DE102018206582A1 - Charging method for an energy storage of an electrically driven motor vehicle, charging system for charging an energy storage of an electrically driven motor vehicle and motor vehicle, which can cooperate with such a charging system - Google Patents

Charging method for an energy storage of an electrically driven motor vehicle, charging system for charging an energy storage of an electrically driven motor vehicle and motor vehicle, which can cooperate with such a charging system Download PDF

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Andreas Mindt
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ladeverfahren für einen Energiespeicher (5) eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (1) sowie ein Ladesystem zum Aufladen eines derartigen Energiespeichers (5). Das Ladeverfahren ist für ein Kraftfahrzeug (1) ausgelegt, das mithilfe einer Fahrzeugsteuereinheit (7) zumindest teilautonom steuerbar ist und umfasst die folgenden Schritte: Einfahren des Kraftfahrzeugs (1) in einen vorbestimmten, von einer Infrastruktursteuereinheit (9) verwalteten Ladeinfrastrukturbereich (4), zumindest teilautonomes Ansteuern des Kraftfahrzeugs (1) durch die Infrastruktursteuereinheit (9) innerhalb des Ladeinfrastrukturbereichs (4), Bereitstellen einer autonom fahrenden Ladeeinheit (11) zum Aufladen des Energiespeichers (5) des Kraftfahrzeugs (1) durch die Infrastruktursteuereinheit (9), Ankoppeln der bereitgestellten Ladeeinheit (11) an das Kraftfahrzeug (1), Aufladen des Energiespeichers (5) des Kraftfahrzeugs (1) durch die angekoppelte und dem Kraftfahrzeug (1) folgende Ladeeinheit (11) sowie Beenden des Ansteuern des Kraftfahrzeugs (1) durch die Infrastruktursteuereinheit (9) bei einer Ausfahrt des Kraftfahrzeugs (1) mit der ihm folgenden, den Energiespeicher (5) aufladenden Ladeeinheit (11) aus dem Ladeinfrastrukturbereich (4).

Figure DE102018206582A1_0000
The invention relates to a charging method for an energy store (5) of an electrically driven motor vehicle (1) and to a charging system for charging such an energy store (5). The charging method is designed for a motor vehicle (1) which is at least partially autonomously controllable by means of a vehicle control unit (7) and comprises the following steps: driving the motor vehicle (1) into a predetermined charging infrastructure area (4) managed by an infrastructure control unit (9), at least partially autonomous activation of the motor vehicle (1) by the infrastructure control unit (9) within the charging infrastructure area (4), providing an autonomously driving charging unit (11) for charging the energy store (5) of the motor vehicle (1) by the infrastructure control unit (9), coupling the Charging unit (11) provided to the motor vehicle (1), charging of the energy store (5) of the motor vehicle (1) by the docked and the motor vehicle (1) following charging unit (11) and stopping the driving of the motor vehicle (1) by the infrastructure control unit ( 9) at an exit of the motor vehicle (1) with the following, the energy storage (5) charging charging unit (11) from the charging infrastructure area (4).
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Description

Die Erfindung betrifft ein Ladeverfahren für einen Energiespeicher eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, ein Ladesystem zum Aufladen eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug, das mit elektrischer Energie aus einem fahrzeugeigenen Energiespeicher betreibbar ist und mit einem derartigen Ladesystem zusammenwirken kann.The invention relates to a charging method for an energy storage of an electrically driven motor vehicle, a charging system for charging an energy storage of an electrically driven motor vehicle and a motor vehicle which is operable with electrical energy from an on-board energy storage and can cooperate with such a charging system.

Aufgrund der zunehmenden Verbreitung von elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen ist es nötig, dass die Verfügbarkeit von elektrischen Ladeeinheiten erhöht wird. Insbesondere aufgrund der relativ langen Zeitdauer, die ein elektrischer Ladevorgang eines Kraftfahrzeugs in der Regel benötigt, eignen sich insbesondere selbstfahrende Ladeeinheiten zum Aufladen eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs zur Lösung dieses Problems.Due to the increasing spread of electric powered vehicles, it is necessary to increase the availability of electric charging units. In particular, due to the relatively long period of time, which usually requires an electrical charging of a motor vehicle, self-propelled charging units for charging an energy storage device of a motor vehicle while driving the motor vehicle to solve this problem are particularly suitable.

In der DE 10 2015 205 811 A1 wird ein Range-Extender-Fahrzeug beschrieben, das einen Energiespeicher aufweist und zur Versorgung eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie über miteinander gekoppelte Mittel zur Energieübertragung einen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs während einer Fahrt aufladen kann. Die Energieübertragung erfolgt hierbei induktiv oder über einen Steckkontakt, das heißt eine Kabelverbindung. Das Range-Extender-Fahrzeug selbst ist dazu ausgelegt, autonom zu fahren und basierend auf Relativpositionsmessungen zum Kraftfahrzeug seinen Fahrzustand derart anzupassen, dass es eine Sollposition relativ zum Kraftfahrzeug ausreichend genau einhält.In the DE 10 2015 205 811 A1 a range extender vehicle is described which has an energy store and can charge an energy storage of the motor vehicle during a drive to supply a motor vehicle with electrical energy via coupled means for energy transfer. The energy transfer takes place here inductively or via a plug contact, that is a cable connection. The range extender vehicle itself is designed to drive autonomously and based on relative position measurements to the motor vehicle to adapt its driving state so that it maintains a target position relative to the motor vehicle with sufficient accuracy.

In der DE 10 2012 214 750 A1 wird ein System zur Energieversorgung eines nicht schienengebundenen Elektrofahrzeugs während der Fahrt auf einer Fahrstrecke beschrieben. Das entsprechende Energieversorgungssystem umfasst ein Ladefahrzeug, das über eine elektrische Ankopplung an das Elektrofahrzeug gekoppelt werden kann, wobei über diese Verbindung das Elektrofahrzeug mit elektrischer Energie versorgt wird.In the DE 10 2012 214 750 A1 describes a system for powering a non-rail electric vehicle while driving on a route. The corresponding energy supply system comprises a charging vehicle, which can be coupled via an electrical coupling to the electric vehicle, via which connection the electric vehicle is supplied with electrical energy.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, mit der ein Energiespeicher eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs besonders vorteilhaft und komfortabel für einen Benutzer des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie versorgt werden kann.It is the object of the invention to provide a solution with which an energy store of an electrically driven motor vehicle can be supplied with electrical energy particularly advantageously and comfortably for a user of the motor vehicle.

Diese Aufgabe wird durch ein Ladeverfahren für einen Energiespeicher eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs sowie ein Ladesystem zum Aufladen eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs gelöst.This object is achieved by a charging method for an energy store of an electrically driven motor vehicle and a charging system for charging an energy store of an electrically driven motor vehicle.

Das erfindungsgemäße Ladeverfahren für einen Energiespeicher eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, das mit einer Fahrzeugsteuereinheit zumindest teilautonom gesteuert werden kann, umfasst die folgenden Schritte: Ein Einfahren des Kraftfahrzeugs in einen vorbestimmten, von einer Infrastruktursteuereinheit verwalteten Ladeinfrastrukturbereich, ein zumindest teilautonomes Ansteuern des Kraftfahrzeugs durch die Infrastruktursteuereinheit innerhalb des Ladeinfrastrukturbereichs, ein Bereitstellen einer autonom fahrenden Ladeeinheit zum Aufladen des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs durch die Infrastruktursteuereinheit, ein Ankoppeln der bereitgestellten autonom fahrenden Ladeeinheit an das Kraftfahrzeug, ein Aufladen des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs durch die angekoppelte und dem Kraftfahrzeug folgenden Ladeeinheit und ein Beenden des zumindest teilautonomen Ansteuern des Kraftfahrzeugs durch die Infrastruktursteuereinheit bei einer Ausfahrt des Kraftfahrzeugs mit der ihm folgenden, den Energiespeicher des Kraftfahrzeugs aufladenden Ladeeinheit aus dem Ladeinfrastrukturbereich.The charging method according to the invention for an energy store of an electrically driven motor vehicle, which can be controlled at least partially autonomously with a vehicle control unit, comprises the following steps: driving the motor vehicle into a predetermined charging infrastructure area managed by an infrastructure control unit, an at least partially autonomous activation of the motor vehicle by the infrastructure control unit charging infrastructure area, providing an autonomously driving charging unit for charging the energy storage of the motor vehicle by the infrastructure control unit, coupling the provided autonomously driving charging unit to the motor vehicle, charging the energy storage of the motor vehicle by the docked and following the motor vehicle charging unit and terminating the at least partially autonomous Driving the motor vehicle by the infrastructure control unit at an exit of the motor vehicle with the i In the following, the energy storage of the motor vehicle charging charging unit from the charging infrastructure.

Erfindungsgemäß wird also ein Verfahren zum Aufladen einer Batterie eines Kraftfahrzeugs, mit der das Kraftfahrzeug mit elektrischer Energie angetrieben werden kann, vorgeschlagen. Das Kraftfahrzeug weist zudem eine Steuereinheit auf, mit der ein zumindest teilautonomes Fahren des Kraftfahrzeugs möglich ist. Im Rahmen des Ladeverfahrens fährt das Kraftfahrzeug zunächst in eine Einrichtung ein, die befahrbar ist und dazu ausgelegt ist, eine Ladeinfrastruktur für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen. Dieser sogenannte Ladeinfrastrukturbereich wird von einer dafür vorgesehenen Steuereinheit, der Infrastruktursteuereinheit, kontrolliert. In diesem Ladeinfrastrukturbereich wird das Kraftfahrzeug von der Steuereinheit der Infrastruktur, das heißt der Infrastruktursteuereinheit, gesteuert, sodass es sich zumindest teilautonom im Ladeinfrastrukturbereich bewegt. Die Ladeinfrastruktursteuereinheit ordnet dem Kraftfahrzeug eine zum selbstständigen Fahren ausgelegte Ladeeinheit zu, mit der der Energiespeicher des Kraftfahrzeugs aufgeladen werden kann. Diese zum autonomen Fahren ausgelegte Ladeeinheit dockt daraufhin an das Kraftfahrzeug an und beginnt den Energiespeicher aufzuladen, wobei die Ladeeinheit in ihrer Fahrbewegung einer Fahrbewegung des Kraftfahrzeugs folgt. Die Steuerung des Kraftfahrzeugs durch die Ladeinfrastruktursteuereinheit endet dann, wenn das Kraftfahrzeug mit der ihm folgenden Ladeeinheit den Ladeinfrastrukturbereich verlässt. Während der Weiterfahrt des Kraftfahrzeugs außerhalb des Ladeinfrastrukturbereichs wird weiterhin der Energiespeicher des Kraftfahrzeugs von der autonom fahrenden Ladeeinheit aufgeladen.According to the invention, a method for charging a battery of a motor vehicle, with which the motor vehicle can be driven by electrical energy, is proposed. The motor vehicle also has a control unit with which an at least partially autonomous driving of the motor vehicle is possible. As part of the charging process, the motor vehicle first enters a device that is passable and is designed to provide a charging infrastructure for a motor vehicle. This so-called charging infrastructure area is controlled by a dedicated control unit, the infrastructure control unit. In this charging infrastructure area, the motor vehicle is controlled by the control unit of the infrastructure, that is to say the infrastructure control unit, so that it moves at least partially autonomously in the charging infrastructure area. The charging infrastructure control unit assigns the motor vehicle a charging unit designed for autonomous driving, with which the energy store of the motor vehicle can be charged. This designed for autonomous driving charging unit then docks on the motor vehicle and begins to charge the energy storage, the charging unit follows in its travel movement of a driving movement of the motor vehicle. The control of the motor vehicle by the charging infrastructure control unit ends when the motor vehicle leaves the charging infrastructure area with the charging unit following it. During the onward journey of the motor vehicle outside of the charging infrastructure area, the energy store of the motor vehicle continues to be charged by the autonomously driving charging unit.

Bei dem Ladeinfrastrukturbereich handelt es sich beispielsweise um eine Ladestraße, eine Ladefahrbahn einer Straße oder einen dafür ausgelegten Parkplatz. Beispielsweise kann die Ladestraße parallel zu einer öffentlichen Straße verlaufen. Dieser Ladeinfrastrukturbereich, das heißt beispielsweise die Ladestraße, umfasst eine Infrastruktursteuereinheit, die bei der Einfahrt eines Kraftfahrzeugs in die Ladestraße zumindest teilweise die Kontrolle über und somit die Ansteuerung des Kraftfahrzeugs übernimmt. Das Kraftfahrzeug wird daraufhin innerhalb der Ladestraße beispielsweise entweder vollautonom von der Infrastruktursteuereinheit angesteuert oder teilautonom von der Infrastruktursteuereinheit angesteuert, wobei in letzterem Fall ein Fahrer des Kraftfahrzeugs unter Aktivierung eines Tempomaten bei einer von der Infrastruktursteuereinheit vorgegebenen Geschwindigkeit das Kraftfahrzeug manuell durch die Ladestraße lenkt. Entsprechende Vorgaben werden hierbei von der Infrastruktursteuereinheit an den Fahrer des Kraftfahrzeugs übermittelt, beispielsweise durch entsprechende Anzeigen auf einer Anzeigefläche im Fahrzeuginneren.The charging infrastructure area is, for example, a charging road, a Loading lane of a street or a parking lot designed for it. For example, the loading road may run parallel to a public road. This charging infrastructure area, that is to say for example the loading road, comprises an infrastructure control unit which, at the entrance of a motor vehicle into the loading road, at least partially takes over the control over and thus the activation of the motor vehicle. The motor vehicle is then actuated within the loading road, for example, either fully autonomously by the infrastructure control unit or partially autonomously controlled by the infrastructure control unit, in which latter case a driver of the motor vehicle by activating a cruise control at a predetermined speed of the infrastructure control unit manually steers the motor vehicle through the loading road. Corresponding specifications are transmitted from the infrastructure control unit to the driver of the motor vehicle, for example, by corresponding displays on a display surface in the vehicle interior.

Die Infrastruktursteuereinheit ordnet dem Kraftfahrzeug, nachdem sie zumindest teilautonom die Ansteuerung des Kraftfahrzeugs durchführt, eine autonom fahrende Ladeeinheit zu, die zum Aufladen des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs an dieses ankoppelt, sodass eine Energieübertragung von einem Ladeeinheitsenergiespeicher zum Energiespeicher des Kraftfahrzeugs möglich ist. Die an das Kraftfahrzeug angekoppelte Ladeeinheit folgt nach der Ankopplung der Fahrbewegung des Kraftfahrzeugs und lädt dabei den Energiespeicher des Kraftfahrzeugs auf. Sobald das Kraftfahrzeug mit der ihm folgenden Ladeeinheit die Ladestraße wieder verlässt, beispielsweise um zurück auf eine Fahrbahn einer Schnellstraße zu fahren, wird das Ansteuern des Kraftfahrzeugs durch die Infrastruktursteuereinheit beendet und das Kraftfahrzeug fährt vollautonom, teilautonom oder manuell durch den Benutzer gesteuert auf der Schnellstraße weiter, wobei weiterhin die Ladeeinheit dem Kraftfahrzeug folgt und den Energiespeicher des Kraftfahrzeugs auflädt.The infrastructure control unit assigns the motor vehicle, after it at least partially autonomously controls the motor vehicle, to an autonomously driving charging unit which couples to charge the energy storage of the motor vehicle, so that an energy transfer from a charging unit energy storage to the energy storage of the motor vehicle is possible. The coupled to the motor vehicle charging unit follows the coupling of the driving movement of the motor vehicle and charges the energy storage of the motor vehicle. As soon as the motor vehicle leaves the loading road again with the loading unit following it, for example to drive back onto a lane of a freeway, the driving of the motor vehicle is stopped by the infrastructure control unit and the motor vehicle drives fully autonomously, partly autonomously or manually controlled by the user on the freeway , In addition, the charging unit follows the motor vehicle and charges the energy storage of the motor vehicle.

Mit dem erfindungsgemäßen Ladeverfahren für einen Energiespeicher eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs ist somit ein besonders komfortables Aufladen des Energiespeichers möglich, da das Kraftfahrzeug während des Andockens und dem darauf folgenden Aufladens des Energiespeichers nicht angehalten werden muss. Zudem ist das Ladeverfahren besonders zeitsparend für den Benutzer des Kraftfahrzeugs, da das eigentliche Aufladen des Energiespeichers während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs erfolgen kann. Das Kraftfahrzeug kann dabei gemäß den Wünschen des Benutzers gesteuert werden. Das Kraftfahrzeug muss nämlich während des Ladevorgangs selbst nicht besonders langsam und auf die Ladeeinheit Rücksicht nehmend gesteuert werden.With the charging method according to the invention for an energy storage of an electrically driven motor vehicle thus a particularly comfortable charging of the energy storage is possible because the motor vehicle during docking and the subsequent charging of the energy storage does not need to be stopped. In addition, the charging process is particularly time-saving for the user of the motor vehicle, since the actual charging of the energy storage can take place during a journey of the motor vehicle. The motor vehicle can be controlled according to the wishes of the user. Namely, the motor vehicle need not be controlled particularly slowly during the charging process itself and taking care of the charging unit.

Alternativ zu der beschriebenen zumindest teilautonomen Ansteuerung des Kraftfahrzeugs durch die Infrastruktursteuereinheit kann das Kraftfahrzeug gegebenenfalls auch mittels der Fahrzeugsteuereinheit vollautonom innerhalb des Ladeinfrastrukturbereichs angesteuert werden. Hierbei können jedoch von der Infrastruktursteuereinheit an das Kraftfahrzeug übermittelte Daten, beispielsweise Vorgaben zur Ansteuerung des Kraftfahrzeugs innerhalb des Ladeinfrastrukturbereichs oder Anfragen bezüglich des gewünschten Aufladens des Energiespeichers, bei der Planung und Umsetzung der vollautonomen Ansteuerung des Kraftfahrzeugs durch die Fahrzeugsteuereinheit berücksichtigt werden.As an alternative to the described at least partially autonomous activation of the motor vehicle by the infrastructure control unit, the motor vehicle may optionally also be actuated fully automatically within the charging infrastructure area by means of the vehicle control unit. In this case, however, data transmitted by the infrastructure control unit to the motor vehicle, for example specifications for controlling the motor vehicle within the charging infrastructure area or inquiries regarding the desired charging of the energy storage, can be taken into account in the planning and implementation of the fully autonomous control of the motor vehicle by the vehicle control unit.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass spätestens bei der Einfahrt des Kraftfahrzeugs in den Ladeinfrastrukturbereich in einem Einfahrtübergangsbereich zwischen einer Fahrbahn und dem Ladeinfrastrukturbereich die Infrastruktursteuereinheit über eine Kommunikationsschnittstelle der Infrastruktursteuereinheit eine Kommunikationsverbindung mit einer Kommunikationsschnittstelle des Kraftfahrzeugs aufbaut, über die das Kraftfahrzeug innerhalb des Ladeinfrastrukturbereichs zumindest teilautonom von der Infrastruktursteuereinheit angesteuert wird. Diese Kommunikationsverbindung wird bei der Ausfahrt des Kraftfahrzeugs aus dem Ladeinfrastrukturbereich in einem Ausfahrtübergangsbereich von dem Ladeinfrastrukturbereich zu einer Fahrbahn beendet.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that, at the latest when the motor vehicle enters the charging infrastructure area in a driveway transition area between a roadway and the charging infrastructure area, the infrastructure control unit establishes a communication link with a communication interface of the motor vehicle via a communication interface of the infrastructure control unit via which the motor vehicle within the charging infrastructure at least partially autonomously controlled by the infrastructure control unit. This communication connection is terminated at the exit of the motor vehicle from the charging infrastructure area in an exit transition area from the charging infrastructure area to a carriageway.

Am Anfang des Ladeinfrastrukturbereichs existiert somit ein definierter Eingangsbereich, der sogenannte Einfahrtübergangsbereich. Spätestens, zu dem Zeitpunkt, an dem das Kraftfahrzeug diesen Einfahrtübergangsbereich erreicht, wird eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Kraftfahrzeug und der Infrastruktursteuereinheit aufgebaut und anschließend für die gesamte Fahrt im Bereich des Ladeinfrastrukturbereichs aufrechterhalten. Diese Kommunikationsverbindung wird zwischen entsprechenden Einheiten, sogenannten Kommunikationsschnittstellen, im Kraftfahrzeug und der Infrastruktursteuereinheit aufgebaut. Über diese Verbindung können daraufhin Steuerbefehle zum teilautonomen oder gegebenenfalls vollautonomen Steuern des Kraftfahrzeugs durch die Infrastruktursteuereinheit übermittelt werden. Am Ende des Ladeinfrastrukturbereichs befindet sich ebenfalls ein vorbestimmter Ausgangsbereich, der sogenannte Ausfahrtübergangsbereich, in dem es zu einem Deaktivieren der Kommunikationsverbindung zwischen dem Kraftfahrzeug und der Infrastruktursteuereinheit kommt.At the beginning of the charging infrastructure area there is thus a defined entrance area, the so-called entry transition area. At the latest, at the time when the motor vehicle reaches this entry transition area, a communication link between the motor vehicle and the infrastructure control unit is set up and then maintained for the entire journey in the area of the charging infrastructure area. This communication connection is established between corresponding units, so-called communication interfaces, in the motor vehicle and the infrastructure control unit. Control commands for partially autonomous or optionally fully autonomous control of the motor vehicle by the infrastructure control unit can then be transmitted via this connection. At the end of the charging infrastructure area is also a predetermined exit area, the so-called exit transition area, in which there is a deactivation of the communication link between the motor vehicle and the infrastructure control unit.

Fährt beispielsweise ein Kraftfahrzeug von der Fahrbahn einer Schnellstraße in eine Ladestraße ein, wird spätestens in dem vorbestimmten Einfahrtübergangsbereich der Ladestraße eine Kommunikationsverbindung, wie beispielsweise eine Funkverbindung, zwischen dem Kraftfahrzeug und der Infrastruktursteuereinheit der Ladestraße aufgebaut. Diese Kommunikationsverbindung wird so lange aufrechterhalten, bis das Kraftfahrzeug nach der Durchfahrt durch die Ladestraße und dem dabei stattfindenden Ankoppeln der Ladeeinheit während der Durchfahrt einen Ausfahrtübergangsbereich den der Ladestraße diesen Ladeinfrastrukturbereich wieder verlässt und erneut auf einer Fahrbahn einer Schnellstraße oder einer anderen an die Ladestraße angrenzenden Straße fährt. Mithilfe dieser zwei vorgegebenen Bereiche, dem Einfahrtübergangsbereich und dem Ausfahrtübergangsbereich, kann somit sichergestellt werden, dass während des Ankoppelns der Ladeeinheit an das Kraftfahrzeug innerhalb des Ladeinfrastrukturbereichs eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Kraftfahrzeug und der Infrastruktursteuereinheit besteht, wodurch ein besonders vorteilhaftes Durchführen des Ladeverfahrens möglich ist.For example, when a motor vehicle enters the loading lane from the lane of a freeway, at the latest in the predetermined entrance transition area of the loading lane, a communication link such as a Radio link, built between the motor vehicle and the infrastructure control unit of the loading road. This communication link is maintained until, after passing through the loading lane and thereby coupling the loading unit during transit, the motor vehicle exits an exit crossing area of the loading lane that loading infrastructure area and again on a lane of a freeway or other road adjacent to the loading lane moves. With the aid of these two predefined areas, the entry transition area and the exit transition area, it is thus possible to ensure that a communication connection between the motor vehicle and the infrastructure control unit exists during the docking of the loading unit to the motor vehicle within the charging infrastructure area, whereby a particularly advantageous implementation of the loading method is possible.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Kommunikationsverbindung zwischen der jeweiligen Kommunikationsschnittstelle der Infrastruktursteuereinheit und des Kraftfahrzeugs bereits in einer vorbestimmten Entfernung zum Einfahrtübergangsbereich aufgebaut wird, um eine Ladeanfrage des Kraftfahrzeugs an die Infrastruktursteuereinheit zu übermitteln. Die Kommunikationsverbindung zwischen dem Kraftfahrzeug und der Infrastruktursteuereinheit kann somit schon zeitlich früher als zum Zeitpunkt der Einfahrt in den Ladeinfrastrukturbereich aufgebaut werden, also während sich das Kraftfahrzeug dem Ladeinfrastrukturbereich nähert. Hierdurch ist es möglich, dass das Kraftfahrzeug vor seinem Eintreffen im Ladeinfrastrukturbereich eine Ladeeinheit reservieren kann, das heißt eine Anfrage zum Laden des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs an die Infrastruktursteuereinheit senden kann. Das Übermitteln einer solchen Ladeanfrage kann beispielsweise mithilfe einer entsprechenden Applikation im Fahrzeuginneren oder auf einem Mobilfunkgerät des Benutzers des Kraftfahrzeugs erfolgen. Die entsprechende Applikation kann beispielsweise mithilfe einer dafür vorgesehenen Anzeigeeinrichtung im Fahrzeuginneren angezeigt und angesteuert werden. Hierdurch wird eine besonders vorteilhafte und einfache Planung des Aufladens des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs mit dem Ladeverfahren möglich, sodass die Verlängerung der Reichweite des Kraftfahrzeugs bereits frühzeitig geplant, angefragt und gebucht werden kann.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the communication link between the respective communication interface of the infrastructure control unit and the motor vehicle is already established at a predetermined distance to the entrance transition area to transmit a charging request of the motor vehicle to the infrastructure control unit. The communication connection between the motor vehicle and the infrastructure control unit can thus be established earlier than at the time of entry into the charging infrastructure area, ie while the motor vehicle approaches the charging infrastructure area. This makes it possible for the motor vehicle, prior to its arrival in the charging infrastructure area, to reserve a charging unit, that is to say it can send a request for charging the energy storage device of the motor vehicle to the infrastructure control unit. The transmission of such a charge request can be made, for example, by means of a corresponding application in the vehicle interior or on a mobile device of the user of the motor vehicle. The corresponding application can be displayed and controlled, for example, by means of a display device provided for this purpose in the vehicle interior. As a result, a particularly advantageous and simple planning of the charging of the energy storage of the motor vehicle with the charging method is possible, so that the extension of the range of the motor vehicle can be planned early, requested and booked.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass bei der Ausfahrt des Kraftfahrzeugs mit der ihm folgenden, den Energiespeicher des Kraftfahrzeugs aufladenden Ladeeinheit aus dem Ladeinfrastrukturbereich im Ausfahrtübergangsbereich die Kommunikationsschnittstelle des Kraftfahrzeugs eine Kommunikationsverbindung mit einer Kommunikationsschnittstelle der Ladeeinheit aufbaut und über diese Kommunikationsverbindung zumindest während des Aufladens des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs eine vorbestimmte, einer Fahrbewegung des Kraftfahrzeugs folgende Fahrbewegung der Ladeeinheit von der Fahrzeugsteuereinheit angesteuert wird. Außerhalb des Ladeinfrastrukturbereichs erfolgt das Ansteuern der Ladeeinheit also durch eine Steuereinheit des Kraftfahrzeugs, die Fahrzeugsteuereinheit. Die Ladeeinheit wird hierbei derart angesteuert, dass die Fahrbewegung der Ladeeinheit der Fahrbewegung des Kraftfahrzeugs folgt, die Ladeeinheit also dem Kraftfahrzeug folgt, wobei die Fahrbewegung der Ladeeinheit durch die Steuereinheit des Kraftfahrzeugs und somit gemäß dem Fahrverhalten des Benutzers des Kraftfahrzeug gesteuert wird. Die Kommunikationsverbindung zwischen Kraftfahrzeug und Ladeeinheit erfolgt erneut über entsprechende Kommunikationsschnittstellen des Kraftfahrzeugs und der Ladeeinheit.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that at the exit of the motor vehicle with him following, the energy storage of the motor vehicle charging charging unit from the charging infrastructure in the exit transition area, the communication interface of the motor vehicle establishes a communication connection with a communication interface of the charging unit and via this communication link at least during the charging of the energy storage of the motor vehicle, a predetermined, a driving movement of the motor vehicle following travel movement of the charging unit is controlled by the vehicle control unit. Outside the charging infrastructure area, the charging unit is thus activated by a control unit of the motor vehicle, the vehicle control unit. The charging unit is in this case controlled such that the driving movement of the charging unit follows the travel movement of the motor vehicle, the charging unit thus follows the motor vehicle, wherein the driving movement of the charging unit is controlled by the control unit of the motor vehicle and thus according to the driving behavior of the user of the motor vehicle. The communication connection between motor vehicle and charging unit is again via corresponding communication interfaces of the motor vehicle and the charging unit.

Verlässt das Kraftfahrzeug mit der ihm folgenden Ladeeinheit, die den Energiespeicher des Kraftfahrzeugs auflädt, den Ladeinfrastrukturbereich, beispielsweise indem die beiden Fahrzeuge auf einer Spur einer Schnellstraße, die an eine Ladestraße angrenzt, weiterfahren, wird über eine Funkverbindung zwischen dem Kraftfahrzeug und der Ladeeinheit mithilfe der Fahrzeugsteuereinheit die Ladeeinheit derart angesteuert, dass die Ladeeinheit der Fahrbewegung des Kraftfahrzeugs folgend beispielsweise hinter dem Kraftfahrzeug her fährt. Diese Kommunikationsverbindung ist beispielsweise eine Funkverbindung zwischen den beiden Fahrzeugen und kann bereits im Bereich des Ausfahrtübergangsbereichs des Ladeinfrastrukturbereichs aufgebaut werden. Das Kraftfahrzeug kann also außerhalb des Ladeinfrastrukturbereichs manuell, teilautonom oder vollautonom angesteuert werden und dabei der aktuellen Ansteuerung des Kraftfahrzeugs entsprechende Steuerbefehle an die Ladeeinheit übermitteln. Hierdurch wird ein für einen Benutzer des Kraftfahrzeugs besonders komfortables Ladeverfahren ermöglicht, da dieser außerhalb des Ladeinfrastrukturbereichs die Kontrolle über die Fahrbewegung des Kraftfahrzeugs und der diesem folgenden Ladeeinheit ausüben kann.When the motor vehicle with the charging unit following it, which charges the energy store of the motor vehicle, leaves the charging infrastructure area, for example by the two vehicles continuing on a lane of a freeway which adjoins a charging road, the vehicle is connected via a radio link between the motor vehicle and the charging unit Vehicle control unit, the charging unit controlled such that the charging unit following the driving movement of the motor vehicle, for example, behind the motor vehicle ago. This communication link is, for example, a radio link between the two vehicles and can already be set up in the area of the exit transition area of the charging infrastructure area. The motor vehicle can therefore be controlled manually, partially autonomously or fully autonomously outside of the charging infrastructure area and thereby transmit corresponding control commands to the charging unit to the current activation of the motor vehicle. As a result, a charging method that is particularly comfortable for a user of the motor vehicle is made possible because, outside the charging infrastructure area, it can exercise control over the travel movement of the motor vehicle and the following charging unit.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die von der Infrastruktursteuereinheit bereitgestellte Ladeeinheit innerhalb des Infrastrukturbereichs von einer der folgenden Einheitenautonom angesteuert wird: Einer Steuereinheit der Ladeeinheit, einer Infrastruktursteuereinheit oder der Fahrzeugsteuereinheit. Die Ansteuerung der Ladeeinheit im Bereich des Ladeinfrastrukturbereichs kann somit mithilfe einer eigenen Steuereinheit der Ladeeinheit erfolgen, durch die Infrastruktursteuereinheit oder von der Fahrzeugsteuereinheit übernommen werden. Das Verfahren zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs ist somit für Ladeeinheiten mit verschiedenen Ansteuerungsmethoden möglich, die entweder über eine eigene Steuereinheit verfügen oder von einer externen Steuereinheit, das heißt der Infrastruktursteuereinheit oder der Fahrzeugsteuereinheit, angesteuert werden können. Das Ladeverfahren ist daher bei der Verwendung von verschiedenen autonom fahrenden Ladeeinheiten anwendbar.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the charging unit provided by the infrastructure control unit within the infrastructure area is autonomously controlled by one of the following units: a control unit of the charging unit, an infrastructure control unit or the vehicle control unit. The control of the charging unit in the area of the charging infrastructure area can thus take place by means of a separate control unit of the charging unit, by the infrastructure control unit or by the Vehicle control unit to be adopted. The method for charging an energy store of an electrically driven motor vehicle is thus possible for charging units with different activation methods, which either have their own control unit or can be controlled by an external control unit, that is to say the infrastructure control unit or the vehicle control unit. The charging method is therefore applicable to the use of various autonomous loading units.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Aufladen der Ladeeinheit beendet wird, sobald ein Benutzer des Kraftfahrzeugs ein vorbestimmtes Betätigungselement bedient, der Energiespeicher des Kraftfahrzeugs aufgeladen ist oder das Kraftfahrzeug mit der ihm folgenden Ladeeinheit in einen weiteren Ladeinfrastrukturbereich eingefahren ist. Es sind also verschiedene Möglichkeiten vorgesehen, wie der Ladevorgang des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs zu deaktivieren ist. Zum einen kann eine Deaktivierung des Aufladens durch den Fahrer oder einen anderen Benutzers des Kraftfahrzeugs erfolgen. Hierfür wird ein entsprechender Knopf im Fahrzeuginneren oder eine entsprechende Betätigung einer Applikation, die auf einer Anzeigefläche im Fahrzeuginneren oder auf einem Mobilfunkgerät des Benutzers des Kraftfahrzeugs angezeigt wird, betätigt. Zudem kann vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug immer dann den Ladevorgang beendet, wenn der Energiespeicher des Kraftfahrzeugs voll aufgeladen ist. Alternativ dazu ist auch ein Beenden des Aufladens durch die Ladeeinheit dann möglich, wenn das Kraftfahrzeug mit der ihm folgenden Ladeeinheit erneut in einen Ladeinfrastrukturbereich einfährt.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the charging of the charging unit is terminated as soon as a user of the motor vehicle operated a predetermined actuator, the energy storage of the motor vehicle is charged or the motor vehicle is retracted with the following charging unit in another charging infrastructure. Thus, there are various ways in which the charging process of the energy storage device of the motor vehicle is to be deactivated. On the one hand, a deactivation of the charging by the driver or another user of the motor vehicle can take place. For this purpose, a corresponding button in the vehicle interior or a corresponding actuation of an application, which is displayed on a display surface in the vehicle interior or on a mobile device of the user of the motor vehicle, actuated. In addition, it can be provided that the motor vehicle always ends the charging process when the energy storage of the motor vehicle is fully charged. Alternatively, stopping charging by the charging unit is also possible when the motor vehicle, with the charging unit following it, re-enters a charging infrastructure area.

Bei diesem weiteren Ladeinfrastrukturbereich handelt es sich beispielsweise um eine zweite Ladestraße. Hierbei ist es beispielsweise möglich, dass das Kraftfahrzeug zunächst entlang seiner Fahrroute in einem ersten Ladeinfrastrukturbereich eine Ladeeinheit zum Aufladen des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs ankoppeln lässt, daraufhin weiter auf der Fahrroute mit der ihm folgenden Ladeeinheit fährt und zu einem späteren Zeitpunkt in einen zweiten Ladeinfrastrukturbereich einfährt, um dort den Ladevorgang zu beenden. Mit dem Verfahren ist somit auch ein besonders komfortables Beenden des Aufladens möglich, da mehrere Möglichkeiten zum Durchführen des Deaktivierens des Aufladens des Energiespeichers vorgesehen sind. Für das Beenden des Aufladens ist, analog zum Beginnen des Aufladens, kein Anhalten des Kraftfahrzeugs nötig.This further charging infrastructure area is, for example, a second charging road. In this case, it is possible, for example, for the motor vehicle initially to couple a charging unit for charging the energy store of the motor vehicle along its travel route in a first charging infrastructure area, then continue driving on the traveling route with the charging unit following it and entering a second charging infrastructure area at a later time. to end the charging process there. The method thus also makes a particularly convenient termination of the charging possible, since several possibilities are provided for carrying out the deactivation of the charging of the energy store. For stopping the charging, analogous to the beginning of the charging, no stopping of the motor vehicle is necessary.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Entkoppeln der Ladeeinheit erfolgt, sobald das Kraftfahrzeug mit der ihm folgenden Ladeeinheit in einen weiteren Ladeinfrastrukturbereich eingefahren ist. Das Kraftfahrzeug fährt somit mit der ihm folgenden Ladeeinheit erneut in einen Ladeinfrastrukturbereich, wie beispielsweise eine Ladestra-ße, ein. Dort erfolgt analog zum Ankopplungsprozess der Ladeeinheit ein Entkoppeln, sodass das Kraftfahrzeug den weiteren Ladeinfrastrukturbereich ohne ihm folgende Ladeeinheit wieder verlässt. Nach dem Verlassen des zweiten Ladeinfrastrukturbereichs fährt das Kraftfahrzeug also ohne angekoppelte Ladeeinheit weiter.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that a decoupling of the charging unit takes place as soon as the motor vehicle is retracted with the following charging unit in a further charging infrastructure area. The motor vehicle thus moves again with the charging unit following it into a charging infrastructure area, such as a charging street. There, analogously to the coupling process of the charging unit decoupling takes place, so that the motor vehicle leaves the other charging infrastructure area without him following charging unit again. After leaving the second charging infrastructure area, the motor vehicle thus continues without a docked charging unit.

Alternativ dazu ist es möglich, dass das Entkoppeln der Ladeeinheit nach dem Beenden des Aufladens auf einer Straße außerhalb eines Ladeinfrastrukturbereichs erfolgt. Die Ladeeinheit wird daraufhin nach dem Entkoppeln beispielsweise zum Fahrbahnrand fahren und dort zu einem späteren Zeitpunkt von einer entsprechenden Aufsammeleinheit aufgesammelt und zurück zu einem Ladeinfrastrukturbereich gefahren. Alternativ könnte die Ladeeinheit auch vollautonom beispielsweise auf den Seitenstreifen der Straße zu einem Ladeinfrastrukturbereich, der in der Nähe liegt, fahren.Alternatively, it is possible that the decoupling of the charging unit takes place after completion of the charging on a road outside a charging infrastructure area. The charging unit will then drive to the edge of the lane after decoupling, for example, and collected there at a later time by a corresponding Aufsammeleinheit and driven back to a charging infrastructure area. Alternatively, the charging unit could also be fully autonomous, for example, on the side lane of the road to a charging infrastructure area located nearby.

Im Bereich des Ladeinfrastrukturbereichs fährt die von dem Kraftfahrzeug entkoppelte Ladeeinheit autonom zu einer dafür vorgesehenen Ladestation, damit der Ladeeinheitsenergiespeicher wieder mit Energie gefüllt werden kann. Es ist somit auch ein für den Benutzer des Kraftfahrzeugs besonders komfortables, denn zeitsparsames und kein Halten benötigendes Entkoppeln der Ladeeinheit möglich.In the area of the charging infrastructure area, the charging unit decoupled from the motor vehicle travels autonomously to a charging station provided for this purpose so that the charging unit energy storage unit can be re-filled with energy. It is thus also a particularly comfortable for the user of the motor vehicle, because time-saving and no holding required decoupling of the charging unit possible.

Erfindungsgemäß ist zudem ein Ladesystem zum Aufladen eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, das mit einer Fahrzeugsteuereinheit zumindest teilautonom gesteuert werden kann, vorgesehen. Dieses Ladesystem umfasst einen von einer Infrastruktursteuereinheit verwalteten Ladeinfrastrukturbereich und zumindest eine autonom fahrende Ladeeinheit zum Aufladen des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs, wobei diese autonom fahrende Ladeeinheit zumindest einen Ladeeinheitsenergiespeicher aufweist. Das Ladesystem ist dadurch gekennzeichnet, dass die Infrastruktursteuereinheit und die zumindest eine Ladeeinheit dazu ausgelegt sind, das oben beschriebene Ladeverfahren für einen Energiespeicher eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs durchzuführen.According to the invention, a charging system for charging an energy store of an electrically driven motor vehicle, which can be controlled at least partially autonomously with a vehicle control unit, is also provided. This charging system comprises a charging infrastructure area managed by an infrastructure control unit and at least one autonomously driving charging unit for charging the energy storage of the motor vehicle, this autonomously driving charging unit having at least one charging unit energy storage. The charging system is characterized in that the infrastructure control unit and the at least one charging unit are designed to carry out the charging method described above for an energy store of an electrically driven motor vehicle.

Das erfindungsgemäße Ladesystem weist somit zumindest zwei Bestandteile auf, einen Ladeinfrastrukturbereich sowie zumindest eine Ladeeinheit, die zum autonomen Fahren ausgelegt ist. Der Ladeinfrastrukturbereich selbst wird von einer Infrastruktursteuereinheit kontrolliert, die zudem Steuerbefehle an das Kraftfahrzeug und gegebenenfalls die Ladeeinheit ausschicken kann. Die zumindest eine autonom fahrende Ladeeinheit ist dazu ausgelegt, den Energiespeicher des Kraftfahrzeugs aufzuladen, wobei sie dafür zumindest eine Energiespeichereinheit, den sogenannten Ladeeinheitsenergiespeicher, umfasst. Sowohl die Infrastruktursteuereinheit als auch die zumindest eine Ladeeinheit sind dazu ausgelegt, das oben beschriebene ladeverfahren durchzuführen.The charging system according to the invention thus has at least two components, a charging infrastructure area and at least one charging unit, which is designed for autonomous driving. The charging infrastructure area itself is controlled by an infrastructure control unit, which can also send out control commands to the motor vehicle and possibly the charging unit. The at least one autonomously driving charging unit is designed to charge the energy store of the motor vehicle, for which purpose it has at least one energy storage unit, the so-called charging unit energy storage. Both the infrastructure control unit and the at least one loading unit are designed to carry out the loading method described above.

Bei dem zumindest einen Ladeeinheitsenergiespeicher der Ladeeinheit handelt es sich entweder um eine Energiespeichereinheit, mit der sowohl die autonom fahrende Ladeeinheit mit Energie versorgt wird als auch Energie zum Aufladen des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs entnommen werden kann. Alternativ dazu kann die Ladeeinheit auch beispielsweise zwei oder mehrere Ladeeinheitsenergiespeicher aufweisen, wobei einer dieser Ladeeinheitsenergiespeicher zum Betreiben der Ladeeinheit selbst ausgelegt ist, wobei der zumindest eine weitere Ladeeinheitsenergiespeicher zum Aufladen des Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs verwendet werden kann. In der Ladeeinheit können somit getrennte Ladeeinheitsenergiespeicher für die eigene Versorgung und für das Aufladen von Energiespeichern von Kraftfahrzeugen vorliegen. Mit diesem Ladesystem ist somit besonders vorteilhaft möglich, dass ein Kraftfahrzeug während dessen Fahrt von einer autonom fahrenden Ladeeinheit mit elektrischer Energie versorgt wird, wodurch die Reichweite des Kraftfahrzeugs erhöht werden kann.The at least one charging unit energy storage of the charging unit is either an energy storage unit, with which both the autonomously driving charging unit is supplied with energy and energy for charging the energy storage of the motor vehicle can be removed. Alternatively, the charging unit may also have, for example, two or more charging unit energy storage devices, one of these charging unit energy storage devices being designed to operate the charging unit itself, wherein the at least one further charging unit energy storage device can be used for charging the energy storage device of a motor vehicle. In the loading unit can thus be separate charging unit energy storage for their own supply and for charging energy storage of motor vehicles. With this charging system is thus possible particularly advantageous that a motor vehicle is powered while driving by an autonomously driving charging unit with electrical energy, whereby the range of the motor vehicle can be increased.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Ladesystems ist es vorgesehen, dass das Ladesystem eine Serviceeinrichtung zum Durchführen vorbestimmter Serviceleistungen am Kraftfahrzeug umfasst und die Infrastruktursteuereinheit dazu ausgelegt ist, das Kraftfahrzeug derart anzusteuern, dass die vorbestimmten Serviceleistungen am Kraftfahrzeug von der Serviceeinrichtung durchgeführt werden können. Das Ladesystem kann somit zusätzlich eine Einrichtung zur Inspektion, Wartung und/oder Reparatur des Kraftfahrzeugs aufweisen. In dieser sogenannten Serviceeinrichtung können daher bestimmte Inspektionen, Wartungs- und/oder Reparaturleistungen erfolgen, die als Serviceleistungen bezeichnet werden. Die Infrastruktursteuereinheit kann nun innerhalb des Ladeinfrastrukturbereichs das Kraftfahrzeug derart zumindest teilautonom ansteuern, dass die Serviceeinrichtung diese Serviceleistungen am Kraftfahrzeug leisten kann. Das Kraftfahrzeug kann also innerhalb der Serviceeinrichtung inspiziert, gewartet und/oder repariert werden. Bei der Serviceeinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Waschstraße oder eine Werkstatt handeln. Im Falle der Waschstraße wird das Kraftfahrzeug nach der Einfahrt in den Ladeinfrastrukturbereich zumindest teilautonom zur Waschstraße gefahren, dort das Kraftfahrzeug gewaschen und daraufhin zum Ankoppeln der Ladeeinheit weiter durch den Ladeinfrastrukturbereich gesteuert.In a further advantageous embodiment of the charging system, it is provided that the charging system comprises a service device for performing predetermined services on the motor vehicle and the infrastructure control unit is adapted to control the motor vehicle such that the predetermined services on the motor vehicle can be performed by the service facility. The charging system can thus additionally have a device for inspection, maintenance and / or repair of the motor vehicle. In this so-called service facility, therefore, certain inspections, maintenance and / or repair services can be carried out, which are referred to as services. The infrastructure control unit can now control the motor vehicle at least partially autonomously within the charging infrastructure area such that the service facility can provide these services on the motor vehicle. The motor vehicle can thus be inspected, maintained and / or repaired within the service facility. The service facility may be, for example, a car wash or a workshop. In the case of the car wash, after entering the charging infrastructure, the motor vehicle is driven at least partially autonomously to the car wash, where the motor vehicle is washed and then further controlled by the charging infrastructure for coupling the charging unit.

Alternativ dazu ist es möglich, dass zum Durchführen der Serviceleistungen der Benutzer und/oder weitere Insassen des Kraftfahrzeugs das Kraftfahrzeug verlassen. Hierfür sieht das Ladesystem innerhalb des Ladeinfrastrukturbereichs einen Ausstiegsort vor, sodass die Serviceleistungen des Kraftfahrzeugs ohne Beisein der Benutzer des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden können. Das Ladesystem ermöglicht somit einen umfassenden Service für das Kraftfahrzeug, da in dem Ladesystem nicht nur das Beginnen und Beenden des Aufladens des Energiespeichers des vorgesehen ist, sondern auch weitere Serviceleistungen, wie Inspektion, Wartung oder Reparaturen erfolgen können.Alternatively, it is possible that to perform the services of the user and / or other occupants of the motor vehicle leave the motor vehicle. For this purpose, the charging system provides an exit point within the charging infrastructure area, so that the services of the motor vehicle can be carried out without the presence of the users of the motor vehicle. The charging system thus enables a comprehensive service for the motor vehicle, since not only the beginning and ending of the charging of the energy storage is provided in the charging system, but also other services, such as inspection, maintenance or repairs can be done.

In einer weiteren vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ladesystems ist es vorgesehen, dass die Ladeeinheit dazu ausgelegt ist, mittels eines vorbestimmten Kopplungsmechanismus basierend auf der Auswertung von vorbestimmten Sensordaten von Sensoren der Ladeeinheit an das Kraftfahrzeug derart anzukoppeln, dass eine Energieübertragung von dem zumindest einen Energiespeicher der Ladeeinheit zu dem Energiespeicher des Kraftfahrzeugs möglich ist und eine Fahrbewegung des Kraftfahrzeugs von der angekoppelten Ladeeinheit unbeeinflusst ist. Zum Ankoppeln der Ladeeinheit an das Kraftfahrzeug ist somit ein vorbestimmter Mechanismus vorgesehen, zu dessen Durchführung die Ladeeinheit ausgelegt ist. Die Ankopplung selbst erfolgt hierbei mithilfe von Sensordaten von Sensoren der Ladeeinheit. Die Ladeeinheit ist somit dazu ausgelegt, sensorgesteuert entweder mechanisch beispielsweise mithilfe von dafür ausgelegten Roboterarmen eine Ankopplung per Kabelanschluss an das Kraftfahrzeug durchzuführen oder berührungslos dem Kraftfahrzeug zu folgen, wobei induktiv der Energiespeicher des Kraftfahrzeugs aufgeladen werden kann. Durch die berührungslose oder mechanische Kopplung zwischen der Ladeeinheit und dem Kraftfahrzeug ist der Transport von Energie zwischen dem zumindest einen Ladeeinheitsenergiespeicher und dem Energiespeicher des Kraftfahrzeugs möglich. Zudem folgt die Ladeeinheit, ebenfalls basierend auf den Sensordaten der Sensoren der Ladeeinheit, der Fahrbewegung des Kraftfahrzeugs, wobei dies keinen Anhängerbetrieb darstellt, das heißt die Fahrbewegung des Kraftfahrzeugs wird nicht von der angekoppelten Ladeeinheit beeinflusst. Es findet also keine Belastung des Kraftfahrzeugs durch die autonom fahrende und dem Kraftfahrzeug folgende Ladeeinheit statt.In a further advantageous embodiment of the charging system according to the invention, it is provided that the charging unit is adapted to couple by means of a predetermined coupling mechanism based on the evaluation of predetermined sensor data from sensors of the charging unit to the motor vehicle such that an energy transfer from the at least one energy storage of the charging unit to the energy storage of the motor vehicle is possible and a driving movement of the motor vehicle is unaffected by the coupled charging unit. For coupling the loading unit to the motor vehicle, a predetermined mechanism is thus provided, for the implementation of which the loading unit is designed. The coupling itself is done using sensor data from sensors of the charging unit. The charging unit is thus designed to perform sensor-controlled either mechanically, for example by means of designed robotic arms, a coupling by cable connection to the motor vehicle or contactless to follow the motor vehicle, which can be charged inductively, the energy storage of the motor vehicle. The non-contact or mechanical coupling between the charging unit and the motor vehicle, the transport of energy between the at least one charging unit energy storage and the energy storage of the motor vehicle is possible. In addition, the charging unit, likewise based on the sensor data of the sensors of the charging unit, follows the travel movement of the motor vehicle, this not being a trailer operation, that is to say the travel movement of the motor vehicle is not influenced by the coupled charging unit. So there is no load of the motor vehicle by the autonomously driving and the motor vehicle following charging unit.

Die Abstandsbestimmung und letztendlich Ankopplung der Ladeeinheit an das Kraftfahrzeug wird basierend auf Sensordaten von Sensoren der Ladeeinheit durchgeführt, wobei es sich bei diesen Sensoren beispielsweise um Abstandsmesser oder Kameras handelt. Die Ladeeinheit kann zudem auch als Transporteinheit ausgelegt sein, das heißt die Ladeeinheit verfügt über eine Transportfläche oder einen Transportraum. Dadurch kann die Ladeeinheit als Anhänger zum Transportieren von beispielsweise Gegenständen oder Flüssigkeiten ausgebildet sein. Das Ladesystem kann somit beispielsweise mit einem Möbelhaus kombiniert betrieben werden, sodass die an das Kraftfahrzeug angekoppelte Ladeeinheit zusätzlich mit beispielsweise einer Bestellung des Benutzers des Kraftfahrzeugs beladen an das Kraftfahrzeug ankoppeln kann.The distance determination and, finally, coupling of the charging unit to the motor vehicle is carried out based on sensor data from sensors of the charging unit, these sensors being, for example, distance meters or cameras. The loading unit can also be designed as a transport unit, that is the Loading unit has a transport area or a transport room. As a result, the loading unit can be designed as a trailer for transporting, for example, objects or liquids. The charging system can thus be operated in combination with a furniture store, for example, so that the charging unit coupled to the motor vehicle can additionally be coupled with, for example, an order from the user of the motor vehicle to the motor vehicle.

Erfindungsgemäß ist außerdem ein Kraftfahrzeug vorgesehen, das mit elektrischer Energie aus einem fahrzeugeigenen Energiespeicher betreibbar ist und eine Fahrzeugsteuereinheit umfasst, die dazu ausgelegt ist, das Kraftfahrzeug zumindest teilautonom zu steuern. Dieses Kraftfahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug dazu ausgelegt ist, zum Aufladen des fahrzeugeigenen Energiespeichers mit einem Ladesystem, wie es oben beschrieben wurde, zusammenzuwirken. Das Kraftfahrzeug kann außerdem eigene Sensoren umfassen, wie beispielsweise Kameras im Heckbereich oder Distanzsensoren, deren Sensordaten beim Ankoppeln und Entkoppeln sowie während des Folgens der Ladeeinheit des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden können.According to the invention, a motor vehicle is also provided which is operable with electrical energy from an on-board energy storage device and comprises a vehicle control unit which is designed to control the motor vehicle at least partially autonomously. This motor vehicle is characterized in that the motor vehicle is designed to interact with a charging system, as described above, for charging the vehicle's own energy storage. The motor vehicle may also include its own sensors, such as cameras in the rear area or distance sensors whose sensor data can be taken into account when coupling and decoupling and during the consequences of the charging unit of the motor vehicle.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der beschriebenen Ausführungsformen.The invention also includes the combinations of the described embodiments.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes developments of the method according to the invention, which have features as they have already been described in connection with the developments of the motor vehicle according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the method according to the invention are not described again here.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Ladeinfrastrukturbereichs zum Aufladen eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs,
  • 2 eine schematische Darstellung eines Ladeinfrastrukturbereichs zum Aufladen eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs mit einer Ladeeinheit mit einer eigenen Steuereinheit, und
  • 3 eine schematische Darstellung eines Ladeinfrastrukturbereichs zum Aufladen eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs mit einer Serviceeinrichtung.
In the following, embodiments of the invention are described. This shows:
  • 1 a schematic representation of a charging infrastructure area for charging an energy storage of a motor vehicle,
  • 2 a schematic representation of a charging infrastructure area for charging an energy storage of a motor vehicle with a charging unit with its own control unit, and
  • 3 a schematic representation of a charging infrastructure area for charging an energy storage of a motor vehicle with a service facility.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention, which are to be considered independently of one another, which each further develop the invention independently of one another and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Bezugszeichen von Komponenten eines Kraftfahrzeugs 1 sowie einer Ladeeinheit 11 sind in den Figuren jeweils nur für ein Kraftfahrzeug 1 beziehungsweise eine Ladeeinheit 11 eingezeichnet, jedoch auf alle Kraftfahrzeuge 1 beziehungsweise Ladeeinheiten 11 übertragbar.In the figures, functionally identical elements are each provided with the same reference numerals. The reference numerals of components of a motor vehicle 1 as well as a loading unit 11 are in the figures only for a motor vehicle 1 or a charging unit 11 marked, but on all motor vehicles 1 or loading units 11 transferable.

In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 skizziert, das von einer Fahrbahn 2 einer Straße 3 kommend in einen Ladeinfrastrukturbereich 4 eingefahren ist, bei dem es sich um eine Ladestraße handelt. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst einen Energiespeicher 5, einen Elektromotor 6, der mit Energie aus dem Energiespeicher 5 versorgt wird, eine Fahrzeugsteuereinheit 7 sowie eine Kommunikationsschnittstelle 8. Des Weiteren verfügt das Kraftfahrzeug 1 über Sensoren 17, wie beispielsweise Außenkameras oder Abstandssensoren.In 1 is a motor vehicle 1 outlined by a roadway 2 a street 3 coming into a charging infrastructure area 4 is retracted, which is a loading road. The car 1 includes an energy store 5 , an electric motor 6 that uses energy from the energy store 5 is supplied, a vehicle control unit 7 as well as a communication interface 8th , Furthermore, the motor vehicle has 1 via sensors 17 such as outdoor cameras or distance sensors.

Sobald sich das Kraftfahrzeug 1 in einem Einfahrtübergangsbereich 14 des Ladeinfrastrukturbereichs 4 befindet, wird eine Kommunikationsverbindung 10 zwischen der Kommunikationsschnittstelle 8 des Kraftfahrzeugs 1 und der Kommunikationsschnittstelle 8 einer Infrastruktursteuereinheit 9 aufgebaut. Über diese Kommunikationsverbindung 10 übernimmt die Infrastruktursteuereinheit 9 zumindest teilautonom die Ansteuerung des Kraftfahrzeugs 1. Im Rahmen dieses zumindest teilautonomen Ansteuerns werden entweder einem Benutzer des Kraftfahrzeugs 1 Vorgaben zur Geschwindigkeit und Steuerung vorgegeben, sodass dieser beispielsweise mithilfe eines Tempomaten manuell durch den Ladeinfrastrukturbereich 4 fährt. Alternativ dazu kann das Kraftfahrzeug 1 auch vollautonom von der Infrastruktursteuereinheit 9 durch den Ladeinfrastrukturbereich 4 gesteuert werden.As soon as the motor vehicle 1 in a driveway transition area 14 of the charging infrastructure area 4 is, becomes a communication connection 10 between the communication interface 8th of the motor vehicle 1 and the communication interface 8th an infrastructure control unit 9 built up. About this communication connection 10 takes over the infrastructure control unit 9 at least teilautonom the control of the motor vehicle 1 , In the context of this at least partially autonomous control either a user of the motor vehicle 1 Defined speed and control, so this example, using a cruise control manually through the charging infrastructure area 4 moves. Alternatively, the motor vehicle 1 also fully autonomous from the Infrastructure Control Unit 9 through the charging infrastructure area 4 to be controlled.

Die Kommunikationsverbindung 10 zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und der Infrastruktursteuereinheit 9 kann auch bereits vor der Einfahrt des Kraftfahrzeugs 1 in den Einfahrtübergangsbereich 14 des Ladeinfrastrukturbereichs 4 erfolgen. Dadurch wird es möglich, dass das Kraftfahrzeug 1 bereits vor der Einfahrt in den Ladeinfrastrukturbereich 4 eine Ladeeinheit 11 zum Aufladen des Energiespeichers 5 des Kraftfahrzeugs 1 anfordern, reservieren und buchen kann und das gewünschte Aufladen somit planen kann. Die hierbei erfolgende Kommunikation des Benutzers des Kraftfahrzeugs 1 mit der Infrastruktursteuereinheit 9 kann beispielsweise mithilfe einer Betätigung einer dafür ausgelegten Applikation über eine Anzeigefläche im Fahrzeuginneren oder ein Mobilfunkgerät des Benutzers erfolgen.The communication connection 10 between the motor vehicle 1 and the infrastructure control unit 9 can also already before the entrance of the motor vehicle 1 into the driveway area 14 of the charging infrastructure area 4 respectively. This makes it possible for the motor vehicle 1 even before entering the charging infrastructure area 4 a loading unit 11 to charge the energy storage 5 of the motor vehicle 1 request, reserve and book and can thus plan the desired charge. The case of communication of the User of the motor vehicle 1 with the infrastructure control unit 9 can be done for example by means of an operation of a dedicated application via a display area in the vehicle interior or a mobile device of the user.

Die Infrastruktursteuereinheit 9 stellt nach der Einfahrt des Kraftfahrzeugs 1 in den Ladeinfrastrukturbereich 4 eine Ladeeinheit 11 zum Aufladen des Energiespeichers 5 des Kraftfahrzeugs 1 bereit. Diese Ladeeinheit 11 umfasst eine Kommunikationsschnittstelle 8, eine Steuereinheit 12, einen Ladeeinheitsenergiespeicher 20 sowie Sensoren 17. Bei den Sensoren 17 der Ladeeinheit 11 handelt es sich beispielsweise um Abstandsmesser oder Kamerasysteme mit jeweils dazugehörigen Auswerteeinheiten, die beispielsweise zum Ermitteln einer Verortung der Ladeeinheit 11 relativ zum Kraftfahrzeug 1 ausgelegt sind. Zur Energieversorgung des Ladeeinheitsenergiespeichers 20 der einzelnen Ladeeinheiten 11 des Ladeinfrastrukturbereichs 4 ist zudem eine Ladestation 13 innerhalb des Ladeinfrastrukturbereichs 4 vorhanden. Alternativ kann die Ladeeinheit 11 auch mehrere Ladeeinheitsenergiespeicher 20 aufweisen, beispielsweise einen Ladeeinheitsenergiespeicher 20 für die Energieversorgung der Ladeeinheit 11 selbst und zumindest einen weiteren, davon getrennten Ladeeinheitsenergiespeicher 20 zur Energieversorgung des Kraftfahrzeugs 1.The infrastructure control unit 9 adjusts to the entrance of the motor vehicle 1 into the charging infrastructure area 4 a loading unit 11 to charge the energy storage 5 of the motor vehicle 1 ready. This loading unit 11 includes a communication interface 8th , a control unit 12 , a charging unit energy storage 20 as well as sensors 17 , With the sensors 17 the loading unit 11 For example, these are distance meters or camera systems, each with associated evaluation units, for example, to determine a location of the charging unit 11 relative to the motor vehicle 1 are designed. To power the charging unit energy storage 20 the individual loading units 11 of the charging infrastructure area 4 is also a charging station 13 within the charging infrastructure area 4 available. Alternatively, the charging unit 11 also several charging unit energy storage 20 have, for example, a charging unit energy storage 20 for the power supply of the charging unit 11 itself and at least one other, separate charging unit energy storage 20 for supplying energy to the motor vehicle 1 ,

Die bereitgestellte Ladeeinheit 11 nähert sich nun dem Kraftfahrzeug 1 und koppelt in einem vorbestimmten Ankopplungsbereich 15 an das Kraftfahrzeug 1 an. Dieses Ankoppeln erfolgt basierend auf Sensordaten der Sensoren 17 der Ladeeinheit 11 und kann zusätzlich durch Sensordaten der Sensoren 17 des Kraftfahrzeugs 1 unterstützt werden. Die Ladeeinheit 11 wird hierbei von der Infrastruktursteuereinheit 9, analog wie das Kraftfahrzeug 1, unter Berücksichtigung der genannten Sensordaten angesteuert. Die Ankopplung selbst kann mechanisch erfolgen, das heißt durch eine Stromkabelverbindung zwischen der Ladeeinheit 11 und dem Kraftfahrzeug 1. Hierbei kann beispielsweise mithilfe von Roboterarmen der Kabelanschluss zwischen den beiden Fahrzeugen erfolgen. Alternativ ist auch ein berührungsloses Ankoppeln an das Kraftfahrzeug 1 möglich. Die Stromübertragung zwischen dem Ladeeinheitsenergiespeicher 20 und dem Energiespeicher 5 des Kraftfahrzeugs 1 erfolgt dann berührungslos, das heißt induktiv.The provided loading unit 11 now approaches the motor vehicle 1 and couples in a predetermined docking area 15 to the motor vehicle 1 at. This coupling is based on sensor data of the sensors 17 the loading unit 11 and can additionally by sensor data of the sensors 17 of the motor vehicle 1 get supported. The loading unit 11 is used by the infrastructure control unit 9 , analogous to the motor vehicle 1 , controlled in consideration of the sensor data mentioned. The coupling itself can be done mechanically, that is by a power cable connection between the charging unit 11 and the motor vehicle 1 , Here, for example, using robotic arms, the cable connection between the two vehicles. Alternatively, a contactless coupling to the motor vehicle 1 possible. The power transmission between the charging unit energy storage 20 and the energy storage 5 of the motor vehicle 1 is then contactless, that is inductive.

Nachdem die Ladeeinheit 11 an das Kraftfahrzeug 1 angekoppelt wurde, kann die Energieübertragung von dem Ladeeinheitsenergiespeicher 20 zum Energiespeicher 5 des Kraftfahrzeugs 1 beginnen. Die Ansteuerung der Ladeeinheit 11 und des Kraftfahrzeugs 1 durch die Infrastruktursteuereinheit 9 endet jedoch in einem Ausfahrtübergangsbereich 16 des Ladeinfrastrukturbereichs 4. In diesem Ausfahrtübergangsbereich 16 wird die Kommunikationsverbindung 10 zwischen den Kommunikationsschnittstellen 8 des Kraftfahrzeugs 1 beziehungsweise der Ladeeinheit 11 und der Infrastruktursteuereinheit 9 beendet. Am Ende des Ausfahrtübergangsbereichs 16 fährt das Kraftfahrzeug 1 mit der ihm folgenden Ladeeinheit 11 wieder auf die Fahrbahn 2 der Straße 3.After the loading unit 11 to the motor vehicle 1 coupled, the energy transfer from the charging unit energy storage 20 to the energy storage 5 of the motor vehicle 1 kick off. The control of the charging unit 11 and the motor vehicle 1 through the infrastructure control unit 9 ends, however, in an exit transition area 16 of the charging infrastructure area 4 , In this exit transition area 16 becomes the communication connection 10 between the communication interfaces 8th of the motor vehicle 1 or the charging unit 11 and the infrastructure control unit 9 completed. At the end of the exit crossing area 16 drives the motor vehicle 1 with the following charging unit 11 back on the road 2 the street 3 ,

Die Ansteuerung der Ladeeinheit 11 erfolgt nach dem Ausfahren aus dem Ausfahrtübergangsbereich 16 über eine Kommunikationsverbindung 10 zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und der Ladeeinheit 11. Die Ansteuerungsbefehle für die Ladeeinheit 11 werden somit von der Fahrzeugsteuereinheit 7 erzeugt und an die Ladeeinheit 11 übermittelt. Für diese Ansteuerung werden weiterhin die Sensordaten der Sensoren 17 der Ladeeinheit 11 und des Kraftfahrzeugs 1 hinzugezogen.The control of the charging unit 11 takes place after the exit from the exit transition area 16 via a communication connection 10 between the motor vehicle 1 and the loading unit 11 , The drive commands for the charging unit 11 are thus from the vehicle control unit 7 generated and to the loading unit 11 transmitted. For this control continue to be the sensor data of the sensors 17 the loading unit 11 and the motor vehicle 1 consulted.

In 2 ist ebenfalls ein Ladeinfrastrukturbereich 4 in Form einer Ladestraße dargestellt. Die von der Infrastruktursteuereinheit 9 bereitgestellte Ladeeinheit 11 wird hier jedoch nicht von der Infrastruktursteuereinheit 9 gesteuert, sondern von der Fahrzeugsteuereinheit 7. Die Ladeeinheit 11 wird somit bereits während der Ankopplung im Ankopplungsbereich 15 basierend auf den Sensordaten der Sensoren 17 des Kraftfahrzeugs 1 und der Ladeeinheit 11 vom Kraftfahrzeug 1 angesteuert.In 2 is also a charging infrastructure area 4 represented in the form of a loading road. The from the Infrastructure Control Unit 9 provided loading unit 11 but here is not from the Infrastructure Control Unit 9 controlled but by the vehicle control unit 7 , The loading unit 11 is thus already during the coupling in the coupling area 15 based on the sensor data of the sensors 17 of the motor vehicle 1 and the loading unit 11 from the motor vehicle 1 driven.

Alternativ dazu ist es möglich, dass das Ansteuern der Ladeeinheit 11 über die Steuereinheit 12 der Ladeeinheit 11 erfolgt. Sobald das Kraftfahrzeug 1 mit der ihm folgenden Ladeeinheit 11 jedoch den Ladeinfrastrukturbereich 4 verlässt, übernimmt die Fahrzeugsteuereinheit 7 die Ansteuerung der Ladeeinheit 11.Alternatively, it is possible that the driving of the charging unit 11 via the control unit 12 the loading unit 11 he follows. Once the motor vehicle 1 with the following charging unit 11 however, the charging infrastructure area 4 leaves, takes over the vehicle control unit 7 the control of the charging unit 11 ,

In 3 weist das Ladesystem, das bisher aus dem Ladeinfrastrukturbereich 4 mit der Infrastruktursteuereinheit 9 sowie der zumindest einen Ladeeinheit 11 und der Ladestation 13 besteht, zusätzlich eine Serviceeinrichtung 18 auf. Bei dieser Serviceeinrichtung 18 handelt es sich um eine Waschanlage, die über eine Serviceeinrichtungssteuereinheit 19 angesteuert wird. Das Kraftfahrzeug 1 wird nach dem Aufbau der Kommunikationsverbindung 10 mit der Infrastruktursteuereinheit 9 im Einfahrtübergangsbereich 14 derart von der Infrastruktursteuereinheit 9 angesteuert, dass es zunächst durch die Serviceeinrichtung 18, das heißt die Waschanlage, fährt. Hierfür ist zusätzlich eine Kommunikationsverbindung 10 zwischen der Serviceeinrichtung 18, die ebenfalls über eine Kommunikationsschnittstelle 8 verfügt, und der Infrastruktursteuereinheit 9 vorgesehen, über die die Serviceleistung, die von der Serviceeinrichtung 18 angefordert wird, übermittelt wird. Nachdem das Kraftfahrzeug 1 durch die Serviceeinrichtung 18 gefahren ist, wird es von der Infrastruktursteuereinheit 9 in den Ankopplungsbereich 15 geleitet, dort findet das Ankoppeln der Ladeeinheit 11 statt und nach Ausfahrt durch den Ausfahrtübergangsbereich 16 zurück auf die Fahrbahn 2 wird das Kraftfahrzeug 1 von der Ladeeinheit 11, das heißt dem Ladeeinheitsenergiespeicher 20, mit elektrischer Energie versorgt. Bei der Serviceeinrichtung 18, die Teil des Ladesystems und somit des Ladeinfrastrukturbereichs 4 ist, kann es sich auch um eine Werkstatt oder eine sonstige Einrichtung zur Inspektion, Wartung und/oder Reparatur des Kraftfahrzeugs 1 handeln.In 3 indicates the charging system, so far from the charging infrastructure area 4 with the infrastructure control unit 9 as well as the at least one charging unit 11 and the charging station 13 There is also a service facility 18 on. At this service facility 18 It is a car wash that has a service facility control unit 19 is controlled. The car 1 will after the establishment of the communication connection 10 with the infrastructure control unit 9 in the entrance crossing area 14 such from the infrastructure control unit 9 Initially, it is driven by the service facility 18 , that is the car wash, drives. This is additionally a communication link 10 between the service facility 18 , which also has a communication interface 8th and the infrastructure control unit 9 provided by the service provided by the service facility 18 is requested, is transmitted. After the motor vehicle 1 through the service facility 18 it is driven by the Infrastructure control unit 9 in the docking area 15 passed, there is the coupling of the charging unit 11 instead of and after exit through the exit crossing area 16 back to the road 2 becomes the motor vehicle 1 from the loading unit 11 that is the charging unit energy storage 20 , supplied with electrical energy. At the service facility 18 , which are part of the charging system and thus of the charging infrastructure area 4 is, it may also be a workshop or other device for inspection, maintenance and / or repair of the motor vehicle 1 act.

Zum Entkoppeln der Ladeeinheit 11 kann das Kraftfahrzeug 1 mit der ihm folgenden Ladeeinheit 11 erneut in einen Ladeinfrastrukturbereich 4 einfahren. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass die Ladeeinheit 11 außerhalb eines Ladeinfrastrukturbereichs 4 auf der Fahrbahn 2 entkoppelt und am Straßenrand autonom anhält. Die dort parkende Ladeeinheit 11 kann daraufhin von dafür vorgesehenen Einsammelfahrzeugen aufgesammelt und zurück zur Ladestation 13 in einem Ladeinfrastrukturbereich 4 gebracht werden.For decoupling the loading unit 11 can the motor vehicle 1 with the following charging unit 11 again in a charging infrastructure area 4 retract. Alternatively, it is also possible that the loading unit 11 outside a charging infrastructure area 4 on the roadway 2 decoupled and stops autonomously on the roadside. The parking unit parked there 11 can then be collected by designated collection vehicles and back to the charging station 13 in a charging infrastructure area 4 to be brought.

Das Aufladen des Energiespeichers 5 des Kraftfahrzeugs 1 über die Ladeeinheit 11 erfolgt so lange, bis der Benutzer des Kraftfahrzeugs 1 ein Deaktivieren des Aufladens wünscht, beispielsweise durch Betätigung eines entsprechenden Betätigungselements im Fahrzeuginneren, bis der Energiespeicher 5 des Kraftfahrzeugs 1 aufgeladen ist oder bis das Kraftfahrzeug 1 mit der ihm folgenden Ladeeinheit 11 in einen weiteren Ladeinfrastrukturbereich 4 eingefahren ist.Charging the energy storage 5 of the motor vehicle 1 over the loading unit 11 takes place until the user of the motor vehicle 1 deactivating the charging desires, for example by actuation of a corresponding actuating element in the vehicle interior, to the energy storage 5 of the motor vehicle 1 is charged or until the motor vehicle 1 with the following charging unit 11 into another charging infrastructure area 4 retracted.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie mit einem Ladesystem umfassend einen Ladeinfrastrukturbereich 4 sowie zumindest eine Ladeeinheit 11 der Energiespeicher 5 eines Kraftfahrzeugs 1 während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs 1 durch eine ihm berührungslos folgende Ladeeinheit 11 aufgeladen werden kann. Mithilfe der Infrastruktursteuereinheit 9 des Ladeinfrastrukturbereichs 4 erfolgt hierbei ein zumindest teilautonomes Ansteuern des Kraftfahrzeugs 1 innerhalb des Ladeinfrastrukturbereichs 4, wobei nach Verlassen des Ladeinfrastrukturbereichs 4 das Kraftfahrzeug 1 mit der ihm folgenden Ladeeinheit 11 von dem Benutzer des Kraftfahrzeugs 1 angesteuert weiterfährt.Overall, the examples show how with a charging system comprising a charging infrastructure area 4 and at least one loading unit 11 the energy store 5 of a motor vehicle 1 during a journey of the motor vehicle 1 by a non-contact following charging unit 11 can be charged. Using the Infrastructure Control Unit 9 of the charging infrastructure area 4 This is done at least teilautonomes driving the motor vehicle 1 within the charging infrastructure area 4 , after leaving the charging infrastructure area 4 the car 1 with the following charging unit 11 from the user of the motor vehicle 1 driven continues.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102015205811 A1 [0003]DE 102015205811 A1 [0003]
  • DE 102012214750 A1 [0004]DE 102012214750 A1 [0004]

Claims (11)

Ladeverfahren für einen Energiespeicher (5) eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (1), das mit einer Fahrzeugsteuereinheit (7) zumindest teilautonom gesteuert werden kann, umfassend die folgenden Schritte: - Einfahren des Kraftfahrzeugs (1) in einen vorbestimmten von einer Infrastruktursteuereinheit (9) verwalteten Ladeinfrastrukturbereich (4), - Zumindest teilautonomes Ansteuern des Kraftfahrzeugs (1) durch die Infrastruktursteuereinheit (9) innerhalb des Ladeinfrastrukturbereichs (4), - Bereitstellen einer autonom fahrenden Ladeeinheit (11) zum Aufladen des Energiespeichers (5) des Kraftfahrzeugs (1) durch die Infrastruktursteuereinheit (9), - Ankoppeln der bereitgestellten autonom fahrenden Ladeeinheit (11) an das Kraftfahrzeug (1), - Aufladen des Energiespeichers (5) des Kraftfahrzeugs (1) durch die angekoppelte und dem Kraftfahrzeug (1) folgende Ladeeinheit (11), - Beenden des zumindest teilautonomen Ansteuerns des Kraftfahrzeugs (1) durch die Infrastruktursteuereinheit (9) bei einer Ausfahrt des Kraftfahrzeugs (1) mit der ihm folgenden, den Energiespeicher (5) des Kraftfahrzeugs (1) aufladenden Ladeeinheit (11) aus dem Ladeinfrastrukturbereich (4).A charging method for an energy store (5) of an electrically driven motor vehicle (1), which can be controlled at least partially autonomously with a vehicle control unit (7), comprising the following steps: Retracting the motor vehicle (1) into a predetermined charging infrastructure area (4) managed by an infrastructure control unit (9), At least partially autonomous activation of the motor vehicle (1) by the infrastructure control unit (9) within the charging infrastructure area (4), Providing an autonomously driving charging unit (11) for charging the energy store (5) of the motor vehicle (1) by the infrastructure control unit (9), Coupling the provided autonomously driving charging unit (11) to the motor vehicle (1), - Charging the energy store (5) of the motor vehicle (1) by the docked and the motor vehicle (1) following the loading unit (11), Terminating the at least partially autonomous activation of the motor vehicle (1) by the infrastructure control unit (9) during an exit of the motor vehicle (1) with the charging unit (11) charging it, the energy store (5) of the motor vehicle (1) from the charging infrastructure area (4 ). Ladeverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass spätestens bei der Einfahrt des Kraftfahrzeugs (1) in den Ladeinfrastrukturbereich (4) in einem Einfahrtübergangsbereich (14) zwischen einer Fahrbahn (2) und dem Ladeinfrastrukturbereich (4) die Infrastruktursteuereinheit (9) über eine Kommunikationsschnittstelle (8) der Infrastruktursteuereinheit (9) eine Kommunikationsverbindung (10) mit einer Kommunikationsschnittstelle (8)des Kraftfahrzeugs (1) aufbaut, über die das Kraftfahrzeug (1) innerhalb des Ladeinfrastrukturbereichs (4) zumindest teilautonom von der Infrastruktursteuereinheit (9) angesteuert wird, und diese Kommunikationsverbindung (10) bei der Ausfahrt des Kraftfahrzeugs (1) aus dem Ladeinfrastrukturbereich (4) in einem Ausfahrtübergangsbereich (16) von dem Ladeinfrastrukturbereich (4) zu einer Fahrbahn (2) beendet wird.Charging method after Claim 1 , characterized in that at the latest when the motor vehicle (1) enters the charging infrastructure area (4) in an entry transition area (14) between a carriageway (2) and the charging infrastructure area (4), the infrastructure control unit (9) via a communication interface (8) Infrastructure control unit (9) establishes a communication link (10) with a communication interface (8) of the motor vehicle (1) via which the motor vehicle (1) within the charging infrastructure area (4) is at least partially autonomously controlled by the infrastructure control unit (9), and this communication link ( 10) is terminated at the exit of the motor vehicle (1) from the charging infrastructure area (4) in an exit transition area (16) from the charging infrastructure area (4) to a carriageway (2). Ladeverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsverbindung (10) zwischen der jeweiligen Kommunikationsschnittstelle (8) der Infrastruktursteuereinheit (9) und des Kraftfahrzeugs (1) bereits in einer vorbestimmten Entfernung zum Einfahrtübergangsbereich (14) aufgebaut wird, um eine Ladeanfrage des Kraftfahrzeugs (1) an die Infrastruktursteuereinheit (9) zu übermitteln.Charging method after Claim 2 , characterized in that the communication link (10) between the respective communication interface (8) of the infrastructure control unit (9) and the motor vehicle (1) is already established at a predetermined distance to the entrance transition area (14) to a charging request of the motor vehicle (1) to transmit the infrastructure control unit (9). Ladeverfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ausfahrt des Kraftfahrzeugs (1) mit der ihm folgenden, den Energiespeicher (5) des Kraftfahrzeugs (1) aufladenden Ladeeinheit (11) aus dem Ladeinfrastrukturbereich (4) im Ausfahrtübergangsbereich (16) die Kommunikationsschnittstelle (7) des Kraftfahrzeugs (1) eine Kommunikationsverbindung (10) mit einer Kommunikationsschnittstelle (8)der Ladeeinheit (11) aufbaut und über diese Kommunikationsverbindung (10) zumindest während des Aufladens des Energiespeichers (5) des Kraftfahrzeugs (1) eine vorbestimmte, einer Fahrbewegung des Kraftfahrzeugs (1) folgende Fahrbewegung der Ladeeinheit (11) von der Fahrzugsteuereinheit (7) angesteuert wird.Charging method according to one of Claims 2 or 3 , characterized in that at the exit of the motor vehicle (1) with the charge unit (11) charging the energy store (5) of the motor vehicle (1) from the charging infrastructure area (4) in the exit transition area (16), the communication interface (7) of Motor vehicle (1) establishes a communication connection (10) with a communication interface (8) of the charging unit (11) and via this communication connection (10) at least during the charging of the energy store (5) of the motor vehicle (1) a predetermined, a driving movement of the motor vehicle ( 1) the following driving movement of the loading unit (11) is controlled by the vehicle control unit (7). Ladeverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Infrastruktursteuereinheit (9) bereitgestellte Ladeeinheit (11) innerhalb des Ladeinfrastrukturbereichs (4) von einer der folgenden Einheiten autonom angesteuert wird: - einer Steuereinheit (12) der Ladeeinheit (11), - der Infrastruktursteuereinheit (9), - der Fahrzeugsteuereinheit (7).Loading method according to one of the preceding claims, characterized in that the charging unit (11) provided by the infrastructure control unit (9) is autonomously controlled within the charging infrastructure area (4) by one of the following units: - a control unit (12) of the charging unit (11), - The infrastructure control unit (9), - the vehicle control unit (7). Ladeverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufladen der Ladeeinheit (11) beendet wird, sobald ein Benutzer des Kraftfahrzeugs (1) ein vorbestimmtes Betätigungselement bedient, der Energiespeicher (5) des Kraftfahrzeugs (1) aufgeladen ist oder das Kraftfahrzeugs (1) mit der ihm folgenden Ladeeinheit (11) in einen weiteren Ladeinfrastrukturbereich (4) eingefahren ist.Loading method according to one of the preceding claims, characterized in that the charging of the charging unit (11) is terminated as soon as a user of the motor vehicle (1) operates a predetermined actuating element, the energy store (5) of the motor vehicle (1) is charged or the motor vehicle ( 1) is retracted with the following charging unit (11) in another charging infrastructure area (4). Ladeverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Entkoppeln der Ladeeinheit (11) erfolgt, sobald das Kraftfahrzeug (1) mit der ihm folgenden Ladeeinheit (11) in einen weiteren Ladeinfrastrukturbereich (4) eingefahren ist.Loading method according to one of the preceding claims, characterized in that a decoupling of the charging unit (11) takes place as soon as the motor vehicle (1) with the charging unit (11) following it retracts into a further charging infrastructure area (4). Ladesystem zum Aufladen eines Energiespeichers (5) eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (1), das mit einer Fahrzeugsteuereinheit (7) zumindest teilautonom gesteuert werden kann, umfassend einen von einer Infrastruktursteuereinheit (9) verwalteten Ladeinfrastrukturbereich (4) und zumindest eine autonom fahrende Ladeeinheit (11) zum Aufladen des Energiespeichers (5), die zumindest einen Ladeeinheitsenergiespeicher (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrastruktursteuereinheit (9) und die zumindest eine Ladeeinheit (11) dazu ausgelegt sind, ein Ladeverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.Charging system for charging an energy store (5) of an electrically driven motor vehicle (1), which can be controlled at least partially autonomously with a vehicle control unit (7), comprising a charging infrastructure area (4) managed by an infrastructure control unit (9) and at least one autonomously driving charging unit (11 ) for charging the energy store (5), which has at least one charging unit energy store (20), characterized in that the infrastructure control unit (9) and the at least one charging unit (11) are adapted to carry out a charging method according to one of the preceding claims. Ladesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladesystem eine Serviceeinrichtung (18) zum Durchführen vorbestimmter Serviceleistungen am Kraftfahrzeug (1) umfasst und die Infrastruktursteuereinheit (9) dazu ausgelegt ist, das Kraftfahrzeug (1) derart anzusteuern, dass die vorbestimmten Serviceleistungen am Kraftfahrzeug (1) von der Serviceeinrichtung (18) durchgeführt werden können.Charging system after Claim 8 , characterized in that the charging system comprises a service device (18) for performing predetermined services on the motor vehicle (1) and the infrastructure control unit (9) is adapted to control the motor vehicle (1) such that the predetermined services on the motor vehicle (1) can be performed by the service facility (18). Ladesystem nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinheit (11) dazu ausgelegt ist mittels eines vorbestimmten Kopplungsmechanismus basierend auf der Auswertung von vorbestimmten Sensordaten von Sensoren (17) der Ladeeinheit (11), an das Kraftfahrzeug (1) derart anzukoppeln, dass eine Energieübertragung von dem zumindest einen Ladeeinheitsenergiespeicher (20) der Ladeeinheit (11) zu dem Energiespeicher (5) des Kraftfahrzeugs (1) möglich ist und eine Fahrbewegung des Kraftfahrzeugs (1) von der angekoppelter Ladeeinheit (11) unbeeinflusst ist.Charging system according to one of Claims 8 or 9 characterized in that the loading unit (11) is adapted to couple to the motor vehicle (1) by means of a predetermined coupling mechanism based on the evaluation of predetermined sensor data from sensors (17) of the charging unit (11) such that energy transfer from the at least a charging unit energy storage (20) of the charging unit (11) to the energy store (5) of the motor vehicle (1) is possible and a driving movement of the motor vehicle (1) of the coupled charging unit (11) is unaffected. Kraftfahrzeug (1), das mit elektrischer Energie aus einem fahrzeugeigenen Energiespeicher (5) betreibbar ist und eine Fahrzeugsteuereinheit (7) umfasst, die dazu ausgelegt ist, das Kraftfahrzeug (1) zumindest teilautonom zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) dazu ausgelegt ist, zum Aufladen des fahrzeugeigenen Energiespeichers (5) mit einem Ladesystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10 zusammenzuwirken.Motor vehicle (1) which can be operated with electrical energy from an on-board energy store (5) and comprises a vehicle control unit (7) which is designed to control the motor vehicle (1) at least partially autonomously, characterized in that the motor vehicle (1) is adapted to charge the on-board energy storage device (5) with a charging system according to one of Claims 8 to 10 co.
DE102018206582.9A 2018-04-27 2018-04-27 Charging method for an energy storage of an electrically driven motor vehicle, charging system for charging an energy storage of an electrically driven motor vehicle and motor vehicle, which can cooperate with such a charging system Pending DE102018206582A1 (en)

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