation umfassen. Basierend auf der Wochentagsinformation kann dann zunächst eine entsprechende Konfigurationszuordnungstabelle bestimmt werden, und anschließend entsprechend der Tageszeit- bzw. Uhrzeitinformation der Konfigurationsdatensatz bestimmt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Backend-System mindestens ein Stempelmodul aufweisen, eingerichtet zum Integrieren einer Zeitablaufinformation in mindestens eine den Konfigurationsdatensatz zumindest teilweise enthaltene Nachricht, wobei die Zeitablaufinformation die Gültigkeitsdauer des Konfigurationsdatensatz repräsentieren kann. Hierdurch kann insbesondere der Datenverkehr zwischen der mindestens einen Ladestation und dem Backendsystem reduziert werden.
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So kann das Backendsystem bei Aussendung eines Konfigurationsdatensatzes die Gültigkeitsdauer als Zeitablaufinformation mitsenden. Die Gültigkeitsdauer kann beispielsweise durch das Stempelmodul, basierend auf der in der Konfigurationszuordnungstabelle angegebenen und dem Konfigurationsdatensatz zugeordneten Zeitbereich und dem von dem ersten Zeitmodul bereitgestellten augenblicklichen Zeitangabe, bestimmt werden.
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Vorzugsweise kann die Ladestation unter Nutzung des zweiten Zeitmoduls die Gültigkeitsdauer eines augenblicklich verwendeten Konfigurationsdatensatzes überwachen. Bei Erhalt bzw. Detektion einer Triggerinformation in Form eines Ablaufs der Gültigkeitsdauer oder eines bevorstehenden Ablaufs (z.B. x min vor dem tatsächlichen Ablauf) der Gültigkeitsdauer kann das Anfragemodul eingerichtet sein zum Bewirken eines Aussendens einer Konfigurationsanfragenachricht.
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Daraufhin kann das Backend-System, wi in zuvor ausgeführter Weise, einen weiteren Konfigurationsdatensatz, der sich vorzugsweise von dem vorherigen Konfigurationsdatensatz in zumindest einem Parameterwert unterscheiden kann, an die Ladestation aussenden.
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Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Ladesystems, insbesondere eines zuvor beschriebenen Ladesystems. Das Ladesystem umfasst mindestens ein (zuvor beschriebenes) Backend-System und mindestens eine (zuvor beschriebene) Ladestation zum Laden von Elektrofahrzeugen. Das Verfahren umfasst:
- - Bestimmen, durch ein Multiplexmodul des Backend-Systems, eines zeitabhängigen Konfigurationsdatensatzes, der in einem Konfigurationsspeichermodul des Backend-Systems gespeichert ist, bei Empfang einer durch die Ladestation ausgesendeten Konfigurationsanfragenachricht, basierend auf mindestens einer Zeitinformation der Konfigurationsanfragenachricht,
- - Bewirken, durch das Multiplexmodul, eines Übertragens des bestimmten Konfigurationsdatensatzes an die Ladestation, und
- - Steuern, durch ein Ladesteuermodul der Ladestation, eines Ladevorgangs, basierend auf dem empfangenen Konfigurationsdatensatz.
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Es sei angemerkt, dass anmeldungsgemäße Einrichtungen, Module etc. aus Hardwarekomponenten (z.B. Prozessoren, Schnittstellen, Speichermitteln etc.) und/oder Softwarekomponenten (z.B. durch einen Prozessor ausführbarer Code) gebildet sein können.
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Die Merkmale der Ladesysteme und Verfahren sind frei miteinander kombinierbar. Insbesondere können Merkmale der Beschreibung und/oder der abhängigen Ansprüche, auch unter vollständiger oder teilweiser Umgehung von Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, in Alleinstellung oder frei miteinander kombiniert eigenständig erfinderisch sein.
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Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das anmeldungsgemäße Ladesystem und das anmeldungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Ladesystems auszugestalten und weiterzuentwickeln. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
- 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Ladesystems gemäß der vorliegenden Anmeldung,
- 2 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Ladesystems gemäß der vorliegenden Anmeldung, und
- 3 ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung.
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In den Figuren werden für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
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Die 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Ladesystems 100 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Das Ladesystem 100 umfasst mindestens ein Backend-System 102, beispielsweise mindestens einen Server 102, und mindestens eine Ladestation 104. Vorliegend sind zwei Ladestationen 104.1, 104.2 dargestellt. Es versteht sich, dass auch drei oder mehr Ladestationen vorgesehen sein können.
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Jede Ladestation 104.1, 104.2 weist mindestens einen Ladepunkt 106, ein Ladesteuerungsmodul 108 und mindestens ein Kommunikationsmodul 112, insbesondere ein drahtloses Kommunikationsmodul 112, auf. Jede Ladestation 104.1, 104.2 ist eingerichtet, elektrische Leistung mit einem Elektrofahrzeug 122 während eines Ladevorgangs auszutauschen. Insbesondere ist ein bidirektionaler Leistungsfluss möglich.
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Ein Ladevorgang wird hierbei durch das Ladesteuerungsmodul 108 gesteuert, insbesondere basierend auf einem augenblicklich gültigen Konfigurationsdatensatz.
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Das Backend-System 102 weist vorliegend ein Kommunikationsmodul 114, ein Multiplexmodul 116, ein Konfigurationsspeichermodul 118 und ein erstes Zeitmodul 120 auf, insbesondere in Form einer ersten Uhr 120.
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Die Funktionsweise des Ladesystems 100 wird anhand der 3 näher beschrieben. Die 3 zeigt ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung. Das Verfahren dient einem Betreiben eines Ladesystems 100.
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In einem ersten Schritt 301 wird, durch das Multiplexmodul 116 des Backend-Systems 102, ein zeitabhängiger Konfigurationsdatensatz bestimmt, der in dem Konfigurationsspeichermodul 118 des Backend-Systems 102 gespeichert ist. Insbesondere wird der Schritt 301 bei Empfang einer durch die Ladestation 104, insbesondere des Kommunikationsmoduls 112 der Ladestation, ausgesendeten Konfigurationsanfragenachricht initiiert. Demnach kann dem Schritt 301 ein Aussendeschritt vorgelagert sein, in dem die Ladestation 104 eine Aussendung einer Konfigurationsanfragenachricht veranlasst.
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Das Bestimmen des Konfigurationsdatensatzes erfolgt basierend auf mindestens einer Zeitinformation der Konfigurationsanfragenachricht und der Zeitabhängigkeit des Konfigurationsdatensatzes, insbesondere einer weiteren Zeitinformation, die dem zeitabhängigen Konfigurationsdatensatz zugeordnet ist.
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Nachdem ein Konfigurationsdatensatz durch das Multiplexmodul 116 bestimmt ist, bewirkt das Multiplexmodul 116 in Schritt 302 ein Übertragen des bestimmten Konfigurationsdatensatzes an die Ladestation 104.1, 104.2, die zuvor die Konfigurationsanfragenachricht ausgesendet hat. Insbesondere kann das Kommunikationsmodul 114 mindestens eine Nachricht, enthaltend den bestimmten Konfigurationsdatensatz, über ein Kommunikationsnetz 110 an das Kommunikationsmodul 112 der Ladestation 104.1, 104.2 übertragen.
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Im nächsten Schritt 303 wird ein Ladevorgang, beispielsweise ein Ladevorgang zwischen dem Ladepunkt 106 der Ladestation 104.1 und dem angeschlossenen Elektrofahrzeug 122, durch das Ladesteuermodul 108 der Ladestation 104.1 gesteuert und durchgeführt, basierend auf dem empfangenen und augenblicklich gültigen Konfigurationsdatensatz.
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Die 2 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Ladesystems 200 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 erläutert und ansonsten wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.
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Neben mindestens einer Ladestation 204 und einem Backend-System 202 umfasst das Ladesystem 200 vorliegend eine Mastervorrichtung 230. Die Mastervorrichtung 230 weist ein Kommunikationsmodul 234 auf, um über das Kommunikationsnetz 210 mit dem Backend-System 202 und/oder der Ladestation 204 zu kommunizieren. Darüber hinaus weist die Mastervorrichtung 230 ein Masterzeitmodul 232, insbesondere in Form einer Masteruhr 232, auf.
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Das Backend-System 202 weist vorliegend ein optionales Stempelmodul 240 auf.
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Die Ladestation 204 weist zusätzlich ein optionales Speichermodul 236 auf, zum temporären Speichern eines Konfigurationsdatensatzes. Zudem ist vorliegend ein zweites Zeitmodul 238, insbesondere in Form einer zweiten Uhr 238, und ein Anfragemodul 242 in der Ladestation 204 integriert.
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Die Ladestation 204 kann im Eigentum eines Eigentümers sein, der über die Mastervorrichtung 230 verfügen kann. Ein Nutzer kann sein Elektrofahrzeug 222 an der Ladestation 204 laden. Mithilfe der Anmeldung ist es insbesondere möglich, dass die Konfiguration der Ladestation 204 zeitabhängig, beispielsweise uhrzeitabhängig, ist.
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Eine Konfiguration bzw. ein Konfigurationsdatensatz weist, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, insbesondere eine (zulässige) Nutzergruppe, einen Stromlieferanten, einen Ladesäulenbetreiber, ein maximal zulässigen Ladestrom, eine maximal zulässige Energiemenge pro Zeiteinheit/Ladevorgang und/oder Endkunden-Preise auf. Diese Parameter können insbesondere als Ladekonfigurationsparameter bezeichnet werden.
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Eine zulässige Nutzergruppe kann beispielsweise zumindest einen Nutzer, insbesondere dessen eindeutige Kennung (z.B. Nutzername etc.), aufweisen, welcher berechtigt ist, an der Ladestation 204 (während der zeitlichen Gültigkeit dieses Konfigurationsdatensatzes) zu laden. Ein Stromlieferant kann beispielsweise die für einen Ladevorgang an der Ladestation 204 benötigte elektrische Energie bereitstellen. Dieser kann auch zeitabhängig sien. Ein Ladesäulen- bzw. Ladestationbetreiber ist beispielsweise eine juristische Person, welche die Ladestation 204 während einer bestimmten Zeitdauer betreibt. Der Ladesäulenbetreiber kann von dem Eigentümer der Ladestation 204 abweichen.
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Ein Endkunden-Preis ist beispielsweise ein Preis für eine bestimmte, vom Elektrofahrzeug des Nutzers während eines Ladevorgangs bezogene, Energiemenge oder für eine bestimmten Ladedauer, der von einem Nutzer zu entrichten ist. Auch dieser kann zeitabhängig sein.
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Wenn ein Nutzer bzw. sein Elektrofahrzeug 222 an der Ladestation 204 laden möchte, kann die Ladestation 204 vorzugsweise die zeitabhängige, insbesondere tageszeitabhängige (bzw. uhrzeitabhängige) und augenblicklich gültige Konfiguration vom Backend-System 202 abfragen. Hierzu kann das Anfragemodul 242, beispielsweise auf Veranlassung des Ladesteuermoduls 208, insbesondere bei Detektion einer Triggerinformation, eine Aussendung einer Aufforderung in Form mindestens einer Konfigurationsanfragenachricht über das Kommunikationsnetz 210 an das Backend 202 veranlassen.
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Eine Triggerinformation kann beispielsweise ein Wunsch des Nutzers sein, den Ladevorgang zu beginnen, oder ein detektierter Beginn eines Ladevorgangs sein. Beispielsweise kann eine entsprechende Detektion an einer Nutzerschnittstelle oder ein Empfang eines Ladeanfragesignals von dem Elektrofahrzeug 222 und/oder eines Nutzerendgeräts erfolgen.
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Das Kommunikationsmodul 214 des Backend-Systems 202 kann eine empfangene Konfigurationsanfragenachricht an das Multiplexmodul 216 weiterleiten. Das Multiplexmodul 216 wertet die Zeitinformation der erhaltenen Konfigurationsanfragenachricht und insbesondere eine Konfigurationszuordnungstabelle (z.B. obige Tabelle 1) aus, um den (korrekten) Konfigurationsdatensatz zu bestimmen.Die Bestimmung des Konfigurationsdatensatzes kann wie folgt erfolgen:
- Wie oben beispielhaft in der Tabelle 1 zu sehen ist, kann eine Konfigurationszuordnungstabelle verschiedene Einträge bezüglich der oben genannten Ladekonfigurationsparameter aufweisen.
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Insbesondere sind in der Tabelle 1 für verschiedene Ladekonfigurationsparameter eineindeutige Adressen hinterlegt. Die Adressen verweisen jeweils auf einen bestimmten Speicherbereich, beispielsweise des Konfigurationsspeichermoduls 218 und/oder eines weiteren (nicht gezeigten) Datenspeichers des Backend-Systems 202. Die Adressen sind vorzugsweise ebenso wie der jeweils an diesen Speicheradressen hinterlegte Dateninhalt/Parameterwert editierbar.
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Das Multiplexmodul 216 kann auf eine augenblickliche Zeitangabe, insbesondere die augenblickliche Uhrzeit, des ersten Zeitmoduls 220 des Backend-Systems 202 zugreifen. Bei Empfang einer Konfigurationsanfragenachricht kann das Multiplexmodul 210 die augenblickliche Zeitangabe, insbesondere die augenblickliche Uhrzeit, die von dem ersten Zeitmodul 220 bereitgestellt wird, abfragen, um insbesondere den (ungefähren) Empfangszeitpunkt der empfangenen Konfigurationsanfragenachricht zu bestimmen.
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Abhängig von dieser Zeitinformation der Konfigurationsanfragenachricht kann das Multiplexmodul 216 mittels der in der Tabelle angegebenen Zeitbereiche den zugehörigen Konfigurationsdatensatz bestimmen. Insbesondere kann das Multiplexmodul 216 durch mindestens eine Vergleichsoperation bestimmen, in welchem der in der Tabelle angegebenen Zeitbereich die Zeitinformation (z.B. 15:33 Uhr) der Konfigurationsanfragenachricht liegt.
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Dann kann das Multiplexmodul 216 die Konfigurationsparameterwerte durch Auslesen der durch die jeweiligen Adressen eindeutig bestimmten Speicherorte bestimmen und insbesondere eine Aussendung dieser Werte, also des bestimmten Konfigurationsdatensatzes, an die anfragende Ladestation 204 bewirken. Dann sendet das Kommunikationsmodul 214 mindestens eine Nachricht aus, die den Konfigurationsdatensatz zumindest teilweise enthält.
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Bei anderen Varianten der Anmeldung kann die Konfigurationsanfragenachricht selbst eine Zeitinformation enthalten, die beispielsweise durch das Anfragemodul 242 bei der Generierung der Konfigurationsanfragenachricht und unter Nutzung des zweiten Zeitmoduls 238 in die Konfigurationsanfragenachricht integriert wurde. Dann kann das Multiplexmodul 216 diese Zeitinformation alternativ (beispielsweise dann, wenn kein erstes Zeitmodul vorhanden ist) oder zusätzlich zur Bestimmung des gültigen Konfigurationsdatensatzes nutzen.
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Hierdurch ist eine zeitabhängige Konfiguration der Ladestation 204 möglich.
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Die abgerufenen Konfigurationsparameterwerte des Konfigurationsdatensatzes können in der Ladestation 204, insbesondere in dem Speichermodul 236, zumindest zwischengespeichert werden. Ein vorheriger Konfigurationsdatensatz kann gelöscht oder deaktiviert bzw. als ungültig markiert werden. Dann kann das Ladesteuermodul 208 den mindestens einen Ladevorgang entsprechend dem nun gültigen Konfigurationsdatensatz steuern und insbesondere durchführen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, dass das Backend-System 202 eine Stempeleinheit 240 aufweist. Die Stempeleinheit 240 kann eingerichtet sein zum Hinzufügen, insbesondere zum Integrieren, einer Zeitablaufinformation in eine den Konfigurationsdatensatz enthaltenen Nachricht, wobei die Zeitablaufinformation die Gültigkeitsdauer des Konfigurationsdatensatzes repräsentiert.
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Anders ausgedrückt beinhaltet die Zeitablaufinformation insbesondere eine Zeitinformation, bis zu welchem Zeitpunkt der zugehörige Konfigurationsdatensatz gültig bzw. aktiv ist. Beispielsweise kann ein Timer vorgesehen sein. Bei Ablauf des Timers ist dann beispielsweise der zugehörige Konfigurationsdatensatz nicht mehr gültig und kann verworfen, also beispielsweise entsprechend markiert oder gelöscht, werden.
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Mithilfe der Zeitablaufinformation ist es vorteilhafterweise möglich, den Datenverkehr im Kommunikationsnetz 210 zu reduzieren und insbesondere die Anzahl an zu übertragenen Konfigurationsdatensätzen pro Zeiteinheit (z.B. pro Tag) zu reduzieren. Eine Ladestation 204 kann beispielsweise eigenständig für einen längeren Zeitraum agieren. Die Ladestation 204 weist hierfür vorteilhafterweise das zweite Zeitmodul 238 auf.
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Insbesondere kann unter Nutzung der von dem zweiten Zeitmodul 238 bereitgestellten Zeitangabe, wie eine Uhrzeit bzw. Tageszeit, die Einhaltung der weiteren Zeitablaufinformation überwacht werden. Bei einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die zweite Uhr 238 beispielsweise dazu ausgebildet sein kann, ein periodisches Taktsignal zum Verwenden des Timers bereitzustellen. Die zweite Uhr 238 kann alternativ auch eine absolute Zeitinformation bzw. Zeitangabe ausgeben.
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Ferner ist vorliegend eine Mastervorrichtung 230 (z.B. in Form einer Rechenvorrichtung) vorgesehen, die insbesondere dem Eigentümer der Ladestation 204 zugeordnet sein kann. Die Mastervorrichtung 230 weist ein Masterzeitmodul 232 auf, insbesondere in Form einer Masteruhr 232. Die Masteruhr 232 ist insbesondere dazu ausgebildet, eine absolute Zeit für die anderen Zeitmodule 238, 220 des Ladesystems 200 vorzugeben. Über das Kommunikationsnetz 210 kann jeweils eine Kommunikationsverbindung hergestellt werden, um das zweite Zeitmodul 236 und/oder das erste Zeitmodul 220 mit dem Masterzeitmodul 232 zu synchronisieren.
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Die Synchronisierung kann vorzugsweise zu bestimmten Zeitpunkten, insbesondere in periodischen Abständen durchgeführt werden, beispielsweise täglich, wöchentlich oder monatlich.
